DE19723276A1 - Cyclohexan-Derivate und flüssigkristallines Medium - Google Patents
Cyclohexan-Derivate und flüssigkristallines MediumInfo
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Description
Die Erfindung betrifft neue Cyclohexan-Derivate der Formel I
worin
Y unsubstituiertes oder mindestens einfach durch Halogen substituiertes Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 10 C-Atomen, unsubstituiertes oder mindestens einfach durch -CN, -CF3 oder -F substituiertes Alkenyl oder Alkenyloxy mit 2 bis 10 C-Atomen, -CN, -F, -OCHF2, -OCF3, -OCHFCF3 oder -OCF2CF3 bedeutet,
X1, X2, X3 jeweils unabhängig voneinander H, F, Cl oder CN in axialer Position, wobei X1 und X3 nicht gleichzeitig die Bedeutung H aufweisen,
R1 H, einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF3 oder einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit 1-12 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch
-O-, -S-, -CO-,
Y unsubstituiertes oder mindestens einfach durch Halogen substituiertes Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 10 C-Atomen, unsubstituiertes oder mindestens einfach durch -CN, -CF3 oder -F substituiertes Alkenyl oder Alkenyloxy mit 2 bis 10 C-Atomen, -CN, -F, -OCHF2, -OCF3, -OCHFCF3 oder -OCF2CF3 bedeutet,
X1, X2, X3 jeweils unabhängig voneinander H, F, Cl oder CN in axialer Position, wobei X1 und X3 nicht gleichzeitig die Bedeutung H aufweisen,
R1 H, einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF3 oder einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit 1-12 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch
-O-, -S-, -CO-,
-CO-O-, -O-CO-
oder -O-CO-O- ersetzt sein können,
A1, A2 unabhängig voneinander
A1, A2 unabhängig voneinander
- a) trans-1,4-Cyclohexylenrest, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -O- und/oder -S- ersetzt sein können
- b) 1,4-Phenylenrest, worin auch eine oder zwei CH-Gruppen durch N ersetzt sein können,
- c) Rest aus der Gruppe 1,4-Bicyclo(2,2,2)-octylen, Pipe ridin-1,4-diyl, Naphthalin-2,6-diyl, Decahydronaphthalin- 2,6-diyl und 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2,6-diyl,
- d) 1,4-Cyclohexenylen,
wobei die Reste a), b), und d) durch CN, Cl oder F substitu
iert sein können,
Z1
Z1
, Z2
und Z3
jeweils unabhängig voneinander-CO-O-, -O-CO-, -CH2
O-,
-O-, -O-CH2
-, -CH2
CH2
-, -CH=CH-, -C∼C- oder eine Einfach
bindung,
n, m unabhängig voneinander 0,1, 2 oder 3,
und
p 0, 1, 2 oder 3
wobei
m + n + p 1, 2, 3 oder 4
bedeutet.
n, m unabhängig voneinander 0,1, 2 oder 3,
und
p 0, 1, 2 oder 3
wobei
m + n + p 1, 2, 3 oder 4
bedeutet.
Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung der Verbindungen der
Formel I als Komponenten flüssigkristalliner Medien sowie Flüssigkristall-
und elektrooptische Anzeigeelemente, die die erfindungsgemäßen
flüssigkristallinen Medien enthalten.
Die Verbindungen der Formel I können als Komponenten flüssigkristalliner
Medien verwendet werden, insbesondere für Displays, die auf dem Prinzip
der verdrillten Zelle, dem Guest-Host-Effekt, dem Effekt der Deformation
aufgerichteter Phasen DAP oder ECB (Electrically controlled
birefringence) oder dem Effekt der dynamischen Streuung beruhen.
Die bisher für diesen Zweck eingesetzten Substanzen haben stets
gewisse Nachteile, beispielsweise zu geringe Stabilität gegenüber der
Einwirkung von Wärme, Licht oder elektrischen Feldern, ungünstige
elastische und/oder dielektrische Eigenschaften.
Verbindungen, die Halogencyclohexan-Einheiten bzw. Nitrilcyclohexan-Ein
heiten aufweisen, sind z. B. bekannt aus JP 05125002, JP 05229979
und EP 0107759, jedoch werden darin keine Verbindungen der Formel I
mit Cyclohexan-Ringen beschrieben, die als laterale Substituenten F, Cl
oder CN in axialer Position aufweisen. Die von der DE 35 10 432 umfaßten
lateral substituierten Cyclohexan-Derivate weisen bevorzugt equatorial
angeordnete Substituenten auf. Der Gegenstand dieses Dokuments ist auf
Verbindungen niedriger Viskosität gerichtet.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, neue stabile flüssigkristalline
oder mesogene Verbindungen mit negativer oder geringer positiver
dielektrischen Anisotropie aufzufinden, die als Komponenten
flüssigkristalliner Medien, insbesondere für TFT- und STN-Displays,
geeignet sind.
Es wurde nun gefunden, daß die Verbindungen der Formel I vorzüglich
als Komponenten flüssigkristalliner Medien geeignet sind. Mit ihrer Hilfe
lassen sich stabile flüssigkristalline Medien, insbesondere geeignet für
TFT- oder STN-Displays, erhalten. Die neuen Verbindungen zeichnen
sich vor allem durch eine hohe thermische Stabilität aus, die für eine
hohe "holding ratio" vorteilhaft ist und zeigen günstige Werte der
Klärpunkte. Bevorzugte Verbindungen der Formel I weisen eine
negative dielektrische Anisotropie auf und eignen sich daher
insbesondere für Displays, die auf dem Effekt der Deformation
aufgerichteter Phasen beruhen.
Mit der Bereitstellung von Verbindungen der Formel I wird ganz allgemein
die Palette der flüssigkristallinen Substanzen, die sich unter ver
schiedenen anwendungstechnischen Gesichtspunkten zur Herstellung
flüssigkristalliner Gemische eignen, erheblich verbreitert.
Die Verbindungen der Formel I besitzen einen breiten Anwendungs
bereich. In Abhängigkeit von der Auswahl der Substituenten können diese
Verbindungen als Basismaterialien dienen, aus denen flüssigkristalline
Medien zum überwiegenden Teil zusammengesetzt sind; es können aber
auch Verbindungen der Formel I flüssigkristalline Basismaterialien aus
anderen Verbindungsklassen zugesetzt werden, um beispielsweise die
dielektrische und/oder optische Anisotropie eines solchen Dielektrikums
zu beeinflussen und/oder um dessen Schwellenspannung und/oder
dessen Viskosität zu optimieren. Die Bedeutung der Formel I schließt alle
Isotope der in den Verbindungen der Formel I gebundenen chemischen
Elemente ein. In enantiomerenreiner oder -angereicherter Form eignen
sich die Verbindungen der Formel I auch als chirale Dotierstoffe und
generell zur Erzielung chiraler Mesophasen.
Die Verbindungen der Formel I sind in reinem Zustand farblos und bilden
flüssigkristalline Mesophasen in einem für die elektrooptische Verwendung
günstig gelegenen Temperaturbereich. Chemisch, thermisch und gegen
Licht sind sie stabil.
Gegenstand der Erfindung sind somit die Verbindungen der Formel I
sowie die Verwendung dieser Verbindungen als Komponenten flüssig
kristalliner Medien. Gegenstand der Erfindung sind ferner flüssigkristalline
Medien mit einem Gehalt an mindestens einer Verbindung der Formel I
sowie Flüssigkristallanzeigeelemente, insbesondere elektrooptische
Anzeigeelemente, die derartige Medien enthalten.
Vor- und nachstehend haben n, m, p, R1, X1, X2, X3, Z1, Z2, Z3, A1 A2 und Y
die angegebene Bedeutung, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes
vermerkt ist. Kommt der Rest X1 mehrfach vor, so kann er gleiche oder
verschiedene Bedeutungen annehmen. Dasselbe gilt für X2, X3, A1, A2, Z1,
Z2 und Z3.
Der Einfachheit halber bedeuten im folgenden Cyc einen 1,4-Cyclo
hexylenrest, Che einen 1,4-Cyclohexenylenrest, Dio einen 1,3-Dioxan-2,5-
diylrest, Dit einen 1,3-Dithian-2,5-diylrest, Phe einen 1,4-Phenylenrest,
Pyd einen Pyridin-2,5-diylrest, Pyr einen Pyrimidin-2,5-diylrest und Bco
einen Bicyclo-(2,2,2)-octylenrest, wobei Cyc und/oder Phe unsubstituiert
oder ein- oder mehrfach durch Cl, F oder CN substituiert sein können.
W bedeutet das folgende Strukturelement:
worin p, X1, X2, X3 und Z2 die oben angegebene Bedeutung aufweisen.
Formel I umfaßt Verbindungen der Teilformel Ia:
R1-W-Y Ia
Verbindungen der Teilformeln Ib, Ic und Id:
R1-W-A2-Y Ib
R-W-Z3-A2-Y Ic
R1-A1-Z1-W-Y Id
Verbindungen der Teilformeln Ie bis Ii:
R1-W-A2-A2-Y Ie
R1-W-A2-Z3-A2-Y If
R1-W-Z3-A2-A2-Y Ig
R1-W-Z3-A2-Z3-A2-Y Ih
R1-A1-Z1-W-A2-Y Ii
sowie Verbindungen der Teilformeln Ij bis Ir:
R1-W-A2-A2-A2-Y Ij
R1-W-Z3-A2-A2-A2-Y Ik
R1-W-A2-Z3-A2-A2-Y Il
R1-W-A2-A2-Z3-A2-Y Im
R1-W-Z3-A2-Z3-A2-A2-Y In
R1-W-Z3-A2-A2-Z3-A2-Y Io
R1-W-A2-Z3-A2-Z3-A2-Y Ip
R1-W-Z3-A2-Z3-A2-Z3-A2-Y Iq
R1-A1-Z1-W-A2-Z2-A2-Y Ir
Darunter sind besonders diejenigen der Teilformeln Ia, Ib, Id, Ie, If, Ih, i und
Ij bevorzugt.
Die bevorzugten Verbindungen der Teilformel Ib umfassen diejenigen der
Teilformeln Iba und Ibb:
R1-W-Phe-Y Iba
R1-W-Cyc-Y Ibb
Die bevorzugten Verbindungen der Teilformeln Ic umfassen diejenigen der
Teilformeln Ica und Icb:
R1-W-Z3-Phe-Y Ica
R1-W-Z3-Cyc-Y Icb
Die bevorzugten Verbindungen der Teilformeln Id umfassen diejenigen der
Teilformeln Ida und Idb:
R1-Dio-Z1-W-Y Ida
R1-Cyc-Z1-W-Y Idb
Die bevorzugten Verbindungen der Teilformel Ie umfassen diejenigen der
Teilformeln Iea bis Ieg:
R1-W-Cyc-Cyc-Y Iea
R1-W-Cyc-Phe-Y Ieb
R1-W-Phe-Phe-Y Iec
R1-W-Pyd-Phe-Y Ied
R1-W-Phe-Cyc-Y Iee
R1-W-Dio-Phe-Y Ief
R1-W-Pyr-Phe-Y Ieg
Darunter sind diejenigen der Formeln Iea, Ieb, Iec und Iee besonders
bevorzugt.
Die bevorzugten Verbindungen der Teilformel If umfassen diejenigen der
Teilformeln Ifa bis Ifg:
R1-W-Cyc-Z3-Cyc-Y Ifa
R1-W-Cyc-Z3-Phe-Y Ifb
R1-W-Phe-Z3-Phe-Y Ifc
R1-W-Pyr-Z3-Phe-Y Ifd
R1-W-Pyd-Z3-Phe-Y Ife
R1-W-Cyc-CH2-CH2-Phe-Y Iff
R1-W-A2-CH2CH2-Phe-Y Ifg
Die bevorzugten Verbindungen der Teilformel Ig umfassen diejenigen der
Teilformeln Iga bis Igb:
R1-W-Z3-Cyc-Cyc-Y Iga
R1-W-CH2CH2-A2-A2-Y Igb
R1-W-Z3-Cyc-Phe-Y Igc
R1-W-OCO-A2-Phe-Y Igd
R1-W-Z3-Phe-Phe-Y Ige
R1-W-Z3-Pyr-A2-Y Igf
R1-W-Z3-Pyd-A2-Y Igg
R1-W-Z3-Dio-A2-Y Igh
Darunter sind diejenigen der Teilformeln Iga, Igb, Igc und Ige besonders
bevorzugt.
Die bevorzugten Verbindungen der Teilformeln Ih umfassen diejenigen der
Teilformeln Iha bis Ihe:
R1-W-CH2CH2-Phe-Z3-A2-Y Iha
R1-W-COO-A2-Z3-Phe-Y Ihb
R1-W-Z3-Cyc-Z3-Cyc-Y Ihc
R1-W-Z3-Phe-Z3-Phe-Y Ihd
R1-W-CH2C H2-Cyc-Z3-Phe-Y Ihe
Die bevorzugten Verbindungen der Teilformeln Ii umfassen diejenigen der
Teilformeln Iia bis Iie:
R1-CH2CH2-W-Phe-Y Iia
R1-Dio-W-Phe-Y Iib
R1-Phe-W-Cyc-Y Iic
R1-Cyc-W-Cyc-Y Iid
R1-Dio-CH2CH2-W-Cyc-Y Iie
Die bevorzugten Verbindungen der Teilformeln Ij bis Ir umfassen
diejenigen der Teilformeln Is bis Iz:
R1-W-A2-Cyc-Cyc-Y Is
R1-W-A2-Cyc-Phe-Y It
R1-W-A2-CH2CH2-A2-Phe-Y Iu
R1-W-Z3-Cyc-Z3-A2-Phe-Y Iv
R1-W-Phe-Phe-Phe-Y Iw
R1-W-Phe-Z3-A2-Phe-Y Ix
R1-W-A2-Phe-Z3-Phe-Y Iy
R1-W-Z3-A2-Cyc-Z3-Phe-Y Iz
Y bedeutet bevorzugt -CN, F, OCF3, geradkettiges Alkyl oder Alkoxy mit
1 bis 10 C-Atomen, Alkenyl oder Alkenyloxy mit 2 bis 10 C-Atomen,
insbesondere CN, F, Alkyl, Alkoxy oder Akenyl. Ganz besonders
bevorzugt sind Alkyl oder Alkoxy.
Die bevorzugte Bedeutung von X1, X2 und X3 ist F oder CN, insbesondere
F.
In den Verbindungen der vor- und nachstehenden Formeln bedeutet R1
vorzugsweise geradkettiges Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen oder Alkenyl mit 2
bis 10 C-Atomen, ferner bevorzugt Alkoxy mit 1 bis 10 C-Atomen.
A1 bedeutet bevorzugt Phe, Cyc, Che, Pyd, Pyr oder Dio, insbesondere
Cyc oder Dio. Bevorzugt enthalten die Verbindungen der Formel I nicht
mehr als einen der Reste Bco, Pyd, Pyr, Dio oder Dit.
Bevorzugt sind auch Verbindungen der Formel I sowie aller Teilformeln, in
denen AI ein- oder zweifach durch F oder CN substituiertes 1,4-Phenylen
bedeutet.
Vorzugsweise bedeutet A1
n ist vorzugsweise 0 oder 1, insbesondere bevorzugt 0. m und p sind
bevorzugt 0, 1 oder 2, insbesondere bevorzugt 0 oder 1. Z1, Z2 und Z3
bedeuten unabhängig voneinander bevorzugt -CH2CH2-, -CH=CH- oder
eine Einfachbindung, insbesondere bevorzugt eine Einfachbindung oder
-CH2-CH2-.
Verbindungen der Formel I sind bevorzugt, in denen R1 und Y gleichzeitig
Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen bedeuten, während n die Bedeutung 0 und m
die Bedeutung 1 aufweist.
Insbesondere sind ferner solche Verbindungen der Formel I bevorzugt, die
dadurch gekennzeichnet sind, daß R1 geradkettiges Alkyl oder Alkoxy mit
1 bis 10 C-Atomen oder Alkenyl mit 2 bis 10 C-Atomen bedeutet und Y die
Bedeutung Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen, Alkenyl mit 2 bis 10 C-Atomen,
-CN, -F, -OCHF2 oder -OCF3 aufweist.
Die 1,4-Cyclohexenylen-Gruppe hat vorzugsweise folgende Strukturen:
Die folgende Gruppe von Verbindungen der Teilformeln I1 bis I37 stellt
bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar:
worin n, m, R1, Z1, Z2, Z3, A1 A2 und Y die oben angegebene Bedeutung
aufweisen.
Insbesondere sind ferner die Verbindungen der Formeln I38 bis I89 der
folgenden Gruppe bevorzugt:
worin R1, Z1, Z2, Z3 und Y die oben angegebene Bedeutung aufweisen, L1,
L2 und L3 bedeuten jeweils unabhängig voneinander F oder H, bevorzugt
bedeutet L1 und L2 F und L3 H.
Falls R1 in den vor- und nachstehenden Formeln einen Alkylrest und/oder
einen Alkoxyrest bedeutet, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein.
Vorzugsweise ist er geradkettig, hat 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 C-Atome und
bedeutet demnach bevorzugt Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl,
Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentyloxy, Hexyloxy oder Heptyloxy, ferner
Methyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl,
Pentadecyl, Methoxy, Octyloxy, Nonyloxy, Decyloxy, Undecyloxy,
Dodecyloxy, Tridecyloxy oder Tetradecyloxy.
Oxaalkyl bedeutet vorzugsweise geradkettiges 2-Oxapropyl (= Methoxy
methyl), 2- (= Ethoxymethyl) oder 3-Oxabutyl (= 2-Methoxyethyl), 2-, 3-
oder 4-Oxapentyl, 2-, 3-, 4- oder 5-Oxahexyl, 2-, 3-, 4-, 5- oder
6-Oxaheptyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Oxaoctyl, 2-, 3-,4-, 5-, 6-, 7- oder
8-Oxanonyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder 9-Oxadecyl.
Falls R1 einen Alkylrest bedeutet, in dem eine CH2-Gruppe durch
-CH=CH- ersetzt ist, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein.
Vorzugsweise ist er geradkettig und hat 2 bis 10 C-Atome. Er bedeutet
demnach besonders Vinyl, Prop-1-, oder Prop-2-enyl, But-1-, 2- oder
But-3-enyl, Pent-1-, 2-, 3- oder Pent-4-enyl, Hex-1-, 2-, 3-, 4- oder
Hex-5-enyl, Hept-1-, 2-, 3-, 4-, 5- oder Hept-6-enyl, Oct-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-
oder Oct-7-enyl, Non-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder Non-8-enyl, Dec-1-, 2-,
3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder Dec-9-enyl.
Falls R1 einen Alkylrest bedeutet, in dem eine CH2-Gruppe durch -O- und
eine durch -CO- ersetzt ist, so sind diese bevorzugt benachbart. Somit
beeinhalten diese eine Acyloxygruppe -CO-O- oder eine Oxycarbonyl
gruppe -O-CO-. Vorzugsweise sind diese geradkettig und haben 2 bis
6 C-Atome.
Sie bedeuten demnach besonders Acetyloxy, Propionyloxy, Butyryloxy,
Pentanoyloxy, Hexanoyloxy, Acetyloxymethyl, Propionyloxymethyl,
Butyryloxymethyl, Pentanoyloxymethyl, 2-Acetyloxyethyl, 2-Propionyl
oxyethyl, 2-Butyryloxyethyl, 3-Acetyloxypropyl, 3-Propionyloxypropyl,
4-Acetyloxybutyl, Methoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl, Propoxycarbonyl,
Butoxycarbonyl, Pentoxycarbonyl, Methoxycarbonylmethyl, Ethoxy
carbonylinethyl, Propoxycarbonylmethyl, Butoxycarbonylmethyl,
2-(Methoxycarbonyl)ethyl, 2-(Ethoxycarbonyl)ethyl, 2-(Propoxy
carbonyl)ethyl, 3-(Methoxycarbonyl)propyl, 3-(Ethoxycarbonyl)propyl,
4-(Methoxycarbonyl)butyl.
Falls R1 einen Alkylrest bedeutet, in dem eine CH2-Gruppe durch unsubsti
tuiertes oder substituiertes -CH=CH- und eine benachbarte CH2-Gruppe
durch CO oder CO-O oder O-CO- ersetzt ist, so kann dieser geradkettig
oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig und hat 4 bis
13 C-Atome. Er bedeutet demnach besonders Acryloyloxymethyl, 2-Acryl
oyloxyethyl, 3-Acryloyloxypropyl, 4-Acryloyloxybutyl, 5-Acryloyloxypentyl,
6-Acryloyloxyhexyl, 7-Acryloyloxyheptyl, 8-Acryloyloxyoctyl, 9-Acryloyloxy
nonyl, 10-Acryloyloxydecyl, Methacry 1-oyloxyinethyl, 2-Methacryloyloxy
ethyl, 3-Methacryloyloxypropyl, 4-Methacryloyloxybutyl, 5-Methacryloyl
oxypentyl, 6-Methacryloyloxyhexyl, 7-Methacryloyloxyheptyl, 8-Methacryl
oyloxyoctyl, 9-Methacryloyloxynonyl.
Falls R1 einen einfach durch CN oder CF3 substituierten Alkyl- oder
Alkenylrest bedeutet, so ist dieser Rest vorzugsweise geradkettig und die
Substitution durch CN oder CF3 in ω-Position.
Falls R1 einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl-
oder Alkenylrest bedeutet, so ist dieser Rest vorzugsweise geradkettig
und Halogen ist vorzugsweise F oder Cl. Bei Mehrfachsubstitution ist
Halogen vorzugsweise F. Die resultierende Reste schließen auch
perfluorierte Reste ein. Bei Einfachsubstitution kann der Fluor- oder
Chlorsubstituent in beliebiger Position sein, vorzugsweise jedoch in
ω-Position.
Verbindungen der Formel I mit verzweigter Flügelgruppe R1 können
gelegentlich wegen einer besseren Löslichkeit in den üblichen flüssig
kristallinen Basismaterialien von Bedeutung sein, insbesondere aber als
chirale Dotierstoffe, wenn sie optisch aktiv sind. Smektische Verbindungen
dieser Art eignen sich als Komponenten für ferroelektrische Materialien.
Verzweigte Gruppen dieser Art enthalten in der Regel nicht mehr als eine
Kettenverzweigung. Bevorzugte verzweigte Reste R1 sind Isopropyl,
2-Butyl (= 1-Methylpropyl), Isobutyl (= 2-Methylpropyl), 2-Methylbutyl,
Isopentyl (= 3-Methylbutyl), 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 2-Ethylhexyl,
2-Propylpentyl, Isopropoxy, 2-Methylpropoxy, 2-Methylbutoxy,
3-Methylbutoxy, 2-Methylpentyloxy, 3-Methylpentyloxy, 2-Ethylhexyloxy,
1-Methylhexyloxy, 1-Methylheptyloxy.
Formel I umfaßt sowohl die Racemate dieser Verbindungen als auch die
optischen Antipoden sowie deren Gemische.
Unter diesen Verbindungen der Formel I sowie den Unterformeln sind
diejenigen bevorzugt, in denen mindestens einer der darin enthaltenden
Reste eine der angegebenen bevorzugten Bedeutungen hat.
In den Verbindungen der Formel I sind diejenigen Stereoisomeren
bevorzugt, in denen die Ringe Cyc und Piperidin trans-1,4-disubstituiert
sind. Diejenigen der vorstehend genannten Formeln, die eine oder
mehrere Gruppen Pyd, Pyr und/oder Dio enthalten, umschließen jeweils
die beiden 2,5-Stellungsisomeren.
Einige ganz besonders bevorzugte kleinere Gruppen von Verbindungen
der Formel I sind diejenigen der Teilformeln I90 bis I99:
worin R1 die oben angegebene Bedeutung aufweist und Y' Alkyl, Alkoxy,
Alkenyl oder Alkenyloxy bedeutet.
Ganz besonders bevorzugte Verbindungen dieser Gruppe sind die der
Formeln I90, I91, I92, I94, I96 und I98.
Die Verbindungen der Formel I werden nach an sich bekannten Methoden
dargestellt, wie sie in der Literatur (z. B. in den Standardwerken wie
Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag,
Stuttgart) beschrieben sind und zwar unter Reaktionsbedingungen, die für
die genannten Umsetzungen bekannt und geeignet sind.
Dabei kann man von an sich bekannten, hier nicht näher erwähnten
Varianten Gebrauch machen.
Die Synthese der erfindungsgeinäßen axial fluorierten Verbindungen
der Formel I kann durch Anwendung von Fluorwasserstoff unter Druck
oder durch Amin-Fluorwasserstoff-Addukte bewirkt werden (z. B. A. V.
Grosse, C. B. Linn, J. Org. Chem. 3, (1938)26; G. A. Olah, M. Nojima, I.
Kerekes, Synthesis, (1973)779); G. A. Olah, X-Y. Li, Q. Wang, G. K. S.
Prakash, Synthesis (1993)693).
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können z. B. nach folgenden
Reaktionsschemata hergestellt werden:
Ester der Formel I können auch durch Veresterung entsprechender
Carbonsäuren (oder ihrer reaktionsfähigen Derivate) mit Alkoholen bzw.
Phenolen (oder ihren reaktionsfähigen Derivaten) oder nach der
DCC-Methode (DCC = Dicyclohexylcarbodiimid) erhalten werden.
Die entsprechenden Carbonsäuren und Alkohole bzw. Phenole sind
bekannt oder können in Analogie zu bekannten Verfahren hergestellt
werden.
Nitrile können durch Austausch von Halogenen mit Kupfercyanid oder
Alkalicyanid erhalten werden.
In einem weiteren Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der
Formel I, worin Z1, Z2 oder Z3 -CH=CH- bedeutet, setzt man ein
Arylhalogenid mit einem Olefin um in Gegenwart eines tertiären Amins und
eines Palladiumkatalysators (vgl. R.F. Heck, Acc. Chem. Res. 12 (1979)
146). Geeignete Arylhalogenide sind beispielsweise Chloride, Bromide
und Iodide, insbesondere Bromide und Iodide. Die für das Gelingen der
Kupplungsreaktion erforderlichen tertiären Amine, wie z. B. Triethylamin,
eignen sich auch als Lösungsmittel. Als Palladiumkatalysatoren sind
beispielsweise dessen Salze, insbesondere (Pd(II)-acetat, mit organischen
Phosphor(III)-Verbindungen wie z. B. Triarylphosphanen geeignet. Man
kann dabei in Gegenwart oder Abwesenheit eines inerten Lösungsmittels
bei Temperaturen zwischen etwa 0°C und 150°C, vorzugsweise zwischen
20°C und 100°C, arbeiten; als Lösungsmittel kommen z. B. Nitrile wie
Acetonitril oder Kohlenwasserstoffe wie Benzol oder Toluol in Betracht.
Die als Ausgangsstoffe eingesetzten Arylhalogenide und Olefine sind
vielfach im Handel erhältlich oder können nach literaturbekannten
Verfahren hergestellt werden, beispielsweise durch Halogenierung
entsprechender Stammverbindungen bzw. durch Eliminierungsreaktionen
an entsprechenden Alkoholen oder Halogeniden.
Auf diese Weise sind beispielsweise Stilbenderivate herstellbar. Die
Stilbene können weiterhin hergestellt werden durch Umsetzung eines
4-substituierten Benzaldehyds mit einem entsprechenden Phosphorylid
nach Wittig. Man kann aber auch Tolane der Formel I herstellen, indem
man anstelle des Olefins monosubstituiertes Acetylen einsetzt (Synthesis
627 (1980) oder Tetrahedron Lett. 27, 1171 (1986)).
Weiterhin können zur Kopplung von Aromaten Arylhalogenide mit Aryl
zinnverbindungen umgesetzt werden. Bevorzugt werden diese Reaktionen
unter Zusatz eines Katalysators wie z. B. eines Palladium(0)komplexes in
inerten Lösungsmitteln wie Kohlenwasserstoffen bei hohen Temperaturen,
z. B. in siedendem Xylol, unter Schutzgas durchgeführt.
Kopplungen von Alkinyl-Verbindungen mit Arylhalogeniden können analog
dem von A.O. King, E. Negishi, F.J. Villani und A. Silveira in J. Org. Chem
43, 358 (1978) beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.
Tolane der Formel I, worin Z1 oder Z2 -C∼C- bedeuten, können auch über
die Fritsch -Buttenberg-Wiechell-Umlagerung (Ann. 279, 319, 1984)
hergestellt werden, bei der 1,1-Diaryl-2-halogenethylene umgelagert
werden zu Diarylacetylenen in Gegenwart starker Basen.
Tolane der Formel I können auch hergestellt werden, indem man die
entsprechenden Stilbene bromiert und anschließend einer Dehydrohalo
genierung unterwirft. Dabei kann man an sich bekannte, hier nicht näher
erwähnte Varianten dieser Umsetzung anwenden.
Ether oder Formel I sind durch Veretherung entsprechender Hydroxy
verbindungen, vorzugsweise entsprechender Phenole, erhältlich, wobei
die Hydroxyverbindung zweckmäßig zunächst in ein entsprechendes
Metallderivat, z. B. durch Behandeln mit NaH, NaNH2, NaOH, KOH,
Na2CO3 oder K2CO3 in das entsprechende Alkalimetallalkoholat oder
Alkalimetallphenolat übergeführt wird. Dieses kann dann mit dem
entsprechenden Alkylhalogenid, -sulfonat oder Dialkylsulfat umgesetzt
werden, zweckmäßig in einem inerten Lösungsmittel wie z. B. Aceton,
1,2-Dimethoxyethan, DMF oder Dimethylsulfoxid oder auch mit einem
Überschuß an wäßriger oder wäßrig-alkoholischer NaOH oder KOH bei
Temperaturen zwischen etwa 20°C und 100°C.
Die Ausgangsmaterialien sind entweder bekannt oder können in Analogie
zu bekannten Verbindungen hergestellt werden.
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
Bestandteile werden vorzugsweise ausgewählt aus nematischen oder
nematogenen (monotropen oder isotropen) Substanzen, insbesondere
Substanzen aus den Klassen der Azoxybenzole, Benzylidenaniline,
Biphenyle, Terphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylbenzoate, Cyclohexan
carbonsäure-phenyl- oder cyclohexylester, Phenyl- oder Cyclohexylester
der Cyclohexylbenzoesäure, Phenyl- oder Cyclohexyl-ester der Cyclo
hexylcyclohexancarbonsäure, Cyclohexyl-phenylester der Benzoesäure,
der Cyclohexancarbonsäure, bzw. der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure,
Phenylcyclohexane, Cyclohexylbiphenyle, Phenylcyclohexylcyclohexane,
Cyclohexylcyclohexane, Cyclohexylcyclohexylcyclohexene, 1,4-Bis-cyclo
hexylbenzole, 4,4'-Bis-cyclohexylbiphenyle, Phenyl- oder Cyclohexyl
pyrimidine, Phenyl- oder Cyclohexylpyridine, Phenyl- oder Cyclohexyl
dioxane, Phenyl- oder Cyclohexyl-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-
cyclohexyl-phenylethane, gegebenenfalls halogenierten Stilbene, Benzyl
phenylether, Tolane und substituierten Zimtsäuren. Die 1,4-Phenylen
gruppen in diesen Verbindungen können auch fluoriert sein.
Die wichtigsten als weitere Bestandteile erfindungsgemäßer Medien in
Frage kommenden Verbindungen lassen sich durch die Formeln 1, 2, 3, 4
und 5 charakterisieren:
R'-L-E-R'' 1
R'-L-COO-E-R'' 2
R'-L-OOC-E-R'' 3
R'-L-CH2CH2-E-R'' 4
R'-L-C∼C-E-R'' 5
In den Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 bedeuten L und E, die gleich oder ver
schieden 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 unsubstituiertes oder durch Fluor substituiertes 1,4-Phenylen,
Cyc trans-1,4-Cyclohexylen oder 1,4-Cyclohexylen, Pyr Pyrimidin-2-5-diyl
oder Pyridin-2,5-diyl, Dio 1,3-Dioxan-2,5-diyl und G 2-(trans-1,4-Cyclo
hexyl)-ethyl, Pyrimidin-2,5-diyl, Pyridin-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl
bedeuten.
Vorzugsweise ist einer der Reste L und E Cyc, Phe oder Pyr. E ist
vorzugsweise Cyc, Phe oder Phe-Cyc. Vorzugsweise enthalten die
erfindungsgeinäßen Medien eine oder mehrere Komponenten 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 ausgewählt 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-.
R' und R'' bedeuten in einer kleineren Untergruppe der Verbindungen der
Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 jeweils unabhängig voneinander Alkyl, Alkenyl,
Alkoxy, Alkoxyalkyl, Alkenyloxy oder Alkanoyloxy mit bis zu 8 Kohlenstoff
atomen. Im folgenden wird diese kleinere Untergruppe Gruppe A genannt
und die Verbindungen werden mit den Teilformeln 1a, 2a, 3a, 4a und 5a
bezeichnet. Bei den meisten dieser Verbindungen sind R' und R''
voneinander verschieden, wobei einer dieser Reste meist Alkyl, Alkenyl,
Alkoxy oder Alkoxyalkyl ist.
In einer anderen als Gruppe B bezeichneten kleineren Untergruppe der
Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 bedeutet R'' -F, -Cl, -NCS oder
-(O)i CH3-(k+l) FkCll, wobei i 0 oder 1 und k und l 1, 2 oder 3 sind; die
Verbindungen, in denen R'' diese Bedeutung hat, werden mit den
Teilformeln 1b, 2b, 3b, 4b und 5b bezeichnet. Besonders bevorzugt sind
solche Verbindungen der Teilformeln 1 b, 2b, 3b, 4b und 5b, in denen R''
die Bedeutung -F, -Cl, -NCS, -CF3, -OCHF2 oder -OCF3 hat.
In den Verbindungen der Teilformeln 1b, 2b, 3b, 4b und 5b hat R' die bei
den Verbindungen der Teilformeln 1a-5a angegebene Bedeutung und ist
vorzugsweise Alkyl, Alkenyl, Alkoxy oder Alkoxyalkyl.
In einer weiteren kleineren Untergruppe der Verbindungen der Formeln 1,
2, 3, 4 und 5 bedeutet R'' -CN; diese Untergruppe wird im folgenden als
Gruppe C bezeichnet und die Verbindungen dieser Untergruppe werden
entsprechend mit Teilformeln 1c, 2c, 3c, 4c und 5c beschrieben. In den
Verbindungen der Teilformeln 1c, 2c, 3c, 4c und 5c hat R' die bei den
Verbindungen der Teilformeln 1a-5a angegebene Bedeutung und ist
vorzugsweise Alkyl, Alkoxy oder Alkenyl.
Neben den bevorzugten Verbindungen der Gruppen A, B und C sind auch
andere Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 mit anderen Varianten
der vorgesehenen Substituenten gebräuchlich. Alle diese Substanzen sind
nach literaturbekannten Methoden oder in Analogie dazu erhältlich.
Die erfindungsgemäßen Medien enthalten neben erfindungsgemäßen
Verbindungen der Formel I vorzugsweise eine oder mehrere Verbin
dungen, welche ausgewählt werden aus der Gruppe A und/oder Gruppe B
und/oder Gruppe C. Die Massenanteile der Verbindungen aus diesen
Gruppen an den erfindungsgemäßen Medien sind vorzugsweise:
Gruppe A: 0 bis 90%, vorzugsweise 20 bis 90% insbesondere 30 bis 90%
Gruppe B: 0 bis 80%, vorzugsweise 10 bis 80%, insbesondere 10 bis 65%
Gruppe C: 0 bis 80%, vorzugsweise 5 bis 80%, insbesondere 5 bis 50%
wobei die Summe der Massenanteile der in den jeweiligen erfindungs gemäßen Medien enthaltenen Verbindungen aus den Gruppen A und/oder B und/oder C vorzugsweise 5%-90% und insbesondere 10% bis 90% beträgt.
Gruppe A: 0 bis 90%, vorzugsweise 20 bis 90% insbesondere 30 bis 90%
Gruppe B: 0 bis 80%, vorzugsweise 10 bis 80%, insbesondere 10 bis 65%
Gruppe C: 0 bis 80%, vorzugsweise 5 bis 80%, insbesondere 5 bis 50%
wobei die Summe der Massenanteile der in den jeweiligen erfindungs gemäßen Medien enthaltenen Verbindungen aus den Gruppen A und/oder B und/oder C vorzugsweise 5%-90% und insbesondere 10% bis 90% beträgt.
Die erfindungsgemäßen Medien enthalten vorzugsweise 1 bis 40%,
insbesondere vorzugsweise 5 bis 30% der erfindungsgemäßen Verbin
dungen. Weiterhin bevorzugt sind Medien, enthaltend mehr als 40%,
insbesondere 45 bis 90% an erfindungsgemäßen Verbindungen. Die
Medien enthalten vorzugsweise drei, vier oder fünf erfindungsgemäße
Verbindungen.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Medien erfolgt in an sich üblicher
Weise. In der Regel werden die Komponenten ineinander gelöst, zweck
mäßig 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 Flüssigkristallanzeige
elementen 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 Farbstoffe zur Herstellung
farbiger Guest-Host-Systeme oder Substanzen zur Veränderung der
dielektrischen Anisotropie, der Viskosität und/oder Orientierung der
nematischen Phasen zugesetzt werden.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu
begrenzen. Vor- und nachstehend bedeuten Prozentangaben Gewichts
prozent. Alle Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben. Fp. bedeutet
Schmelzpunkt Klp. = Klärpunkt. Ferner bedeuten K = kristalliner Zustand,
N = nematische Phase, Sm = smektische Phase und I = isotrope Phase.
Die Angaben zwischen diesen Symbolen stellen die
Übergangstemperaturen dar. An bedeutet optische Anisotropie (589 nm
20°C) und Δε die dielektrische Anisotropie (1 kHz, 20°C). Die Viskosität
(mm2/sec) wurde bei 20°C bestimmt.
"Übliche Aufarbeitung" bedeutet: man gibt gegebenenfalls Wasser hinzu,
extrahiert mit Methylenchlorid, Diethylether oder Toluol, trennt ab, trocknet
die organische Phase, dampft ein und reinigt das Produkt durch
Destillation unter reduziertem Druck oder Kristallisation und/oder
Chromatographie.
Folgende Abkürzungen werden verwendet:
THF: Tetrahydrofuran
KOtBu: Kalium-tert.-butylat
RT: Raumtemperatur
MTB-Ether: Methyl-tert.-butylether
THF: Tetrahydrofuran
KOtBu: Kalium-tert.-butylat
RT: Raumtemperatur
MTB-Ether: Methyl-tert.-butylether
Eine Suspension von 21,9 g Magnesiumspänen in 200 ml THF wurde auf
60°C erwärmt, und 10% einer Lösung von 80 ml Brompropan in 200 ml
THF wurden zugetropft. Nach Einsetzen der Reaktion wurde der Rest der
Lösung unter Rückfluß innerhalb von 30 Min. zugetropft. Es wurde eine
Stunde bei 70°C nach gerührt.
Nun wurden 200 g 4'-Pentylbicyclohexyl-4-on in 400 ml THF gelöst und
unter Rückfluß zugetropft. Es wurde 30 Min. nachgerührt. Anschließend
wurde auf RT abgekühlt und mit verdünnter Salzsäure hydrolisiert.
Der Ansatz wurde in MTB-Ether aufgenommen. Die wäßrige Phase wurde
abgetrennt und die organische Phase wurde noch zweimal mit Wasser
gewaschen. Die wäßrige Phase wurde noch einmal mit MTB-Ether
extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden mit Natriumsulfat
getrocknet, filtriert und zum Rückstand eingeengt, wodurch 4'-Pentyl-4-
propylbicyclohexyl-4-ol erhalten wurde.
236.0 g 4-Pentyl-4-propylbicyclohexyl-4-ol, 1.5 l Toluol und 5 ml
Schwefelsäure wurden zusammengegeben und 1.5 Std. unter Rückfluß
am Wasserabscheider gekocht. Anschließend wurde auf RT abgekühlt,
mit gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung und anschließend mit
Wasser gewaschen. Die abgetrennte wäßrige Phase wurde mit Toluol
extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden eingeengt.
Das Rohprodukt wurde in Hexan gelöst und über eine Kieselgelsäule
filtriert. Die erhaltene Fraktion wurde eingeengt und einer
Vakkuumdestillation unterworfen, wodurch 4'-Pentyl-4-propylbicyclohexyl-
3-en vom Siedepunkt 148°C bei 0.1 mbar erhalten wurde.
56.0 g 4'-Pentyl-4-propylbicyclohexyl-3-en wurden in 500 ml THF gelöst
und auf +2°C gekühlt. Nun wurden unter Rühren 220 ml Boran-THF-
Komplex (1 M) innerhalb von 30 Min. zugetropft. Es wurde 1 Std. bei +2°C
nachgerührt, und nochmals 1 Std. bei RT gerührt.
Nun wurden 54 ml Ethanol zugetropft, wobei sich die Lösung erwärmte.
Dann wurde eine Lösung von 12 g Natriumhydroxid in 40 ml Wasser
zugetropft. Anschließend wurden 72 ml einer 30%igen
Wasserstoffperoxidlösung zugetropft, 2 Std. unter Rückfluß gerührt und
dann wieder auf RT abgekühlt. Nun wurden 250 ml Wasser zugegeben
und 20 Min. gerührt. Die wäßrige Phase wurde abgetrennt und noch
zweimal mit MTB-Ether extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen
wurden mit einer gesättigten Natriumhydrogencarbonatlösung und
anschließend mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet,
filtriert und zum Rückstand eingeengt. Das Rohprodukt wurde in
Heptan/MTB-Ether gelöst und über eine Kieselgelsäule filtriert. Es wurde
eine kleine Fraktion am Anfang abgetrennt und verworfen. Durch
Kristallisation wurde aus der Hauptfraktion 4'-Pentyl-4-propylbicyclohexyl-
3-ol erhalten.
17.5 g 4'-Pentyl-4-propylbicyclohexyl-3-ol wurde in 700 ml Dichlormethan
gelöst. Nun wurde auf -20°C gekühlt und innerhalb von ca. 20 Min. eine
Lösung von 10.0 ml Diethylaminoschwefeltrifluorid in 30 ml Dichlormethan
bei -20°C zugetropft. Es wurde 3 Std. nachgerührt.
Nun wurde die Lösung zweimal mit einer gesättigten Natriumhydrogen
carbonatlösung und anschließend mit Wasser gewaschen, mit
Natriumsulfat getrocknet und zum Rückstand eingeengt.
Der Rückstand wurde in Aceton aufgenommen, mit Kaliumpermanganat
versetzt und 1,5 Std. bei 0°C gerührt. Die Lösung wurde mit Wasser
versetzt und mit Heptan extrahiert. Die organische Phase wurde
getrocknet und zum Rückstand eingeengt. Der Rückstand wurde aus
Heptan umkristallisiert, wodurch 3-Fluor-4'-pentyl-4-propylbicyclohexyl
erhalten wurde (K 3 SmB 67 I, Δε: -0.9, Δn: 0.046).
Analog erhält man aus den entsprechenden Vorstufen die folgenden
erfindungsgemäßen Verbindungen:
Beispiel 5-19
Beispiel 20-29
Beispiel 30-39
Beispiel 40-49
Beispiel 50-59
Beispiel 60-69
Beispiel 70-79
Beispiel 80-89
Beispiel 90-99
Beispiel 100-104
Claims (8)
1. Cyclohexan-Derivate der Formel I
worin
Y unsubstituiertes oder mindestens einfach durch Halogen substituiertes Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 10 C-Atomen, unsubstituiertes oder mindestens einfach durch -CN, -CF3 oder -F substituiertes Alkenyl oder Alkenyloxy mit 2 bis 10 C-Atomen, -CN, -F, -OCHF2, -OCF3, -OCHFCF3 oder -OCF2CF3 bedeutet,
X1, X2, X3, jeweils unabhängig voneinander H, F, Cl oder CN in axialer Position, wobei X1 und X3 nicht gleichzeitig die Bedeutung H aufweisen,
R1 H, einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF3 oder einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit 1-12 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2- Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -CO-,
-CO-O-, -O-CO- oder -O-CO-O- ersetzt sein können,
A1, A2 unabhängig voneinander
Z1, Z2 und Z3 jeweils unabhängig voneinander -CO-O-, -O-CO-, -CH2O-, -O-, -O-CH2-, -CH2CH2, -CH=CH-, -C∼C- oder eine Einfach bindung,
n, m unabhängig voneinander 0, 1, 2 oder 3,
und
p 0, 1, 2 oder 3
wobei
m + n + p 1, 2, 3 oder 4
bedeutet.
worin
Y unsubstituiertes oder mindestens einfach durch Halogen substituiertes Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 10 C-Atomen, unsubstituiertes oder mindestens einfach durch -CN, -CF3 oder -F substituiertes Alkenyl oder Alkenyloxy mit 2 bis 10 C-Atomen, -CN, -F, -OCHF2, -OCF3, -OCHFCF3 oder -OCF2CF3 bedeutet,
X1, X2, X3, jeweils unabhängig voneinander H, F, Cl oder CN in axialer Position, wobei X1 und X3 nicht gleichzeitig die Bedeutung H aufweisen,
R1 H, einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF3 oder einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit 1-12 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2- Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -CO-,
-CO-O-, -O-CO- oder -O-CO-O- ersetzt sein können,
A1, A2 unabhängig voneinander
- a) trans-1,4-Cyclohexylenrest, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -O- und/oder -S- ersetzt sein können
- b) 1,4-Phenylenrest, worin auch eine oder zwei CH-Gruppen durch N ersetzt sein können
- c) Rest aus der Gruppe 1,4-Bicyclo(2,2,2)-octylen, Pipe ridin-1,4-diyl, Naphthalin-2,6-diyl, Decahydronaphthalin- 2,6-diyl und 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2,6-diyl,
- d) 1,4-Cyclohexenylen,
Z1, Z2 und Z3 jeweils unabhängig voneinander -CO-O-, -O-CO-, -CH2O-, -O-, -O-CH2-, -CH2CH2, -CH=CH-, -C∼C- oder eine Einfach bindung,
n, m unabhängig voneinander 0, 1, 2 oder 3,
und
p 0, 1, 2 oder 3
wobei
m + n + p 1, 2, 3 oder 4
bedeutet.
2. Cyclohexanderivate nach Anspruch 1 der Formel I, dadurch
gekennzeichnet, daß n 0 oder 1 ist, m und p 0, 1 oder 2 sind und Z1
Z2 und Z3 unabhängig voneinander -CH2CH2-, -CH=CH- oder eine
Einfachbindung bedeuten.
3. Cyclohexanderivate nach Anspruch 1 oder 2 der Formel I, dadurch
gekennzeichnet, daß R1 geradkettiges Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 10
C-Atomen oder Alkenyl mit 2 bis 10 C-Atomen bedeutet und Y die
Bedeutung Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen, Alkenyl mit 2 bis
10 C-Atomen, -CN, -F, -OCHF2 oder -OCF3 aufweist.
4. Cyclohexanderivate nach Anspruch 1 bis 3, der Formel I, dadurch
gekennzeichnet, daß die Reste R1 und Y gleichzeitig Alkyl mit 1 bis
10 C-Atomen bedeuten und n die Bedeutung 0 und m die Bedeutung
1 aufweist.
5. Verwendung von Verbindungen der Formel I nach Anspruch 1 bis 4
als Komponenten flüssigkristalliner Medien.
6. Flüssigkristallines Medium mit mindestens zwei flüssigkristallinen
Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens eine
Verbindung der Formel I enthält.
7. Flüssigkristall-Anzeigeelement, dadurch gekennzeichnet, daß es ein
flüssigkristallies Medium nach Anspruch 6 enthält.
8. Elektrooptisches Anzeigeelement, dadurch gekennzeichnet, daß es
als Dielektrikum ein flüssigkristallines Medium nach Anspruch 6
enthält.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19723276A DE19723276B4 (de) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | Flüssigkristallines Medium enthaltend Cyclohexan-Derivate |
GB9811759A GB2325930B (en) | 1997-06-04 | 1998-06-01 | Cyclohexane derivatives, and liquid-crystalline medium |
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