DE4113342A1 - New 2,5-di:substd. 1,3-dioxan cpds. with (phenyl-)cyclohexyl gp. - are components of liq. crystal media for twisted cell devices, with high stability, good solubility, etc. - Google Patents
New 2,5-di:substd. 1,3-dioxan cpds. with (phenyl-)cyclohexyl gp. - are components of liq. crystal media for twisted cell devices, with high stability, good solubility, etc.Info
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft neue 1,3-Dioxanderivate der Formel IThe invention relates to novel 1,3-dioxane derivatives of the formula I.
worinwherein
Q CHalogen1H3-1, CnH2n+1-O- oder C2H2n+1-CH=CH-, wobei
Halogen F oder Cl,
1 1, 2 oder 3 und
n 0 bis 5 bedeutet,
r 0 bis 5,
X=X′=0 und Y′=CH₂ oder
X=X′=CH₂ und Y=Y′=O,
Z¹ und Z² jeweils unabhängig voneinander -C₂H₄- oder eine
Einfachbindung,
A¹ trans-1,4-Cyclohexylen, 1,4-Phenylen, 3-Fluor-1,4-
phenylen oder 3,5-Difluor-1,4-phenylen,
m 0, 1 oder 2,
X F, Cl, -CF₃, -CN, -OCF₃ oder -OCHF₂ und
Y und Z jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten.Q CHalogen 1 H 3-1 , CnH 2n + 1 -O- or C 2 H 2n + 1 -CH = CH-, where halogen is F or Cl,
1 1, 2 or 3 and
n is 0 to 5,
r 0 to 5,
X = X '= 0 and Y' = CH₂ or
X = X '= CH₂ and Y = Y' = O,
Z¹ and Z² are each independently of the other -C₂H₄- or a single bond,
A¹ is trans-1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 3-fluoro-1,4-phenylene or 3,5-difluoro-1,4-phenylene,
m 0, 1 or 2,
X is F, Cl, -CF₃, -CN, -OCF₃ or -OCHF₂ and
Y and Z each independently represent H or F.
Aus der DE-OS 29 44 905 sind Flüssigkristalle der FormelFrom DE-OS 29 44 905 liquid crystals of the formula
bekannt (R=C₆H₁₃, C₈H₁₇).known (R = C₆H₁₃, C₈H₁₇).
Derartige Verbindungen werden jedoch nicht den hohen Anforde rungen an den elektrischen Widerstand gerecht, wie sie bei spielsweise für Anzeigen mit aktiver Matrix gefordert werden. Darüberhinaus zeigen solche Verbindungen in flüssigkristallinen Medien recht hohe Werte für die Schwel lenspannung.However, such compounds are not the high requirement The electrical resistance is just as good as it is For example, be required for ads with active matrix. Moreover, such compounds show in liquid-crystalline media quite high values for the Schwel lenspannung.
Die Verbindungen der Formel I können wie ähnliche, z. B. aus der DE-OS 26 36 684 bekannte Verbindungen als Komponenten flüssigkristalliner Medien verwendet werden, insbesondere für Anzeigen, die auf dem Prinzip der verdrillten Zelle beruhen. The compounds of formula I may be similar to, for. B. off DE-OS 26 36 684 known compounds as components liquid-crystalline media are used, in particular for Ads based on the principle of the twisted cell.
Die bisher für diesen Zweck eingesetzten Substanzen besitzen sämtliche gewisse Nachteile, beispielsweise zu hohe Schmelz punkte, zu niedrige Klärpunkte, zu geringe Stabilität gegenüber der Einwirkung von Wärme, Licht oder elektrischen Feldern, zu niedriger elektrischer Widerstand, ungünstige elastische Eigenschaften, zu hohe Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung oder führen zu zu hohen Schwellenspannun gen.The substances previously used for this purpose own All certain disadvantages, such as too high enamel points, too low clearing points, too little stability against the action of heat, light or electric Fields, too low electrical resistance, unfavorable elastic properties, too high temperature dependence of the Threshold voltage or lead to too high threshold voltage gene.
Insbesondere bei Anzeigen von Supertwisttyp (STN) mit Ver drillungswinkeln von deutlich mehr als 220°C oder bei Anzei gen mit aktiver Matrix weisen die bisher eingesetzten Mate rialien Nachteile auf.Especially when displaying Supertwisttyp (STN) with Ver drift angles of significantly more than 220 ° C or at display active matrix systems have the previously used mate disadvantages.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, neue flüssigkristalline Verbindungen aufzufinden, die als Komponenten flüssigkristalliner Medien geeignet sind, insbesondere für nematische Medien mit positiver dielektrischer Anisotropie, und die die Nachteile der bekannten Verbindungen nicht oder nur in geringerem Maße zeigen. Diese Aufgabe wurde durch die Bereitstellung der neuen Verbindungen der Formel I gelöst.The invention was based on the object, new liquid crystalline Find connections as components liquid-crystalline media are suitable, in particular for nematic media with positive dielectric anisotropy, and the disadvantages of the known compounds or not only to a lesser extent. This task was done by the Provision of the novel compounds of the formula I is achieved.
Es wurde gefunden, daß die Verbindungen der Formel I vorzüglich als Komponenten flüssigkristalliner Medien geeig net sind. Insbesondere sind mit ihrer Hilfe flüssigkristalli ne Medien mit weiten nematischen Bereichen, hervorragender Nematogenität bis zu tiefen Temperaturen, hervorragender chemischer Stabilität, herausragenden elastischen Eigenschaf ten, ausgeprägtem ε┴ bei positiver dieelektrischer Anisotro pie, niedriger Schwellenspannung, geringer Temperatur abhängigkeit der Schwellenspannung und/oder kleiner optischer Anisotropie erhältlich. Die neuen Verbindungen zeigen außerdem eine gute Löslichkeit für andere Komponenten derar tiger Medien und hohe positive dielektrische Anisotropie bei gleichzeitig günstiger Viskosität.It has been found that the compounds of the formula I are particularly suitable as components of liquid-crystalline media. In particular, with their help flüssigkristalli ne media with wide nematic ranges, excellent nematogeneity down to low temperatures, excellent chemical stability, outstanding elastic properties th, pronounced ε ┴ in positive dieelektrische Anisotropy pie, low threshold voltage, low temperature dependence of the threshold voltage and / or smaller optical anisotropy available. The new compounds also show good solubility for other components of such media and high positive dielectric anisotropy while maintaining favorable viscosity.
Die Verbindungen der Formel I ermöglichen sowohl STN-Anzeigen mit sehr hoher Steilheit der elektrooptischen Kennlinie als auch Anzeigen mit aktiver Matrix mit hervorragender Langzeit stabilität. Durch geeignete Wahl von rund n lassen sich bei beiden Anzeigetypen die Schwellenspannungen deutlich ernied rigen.The compounds of formula I allow both STN displays with very high slope of the electro-optical characteristic as also ads with active matrix with excellent long-term stability. By a suitable choice of around n can be with both display types, the threshold voltages ernied ernied engined.
Die Verbindungen der Formel I sind in reinem Zustand farblos und bilden flüssigkristalline Mesophasen in einem für die elektrooptische Verwendung günstig gelegenen Temperaturbe reich.The compounds of the formula I are colorless in the pure state and form liquid crystalline mesophases in one for the Electro-optical use conveniently located Temperaturbe rich.
Gegenstand der Erfindung sind somit die Verbindungen der Formel I sowie die Verwendung der Verbindungen der Formel I als Komponenten flüssigkristalliner Medien, flüssigkristal line Medien mit einem Gehalt an mindestens einer Verbindung der Formel I und elektrooptische Anzeigen, die derartige Medien enthalten.The invention thus relates to the compounds of Formula I and the use of the compounds of formula I. as components of liquid-crystalline media, liquid-crystal line media containing at least one compound of the formula I and electro-optical displays, the like Media included.
Vor- und nachstehend haben Q, r, X, Y, X′, Y′, Z¹, Z², A¹, X, Y, m und Z die angegebene Bedeutung, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes vermerkt ist. Above and below have Q, r, X, Y, X ', Y', Z¹, Z², A¹, X, Y, m and Z are as defined, if not expressly stated otherwise.
In den Verbindungen der Formel I sind die Alkylengruppen (CH2)r vorzugsweise geradkettig. Dementsprechend bedeutet (CH2)r vorzugsweise Methylen, Ethylen, n-Propylen, N-Butylen oder n-Pentylen. m ist vorzugsweise 0 oder 1, insbesondere bevorzugt 0. r ist vorzugsweise 2, 3 oder 4. Ferner bevorzugt ist r=1, insbesondere wenn Q=CnH2n+1-CH=CH-.In the compounds of the formula I, the alkylene groups (CH 2 ) r are preferably straight-chain. Accordingly, (CH 2 ) r is preferably methylene, ethylene, n-propylene, n-butylene or n-pentylene. Preferably, m is 0 or 1, more preferably 0. Preferably, r is 2, 3 or 4. More preferably, r = 1, especially when Q = C n H 2n + 1 -CH = CH-.
Der RestThe rest
ist vorzugsweiseis preferable
X ist vorzugsweise F, Cl, -CG₃ oder -OCF₃.X is preferably F, Cl, -CG₃ or -OCF₃.
Im folgenden sind bevorzugte Teilformeln der erfindungs gemäßen Verbindungen angegeben:In the following preferred sub-formulas of the Invention given according to the following compounds:
Z¹ und Z² sind bevorzugte Einfachbindungen oder eine dieser Gruppen auch -C₂H₄-. m ist vorzugsweise 0 oder 1. Ferner sind jedoch auch Verbindungen mit m=2 (wobei A¹ und Z² gleich oder voneinander verschieden sind) bevorzugt, insbesondere diejenigen der folgenden TeilformelnZ 1 and Z 2 are preferred single bonds or one of these Groups also -C₂H₄-. m is preferably 0 or 1. Further are but also compounds with m = 2 (where A¹ and Z² are the same or different from one another), in particular those of the following subformulae
Besonders bevorzugt sind die Verbindungen der Teilformel IaParticularly preferred are the compounds of the sub-formula Ia
worin Q, r, A¹, m, X, Y und Z die bei der Formel I angegebene Bedeutung haben. Vorzugsweise ist Z in ortho-Position zu X, In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist Y=Z=F. A¹ ist vorzugsweise trans-1,4-Cyclohexylen. Q ist vorzugs weise CF₃, CHF₂, CH₂F, CH₂CL, CH₃O-, CH₂=CH- oder CH₃- CH=CH-(trans). Halogen ist vorzugsweise F.wherein Q, r, A¹, m, X, Y and Z are those given in formula I. Have meaning. Preferably, Z is ortho to X, In a particularly preferred embodiment, Y = Z = F. A¹ is preferably trans-1,4-cyclohexylene. Q is preferred as CF₃, CHF₂, CH₂F, CH₂CL, CH₃O-, CH₂ = CH- or CH₃- CH = CH- (trans). Halogen is preferably F.
In den vorstehenden Formeln bedeutet DioIn the above formulas, Dio
und
ist vorzugsweiseand
is preferable
Die Verbindungen der Formel I werden im übrigen nach an sich bekannten Methoden hergestellt, wie sie in der Literatur (z. B. in den Standardwerken wie Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart) beschrie ben sind, und zwar unter Reaktionsbedingungen, die für die genannten Umsetzungen bekannt und geeignet sind. Dabei kann man auch von an sich bekannten, hier nicht näher erwähnten Varianten Gebrauch machen.Incidentally, the compounds of the formula I are per se prepared methods known in the literature (For example, in the standard works such as Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Georg Thieme Verlag, Stuttgart) ben, under reaction conditions that for the mentioned reactions are known and suitable. It can one also from known, not mentioned here Make use of variants.
Die Ausgangsstoffe können gewünschtenfalls auch in situ gebildet werden, derart, daß man sie aus dem Reaktionsgemisch nicht isoliert, sondern sofort weiter zu den Verbindungen der Formel I umsetzt. If desired, the starting materials may also be in situ be formed, such that they are from the reaction mixture not isolated but immediately further to the compounds of Formula I implements.
Die erfindungsgemäßen 1,3-Dioxanderivate werden in an sich üblicher Weise durch Kondensation von 1,3-Diolen der For mel IIa mit Aldehyden der Formel IIIa bzw. von 1,3-Diolen der Formel IIb mit Aldehyden der Formel IIIb hergestellt:The 1,3-dioxane derivatives according to the invention are in themselves usually by condensation of 1,3-diols of For mel IIa with aldehydes of the formula IIIa or of 1,3-diols of Formula IIb prepared with aldehydes of the formula IIIb:
Die Vorstufen der Formeln IIa, IIIa, IIb und IIIb sind teil weise bekannt. Alle diese Verbindungen können nach Routineme thoden hergestellt werden, beispielsweise nach folgendem Syntheseschema: The precursors of the formulas IIa, IIIa, IIb and IIIb are part wise known. All these connections can be routineme methods are produced, for example, according to the following Synthesis scheme:
Die Verbindungen der Formeln IIIa und IIb können analog hergestellt werden. Die Synthese einiger besonders bevorzug ter Verbindungen der Formeln IIIa und IIb sind im folgenden näher erläutertThe compounds of the formulas IIIa and IIb can be analogous getting produced. The synthesis of some particularly Favor The compounds of the formulas IIIa and IIb are as follows explained in more detail
Verbindungen der Formel IIIa sind ferner durch Übergangsmetallkatalysierte Kreuzkopplungsreaktionen (E. Poetsch, Kontakte (Darmstadt) 1988 (2), S. 15) erhältlich, wie z. B.:Compounds of formula IIIa are further characterized by Transition metal-catalyzed cross-coupling reactions (E. Poetsch, contacts (Darmstadt) 1988 (2), p. 15) available, such. B .:
Zur Synthese der erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel I2 geeignete Vorstufen sind beispielsweise nach folgendem Syn theseschema erhältlich: For the synthesis of the compounds of the formula I2 according to the invention suitable precursors are, for example, according to the following Syn available:
Die aus dem entsprechenden Brombenzol-Derivat erhaltene Grignard-Verbidnung wird mit Chlortrialkylorthotitanat bzw. -zirkonat nach WO 87/05599 zu dem tertiären Cyclohexanol umgesetzt. Nach Abspaltung von Wasser, Hydrierung der Dop pelbindung und Isomerisierung erhält man nach üblichen Metho den den trans-Cyclohexancarbonsäureester. Aus letzerem erhält man nach üblichen Standardverfahren die geeigneten Aldehyde für die erfindungsgemäße Verbindungen, die aus diesen durch Wittig-Synthese und nachfolgender Hydrierung der Doppelbindung erhältlich sind.The obtained from the corresponding bromobenzene derivative Grignard-Verbidnung is with Chlortrialkylorthotitanat or zirconate according to WO 87/05599 to the tertiary cyclohexanol implemented. After elimination of water, hydrogenation of the dop pelbindung and isomerization is obtained by conventional methods the trans-cyclohexane carboxylic acid ester. From the latter one obtains the suitable ones by usual standard procedures Aldehydes for the compounds of the invention, from this by Wittig synthesis and subsequent hydrogenation of Double bond are available.
Die als Ausgangsstoffe verwendete Brombenzolderivate sind zum Teil bekannt, zum Teil können sie ohne Schwierigkeiten nach Standardverfahren der organischen Chemie aus literaturbekann ten Verbindungen hergestellt werden. Beispielsweise sind die OCF₃- oder OCHF₂-Verbindungen nach bekannten Verfahren aus den entsprechenden Phenolen bzw. die CF₃- oder CN-Verbindungen aus den entsprechenden Benzoesäuren erhältlich. Verbindungen der FormelThe Brombenzolderivate used as starting materials are for Part known, in part, they can without difficulty Standard methods of organic chemistry from the literature th compounds are made. For example, the OCF₃- or OCHF₂ compounds by known methods from the corresponding phenols or the CF₃ or CN compounds obtainable from the corresponding benzoic acids. links the formula
oder auch entsprechende monofluorierte Verbindungen sind beispielsweise aus den bekannten Vorstufen mit X=H durch Lithiierung bei tiefen Temperaturen und anschließende Umset zung mit einem geeigneten Elektrophil erhältlich. or also corresponding monofluorinated compounds for example, from the known precursors with X = H by Lithiation at low temperatures and subsequent conversion Available with a suitable electrophile.
Die Synthese eines besonders bevorzugten Ausgangsmaterials der Formel IIIa′ ist im folgenden beschrieben:The synthesis of a particularly preferred starting material Formula IIIa 'is described below:
Die Kondensation dieses Zwischenprodukts mit Verbindungen der Formel IIa liefert bevorzugte Dioxanderivate. Q ist vorzugs weise CH₂=CH-. Die entsprechenden Verbindungen der Formel IIa erhält man vorzugsweise gemäß folgendem Schema:The condensation of this intermediate with compounds of Formula IIa provides preferred dioxane derivatives. Q is preferred wise CH₂ = CH-. The corresponding compounds of formula IIa is preferably obtained according to the following scheme:
Besonders bevorzugt sind auch Verbindungen der TeilformelParticular preference is also given to compounds of the sub-formula
welche gemäß folgendem Schema hergestellt werden können:which can be prepared according to the following scheme:
Die Alkylierung des Malonesters gelingt in bekannter Weise durch die Erzeugung seines Anions und Umsetzung mit den Alkenylbromiden. Die Reduktion zu den Diolen erfolgt in üblicher Weise durch Reduktion mit LiAlH₄. Die Kondensation der erhaltenen Diole mit dem Aldehyd IIIa′ erfolgt ebenfalls in analoger Weise zur Bildung bereits bereits bekannter Dioxansysteme durch Kochen äquimolarer Mengen des Diols mit dem Aldehyd in Toluol am Wasserabscheider unter Zusatz von p-Toluolsulfon säure. Die Reaktion ist bereits nach 4 Std. beendet.The alkylation of the malonic ester succeeds in a known manner through the generation of its anion and its implementation with the Alkenyl bromides. The reduction to the diols takes place in usual way by reduction with LiAlH₄. The condensation the obtained diols with the aldehyde IIIa 'is also carried out in an analogous manner to the formation of already known dioxane systems by boiling equimolar amounts of the diol with the aldehyde in Toluene on a water separator with the addition of p-toluenesulfone acid. The reaction is completed after 4 hours.
Das Reaktionsprodukt wird durch eine Chromatographie über Kieselgel und Kristallisation aus Hexan aufgereinigt. Auch die Synthese des benötigten Aldehyds IIIa′ erfolgt nach bekannten Methoden. The reaction product is purified by chromatography Silica gel and crystallization from hexane purified. Also the synthesis of the required aldehyde IIIa 'is carried out according to known methods.
So wird 1-Trisopropyloxytitanyl, 3,4,5-trifluorbenzol - hergestellt durch Ummetallierung von 3,4,5-Trifluorbenzol magnesiumbromid mit Chlortriisoproxytitan - mit Cyclohex anon-(4)-carbonsäureethylester-(1) chemoselektiv an der Carbonylgruppe zum 4-Hydroxy-4(3,4,5-trifluorphenyl)-cyclo hexancarbonsäureethylester umgesetzt. Durch Wasserabspaltung, katalytische Hydrierung über Pd/C, Verseifung und Epimerisie rung mit KOH/Methanol erhält man die reine trans 4-(3,4,5- Trifluorphenyl)-cyclohexancarbonsäure-(1). Diese wird mit Pivaloylchlorid in das gemischte Anhydrid umgewandelt und mit N,O-Dimethylhydroxylamin in das entsprechende Amid überge führt. Dieses wird in hoher Ausbeute zum Aldehyd IIIa′ mit LiAlH₄ reduziert.Thus, 1-trisopropyloxytitanyl, 3,4,5-trifluorobenzene - prepared by transmetallation of 3,4,5-trifluorobenzene magnesium bromide with chloro triisoproxytitanium - with cyclohex Anon- (4) -carboxylic acid ethyl ester- (1) chemoselective at the Carbonyl group to 4-hydroxy-4 (3,4,5-trifluorophenyl) cyclo reacted hexanecarboxylic acid ethyl ester. By dehydration, catalytic hydrogenation via Pd / C, saponification and epimerization with KOH / methanol, the pure trans 4- (3,4,5- Trifluorophenyl) -cyclohexanecarboxylic acid (1). This is with Pivaloyl chloride converted into the mixed anhydride and with N, O-dimethylhydroxylamine in the corresponding amide überge leads. This is in high yield to the aldehyde IIIa 'with LiAlH₄ reduced.
Die erfindungsgemäßen flüssigkristallinen Medien enthalten vorzugsweise neben einer oder mehreren erfindungsgemäßen Verbindungen als weitere Bestandteile 2 bis 40, insbesondere 4 bis 30 Komponenten. Ganz besonders bevorzugt enthalten diese Medien neben einer oder mehreren erfindungsgemäßen Verbindungen 7 bis 25 Komponenten. Diese weiteren Bestand teile werden vorzugsweise ausgewählt aus nematischen oder nematogenen (monotropen oder isotropen) Substanzen, insbeson dere Substanzen aus den Klassen der Biphenyle, Terphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylbenzoate, Cyclohexan-carbonsäure phenyl- oder cyclohexyl-ester, Phenyl- oder Cyclohexylester der Cyclohexylbenzoesäure, Phenyl- oder Cyclohexylester der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure, Cyclohexylphenylester der Benzoesäure, der Cyclohexancarbonsäure, bzw. der Cyclohexyl cyclohexancarbonsäure, Phenylcyclohexane, Cyclohexyl biphenyle, Phenylcyclohexylcyclohexane, Cyclohexylcyclohexane, Cyclohexylcyclohexene, Cyclohexylcyclohexylcyclohexene, 1,4-Bis-cyclohexylbenzole, 4,4′-Bis-cyclohexylbiphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylpyrimidine, Phenyl- oder Cyclohexylpy ridine, Phenyl- oder Cyclohexyldioxane, Phenyl- oder Cyclo hexyl-1,3-dithiane, 1,2-Diphenylethane, 1,2-Dicyclohexylethane, 1-Phenyl-2-cyclohexylethane, 1-Cyclohexyl-2-(4-phenyl cyclohexyl)-ethane, 1-Cyclohexyl-2-biphenylylethane, 1-Phenyl-2-cyclohexylphenylethane und Tolane.The liquid-crystalline media according to the invention contain preferably in addition to one or more inventive Compounds as further constituents 2 to 40, in particular 4 to 30 components. Very particularly preferably included these media in addition to one or more inventive Compounds 7 to 25 components. This further inventory Parts are preferably selected from nematic or nematogenic (monotropic or isotropic) substances, esp substances from the classes of biphenyls, terphenyls, Phenyl or cyclohexyl benzoates, cyclohexane-carboxylic acid phenyl or cyclohexyl esters, phenyl or cyclohexyl esters the cyclohexylbenzoic acid, phenyl or cyclohexyl ester of Cyclohexylcyclohexanecarboxylic acid, cyclohexylphenyl ester of Benzoic acid, the cyclohexane carboxylic acid, or the cyclohexyl cyclohexanecarboxylic acid, phenylcyclohexanes, cyclohexyl biphenyls, phenylcyclohexylcyclohexanes, cyclohexylcyclohexanes, Cyclohexylcyclohexenes, cyclohexylcyclohexylcyclohexenes, 1,4-bis-cyclohexylbenzenes, 4,4'-biscyclohexylbiphenyls, Phenyl or cyclohexylpyrimidines, phenyl or cyclohexylpy chloride, phenyl or cyclohexyldioxane, phenyl or cyclo hexyl-1,3-dithiane, 1,2-diphenylethane, 1,2-dicyclohexylethane, 1-phenyl-2-cyclohexylethane, 1-cyclohexyl-2- (4-phenyl cyclohexyl) -ethanes, 1-cyclohexyl-2-biphenylylethanes, 1-phenyl-2-cyclohexylphenylethanes and tolans.
Die 1,4-Phenylengruppen in diesen Verbindungen können auch fluoriert sein.The 1,4-phenylene groups in these compounds can also be fluorinated.
Die wichtigsten als weitere Bestandteile erfindungsgemäßer Medien in Frage kommenden Verbindungen lassen sich durch die Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 charakterisieren:The most important as further constituents according to the invention Media eligible connections can be through the Formulas 1, 2, 3, 4 and 5 characterize:
R′-L-E-R′′ (1)R'-L-E-R '' (1)
R′-L-COO-E-R′′ (2)R'-L-COO-E-R '' (2)
R′-L-OOC-E-R′′ (3)R'-L-OOC-E-R '' (3)
R′-L-CH₂CH₂-E-R′′ (4)R'-L-CH₂CH₂-E-R '' (4)
R′-L-CC-E-R′′ (5)R'-L-CC-E-R '' (5)
In den Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 bedeuten L und E, die gleich oder verschieden sein können, jeweils unabhängig voneinander einen bivalenten Rest aus der aus -Phe-, -Cyc-, -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -Pyr-, -Dio-, -G-Phe- und -G-Cyc- sowie deren Spiegelbilder gebildeten Gruppe, wobei Phe unsubstitu iertes oder durch Fluor substituiertes 1,4-Phenylen, Cyc trans-1,4-Cyclohexylen oder 1,4-Cyclohexenylen, Pyr Pyrimi din-2,5-diyl oder Pyridin-2,5-diyl, Dio 1,3-Dioxan-2,5-diyl und G 2-(trans-1,4-Cyclohexyl)-ethyl, Pyrimidin-2,5-diyl, Pyridin-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl bedeuten. In formulas 1, 2, 3, 4 and 5, L and E are the same or may be different, each independently a bivalent radical from the group consisting of -Phe-, -Cyc-, -Phe-Phe-, -Phe-Cyc, -Cyc-Cyc, -Pyr-, -Dio, -G-Phe- and -G-Cyc- and their mirror images formed group, where Phe unsubstitu substituted or fluorine-substituted 1,4-phenylene, Cyc trans-1,4-cyclohexylene or 1,4-cyclohexenylene, Pyr pyrimi din-2,5-diyl or pyridine-2,5-diyl, dio-1,3-dioxane-2,5-diyl and G 2- (trans-1,4-cyclohexyl) -ethyl, pyrimidine-2,5-diyl, Pyridine-2,5-diyl or 1,3-dioxane-2,5-diyl.
Vorzugsweise ist einer der Reste L und E Cyc, Phe oder Pyr. E ist vorzugsweise Cyc, Phe oder Phe-Cyc. Vorzugsweise enthal ten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Komponen ten ausgewählt aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5, worin L und E ausgewählt sind aus der Gruppe Cyc, Phe und Pyr und gleichzeitig eine oder mehrere Komponenten aus gewählt aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5, worin einer der Reste L und E ausgewählt ist aus der Gruppe Cyc, Phe und Pyr und der andere Rest ausgewählt ist aus der Gruppe -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- und -G-Cyc-, und gegebenenfalls eine oder mehrere Komponenten ausgewählt aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5, worin die Reste L und E ausgewählt sind aus der Gruppe -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- und -G-Cyc-.Preferably, one of L and E is Cyc, Phe or Pyr. e is preferably Cyc, Phe or Phe-Cyc. Preferably ent the media of the invention one or more components selected from the compounds of the formulas 1, 2, 3, 4 and 5, wherein L and E are selected from the group Cyc, Phe and Pyr and at the same time one or more components selected from the compounds of the formulas 1, 2, 3, 4 and 5, wherein one of L and E is selected from the group Cyc, Phe and Pyr and the other radical is selected from the Group -Phe-Phe, -Phe-Cyc, -Cyc-Cyc, -G-Phe and -G-Cyc-, and optionally one or more components selected from the compounds of the formulas 1, 2, 3, 4 and 5, wherein the Radicals L and E are selected from the group -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc, -G-Phe and -G-Cyc.
R′ und R′′ bedeuten in den Verbindungen der Teilformeln 1a, 2a, 3a, 4a und 5a jeweils unabhängig voneinander Alkyl, Alkenyl, Alkoxy, Alkenyloxy oder Alkanoyloxy mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen. Bei den meisten dieser Verbindungen sind R′ und R′′ voneinander verschieden, wobei einer dieser Reste meist Alkyl oder Alkenyl ist. In den Verbindungen der Teil formeln 1b, 2b, 3b, 4b und 5b bedeutet R′′ -CN, -CF₃, -OCF₃, F, Cl oder -NCS; R hat dabei die bei den Verbindungen der Teil formeln 1a bis 5a angegebene Bedeutung und ist vorzugsweise Alkyl oder Alkenyl. Besonders bevorzugt ist R′′ ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus -F, Cl, CF₃ und -OCF₃. Aber auch andere Varianten der vorgesehenen Substituenten in den Ver bindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 sind gebräuchlich. Viele solcher Substanzen oder auch Gemische davon sind im Handel erhältlich. Alle diese Substanzen sind nach literatur bekannten Methoden oder in Analogie dazu erhältlich. R 'and R "in the compounds of sub-formulas 1a, 2a, 3a, 4a and 5a are each independently of one another alkyl, Alkenyl, alkoxy, alkenyloxy or alkanoyloxy with up to 8 Carbon atoms. For most of these compounds are R 'and R' 'different from each other, wherein one of these radicals usually alkyl or alkenyl. In the links the part Formulas 1b, 2b, 3b, 4b and 5b is R "-CN, -CF₃, -OCF₃, F, Cl or -NCS; R has the part of the compounds Formulas 1a to 5a and is preferably Alkyl or alkenyl. More preferably, R "is selected from the group consisting of -F, Cl, CF₃ and -OCF₃. But also other variants of the proposed substituents in the Ver Compounds of formulas 1, 2, 3, 4 and 5 are in use. Many such substances or mixtures thereof are in the Trade available. All these substances are according to literature known methods or in analogy available.
Die erfindungsgemäßen Medien enthalten vorzugsweise neben Komponenten aus der Gruppe der Verbindungen 1a, 2a, 3a, 4a und 5a (Gruppe 1) auch Komponenten aus der Gruppe der Verbin dungen 1b, 2b, 3b, 4b und 5b (Gruppe 2), deren Anteile vor zugsweise wie folgt sind:The media according to the invention preferably contain in addition Components from the group of compounds 1a, 2a, 3a, 4a and 5a (Group 1) also components from the group of the verb 1b, 2b, 3b, 4b and 5b (group 2), their shares before preferably as follows:
Gruppe 1: 20 bis 90%, insbesondere 30 bis 90%,
Gruppe 2: 10 bis 80%, insbesondere 10 bis 50%,Group 1: 20 to 90%, in particular 30 to 90%,
Group 2: 10 to 80%, in particular 10 to 50%,
wobei die Summe der Anteile der erfindungsgemäßen Verbindun gen und der Verbindungen aus den Gruppen 1 und 2 bis zu 100% ergeben.wherein the sum of the proportions of Verbindun the invention and compounds of groups 1 and 2 up to 100% result.
Die erfindungsgemäßen Medien enthalten vorzugsweise 1 bis 40%, insbesondere vorzugsweise 5 bis 30% an erfindungs gemäßen Verbindungen. Weiterhin bevorzugt sind Medien, ent haltend mehr als 40%, insbesondere 45 bis 90% an erfindungs gemäßen Verbindungen. Die Medien enthalten vorzgusweise drei, vier oder fünf erfindungsgemäße Verbindungen.The media according to the invention preferably contain 1 to 40%, in particular preferably 5 to 30% of erfindungs proper connections. Further preferred are media, ent holding more than 40%, in particular 45 to 90% of fiction proper connections. The media contain vorzgusweise three, four or five compounds of the invention.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Medien erfolgt in an sich üblicher Weise. In der Regel werden die Komponenten ineinander gelöst, zweckmäßig bei erhöhter Temperatur. Durch geeignete Zusätze können die flüssigkristallinen Phasen nach der Erfindung so modifiziert werden, daß sie in allen bisher bekannt gewordenen Arten von Flüsigkristallanzeigeelementen verwendet werden können. Derartige Zusätze sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur ausführlich beschrieben (H. Kelker/R. Hatz, Handbook of Liquid Crystals, Verlag Chemie, Weinheim, 1980). Beispielsweise können pleochroitische Farb stoffe zur Herstellung farbiger Guest-Host-Systeme oder Substanzen zur Veränderung der dielektrischen Anisotropie, der Viskosität und/oder der Orientierung der nematischen Phasen zugesetzt werden.The preparation of the media according to the invention takes place in usual way. In general, the components are dissolved in each other, useful at elevated temperature. By Suitable additives can after the liquid crystalline phases of the invention are modified so that they are in all hitherto have become known types of liquid crystal display elements can be used. Such additives are those skilled in the art known and described in detail in the literature (H. Kelker / R. Hatz, Handbook of Liquid Crystals, Verlag Chemie, Weinheim, 1980). For example, pleochroic color materials for producing colored guest-host systems or Substances for changing the dielectric anisotropy, the viscosity and / or the orientation of the nematic Phases are added.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen. mp.=Schmelzpunkt, cp.=Klärpunkt. Vor- und nachstehend bedeuten Prozentangaben Gewichtsprozent; alle Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben. "Übliche Aufar beitung" bedeutet: man gibt Wasser hinzu, extrahiert mit Methylenchlorid, trennt ab, trocknet die organische Phase, dampft ein und reinigt das Produkt durch Kristallisation und/oder Chromatographie.The following examples are intended to illustrate the invention, without to limit them. mp = melting point, cp = clearing point. In front- and below, percentages are by weight; all Temperatures are given in degrees Celsius. "Usual Aufar processing "means: add water, extract with Methylene chloride, separates, the organic phase dries, Evaporates and purifies the product by crystallization and / or chromatography.
Es bedeuten ferner:It also means:
K: Kristallin-fester Zustand, S: smektische Phase (der Index kennzeichnet den Phasentyp), N: nematischer Zustand, Ch: cholesterische Phase, I: isotrope Phase. Die zwischen zwei Symbolen stehende Zahl gibt die Umwandlungstemperatur in Grad Celsius an.K: crystalline solid state, S: smectic phase (the index denotes the phase type), N: nematic state, Ch: cholesteric phase, I: isotropic phase. The between two Symbols standing number gives the transformation temperature in degrees Celsius.
Ein Gemisch von 0,1 m 2-(3-Fluoropropyl)-1,3-propandiol, 0,1 m p-(3,4-Difluorphenyl)-benzaldehyd (hergestellt durch Kreuzkopplung wie oben beschrieben), 1 g p-Toluolsulfonsäure und 200 ml Toluol wird 1 Stunde am Wasserabscheider gekocht. Nach extraktiver Aufarbeitung und Aufreinigung durch Kristal lisation und Chromatographie erhält man trans-2-(3,4-Difluor biphenyl-4′-yl)-5-(3-fluorpropyl)-1,3-dioxan.A mixture of 0.1M 2- (3-fluoropropyl) -1,3-propanediol, 0.1m p- (3,4-difluorophenyl) benzaldehyde (prepared by Crosstalk as described above), 1 g of p-toluenesulfonic acid and 200 ml of toluene is boiled for 1 hour on a water. After extractive work-up and purification by Kristal Lization and chromatography gives trans-2- (3,4-difluoro biphenyl-4'-yl) -5- (3-fluoropropyl) -1,3-dioxane.
Analog Beispiel 1 erhält man durch Umsetzung von 2-(3,3,3- Trifluorpropyl)-1,3-propandiol mit p-(p-Fluorphenyl)-benzal dehyd [aus p-(p-Fluorphenyl)-brombenzol durch Umsetzung mit BuLi, N-Formylpiperidin und Säure] trans-2-(4-Fluor biphenyl-4′-yl)-5-(3,3,3-trifluorpropyl)-1,3-dioxan.Analogously to Example 1, reaction of 2- (3,3,3- Trifluoropropyl) -1,3-propanediol with p- (p-fluorophenyl) benzal dehyd [from p- (p-fluorophenyl) bromobenzene by reaction with BuLi, N-formylpiperidine and acid] trans-2- (4-fluoro biphenyl-4'-yl) -5- (3,3,3-trifluoropropyl) -1,3-dioxane.
Analog Beispiel 1 erhält man durch Umsetzung von 2-(4-Oxa pentyl)-1,3-propandiol mit p-Fluorbenzaldehyd trans-2-(4-Flu orphenyl)-5-(4-oxapentyl)-1,3-dioxan.Analogously to Example 1 is obtained by reacting 2- (4-oxa pentyl) -1,3-propanediol with p-fluorobenzaldehyde trans-2- (4-Flu orphenyl) -5- (4-oxapentyl) -1,3-dioxane.
Analog bzw. nach den obigen Syntheseschemata werden die folgenden bevorzugten Verbindungen hergestellt (X=X′=CH₂, Y=Y′=O, Z¹=Z²=Einfachbindung, A¹=trans-1,4-Cyclo hexylen, m=1): Analogously or according to the above synthesis schemes, the following preferred compounds prepared (X = X '= CH₂, Y = Y '= O, Z¹ = Z² = single bond, A¹ = trans-1,4-cyclo hexylene, m = 1):
Claims (6)
Q CHalogen1H3-1, CnH2n+1-O- oder C2H2n+1-CH=CH-, wobei
Halogen F oder Cl,
1 1, 2 oder 3 und
n 0 bis 5 bedeutet,
r 0 bis 5,
X=X′= 0 und Y=Y′=CH₂ oder
X=X′= CH₂ und Y=Y′=O,
Z¹ und Z² jeweils unabhängig voneinander -C₂H₄- oder eine Einfachbindung,
A¹ trans-1,4-Cyclohexylen, 1,4-Phenylen, 3-Fluor-1,4-phenylen oder 3,5-Difluor-1,4- phenylen,
m 0, 1 oder 2,
X F, Cl, -CF₃, -CN, -OCF₃ oder -OCHF₂ und
Y und Z jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten.1. 1,3-dioxane derivatives of the formula I. wherein
Q CHalogen 1 H 3-1 , CnH 2n + 1 -O- or C 2 H 2n + 1 -CH = CH-, where
Halogen F or Cl,
1 1, 2 or 3 and
n is 0 to 5,
r 0 to 5,
X = X '= 0 and Y = Y' = CH₂ or
X = X '= CH₂ and Y = Y' = O,
Z¹ and Z² are each independently of the other -C₂H₄- or a single bond,
A¹ is trans-1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 3-fluoro-1,4-phenylene or 3,5-difluoro-1,4-phenylene,
m 0, 1 or 2,
X is F, Cl, -CF₃, -CN, -OCF₃ or -OCHF₂ and
Y and Z each independently represent H or F.
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| DE19914113342 DE4113342A1 (en) | 1990-04-26 | 1991-04-24 | New 2,5-di:substd. 1,3-dioxan cpds. with (phenyl-)cyclohexyl gp. - are components of liq. crystal media for twisted cell devices, with high stability, good solubility, etc. |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19522529B4 (en) * | 1995-06-23 | 2006-02-23 | Merck Patent Gmbh | 1,3-dioxanes and their use |
-
1991
- 1991-04-24 DE DE19914113342 patent/DE4113342A1/en not_active Ceased
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| DE19522529B4 (en) * | 1995-06-23 | 2006-02-23 | Merck Patent Gmbh | 1,3-dioxanes and their use |
| DE19549761B4 (en) * | 1995-06-23 | 2014-12-04 | Merck Patent Gmbh | 1,3-Dioxanes, their use and liquid crystalline media containing these compounds |
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