CN102575165A - 用于液晶介质的化合物和包含所述液晶介质的高频组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及式(I)的双二苯乙炔其中基团L1-L3的一个或多个表示Rx，其中Rx表示环丙基、环丁基、环戊基或环己基，并且其余参数如权利要求1中定义。本发明还包括包含标题化合物的液晶介质、包含这些介质的用于高频技术的组件，特别是移相器和微波阵列天线。

Description

用于液晶介质的化合物和包含所述液晶介质的高频组件
发明领域
本发明涉及新的化学化合物，由其组成的液晶介质和包含这些介质的高频组件，尤其是特别用于千兆赫范围的天线。所述液晶介质例如用于可谐调的“相控阵”天线或者基于“反射阵”的微波天线的可谐调电池的微波相移。
背景技术
液晶介质长久以来已经用于电光学显示器(液晶显示器-LCD)以显示信息。
然而近来，还建议液晶介质用于微波技术用的元件或组件中，例如在DE 10 2004 029 429A和JP2005-120208(A)中所述的那样。
液晶介质在高频技术中的工业有价值的应用基于它们的性能：它们的介电性能可以通过可变的电压而控制，特别是对于千兆赫范围而言。因此能够构造不含任何活动部件的可谐调天线(A.Gaebler、A.Moessinger、F.Goelden等，″Liquid Crystal-ReconfigurableAntenna Concepts for Space Applications at Microwave andMillimeter Waves″，International Journal of Antennas andPropagation，Volume 2009(2009)，论文ID 876989，7页，doi：10.1155/2009/876989)。
A.Penirschke、S.Müller、P.Scheele、C.Weil、M.Wittek、C.Hock和R.Jakoby：“Cavity Perturbation Method forCharacterisation of Liquid Crystals up to 35GHz”，34th EuropeanMicrowave Conference-Amsterdam，第545-548页尤其描述了在9GHz频率下已知的液晶单一物质K15(Merck KGaA，德国)的性能。
在中心亚苯基环上具有烷基取代的1-(苯基乙炔基)二苯乙炔，下面也称为双二苯乙炔化合物是本领域技术人员已知的。例如，Wu，S.-T.、Hsu，C.-S.、Shyu，K.-F.，Appl.Phys.Lett.，74(3)，(1999)，344-346公开了下式的具有侧甲基的不同液晶双二苯乙炔化合物
Figure BDA0000145739950000021
除了具有侧甲基的那些液晶双二苯乙炔化合物外，Hsu，C.S.，Shyu、K.F.，Chuang，Y.Y.和Wu，S.-T.，Liq.Cryst.，27(2)，(2000)，283-287页还公开了具有侧乙基的相应化合物，并且提出了其尤其在“液晶光学相控阵”中的应用。
除了下式的强介电正性异硫氰酸根双二苯乙炔化合物外，Dabrowski，R.，Kula，P.Gauza，S.，Dziadiszek，J.Urban，S.和Wu，S.-T.，IDRC 08，(2008)，35-38页中还提到了在中间环上有和没有侧甲基的介电中性双二苯乙炔化合物。
DE 10 2004 029 429A描述了液晶介质在微波技术，尤其在移相器中的应用。该文献中已经研究了液晶介质在相应的频率范围内的性能。
然而，迄今已知的组合物或单个化合物通常遭受到缺点。除了其他缺陷外，它们中的大多数导致不利地高损失和/或不足够的相移或者很小的材料品质。
为了用于高频技术，需要具有特别的、迄今相当不常见的不普通的性能，或者性能组合的液晶介质。
因此需要具有改进性能的用于液晶介质的新组分。特别地，必须减少在微波范围内的损失并且改进材料品质(η)。
另外，存在着改进组件的低温性能的需要。这里需要操作性能以及储存能力的改进。
因此，对于用于相应的实际应用的具有合适性能的液晶介质有显著需求。
发明内容
令人惊奇地现已发现使用根据本发明的化合物，可以实现具有合适的向列相范围和高Δn的液晶介质，其不具有现有技术材料的缺点或者至少仅在显著更少的程度上具有这些缺点。
本发明涉及式I的化合物，下面也称为双二苯乙炔，
其中
L1-L3表示F、Cl、C1-C10烷基或者根据Rx的含义，其中基团L1-L3的一个或多个表示Rx，
n、o、p彼此独立地表示0、1、2、3或4，优选0或1，
Rx表示环丙基、环丁基、环戊基或环己基，
R1和R2彼此独立地表示H，具有1-15个C原子的卤代或未取代的烷基，其中这些基团中一个或多个CH2基团还可以彼此独立地各自被-C≡C-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CO)-或-O-以使得O原子彼此不直接相连的方式代替，F，Cl，Br，CN，CF3，OCF3，SCN，NCS或SF5，
A1表示
a)反式-1，4-亚环己基或亚环己烯基，其中一个或两个不相邻的CH2基团也可被-O-和/或-S-代替并且其中H可被F代替，
b)1，4-亚苯基，其中一个或两个CH基团可被N代替并且其中一个或多个H原子也可被Br、Cl、F、CN、Rx、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基或者单或多氟化C1-C10烷基或烷氧基代替，
或者
c)选自如下的基团：1，4-双环(2.2.2)亚辛基、环丁-1，3-二基、螺[3.3]庚烷-2，6-二基、噻吩-2，5-二基，
其中一个或多个CH基团可被N代替，一个或多个H原子可被Br、Cl、F、CN、Rx、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基或者单或多氟化C1-C10烷基或烷氧基代替，
并且一个或多个双键可被单键代替，
Z1表示单键、-C≡C-、-CH＝CH-、-CH2O-、-(CO)O-、-CF2O-、-CF2CF2-、-CH2CF2-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-CH＝CF-或-CF＝CF-，其中不对称的桥可以指向两侧，优选单键、-C≡C-、-CH＝CH-或-CF＝CF-，和
m表示0、1或2。
根据本发明的化合物具有高清亮点、极高的光学各向异性(Δn)和有利地高旋转粘度。这些性能使得它们特别适用于高频技术用的组件，特别是具有低损失的液晶移相器。
基团L1-3优选表示H、F、烷基(C1-C10)或Rx。优选地，基团L1-L3的1、2、3或4个表示选自环丙基、环丁基、环戊基或环己基的基团(Rx)。特别优选地，基团L1-L3的1-2个、特别地1个表示选自Rx的基团。在环脂族环Rx中，优选环丙基、环丁基或环戊基，特别优选环丙基或环丁基，并且非常特别优选环丙基。
一个基团Rx或者存在的基团Rx的至少一个优选位于双二苯乙炔的中心环，即在一个或多个基团L2的位置上。这意味着o优选＞0并且至少一个L2＝Rx。特别优选地n或p＝0，非常特别优选地n和p＝0。特别优选地，正好一个基团L2是基团Rx。此外优选存在的基团Rx的2或3个分布在双二苯乙炔的三个环上，即L1-L3上。
优选的式I化合物是式IA的化合物
Figure BDA0000145739950000041
其中
L11-L32如同式I的L1-3那样定义，并且另外还表示氢，优选H、Rx、CH3、C2H5或F。
在式IA中，基团L12和L21的至少一个优选表示氢。特别优选地，至少L11、L21和L31是氢。此外，特别优选L12和L32的一个是氢。
指数m优选为0或1，特别优选0。在A1或Z1多次出现的情况下(m＝2)，基团可以彼此独立地采用不同的含义。
环基团A1优选为1，4-亚苯基，其中一个或多个H原子也可被Br、Cl、F、CN、C1-C10烷基、Rx、甲氧基或者单或多氟化甲基或甲氧基代替。
桥连基团Z1优选为单键或-C≡C-。
基团R1或R2中的一个优选表示具有1-15个C原子的烷基，其中这些基团中一个或多个CH2基团也可以彼此独立地各自被-C≡C-、-CH＝CH-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CO)-或-O-以使得O原子彼此不直接相连的方式代替。
因此本发明的优选实施方案选自以下结构：
Figure BDA0000145739950000051
Figure BDA0000145739950000061
其中R1和R2如上定义。
在另一个优选实施方案中，根据本发明的化合物具有明显正的介电各向异性(Δε)。相应的化合物优选具有式IB-1或IB-2的结构：
其中R1优选表示F，Cl，Br，CN，CF3，OCF3，SCN，NCS或SF5，
Figure BDA0000145739950000063
其中R2优选表示F，Cl，Br，CN，CF3，OCF3，SCN，NCS或SF5。
式I的化合物可以有利地如从下面例示性合成(方案1-4)中显示的那样制备：
Figure BDA0000145739950000071
方案1.式I化合物(对称)的例示性合成；L如同L1定义，特别是H或F。
Figure BDA0000145739950000072
方案2.式I化合物(对称)的例示性合成；L如同L1定义，特别是H或F。
Figure BDA0000145739950000081
方案3.式I化合物(不对称)的例示性合成；L、L′如同L1定义，特别是H或F。
Figure BDA0000145739950000082
方案4.式I化合物(不对称)的例示性合成；L、L′如同L1定义，特别是H或F。
根据本发明的液晶介质包含一种或多种式I化合物和任选地另外的组分，优选介晶组分。
另外的组分优选选自式II、III和IV的化合物
Figure BDA0000145739950000091
其中
L11表示R11或X11，
L12表示R12或X12，
R11和R12彼此独立地表示H，具有1-17、优选3-10个C原子的未氟化烷基或未氟化烷氧基，或者具有2-15、优选3-10个C原子的未氟化烯基、未氟化烯氧基或未氟化烷氧基烷基，优选烷基或未氟化烯基，
X11和X12彼此独立地表示H，F，Cl，-CN，-NCS，-SF5，具有1-7个C原子的氟化烷基、特别是-CF3或氟化烷氧基、特别是-OCF3，或者具有2-7个C原子的氟化烯基、氟化烯氧基或氟化烷氧基烷基，
优选氟化烷氧基、氟化烯氧基、F或Cl，和
Figure BDA0000145739950000092
至
Figure BDA0000145739950000093
彼此独立地表示
Figure BDA0000145739950000094
Figure BDA0000145739950000095
优选
其中
L21表示R21并且在Z21和/或Z22表示反式-CH＝CH-或反式-CF＝CF-的情形下，替代性地表示X21，
L22表示R22并且在Z21和/或Z22表示反式-CH＝CH-或反式-CF＝CF-的情形下，替代性地表示X22，
R21和R22彼此独立地表示H，具有1-17、优选3-10个C原子的未氟化烷基或未氟化烷氧基，或者具有2-15、优选3-10个C原子的未氟化烯基、未氟化烯氧基或未氟化烷氧基烷基，优选是烷基或未氟化烯基，
X21和X22彼此独立地表示F或Cl，-CN，-NCS，-SF5，具有1-7个C原子的氟化烷基或烷氧基，或者具有2-7个C原子的氟化烯基、烯氧基或烷氧基烷基，或者-NCS，优选-NCS，
Z21和Z22中的一个表示反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-或-C≡C-，并且另一个与此独立地表示反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-或单键，优选地它们中的一个表示-C≡C-或反式-CH＝CH-并且另一个表示单键，和
Figure BDA0000145739950000101
至
Figure BDA0000145739950000102
彼此独立地表示
Figure BDA0000145739950000104
优选
Figure BDA0000145739950000105
其中
L31表示R31或X31，
L32表示R32或X32，
R31和R32彼此独立地表示H，具有1-17、优选3-10个C原子的未氟化烷基或未氟化烷氧基，或者具有2-15、优选3-10个C原子的未氟化烯基、未氟化烯氧基或未氟化烷氧基烷基，优选烷基或未氟化烯基，
X31和X32彼此独立地表示H，F，Cl，-CN，-NCS，-SF5，具有1-7个C原子的氟化烷基或氟化烷氧基，或者具有2-7个C原子的氟化烯基、氟化烯氧基或氟化烷氧基烷基，优选氟化烷氧基、氟化烯氧基、F或Cl，和
Z31-Z33彼此独立地表示反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-C≡C-或单键，优选地它们中的一个或多个表示单键，特别优选全部表示单键，和
Figure BDA0000145739950000111
至彼此独立地表示
Figure BDA0000145739950000113
Figure BDA0000145739950000114
优选
Figure BDA0000145739950000115
在本发明的一个优选实施方案中，液晶介质包含一种或多种式I的化合物和一种或多种式II的化合物。
在本发明的另一个优选实施方案中，液晶介质包含一种或多种式I的化合物和一种或多种式III的化合物。
根据本发明的液晶介质同样优选包含一种或多种式I的化合物和一种或多种式IV的化合物。
根据本发明，特别优选包含一种或多种式I的化合物，一种或多种式II的化合物和一种或多种式III或IV、优选III的化合物的液晶介质。
根据本申请的液晶介质优选包含总计5-90％，优选10-85％并且特别优选15-80％的式I化合物。
根据本申请的液晶介质优选包含总计15-90％，优选20-85％并且特别优选25-80％的式I或II的化合物。
根据本申请的液晶介质优选包含总计1-70％，优选2-65％并且特别优选3-60％的式III化合物。
根据本申请的液晶介质优选包含总计0-60％，优选5-55％并且特别优选10-50％的式IV化合物。
根据本申请的液晶介质同样优选包含总计5-60％，优选10-50％并且特别优选7-20％的式III化合物。
在使用单一同系化合物的情形中，这些范围对应于同系物的浓度，该浓度优选为2-20％，特别优选1-15％。在使用两种或更多种同系物的情形中，各单个同系物的浓度同样优选为每种情形下1-15％。
在每一情形中式I-III的化合物包括具有大于3的介电各向异性的介电正性化合物、具有小于3并且大于-1.5的介电各向异性的介电中性化合物，和具有-1.5或更小的介电各向异性的介电负性化合物。
在本发明的一个优选实施方案中，液晶介质包含一种或多种式II化合物，优选选自式II-1至II-3、优选式II-1和/或II-2、优选式II-1和II-2的化合物，更优选这些式II的化合物主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成：
Figure BDA0000145739950000121
其中参数具有上面在式II中所给出的各自含义，并且优选地
R11表示具有1-7个C原子的未氟化烷基或者具有2-7个C原子的未氟化烯基，
R12表示具有1-7个C原子的未氟化烷基、具有2-7个C原子的未氟化烯基，或者具有1-7个C原子的未氟化烷氧基，
X11和X12彼此独立地表示F、Cl、-OCF3、-CF3、-CN、-NCS或-SF5，优选F、Cl、-OCF3或-CN。
式II-1的化合物优选选自式II-1a至II-1d的化合物，更优选地这些式II的化合物主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成：
Figure BDA0000145739950000131
其中参数具有上面在式II-1中所给出的各自含义，并且其中
Y11和Y12在每一情形中彼此独立地表示H或F，并且优选地
R11表示烷基或烯基，和
X11表示F、Cl或-OCF3。
式II-2的化合物优选选自式II-2a至II-2e的化合物和/或式II-2f至II-2g的化合物，更优选地这些式II的化合物主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成：
其中在每一情形下式II-2b和II-2c的化合物中排除式II-2a的化合物，II-2c的化合物中排除式II-2b的化合物，并且II-2f的化合物中排除式II-2e的化合物，并且
其中参数具有上面在式II-1中所给出的各自含义，并且其中
Y11和Y12在每一情形中彼此独立地表示H或F，并且优选地
R11表示烷基或烯基，和
X11表示F、Cl或-OCF3，并且优选地
Y11和Y12的其中一个表示H并且另一个表示H或F，优选同样表示H。
式II-3的化合物优选为式II-3a的化合物：
其中参数具有上面在式II-1中所述的各自含义，并且其中优选地
X11表示F、Cl，优选F，
X12表示F、Cl或-OCF3，优选-OCF3。
在本发明的一个甚至更优选实施方案中，式II的化合物选自式II-1a至II-1d的化合物，优选选自式II-1c和II-1d的化合物，更优选地这些式II的化合物主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成。
式II-1a的化合物优选选自式II-1a-1和II-1a-2的化合物，更优选地这些式II的化合物主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成：
Figure BDA0000145739950000152
其中
R11具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1，其中
n表示0-7、优选1-5范围内的整数并且特别优选3或7。
式II-1b的化合物优选为式II-1b-1的化合物：
Figure BDA0000145739950000153
其中
R11具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1，其中
n表示0-15、优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数。
式II-1c的化合物优选选自式II-1c-1至II-1c-4的化合物，优选选自式II-1c-1和II-1c-2的化合物，更优选地这些式II的化合物主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成：
Figure BDA0000145739950000161
其中
R11具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1，其中
n表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数。
式II-1d的化合物优选选自式II-1d-1和II-1d-2的化合物，优选式II-1d-2的化合物，更优选地这些式II的化合物主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成：
Figure BDA0000145739950000162
其中
R11具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1，其中
n表示0-15、优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数。
式II-2a的化合物优选选自式II-2a-1和II-2a-2的化合物，优选式II-2a-1的化合物，更优选地这些式II的化合物主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成：
Figure BDA0000145739950000171
其中
R11具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R12具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
优选的(R11和R12)的组合，特别是在式II-2a-1的情形中，是(CnH2n+1和CmH2m+1)、(CnH2n+1和O-CmH2m+1)、(CH2＝CH-(CH2)z和CmH2m+1)、(CH2＝CH-(CH2)z和O-CmH2m+1)和(CnH2n+1和(CH2)z-CH＝CH2)。
优选的式II-2b的化合物是式II-2b-1的化合物：
Figure BDA0000145739950000172
其中
R11具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R12具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
这里优选的(R11和R12)的组合特别为(CnH2n+1和CmH2m+1)。
优选的式II-2c的化合物是式II-2c-1的化合物：
Figure BDA0000145739950000173
其中
R11具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R12具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
这里优选的(R11和R12)的组合特别为(CnH2n+1和CmH2m+1)。
优选的式II-2d的化合物是式II-2d-1的化合物：
Figure BDA0000145739950000181
其中
R11具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R12具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
这里优选的(R11和R12)的组合特别为(CnH2n+1和CmH2m+1)。
优选的式II-2e的化合物是式II-2e-1的化合物：
其中
R11具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R12具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
这里优选的(R11和R12)的组合特别为(CnH2n+1和O-CmH2+1)。
优选的式II-2e的化合物是式II-2f-1的化合物：
Figure BDA0000145739950000191
其中
R11具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R12具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
这里优选的(R11和R12)的组合特别为(CnH2n+1和CmH2m+1)和(CnH2n+1和O-CmH2m+1)，特别优选(CnH2n+1和CmH2m+1)。
优选的式II-2f的化合物是式II-2f-1的化合物：
Figure BDA0000145739950000192
其中
R11具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R12具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
这里优选的(R11和R12)的组合特别为(CnH2n+1和CmH2m+1)和(CnH2n+1和O-CmH2m+1)，特别优选(CnH2n+1和O-CmH2m+1)。
式III的化合物优选选自式III-1至III-4的化合物，更优选地这些式III的化合物主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成：
Figure BDA0000145739950000201
其中
Z21和Z22表示反式-CH＝CH-或反式-CF＝CF-，优选反式-CH＝CH-，并且其他参数具有上面在式III下给出的含义，并且优选地
R21和R22彼此独立地表示H，具有1-7个C原子的未氟化烷基或烷氧基，或者具有2-7个C原子的未氟化烯基，
X22表示F、Cl、-CN或-NCS，优选-NCS，和
Figure BDA0000145739950000202
至
Figure BDA0000145739950000203
中的一个表示
Figure BDA0000145739950000204
并且另一些彼此独立地表示
Figure BDA0000145739950000206
优选地
Figure BDA0000145739950000207
并且优选地，
R21表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R22表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
式III-1的化合物优选选自式III-1a和III-1b的化合物，优选选自式III-1a的化合物，更优选地这些式III的化合物主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成：
Figure BDA0000145739950000211
其中
R21具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R22具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
这里优选的(R21和R22)的组合特别为(CnH2n+1和CmH2m+1)和(CnH2n+1和O-CmH2m+1)，在式III-1a的情形下特别优选(CnH2n+1和CmH2m+1)并且在式III-1b的情形下特别优选(CnH2n+1和O-CmH2m+1)。
式III-2的化合物优选为式III-2a的化合物
Figure BDA0000145739950000212
其中
R21具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R22具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
这里优选的(R21和R22)的组合特别为(CnH2n+1和CmH2m+1)和(CnH2n+1和O-CmH2m+1)。
式III-3的化合物优选为式III-3a或III-3b的化合物：
Figure BDA0000145739950000221
其中参数具有上面在式III-3下给出的含义并且优选地R21具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1，其中n表示0-7，优选1-5范围内的整数，和
X22表示-F、-Cl、-OCF3、-CN或-NCS，特别优选-NCS。
式III-4的化合物优选为式III-4a的化合物：
其中参数具有上面在式III-4下给出的含义并且优选地
R21具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1，其中
n表示0-7，优选1-5范围内的整数，和
X22表示-F、-Cl、-OCF3、-CN或-NCS，特别优选-NCS。
进一步优选的式III化合物是下式的化合物：
Figure BDA0000145739950000231
其中
n表示0-7，优选1-5范围内的整数。
式IV的化合物优选选自式IV-1至IV-6的化合物，更优选地这些式IV的化合物主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成：
Figure BDA0000145739950000232
Figure BDA0000145739950000241
其中式IV-6的化合物中排除式IV-5的化合物，并且
其中参数具有上面在式IV中所示的各自含义，并且优选地
R31表示各自具有1-7个C原子的未氟化烷基或烷氧基，或者具有2-7个C原子的未氟化烯基，
R32表示各自具有1-7个C原子的未氟化烷基或烷氧基，或者具有2-7个C原子的未氟化烯基，和
X32表示F、Cl或-OCF3，优选F，并且
特别优选地
R31具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R32具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
式IV-1的化合物优选选自式IV-1a至IV-1d的化合物，更优选地这些式IV-1的化合物主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成：
Figure BDA0000145739950000251
其中X32具有上面在式IV-2中所给出的含义，并且
R31具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1，其中
n表示1-7，优选2-6，特别优选2、3或5，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2，并且
X32优选表示F。
式IV-2的化合物优选选自式IV-2a和IV-2b，优选式IV-2a的化合物，更优选地这些式IV-2的化合物主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成：
Figure BDA0000145739950000252
其中
R31具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R32具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
这里优选的(R31和R32)的组合特别为(CnH2n+1和CmH2m+1)和(CnH2n+1和O-CmH2m+1)，特别优选(CnH2n+1和CmH2m+1)。
式IV-3的化合物优选为式IV-3a的化合物：
Figure BDA0000145739950000261
其中
R31具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R32具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
这里优选的(R31和R32)的组合特别为(CnH2n+1和CmH2m+1)和(CnH2n+1和O-CmH2m+1)，特别优选(CnH2n+1和CmH2m+1)。
式IV-4的化合物优选为式IV-4a的化合物：
Figure BDA0000145739950000262
其中
R31具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R32具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
这里优选的(R31和R32)的组合特别为(CnH2n+1和CmH2m+1)和(CnH2n+1和O-CmH2m+1)，特别优选(CnH2n+1和CmH2m+1)。
式IV-5的化合物优选选自式IV-5a和IV-5b，优选式IV-5a的化合物，更优选地这些式IV-5的化合物主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成：
Figure BDA0000145739950000271
其中
R31具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R32具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
这里优选的(R31和R32)的组合特别为(CnH2n+1和CmH2m+1)和(CnH2n+1和O-CmH2m+1)，特别优选(CnH2n+1和CmH2m+1)。
式IV-6的化合物优选选自式IV-6a和IV-6b的化合物，更优选地这些式IV-6的化合物主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成：
Figure BDA0000145739950000272
其中
R31具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R32具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
这里优选的(R31和R32)的组合特别为(CnH2n+1和CmH2m+1)和(CnH2n+1和O-CmH2m+1)，特别优选(CnH2n+1和CmH2m+1)。
根据本发明的介质任选地包含一种或多种式V的化合物
Figure BDA0000145739950000281
其中
R41和R42彼此独立地表示H，具有1-15、优选3-10个C原子的未氟化烷基或烷氧基，或者具有2-15、优选3-10个C原子的未氟化烯基、烯氧基或烷氧基烷基，优选未氟化的烷基或烯基，
Z41和Z42中的一个表示反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-或-C≡C-，并且另一个独立地表示反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-或单键，优选地它们中的一个表示-C≡C-或反式-CH＝CH-并且另一个表示单键，和
Figure BDA0000145739950000282
表示
Figure BDA0000145739950000283
Figure BDA0000145739950000284
彼此独立地表示
Figure BDA0000145739950000285
根据本申请的液晶介质优选包含总计0-40％，优选0-30％并且特别优选5-25％的式V化合物。
式V的化合物优选选自式V-1至V-3的化合物，更优选地这些式V的化合物主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成：
Figure BDA0000145739950000291
其中
Y41和Y42中的一个表示H并且另一个表示H或F，和
R41具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R42具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
这里优选的(R41和R42)的组合特别为(CnH2n+1和CmH2m+1)和(CnH2n+1和O-CmH2m+1)，特别优选(CnH2n+1和CmH2m+1)。
式V-1的化合物优选选自式V-1a至V-1c的化合物，更优选地这些式V-1的化合物主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成：
Figure BDA0000145739950000292
其中
R41具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R42具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
这里优选的(R41和R42)的组合特别为(CnH2n+1和CmH2m+1)和(CnH2n+1和O-CmH2m+1)，特别优选(CnH2n+1和CmH2m+1)。
式V-2的化合物优选为式V-2a的化合物：
Figure BDA0000145739950000301
其中
R41具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R42具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
这里优选的(R41和R42)的组合特别为(CnH2n+1和CmH2m+1)、(CnH2n+1和O-CmH2m+1)，和(CH2＝CH-(CH2)z和CmH2m+1)，特别优选(CnH2n+1和CmH2m+1)。
式V-3的化合物优选为式V-3a的化合物：
Figure BDA0000145739950000302
其中
R41具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R42具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
这里优选的(R41和R42)的组合特别为(CnH2n+1和CmH2m+1)和(CnH2n+1和O-CmH2m+1)。
根据本发明的介质任选地包含一种或多种式VI的化合物
Figure BDA0000145739950000311
其中
L51表示R51或X51，
L52表示R52或X52，
R51和R52彼此独立地表示H，具有1-15、优选3-10个C原子的未氟化烷基或烷氧基，或者具有2-15、优选3-10个C原子的未氟化烯基、烯氧基或烷氧基烷基，优选未氟化的烷基或烯基，
X51和X52彼此独立地表示H，F，C l，-CN，-NCS，-SF5，具有1-7个C原子的氟化烷基或氟化烷氧基，或者具有2-7个C原子的氟化烯基、未氟化或氟化的烯氧基或者未氟化或氟化的烷氧基烷基，优选氟化烷氧基、氟化烯氧基、F或Cl，和
Z51-Z53彼此独立地表示反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-C≡C-或单键，优选地它们中的一个或多个表示单键，并且特别优选全部表示单键，
表示
Figure BDA0000145739950000313
Figure BDA0000145739950000314
至
Figure BDA0000145739950000315
彼此独立地表示
式VI的化合物优选选自式VI-1至VI-3的化合物，更优选地这些式VI的化合物主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成：
Figure BDA0000145739950000321
其中参数具有上面在式VI下所示的各自含义并且优选地，
Figure BDA0000145739950000322
至
Figure BDA0000145739950000323
中之一表示
Figure BDA0000145739950000324
并且其中
R51具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R52具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
这里优选的(R51和R52)的组合特别为(CnH2n+1和CmH2m+1)和(CnH2n+1和O-CmH2m+1)。
根据本申请的液晶介质优选包含总计5-30％，优选10-25％并且特别优选15-20％的式VI的化合物。
式VI-1的化合物优选选自式VI-1a至VI-1e的化合物，更优选地这些式VI-1的化合物主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成：
Figure BDA0000145739950000331
其中参数具有上面给出的含义并且优选地
R51具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1，和
n表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
X52优选表示F或Cl。
式VI-2的化合物优选选自式VI-2a和VI-2b的化合物，更优选地这些式VI-2的化合物主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成：
Figure BDA0000145739950000332
其中
R51具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R52具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
这里优选的(R51和R52)的组合特别为(CnH2n+1和CmH2m+1)。
式VI-3的化合物优选为式VI-3a或VI-3b的化合物：
其中
R51具有上面所示的含义并且优选表示CnH2n+1或CH2＝CH-(CH2)z，和
R52具有上面所示的含义并且优选表示CmH2m+1或O-CmH2m+1或(CH2)z-CH＝CH2，并且其中
n和m彼此独立地表示0-15，优选1-7并且特别优选1-5范围内的整数，和
z表示0、1、2、3或4，优选0或2。
这里优选的(R51和R52)的组合特别为(CnH2n+1和CmH2m+1)和(CnH2n+1和O-CmH2m+1)，特别优选(CnH2n+1和O-CmH2m+1)。
在本发明的一个优选实施方案中，所述介质包含一种或多种具有大于3的介电各向异性的式II-1的介电正性化合物。
所述介质优选包含一种或多种具有大于-1.5至3的介电各向异性的式II-2的介电中性化合物。
在本发明的一个优选实施方案中，所述介质包含一种或多种式III的化合物。
在本发明的进一步优选实施方案中，所述介质包含一种或多种式IV的化合物。
根据本发明的液晶介质优选包含10％或更少，优选5％或更少，特别优选2％或更少，非常特别优选1％或更少，并且特别地完全没有仅有两个或更少的5和/或6元环的化合物。
缩写(首字母缩写)的定义同样在下面示于表D中或者从表A-C中看出。
根据本发明的液晶介质优选包含选自式I-VI，优选I-V的化合物的化合物，更优选其主要由、甚至更优选基本上由并且非常特别优选全部由它们组成。
在本申请中，与组成相关的“包含”是指所涉及实体，即介质或组分包含一种或多种所述的组分或化合物，优选以10％或更多并且非常优选20％或更多的总浓度包含。
在这方面，“主要由…组成”是指所涉及实体包含55％或更多，优选60％或更多并且非常优选70％或更多的一种或多种所述组分或化合物。
在这方面，“基本上由…组成”是指所涉及实体包含80％或更多，优选90％或更多并且非常优选95％或更多的一种或多种所述组分或化合物。
在这方面，“全部由…组成”是指所涉及实体包含98％或更多，优选99％或更多并且非常优选100.0％的一种或多种所述组分或化合物。
上面没有明确提及的其他介晶化合物也可以任选并且有利地用于根据本发明的介质中。这类化合物是本领域技术人员已知的。
根据本发明，式I化合物优选以整体混合物的10％-90％，更优选15％-60％，甚至更优选30％-50％并且非常优选25％-45％的总浓度使用。
根据本发明，式II化合物优选以整体混合物的10％-70％，更优选15％-60％，甚至更优选30％-50％并且非常优选25％-45％的总浓度使用。
式III化合物优选以整体混合物的1％-20％，更优选1％-15％，甚至更优选2％-15％并且非常优选3％-10％的总浓度使用。
式IV化合物优选以整体混合物的1％-60％，更优选5％-50％，甚至更优选10％-45％并且非常优选15％-40％的总浓度使用。
液晶介质优选包含总计50％-100％，更优选70％-100％并且非常优选80％-100％，并且特别为90％-100％的式I、III、IV、V和VI，优选式I、III和VI的化合物，更优选其主要由并且非常优选全部由它们组成。
在本申请中，术语“介电正性”描述了具有Δε＞3.0的化合物或组分，“介电中性”描述了具有-1.5≤Δε≤3.0的那些，并且“介电负性”描述了具有Δε＜-1.5的那些。Δε在1kHz频率和20℃下确定。相应化合物的介电各向异性由向列主体混合物中10％的相应单个化合物的溶解结果确定。如果在主体混合物中相应化合物的溶解度小于10％，则将浓度减小至5％。测试混合物的电容在具有垂面取向和具有沿面取向的盒中测量。两种盒类型中层厚度约为20μm。施加的电压是具有1kHz频率和通常0.5V-1.0V的有效值的矩形波，但总是选择使得其在相应测试混合物的电容阈值以下。
Δε被定义为(ε‖-ε⊥)，而ε平均为(ε‖+2ε⊥)/3。
用于介电正性化合物的主体混合物是混合物ZLI-4792，用于介电中性和用于介电负性化合物的主体混合物是混合物ZLI-3086，均得自Merck KGaA(德国)。化合物的介电常数的绝对值由加入感兴趣的化合物时相应的主体混合物的值的变化来确定。将所述值外推至100％的感兴趣的化合物浓度。
在20℃测量温度下具有向列相的组分照原样测量，所有其他组分类似化合物处理。
本申请中的术语“阈值电压”是指光学阈值并且是针对10％相对对比度(V10)提出的，术语“饱和电压”是指光学饱和度并且是对于90％相对对比度(V90)提出的，在两种情形下除非另外有明确说明。如果明确提及，仅使用电容性阈值电压(V0)，也称为Freedericks-阈值(VFr)。
本申请中所述的参数范围均包括边界值，除非另外明确说明。
所示的各种性能范围的不同上限和下限值彼此的组合产生另外的优选范围。
贯穿本申请适用以下条件和定义，除非另外明确说明。所有浓度以质量百分比提出并且每种情况下以整体混合物计，所有温度和所有温度差值以摄氏度或差示度提出。所有物理性能根据“Merck LiquidCrystals，Physical Properties of Liquid Crystals″，Stand Nov.1997，Merck KGaA(德国)确定并且是对于20℃温度提出的，除非另外明确说明。光学各向异性(Δn)在589.3nm波长下确定。介电各向异性(Δε)在1kHz频率下确定。阈值电压以及所有其他电光学性能使用在Merck KGaA(德国)生产的测试盒确定。用于确定Δε的测试盒具有约20μm的层厚度。电极是具有1.13cm2面积和保护环的环形ITO电极。对于垂面配向(ε‖)，配向层是得自Nissan Chemicals(日本)的SE-1211，并且对于沿面配向(ε⊥)，配向层是得自Japan SyntheticRubber(日本)的聚酰亚胺AL-1054。电容使用Solatron 1260频率响应(Frequenzgang)分析仪采用具有0.3Vrms电压的正弦波来确定。在电光学测量中作为光使用白光。这里使用具有可从Autronic-Melchefs(德国)公司商购获得的DMS仪器的装置。特征电压在垂直观察下确定。阈值电压(V10)、“中灰电压(V50)”和饱和电压(V90)分别针对10％、50％和90％相对对比度测定。
如在A.Penirschke、S.Müller、P.Scheele、C.Weil、M.Wittek、C.Hock和R.Jakoby：“Cavity Perturbation Method forCharacterization of Liquid Crystals up to 35GHz”，34th EuropeanMicrowave Conference-Amsterdam，第545-548页中所述，研究了液晶介质关于它们在微波频率范围内的性能。
为此还比较了A.Gaebler、F.
Figure BDA0000145739950000371
S.Müller、A.Penirschke和R.Jakoby“Direct Simulation of Material Permittivites…”，12MTC 2009-International Instrumentation and MeasurementTechnology Conference，Singapore，2009(IEEE)，第463-467页与DE 10 2004 029 429A-其中同样详细描述了测量方法。
将液晶填装入聚四氟乙烯(PTFE)制成的毛细管。所述毛细管具有180μm内半径和350μm外半径。有效长度为2.0cm。将经填充的毛细管引入具有共振频率为30GHz的腔体中心。该腔体具有6.6mm长度、7.1mm宽度和3.6mm高度。然后施加输入信号(源)并且使用商业网络分析仪(矢量网络分析仪)记录输出信号的结果。
借助于A.Penirschke、S.Müller、P.Scheele、C.Weil、M.Wittek、C.Hock和R.Jakoby：“Cavity Perturbation Method forCharacterization of Liquid Crystals up to 35GHz”，34th EuropeanMicrowave Conference-Amsterdam，第545-548页中的方程10和11，按其中所述的，由在采用装有液晶的毛细管的测量与不采用装有液晶的毛细管的测量之间共振频率和Q因子的变化来测定介电常数和在相应目标频率下的损失角。
垂直和/或平行于液晶指向矢的性能分量的值通过液晶在磁场中的取向而获得。为此，使用永久磁铁的磁场。磁场强度为0.35特斯拉。相应地调节磁铁的取向并且然后相应地旋转过90°。
μ-波长范围内的介电各向异性定义为：
Δεr≡(εr，‖-εr，⊥)
可调制性或可控制性(τ)定义为
τ≡(Δεr/εr，‖)
材料品质(η)定义为
η≡(τ/tan δεr，Max)，其中
最大介电损耗因子t an δεr，max为
tanδεr，Max.≡Max.{tanδεr，⊥.；tan 5εr，‖}。
其由对于tanδεr的测量值的最大值产生。
优选的液晶材料的材料品质(η)为5或更大，优选6或更大，优选8或更大，优选10或更大，优选15或更大，优选17或更大，优选20或更大并且特别优选25或更大。
在相应的组件中，优选的液晶材料具有15°/dB或更大，优选20°/dB或更大，优选30°/dB或更大，优选40°/dB或更大，优选50°/dB或更大，特别优选80°/dB或更大并且非常特别优选100°/dB或更大的移相器品质。
在本申请中，术语“化合物”是指一种化合物和多种化合物，除非另外明确说明。
根据本发明的液晶介质优选具有每种情况下至少-20℃至80℃，优选-30℃至85℃并且非常特别优选-40℃至100℃的向列相。所述相特别优选延伸至120℃或更大，优选至140℃或更大并且非常特别优选至180℃或更大。这里术语“具有向列相”一方面是指在低温下在相应的温度下没有观察到近晶相并且没有观察到结晶，并且另一方面是指当从向列相加热时尚没有出现澄清。在低温下的研究在流动粘度计中在相应的温度下进行，并且通过在具有5μm层厚度的测试盒中储存至少100小时来检验。在高温下，清亮点通过常规方法在毛细管中测量。
根据本发明的液晶介质优选具有90℃或更大，更优选100℃或更大，甚至更优选120℃或更大，特别优选150℃或更大，并且非常特别优选170℃或更大的清亮点。
在1kHz和20℃下，根据本发明的液晶介质的Δε优选为1或更大，更优选2或更大，并且非常优选3或更大。
在589nm(NaD)和20℃下，根据本发明的液晶介质的Δn优选在0.200或更大至0.90或更小，更优选0.250或更大至0.90或更小，甚至更优选0.300或更大至0.85或更小并且非常特别优选0.350或更大至0.800或更小的范围内。
在本申请的一个优选实施方案中，根据本发明的液晶介质的Δn优选为0.50或更大，更优选0.55或更大。
此外，根据本发明的液晶介质特征在于在微波范围内的高各向异性。在约8.3GHz下，双折射率例如优选为0.14或更大，特别优选0.15或更大，特别优选0.20或更大，特别优选0.25或更大，并且非常特别优选0.30或更大。另外，双折射率优选为0.80或更小。
然而在一些实施方案中，也可以有利地使用具有负介电各向异性值的液晶。
使用的液晶是单个物质或混合物。它们优选具有向列相。
包含根据本发明的液晶介质或至少一种化合物的优选的结构元件是移相器、变容二极管、天线阵列(例如用于无线电、移动通讯、广播、微波/雷达和其他数据传输)、‘匹配电路自适应滤波器’和其他。优选如上定义的用于高频技术的组件。非常特别优选的结构元件是移相器。在优选实施方案中，多个移相器功能连接，由此得到例如相控的天线群(Gruppenantenne)。天线群利用排列在矩阵中的传送或接收元件的相移以通过干涉获得集束(Bündelung)。由移相器的行或者栅格形式的平行排列能够构造所谓的‘相控阵’，其可以充当用于高频(例如千兆赫范围)的可谐调的传输或接收天线。根据本发明的‘相控阵’天线具有非常宽的可用接收锥面(Empfangskegel)。
优选的应用是来自汽车、船舶、飞机、宇航和卫星技术领域的人工或非人工交通工具上的雷达装置和数据传输装置。
为了制造合适的结构元件，特别是移相器，通常将根据本发明的液晶介质引入具有小于1mm横截面和若干厘米长度的矩形腔。所述腔具有沿着两个长侧面安置的对置电极。这种排列是本领域技术人员熟知的。通过施加可变电压，可以在随后的操作中调制液晶介质的介电性能以调节天线的不同频率或方向。
术语“烷基”优选包括具有1-15个碳原子的直链和支化烷基，特别是直链基团甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基和庚基。通常优选具有2-10个碳原子的基团。
术语“烯基”优选包括具有2-15个碳原子的直链和支化烯基，特别是直链基团。特别优选的烯基是C2-C7-1E-烯基、C4-C7-3E-烯基、C5-C7-4-烯基、C6-C7-5-烯基和C7-6-烯基，特别是C2-C7-1E-烯基、C4-C7-3E-烯基和C5-C7-4-烯基。进一步优选的烯基的例子是乙烯基、1E-丙烯基、1E-丁烯基、1E-戊烯基、1E-己烯基、1E-庚烯基、3-丁烯基、3E-戊烯基、3E-己烯基、3E-庚烯基、4-戊烯基、4Z-己烯基、4E-己烯基、4Z-庚烯基、5-己烯基、6-庚烯基等。通常优选具有至多5个碳原子的基团。
术语“氟烷基”优选包括具有末端氟的直链基团，即氟甲基、2-氟乙基、3-氟丙基、4-氟丁基、5-氟戊基、6-氟己基和7-氟庚基。然而，不排除其他位置的氟。
术语“氧杂烷基”或“烷氧基烷基”优选包括式CnH2n+1-O-(CH2)m的直链基团，其中n和m各自彼此独立地表示1-10。优选地，n为1并且m为1-6。
具有乙烯基端基的化合物和具有甲基端基的化合物具有低的旋转粘度。
在本申请中，高频技术表示具有1MHz-1THz，优选1GHz-500GHz，更优选2GHz-300GHz，特别优选约5-150GHz范围的频率的应用。
根据本发明的液晶介质可以常用的浓度包含另外的添加剂和手性掺杂剂。基于整体混合物计，这些另外组分的总浓度为0％-10％，优选0.1％-6％。使用的各个化合物的浓度各自优选为0.1％-3％。对于在本申请中的液晶介质的液晶组分和液晶化合物的值和浓度范围的数据，不考虑这些和类似的添加剂的浓度。
根据本发明的液晶介质由多种化合物，优选由3-30，更优选4-20并且非常优选4-16种化合物组成。这些化合物以传统方式混合。一般而言，以较少量使用的希望量的化合物溶于以较大量使用的化合物中。如果温度高于以较高浓度使用的化合物的清亮点，则特别容易观察到整个溶解过程。然而，也可以其他常规方式，例如使用所谓的预混合(其可以是例如均质或共晶的化合物混合物)，或者使用所谓的“多瓶(Multi-Bottle)”体系(其的组分本身是即用型混合物)来制备介质。
所有温度，例如液晶的熔点T(K，N)或T(K，S)、从近晶(S)到向列(N)相的转变T(S，N)和清亮点T(N，I)以摄氏度提出。所有温度差值以差示度提出。
在本申请中，高频技术是指具有1MHz-1THz，优选1GHz-500GHz，优选2GHz-300GHz，特别优选约5-150GHz范围的频率的应用。该应用优选在微波范围或邻近的、适合于通信传输的区域中，其中‘相控阵’模块可用于传送和接收天线。
在本发明中并且尤其在以下实施例中，介晶化合物的结构通过缩写，也称为首字母缩写来表示。在这些首字母缩写中，化学式使用下表A-C如下所述进行缩写。所有基团CnH2n+1、CmH2m+1和C1H21+1或者CnH2n-1、CmH2m-1和C1H21-1表示分别具有n、m和1个C原子的直链烷基或烯基，优选1-E-烯基，其中n、m和1表示1至15。表A列出了用于化合物的核心结构的环元素的代码，而表B显示了连接基团。表C给出了用于左侧或右侧端基的代码含义。表D归纳了具有它们各自缩写的化合物的示例结构。
表A：环元素
Figure BDA0000145739950000421
Figure BDA0000145739950000431
表B：连接基团
Figure BDA0000145739950000441
表C：端基
Figure BDA0000145739950000442
其中n和m各自表示整数，并且三点“…”是得自该表的其他缩写的占位符。
下表示出了示例结构以及它们各自的缩写。这些被示出以说明缩写规则的含义。此外它们代表优选使用的化合物。
表D：示例结构
该示例结构是特别优选使用的化合物。
具有三个6元环
Figure BDA0000145739950000451
Figure BDA0000145739950000461
具有四个6元环
Figure BDA0000145739950000462
Figure BDA0000145739950000471
优选使用的中性化合物的示例结构：
Figure BDA0000145739950000481
另外使用的化合物的示例结构：
Figure BDA0000145739950000482
Figure BDA0000145739950000491
下表，表E示出了在根据本发明的介晶介质中可用作稳定剂的示例化合物。介质中这些和类似化合物的总浓度优选为5％或更小。
表E
Figure BDA0000145739950000492
Figure BDA0000145739950000501
Figure BDA0000145739950000511
Figure BDA0000145739950000521
在本发明的一个优选实施方案中，介晶介质包含一种或多种选自表E的化合物的化合物。
下表，表F示出了在根据本发明的介晶介质中可优选用作手性掺杂剂的示例化合物。
表F
Figure BDA0000145739950000522
Figure BDA0000145739950000531
Figure BDA0000145739950000541
在本发明的一个优选实施方案中，介晶介质包含一种或多种选自表F的化合物的化合物。
根据本申请的介晶介质优选包含两种或更多种，优选四种或更多种选自来自上表的化合物的化合物。
根据本发明的液晶介质优选包含：
-七种或更多种，优选八种或更多种化合物，优选具有三个或更多个，优选四个或更多个不同式的(选自表D的化合物)的化合物。
以下实施例解释本发明，不以任何方式限制本发明。
然而，本领域技术人员从物理性能中清楚地知道可以实现何种性能并且在何种范围内它们可以改进。特别地，可以优选实现的各种性能的组合因此对于本领域技术人员是清晰的。
实施例
合成例1：1，4-双(2-(4-丁基苯基)乙炔基)-2-环丙基苯
Figure BDA0000145739950000551
1.1)1，4-二氯-2-环丙基苯2
Figure BDA0000145739950000552
使20g(73mmo l)1，4-二氯-2-碘苯、9.4g(110mmo l)环丙基硼酸、32g(147mmol)磷酸钾、421mg(0.7mmol)双(二亚苄基丙酮)钯(0)(Pd(dba)2)和1096mg(1.5mmol)1，2，3，4，5-五苯基-1-(二叔丁基膦(-phosphan))二茂铁(CTC-Q-PHOS)溶于600ml甲苯中，并且在100℃下加热过夜。将100ml水加入冷却的溶液，并且用甲苯(100ml)萃取混合物两次。将合并的有机相用水清洗、在硫酸钠上干燥并且在真空中浓缩。残余物通过柱色谱提纯。得到作为无色固体的目标化合物。
1.2)1，4-双(2-(4-丁基苯基)乙炔基)-2-环丙基苯(1)
Figure BDA0000145739950000553
在氮气下使5g(26mmol)1，4-二氯-2-环丙基苯、9.4g(58mmol)1-正丁基-4-乙炔苯、19g(58mmol)碳酸铯、69mg(0.3mmol)双(乙腈)氯化钯(II)和382mg(0.8mmol)2-二环己基膦基-2′，4′，6′-三异丙基联苯溶于80ml二噁烷中，并且在100℃下加热过夜。将100ml水加入冷却的溶液，并且用甲基-叔丁基醚(100ml)萃取混合物两次。将合并的有机相用水清洗、在硫酸钠上干燥并且在真空中浓缩。残余物通过柱色谱提纯并且由乙醇重结晶。得到作为固体的目标化合物1。
K 72 N 84,5 I.
Δε1,5
Δn 0,378
γ12194mPa·s
1H-NMR(250MHz，CDCl3)：7.4-7.08(11H，m)；2.5(4H，m)；1.6-1.3(9H，m)；0.96(6H，m)；0.6-0.4(4H，m).
合成例2：1，4-双(2-(4-丁基苯基)乙炔基)-2-环丁基苯3
Figure BDA0000145739950000561
2.1)1-(2，5-二溴苯)环丁醇4
Figure BDA0000145739950000562
在氮气下将21.09g(67mmol)1，2，4-三溴苯预置入100ml THF中，冷却至-45℃，并且滴加51.54ml(67mmol)异丙基氯化镁/氯化锂络合物于THF中的溶液(1.3M)。1小时后，将批料加热至-10℃，并且在该温度下滴加5ml(66.34ml)环丁酮。使批料解冻并且加入饱和NH4Cl溶液，混合物用甲基叔丁基醚萃取，有机相在硫酸钠上干燥并且过滤，在真空中除去溶剂，并且残余物经由硅胶用二氯甲烷过滤，得到4，其不需要进一步提纯用于下一步骤。
2.2)1，4-二溴-2-环丁基苯5
Figure BDA0000145739950000563
在氮气下使14.5g(47.39mmol)4溶于50ml THF中，并且在室温滴加35.72ml(284.4mmol)三氟化硼-二乙醚络合物，并且逐份加入12.54g(189.6mmol)氰基硼氢化钠。批料在回流下加热过夜。使批料冷却至室温，加入饱和NaHCO3溶液，用甲基叔丁基醚萃取，有机相在硫酸钠上干燥并且过滤，在真空中除去溶剂，并且残余物经由硅胶用1-氯丁烷过滤。得到作为黄色液体的5。
2.3)1，4-双(2-(4-丁基苯基)乙炔基)-2-环丁基苯3
在氮气下将7.8g(47.0mmol)1-丁基-4-乙炔基苯预置入100ml THF中，冷却至-78℃，并且滴加63.32ml(63.20mmol)双(三甲基甲硅烷基)酰胺锂于己烷中的1M溶液。1小时后，加入63.22ml(63.20mmol)9-甲氧基-9-BBN于己烷中的1M溶液，并且在-78℃下搅拌2小时。在第二装置中，将6.8g(23.45mmol)的5、0.916g(1.0mmol)三(二亚苄基丙酮)二钯(0)和1.64g(4.0mmol)2-二环己基膦基-2′，6′-二甲氧基联苯预置入100ml THF中。缓慢滴加第一溶液，并且批料在100℃下加热过夜。将100ml水加入冷却的溶液，并且用甲基叔丁基醚(100ml)萃取混合物两次。合并的有机相用水清洗、在硫酸钠上干燥并且在真空中浓缩。残余物通过柱色谱提纯并且由异丙醇重结晶。得到作为固体的目标化合物3。
Tg-39 K 69 N 70 I.
Δε0,9
Δn 0,359
γ13067mPa·s
合成例3：2-环己基-4-(4-己基苯乙炔基)-1-(4-丙基苯乙炔基)苯6
3.1)4-氯-2-环己基苯三氟甲磺酸盐7
使19g(90.2mmol)4-氯-2-环己基酚、4.64ml(33.18mmol)三乙胺和223mg(1.8mmol)4-(二甲基氨基)吡啶溶于264ml二氯甲烷中，冷却至-5℃，并且滴加29.6ml(180mmol)三氟甲磺酸酐。批料在室温下搅拌过夜并且经由硅胶用二氯甲烷过滤。得到产物7，其不需要进一步提纯而用于下一步骤。
3.2)(4-氯-2-环己基苯乙炔基)三甲基硅烷8
Figure BDA0000145739950000582
在氮气下使21g(61.3mmol)的7、25.8ml(183.8mmol)三甲基甲硅烷基乙炔、2.15g(3mmol)双(三苯基膦)氯化钯(II)和21.2ml(153.2mmol)三乙胺溶于60ml N，N-二甲基甲酰胺中，并且在100℃下加热过夜。将100ml水加入冷却的溶液，并且用甲基叔丁基醚(100ml)萃取混合物两次。合并的有机相用水清洗、在硫酸钠上干燥并且在真空中浓缩。残余物通过柱色谱提纯。得到产物8，其不需要进一步提纯而用于下一步骤。
3.3)4-氯-2-环己基-1-乙炔基苯9
Figure BDA0000145739950000583
使16.6g(57.1mmol)的8溶于154ml四氢呋喃中，冷却至0℃，并且滴加1M四正丁基氟化铵溶液(68.48mmol)。批料在室温搅拌过夜，加入水，将其用甲基叔丁基醚萃取，有机相在硫酸钠上干燥并且过滤，在真空中除去溶剂，并且残余物经由硅胶用庚烷/甲苯过滤。得到产物9，其不需要进一步提纯而用于下一步骤。
3.4)4-氯-2-环己基-1-对-甲苯基乙炔基苯10
Figure BDA0000145739950000591
在氮气下使6.6g(30.17mmol)的9、7.28g(30.17mmol)1-溴-4-己基苯、21.63g(66.39mmol)碳酸铯、78mg(0.3mmo l)双(乙腈)氯化钯(II)和431mg(0.9mmol)2-二环己基膦基-2′，4′，6′-三异丙基联苯溶于90ml二噁烷中，并且在100℃下加热过夜。将100ml水加入冷却的溶液，并且用甲基叔丁基醚(100ml)萃取混合物两次。合并的有机相用水清洗、在硫酸钠上干燥并且在真空中浓缩。残余物通过柱色谱提纯。
3.5)2-环己基-4-(4-己基苯基乙炔基)-1-(4-丙基苯基乙炔基)苯6
Figure BDA0000145739950000592
在氮气下使4.5g(11.87mmol)的10、1.7g(11.87mmol)1-正丙基-4-乙炔基苯、8.5g(26.12mmol)碳酸铯、30mg(0.1mmol)双(乙腈)氯化钯(II)和170mg(0.35mmol)2-二环己基膦基-2′，4′，6′-三异丙基联苯溶于35ml二噁烷中，并且在100℃下加热过夜。将100ml水加入冷却的溶液，并且用甲基叔丁基醚(100ml)萃取混合物两次。合并的有机相用水清洗、在硫酸钠上干燥并且在真空中浓缩。残余物通过柱色谱提纯。得到作为固体的目标化合物6。
Δε-0,6
Δn0,294
γ15884mPa·s
合成例4：2-环己基-4-(4-己基-2-氟苯乙炔基)-1-(4-丙基苯乙炔基)苯7
Figure BDA0000145739950000601
该目标化合物类似于合成例3制备。
合成例5：2-环丙基-4-(4-丁基苯乙炔基)-1-(3，4，5-三氟苯乙炔基)苯8
Figure BDA0000145739950000602
该目标化合物类似于合成例3，由4-氯-2-环丙基苯三氟甲磺酸盐出发，使用3，4，5-三氟溴苯制备。
K 84 I
Δε13
Δn 0,316
γ1687mPa·s
合成例6：2-环丙基-4-(4-己基苯乙炔基)-1-(4-丙基苯乙炔基)苯9
Figure BDA0000145739950000611
该目标化合物类似于合成例3制备。
Tg -43 K 46 N 86 I
Δε1,1
Δn 0,379
γ13138mPa·s
合成例7：2-环丙基-4-(4-己基苯乙炔基)-1-(4-丙基苯乙炔基)苯10
Figure BDA0000145739950000612
该目标化合物类似于合成例2制备。
Tg-36K 57 N (7，0) I
Δε-0,1
Δn 0,334
γ14045mPa·s
混合物例1
制备具有下表中所示的组成和性能的液晶混合物M-1。
该混合物非常适合于在微波范围内应用，特别是用于移相器。与传统混合物相比，材料品质(η)增加。
根据本说明书的发明的实施方案和变型的进一步组合还可从以下权利要求中获得。

Claims (17)

1.式I的化合物
其中
L1-L3彼此独立地表示F、Cl、C1-C10烷基或者根据Rx的含义，其中基团L1-L3的一个或多个表示Rx，
n、o、p彼此独立地表示0、1、2、3或4，
Rx表示环丙基、环丁基、环戊基或环己基，
R1和R2彼此独立地表示H，具有1-15个C原子的卤代或未取代的烷基，其中这些基团中一个或多个CH2基团还可以彼此独立地各自被-C≡C-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CO)-或-O-以使得O原子彼此不直接相连的方式代替，F，Cl，Br，CN，CF3，OCF3，SCN，NCS或SF5，
A1表示
a)反式-1，4-亚环己基或亚环己烯基，其中一个或两个不相邻的CH2基团还可被-O-和/或-S-代替并且其中H可被F代替，
b)1，4-亚苯基，其中一个或两个CH基团可被N代替并且其中一个或多个H原子也可被Br、Cl、F、CN、Rx、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基或者单或多氟化的C1-C10甲基-或烷氧基代替，
或者
c)选自如下的基团：1，4-双环(2.2.2)亚辛基、环丁-1，3-二基、螺[3.3]庚烷-2，6-二基、噻吩-2，5-二基，
Figure FDA0000145739940000012
其中一个或多个CH基团可被N代替，一个或多个H原子可被Br、Cl、F、CN、Rx、C1-C10烷基、C1-C10烷氧基或者单或多氟化C1-C10甲基-或烷氧基代替，
并且一个或多个双键可被单键代替，
Z1表示单键、-C≡C-、-CH＝CH-、-CH2O-、-(CO)O-、-CF2O-、-CF2CF2-、-CH2CF2-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-CH＝CF-或-CF＝CF-，其中不对称的桥可以指向两侧，和
m表示0、1或2。
2.根据权利要求1的化合物，特征在于基团L1-L3的一个、两个或三个表示基团Rx。
3.根据权利要求1或2的化合物，特征在于m为0。
4.根据权利要求1-3的一项或多项的化合物，特征在于正好一个基团L2表示基团Rx。
5.根据权利要求1-4的一项或多项的式I化合物在用于高频技术的组件中的应用。
6.液晶介质，特征在于其包含一种或多种根据权利要求1-4的一项或多项所述的式I化合物。
7.根据权利要求6的液晶介质，特征在于其另外包含一种或多种选自式II、III和/或IV的化合物的化合物：
Figure FDA0000145739940000021
其中
L11表示R11或X11，
L12表示R12或X12，
R11和R12彼此独立地表示H，具有1-15个C原子的未氟化烷基或未氟化烷氧基，或者具有2-15个C原子的未氟化烯基、未氟化烯氧基或未氟化烷氧基烷基，
X11和X12彼此独立地表示H，F，Cl，-CN，-NCS，-SF5，具有1-7个C原子的氟化烷基或氟化烷氧基，或者具有2-7个C原子的氟化烯基、氟化烯氧基或氟化烷氧基烷基，和
Figure FDA0000145739940000022
至
Figure FDA0000145739940000023
彼此独立地表示
Figure FDA0000145739940000031
其中
L21表示R21并且在Z21和/或Z22表示反式-CH＝CH-或反式-CF＝CF-的情形下，替代性地表示X21，
L22表示R22并且在Z21和/或Z22表示反式-CH＝CH-或反式-CF＝CF-的情形下，替代性地表示X22，
R21和R22彼此独立地表示H，具有1-17、优选3-10个C原子的未氟化烷基或未氟化烷氧基，或者具有2-15、优选3-10个C原子的未氟化烯基、未氟化烯氧基或未氟化烷氧基烷基，
X21和X22彼此独立地表示F或Cl，-CN，-NCS，-SF5，具有1-7个C原子的氟化烷基或氟化烷氧基，或者具有2-7个C原子的氟化烯基、氟化烯氧基或氟化烷氧基烷基，
Z21和Z22中的一个表示反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-或-C≡C-，并且另一个独立地表示反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-或单键，和
Figure FDA0000145739940000032
至
Figure FDA0000145739940000033
彼此独立地表示
Figure FDA0000145739940000034
Figure FDA0000145739940000041
其中
L31表示R31或X31，
L32表示R32或X32，
R31和R32彼此独立地表示H，具有1-17个C原子的未氟化烷基或未氟化烷氧基，或者具有2-15个C原子的未氟化烯基、未氟化烯氧基或未氟化烷氧基烷基，
X31和X32彼此独立地表示H，F，Cl，-CN，-NCS，-SF5，具有1-7个C原子的氟化烷基或氟化烷氧基，或者具有2-7个C原子的氟化烯基、氟化烯氧基或氟化烷氧基烷基，
Z31-Z33彼此独立地表示反式-CH＝CH-、反式-CF＝CF-、-C≡C-或单键，和
至彼此独立地表示
Figure FDA0000145739940000044
8.根据权利要求6或7的液晶介质，特征在于其包含一种或多种如权利要求7中所述的式II化合物。
9.根据权利要求6-8的一项或多项的液晶介质，特征在于其包含一种或多种如权利要求7中所述的式III化合物。
10.根据权利要求6-9的一项或多项的液晶介质，特征在于其包含一种或多种如权利要求7中所述的式IV化合物。
11.根据权利要求6-10的一项或多项的液晶介质，特征在于介质中式I化合物的浓度在总计5％-90％的范围内。
12.根据权利要求6-11的一项或多项的液晶介质，特征在于其包含一种或多种选自式II-1至II-3的化合物的化合物：
其中参数具有权利要求1中给出的各自含义。
13.制备根据权利要求6-12的一项或多项的液晶介质的方法，特征在于使一种或多种如权利要求1中所述的式I化合物与一种或多种选自如权利要求7中所述的式II、III和IV的化合物的化合物，并且任选地与一种或多种另外的化合物以及任选地与一种或多种添加剂混合。
14.用于高频技术的组件，特征在于其包含根据权利要求6-12的一项或多项的液晶介质。
15.根据权利要求14的组件，特征在于其包括一个或多个功能连接的移相器。
16.根据权利要求6-12的一项或多项的液晶介质在用于高频技术的组件中的应用。
17.相控的天线群，特征在于其包含一个或多个根据权利要求14-16的一项或多项所述的组件。
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