Numéro
J. Phys. France
Volume 43, Numéro 2, février 1982
Page(s) 421 - 430
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:01982004302042100
J. Phys. France 43, 421-430 (1982)
DOI: 10.1051/jphys:01982004302042100

A deuterium nmr study of solute molecules dissolved in the discotic mesophase of p-n-hexahexyloxytriphenylene

D. Goldfarb1, Z. Luz1 et H. Zimmermann2

1  The Weizmann Institute of Science, 76100 Rehovot, Israel
2  Max-Planck-Institüt für Medizinische Forschung, D-6900 Heidelberg, Germany


Abstract
Deuterium NMR spectra of twelve, mostly aromatic, deuterated compounds dissolved in the discotic mesophase of normal p-n-hexahexyloxytriphenylene are reported. The solute deuterium quadrupole splittings are in general much smaller than normally observed in thermotropic liquid crystals and at the same time they exhibit a conspicuous dramatic temperature dependence, often changing sign as the temperature is varied within the mesophase region. The results are interpreted in terms of a model in which the solute molecules can occupy two sites having order parameters of opposite signs. The two sites are tentatively identified with (I) molecules intercalated within the columnar structures, and (II) molecules within the aliphatic region of the mesogen side chains. The results are consistent with a model in which there is fast dynamic equilibrium (on the NMR timescale) between the two sites, which shifts from site I to site II with increasing temperature. The results also indicate that the magnetic parameters in the two sites are different.


Résumé
On présente les spectres RMN du deutérium de douze composés deutérés, principalement aromatiques, dissous dans la mésophase discotique de p-n-hexahexyloxytriphénylène normal. Les splittings quadrupolaires des deutériums du soluté sont en général beaucoup plus petits que ceux observés dans des cristaux liquides thermotropiques et en même temps sont très fortement dépendants de la température, changeant souvent de signe lorsque l'on fait varier la température dans la région de la mésophase. Les résultats sont interprétés par un modèle dans lequel les molécules du soluté peuvent occuper deux sites ayant des paramètres d'ordre de signes opposés. On propose d'identifier les deux sites (I) à des molécules intercalées dans la structure en colonnes, et (II) à des molécules situées dans la région aliphatique des chaînes mésogènes latérales. Les résultats sont en accord avec un modèle dans lequel un équilibre dynamique rapide (à l'échelle de temps RMN) s'établit entre les deux sites, lequel est déplacé du site I au site II par un accroissement de température. Ces résultats indiquent que les paramètres magnétiques sont différents pour chaque site.

PACS
6130 - Liquid crystals.
7660 - Nuclear magnetic resonance and relaxation.

Key words
liquid crystals -- nuclear magnetic resonance -- organic compounds