DE10050880A1 - New pyridine derivatives useful as stabilizers for liquid crystals - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Pyridinderivate Formel I
The present invention relates to pyridine derivatives of formula I.
worin
Ra, Rb und Rc
jeweils unabhängig voneinander H, einen unsubstituierten oder
mit CN oder mit mindestens einem Halogen substituierten Alkyl-
oder Alkenylrest mit bis zu 12 C-Atomen, worin ein oder
mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch einen Rest
ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S-, -CO-, -O-CO-, -CO-O- und
-C∼C- ersetzt sein können, und
m und n jeweils unabhängig voneinander 0, 1 oder 2,
bedeuten.wherein
R a , R b and R c each independently of one another H, an unsubstituted or with CN or with at least one halogen substituted alkyl or alkenyl radical having up to 12 carbon atoms, wherein one or more non-adjacent CH 2 groups are selected by a radical can be replaced from the group -O-, -S-, -CO-, -O-CO-, -CO-O- and -C könnenC-, and
m and n each independently of one another 0, 1 or 2,
mean.
Die Stabilisierung von säurelabilen Flüssigkristallen oder flüssigkristallinen Mischungen, die säurelabile Komponenten enthalten, ist häufig ein Problem.The stabilization of acid labile liquid crystals or liquid crystalline Mixtures that contain acid-labile components is often a Problem.
Die Stabilisatoren für die genannten Zwecke dürfen nicht toxisch sein, sollten eine hohe Wirksamkeit bei niedrigen Konzentrationen aufzeigen, keine Veränderungen des Geschmacks, Geruchs und der Farbe hervor rufen, auch nicht bei längerer Lagerung oder Erhitzen, sie sollen in dem Substrat gut löslich oder leicht verteilbar sein, keinen nachteiligen Einfluß auf den zu schützenden Stoff ausüben, eine geringe Flüchtigkeit aufweisen und sich analytisch möglichst quantitativ erfassen lassen. The stabilizers for the purposes mentioned must not be toxic, should show high effectiveness at low concentrations, no changes in taste, smell and color call, not even with long storage or heating, they should in the Substrate can be easily soluble or easily distributed, no adverse influence exert a slight volatility on the substance to be protected and analytically as quantitative as possible.
Weiterhin sollten die Stabilisatoren leicht und preiswert herzustellen sein sowie ihre Handhabung und Einarbeitung einfach sein.Furthermore, the stabilizers should be easy and inexpensive to manufacture as well as their handling and familiarization.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, preiswerte Stabili satoren zu finden, die die genannten Bedingungen alle erfüllen.The object of the present invention was therefore to provide inexpensive stabilizers to find sensors that all meet the stated conditions.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß Pyridinderivate der Formel I selbst bei niedrigen Konzentrationen eine hohe Wirksamkeit als Stabilisator aufweisen, ohne einen nachteiligen Einfluß auf den zu schützenden Stoff auszuüben. Ferner zeichnen sich die erfindungs gemäßen zum Teil sterisch gehinderten Pyridine durch ihre Temperatur beständigkeit, ihre geringe Viskosität und Flüchtigkeit aus.Surprisingly, it has now been found that pyridine derivatives of Formula I is highly effective even at low concentrations Have stabilizer without adversely affecting the protective substance. Furthermore, the fiction according to partly sterically hindered pyridines by their temperature resistance, their low viscosity and volatility.
Gegenstand der Erfindung sind somit Pyridinderivate der Formel I.The invention thus relates to pyridine derivatives of the formula I.
Pyridinderivate der Formel I zeichnen sich aufgrund ihrer basischen Eigen schaften und ihrer Struktur als Stabilisator von Flüssigkristallen oder flüssigkristallinen Mischungen aus. Durch den Substituenten in 4-Stellung lassen sich flüssigkristalline Eigenschaften des Stabilisators selbst erreichen.Pyridine derivatives of the formula I are notable for their basic properties and their structure as a stabilizer of liquid crystals or liquid crystalline mixtures. Due to the substituent in the 4-position liquid-crystalline properties of the stabilizer itself to reach.
Aufgrund ihrer Struktur weisen diese Materialien einen besonders niedri gen Dampfdruck auf und können somit auch bei hohen Temperaturen eingesetzt werden. Sie sind ebenso wie ihre Reaktionsprodukte, farblos und führen somit zu keinerlei Verfärbung der zu stabilisierenden Materialien.Due to their structure, these materials are particularly low vapor pressure and can therefore operate even at high temperatures be used. Like their reaction products, they are colorless and therefore do not lead to any discoloration of the stabilized Materials.
In den Verbindungen der Formel I beträgt die Summe von n + m vorzugs weise 0, 1, 2 oder 3. Im Fall n ≠ 0 ist m vorzugsweise 1. Rb und Rc sind vorzugsweise H, primäre, sekundäre oder tertiäre Alkyl- bzw. Alkenylreste.In the compounds of formula I, the sum of n + m is preferably 0, 1, 2 or 3. In the case n ≠ 0, m is preferably 1. R b and R c are preferably H, primary, secondary or tertiary alkyl or Alkenyl residues.
Falls Ra, Rb und/oder Rc einen Alkylrest und/oder einen Alkoxyrest bedeutet, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist Ra ein geradkettiger Alkylrest, und Rb und Rc sind vorzugsweise tertiäre Alkylreste. Die Reste haben 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 C-Atome und bedeuten demnach bevorzugt Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentoxy, Hexoxy oder Heptoxy, ferner Methyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Methoxy, Octoxy, Nonoxy, Decoxy, Undecoxy, Dodecoxy, Tridecoxy oder Tetradecoxy.If R a , R b and / or R c is an alkyl radical and / or an alkoxy radical, this can be straight-chain or branched. Preferably R a is a straight chain alkyl group and R b and R c are preferably tertiary alkyl groups. The radicals have 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7 carbon atoms and accordingly preferably mean methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, ethoxy, propoxy, butoxy, pentoxy, hexoxy or heptoxy, furthermore Methyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, methoxy, octoxy, nonoxy, decoxy, undecoxy, dodecoxy, tridecoxy or tetradecoxy.
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-Oxa heptyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Oxaoctyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Oxa nonyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder 9-Oxadecyl.Oxaalkyl preferably means straight-chain 2-oxapropyl (= methoxy methyl), 2 - (= ethoxymethyl) or 3-oxabutyl (= 2-methoxyethyl), 2-, 3- or 4-oxapentyl, 2-, 3-, 4- or 5-oxahexyl, 2-, 3-, 4-, 5- or 6-oxa heptyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- or 7-oxaoctyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- or 8-oxa nonyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- or 9-oxadecyl.
Falls Ra, Rb und/oder Rc 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.If R a , R b and / or R c is an alkyl radical in which a CH 2 group has been replaced by -CH = CH-, this can be straight-chain or branched. It is preferably straight-chain and has 2 to 10 carbon atoms. Accordingly, it means especially vinyl, prop-1-, or prop-2-enyl, but-1-, 2- or but-3-enyl, pent-1-, 2-, 3- or pent-4-enyl, hex -1-, 2-, 3-, 4- or hex-5-enyl, hept-1-, 2-, 3-, 4-, 5- or hept-6-enyl, oct-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- or oct-7-enyl, non-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- or non-8-enyl, Dec-1 -, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- or Dec-9-enyl.
Falls Ra, Rb und/oder Rc einen Alkylrest bedeutet, in dem eine CH2-Gruppe durch -O- und eine durch -CO- ersetzt ist, so sind diese bevorzugt benachbart. Somit beinhalten diese eine Acyloxygruppe -CO-O- oder eine Oxycarbonylgruppe -O-CO-. Vorzugsweise sind diese geradkettig und haben 2 bis 6 C-Atome.If R a , R b and / or R c is an alkyl radical in which one CH 2 group has been replaced by -O- and one has been replaced by -CO-, these are preferably adjacent. Thus, these include an acyloxy group -CO-O- or an oxycarbonyl group -O-CO-. These are preferably straight-chain and have 2 to 6 carbon atoms.
Sie bedeuten demnach besonders Acetyloxy, Propionyloxy, Butyryloxy, Pentanoyloxy, Hexanoyloxy, Acetyloxymethyl, Propionyloxymethyl, Butyryloxymethyl, Pentanoyloxymethyl, 2-Acetyloxyethyl, 2-Propionyloxy ethyl, 2-Butyryloxyethyl, 3-Acetyloxypropyl, 3-Propionyloxypropyl, 4-Acetyloxybutyl, Methoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl, Propoxycarbonyl, Butoxycarbonyl, Pentoxycarbonyl, Methoxycarbonylmethyl, Ethoxy carbonylmethyl, Propoxycarbonylmethyl, Butoxycarbonylmethyl, 2-(Methoxycarbonyl)ethyl, 2-(Ethoxycarbonyl)ethyl, 2-(Propoxy carbonyl)ethyl, 3-(Methoxycarbonyl)propyl, 3-(Ethoxycarbonyl)propyl, 4-(Methoxycarbonyl)-butyl. Accordingly, they mean especially acetyloxy, propionyloxy, butyryloxy, Pentanoyloxy, hexanoyloxy, acetyloxymethyl, propionyloxymethyl, Butyryloxymethyl, pentanoyloxymethyl, 2-acetyloxyethyl, 2-propionyloxy ethyl, 2-butyryloxyethyl, 3-acetyloxypropyl, 3-propionyloxypropyl, 4-acetyloxybutyl, methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, propoxycarbonyl, Butoxycarbonyl, pentoxycarbonyl, methoxycarbonylmethyl, ethoxy carbonylmethyl, propoxycarbonylmethyl, butoxycarbonylmethyl, 2- (methoxycarbonyl) ethyl, 2- (ethoxycarbonyl) ethyl, 2- (propoxy carbonyl) ethyl, 3- (methoxycarbonyl) propyl, 3- (ethoxycarbonyl) propyl, 4- (methoxycarbonyl) butyl.
Falls Ra, Rb und/oder Rc einen Alkylrest bedeutet, in dem eine CH2-Gruppe durch unsubstituiertes 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-Acryloyloxyethyl, 3-Acryloyloxypropyl, 4-Acryloyloxybutyl, 5-Acryloyloxypentyl, 6-Acryloyloxyhexyl, 7-Acryloyloxyheptyl, 8-Acryloyloxyoctyl, 9-Acryloyloxynonyl, 10-Acryloyloxydecyl, Methacryloyloxymethyl, 2-Methacryloyloxyethyl, 3-Methacryloyloxypropyl, 4-Methacryloyloxybutyl, 5-Methacryloyloxypentyl, 6-Methacryloyloxyhexyl, 7-Methacryloyloxyheptyl, 8-Methacryloyloxyoctyl, 9-Methacryloyloxynonyl.If R a , R b and / or R c is an alkyl radical in which one CH 2 group is replaced by unsubstituted or substituted -CH = CH- and an adjacent CH 2 group is replaced by CO or CO-O or O-CO , it can be straight or branched. It is preferably straight-chain and has 4 to 13 carbon atoms. Accordingly, it means in particular acryloyloxymethyl, 2-acryloyloxyethyl, 3-acryloyloxypropyl, 4-acryloyloxybutyl, 5-acryloyloxypentyl, 6-acryloyloxyhexyl, 7-acryloyloxyheptyl, 8-acryloyloxyoctyl, 9-acryloyloxynonyl, 10-acryloyloxoyloxydoxymyl Methacryloyloxypropyl, 4-methacryloyloxybutyl, 5-methacryloyloxypentyl, 6-methacryloyloxyhexyl, 7-methacryloyloxyheptyl, 8-methacryloyloxyoctyl, 9-methacryloyloxynonyl.
Falls Ra, Rb und/oder Rc 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 resultierenden Reste schließen auch perfluorierte Reste ein. Bei Einfachsubstitution kann der Fluor- oder Chlorsubstituent in beliebiger Position sein, vorzugsweise jedoch in ω-Position.If R a , R b and / or R c is an alkyl or alkenyl radical which is at least monosubstituted by halogen, this radical is preferably straight-chain and halogen is preferably F or Cl. In the case of multiple substitution, halogen is preferably F. The resulting residues also include perfluorinated residues. In the case of single substitution, the fluorine or chlorine substituent can be in any position, but preferably in the ω position.
Verzweigte Reste Ra, Rb und/oder Rc enthalten in der Regel nicht mehr als zwei Kettenverzweigungen. Bevorzugte verzweigte Reste Ra, Rb und/oder Rc 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-Methyl butoxy, 3-Methylbutoxy, 2-Methylpentoxy, 3-Methylpentoxy, 2-Ethylhexoxy, 1-Methylhexoxy, 1-Methylheptoxy, t-Butyl oder t-Pentyl.Branched radicals R a , R b and / or R c usually contain no more than two chain branches. Preferred branched radicals R a , R b and / or R c are 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-methyl butoxy, 3-methylbutoxy, 2-methylpentoxy, 3-methylpentoxy, 2-ethylhexoxy, 1-methylhexoxy, 1-methylheptoxy, t-butyl or t-pentyl.
Falls Ra, Rb und/oder Rc einen Alkylrest darstellt, in dem zwei oder mehr CH2-Gruppen durch -O- und/oder -CO-O- ersetzt sind, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er verzweigt und hat 3 bis 12 C-Atome. Er bedeutet demnach besonders Bis-carboxy-methyl, 2,2-Bis-carboxy-ethyl, 3,3-Bis-carboxy-propyl, 4,4-Bis-carboxy-butyl, 5,5-Bis-carboxy-pentyl, 6,6-Bis-carboxy-hexyl, 7,7-Bis-carboxy-heptyl, 8,8-Bis-carboxy-octyl, 9,9-Bis-carboxy-nonyl, 10,10-Bis-carboxy-decyl, Bis- (methoxycarbonyl)-methyl, 2,2-Bis-(methoxycarbonyl)-ethyl, 3,3-Bis-(methoxycarbonyl)-propyl, 4,4-Bis-(methoxycarbonyl)-butyl, 5,5-Bis-(methoxycarbonyl)-pentyl, 6,6-Bis-(methoxycarbonyl)-hexyl, 7,7-Bis-(methoxycarbonyl)-heptyl, 8,8-Bis-(methoxycarbonyl)-octyl, Bis-(ethoxycarbonyl)-methyl, 2,2-Bis-(ethoxycarbonyl)-ethyl, 3,3-Bis-(ethoxycarbonyl)-propyl, 4,4-Bis-(ethoxycarbonyl)-butyl, 5,5-Bis-(ethoxycarbonyl)-hexyl.If R a , R b and / or R c represents an alkyl radical in which two or more CH 2 groups have been replaced by -O- and / or -CO-O-, this can be straight-chain or branched. It is preferably branched and has 3 to 12 carbon atoms. Accordingly, it means especially bis-carboxy-methyl, 2,2-bis-carboxy-ethyl, 3,3-bis-carboxy-propyl, 4,4-bis-carboxy-butyl, 5,5-bis-carboxy-pentyl, 6,6-bis-carboxy-hexyl, 7,7-bis-carboxy-heptyl, 8,8-bis-carboxy-octyl, 9,9-bis-carboxy-nonyl, 10,10-bis-carboxy-decyl, Bis (methoxycarbonyl) methyl, 2,2-bis (methoxycarbonyl) ethyl, 3,3-bis (methoxycarbonyl) propyl, 4,4-bis (methoxycarbonyl) butyl, 5,5-bis (methoxycarbonyl) pentyl, 6,6-bis (methoxycarbonyl) hexyl, 7,7-bis (methoxycarbonyl) heptyl, 8,8-bis (methoxycarbonyl) octyl, bis (ethoxycarbonyl) methyl, 2,2-bis (ethoxycarbonyl) ethyl, 3,3-bis (ethoxycarbonyl) propyl, 4,4-bis (ethoxycarbonyl) butyl, 5,5-bis (ethoxycarbonyl) hexyl.
In der Formel I sowie in den bevorzugten Unterformeln bedeutet Ra vorzugsweise geradkettiges Alkyl, Alkoxy, Alkenyl mit bis zu 6 C-Atomen. Die Reste Rb und/oder Rc bedeuten insbesondere H, tert.-Butyl oder tert.- Pentyl. Insbesondere bevorzugt sind Verbindungen, worin Rb = Rc ist.In the formula I and in the preferred sub-formulas, R a preferably denotes straight-chain alkyl, alkoxy, alkenyl having up to 6 carbon atoms. The radicals R b and / or R c are in particular H, tert-butyl or tert-pentyl. Compounds in which R b = R c are particularly preferred.
Bevorzugt kleinere Gruppen von Verbindungen der Formel I sind diejeni
gen der Teilformeln I1 bis I3:
Smaller groups of compounds of the formula I are preferably those of the sub-formulas I1 to I3:
Insbesondere bevorzugt sind die Verbindungen der Formeln I1, I2 und I3, worin Ra und Rb sekundäre oder tertiäre Alkylreste bedeuten.The compounds of the formulas I1, I2 and I3 are particularly preferred, in which R a and R b are secondary or tertiary alkyl radicals.
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 auch von an sich bekannten, hier nicht näher erwähnten Varianten Ge brauch machen.The compounds of formula I are according to methods known per se presented as they are in the literature (e.g. in the standard works such as Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Georg Thieme Verlag, Stuttgart) are described, namely under reaction conditions that for the implementations mentioned are known and suitable. You can also of variants Ge known per se, not mentioned here in more detail make use of.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können z. B. gemäß Schema 1 hergestellt werden:The compounds of the invention can e.g. B. according to scheme 1 getting produced:
Die Verbindungen der Formel I besitzen einen breiten Anwendungs bereich. Sie können problemlos als Stabilisatoren im Lebensmittelbereich und in technischen Produkten verwendet werden.The compounds of formula I have a wide range of uses Area. They can easily be used as stabilizers in the food sector and used in technical products.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der erfindungsgemä ßen Verbindungen als Zusatz zu Flüssigkristallmischungen, flüssigkristal linen Einzelkomponenten, Schmierstoffen, Wärmeträgern, Kraftstoffen, Pharmaprodukten, Vitaminpräparaten, Kosmetika, Lebensmitteln, Farb stoffen, Anstrichmitteln, Polymeren, Elastomeren, Detergentien, Lösungs mitteln, Papier und Pflanzenschutzmitteln.The invention also relates to the use of the invention ß compounds as an additive to liquid crystal mixtures, liquid crystal individual linen components, lubricants, heat transfer media, fuels, Pharmaceutical products, vitamin preparations, cosmetics, food, paint substances, paints, polymers, elastomers, detergents, solutions agents, paper and pesticides.
Die Verbindungen der Formel I werden in Konzentrationen von 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 2 Gew.-%, und insbesondere 0,01 bis 1 Gew.-% dem zu stabilisierenden Stoff zugesetzt.The compounds of formula I are used in concentrations of 0.01 to 5% by weight, preferably 0.01 to 2% by weight, and in particular 0.01 to 1 wt .-% added to the substance to be stabilized.
Aufgrund der stäbchenförmigen Struktur eignen sich die Verbindungen der Formel I insbesondere als Stabilisatoren von flüssigkristallinen Einzel komponenten und Flüssigkristallmischungen, da sie die flüssigkristallinen Eigenschaften weit weniger stören als die Stabilisatoren aus dem Stand der Technik.Due to the rod-like structure, the connections of the Formula I in particular as stabilizers of liquid-crystalline single components and liquid crystal mixtures as they are the liquid crystalline Properties interfere far less than the stabilizers from the stand of the technique.
Da die erfindungsgemäßen Verbindungen einen besonders niedrigen Dampfdruck aufweisen, können sie auch bei hohen Temperaturen eingesetzt werden. Sie weisen ähnliche Eigenschaften wie Flüssigkristalle auf und führen zu keiner Verfärbung in den Flüssigkristallmischungen. Im Gegensatz zu bekannten Stabilisatoren wirken sie sich nicht negativ auf den Klärpunkt der flüssigkristallinen Einzelkomponenten aus.Since the compounds of the invention are particularly low They can have vapor pressure, even at high temperatures be used. They have properties similar to liquid crystals and lead to no discoloration in the liquid crystal mixtures. in the In contrast to known stabilizers, they do not have a negative effect the clearing point of the liquid-crystalline individual components.
Die Stabilisierung der Flüssigkristalle bzw. Flüssigkristallmischungen erfolgt in an sich üblicher Weise. In der Regel werden alle Komponenten miteinander gelöst, vorzugsweise bei erhöhter Temperatur.The stabilization of the liquid crystals or liquid crystal mixtures takes place in a conventional manner. As a rule, all components solved together, preferably at elevated temperature.
Bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Stabilisatoren in Flüssigkristall mischungen für Aktiv-Matrix-Displays eingesetzt, da sie zu keiner nennenswerten Beeinträchtigung der Voltage-Holding-Ratio führen. The stabilizers according to the invention are preferred in liquid crystal mixtures used for active matrix displays, since they do not belong to any significant impairment of the voltage holding ratio.
Insbesondere sind die erfindungsgemäßen Stabilisatoren geeignet zur
Erhöhung der thermischen Belastbarkeit von Verbindungen, die
nachfolgende Struktureinheiten aufweisen:
In particular, the stabilizers according to the invention are suitable for increasing the thermal load capacity of compounds which have the following structural units:
Gegenstand der Erfindung ist daher auch ein flüssigkristallines Medium, daß mindestens zwei flüssigkristalline Verbindungen enthält und zusätzlich ein Pyridin der Formel I.The invention therefore also relates to a liquid-crystalline medium, that contains at least two liquid crystalline compounds and additionally a pyridine of formula I.
Das erfindungsgemäße flüssigkristalline Medium besteht im allgemeinen aus 2 bis 25, vorzugsweise 3 bis 15 Flüssigkristall-Komponenten und einem Stabilisator der Formel I. Es können in Einzelfällen jedoch auch mehr als 25 Komponenten Bestandteile einer erfindungsgemäßen Phase sein, z. B. bis zu 50 Komponenten und mehr. Die anderen Bestandteile werden vorzugsweise ausgewählt aus den nematischen oder nemato genen Substanzen, insbesondere den bekannten Substanzen, aus den Klassen der Azoxybenzole, Benzylidenaniline, Biphenyle, Terphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylbenzoate, Cyclohexan-carbonsäurephenyl- oder -cyclohexylester, Phenylcyclohexane, Cyclohexylbiphenyle, Cyclohexyl cyclohexane, Cyclohexylnaphthaline, Decahydronaphthaline, 1,4-Biscyclo hexylbenzole, 4,4'-Biscyclohexylbiphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylpyri midine, Phenyl- oder Cyclohexyldioxane, Phenyl- oder Cyclohexyldithiane, 1,2-Bisphenylethane, 1,2-Biscyclohexylethane, 1-Phenyl-2-cyclohexyl ethane, gegebenenfalls halogenierten Stilbene, Benzylphenylether, Tolane und substituierten Zimtsäuren.The liquid-crystalline medium according to the invention generally exists from 2 to 25, preferably 3 to 15 liquid crystal components and a stabilizer of formula I. However, in individual cases it can also more than 25 components are components of a phase according to the invention be, e.g. B. up to 50 components and more. The other ingredients are preferably selected from the nematic or nemato gene substances, especially the known substances from the Classes of azoxybenzenes, benzylidene anilines, biphenyls, terphenyls, Phenyl or cyclohexyl benzoates, cyclohexane carboxylic acid phenyl or -cyclohexyl esters, phenylcyclohexanes, cyclohexylbiphenyls, cyclohexyl cyclohexanes, cyclohexylnaphthalenes, decahydronaphthalenes, 1,4-biscyclo hexylbenzenes, 4,4'-biscyclohexylbiphenyls, phenyl- or cyclohexylpyri midine, phenyl- or cyclohexyldioxane, phenyl- or cyclohexyldithiane, 1,2-bisphenylethane, 1,2-biscyclohexylethane, 1-phenyl-2-cyclohexyl ethanes, optionally halogenated stilbenes, benzylphenyl ether, tolanes and substituted cinnamic acids.
Die wichtigsten als Bestandteile erfindungsgemäßer flüssigkristalliner
Phasen in Frage kommenden Verbindungen lassen sich durch die
Formel II charakterisieren,
The most important compounds which are suitable as constituents of liquid-crystalline phases according to the invention can be characterized by the formula II
R1*-L-G-E-R2* II
R 1 * -LGER 2 * II
worin L und E je ein carbo- oder heterocyclisches Ringsystem aus der aus
1,4-disubstituierten Benzol- und Cyclohexanringen, 2-Fluoro-1,4-phenylen,
3-Fluoro-1,4-phenylen, 2,6-Difluoro-1,4-phenylen, 4,4'-disubstituierten
Biphenyl-, Phenylcyclohexan- und Cyclohexylcyclohexansystemen, 2,5-
disubstituierten Pyrimidin- und 1,3-Dioxanringen, 2,6-disubstituiertem
Naphthalin, Di- und Tetrahydronaphthalin, Chinazolin und Tetrahydro
chinazolin gebildeten Gruppe,
where L and E each have a carbo- or heterocyclic ring system consisting of the 1,4-disubstituted benzene and cyclohexane rings, 2-fluoro-1,4-phenylene, 3-fluoro-1,4-phenylene, 2,6-difluoro 1,4-phenylene, 4,4'-disubstituted biphenyl, phenylcyclohexane and cyclohexylcyclohexane systems, 2,5-disubstituted pyrimidine and 1,3-dioxane rings, 2,6-disubstituted naphthalene, di- and tetrahydronaphthalene, quinazoline and tetrahydro quinazoline educated group,
oder eine C-C-Einfachbindung, Y Halogen, vorzugsweise Fluor oder Chlor, oder -CN, und R1 or a CC single bond, Y halogen, preferably fluorine or chlorine, or -CN, and R 1
und R2 and R 2
unsubstituiertes oder durch ein oder mehrere Fluoratome substituiertes Alkyl, Alkoxy, Alkanoyloxy oder Alkoxycar bonyloxy mit bis zu 18, vorzugsweise bis zu 8 Kohlenstoffatomen, oder einer dieser Reste auch CN, NO2 unsubstituted or substituted by one or more fluorine atoms alkyl, alkoxy, alkanoyloxy or alkoxycarbonyloxy having up to 18, preferably up to 8 carbon atoms, or one of these radicals also CN, NO 2
, CF3 , CF 3
, F, Cl oder Br bedeuten., F, Cl or Br mean.
Bei den meisten dieser Verbindungen sind R1* und R2* voneinander ver schieden, wobei einer dieser Reste meist eine Alkyl- oder Alkoxygruppe ist und der andere Alkyl, Alkenyl, Alkoxy, CN, F, Cl, OCF3, OCHF2, OCH2CF3, OCHFCF3, OCF2CHFCF3, OCH=CF2, OCF=CF2 oder CH=CF2 ist. Aber auch andere Varianten der vorgesehenen Substituenten sind gebräuch lich. Viele solcher Substanzen oder auch Gemische davon sind im Handel erhältlich. Alle diese Substanzen sind nach literaturbekannten Methoden oder in Analogie dazu herstellbar.In most of these compounds, R 1 * and R 2 * are different from one another, one of these radicals usually being an alkyl or alkoxy group and the other alkyl, alkenyl, alkoxy, CN, F, Cl, OCF 3 , OCHF 2 , OCH 2 CF 3 , OCHFCF 3 , OCF 2 CHFCF 3 , OCH = CF 2 , OCF = CF 2 or CH = CF 2 . However, other variants of the proposed substituents are also commonly used. Many such substances or mixtures thereof are commercially available. All of these substances can be prepared by methods known from the literature or by analogy.
In der vorliegenden Anmeldung und in den folgenden Beispielen sind die
Strukturen der Flüssigkristallverbindungen durch Acronyme angegeben,
wobei die Transformation in chemische Formeln gemäß folgender
Tabellen A und B erfolgt. Alle Reste CnH2n+1 und CmH2m+1 sind gerad
kettige Alkylreste mit n bzw. m C-Atomen. Die Codierung gemäß Tabelle B
versteht sich von selbst. In Tabelle A ist nur das Acronym für den Grund
körper angegeben. Im Einzelfall folgt getrennt vom Acronym für den
Grundkörper mit einem Strich ein Code für die Substituenten R1, R2, L1
und L2:
In the present application and in the following examples, the structures of the liquid crystal compounds are indicated by acronyms, the transformation into chemical formulas taking place according to Tables A and B below. All residues C n H 2n + 1 and C m H 2m + 1 are straight-chain alkyl residues with n or m C atoms. The coding according to Table B goes without saying. In Table A only the acronym for the basic body is given. In individual cases, there is a code for the substituents R 1 , R 2 , L 1 and L 2 separated from the acronym for the base body:
Bevorzugte Mischungskomponenten finden sich in den Tabellen A und B: Preferred mixture components can be found in Tables A and B:
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen. "Übliche Aufarbeitung" bedeutet: man gibt Wasser hinzu, extrahiert mit Dichlormethan, trennt ab, trocknet die organische Phase, dampft ein und reinigt das Produkt durch Kristallisation und/oder Chroma tographie. Vor- und nachstehend bedeuten Prozentgaben Gewichts prozent. Alle Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben. Fp. bedeutet Schmelzpunkt und Kp. = Klärpunkt. Ferner bedeuten K = kristalliner Zustand, N = nematische Phase, S = smektische Phase und I = isotrope Phase. Die Angaben zwischen diesen Symbolen stellen die Übergangs temperaturen dar. Δn bedeutet optische Anisotropie (589 nm, 20°C). Die Viskosität (mm2/sec) wurde bei 20°C bestimmt.The following examples are intended to illustrate the invention without limiting it. "Conventional work-up" means: water is added, the mixture is extracted with dichloromethane, the mixture is separated off, the organic phase is dried, evaporated and the product is purified by crystallization and / or chromatography. Above and below, percentages mean percent by weight. All temperatures are given in degrees Celsius. Mp. Means melting point and Kp. = Clearing point. Furthermore, K = crystalline state, N = nematic phase, S = smectic phase and I = isotropic phase. The information between these symbols represents the transition temperatures. Δn means optical anisotropy (589 nm, 20 ° C). The viscosity (mm 2 / sec) was determined at 20 ° C.
Folgende Abkürzungen werden verwendet:
BuLi Butyllithium
DAST Diethylaminoschwefeltrifluorid
DCC Dicyclohexylcarbodiimid
DIBALH Diisobutylaluminiumhydrid
DMAP 2-Dimethylaminopyridin
DDQ Dichlordicyanobenzochinon
KOT Kalium-tertiär-butanolat
NH4Cl Ammoniumchlorid
THF Tetrahydrofuran
TMEDA Tetramethylethylendiamin
pTsOH p-Toluolsulfonsäure
The following abbreviations are used:
BuLi butyllithium
DAST Diethylaminosulfur trifluoride
DCC dicyclohexylcarbodiimide
DIBALH diisobutyl aluminum hydride
DMAP 2-dimethylaminopyridine
DDQ dichlorodicyanobenzoquinone
KOT potassium tertiary butanolate
NH 4 Cl ammonium chloride
THF tetrahydrofuran
TMEDA tetramethylethylenediamine
pTsOH p-toluenesulfonic acid
900 ml THF werden auf 0°C abgekühlt und unter Rühren werden
0,388 mol Lithiumdiisopropylamid, 0,800 mol 1,3-Dimethyl-2-
imidazolidinon gelöst in 100 ml THF und 0,399 mol 4-Methylpyridin
gelöst in 100 ml THF zugegeben. Nach 2 h Rühren bei 0°C werden
0,400 mol A gelöst in 400 ml THF zu dem Reaktionsgemisch
langsam zugetropft. Man läßt das Gemisch langsam auf 20°C
erwärmen, verdünnt mit Wasser, neutralisiert mit verd. HCl, und
arbeitet wie üblich auf.
K 79 N (77,6) I, Δε = +4,5, Δn = +0,060900 ml of THF are cooled to 0 ° C. and 0.388 mol of lithium diisopropylamide, 0.800 mol of 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone dissolved in 100 ml of THF and 0.399 mol of 4-methylpyridine dissolved in 100 ml of THF are added with stirring. After 2 hours of stirring at 0 ° C., 0.400 mol of A dissolved in 400 ml of THF are slowly added dropwise to the reaction mixture. The mixture is allowed to warm up slowly to 20 ° C., diluted with water, neutralized with dilute HCl, and worked up as usual.
K 79 N (77.6) I, Δε = +4.5, Δn = +0.060
Analog werden die folgenden Pyridine der Formel
The following pyridines of the formula become analogous
hergestellt:
produced:
Der Zusatz von 0,1-1% Pyridinderivaten erhöht die thermische Belastbarkeit von z. B. axial fluorierten Cyclohexanderivaten (1) und 2,2 Difluor-1,3-dioxanan (2). Die Temperatur ab der die Zersetzung eintritt, hängt ebenfalls vom verwendeten Host ab. Für die Stabilitäts tests wurde eine Lösung von 10% w/w XIX-3-3 bzw. XICU-3-F in Gegenwart verschiedener Stabilisatoren im Lauf von 30 min unter Luftzutritt erhitzt. Unter Luftausschluß beginnt die Zersetzung der axialen-Fluorderivate erst bei etwa 50°C höherer Temperatur.The addition of 0.1-1% pyridine derivatives increases the thermal Resilience of z. B. axially fluorinated cyclohexane derivatives (1) and 2.2 difluoro-1,3-dioxanane (2). The temperature from which the decomposition occurs also depends on the host used. For stability tests was a solution of 10% w / w XIX-3-3 or XICU-3-F in Presence of various stabilizers in the course of 30 min Air access heated. Decomposition begins in the absence of air axial fluorine derivatives only at about 50 ° C higher temperature.
Die 2,6-Bis(t-butyl)pyridine A und C besitzen den gleichen stabili sierenden Effekt wie der 4-unsubstituiere Grundkörper. Die Effek tivität der 2,6-Bis(t-butyl)pyridine und der unsubstituierten Pyridine ist in etwa vergleichbar. Speziell für TFT-Anwendungen führen aller dings die unsubstituierten Pyridine ab einer Konzentration von ca. 0,1% zu einer deutlichen Senkung der Holding Ratio. Dieser Effekt tritt für die sterisch abgeschirmten 2,6-Bis(t-butyl)pyridine erst bei Konzentrationen < 0,5-1% auf. Dies ist gegenüber dem bisherigen Stand der Technik ein entscheidender Vorteil. The 2,6-bis (t-butyl) pyridines A and C have the same stabilizing effect as the 4-unsubstituted body. The effectiveness of the 2,6-bis (t-butyl) pyridines and the unsubstituted pyridines is roughly comparable. However, especially for TFT applications, the unsubstituted pyridines from a concentration of approx. 0.1% lead to a significant reduction in the holding ratio. This effect only occurs for the sterically shielded 2,6-bis (t-butyl) pyridines at concentrations <0.5-1%. This is a decisive advantage over the previous state of the art.
Claims (9)
worin
Ra, Rb und Rc jeweils unabhängig voneinander H, einen unsubstituierten oder mit CN oder mit mindestens einem Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 12 C-Atomen, worin eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch einen Rest ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S-, -CO-, -O-CO-, -CO-O- und -C∼C- ersetzt sein können, und
m und n jeweils unabhängig voneinander 0, 1 oder 2,
bedeuten.1. pyridine derivatives of the formula I,
wherein
R a , R b and R c each independently of one another H, an unsubstituted or with CN or with at least one halogen substituted alkyl or alkenyl radical having up to 12 C atoms, wherein one or more non-adjacent CH 2 groups are selected by a radical from the group -O-, -S-, -CO-, -O-CO-, -CO-O- and -C∼C- can be replaced, and
m and n each independently of one another 0, 1 or 2,
mean.
worin
Ra, Rb und Rc jeweils unabhängig voneinander die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen besitzen.2. pyridines of the formulas I1 to I3,
wherein
R a , R b and R c each independently have the meanings given in Claim 1.
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