DE10222166A1

DE10222166A1 - New chiral compounds, used in liquid crystal functional layer for electrooptical display or for producing color or polarization filter layer, have at least 2 chiral groups, each with 1,3-dioxolane ring with at least 2 chirality centers

Info

Publication number: DE10222166A1
Application number: DE2002122166
Authority: DE
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2003-12-11

Abstract

In new chiral compounds (I) with not less than 2 chiral groups and not less than 4 chirality centers, each chiral group has 1,3-dioxolane ring(s) substituted in such a way that the chiral group has not less than 2 chirality centers. An Independent claim is also included for the preparation of (I).

Description

Die Erfindung betrifft chirale Verbindungen mit verbesserten Eigenschaften für die Verwendung in elektrooptischen Anzeigevorrichtungen (Displays) und zur Erzeugung von Farb- oder Polarisationsfilterschichten. Diese Verbindungen sollen als Bestandteile flüssigkristalliner Funktionsschichten zur elektrischen Steuerung sowohl der Intensität als auch der Farbe durchgehenden oder reflektierten Lichts in Displays und zur Herstellung von Farb- oder Polarisationsfilterschichten eingesetzt werden. The invention relates to chiral compounds with improved Properties for use in electro-optical Display devices (displays) and for generating color or Polarizing filter layers. These connections are said to be Components of liquid crystalline functional layers for electrical control of both intensity and color continuous or reflected light in displays and for Production of color or polarization filter layers be used.

Die optischen und dielektrischen Eigenschaften von Flüssigkristallen sind richtungsabhängig. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Intensität und die Farbe von Licht mit Hilfe einer dünnen, orientierten Funktionsschicht aus flüssigkristallinen Stoffen mit Hilfe eines elektrischen Feldes zu steuern. Insbesondere kann durch die Verwendung von chiralen, kristallinflüssigen oder nichtkristallinflüssigen Verbindungen als Bestandteile dieser Funktionsschichten eine helikale Orientierung erzeugt werden. Diese helikale Orientierung ist für das Auftreten von selektiver Lichtreflexion verantwortlich, was für die Herstellung von Farb- oder Lichtfilterschichten genutzt wird. Ferner ist die helikale Orientierung durch elektrische Felder in der Weise beeinflussbar, dass deutliche Veränderungen der Lichttransmission bzw. -reflexion solcher Funktionsschichten auftreten. The optical and dielectric properties of Liquid crystals are directional. As a result, there is Possibility of using the intensity and color of light a thin, oriented functional layer liquid crystalline substances with the help of an electric field to control. In particular, by using chiral, crystalline or non-crystalline compounds a helical component of these functional layers Orientation can be generated. This helical orientation is for the occurrence of selective light reflection responsible for what used for the production of color or light filter layers becomes. Furthermore, the helical orientation is due to electrical Fields can be influenced in such a way that significant changes the light transmission or reflection of such Functional layers occur.

Die Funktionsschichten können aus flüssigkristallinen Mischungen bestehen, die eine cholesterische oder eine smektische Helixstruktur aufweisen. The functional layers can consist of liquid-crystalline mixtures consist of a cholesteric or a smectic Have a helical structure.

Die Eignung solcher Funktionsschichten als Farb- oder Polarisationsfilterschichten ist seit langem bekannt (S. Chandrasekhar: "Liquid Crystals", Cambridge Monographs on Physics, 1977). Sie können z. B. durch Zumischen von chiralen Verbindungen zu nematischen Acrylsäureestern nach Photovernetzung entstehen (I. Heynderickx, D. J. Broer: "Mol. Cryst. Liq. Cryst.", 203, 113 (1991)). The suitability of such functional layers as color or Polarization filter layers have been known for a long time (S. Chandrasekhar: "Liquid Crystals", Cambridge Monographs on Physics, 1977). You can e.g. B. by admixing chiral Connections to nematic acrylic acid esters Photocrosslinking arise (I. Heynderickx, D.J. Broer: "Mol. Cryst. Liq. Cryst. ", 203, 113 (1991)).

Insbesondere ist es möglich, eine Funktionsschicht so herzustellen, dass je nach Stärke oder Frequenz des elektrischen Feldes verschiedene, optische Schaltzustände eingestellt werden können, die auch nach Abschalten der elektrischen Spannung erhalten bleiben (bistabile bzw. multistabile Displays). In particular, it is possible to create a functional layer like this manufacture that depending on the strength or frequency of the electrical Different optical switching states can be set in the field can, even after switching off the electrical voltage remain intact (bistable or multistable displays).

Die Verwendung von chiralen, kristallinflüssigen oder nicht- kristallinflüssigen Verbindungen als Dotanden zur Induzierung helikaler, flüssigkristalliner Funktionsschichten ist seit langem bekannt (G. Friedel: "Ann. Phys." (Paris) 18, 273 (1922); H. Stegemeyer, K. J. Mainusch: "Chem. Phys. Lett.", 6, 5 (1970)). Es ist ferner bekannt, dass durch Dotierung erzeugte, cholesterische oder smektische Funktionsschichten die Herstellung von bistabilen Displays ermöglichen (W. Greubel: "Appl. Phys. Lett.", 25, 5 (1974); US 5384067). Die dafür benötigten, chiralen Dotierstoffe sollen die für die Anzeigefunktion maßgeblichen Eigenschaften der Funktionsschichten jedoch nicht nachteilig beeinflussen. Das betrifft vorrangig die Ausdehnung der Betriebstemperaturbereiche sowie die optischen, die dielektrischen, die rheologischen und die photochemischen Eigenschaften. Die für die Verwendung in Funktionsschichten wichtigsten praktischen Kriterien für die Eignung als Dotierstoff sind das Verdrillungsvermögen (Helical Twisting Power HTP), Löslichkeit und dauerhafte Kristallisationshemmung sowie der Einfluss auf die Schaltspannungen und die Umschaltzeiten. Es ist bisher kein Dotierstoff bekannt geworden, der diese Anforderungen gleichzeitig erfüllt. The use of chiral, crystalline or non- crystalline liquid compounds as dopants for induction helical, liquid-crystalline functional layers has long been known (G. Friedel: "Ann. Phys." (Paris) 18, 273 (1922); H. Stegemeyer, K. J. Mainusch: "Chem. Phys. Lett.", 6, 5 (1970)). It it is also known that cholesteric produced by doping or smectic functional layers the production of enable bistable displays (W. Greubel: "Appl. Phys. Lett.", 25: 5 (1974); US 5384067). The chiral needed for this Dopants are intended to be the ones relevant for the display function Properties of the functional layers, however, are not disadvantageous influence. This primarily concerns the expansion of the Operating temperature ranges as well as the optical ones dielectric, rheological and photochemical Characteristics. For use in functional layers main practical criteria for suitability as Dopants are the ability to twist (helical twisting Power HTP), solubility and permanent inhibition of crystallization as well as the influence on the switching voltages and the Switching times. So far no dopant has become known, that meets these requirements at the same time.

Ein Teil der in der Literatur empfohlenen Dotierstoffe, z. B. das (S)-4-(2-Methylbutyl)-4'-cyanbiphenyl(S)-4-(2-Methylbutyl)-4'- cyanbiphenyl, muss in Konzentrationen bis zu 35 Masse-% zugesetzt werden, um optische Schalteffekte im sichtbaren Spektralbereich zu erzeugen, wodurch u. a. die Betriebstemperaturbereiche stark eingeengt werden. Andere Verbindungen, wie z. B. CM 33 (Chisso Co./Japan), kristallisieren unterhalb Raumtemperatur aus, wodurch die Funktionsschichten zerstört werden. Weitere Vorschläge betreffen α,α,α,α'- Tetraaryl-1,3-dioxolan-4,5-dimethanole α,α,α',α'-Tetraaryl-1,3- dioxolan-4,5-dimethanole(TADDOLe) ((H.-G. Kuball, B. Weiß, A. K. Beck, D. Seebach: "Helv. Chim. Acta", 80, 2507 (1997)), die jedoch eine ungenügende Photostabilität aufweisen und deren Reinstdarstellung aufwendig ist. Es sind ferner Weinsäurederivate beschrieben worden, in denen die beiden Hydroxygruppen mit mesogenen Monocarbonylverbindungen verethert oder verestert sind (US Patent 4,966,726). Unter den dort aufgeführten Verbindungen findet sich auch ein 1,3-Dioxolan- Derivat, das durch Umsetzung der vicinalen OH-Gruppen eines Weinsäuredimethylesters mit einer mesogenen Carbonylverbindung entstanden sein soll; dessen optische Eigenschaften sind jedoch nicht genannt. Folgt man den Syntheseanweisungen zur Herstellung der in dieser Patentschrift genannten Verbindungen, so erhält man keine reproduzierbaren Ergebnisse. Soweit sie auf anderem Wege hergestellt werden konnten, ergab sich, dass ihre Löslichkeit in flüssigkristallinen Funktionsschichten unbefriedigend ist. Some of the dopants recommended in the literature, e.g. B. that (S) -4- (2-methylbutyl) -4'-cyanobiphenyl (S) -4- (2-methylbutyl) -4' cyanbiphenyl, must be present in concentrations up to 35% by mass can be added to optical switching effects in the visible Generate spectral range, which u. a. the Operating temperature ranges are severely restricted. Other Connections such as B. CM 33 (Chisso Co./Japan) crystallize below room temperature, causing the functional layers be destroyed. Other suggestions concern α, α, α, α'- Tetraaryl-1,3-dioxolane-4,5-dimethanols α, α, α ', α'-tetraaryl-1,3- dioxolane-4,5-dimethanols (TADDOLe) ((H.-G. Kuball, B. Weiss, A. K. Beck, D. Seebach: "Helv. Chim. Acta", 80, 2507 (1997)), which, however have insufficient photostability and their Pure representation is complex. There are further Tartaric acid derivatives have been described in which the two Hydroxy groups etherified with mesogenic monocarbonyl compounds or are esterified (U.S. Patent 4,966,726). Among those there listed compounds there is also a 1,3-dioxolane Derivative obtained by converting the vicinal OH groups of one Tartaric acid dimethyl ester with a mesogenic carbonyl compound should have arisen; however, its optical properties are not known. If you follow the synthesis instructions for production of the compounds mentioned in this patent no reproducible results. As far as on other Ways could be established that resulted in their Solubility in liquid crystalline functional layers is unsatisfactory.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, chirale Verbindungen mit verbesserten Eigenschaften bereitzustellen, die sich für die Verwendung in elektrooptischen Anzeigevorrichtungen (Displays) und zur Erzeugung von Farb- oder Polarisationsfilterschichten eignen. Insbesondere sollen diese Verbindung eine sehr gute Löslichkeit in den verwendeten, vor allem nematischen Hostmischungen besitzen. In bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung besitzen die chiralen Verbindungen darüber hinaus einen hohen Verdrillungsfaktor (Helical Twisting Power, HTP). The object of the present invention is chiral compounds with improved properties that are suitable for the Use in electro-optical display devices (displays) and to produce color or polarization filter layers suitable. In particular, this connection is said to be a very good one Solubility in the used, especially nematic Own host mixes. In preferred embodiments of the The chiral compounds also have invention a high helical twisting power (HTP).

Es wurde überraschenderweise gefunden, dass chirale Verbindungen mit mindestens zwei chiralen Gruppen, von denen jede mindestens einen 1,3-Dioxolanring aufweist, der so substituiert ist, dass die chirale Gruppe mindestens zwei Chiralitätszentren besitzt, so dass die chiralen Verbindungen also mindestens vier Chiralitätszentren enthalten, als chirale Dotierstoffe in Funktionsschichten gegenüber bisher verwendeten Verbindungen wesentlich verbesserte Eigenschaften aufweisen und in wirtschaftlicher Weise mit hoher Reinheit hergestellt werden können. Insbesondere können diese Verbindungen die folgende Struktur gemäß Formel I

F-M-F, I

besitzen, wobei die Variablen der Formel I - jeweils unabhängig voneinander - folgende Bedeutung haben:
F Optisch aktive 2-(1,3-Dioxolan-4,5-dicarbonsäureester)- Flügelgruppe mit der von D(-)-Weinsäure oder L(+)-Weinsäure abgeleiteten, allgemeinen Struktur:

wobei die Reste R unabhängig voneinander Alkylgruppen mit vorzugsweise bis zu 10 C-Atomen, aromatische, cycloaliphatische oder heterocyclische Gruppen sind,
M Mittelgruppe der allgemeinen Struktur:

A_k-B_l-C-B_m-A_n,

wobei die Reste A, B und C jeweils unabhängig voneinander folgende Bedeutung haben:
A ist eine direkte Bindung oder ein aromatisches, cycloaliphatisches oder heterocyclisches, gegebenenfalls durch Alkyl, Alkyloxy, Alkylcarbonyloxy, Fluor, Chlor Brom, Cyan, Hydroxy oder Nitro substituiertes Ringsystem mit k = 0, 1 oder 2 und n = 0, 1 oder 2,
B ist eine direkte Bindung, COO, OOC, COO-OOC, oder OOC-COO mit 1 = 0, 1 oder 2, und m = 0, 1, oder. 2,
C ist eine direkte Bindung, C₁ bis C₄-Alkylen, COO, OOC, COO- OOC, OOC-COO, NH-CO, oder CO-NH-. It has surprisingly been found that chiral compounds having at least two chiral groups, each of which has at least one 1,3-dioxolane ring which is substituted such that the chiral group has at least two chiral centers, so that the chiral compounds thus contain at least four chiral centers , as chiral dopants in functional layers compared to previously used compounds have significantly improved properties and can be produced economically with high purity. In particular, these compounds can have the following structure according to formula I.

FMF, I

have, where the variables of formula I - each independently - have the following meaning:
F Optically active 2- (1,3-dioxolane-4,5-dicarboxylic acid ester) wing group with the general structure derived from D (-) - tartaric acid or L (+) - tartaric acid:

where the radicals R are, independently of one another, alkyl groups with preferably up to 10 carbon atoms, aromatic, cycloaliphatic or heterocyclic groups,
M middle group of the general structure:

A _k -B _l -CB _m -A _n ,

where the radicals A, B and C each independently have the following meaning:
A is a direct bond or an aromatic, cycloaliphatic or heterocyclic ring system optionally substituted by alkyl, alkyloxy, alkylcarbonyloxy, fluorine, chlorine, bromine, cyano, hydroxyl or nitro with k = 0, 1 or 2 and n = 0, 1 or 2,
B is a direct bond, COO, OOC, COO-OOC, or OOC-COO with 1 = 0, 1 or 2, and m = 0, 1, or. 2,
C is a direct bond, C ₁ to C ₄ alkylene, COO, OOC, COO-OOC, OOC-COO, NH-CO, or CO-NH-.

Vorteilhafterweise enthält die Mittelgruppe M mindestens eine der üblichen, mesogenen Gruppen. Solche Gruppen sind der Fachwelt bekannt. Besonders geeignet sind als Mittelgruppen M z. B.:

The middle group M advantageously contains at least one of the usual mesogenic groups. Such groups are known to experts. Are particularly suitable as middle groups M z. B .:

Erfindungsgemäße Verbindungen der Formel F-M-F sind z. B. dadurch zugänglich, dass Dicarbonylverbindungen, die die Mittelgruppe M enthalten, mit optisch aktiven Weinsäureestern nach allgemein bekannten Verfahren, wie sie z. B. von A. K. Beck, B. Bastani, D. A. Plattner, W. Petter, D. Seebach, H. Braunschweiger, P. Gysi, L. La Vecchia: "Chimia", 45, 238 (1991) beschrieben worden sind, ketalisiert werden. Compounds of formula F-M-F according to the invention are e.g. B. thereby accessible that dicarbonyl compounds that the middle group M included, with optically active tartaric acid esters in general known methods such as z. B. by A. K. Beck, B. Bastani, D. A. Plattner, W. Petter, D. Seebach, H. Braunschweiger, P. Gysi, L. La Vecchia: "Chimia", 45, 238 (1991) are ketalized.

Optisch aktive Weinsäuren bzw. Weinsäurederivate, insbesondere Weinsäuredialkylester, die sich ein- und zu den 1,3- Dioxolanresten der erfindungsgemäßen Verbindungen umsetzen lassen, können käuflich preiswert erworben oder durch allgemein bekannte Syntheseverfahren einfach hergestellt werden. Dicarbonylverbindungen, mit denen als Ausgangsverbindungen geeignete, mesogene Gruppen für die erfindungsgemäßen Verbindungen bereitgestellt werden können, sind entweder käuflich oder lassen sich mit Hilfe bekannter Syntheseverfahren der Flüssigkristallchemie hergestellt. Selbstverständlich können aber auch andere Herstellungsrouten eingeschlagen werden als die oben erwähnte, um zu den erfindungsgemäßen Verbindungen zu gelangen. Optically active tartaric acids or tartaric acid derivatives, in particular Dialylic tartaric acid, which can be found in the 1,3- Implement dioxolane residues of the compounds according to the invention can be purchased inexpensively or purchased through general known synthetic processes can be easily produced. Dicarbonyl compounds with which as starting compounds suitable, mesogenic groups for the inventive Connections can be provided either commercially available or can be made using known synthetic methods of liquid crystal chemistry. Of course you can but other manufacturing routes are taken than that mentioned above to the compounds of the invention reach.

Die erfindungsgemäßen Dotierstoffe eignen sich besonders aufgrund ihrer guten Löslichkeit, ihrer geringen Kristallisationstendenz in chiral induzierten Flüssigkristallmischungen, ihrer Photostabilität sowie ihrer einfachen Herstellbarkeit zur Verwendung in Funktionsschichten für elektrooptische Anzeigesysteme oder für Farb- und Polarisationsfilterschichten. The dopants according to the invention are particularly suitable due to their good solubility, their low Crystallization tendency in chirally induced Liquid crystal mixtures, their photostability and their easy to manufacture for use in functional layers for electro-optical display systems or for color and Polarizing filter layers.

Nachstehend sollen die Verbindungen und ihre Verwendung anhand von Beispielen näher erläutert werden. Beispiel 1 Synthese von 1,4-Bis-(4R,5R-di-n-butyloxycarbonyl-(1,3)- dioxolan-2-yl)-benzen (Dotierstoff I)

The compounds and their use are to be explained in more detail below with the aid of examples. Example 1 Synthesis of 1,4-bis (4R, 5R-di-n-butyloxycarbonyl- (1,3) -dioxolan-2-yl) -benzene (dopant I)

Zu einer Lösung von 2,68 g (20 mmol) Terephthalaldehyd und 10,48 g (40 mmol) L(+)-Weinsäuredi-n-butylester in 30 mL Essigester werden langsam unter Eiskühlung und Rühren 12 mL Bortrifluoridetherat zugetropft, wobei die Temperatur unter 30°C zu halten ist. Danach wird 3 Std. bei Raumtemperatur weiter gerührt. Zur Aufarbeitung wird die Reaktionslösung mit 2 N NaOH auf pH = 7 eingestellt, die org. Schicht mit Essigester verdünnt, abgetrennt und mit NaHCO₃-Lösung sowie mit Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen mit Magnesiumsulfat und der Entfernung des Lösungsmittels werden als Rückstand 5,3 g eines gelben Öls erhalten, welches bei Lagerung im Kühlschrank kristallisiert. Das Kristallisat wird jeweils einmal mit Ethanol und mit Diisopropylether umkristallisiert. Ausbeute: 2,6 g (21% d. Th.), Fp. 33-37°C, [α] D|20 = -17° (c = 1 g/100 mL in CHCl₃). To a solution of 2.68 g (20 mmol) terephthalaldehyde and 10.48 g (40 mmol) L (+) - tartaric acid di-n-butyl ester in 30 mL ethyl acetate, 12 mL boron trifluoride etherate are slowly added dropwise with ice cooling and stirring, the temperature should be kept below 30 ° C. Then stirring is continued for 3 hours at room temperature. For working up, the reaction solution is adjusted to pH = 7 with 2 N NaOH, the org. Layer diluted with ethyl acetate, separated and washed with NaHCO ₃ solution and with water. After drying with magnesium sulfate and removal of the solvent, 5.3 g of a yellow oil are obtained as residue, which crystallizes when stored in the refrigerator. The crystals are each recrystallized once with ethanol and with diisopropyl ether. Yield: 2.6 g (21% of theory), mp 33-37 ° C, [α] D | 20 = -17 ° (c = 1 g / 100 mL in CHCl ₃ ).

Example 2 Use of the dopant I

In Fig. 1 ist die Temperaturabhängigkeit des Transmissionsminimums bei orthogonaler Durchstrahlung von cholesterischen Schichten, die durch Zusatz von 8,7 Masse-% des gemäß Beispiel 1 hergestellten Dotierstoffs zu den nematischen Flüssigkristallmischungen E7 (E. Merck) bzw. L-101 (MLS) entstehen, dargestellt. In Fig. 1, the temperature dependence of the transmission minimum at orthogonal irradiation of cholesteric layers, the dopant prepared by adding 8.7 mass% of the Example 1 according to the nematic liquid-crystal mixtures E7 (E. Merck) or L-101 (MLS) arise.

Die cholesterische Mischung E7/Dotierstoff I wird in eine Sandwichanordnung zwischen zwei Glasscheiben oder Polymerfolien, deren innere Oberflächen mit einer transparenten, elektrisch leitenden Schicht versehen sind und die einen Abstand von 3,5 µm voneinander haben, eingefüllt. Durch Anlegen von Wechselspannungsimpulsen von 10 V (50 Hz) lässt sich die grünes Licht selektiv reflektierende, planar orientierte, cholesterische Funktionsschicht in eine transparente umschalten. Der Vorgang ist durch Anlegen von 20-V-Impulsen umkehrbar. Die beiden optisch verschiedenen Funktionsschichten bleiben nach Abschalten der Impulse jeweils beliebig lange bestehen. Beispiel 3 a) Synthese von 4-Formylphenyl-4'-formylbenzoat

The cholesteric mixture E7 / dopant I is filled into a sandwich arrangement between two glass panes or polymer films, the inner surfaces of which are provided with a transparent, electrically conductive layer and which are at a distance of 3.5 μm from one another. By applying AC voltage pulses of 10 V (50 Hz), the green light can be selectively reflective, planar-oriented, cholesteric functional layer switched to a transparent one. The process can be reversed by applying 20 V pulses. The two optically different functional layers remain as long as the pulses are switched off. Example 3 a) Synthesis of 4-formylphenyl-4'-formylbenzoate

1,5 g (10 mmol) 4-Formylbenzoesäure, 1,2 g (10 mmol) 4- Hydroxybenzaldehyd, 5,1 g (12 mmol) N-Cyclohexyl-N'-[2-(N- methylmorpholino)-ethyl]-carbodiimid-4-toluolsulfonat sowie 50 mg DMAP werden in 50 mL trockenem Methylenchlorid gelöst und 24 Std. bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend ist mit 100 mL Lösungsmittel zu verdünnen und nacheinander 3 mal mit Wasser, einmal mit 5%iger NaHCO₃-Lsg. und einmal mit Wasser zu waschen und die org. Phase mit MgSO₄ zu trocknen. Das nach Verdampfen des Lösungsmittels erhaltene Rohprodukt wird mit Ethanol umkristallisiert. Ausbeute: 1,2 g (47% d. Th.), Fp. 127-129°C. b) Synthese von 4,4'-Bis(4R,5R-di-butyloxycarbonyl-(1,3)- dioxolan-2-yl)-benzoesäure-phenylester (Dotierstoff II)

1.5 g (10 mmol) 4-formylbenzoic acid, 1.2 g (10 mmol) 4-hydroxybenzaldehyde, 5.1 g (12 mmol) N-cyclohexyl-N '- [2- (N-methylmorpholino) ethyl] Carbodiimide-4-toluenesulfonate and 50 mg DMAP are dissolved in 50 mL dry methylene chloride and stirred for 24 hours at room temperature. Then dilute with 100 mL solvent and successively 3 times with water, once with 5% NaHCO ₃ solution. and wash once with water and the org. Dry phase with MgSO ₄ . The crude product obtained after evaporation of the solvent is recrystallized from ethanol. Yield: 1.2 g (47% of theory), mp. 127-129 ° C. b) Synthesis of 4,4'-bis (4R, 5R-di-butyloxycarbonyl- (1,3) - dioxolan-2-yl) benzoic acid phenyl ester (dopant II)

1,03 g (4 mmol) des gemäß a) hergestellten Dialdehyds und 2,13 g (8 mmol) L(+)-Weinsäuredi-n-butylester werden in 20 mL Essigester gelöst. Unter Eiskühlung sind zu dieser Lösung 5 mL Bortrifluoridetherat tropfenweise hinzuzufügen. Die analog Beispiel 1 durchzuführende Aufarbeitung liefert 2,2 g Rohprodukt. Zur Reinigung wird 3 mal mit Ethanol umkristallisiert. Ausbeute: 0,68 g (14% d. Th.), Fp. 65-66°C, [α] D|20 = -3,3° (c = 1 g/100 mL in CHCl₃). 1.03 g (4 mmol) of the dialdehyde prepared according to a) and 2.13 g (8 mmol) of L (+) - tartaric acid di-n-butyl ester are dissolved in 20 mL ethyl acetate. While cooling with ice, add 5 mL boron trifluoride etherate dropwise to this solution. The workup to be carried out analogously to Example 1 gives 2.2 g of crude product. For cleaning, it is recrystallized 3 times with ethanol. Yield: 0.68 g (14% of theory), mp. 65-66 ° C, [α] D | 20 = -3.3 ° (c = 1 g / 100 mL in CHCl ₃ ).

Example 4 Properties of the dopant II

In Fig. 2 ist die Temperaturabhängigkeit des Transmissionsminimums bei orthogonaler Durchstrahlung von cholesterischen Schichten, die durch Zusatz von 13 Masse-% des hergestellten Dotierstoffs II zu verschiedenen kommerziellen, nematischen Flüssigkristallmischungen entstehen, dargestellt. Daraus geht hervor, dass durch Verwendung unterschiedlicher, nematischer Ausgangsmischungen bei gleicher Konzentration des Dotierstoffes II sowohl die Reflexionsfarbe als auch deren Temperaturabhängigkeit in cholesterischen Funktionsschichten deutlich verändert werden kann. FIG. 2 shows the temperature dependence of the transmission minimum when orthogonal radiation through cholesteric layers, which are formed by adding 13% by mass of the dopant II produced to various commercial, nematic liquid crystal mixtures. This shows that by using different, nematic starting mixtures with the same concentration of dopant II, both the reflection color and its temperature dependence in cholesteric functional layers can be changed significantly.

Insbesondere ist es damit möglich, mittels des Dotierstoffes II durch geeignete Kombination verschiedener, nematischer Ausgangsmischungen, z. B. E7 und MDA-00-1795 (E. Merck), Funktionsschichten mit temperaturunabhängiger Selektivreflexion herzustellen. In particular, it is thus possible to use dopant II through a suitable combination of different, nematic Starting mixtures, e.g. B. E7 and MDA-00-1795 (E. Merck), Functional layers with temperature-independent selective reflection manufacture.

Ein entsprechend Beispiel 2 hergestelltes, bistabil schaltendes Display, dessen cholesterische Funktionsschicht aus einer Lösung von 13 Masse-% des Dotierstoffes II in der nematischen Flüssigkristallmischung MDA-00-1795 besteht, funktioniert auch dann noch, nachdem es 8 Wochen bei -18°C aufbewahrt oder nachdem es 7 Stunden mit Licht eines 300-W-UV-Strahlers im Abstand von 400 mm bestrahlt worden ist. A bistable switching manufactured according to Example 2 Display, its cholesteric functional layer from a solution of 13% by mass of the dopant II in the nematic Liquid crystal mixture MDA-00-1795 exists, also works then after 8 weeks at -18 ° C or after it with light from a 300 W UV lamp at a distance of 7 hours 400 mm has been irradiated.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen besitzen eine sehr gute Löslichkeit in Materialien, die sich als flüssigkristalline Funktionsschichten eignen, insbesondere in nematischen Hostmischungen. Sie besitzen einen hohen Verdrillungsfaktor (Helical Twisting Power, HTP). Dies bedingt, dass sie bei Zumischung als Dotanden in Materialien, die als Flüssigkristall- Funktionsschichten oder Farbpolarisationsfilterschichten dienen, bereits in geringer Menge eine Selektivreflexion der Mischung im sichtbaren Licht bewirken. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass durch die geringe Mengen des Zusatzes die thermischen und elektrooptischen Eigenschaften der Hostmischung kaum beeinflusst werden. Außerdem wird ein unerwünschtes Auskristallisieren der Dotanden in der Hostmischung auch über längere Zeiten hinweg und/oder bei tiefen Temperaturen (vorzugsweise bis mindestens - 20°C) vermieden. Die erfindungsgemäßen Verbindungen besitzen eine ausreichende Photostabilität, so dass sie unter Lichteinfluss nicht zersetzt werden. Dies würde zu einer Verschiebung der Wellenlänge der Selektivreflexion und damit zu einer Farbänderung des Displays unter Lichteinfluss führen. Eine weitere, positive Eigenschaft in den Verbindungen dieser Erfindung ist die geringe Temperaturabhängigkeit der Selektivreflexion. Deshalb sind keine oder nur geringe Kompensationen notwendig, um die Gleichfarbigkeit des Displays über den Gebrauchstemperaturbereich zu gewährleisten. Schließlich ist zu erwähnen, dass die Verbindungen über das vorliegend vorgeschlagene Herstellungsverfahren einfach und preiswert zu synthetisieren sind, wobei auch keine aufwendigen Reinigungsschritte anfallen. The compounds according to the invention have a very good one Solubility in materials that prove to be liquid crystalline Functional layers are suitable, especially in nematic Host mixtures. They have a high twist factor (Helical Twisting Power, HTP). This means that they are Admixture as dopants in materials used as liquid crystal Functional layers or color polarization filter layers serve even in a small amount a selective reflection of the mixture in the cause visible light. Among other things, this has the advantage that the thermal and electro-optical properties of the host mixture hardly influenced become. In addition, an undesirable crystallization of the Dopants in the host mixture also over long periods and / or at low temperatures (preferably up to at least - 20 ° C) avoided. The compounds of the invention have sufficient photostability so that it is under The influence of light cannot be decomposed. This would become one Shift in the wavelength of the selective reflection and thus to change the color of the display under the influence of light. A another positive property in the connections of these Invention is the low temperature dependence of the Selective reflection. Therefore there are no or only minor ones Compensations necessary to ensure the same color of the display to ensure over the service temperature range. Finally, it should be mentioned that the connections via the Manufacturing methods proposed here simple and are inexpensive to synthesize, but also no complex Cleaning steps are required.

Claims

1. Chiral connection with at least two chiral groups and at least four chiral centers, characterized in that each of the chiral groups has at least one 1,3-dioxolane ring which is substituted such that said chiral group has at least two chiral centers.

2. Chiral connection according to claim 1, characterized in that the chiral centers the carbon atoms C4 and C5 in Are dioxolane ring.

3. Chiral connection according to claim 2, characterized in that that the carbon atoms C4 and C5 in the above Dioxolane rings each have a residue COOR and preferably one Wear hydrogen atom.

4. Chiral connection according to one of the preceding claims, characterized in that it continues to be a mesogenic Group contains, and that each of the chiral groups mentioned via the C2 atom of a dioxolane ring to the mesogenic group is bound.

5. Chiral connection according to one of the preceding claims, characterized in that it has the formula:

FMF, I

has, where the variable M and the variable F - each independently of one another - in formula I have the following meaning:
F is an optically active 2- (1,3-dioxolane-4,5-dicarboxylic acid ester) wing group in which the C4 and C5 carbon atoms each have a hydrogen atom and a carboxylate radical having the formula COOR, where R is the same or different can and denotes an alkyl group with preferably up to 10 C atoms, an aromatic, a cycloaliphatic or a heterocyclic group,
M is a middle group of the general structure:

A _k -B _l -CB _m -A _n ,

where the radicals A, B and C each independently have the following meaning:
A is a direct bond or an aromatic, cycloaliphatic or heterocyclic ring system optionally substituted by alkyl, alkyloxy, alkylcarbonyloxy, fluorine, chlorine, bromine, cyano, hydroxyl or nitro, with k = 0,
1 or 2 and n = 0, 1 or 2,
B is a direct bond, COO, OOC, COO-OOC, or OOC-COO with 1 = 0, 1 or 2, and m = 0, 1, or 2,
C is a direct bond, C ₁ to C ₄ alkylene, COO, OOC, COO-OOC, OOC-COO, NH-CO, or CO-NH-.

6. Chiral connection according to claim 5, characterized in that the middle group M is selected from:

7. Use of one or more compounds according to one of the Claims 1 to 6 in liquid crystal functional layers for electro-optical display devices.

8. Use of one or more compound (s) according to one of the Claims 1 to 6 for the production of color or Polarizing filter layers.

9. A method of establishing a connection according to one of the Claims 1 to 6, characterized in that one suitable dicarbonyl compound in the presence of a Lewis acid in a molar ratio of 1: 2 with a corresponding one Tartaric acid derivative, which on the carbon atoms in 2- and has free OH groups in the 3-position.

10. The method according to claim 9, characterized in that as Lewis acid boron trifluoride etherate is used.