Estudo de isómeros dissubstítuidos de ciclo-hexano no estado sólido

Abstract

Neste trabalho foram estudados isómeros dissubstituídos do ciclo-hexano com o objetivo de averiguar o efeito da posição, da polaridade e do tamanho do grupo substituinte na capacidade de formação de mesofases de cristal plástico. Foram estudados os isómeros cis e trans-1,3-ciclo-hexanodiol, cis e trans-2-metilciclo-hexanol, cis e trans-4-metilciclo-hexanol e cis e trans-1,4-dimetilciclo-hexano. O comportamento térmico dos compostos foi analisado recorrendo à calorimetria diferencial de varrimento complementada com informação obtida por termomicroscopia com luz polarizada. Para caracterizar as fases encontradas foram utilizados como métodos de análise a espetroscopia de infravermelho por transformada de Fourier com reflexão total atenuada e a difração de raios-X. Para o composto trans-1,3-ciclo-hexanodiol foram encontradas três formas polimórficas: sólido anisotrópico, sólido isotrópico com características de cristal plástico e sólido isotrópico com características de vidro de cristal plástico. Foi resolvida uma estrutura cristalina. Relativamente ao isómero cis-1,3-ciclo-hexanodiol foram encontradas duas formas polimórficas. Através dos dados cristalográficos destes compostos e de outros ciclo-hexanodióis foram geradas as superfícies de Hirshfeld e as respetivas impressões digitais. Os dados obtidos através das superfícies de Hirshfeld permitiram confirmar a existência de um parâmetro, a asfericidade, que permite prever a formação de fase de cristal plástico para os derivados di-hidroxilados de ciclo-hexano. Os resultados obtidos para o cis-2-metilciclo-hexanol evidenciam a existência de três formas sólidas: sólido isotrópico com morfologia de cristal plástico, sólido isotrópico com morfologia de vidro de cristal plástico e sólido anisotrópico. Por outro lado, o isómero trans-2-metilciclo-hexanol exibe apenas a formação de um sólido amorfo. No cis-4-metilciclo-hexanol foi possível identificar duas formas polimórficas enquanto que no trans-4-metilciclo-hexanol observou-se apenas uma forma sólida cristalina. A análise do isómero cis-1,4-dimetilciclo-hexano revelou a existência de dois polimorfos e no trans-1,4-dimetilciclo-hexano observou-se apenas uma fase sólida cristalina