DE10050880B4 - pyridine derivatives - Google Patents
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Abstract
Pyridinderivate der Formeln Ia1 und Ia2worin Ra1 und Ra2 H oder Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen, Rb1 H, tert.-Butyl oder tert.-Pentyl, Rb2 H oder tert.-Butyl, bedeuten.Pyridine derivatives of the formulas Ia1 and Ia2worin Ra1 and Ra2 are H or alkyl having 1 to 6 C atoms, Rb1 is H, tert-butyl or tert-pentyl, Rb2 is H or tert-butyl.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Pyridinderivate Formeln Ia1 und Ia2 worin
Ra1 und Ra2 H oder Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen,
Rb1 H, tert.-Butyl oder tert.-Pentyl,
Rb2 H oder tert.-Butyl,
bedeuten.The present invention relates to pyridine derivatives Formulas Ia1 and Ia2 wherein
R a1 and R a2 are H or alkyl having 1 to 6 C atoms,
R b1 is H, tert-butyl or tert-pentyl,
R b2 is H or tert-butyl,
mean.
Weiterer Gegenstand der Erfindung sind Flüssigkristallmischungen enthaltend Verbindungen der allgemeinen Formel 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.Another object of the invention are liquid crystal mixtures containing compounds of general formula I. wherein
R a , R b and R c are each independently H, an unsubstituted or substituted by CN or at least one halogen alkyl or alkenyl radical having up to 12 carbon atoms, wherein one or more non-adjacent CH 2 groups selected by a radical from the group -O-, -S-, -CO-, -O-CO-, -CO-O- and -C≡C- may be replaced, and
m and n are each independently 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 containing 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 hervorrufen, 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 exhibit high efficacy at low concentrations, do not cause changes in taste, odor and color, even during prolonged storage or heating, they should be readily soluble or easily dispersible in the substrate , have no adverse effect on the substance to be protected, have a low volatility and can be detected as quantitatively as possible analytically.
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 produce and easy to handle and incorporate.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, preiswerte Stabilisatoren zu finden, die die genannten Bedingungen alle erfüllen. Object of the present invention was therefore to find inexpensive stabilizers that meet all the conditions mentioned.
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 erfindungsgemäßen zum Teil sterisch gehinderten Pyridine durch ihre Temperaturbeständigkeit, ihre geringe Viskosität und Flüchtigkeit aus.Surprisingly, it has now been found that pyridine derivatives of the formula I have a high activity as a stabilizer even at low concentrations, without exerting an adverse effect on the substance to be protected. Furthermore, the partially sterically hindered pyridines according to the invention are distinguished by their temperature resistance, their low viscosity and their volatility.
Gegenstand der Erfindung sind somit Pyridinderivate der Formeln Ia1 und Ia2 Weiterer Gegenstand der Erfindung sind Flüssigkristallmischungen, die Pyridinderivate der Formel I enthalten. Pyridinderivate der Formel I zeichnen sich aufgrund ihrer basischen Eigenschaften 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. Einfache 4-alkyl- oder alkoxysubstituierte Derivate des Pyridins wie z. B. 4-Octylpyridin sind in der Literatur beschrieben, beispielsweise in Kaszynski, P.; Huang, J.; Jenkins, G. S.; Bairamov, K. A.; Lipiak, D, Molecular Crystals and Liquid Crystals Science and Technology, Section A: Molecular Crystals and Liquid Crystals (1995), 260, 315–32 für die Synthese von flüssigkristallinen Borclustern.The invention therefore provides pyridine derivatives of the formulas Ia1 and Ia2. The invention further relates to liquid-crystal mixtures which contain pyridine derivatives of the formula I. Pyridine derivatives of the formula I are distinguished as stabilizers of liquid crystals or liquid-crystalline mixtures because of their basic properties and their structure. By virtue of the substituent in the 4-position, it is possible to achieve liquid-crystalline properties of the stabilizer itself. Simple 4-alkyl or alkoxy-substituted derivatives of pyridine such. B. 4-Octylpyridine are described in the literature, for example in Kaszynski, P .; Huang, J .; Jenkins, G.S. Bairamov, K.A .; Lipiak, D, Molecular Crystals and Liquid Crystals Science and Technology, Section A: Molecular Crystals and Liquid Crystals (1995), 260, 315-32 for the synthesis of liquid crystalline boron clusters.
Aufgrund ihrer Struktur weisen diese Materialien einen besonders niedrigen 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 have a particularly low vapor pressure and can therefore be used even at high temperatures. They are as well as their reaction products, colorless and thus do not lead to any discoloration of the materials to be stabilized.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten die Flüssigkristallmischungen Verbindungen der Formel I ausgewählt aus den Verbindunden der Formel I1, I2 und I3 In a preferred embodiment of the present invention, the liquid-crystal mixtures comprise compounds of the formula I selected from the compounds of the formula I1, I2 and I3
Ganz besonders bevorzugt enthalten die Flüssigkristallmischungen Verbindungen der Formel I ausgewählt aus den Verbindungen der oben genannten Formel Ia1 und Ia2.Most preferably, the liquid-crystal mixtures contain compounds of the formula I selected from the compounds of the abovementioned formula Ia1 and Ia2.
In den Verbindungen der Formel I beträgt die Summe von n + m vorzugsweise 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 the 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 radicals.
Falls Ra, Ra1, Ra2, 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 a1 , R a2 , R b and / or R c is an alkyl radical and / or an alkoxy radical, this may be straight-chain or branched. Preferably, R a is a straight-chain alkyl radical, and R b and R c are preferably tertiary alkyl radicals. The radicals have 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7 carbon atoms and accordingly preferably denote 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 (= Methoxymethyl), 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.Oxaalkyl is preferably straight-chain 2-oxapropyl (= methoxymethyl), 2 - (= ethoxymethyl) or 3-oxabutyl (= 2-methoxyethyl), 2-, 3- or 4-oxapentyl, 2-, 3-, 4- or 5- Oxahexyl, 2-, 3-, 4-, 5- or 6-oxaheptyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- or 7-oxo-octyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6 -, 7- or 8-oxanonyl, 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 one CH 2 group has been replaced by -CH = CH-, this may be straight-chain or branched. It is preferably straight-chain and has 2 to 10 C atoms. It therefore 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 by -CO-, these are preferably adjacent. Thus, they include an acyloxy group -CO-O- or an oxycarbonyl group -O-CO-. Preferably, these are 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-Propionyloxyethyl, 2-Butyryloxyethyl, 3-Acetyloxypropyl, 3-Propionyloxypropyl, 4-Acetyloxybutyl, Methoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl, Propoxycarbonyl, Butoxycarbonyl, Pentoxycarbonyl, Methoxycarbonylmethyl, Ethoxycarbonylmethyl, Propoxycarbonylmethyl, Butoxycarbonylmethyl, 2-(Methoxycarbonyl)ethyl, 2-(Ethoxycarbonyl)ethyl, 2-(Propoxycarbonyl)ethyl, 3-(Methoxycarbonyl)propyl, 3-(Ethoxycarbonyl)propyl, 4-(Methoxycarbonyl)-butyl.They therefore particularly mean acetyloxy, propionyloxy, butyryloxy, pentanoyloxy, hexanoyloxy, acetyloxymethyl, propionyloxymethyl, butyryloxymethyl, pentanoyloxymethyl, 2-acetyloxyethyl, 2-propionyloxyethyl, 2-butyryloxyethyl, 3-acetyloxypropyl, 3-propionyloxypropyl, 4-acetyloxybutyl, methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, Propoxycarbonyl, butoxycarbonyl, pentoxycarbonyl, methoxycarbonylmethyl, ethoxycarbonylmethyl, propoxycarbonylmethyl, butoxycarbonylmethyl, 2- (methoxycarbonyl) ethyl, 2- (ethoxycarbonyl) ethyl, 2- (propoxycarbonyl) 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 a CH 2 group is replaced by unsubstituted or substituted -CH = CH- and an adjacent CH 2 group by CO or CO-O or O-CO , it may be straight-chain or branched. Preferably, it is straight-chain and has 4 to 13 carbon atoms. It therefore particularly means 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.
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 radicals also include perfluorinated radicals. For single substitution, the fluoro or chloro substituent may 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-Methylbutoxy, 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-methylbutoxy, 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 is an alkyl radical in which two or more CH 2 groups have been replaced by -O- and / or -CO-O-, this may be straight-chain or branched. Preferably, it is branched and has 3 to 12 carbon atoms. It therefore particularly denotes 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 formula I as well as in the preferred sub-formulas, R a is preferably straight-chain alkyl, alkoxy, alkenyl having up to 6 C atoms. The radicals R b and / or R c are in particular H, tert-butyl or tert-pentyl. Especially preferred are compounds wherein R b = R c .
Insbesondere bevorzugt sind die Verbindungen der Formeln I1, I2 und I3, worin Ra und Rb sekundäre oder tertiäre Alkylreste bedeuten. Particular preference is given to the compounds of the formulas I1, I2 and I3 in which R a and R b denote 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 Gebrauch machen.The compounds of the formula I are prepared by methods known per se, as described in the literature (for example in the standard works such as Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Georg Thieme Verlag, Stuttgart) under reaction conditions, which are known and suitable for the said reactions. One can also make use of known per se, not mentioned here variants.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können z. B. gemäß Schema 1 hergestellt werden: Schema 1 The compounds of the invention may, for. B. be prepared according to Scheme 1: Scheme 1
Die Verbindungen der Formel I besitzen einen breiten Anwendungsbereich. Sie können problemlos als Stabilisatoren im Lebensmittelbereich und in technischen Produkten verwendet werden.The compounds of the formula I have a wide range of applications. They can easily be used as stabilizers in the food industry and in technical products.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen als Zusatz zu Flüssigkristallmischungen, flüssigkristallinen Einzelkomponenten, Schmierstoffen, Wärmeträgern, Kraftstoffen, Pharmaprodukten, Vitaminpräparaten, Kosmetika, Lebensmitteln, Farbstoffen, Anstrichmitteln, Polymeren, Elastomeren, Detergentien, Lösungsmitteln, Papier und Pflanzenschutzmitteln.The invention also provides the use of the compounds according to the invention as an additive to liquid-crystal mixtures, liquid-crystalline individual components, lubricants, heat carriers, fuels, pharmaceutical products, vitamin preparations, cosmetics, foods, dyes, paints, polymers, elastomers, detergents, solvents, 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 the formula I are added in concentrations of from 0.01 to 5% by weight, preferably 0.01 to 2% by weight, and in particular 0.01 to 1% by weight, to the substance to be stabilized.
Aufgrund der stäbchenförmigen Struktur eignen sich die Verbindungen der Formel I insbesondere als Stabilisatoren von flüssigkristallinen Einzelkomponenten und Flüssigkristallmischungen, da sie die flüssigkristallinen Eigenschaften weit weniger stören als die Stabilisatoren aus dem Stand der Technik.Due to the rod-shaped structure, the compounds of the formula I are particularly suitable as stabilizers of liquid-crystalline individual components and liquid-crystal mixtures, since they disturb the liquid-crystalline properties far less than the stabilizers of the prior art.
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 according to the invention have a particularly low vapor pressure, they can also be used at high temperatures. They have similar properties as liquid crystals and do not lead to discoloration in the liquid-crystal mixtures. In contrast to known stabilizers, they do not have a negative effect on 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 is carried out in a conventional manner. In general, all components are dissolved together, preferably at elevated temperature.
Bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Stabilisatoren in Flüssigkristallmischungen für Aktiv-Matrix-Displays eingesetzt, da sie zu keiner nennenswerten Beeinträchtigung der Voltage-Holding-Ratio führen.The stabilizers according to the invention are preferably used in liquid-crystal mixtures for active-matrix displays, since they do not lead to any appreciable 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 stability 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 provides a liquid-crystalline medium which contains at least two liquid-crystalline compounds and additionally a pyridine of the 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 nematogenen Substanzen, insbesondere den bekannten Substanzen, aus den Klassen der Azoxybenzole, Benzylidenaniline, Biphenyle, Terphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylbenzoate, Cyclohexan-carbonsäurephenyl- oder -cyclohexylester, Phenylcyclohexane, Cyclohexylbiphenyle, Cyclohexylcyclohexane, Cyclohexylnaphthaline, Decahydronaphthaline, 1,4-Biscyclohexylbenzole, 4,4'-Biscyclohexylbiphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylpyrimidine, Phenyl- oder Cyclohexyldioxane, Phenyl- oder Cyclohexyldithiane, 1,2-Bisphenylethane, 1,2-Biscydohexylethane, 1-Phenyl-2-cyclohexylethane, gegebenenfalls halogenierten Stilbene, Benzylphenylether, Tolane und substituierten Zimtsäuren.The liquid-crystalline medium according to the invention generally consists of 2 to 25, preferably 3 to 15 liquid crystal components and a stabilizer of formula I. However, in individual cases, more than 25 components may be components of a phase according to the invention, for. B. up to 50 components and more. The other constituents are preferably selected from the nematic or nematogenic substances, in particular the known substances, from the classes of azoxybenzenes, benzylideneanilines, biphenyls, terphenyls, phenyl or cyclohexyl benzoates, cyclohexane-carboxylic acid phenyl or cyclohexyl esters, phenylcyclohexanes, cyclohexylbiphenyls, cyclohexylcyclohexanes, cyclohexylnaphthalenes , Decahydronaphthalenes, 1,4-biscyclohexylbenzenes, 4,4'-biscyclohexylbiphenyls, phenyl- or cyclohexylpyrimidines, phenyl- or cyclohexyldioxanes, phenyl- or cyclohexyldithiane, 1,2-bisphenylethanes, 1,2-bis-cyclohexylethanes, 1-phenyl-2-cyclohexylethanes , optionally halogenated stilbenes, benzylphenyl ethers, tolans and substituted cinnamic acids.
Die wichtigsten als Bestandteile erfindungsgemäßer flüssigkristalliner Phasen in Frage kommenden Verbindungen lassen sich durch die Formel II charakterisieren,
Bei den meisten dieser Verbindungen sind R1* und R2* voneinander verschieden, 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 gebräuchlich. 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 each other, one of these radicals is usually 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 . But other variants of the proposed substituents are in use. Many such substances or mixtures thereof are commercially available. All these substances can be prepared by methods known from the literature or in analogy thereto.
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 geradkettige 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 Grundkörper angegeben. Im Einzelfall folgt getrennt vom Acronym für den Grundkörper mit einem Strich ein Code für die Substituenten R1, R2, L1 und L2:
Bevorzugte Mischungskomponenten finden sich in den Tabellen A und B: Tabelle A: Tabelle B: Preferred mixture components are given in Tables A and B: TABLE A Table 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 Chromatographie. Vor- und nachstehend bedeuten Prozentgaben Gewichtsprozent. 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 Übergangstemperaturen 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. "Working up" means adding water, extracting with dichloromethane, separating, drying the organic phase, evaporating and purifying the product by crystallization and / or chromatography. Above and below mean percentages by weight. All temperatures are 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 data between these symbols represent 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
- BuLi
- butyllithium
- DAST
- diethylaminosulfur
- DCC
- dicyclohexylcarbodiimide
- DIBALH
- diisobutylaluminum
- DMAP
- 2-dimethylaminopyridine
- DDQ
- dichlorodicyanobenzoquinone
- KOT
- Potassium tert-butoxide
- NH 4 Cl
- ammonium chloride
- THF
- tetrahydrofuran
- TMEDA
- tetramethylethylenediamine
- pTsOH
- p-toluenesulfonic acid
I. BeispieleI. Examples
Beispiel 1 example 1
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, with stirring, 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. After stirring for 2 h at 0 ° C., 0.400 mol A dissolved in 400 ml THF are slowly added dropwise to the reaction mixture. The mixture is allowed to warm slowly to 20 ° C, diluted with water, neutralized with dil. HCl, and worked up as usual.
K 79 N (77.6) I, Δ∈ = +4.5, Δn = + 0.060
Analog werden die folgenden Pyridine der Formel hergestellt:
II. Stabilitätsuntersuchungen/Einfluß verschiedener StabilisatorenII. Stability Studies / Influence of Various Stabilizers
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 Stabilitätstests wurde eine Lösung von 10% w/w XIK-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.
Die 2,6-Bis(t-butyl)pyridine A und C besitzen den gleichen stabilisierenden Effekt wie der 4-unsubstituiere Grundkörper. Die Effektivität der 2,6-Bis(t-butyl)pyridine und der unsubstituierten Pyridine ist in etwa vergleichbar. Speziell für TFT-Anwendungen führen allerdings 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. III. Flüssigkristallmischungen
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