DE19755245B4 - spiro compounds - Google Patents
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Abstract
Spiroverbindungen der Formel Iworin R, R1 unabhängig voneinander H, F, CN, CF3, CF2CF3, OCF3, OCF2H, OCF2CF3, SF5, NCS einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF3 oder einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkylrest mit 1-12 C-Atomen oder Alkenylrest mit 2-12 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -CO--CO-O-, -O-CO- oder -O-CO-O- ersetzt sein können, A, A1 unabhängig voneinander einen a) trans-Cyclohexan-1,4-diylrest, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -O- und/oder -S- ersetzt sein können, b) 1,4-Phenylenrest, worin auch eine oder zwei CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, c) Rest aus der Gruppe 1,4-Bicyclo(2,2,2)-octylen, Piperidin-1,4-diyl, Naphthalin-2,6-diyl, Decahydronaphthalin-2,6-diyl und 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2,6-diyl, d) Cyclohexen-1,4-diyl wobei die Reste a), b), und d) durch CN, Cl oder F substituiert sein können, Z, Z1 unabhängig voneinander -CO-O-, -O-CO-, -CH2O-, -OCH2-, -O-, -CH2CH2-, -CH=CH-,...Spiro compounds of the formula Iworin R, R1 independently of one another H, F, CN, CF3, CF2CF3, OCF3, OCF2H, OCF2CF3, SF5, NCS an unsubstituted, one monosubstituted by CN or CF3 or one at least monosubstituted by halogen at 1-12 C alkyl Atoms or alkenyl radical with 2-12 carbon atoms, where in these radicals one or more non-adjacent CH2 groups are each independently represented by -O-, -S-, -CO-CO-O-, -O-CO - or -O-CO-O- can be replaced, A, A1 independently of one another a) trans-cyclohexane-1,4-diyl radical, in which one or more non-adjacent CH2 groups are also replaced by -O- and / or -S - can be replaced, b) 1,4-phenylene radical, in which one or two CH groups can also be replaced by N, c) radical from the group 1,4-bicyclo (2,2,2) -octylene, piperidine- 1,4-diyl, naphthalene-2,6-diyl, decahydronaphthalene-2,6-diyl and 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl, d) cyclohexene-1,4-diyl where the radicals a), b), and d) can be substituted by CN, Cl or F, Z, Z1 independently of each other -CO-O-, -O-CO-, -CH2O-, -OCH2-, -O-, -CH2CH2-, -CH = CH -, ...
Description
Die Erfindung betrifft neue Spiroverbindungen der Formel I worin
R, R1 unabhängig voneinander H, F, CN, CF3, CF2CF3, OCF3, OCF2H, OCF2CF3, SF5, NCS, einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF3 oder einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkylrest mit 1-12 C-Atomen oder Alkenylrest mit 2-12 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -CO- -CO-O-, -O-CO- oder -O-CO-O- ersetzt sein können,
A, A1 unabhängig voneinander einen
a) trans-Cyclohexan-1,4-diylrest, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -O- und/oder -S- ersetzt sein können,
b) 1,4-Phenylenrest, worin auch eine oder zwei CH-Gruppen durch N ersetzt sein können,
c) Rest aus der Gruppe 1,4-Bicyclo(2,2,2)-octylen, Piperidin-1,4-diyl, Naphthalin-2,6-diyl, Decahydronaphthalin-2,6-diyl und 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2,6-diyl,
d) Cyclohexen-1,4-diyl
wobei die Reste a), b), und d) durch CN, Cl oder F substituiert sein können,
Z, Z1 unabhängig voneinander -CO-O-, -O-CO-, -CH2O-, -OCH2-, -O-, -CH2CH2-, -CH=CH-, -C≡C-, -CF2CF2- oder eine Einfachbindung,
n, m 0 oder 1,
p 0, 1 oder 2
und
r 1, 2 oder 3 bedeutet.The invention relates to novel spiro compounds of the formula I. wherein
R, R 1 are independently H, F, CN, CF 3 , CF 2 CF 3 , OCF 3 , OCF 2 H, OCF 2 CF 3 , SF 5 , NCS, an unsubstituted one simply by CN or CF 3 or at least one monosubstituted by halogen-substituted alkyl radical having 1-12 C atoms or alkenyl radical having 2-12 C atoms, wherein in these radicals also one or more non-adjacent CH 2 groups each independently of one another by -O-, -S-, -CO - -CO-O-, -O-CO- or -O-CO-O- may be replaced,
A, A 1 independently one
a) trans-cyclohexane-1,4-diyl radical, in which also one or more non-adjacent CH 2 groups can be replaced by -O- and / or -S-,
b) 1,4-phenylene radical, in which also one or two CH groups can be replaced by N,
c) radical from the group consisting of 1,4-bicyclo (2,2,2) -octylene, piperidine-1,4-diyl, naphthalene-2,6-diyl, decahydronaphthalene-2,6-diyl and 1,2,3 , 4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl,
d) cyclohexene-1,4-diyl
where the radicals a), b), and d) can be substituted by CN, Cl or F,
Z, Z 1 are independently -CO-O-, -O-CO-, -CH 2 O-, -OCH 2 -, -O-, -CH 2 CH 2 -, -CH = CH-, -C≡C -, -CF 2 CF 2 - or a single bond,
n, m 0 or 1,
p 0, 1 or 2
and
r is 1, 2 or 3.
Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung dieser Verbindungen als Komponenten flüssigkristalliner Medien sowie in Flüssigkristall- und elektrooptischen Anzeigeelementen.The invention further relates to the use of these compounds as components of liquid-crystalline media as well as in liquid crystal and electro-optical display elements.
Die Verbindungen der Formel I können als Komponenten flüssigkristalliner Medien verwendet werden, insbesondere für Displays, die auf dem Prinzip der verdrillten Zelle, dem Guest-Host-Effekt, dem Effekt der Deformation aufgerichteter Phasen DAP oder ECB, Eleetrically controlled birefringence oder dem Effekt der dynamischen Streuung beruhen. Die bisher für diesen Zweck eingesetzten Substanzen haben stets gewisse Nachteile, beispielsweise zu geringe Stabilität gegenüber der Einwirkung von Warme, Licht oder elektrischen Feldern, ungünstige elastische und/oder dielektrische Eigenschaften.The compounds of the formula I can be used as components of liquid-crystalline media, in particular for displays based on the principle of the twisted cell, the guest-host effect, the effect of deformation of upright phases DAP or ECB, electrically controlled birefringence or the effect of the dynamic Scattering based. The substances used hitherto for this purpose always have certain disadvantages, for example insufficient stability against the action of heat, light or electric fields, unfavorable elastic and / or dielectric properties.
Aus
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, neue stabile flüssigkristalline oder mesogene Verbindungen aufzufinden, die als Komponenten flüssigkristalliner Medien, insbesondere für TFT- und STN-Displays, geelgnet sind.It is an object of the present invention to find novel stable liquid-crystalline or mesogenic compounds which have been disclosed as components of liquid-crystalline media, in particular for TFT and STN displays.
Es wurde nun gefunden, daß die Verbindungen der Formel I vorzüglich als Kamponenten flüssigkristalliner Medien geeignet sind. Mit ihrer Hilfe lassen sich stabile flüssigkristalline Medien, insbesondere geeignet für TFT- oder STN-Displays, erhalten, Die neuen Verbindungen zeichnen sich vor allem durch eine hohe thermische Stabilität aus, die für eine hohe ”holding ratio” vorteilhaft ist und zeigen bei vergleichsweise geringer Rotationsviskosität günstige Werte der Klärpunkte. Die Verbindungen der Formel I weisen eine vergleichsweise starke positive dielektrische Anisotropie bei gleichzeitig geringer optischer Anisotropie auf.It has now been found that the compounds of formula I are particularly suitable as Kamponenten liquid crystalline media. With their help, it is possible to obtain stable liquid-crystalline media, in particular suitable for TFT or STN displays. The new compounds are characterized above all by a high thermal stability which is advantageous for a high "holding ratio" and show at comparatively low levels Rotational viscosity favorable values of the clearing points. The compounds of the formula I have a comparatively strong positive dielectric anisotropy with simultaneously low optical anisotropy.
Mit der Bereitstellung von Verbindungen der Formel I wird ganz allgemein die Palette der flüssigkristallinen Substanzen, die sich unter verschiedenen anwendungstechnischen Gesichtspunkten zur Herstellung flüssigkristalliner Gemische eignen, erheblich verbreitert.With the provision of compounds of the formula I, the range of liquid-crystalline substances which are suitable for the preparation of liquid-crystalline mixtures from a variety of application-technical points of view is considerably broader.
Die Verbindungen der Formel I besitzen einen breiten Anwendungsbereich. In Abhängigkeit von der Auswahl der Substituenten können diese Verbindungen als Basismaterialien dienen, aus denen flüssigkristalline Medien zum überwiegenden Teil zusammengesetzt sind; es können aber auch Verbindungen der Formel I flüssigkristalline Basismaterialien aus anderen Verbindungsklassen zugesetzt werden, um beispielsweise die dielektrische und/oder optische Anisotropie eines solchen Dielektrikums zu beeinflussen und/oder um dessen Schwellenspannung und/oder dessen Viskosität zu optimieren.The compounds of the formula I have a wide range of applications. Depending on the choice of substituents, these compounds may serve as base materials from which liquid crystalline media are predominantly composed; but it can also be compounds of formula I liquid-crystalline base materials can be added from other classes of compounds, for example, to influence the dielectric and / or optical anisotropy of such a dielectric and / or to optimize its threshold voltage and / or its viscosity.
Die Verbindungen der Formel I sind in reinem Zustand farblos und bilden flüssigkristalline Mesophasen in einem für die elektrooptische Verwendung günstig gelegenen Temperaturbereich. Chemisch, thermisch und gegen Licht sind sie stabil.The compounds of the formula I are colorless in the pure state and form liquid-crystalline mesophases in a temperature range which is favorably located for the electro-optical use. Chemically, thermally and against light, they are stable.
Gegenstand der Erfindung sind somit die Verbindungen der Formel I sowie die Verwendung dieser Verbindungen als Komponenten flüssigkristalliner Medien. Gegenstand der Erfindung sind ferner flüssigkristalline Medien mit einem Gehalt an mindestens einer Verbindung der Formel I sowie die Verwendung der Verbindungen der Formel I in Flüssigkristallanzeigeelementen.The invention thus relates to the compounds of the formula I and the use of these compounds as components of liquid-crystalline media. The invention furthermore relates to liquid-crystalline media containing at least one compound of the formula I and to the use of the compounds of the formula I in liquid-crystal display elements.
Vor- und nachstehend haben R, R1, A, A1, Z, Z1, n, m, p und t die angegebene Bedeutung, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes vermerkt ist. Sofern die Gruppe A in den Verbindungen der Formel I mehrfach auftritt, kann sie dieselben oder verschiedene Bedeutungen annehmen. Das gleiche gilt auch für A1, Z und Z1 sowie für alle anderen mehrfach auftretenden Gruppen.Above and below, R, R 1 , A, A 1 , Z, Z 1 , n, m, p and t have the indicated meaning, unless expressly stated otherwise. If the group A occurs several times in the compounds of formula I, it may assume the same or different meanings. The same applies to A 1 , Z and Z 1 as well as to all other multiply occurring groups.
Der Einfachheit halber bedeuten im folgenden Cyc einen 1,4-Cyclohexylenrest, Che einen 1,4-Cyclohexenylenrest, Dio einen 1,3-Dioxan-2,5-diylrest, Dit einen 1,3-Dithian-2,5-diylrest, Phe einen 1,4-Phenylenrest, Pyd einen Pyridin-2,5-diylrest, Pyr einen Pyrimidin-2,5-diylrest und Bco einen Bicyclo-(2,2,2)-octylenrest, wobei Cyc und/oder Phe unsubstituiert oder ein- oder mehrfach durch Cl, F oder CN substituiert sein können.For the sake of simplicity, in the following Cyc is a 1,4-cyclohexylene radical, Che is a 1,4-cyclohexenylene radical, Dio is a 1,3-dioxane-2,5-diyl radical, Dit is a 1,3-dithiane-2,5-diyl radical, Phe is a 1,4-phenylene radical, Pyd is a pyridine-2,5-diyl radical, Pyr is a pyrimidine-2,5-diyl radical and Bco is a bicyclo- (2,2,2) -octylene radical, where Cyc and / or Phe are unsubstituted or may be mono- or polysubstituted by Cl, F or CN.
W bedeutet im folgenden: in bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung befinden sich die Reste -(Z-A)p-R, und -(Z1-A1)t-R1 an der Gruppe W in trans-Position zueinander.W means in the following: in preferred embodiments of the invention, the radicals - (ZA) p -R, and - (Z 1 -A 1 ) t -R 1 are in trans position to each other at the group W.
Formel I umfaßt die bevorzugten Verbindungen Ia1 bis Ia32, die neben der Gruppe W einen sechsgliedrigen Ring enthalten:
Die Cyclohexen-1,4-diyl-Gruppe hat vorzugsweise folgende Strukturen: R und R1 bedeuten unabhängig voneinander bevorzugt geradkettiges Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 10 C-Atomen, Alkenyl oder Alkenyloxy mit 2 bis 10 C-Atomen, F, CN, CF3, OCF3, OCHF2 oder OCF2CF3. p und t bedeuten unabhangig voneinander bevorzugt 0 oder 1.The cyclohexene-1,4-diyl group preferably has the following structures: R and R 1 independently of one another preferably denote straight-chain alkyl or alkoxy having 1 to 10 C atoms, alkenyl or alkenyloxy having 2 to 10 C atoms, F, CN, CF 3 , OCF 3 , OCHF 2 or OCF 2 CF 3 . p and t are independently of each other preferably 0 or 1.
Verbindungen der Formel I, worin n oder m 1 bedeuten, sind bevorzugt.Compounds of the formula I in which n or m are 1 are preferred.
A und A1 bedeuten unabhängig voneinander bevorzugt Phe, Cyc, Che, Pyd, Pyr oder Dio, insbesondere Phe, Cyc oder Dio. Bevorzugt enthalten die Verbindungen der Formel I nicht mehr als einen der Reste Bco, Pyd, Pyr oder Dit.A and A 1 independently of one another are preferably Phe, Cyc, Che, Pyd, Pyr or Dio, in particular Phe, Cyc or Dio. The compounds of the formula I preferably contain no more than one of the radicals Bco, Pyd, Pyr or Dit.
Bevorzugt sind auch Verbindungen der Formel I sowie aller Teilformeln, in denen A und/oder A1 ein- oder zweifach durch F oder CN substituiertes 1,4-Phenylen bedeutet.Preference is also given to compounds of the formula I and of all sub-formulas in which A and / or A 1 denotes mono- or disubstituted by F or CN-substituted 1,4-phenylene.
Insbesondere bedeuten A und A1 unabhängig voneinander bevorzugt: Z und Z1 bedeuten unabhängig voneinander bevorzugt -CH2CH2-, -CH=CH-, -C≡C-, -COO- oder eine Einfachbindung, insbesondere bevorzugt eine Einfachbindung, -CH2-CH2- oder -CH=CH-. Ganz besonders bevorzugt weisen Z und Z1 die Bedeutung einer Einfachbindung oder -CH2CH2- auf.In particular, A and A 1 independently of one another are preferred: Z and Z 1 independently of one another are preferably -CH 2 CH 2 -, -CH = CH-, -C≡C-, -COO- or a single bond, particularly preferably a single bond, -CH 2 -CH 2 - or -CH = CH. Most preferably, Z and Z 1 have the meaning of a single bond or -CH 2 CH 2 -.
Verbindungen der Formel I sind bevorzugt, die dadurch gekennzeichnet sind, daß R geradkettiges Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 10 C-Atomen oder Alkenyl mit 2 bis 10 C-Atomen und R1 F, CN, OCF3, OCHF2 oder OCF2CF3 bedeuten.Compounds of formula I are preferred which are characterized in that R is straight-chain alkyl or alkoxy having 1 to 10 C atoms or alkenyl having 2 to 10 C atoms and R 1 is F, CN, OCF 3 , OCHF 2 or OCF 2 CF. 3 mean.
Weiterhin sind Verbindungen der Formel I bevorzugt, worin R und R1 unabhängig voneinander geradkettiges Alkyl oder Alkoxy mit 2 bis 7 C-Atomen bedeutet, während A und/oder A1 unabhängig voneinander die Bedeutungen Cyc und/oder 2,3-Difluor-1,4-phenylen aufweisen.Furthermore, compounds of the formula I are preferred in which R and R 1 are independently straight-chain alkyl or alkoxy having 2 to 7 carbon atoms, while A and / or A 1 independently of one another are Cyc and / or 2,3-difluoro-1 , 4-phenylene.
Verbindungen der Formel I, deren Gruppe A und/oder A1 bedeutet, stellen besondere Ausführungsformen der Erfindung dar.Compounds of the formula I whose group A and / or A 1 means represent particular embodiments of the invention.
Insbesondere sind ferner solche Verbindungen der Formel I bevorzugt, die dadurch gekennzeichnet sind, daß R geradkettiges Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 10 C-Atomen oder Alkenyl oder Alkenyloxy mit 2 bis 10 C-Atomen bedeutet und A1 die Bedeutungaufweist.Particular preference is furthermore given to those compounds of the formula I which are characterized in that R is straight-chain alkyl or alkoxy having 1 to 10 C atoms or alkenyl or alkenyloxy having 2 to 10 C atoms, and A 1 is the meaning having.
In Verbindungen der Formel I in denen die Gruppe A und/oder A1 Cyclohexan-1,4-diyl bedeutet, befinden sich die Substituenten in 1- und 4-Position in trans-Stellung zueinander.In compounds of the formula I in which the group A and / or A 1 is cyclohexane-1,4-diyl, the substituents in the 1- and 4-position are trans to each other.
Die folgende Gruppe von Verbindungen der Teilformeln I1 bis I92 stellt einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zusammen: worin R und R1 die oben angegebene Bedeutung aufweisen, während L1, L2, und L3 unabhängig voneinander H oder F bedeuten.The following group of compounds of sub-formulas I1 to I92 comprises some preferred embodiments of the invention: wherein R and R 1 have the abovementioned meaning, while L 1 , L 2 , and L 3 independently of one another are H or F.
Falls R und/oder R1 in den vor- und nachstehenden Formeln eigen Alkylrest und/oder einen Alkoxyrest bedeutet, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig, hat 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 C-Atome und bedeutet demnach bevorzugt Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentyloxy, Hexyloxy oder Heptyloxy, ferner Methyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Methoxy, Octyloxy, Nonyloxy, Decyloxy, Undecyloxy, Dodecyloxy, Tridecyloxy oder Tetradecyloxy.If R and / or R 1 in the preceding and following formulas individually represent alkyl radical and / or an alkoxy radical, this may be straight-chain or branched. Preferably, it is straight-chain, has 2, 3, 4, 5, 6 or 7 carbon atoms and therefore preferably ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, ethoxy, propoxy, butoxy, pentyloxy, hexyloxy or heptyloxy, furthermore methyl , Octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, methoxy, octyloxy, nonyloxy, decyloxy, undecyloxy, dodecyloxy, tridecyloxy or tetradecyloxy.
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 R und/oder R1 einen Alkylrest bedeutet, in dem eine CH2-Gruppe durch -CH=CH- ersetzt ist, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig und hat 2 bis 10 C-Atome. Er bedeutet demnach besonders Vinyl, Prop-1-, oder Prop-2-enyl, But-1-, 2- oder But-3-enyl, Pent-1-, 2-, 3- oder Pent-4-enyl, Hex-1-, 2-, 3-, 4- oder Hex-5-enyl, Hept-1-, 2-, 3-, 4-, 5- oder Hept-6-enyl, Oct-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder Oct-7-enyl, Non-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder Non-8-enyl, Dec-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder Dec-9-enyl. Falls R und/oder R1 einen Alkylrest bedeutet, in dem eine CH2-Gruppe durch -O- und eine durch -CO- ersetzt ist, so sind diese bevorzugt benachbart. Somit beeinhalten diese eine Acyloxygruppe -CO-O- oder eine Oxycarbonylgruppe -O-CO-. Vorzugsweise sind diese geradkettig und haben 2 bis 6 C-Atome.If R and / or R 1 is an alkyl radical in which a CH 2 group is 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. If R and / or R 1 is an alkyl radical in which one CH 2 group has been replaced by -O- and one by -CO-, these are preferably adjacent. Thus, these 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 R und/oder R1 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, Methacry 1-oyloxymethyl, 2-Methacryloyloxy-ethyl, 3-Methacryloyloxypropyl, 4-Methacryloyloxybutyl, 5-Methacryloyloxypentyl, 6-Methacryloyloxyhexyl, 7-Methacryloyloxyheptyl, 8-Methacryloyloxyoctyl, 9-Methacryloyloxynonyl.If R and / or R 1 is an alkyl radical in which one CH 2 group is replaced by unsubstituted or substituted -CH = CH- and one adjacent CH 2 group is replaced by CO or CO-O or O-CO-, then this be straight-chain or branched. Preferably, it is straight-chain and has 4 to 13 carbon atoms. It therefore means particularly acryloyloxymethyl, 2-acryloyloxyethyl, 3-acryloyloxypropyl, 4-acryloyloxybutyl, 5-acryloyloxypentyl, 6-acryloyloxyhexyl, 7-acryloyloxyheptyl, 8-acryloyloxyoctyl, 9-acryloyloxynonyl, 10-acryloyloxydecyl, methacryloxy-oxymethyl, 2-methacryloyloxy -ethyl, 3-methacryloyloxypropyl, 4-methacryloyloxybutyl, 5-methacryloyloxypentyl, 6-methacryloyloxyhexyl, 7-methacryloyloxyheptyl, 8-methacryloyloxyoctyl, 9-methacryloyloxynonyl.
Falls R und/oder R1 einen einfach durch CN oder CF3 substituierten Alkyl- oder Alkenylrest bedeutet, so ist dieser Rest vorzugsweise geradkettig und die Substitution durch CN oder CF3 in ω-Position.If R and / or R 1 is monosubstituted by CN or CF 3 is substituted alkyl or alkenyl radical, this radical is preferably straight-chain and the substitution by CN or CF 3 in ω-position.
Falls R und/oder R1 einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest bedeutet, so ist dieser Rest vorzugsweise geradkettig und Halogen ist vorzugsweise F oder Cl. Bei Mehrfachsubstitution ist Halogen vorzugsweise F. Die resultierende Reste schließen auch perfluorierte Reste ein. Bei Einfachsubstitution kann der Fluor- oder Chlorsubstituent in beliebiger Position sein, vorzugsweise jedoch in ω-Position.If R and / or R 1 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.
Verbindungen der Formel I mit verzweigter Flügelgruppe R und/oder R1 können gelegentlich wegen einer besseren Löslichkeit in den üblichen flüssigkristallinen Basismaterialien von Bedeutung sein, insbesondere aber als chirale Dotierstoffe, wenn sie optisch aktiv sind. Smektische Verbindungen dieser Art eignen sich als Komponenten für ferroelektrische Materialien.Compounds of the formula I with branched wing group R and / or R 1 may occasionally be of importance because of their better solubility in the customary liquid-crystalline base materials, but in particular as chiral dopants if they are optically active. Smectic compounds of this type are useful as components of ferroelectric materials.
Verzweigte Gruppen dieser Art enthalten in der Regel nicht mehr als eine Kettenverzweigung. Bevorzugte verzweigte Reste R und/oder R1 sind Isopropyl, 2-Butyl (= 1-Methylpropyl), Isobutyl (= 2-Methylpropyl), 2-Methylbutyl, Isopentyl (= 3-Methylbutyl), 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 2-Ethylhexyl, 2-Propylpentyl, Isopropoxy, 2-Methylpropoxy, 2-Methylbutoxy, 3-Methylbutoxy, 2-Methylpentyloxy, 3-Methylpentyloxy, 2-Ethylhexyloxy, 1-Methylhexyloxy, 1-Methylheptyloxy.Branched groups of this type usually contain no more than one chain branch. Preferred branched radicals R and / or R 1 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-methylpentyloxy, 3-methylpentyloxy, 2-ethylhexyloxy, 1-methylhexyloxy, 1-methylheptyloxy.
Formel I umfaßt sowohl die Racemate dieser Verbindungen als auch die optischen Antipoden sowie deren Gemische. Formula I includes both the racemates of these compounds and the optical antipodes and mixtures thereof.
Unter diesen Verbindungen der Formel I sowie den Unterformeln sind diejenigen bevorzugt, in denen mindestens einer der darin enthaltenden Reste eine der angegebenen bevorzugten Bedeutungen hat.Preferred among these compounds of the formula I and the sub-formulas are those in which at least one of the radicals contained therein has one of the preferred meanings given.
In den Verbindungen der Formel I sind diejenigen Stereoisomeren bevorzugt, in denen die Ringe Cyc und Piperidin trans-1,4-disubstituiert sind. Diejenigen der vorstehend genannten Formeln, die eine oder mehrere Gruppen Pyd, Pyr und/oder Dio enthalten, umschließen jeweils die beiden 2,5-Stellungsisomeren.In the compounds of formula I those stereoisomers are preferred in which the rings Cyc and piperidine are trans-1,4-disubstituted. Those of the above formulas containing one or more groups Pyd, Pyr and / or Dio each include the two 2,5-position isomers.
Einige ganz besonders bevorzugte kleinere Gruppen von Verbindungen der Formel I sind diejenigen der Teilformeln I93 bis I125: worin R2 und R3 Alkyl, Alkoxy, Alkenyl oder Alkenyloxy mit 2 bis 7 C-Atomen bedeuten und R4 die Bedeutung F, CN oder OCF3 aufweist.Some very particularly preferred smaller groups of compounds of the formula I are those of the partial formulas I93 to I125: wherein R 2 and R 3 are alkyl, alkoxy, alkenyl or alkenyloxy having 2 to 7 carbon atoms and R 4 is F, CN or OCF 3 .
Ganz besonders bevorzugte Verbindungen dieser Gruppe sind die der Formeln I93, I95, I96, I97, I100, I103, I104, I108, I111 und I115.Very particularly preferred compounds of this group are those of the formulas I93, I95, I96, I97, I100, I103, I104, I108, I111 and I115.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind die Verbindungen der Formel II, die als Ausgangsverbindungen bei der Herstellung der Verbindungen der Formel I eingesetzt werden: worin
Q, Q1 unabhängig voneinander C=O, C(OH)-(Z-A)p-R, C(OH)-(Z1-A1)t-R1, C=CH2 oder
r 1, 2 oder 3
und
R, R1, Z, Z1 A, A1, p, t, m und n die oben angegebene Bedeutung aufweisen.Another object of the invention are the compounds of formula II, which are used as starting compounds in the preparation of the compounds of formula I: wherein
Q, Q 1 independently of one another are C =O, C (OH) - (ZA) p -R, C (OH) - (Z 1 -A 1 ) t -R 1 , C =CH 2 or
r 1, 2 or 3
and
R, R 1 , Z, Z 1 A, A 1 , p, t, m and n have the abovementioned meaning.
Sofern die Gruppe A in den Verbindungen der Formel II mehrfach auftritt, kann sie dieselben oder verschiedene Bedeutungen annehmen. Das gleiche gilt auch für A1, Z und Z1 sowie für alle anderen mehrfach auftetenden Gruppen.If the group A occurs several times in the compounds of the formula II, it may assume the same or different meanings. The same applies to A 1 , Z and Z 1 as well as to all other repeated groups.
Die bevorzugten Bedeutungen, die für die Gruppen R, R1, Z, Z1 A, A1, p, t, m und n der Verbindungen der Formel I angegeben sind, gelten auch für die Verbindungen der Formel II. Die bevorzugte Bedeutung von r ist 1 oder 3.The preferred meanings given for the groups R, R 1 , Z, Z 1 A, A 1 , p, t, m and n of the compounds of the formula I also apply to the compounds of the formula II r is 1 or 3.
Die Verbindungen der Formeln I und II 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 Reaktions bedingungen, die für die genannten Umsetzungen bekannt und geeignet sind. The compounds of the formulas I and II 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 reactions mentioned.
Dabei kann man von an sich bekannten, hier nicht näher erwähnten Varianten Gebrauch machen.One can make use of known per se, not mentioned here variants.
Die Ausgangsstoffe können gewünschtenfalls auch in situ gebildet werden, derart, daß man sie aus dem Reaktionsgemisch nicht isoliert, sondern sofort weiter zu den Verbindungen der Formeln I und II umsetzt.If desired, the starting materials may also be formed in situ, such that they are not isolated from the reaction mixture, but immediately further reacted to the compounds of formulas I and II.
Die Synthese der Verbindungen der Formeln I und II, worin A axial fluoriertes Cyclohexan bedeutet, kann durch Anwendung von Fluorwasserstoff unter Druck oder durch Amin-Fluorwasserstoff-Addukte bewirkt werden (z. B. A. V. Grosse, C. B. Linn, J. Org. Chem. 3, (1938) 26; G. A. Olah, M. Nojima, I. Kerekes, Synthesis, (1973) 779); G. A. Olah, X-Y. Li, Q. Wang, G. K. S. Prakash, Synthesis (1993) 693).The synthesis of the compounds of formulas I and II in which A is axially fluorinated cyclohexane can be effected by the use of hydrogen fluoride under pressure or by amine-hydrogen fluoride adducts (for example, AW Grosse, CB Linn, J. Org. (1938) 26, GA Olah, M. Nojima, I. Kerekes, Synthesis, (1973) 779); G.A. Olah, X-Y. Li, Q. Wang, G.K.S.S. Prakash, Synthesis (1993) 693).
Diketone der Formel II (Q1=Q2=C=O) bzw. deren Monoketale werden bevorzugt als Ausgangsmaterial zur Darstellung flüssigkristalliner Verbindungen der Formel I eingesetzt. Die Ketone werden dazu mit einer Mg-, Li-, Ce-, Ti-, oder Zn-organischen Verbindung, enthaltend den Rest R, R1, (A-Z)p-R oder (Z1-A1)t-R, unter Bildung der entsprechenden tertiären Alkohole umgesetzt, die dehydratisiert und anschließend hydriert werden. Hierbei entstehen im allgemeinen cis/trans-Isomerengemische der Verbindungen der Formel I, woraus durch Isomerisierung und/oder chromatographische Trennung die Einzelverbindungen erhalten werden können.Diketones of the formula II (Q 1 = Q 2 = C = O) or their monoketals are preferably used as starting material for the preparation of liquid-crystalline compounds of the formula I. The ketones are added with an Mg, Li, Ce, Ti or Zn organic compound containing the radical R, R 1 , (AZ) p -R or (Z 1 -A 1 ) t -R, reacted to form the corresponding tertiary alcohols which are dehydrated and then hydrogenated. In general, cis / trans isomer mixtures of the compounds of the formula I are formed, from which the individual compounds can be obtained by isomerization and / or chromatographic separation.
Die folgenden Teilformeln II1 bis II15 stellen weitere besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar: worin R, R1, L1, L2 L3 und r die oben angegebene Bedeutung aufweisen.The following sub-formulas II1 to II15 represent further particularly preferred embodiments of the invention: wherein R, R 1 , L 1 , L 2 L 3 and r have the meaning given above.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können z. B. nach folgenden Reaktionsschemata hergestellt werden: Schema 1: Schema 2: Schema 3: Schema 4: Schema 5: The compounds of the invention may, for. B. be prepared according to the following reaction schemes: Scheme 1: Scheme 2: Scheme 3: Scheme 4: Scheme 5:
Verbindung 24 ist erhältlich nach J. Org. Chem. 60, 7865 (1995) Schema 6: Schema 7: Schema 8: Schema 9: Schema 10: Schema 11: Compound 24 is available from J. Org. Chem. 60, 7865 (1995). Scheme 6: Scheme 7: Scheme 8: Scheme 9: Scheme 10: Scheme 11:
Alkenyle der Formel I oder II werden bevorzugt aus den entsprechenden Monoketonen durch Transformation der Carbonylgruppe in einen Aldehyd nach Wittig mit dem Ylid eines Methoxymethyltriphenylphosphoniumhalogenids und anschließender Hydrolyse erhalten. Die wiederholte Umsetzung des gebildeten Aldehyds mit diesem Ylid führt zu den entsprechenden Aldehydhomologen. Der gebildete Aldehyd liefert nach weiterer Wittigreaktion mit einem Alkylphosphoniumsalz das Olefin.Alkenyls of the formula I or II are preferably obtained from the corresponding monoketones by transformation of the carbonyl group into an aldehyde according to Wittig with the ylide of a methoxymethyltriphenylphosphonium halide and subsequent hydrolysis. The repeated reaction of the aldehyde formed with this ylide leads to the corresponding aldehyde homologues. The aldehyde formed gives after further Wittig reaction with an alkylphosphonium salt, the olefin.
Ester der Formel I oder II können auch durch Veresterung entsprechender Carbonsäuren (oder ihrer reaktionsfähigen Derivate) mit Alkoholen bzw. Phenolen (oder ihren reaktionsfähigen Derivaten) oder nach der DCC-Methode (DCC = Dicyclohexylcarbodiimid) erhalten werden.Esters of the formula I or II can also be obtained by esterification of corresponding carboxylic acids (or their reactive derivatives) with alcohols or phenols (or their reactive derivatives) or by the DCC method (DCC = dicyclohexylcarbodiimide).
Die entsprechenden Carbonsäuren und Alkohole bzw. Phenole sind bekannt oder können in Analogie zu bekannten Verfahren hergestellt werden.The corresponding carboxylic acids and alcohols or phenols are known or can be prepared analogously to known processes.
Als reaktionsfähige Derivate der genannten Carbonsäuren eignen sich insbesondere die Säurehalogenide, vor allem die Chloride und Bromide, ferner die Anhydride, Azide oder Ester, insbesondere Alkylester mit 1-4 C-Atomen in der Alkylgruppe.Particularly suitable as reactive derivatives of said carboxylic acids are the acid halides, especially the chlorides and bromides, and also the anhydrides, azides or esters, in particular alkyl esters having 1-4 C atoms in the alkyl group.
Als reaktionsfähige Derivate der genannten Alkohole bzw. Phenole kommen insbesondere die entsprechenden Metallalkoholate bzw. Phenolate, vorzugsweise eines Alkalimetalls wie Na oder K, in Betracht.Suitable reactive derivatives of said alcohols or phenols are, in particular, the corresponding metal alcoholates or phenolates, preferably an alkali metal such as Na or K.
Die Veresterung wird vorteilhaft in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels durchgeführt. Gut geeignet sind insbesondere Ether wie Diethylether, Di-n-butylether, THF, Dioxan oder Anisol, Ketone wie Aceton, Butanon oder Cyclohexanon, Amide wie DMF oder Phosphorsäurehexamethyltriamid, Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol oder Xylol, Halogenkohlenwasserstoffe wie Tetrachlorkohlenstoff oder Tetrachlorethylen und Sulfoxide wie Dimethylsulfoxid oder Sulfolan. Mit Wasser nicht mischbare Lösungsmittel können gleichzeitig vorteilhaft zum azeotropen Abdestillieren des bei der Veresterung gebildeten Wassers verwendet werden. Gelegentlich kann auch ein Überschuß einer organischen Base, z. B. Pyridin, Chinolin oder Triethylamin, als Lösungsmittel für die Veresterung angewandt werden. Die Veresterung kann auch in Abwesenheit eines Lösungsmittels, z. B. durch einfaches Erhitzen der Komponenten in Gegenwart von Natriumacetat, durchgeführt werden. Die Reaktionstemperatur liegt gewöhnlich zwischen –50° und +250°, vorzugsweise zwischen –20° und +80°. Bei diesen Temperaturen sind die Veresterungsreaktionen in der Regel nach 15 Minuten bis 48 Stunden beendet.The esterification is advantageously carried out in the presence of an inert solvent. Particularly suitable are in particular ethers such as diethyl ether, di-n-butyl ether, THF, dioxane or anisole, ketones such as acetone, butanone or cyclohexanone, amides such as DMF or phosphoric hexamethyltriamide, hydrocarbons such as benzene, toluene or xylene, halogenated hydrocarbons such as carbon tetrachloride or tetrachlorethylene and sulfoxides such as Dimethyl sulfoxide or sulfolane. Water-immiscible solvents can also be advantageously used to azeotropically distill off the water formed in the esterification. Occasionally, an excess of an organic base, for. As pyridine, quinoline or triethylamine, be used as a solvent for the esterification. The esterification can also in the absence of a solvent, for. B. by simply heating the components in the presence of sodium acetate, performed. The reaction temperature is usually between -50 ° and + 250 °, preferably between -20 ° and + 80 °. At these temperatures, the esterification reactions are usually completed after 15 minutes to 48 hours.
Im einzelnen hängen die Reaktionsbedingungen für die Veresterung weitgehend von der Natur der verwendeten Ausgangsstoffe ab. So wird eine freie Carbonsäure mit einem freien Alkohol oder Phenol in der Regel in Gegenwart einer starken Säure, beispielsweise einer Mineralsäure wie Salzsäure oder Schwefelsäure, umgesetzt. Eine bevorzugte Reaktionsweise ist die Umsetzung eines Säureanhydrids oder insbesondere eines Säurechlorids mit einem Alkohol, vorzugsweise in einem basischen Milieu, wobei als Basen insbesondere Alkalimetallhydroxide wie Natrium- oder Kaliumhydroxid, Alkalimetallcarbonate bzw. -hydrogencarbonate wie Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumcarbonat oder Kaliumhydrogencarbonat, Alkalimetallacetate wie Natrium- oder Kaliumacetat, Erdalkalimetallhydroxide wie Calciumhydroxid oder organische Basen wie Triethylamin, Pyridin, Lutidin, Kollidin oder Chinolin von Bedeutung sind. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Veresterung besteht darin, daß man den Alkohol bzw. das Phenol zunächst in das Natrium- oder Kaliumalkoholat bzw. -phenolat überführt, z. B. durch Behandlung mit ethanolischer Natron- oder Kalilauge, dieses isoliert und mit einem Säureanhydrid oder insbesondere Säurechlorid umsetzt.In particular, the reaction conditions for the esterification depend largely on the nature of the starting materials used. Thus, a free carboxylic acid is reacted with a free alcohol or phenol usually in the presence of a strong acid, for example a mineral acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid. A preferred mode of reaction is the reaction of an acid anhydride or in particular an acid chloride with an alcohol, preferably in a basic medium, wherein as bases in particular alkali metal hydroxides such as sodium or potassium hydroxide, alkali metal carbonates or bicarbonates such as sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate or potassium bicarbonate, alkali metal acetates such as sodium or potassium acetate, alkaline earth metal hydroxides such as calcium hydroxide or organic bases such as triethylamine, pyridine, lutidine, collidine or quinoline are of importance. Another preferred embodiment of the esterification is that the alcohol or phenol is first converted into the sodium or potassium alcoholate or phenolate, z. B. by treatment with ethanolic sodium or potassium hydroxide solution, this isolated and reacted with an acid anhydride or in particular acid chloride.
Nitrile können durch Austausch von Halogenen mit Kupfercyanid oder Alkalicyanid erhalten werden.Nitriles can be obtained by exchanging halogens with copper cyanide or alkali cyanide.
In einem weiteren Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel I oder II, worin Z und/oder Z1 -CH=CH- bedeutet, setzt man ein Arylhalogenid mit einem Olefin um in Gegenwart eines tertiären Amins und eines Palladiumkatalysators (vgl. R. F. Heck, Acc. Chem. Res. 12 (1979) 146). Geeignete Arylhalogenide sind beispielsweise Chloride, Bromide und Iodide, insbesondere Bromide und Iodide. Die für das Gelingen der Kupplungs-reaktion erforderlichen tertiären Amine, wie z. B. Triethylamin, eignen sich auch als Lösungsmittel. Als Palladiumkatalysatoren sind beispielsweise dessen Salze, insbesondere (Pd(II)-acetat, mit organischen Phosphor(III)-Verbindungen wie z. B. Triarylphosphanen geeignet. Man kann dabei in Gegenwart oder Abwesenheit eines inerten Lösungsmittels bei Temperaturen zwischen etwa 0°C und 150°C, vorzugsweise zwischen 20°C und 100°C, arbeiten; als Lösungsmittel kommen z. B. Nitrile wie Acetonitril oder Kohlenwasserstoffe wie Benzol oder Toluol in Betracht. Die als Ausgangsstoffe eingesetzten Arylhalogenide und Olefine sind vielfach im Handel erhältlich oder können nach literaturbekannten Verfahren hergestellt werden, beispielsweise durch Halogenierung entsprechender Stammverbindungen bzw. durch Eliminierungsreaktionen an entsprechenden Alkoholen oder Halogeniden.In a further process for the preparation of the compounds of the formula I or II in which Z and / or Z 1 is -CH = CH-, an aryl halide is reacted with an olefin in the presence of a tertiary amine and a palladium catalyst (cf. Acc. Chem. Res. 12 (1979) 146). Suitable aryl halides are, for example, chlorides, bromides and iodides, in particular bromides and iodides. The necessary for the success of the coupling reaction tertiary amines, such as. As triethylamine, are also suitable as a solvent. As palladium catalysts, for example, its salts, in particular (Pd (II) acetate, with organic phosphorus (III) compounds such as, for example, triarylphosphines, can be used in the presence or absence of an inert solvent at temperatures between about 0.degree 150 ° C., preferably between 20 ° C. and 100 ° C. The solvents used may be, for example, nitriles such as acetonitrile or hydrocarbons such as benzene or toluene The aryl halides and olefins used as starting materials are commercially available or can be widely used literature methods are prepared, for example by halogenation of corresponding parent compounds or by elimination reactions of corresponding alcohols or halides.
Auf diese Weise sind beispielsweise Stilbenderivate herstellbar. Die Stilbene können weiterhin hergestellt werden durch Umsetzung eines 4-substituierten Benzaldehyds mit einem entsprechenden Phosphorylid nach Wittig. Man kann aber auch Tolane der Formel I oder II herstellen, indem man anstelle des Olefins monosubstituiertes Acetylen einsetzt (Synthesis 627 (1980) oder Tetrahedron Lett. 27, 1171 (1986)).In this way, for example stilbene derivatives can be produced. The stilbenes can be further prepared by reacting a 4-substituted benzaldehyde with a corresponding Wittig phosphorylide. However, it is also possible to prepare tolans of the formula I or II by using monosubstituted acetylene in place of the olefin (Synthesis 627 (1980) or Tetrahedron Lett. 27, 1171 (1986)).
Kopplungen von Alkinyl-Verbindungen mit Arylhalogeniden können analog dem von A. D. King, E. Negishi, F. J. Villani und A. Silveira in J. Org. Chem 43, 358 (1978) beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.Couplings of alkynyl compounds with aryl halides can be carried out analogously to the method described by A.D. King, E. Negishi, F.J. Villani and A. Silveira in J. Org. Chem 43, 358 (1978).
Tolane der Formel I oder II können auch über die Fritsch-Buttenberg-Wiechell-Umlagerung (Ann. 279, 319, 1984) hergestellt werden, bei der 1,1-Diaryl-2-halogenethylene umgelagert werden zu Diarylacetylenen in Gegenwart starker Basen.Tolans of the formula I or II can also be prepared via the Fritsch-Buttenberg-Wiechell rearrangement (Ann, 279, 319, 1984), in which 1,1-diaryl-2-haloethylenes are rearranged to diarylacetylenes in the presence of strong bases.
Tolane der Formel I oder II können auch hergestellt werden, indem man die entsprechenden Stilbene bromiert und anschließend einer Dehydrohalogenierung unterwirft. Dabei kann man an sich bekannte, hier nicht näher erwähnte Varianten dieser Umsetzung anwenden. Ether der Formel I oder II sind durch Veretherung entsprechender Hydroxyverbindungen, vorzugsweise entsprechender Phenole, erhältlich, wobei die Hydroxyverbindung zweckmäßig zunächst in ein entsprechendes Metallderivat, z. B. durch Behandeln mit NaH, NaNH2, NaOH, KOH, Na2CO3 oder K2CO3 in das entsprechende Alkalimetallalkoholat oder Alkalimetallphenolat übergeführt wird. Dieses kann dann mit dem entprechenden Alkylhalogenid, -sulfonat oder Dialkylsulfat umgesetzt werden, zweckmäßig in einem inerten Lösungsmitte; wie z. B. Aceton, 1,2-Dimethoxythan, DMF oder Dimethylsulfoxid oder auch mit einem Überschuß an wäßriger oder wäßrig-alkoholischer NaOH oder KOH bei Temperaturen zwischen etwa 20°C und 100°C.Tolans of formula I or II may also be prepared by brominating the appropriate stilbene and then subjecting to dehydrohalogenation. In this case, one can use known per se, not mentioned here variants of this implementation. Ethers of formula I or II are obtainable by etherification of corresponding hydroxy compounds, preferably corresponding phenols, wherein the hydroxy compound is suitably first in a corresponding metal derivative, for. B. by treatment with NaH, NaNH 2 , NaOH, KOH, Na 2 CO 3 or K 2 CO 3 is converted into the corresponding alkali metal or alkali metal phenolate. This can then be reacted with the entprechenden alkyl halide, sulfonate or dialkyl sulfate, suitably in an inert solvent; such as As acetone, 1,2-dimethoxythane, DMF or dimethyl sulfoxide or with an excess of aqueous or aqueous-alcoholic NaOH or KOH at temperatures between about 20 ° C and 100 ° C.
Zur Herstellung der lateral substituierten Fluor- oder Chlor-Verbindungen der Formel I oder Ilkönnen entsprechende Anilinderivate mit Natriumnitrit und entweder mit Tetrafluorborsäure (zur Einführung eines F-Atoms) oder mit Kupfer-(I)-chlorid (zur Einführung eines Cl-Atoms) zu dem Diazoniumalzen umgesetzt werden, die dann bei Temperaturen von 100°–140° thermisch zersetzt werden.To prepare the laterally substituted fluoro or chloro compounds of the formula I or II, corresponding aniline derivatives can be added with sodium nitrite and either with tetrafluoroboric acid (for introducing an F atom) or with copper (I) chloride (for introducing a Cl atom) the diazonium salts are reacted, which are then thermally decomposed at temperatures of 100 ° -140 °.
Die Verknüpfung eines aromatischen Kern mit einem nicht aromatischen Kern oder zweier nicht aromatischer Kerne erhält man vorzugsweise durch Kondensation einer lithium- oder magnesiumorganischen Verbindung mit einem Keton, falls zwischen den Kernen eine aliphatische Gruppe Z und/oder Z1 sein soll.The linking of an aromatic nucleus with a non-aromatic nucleus or two non-aromatic nuclei is preferably obtained by condensation of a lithium or organomagnesium compound with a ketone, if between the nuclei an aliphatic group Z and / or Z 1 should be.
Die metallorganischen Verbindungen stellt man beispielsweise durch Metall-Halogenaustausch (z. B. nach Org. React. 6, 339–366 (1951)) zwischen der entsprechenden Halogen-Verbindung und einer lithium-rganischen Verbindung wie vorzugsweise tert-Butyllithium oder Lithium-Naphthalenid oder durch Umsatz mit Magnesiumspänen her.The organometallic compounds are prepared, for example, by metal-halogen exchange (for example according to Org. React. 6, 339-366 (1951)) between the corresponding halogen compound and a lithium organic compound, such as preferably tert-butyllithium or lithium naphthalenide, or by reaction with magnesium turnings.
Die Verknüpfung zweier aromatischer Ringe oder einer aliphatischen Gruppe Z und/oder Z1 mit einem aromatischen Ring erfolgt vorzugsweise durch Friedel-Crafts-Alkylierung oder Acylierung dadurch, daß man die entsprechenden aromatischen Verbindungen unter Lewis-Säure-Katalyse umsetzt. Geeignete Lewis-Säuren sind z. B. SnCl4, ZnCl2 oder besonders AlCl3 und TiCl4.The linking of two aromatic rings or an aliphatic group Z and / or Z 1 with an aromatic ring is preferably carried out by Friedel-Crafts alkylation or acylation by reacting the corresponding aromatic compounds under Lewis acid catalysis. Suitable Lewis acids are, for. As SnCl 4 , ZnCl 2 or especially AlCl 3 and TiCl 4 .
Weiterhin läßt sich die Verknüpfung zweier aromatischer Ringe durch die Ullmann-Reaktion (z. B. Synthesis 1974, 9) zwischen Aryljodiden mit Kupferodid, vorzugsweise aber zwischen einer Aryl-Kupfer-Verbindung und einem Aryljodid, oder durch die Gomberg-Bachmann-Reaktion zwischen einem Aryl-Diazoniumsalz und der entsprechenden aromatischen Verbindung (z. B. Org. React. 2, 224 (1944)) durchführen.Furthermore, the linkage of two aromatic rings by the Ullmann reaction (eg Synthesis 1974, 9) between aryl iodides with copper iodide, but preferably between an aryl-copper compound and an aryl iodide, or by the Gomberg-Bachmann reaction between an aryl diazonium salt and the corresponding aromatic compound (e.g., Org. React. 2, 224 (1944)).
Weiterhin können zur Kopplung von Aromaten Arylhalogenide mit Arylzinnverbindungen umgesetzt werden. Bevorzugt werden diese Reaktionen unter Zusatz eines Katalysators wie z. B. eines Palladium(O)komplexes in inerten Lösungsmitteln wie Kohlenwasserstoffen bei hohen Temperaturen, z. B. in siedendem Xylol, unter Schutzgas durchgeführt.Furthermore, aryl halides can be reacted with aryl tin compounds for the coupling of aromatics. These reactions are preferred with the addition of a catalyst such as. B. a palladium (O) complex in inert solvents such as hydrocarbons at high temperatures, eg. B. in boiling xylene, carried out under inert gas.
Darüberhinaus können die Verbindungen der Formel I oder II hergestellt werden, indem man eine Verbindung, die sonst der Formel I bzw. der Formel II entspricht, aber an Stelle von H-Atomen eine oder mehrere reduzierbare Gruppen und/oder C-C-Bindungen enthält, reduziert.Moreover, the compounds of the formula I or II can be prepared by reducing a compound which otherwise corresponds to the formula I or the formula II but contains one or more reducible groups and / or C-C bonds instead of H atoms ,
Als reduzierbare Gruppen kommen vorzugsweise Carbonylgruppen in Betracht, insbesondere Ketogruppen, ferner z. B. freie oder veresterte Hydroxygruppen oder aromatisch gebundene Halogenatome. Bevorzugte Ausgangsstoffe für die Reduktion sind Verbindungen entsprechend der Formel I oder II, die aber an Stelle eines Cyclohexanringes einen Cyclohexenring oder Cyclohexanonring und/oder an Stelle einer -CH2CH2-Gruppe eine -CH=CH-Gruppe und/oder an Stelle einer -CH2-Gruppe eine -CO-Gruppe und/oder an Stelle eine H-Atoms eine freie oder eine funktionell (z. B. in Form ihres p-Toluolsulfonats) abgewandelte OH-Gruppe enthalten.As reducible groups are preferably carbonyl groups, in particular keto groups, also z. B. free or esterified hydroxy groups or aromatically bound halogen atoms. Preferred starting materials for the reduction are compounds corresponding to the formula I or II, but instead of a cyclohexane ring, a cyclohexene ring or cyclohexanone ring and / or instead of a -CH 2 CH 2 group a -CH = CH group and / or instead of -CH 2 group is a -CO-group and / or instead of an H atom, a free or a functional (eg, in the form of its p-toluenesulfonate) modified OH group.
Die Reduktion kann z. B. erfolgen durch katalytische Hydrierung bei Temperaturen zwischen etwa 0° und etwa 200° sowie Drucken zwischen etwa 1 und 200 bar in einem inerten Lösungsmittel, z. B. einem Alkohol wie Methanol, Ethanol oder Isopropanol, einem Ether wie Tetrahydrofuran (THF) oder Dioxan, einem Ester wie Tetrahydrofuran (THF) oder Dioxan, einem Ester wie Ethylacetat, einer Carbonsäure wie Essigsäure oder einem Kohlenwasserstoff wie Cyclohexan. Als Katalysatoren eignen sich zweckmäßig Edelmetalle wie Pt oder Pd, die in Form von Oxiden (z. B. PtO2, PdO), auf einem Träger (z. B. Pd auf Kohle, Calciumcarbonat oder Strontiumcarbonat) oder in feinverteilter Form eingesetzt werden können.The reduction can z. Example, by catalytic hydrogenation at temperatures between about 0 ° and about 200 ° and pressures between about 1 and 200 bar in an inert solvent, for. An alcohol such as methanol, ethanol or isopropanol, an ether such as tetrahydrofuran (THF) or dioxane, an ester such as tetrahydrofuran (THF) or dioxane, an ester such as ethyl acetate, a carboxylic acid such as acetic acid or a hydrocarbon such as cyclohexane. Suitable catalysts are suitably noble metals such as Pt or Pd, which can be used in the form of oxides (eg PtO 2 , PdO), on a support (eg Pd on carbon, calcium carbonate or strontium carbonate) or in finely divided form ,
Ketone können auch nach den Methoden von Clemmensen (mit Zink, amalgamiertem Zink oder Zinn und Salzsäure, zweckmäßig in wäßrigalkoholischer Lösung oder in heterogener Phase mit Wasser/Toluol bei Temperaturen zwischen etwa 80 und 120°) oder Wolff-Kishner (mit Hydrazin, zweckmäßig in Gegenwart von Alkali wie KOH oder NaOH in einem hochsiedenden Lösungsmittel wie Diethylenglykol oder Triethylenglykol bei Temperturen zwischen etwa 100 und 200°) zu den entsprechendenn Verbindungen der Formel I oder II, die Alkylgruppen und/oder -CH2CH2-Brücken enthalten, reduziert werden.Ketones can also by the methods of Clemmensen (with zinc, amalgamated zinc or tin and hydrochloric acid, suitably in aqueous alcoholic solution or in heterogeneous phase with water / toluene at temperatures between about 80 and 120 °) or Wolff-Kishner (with hydrazine, useful in Presence of alkali such as KOH or NaOH in a high boiling solvent such as diethylene glycol or triethylene glycol at temperatures between about 100 and 200 °) to the corresponding compounds of formula I or II containing alkyl groups and / or -CH 2 CH 2 bridges ,
Weiterhin sind Reduktionen mit komplexen Hydriden möglich. Beispielsweise können Arylsulfonyloxygruppen mit LiAlH4 reduktiv entfernt werden, insbesondere p-Toluolsulfonyloxymethylgruppen zu Methylgruppen reduziert werden, zweckmäßig in einem inerten Lösungsmittel wie Diethylether oder THF bei Temperaturen zwischen etwa 0 und 100°. Doppelbindungen können mit NaBH4 oder Tributylzinnhydrid in Methanol hydriert werden.Furthermore, reductions with complex hydrides are possible. For example, arylsulfonyloxy groups can be removed by reduction with LiAlH 4 , in particular p-toluenesulfonyloxymethyl groups can be reduced to methyl groups, expediently in an inert solvent such as diethyl ether or THF at temperatures between about 0 and 100 °. Double bonds can be hydrogenated with NaBH 4 or tributyltin hydride in methanol.
Die Ausgangsmaterialien sind entweder bekannt oder können in Analogie zu bekannten Verbindungen hergestellt werden.The starting materials are either known or can be prepared in analogy to known compounds.
Die erfindungsgemäßen flüssigkristallinen Medien enthalten vorzugsweise neben einer oder mehreren erfindungsgemäßen Verbindungen als weitere Bestandteile 2 bis 40, insbesondere 4 bis 30 Komponenten. Ganz besonders bevorzugt enthalten diese Medien neben einer oder mehreren erfindungsgemäßen Verbindungen 7 bis 25 Komponenten. Diese weiteren Bestandteile werden vorzugsweise ausgewählt aus nematischen oder nematogenen (monotropen oder isotropen) Substanzen, insbesondere Substanzen aus den Klassen der Azoxybenzole, Benzylidenaniline, Biphenyle, Terphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylbenzoate, Cyclohexancarbonsäure-Phenyl- oder cyclohexylester, Phenyl- oder Cyclohexylester der Cyclohexylbenzoesäure, Phenyl- oder Cyclohexyl-ester der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure, Cyclohexyl-phenylester der Benzoesäure, der Cyclohexancarbonsäure, bzw. der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure, Phenylcyclohexane, Cyclohexylbiphenyle, Phenylcyclohexylcyclohexane, Cyclohexylcyclohexane, Cyclohexylcyclohexylcyclohexene, 1,4-Bis-cyclohexylbenzole, 4,4'-Bis-cyclohexylbiphenyle, Phenyl- oder Cyclohexyl-pyrimidine, Phenyl- oder Cyclohexylpyridine, Phenyl- oder Cyclohexyldioxane, Phenyl- oder Cyclohexyl-1,3-dithiane, 1,2-Diphenylethane, 1,2-Dicyclohexylethane, 1-Phenyl-2-cyclohexylethane, 1-Cyclohexyl-2-(4-phenyl-cyclohexyl)-ethane, 1-Cyclohexyl-2-biphenylylethane, 1-Phenyl-2-cyclohexyl-phenylethane, gegebenenfalls halogenierten Stilbene, Benzylphenylether, Tolane und substituierten Zimtsäuren. Die 1,4-Phenylengruppen in diesen Verbindungen können auch fluoriert sein.The liquid-crystalline media according to the invention preferably contain, in addition to one or more compounds according to the invention, as further constituents 2 to 40, in particular 4 to 30 components. With very particular preference these media contain, in addition to one or more compounds according to the invention, 7 to 25 components. These further constituents are preferably selected from nematic or nematogenic (monotropic or isotropic) substances, in particular substances from the classes of azoxybenzenes, benzylideneanilines, biphenyls, terphenyls, phenyl or cyclohexyl benzoates, Cyclohexanecarboxylic acid phenyl or cyclohexyl esters, phenyl or cyclohexyl esters of cyclohexylbenzoic acid, phenyl or cyclohexyl esters of cyclohexylcyclohexanecarboxylic acid, cyclohexyl phenyl esters of benzoic acid, cyclohexanecarboxylic acid or of cyclohexylcyclohexanecarboxylic acid, phenylcyclohexanes, cyclohexylbiphenyls, phenylcyclohexylcyclohexanes, cyclohexylcyclohexanes, cyclohexylcyclohexylcyclohexenes, 1,4 Bis-cyclohexylbenzenes, 4,4'-bis-cyclohexylbiphenyls, phenyl- or cyclohexyl-pyrimidines, phenyl- or cyclohexylpyridines, phenyl- or cyclohexyl-dioxanes, phenyl- or cyclohexyl-1,3-dithiane, 1,2-diphenylethanes, 1, 2-dicyclohexylethanes, 1-phenyl-2-cyclohexylethanes, 1-cyclohexyl-2- (4-phenyl-cyclohexyl) -ethanes, 1-cyclohexyl-2-biphenylylethanes, 1-phenyl-2-cyclohexyl-phenylethanes, optionally halogenated stilbenes, Benzylphenyl ethers, tolans and substituted cinnamic acids. The 1,4-phenylene groups in these compounds can also be fluorinated.
Die wichtigsten als weitere Bestandteile erfindungsgemäßer Medien in Frage kommenden Verbindungen lassen sich durch die Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 charakterisieren:
In den Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 bedeuten L und E, die gleich oder verschieden sein können, jeweils unabhängig voneinander einen bivalenten Rest aus der aus -Phe-, -Cyc-, -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -Pyr-, -Dio-, -G-Phe- und -G-Cyc- sowie deren Spiegelbilder gebildeten Gruppe, wobei Phe unsubstituiertes oder durch Fluor substituiertes 1,4-Phenylen, Cyc trans-1,4-Cyclohexylen oder 1,4-Cyclohexylen, Pyr Pyrimidin-2-5-diyl oder Pyridin-2,5-diyl, Dio 1,3-Dioxan-2,5-diyl und G 2-(trans-1,4-Cyclo hexyl)-ethyl, Pyrimidin-2,5-diyl, Pyridin-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl bedeuten.In formulas 1, 2, 3, 4 and 5, L and E, which may be the same or different, each independently represents a bivalent radical selected from the group consisting of -Phe-, -Cyc-, -Phe-Phe-, -Phe- Cyc, -Cyc-Cyc, -Pyr-, -Dio, -G-Phe- and -G-Cyc- and their mirror images formed group, wherein Phe is unsubstituted or substituted by fluorine 1,4-phenylene, Cyc trans- 1,4-cyclohexylene or 1,4-cyclohexylene, Pyr pyrimidine-2-5-diyl or pyridine-2,5-diyl, Dio 1,3-dioxane-2,5-diyl and G 2- (trans-1, 4-cyclohexyl) ethyl, pyrimidine-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl or 1,3-dioxane-2,5-diyl.
Vorzugsweise ist einer der Reste L und E Cyc, Phe oder Pyr. E ist vorzugsweise Cyc, Phe oder Phe-Cyc. Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Komponenten ausgewählt aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5, worin L und E ausgewählt sind aus der Gruppe Cyc, Phe und Pyr und gleichzeitig eine oder mehrere Komponenten ausgewählt aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5, worin einer der Reste L und E ausgewählt ist aus der Gruppe Cyc, Phe und Pyr und der andere Rest ausgewählt ist aus der Gruppe -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- und -G-Cyc-, und gegebenenfalls eine oder mehrere Komponenten ausgewählt aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5, worin die Reste L und E ausgewählt sind aus der Gruppe -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- und -G-Cyc-.Preferably, one of L and E is Cyc, Phe or Pyr. E is preferably Cyc, Phe or Phe-Cyc. The media according to the invention preferably comprise one or more components selected from the compounds of the formulas 1, 2, 3, 4 and 5, in which L and E are selected from the group Cyc, Phe and Pyr and simultaneously one or more components selected from the compounds of the Formulas 1, 2, 3, 4 and 5, wherein one of the radicals L and E is selected from the group Cyc, Phe and Pyr and the other radical is selected from the group -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, - Cyc-Cyc, -G-Phe and -G-Cyc-, and optionally one or more components selected from the compounds of formulas 1, 2, 3, 4 and 5, wherein the radicals L and E are selected from the group -Phe-Cyc, -Cyc-Cyc, -G-Phe and -G-Cyc-.
R' und R'' bedeuten in einer kleineren Untergruppe der Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 jeweils unabhängig voneinander Alkyl, Alkenyl, Alkoxy, Alkoxyalkyl, Alkenyloxy oder Alkanoyloxy mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen. Im folgenden wird diese kleinere Untergruppe Gruppe A genannt und die Verbindungen werden mit den Teilformeln 1a, 2a, 3a, 4a und 5a bezeichnet. Bei den meisten dieser Verbindungen sind R' und R'' voneinander verschieden, wobei einer dieser Reste meist Alkyl, Alkenyl, Alkoxy oder Alkoxyalkyl ist.R 'and R "in a smaller subgroup of the compounds of formulas 1, 2, 3, 4 and 5 are each independently alkyl, alkenyl, alkoxy, alkoxyalkyl, alkenyloxy or alkanoyloxy of up to 8 carbon atoms. In the following, this smaller subgroup will be called Group A and the compounds will be referred to as Partial Formulas 1a, 2a, 3a, 4a and 5a. In most of these compounds R 'and R "are different from each other, one of these radicals is usually alkyl, alkenyl, alkoxy or alkoxyalkyl.
In einer anderen als Gruppe B bezeichneten kleineren Untergruppe der Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 bedeutet R''-F, -Cl, -NCS oder -(O)lCH3-(k+l)FkCll, wobei i 0 oder 1 und k und 11, 2 oder 3 sind; die Verbindungen, in denen R'' diese Bedeutung hat, werden mit den Teilformeln 1b, 2b, 3b, 4b und 5b bezeichnet. Besonders bevorzugt sind solche Verbindungen der Teilformeln 1b, 2b, 3b, 4b und 5b, in denen R'' die Bedeutung -F, -Cl, -NCS, -CF3, -OCHF2 oder -OCF3 hat.In a smaller subgroup of the compounds of the formulas 1, 2, 3, 4 and 5 designated as group B, R '' is - F, -Cl, -NCS or - (O) 1 CH 3 - (k + 1) F k Cl l , where i is 0 or 1 and k and 11, 2 or 3; the compounds in which R "has this meaning are designated by the subformulae 1b, 2b, 3b, 4b and 5b. Particular preference is given to those compounds of the subformulae 1b, 2b, 3b, 4b and 5b in which R "has the meaning -F, -Cl, -NCS, -CF 3 , -OCHF 2 or -OCF 3 .
In den Verbindungen der Teilformeln 1b, 2b, 3b, 4b und 5b hat R' die bei den Verbindungen der Teilformeln 1a–5a angegebene Bedeutung und ist vorzugsweise Alkyl, Alkenyl, Alkoxy oder Alkoxyalkyl.In the compounds of sub-formulas 1b, 2b, 3b, 4b and 5b, R 'has the meaning given for the compounds of sub-formulas 1a-5a and is preferably alkyl, alkenyl, alkoxy or alkoxyalkyl.
In einer weiteren kleineren Untergruppe der Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 bedeutet R''-CN; diese Untergruppe wird im folgenden als Gruppe C bezeichnet und die Verbindungen dieser Untergruppe werden entsprechend mit Teilformeln 1c, 2c, 3c, 4c und 5c beschrieben. In den Verbindungen der Teilformeln 1c, 2c, 3c, 4c und 5c hat R' die bei den Verbindungen der Teilformeln 1a–5a angegebene Bedeutung und ist vorzugsweise Alkyl, Alkoxy oder Alkenyl.In another smaller subgroup of the compounds of formulas 1, 2, 3, 4 and 5, R "is - CN; this subgroup is referred to below as group C and the compounds of this subgroup are described respectively with sub-formulas 1c, 2c, 3c, 4c and 5c. In the compounds of sub-formulas 1c, 2c, 3c, 4c and 5c, R 'has the meaning given for the compounds of sub-formulas 1a-5a and is preferably alkyl, alkoxy or alkenyl.
Neben den bevorzugten Verbindungen der Gruppen A, B und C sind auch andere Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 mit anderen Varianten der vorgesehenen Substituenten gebräuchlich. Alle diese Substanzen sind nach literaturbekannten Methoden oder in Analogie dazu erhältlich. In addition to the preferred compounds of groups A, B and C, other compounds of formulas 1, 2, 3, 4 and 5 with other variants of the proposed substituents are also used. All of these substances are available by methods known from the literature or in analogy thereto.
Die erfindungsgemäßen Medien enthalten neben erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel I vorzugsweise eine oder mehrere Verbindungen, welche ausgewählt werden aus der Gruppe A und/oder Gruppe B und/oder Gruppe C. Die Massenanteile der Verbindungen aus diesen Gruppen an den erfindungsgemäßen Medien sind vorzugsweise:
wobei die Summe der Massenanteile der in den jeweiligen erfindungsgemäßen Medien enthaltenen Verbindungen aus den Gruppen A und/oder B und/oder C vorzugsweise 5%–90% und insbesondere 10% bis 90% beträgt.wherein the sum of the mass fractions of the compounds of the groups A and / or B and / or C contained in the respective inventive media is preferably 5% -90% and in particular 10% to 90%.
Die erfindungsgemäßen Medien enthalten vorzugsweise 1 bis 40%, insbesondere vorzugsweise 5 bis 30% der erfindungsgemäßen Verbindungen. Weiterhin bevorzugt sind Medien, enthaltend mehr als 40%, insbesondere 45 bis 90% an erfindungsgemäßen Verbindungen. Die Medien enthalten vorzugsweise drei, vier oder fünf erfindungsgemäße Verbindungen.The media according to the invention preferably contain 1 to 40%, in particular preferably 5 to 30%, of the compounds according to the invention. Also preferred are media containing more than 40%, in particular 45 to 90%, of compounds according to the invention. The media preferably contain three, four or five compounds according to the invention.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Medien erfolgt in an sich üblicher Weise. In der Regel werden die Komponenten ineinander gelöst, zweckmäßig bei erhöhter Temperatur. Durch geeignete Zusätze können die flüssigkristallinen Phasen nach der Erfindung so modifiziert werden, daß sie in allen bisher bekannt gewordenen Arten von Flüssigkristallanzeigeelementen verwendet werden können. Derartige Zusätze sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur ausführlich beschrieben (H. Kelker/R. Hatz, Handbook of Liquid Crystals, Verlag Chemie, Weinheim, 1980). Beispielsweise können pleochroitische Farbstoffe zur Herstellung farbiger Guest-Host-Systeme oder Substanzen zur Veränderung der dielektrischen Anisotropie, der Viskosität und/oder Orientierung der nematischen Phasen zugesetzt werden.The preparation of the media according to the invention is carried out in a conventional manner. In general, the components are dissolved in each other, useful at elevated temperature. By means of suitable additives, the liquid-crystalline phases according to the invention can be modified so that they can be used in all hitherto known types of liquid-crystal display elements. Such additives are known to the person skilled in the art and are described in detail in the literature (H. Kelker / R. Hatz, Handbook of Liquid Crystals, Verlag Chemie, Weinheim, 1980). For example, pleochroic dyes can be added to produce colored guest-host systems or to modify the dielectric anisotropy, viscosity and / or orientation of the nematic phases.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen. Vor- und nachstehend bedeuten Prozentangaben Gewichtsprozent. Alle Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben. Fp. bedeutet Schmelzpunkt Klp. = Klärpunkt. Ferner bedeuten K = kristalliner Zustand, N = nematische Phase, Sm = smektische Phase und I = isotrope Phase. Die Angaben zwischen diesen Symbolen stellen die Übergangstemperaturen dar. Δn bedeutet optische Anisotropie (589 nm 20°C) und Δε die dielektrische Anisotropie (1 kHz, 20°C). Die Viskosität (mm2/sec) wurde bei 20°C bestimmt.The following examples are intended to illustrate the invention without limiting it. Above and below, percentages are by weight. All temperatures are in degrees Celsius. Mp means melting point Clp. = Clearing point. Furthermore, K = crystalline state, N = nematic phase, Sm = smectic phase and I = isotropic phase. The data between these symbols represent the transition temperatures. Δn means optical anisotropy (589 nm 20 ° C) and Δε the dielectric anisotropy (1 kHz, 20 ° C). The viscosity (mm 2 / sec) was determined at 20 ° C.
”Übliche Aufarbeitung” bedeutet: man gibt gegebenenfalls Wasser hinzu, extrahiert mit Methylenchlorid, Diethylether oder Toluol, trennt ab, trocknet die organische Phase, dampft ein und reinigt das Produkt durch Destillation unter reduziertem Druck oder Kristallisation und/oder Chromatographie."Conventional workup" means: water is optionally added, extracted with methylene chloride, diethyl ether or toluene, separated, the organic phase is dried, evaporated and the product is purified by distillation under reduced pressure or crystallization and / or chromatography.
Folgende Abkürzungen werden verwendet:
- THF
- Tetrahydrofuran
- KOtBu
- Kalium-tert.-butylat
- RT
- Raumtemperatur
- MTB-Ether
- Methyl-tert.-butylether
- EE
- Ethylacetat
- TosMIC
- Toluolsulfonylmethylisocyanid
- THF
- tetrahydrofuran
- KOtBu
- Potassium tert-butoxide
- RT
- room temperature
- MTB ether
- Methyl tert-butyl ether
- EE
- ethyl acetate
- TosMIC
- toluenesulphonylmethyl
Beispiel 1 example 1
10-n-Pentyldispiro[3.2.5.2]tetradecan-2-on10-n-Pentyldispiro [3.2.5.2] tetradecane-2-one
a) (1RS,5RS)-3-Aza-2,4-dioxo-9-n-pentylspiro[5.5]undecan-1,5-dicarbonitrila) (1RS, 5RS) -3-aza-2,4-dioxo-9-n-pentylspiro [5.5] undecane-1,5-dicarbonitrile
200 ml Ethanol werden bei –5°C mit trockenem Ammoniakgas gesättigt. Anschließend wird eine Mischung aus 42 g 4-n-Pentylcyclohexanon und 85 g Cyanessigsäureethylester zugegeben. Das Reaktionsgefäß wird bei 0°C verschlossen und in einem mit Eis gefüllten Dewargefäß aufbewahrt. Nach 2–4 d filtriert man den weißen Niederschlag ab und wäscht mit kaltem Ethanol sowie kaltem Diethylether nach. Der Niederschlag wird in ca. 300 ml siedendem Wasser gelöst, filtriert und versetzt noch in der Hitze mit 100 ml konz. Salzsäure. Man läßt abkühlen, filtriert den entstanden Niederschlag ab, wäscht mit Wasser nach und trocknet bei 90°C. Nach Umkristallisation aus Ethanol/Wasser 3:1 (v/v) erhält man (1RS,5RS)-3-Aza-2,4-dioxo-9-n-pentylspiro[5.5]undecan-1,5-dicarbonitril als weißes Kristallpulver.
Schmp.: 157–157,5°C 200 ml of ethanol are saturated at -5 ° C with dry ammonia gas. Subsequently, a mixture of 42 g of 4-n-pentylcyclohexanone and 85 g of ethyl cyanoacetate is added. The reaction vessel is sealed at 0 ° C and stored in an ice-filled Dewar. After 2-4 d, the white precipitate is filtered off and washed with cold ethanol and cold diethyl ether. The precipitate is dissolved in about 300 ml of boiling water, filtered and added in the heat with 100 ml of concentrated. Hydrochloric acid. It is allowed to cool, the resulting precipitate is filtered off, washed with water and dried at 90 ° C. Recrystallization from ethanol / water 3: 1 (v / v) gives (1RS, 5RS) -3-aza-2,4-dioxo-9-n-pentylspiro [5.5] undecane-1,5-dicarbonitrile as a white crystalline powder ,
Mp .: 157-157.5 ° C
b) 4-n-Pentylcyclohexan-1,1-diessigsäureb) 4-n-pentylcyclohexane-1,1-diacetic acid
Zu 55 g (1RS,5RS)-3-AZa-2,4-dioxo-9-n-pentylspiro[5.5]undecan-1,5-dicarbonitril gibt man 100 ml konz. Schwefelsäure und rührt 20 h bei Raumtemperatur. Die orangefarbene Lösung wird anschließend unter starkem Rühren langsam mit 90 ml Wasser versetzt und nach dem Abklingen der heftigen Wärmeentwicklung 24 h auf 150°C erhitzt. Nach dem Abkühlen verdünnt man mit Wasser und filtriert den Rückstand ab. Er wird mit kaltem Wasser säurefrei gewaschen und getrocknet. Man erhält 4-n-Pentylcyclohexan-1,1-diessigsäure. Zur weiteren Reinigung kann aus Essigsäureethylester/Petrolether 40–60 1:1 (v/v) umkristallisiert werden.
Schmp.: 126–126,5°CTo 55 g (1RS, 5RS) -3-AZa-2,4-dioxo-9-n-pentylspiro [5.5] undecane-1,5-dicarbonitrile are added 100 ml of conc. Sulfuric acid and stirred for 20 h at room temperature. The orange solution is then slowly added with vigorous stirring slowly with 90 ml of water and heated after the decay of vigorous evolution of heat to 150 ° C for 24 h. After cooling, it is diluted with water and the residue is filtered off. It is washed free of acid with cold water and dried. 4-n-pentylcyclohexane-1,1-diacetic acid is obtained. For further purification can be recrystallized from ethyl acetate / petroleum ether 40-60 1: 1 (v / v).
M.p .: 126-126.5 ° C
c) 1,1-Bis(2-hydroxyethyl)-4-n-pentylcyclohexanc) 1,1-bis (2-hydroxyethyl) -4-n-pentylcyclohexane
Zu einer Suspension von 8,5 g Lithiumaluminiumhydrid in 450 ml abs. THF werden 27 g 4-n-Pentylcyclohexan-1,1-diessigsäure in 150 ml abs. THF bei RT zugetropft. Man rührt nach beendeter Zugabe 1 h und erhitzt anschließend 3 h zum Sieden. Nach dem Abkühlen wird überschüssiges Reduktionsmittel mit Wasser hydrolysiert. Man entfernt den größten Teil des Lösemittels im Vakuum und nimmt den Rückstand in Wasser auf. Nach dem Ansäuern mit konz. Salzsäure schüttelt man mehrfach mit Chloroform aus. Die vereinigten organischen Extrakte werden mit verd. Salzsäure und Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen mit Natriumsulfat und dem Entfernen des Lösemittels i. Vak. erhält man 24,2 g (quant. Ausbeute) 1,1-Bis(2-hydroxyethyl)-4-n-pentylcyclohexan als zähflüssiges Öl. Bei –40°C können aus Chloroform farblose Kristalle erhalten werden, die bei 25,5°C zu einer anisotropen Flüssigkeit schmelzen und bei 35,5°C reversibel in eine isotrope Flüssigkeit übergehen.To a suspension of 8.5 g of lithium aluminum hydride in 450 ml of abs. THF are 27 g of 4-n-pentylcyclohexane-1,1-diacetic acid in 150 ml of abs. THF added dropwise at RT. The mixture is stirred for 1 h after the addition and then heated to boiling for 3 h. After cooling, excess reducing agent is hydrolyzed with water. The majority of the solvent is removed in vacuo and the residue is taken up in water. After acidification with conc. Hydrochloric acid is shaken out several times with chloroform. The combined organic extracts are washed with dil. Hydrochloric acid and water. After drying with sodium sulfate and removing the solvent i. Vak. 24.2 g (quantitative yield) of 1,1-bis (2-hydroxyethyl) -4-n-pentylcyclohexane are obtained as a viscous oil. At -40 ° C can be obtained from chloroform colorless crystals which melt at 25.5 ° C to an anisotropic liquid and at 35.5 ° C reversibly turn into an isotropic liquid.
d) 1,1-Bis(2-bromethyl)-4-n-pentylcyclohexand) 1,1-bis (2-bromoethyl) -4-n-pentylcyclohexane
Zu einer Mischung aus 26,7 g 1,1-Bis(2-hydroxyethyl)-4-n-pentylcyclohexan und 75 ml 47 proz. wässriger Bromwasserstoffsäure tropft man unter Kühlen im Eis/Kochsalzbad 37 ml konz. Schwefelsäure so zu, daß die Innentemperatur 0°C nicht übersteigt. Anschließend wird 24 h auf 95–100°C erhitzt. Nach dem Abkühlen gibt man das Reaktionsgemisch auf Eis und schüttelt mehrfach mit Diethylether aus. Die vereinigten organischen Extrakte wäscht man zweimal mit Wasser und je einmal mit 1 M Natriumhydrogencarbonatlösung und ges. Natriumchloridlösung. Nach dem Trocknen mit Natriumsulfat und dem Entfernen des Lösemittels i. Vak. wird das Rohprodukt chromatographisch gereinigt. Man erhält 1,1-Bis(2-bromethyl)-4-n-pentylcyclohexan als Feststoff mit einem Schmelzpunkt von 32°C.
Sdp.: 164°C/0,05 Torr (Zersetzung)
Rf-Wert: 0,45–0,5 (SiO2; Petrolether 40–60)To a mixture of 26.7 g of 1,1-bis (2-hydroxyethyl) -4-n-pentylcyclohexane and 75 ml of 47 percent strength. aqueous hydrobromic acid is added dropwise with cooling in ice / brine 37 ml conc. Sulfuric acid so that the internal temperature does not exceed 0 ° C. It is then heated to 95-100 ° C for 24 h. After cooling, the reaction mixture is poured onto ice and shaken several times with diethyl ether. The combined organic extracts are washed twice with water and once each with 1 M sodium bicarbonate solution and sat. Sodium chloride solution. After drying with sodium sulfate and removing the solvent i. Vak. the crude product is purified by chromatography. 1,1-bis (2-bromoethyl) -4-n-pentylcyclohexane is obtained as a solid having a melting point of 32.degree.
Bp .: 164 ° C / 0.05 Torr (decomposition)
R f value: 0.45-0.5 (SiO 2 , petroleum ether 40-60)
e) 9-n-Pentylspiro[5.5]undecan-3-one) 9-n-pentylspiro [5.5] undecan-3-one
Zu einer Suspension von 4,5 g Natriumhydrid (80 proz. in Mineralöl) und 250 ml trockenem DMF wird unter Feuchtigkeitsausschluß und Argonatamosphäre innerhalb 4 h eine Lösung aus 18,4 g 1,1-Bis(2-bromethyl)-4-n-pentylcyclohexan und 9,8 g TosMIC in 200 ml trockenem DMF zugetropft. Nach beendeter Zugabe rührt man 16 h bei Raumtemp. Und hydrolysiert überschüssige Base anschließend vorsichtig mit Wasser. Das Lösemittel wird im Vakuum größtenteils abdestilliert und der Rückstand in gleichen Teilen Chloroform und Wasser aufgenommen. Man säuert mit konz. Salzsäure leicht an, trennt die milchige organische Phase ab und schüttelt die wässrige Phase noch dreimal mit Chloroform aus. Anschließend engt man die vereinigten organischen Extrakte auf ca. 50 ml ein. Nach Zugabe der gleichen Menge an konz. Salzsäure wird 30 min bei Raumtemp. gerührt und anschließend mit Wasser verdünnt. Das Reaktionsgemisch extrahiert man mit Chloroform, wäscht die organischen Phasen mit Wasser und entsäuert mit ges. Natriumhydrogencarbonatlösung. Nach dem Trocknen mit Natriumsulfat wird das Lösemittel im Vakuum entfernt. Das braune Rohprodukt wird chromatographisch gereinigt, wodurch man eine farblose viskose Flüssigkeit erhält, die nach einiger Zeit kristallisiert. Durch Umkristallisation aus Methanol erhält man 9-n-Pentylspiro[5.5]undecan-3-on in Form farbloser Kristalle vom Schmelzpunkt 31°C.
Rf-Wert: 0,50 (SiO2; Dichlormethan)To a suspension of 4.5 g of sodium hydride (80 percent in mineral oil) and 250 ml of dry DMF with exclusion of moisture and Argonatamosphäre within 4 h, a solution of 18.4 g of 1,1-bis (2-bromoethyl) -4-n -pentylcyclohexane and 9.8 g of TosMIC in 200 ml of dry DMF. After completion of the addition, it is stirred for 16 h at room temp. And then carefully hydrolyze excess base with water. The solvent is largely distilled off in vacuo and the residue taken up in equal parts of chloroform and water. It is acidified with conc. Hydrochloric acid, separates the milky organic phase and shake the aqueous phase three more times with chloroform. The combined organic extracts are then concentrated to about 50 ml. After addition of the same amount of conc. Hydrochloric acid is stirred for 30 min at room temp. stirred and then diluted with water. The reaction mixture is extracted with chloroform, the organic phases are washed with water and deacidified with sat. Sodium bicarbonate solution. After drying with sodium sulfate, the solvent is removed in vacuo. The brown crude product is purified by chromatography to give a colorless viscous liquid which crystallizes after some time. Recrystallization from methanol gives 9-n-pentylspiro [5.5] undecan-3-one in the form of colorless crystals of melting point 31 ° C.
R f value: 0.50 (SiO 2 ; dichloromethane)
f) 9-n-Pentyl-3-methylenspiro[5.5]undecanf) 9-n-pentyl-3-methylene-spiro [5.5] undecane
Zu einer Suspension aus 4,5 g Methyltriphenylphosphoniumbromid und 120 ml THF abs. werden bei RT 9,75 ml n-Butyllithium (1,5 molare Lösung in n-Hexan) getropft und eine 1/2 h gerührt. Anschließend wird 1 g 9-n-Pentylspiro[5.5]undecan-3-on in 50 ml THF abs. gelöst und zugetropft. Es wird über Nacht gerührt. Man hydrolysiert überschüssiges Butyllithium mit 10 ml H2O. Das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt und der Rückstand in Ether aufgenommen. Die wässrige Phase wird mehrmals mit Diethylether ausgeschüttelt und die vereinigten organischen Phasen mit verd. HCl und Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen mit Na2SO4 wird der Ether im Vakuum entfernt und das Produkt chromatographisch gereinigt. Man erhält 9-n-Pentyl-3-methylenspiro[5.5]undecan in Form eines farblosen Öls.
Rf-Wert: 0,85 (SiO2; n-Hexan)To a suspension of 4.5 g of methyltriphenylphosphonium bromide and 120 ml of THF abs. are added dropwise at RT 9.75 ml of n-butyllithium (1.5 molar solution in n-hexane) and stirred for 1/2 h. Subsequently, 1 g of 9-n-pentylspiro [5.5] undecan-3-one in 50 ml of THF abs. dissolved and dropped. It is stirred overnight. It hydrolyzes excess butyl lithium with 10 ml H 2 O. The solvent is removed in vacuo and the residue taken up in ether. The aqueous phase is extracted by shaking several times with diethyl ether and the combined organic phases are washed with dil. HCl and water. After drying with Na 2 SO 4 , the ether is removed in vacuo and the product is purified by chromatography. 9-n-Pentyl-3-methylenespiro [5.5] undecane is obtained in the form of a colorless oil.
R f value: 0.85 (SiO 2 ; n-hexane)
g) 10-n-Pentyl-1-dichlorodispiro[3.2.5.2]tetradecan-2-ong) 10-n-pentyl-1-dichlorodispiro [3.2.5.2] tetradecane-2-one
Man löst 600 mg 9-n-Pentyl-3-methylenspira[5-5.]undecan in 50 ml Diethylether abs. und gibt 280 mg Zinkpulver und 16 mg Kupferacetat hinzu. Anschließend wird langsam (exotherme Reaktion) 0,45 g Trichloracetylchlorid hinzugetropft. Es wird über Nacht bei 70°C gerührt. Nach dem Abkühlen filtriert man von den anorganischen Rückständen und reinigt das Produkt chromatographisch. Man erhält 10-n-Pentyl-1-dichlorodispiro[3.2.5.2]tetradecan-2-on in Form einer farblosen Flüssigkeit.
Rf-Wert: 0,68 (SiO2; n-Hexan/Toluol 1:1)Dissolve 600 mg of 9-n-pentyl-3-methylenspira [5-5.] Undecane in 50 ml of diethyl ether abs. and adds 280 mg of zinc powder and 16 mg of copper acetate. Then, slowly (exothermic reaction) 0.45 g of trichloroacetyl chloride is added dropwise. It is stirred overnight at 70 ° C. After cooling, filtered from the inorganic residues and the product is purified by chromatography. 10-n-Pentyl-1-dichlorodispiro [3.2.5.2] tetradecan-2-one is obtained in the form of a colorless liquid.
R f value: 0.68 (SiO 2 ; n-hexane / toluene 1: 1)
h) 10-n-Pentyldisprio[3.2.5.2]tetradecan-2-onh) 10-n-Pentyldisprio [3.2.5.2] tetradecan-2-one
600 mg 10-n-Pentyl-1-dichlorodispiro[3.2.5.2]tetradecan-2-on werden in 5 ml Essigsäure gelöst. Man gibt 0,45 g Zink-Pulver hinzu, rührt. 6 h bei 70°C und filtriert nach dem Abkühlen von den anorganischen Rückständen. Das Produkt wird chromatographisch gereinigt. Man erhält 10-n-Pentyldisprio[3.2.5.2]tetradecan-2-on in Form eines farblosen Feststoffes, der bei 46–47°C schmilzt.
Rf-Wert: 0,75 (SiO2; Dichlormethan)600 mg of 10-n-pentyl-1-dichlorodispiro [3.2.5.2] tetradecan-2-one are dissolved in 5 ml of acetic acid. Add 0.45 g of zinc powder, stir. 6 h at 70 ° C and filtered after cooling from the inorganic residues. The product is purified by chromatography. This gives 10-n-Pentyldisprio [3.2.5.2] tetradecan-2-one in the form of a colorless solid which melts at 46-47 ° C.
R f value: 0.75 (SiO 2 ; dichloromethane)
Beispiel 2Example 2
cis- und trans-10-n-Pentyl-2-(3,4,5-trifluorophenyl)dispiro[3.2.5.2]tetradecancis- and trans-10-n-pentyl-2- (3,4,5-trifluorophenyl) dispiro [3.2.5.2] tetradecane
Zu 74 mg Magnesiumspäne in 10 ml Diethylether abs. werden unter Arganatmosphäre und Feuchtigkeitsausschluß zunächst 1 ml einer Lösung aus 0,35 ml Trifluorbrombenzol in 5 ml Diethylether abs. zugetropft. Nachdem die Reaktion einsetzt, wird der Rest der Lösung hinzugetropft und 1/2 h unter Rückfluß erhitzt. Anschließend wird 700 mg 10-n-Pentyldispiro[3.2.5.2]tetradecan-2-on (erhältlich nach Beispiel 1) in 10 ml Diethylether abs. zugetropft und weitere 3 h zum Sieden erhitzt. Man gibt die Suspension auf Eiswasser und säuert mit verd. Salzsäure an. Die Phasen werden getrennt und die wässrige Phase dreimal mit je 20 ml Diethylether ausgeschüttelt. Die vereinigten organischen Phasen werden mit Wasser gewaschen und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird anschließend in 100 ml Toluol aufgenommen und mit 100 mg Toluolsulfonsäure am Wasserabscheider 1 h zum Sieden erhitzt. Nach dem Abkühlen wird 50 ml Wasser zugegeben, die Phasen getrennt und die wässrige Phase mehrmals mit Toluol ausgeschüttelt. Die vereinigten organischen Phasen werden mit ges. NaHCO3-Lösung und Wasser gewaschen und mit Natriumsulfat getrocknet. Zur erhaltenen Lösung gibt man 300 mg 10 proz. Palladium/Kohle-Katalysator und rührt bei RT und 3 bar unter einer Wasserstoffatmosphäre. Es wird vom Katalysator filtriert. Das Produkt wird chromatographisch gereinigt, wodurch das cis- und das trans-10-n-Pentyl-2-(3,4,5-trifluoro)phenyldispiro[3.2.5.2]tetradecan erhalten wird.
Rf-Wert: 0,7 und 0,73 (SiO2; n-Hexan)To 74 mg of magnesium turnings in 10 ml of diethyl ether abs. under Arganatmosphäre and exclusion of moisture, first 1 ml of a solution of 0.35 ml of trifluorobromobenzene in 5 ml of diethyl ether abs. dropwise. After the reaction starts, the remainder of the solution is added dropwise and refluxed for 1/2 hour. Subsequently, 700 mg of 10-n-pentyldispiro [3.2.5.2] tetradecan-2-one (obtainable according to Example 1) in 10 ml of diethyl ether abs. added dropwise and heated to boiling for a further 3 h. The suspension is poured into ice-water and acidified with dil. Hydrochloric acid. The phases are separated and the aqueous phase shaken out three times with 20 ml of diethyl ether. The combined organic phases are washed with water and the solvent removed in vacuo. The residue is then taken up in 100 ml of toluene and heated with 100 mg of toluenesulfonic acid on a water for 1 h to boiling. After cooling, 50 ml of water are added, the phases are separated and the aqueous phase is extracted several times with toluene. The combined organic phases are washed with sat. NaHCO 3 solution and water and dried with sodium sulfate. To the resulting solution is added 300 mg 10 percent. Palladium / carbon catalyst and stirred at RT and 3 bar under a hydrogen atmosphere. It is filtered by the catalyst. The product is purified by chromatography to give the cis- and the trans -10-n-pentyl-2- (3,4,5-trifluoro) phenyldispiro [3.2.5.2] tetradecane.
R f value: 0.7 and 0.73 (SiO 2 ; n-hexane)
Beispiel 3 Example 3
12-n-Pentyl-3-dispiro[5.2.5.2]hexadecanon12-n-pentyl-3-dispiro [5.2.5.2] hexadecanone
a) (1RS,5RS)-3-Aza-2,4-dioxo-12-n-pentyl-dispiro[5.2.5.2]hexadecan-1,5-dicarbonitrila) (1RS, 5RS) -3-aza-2,4-dioxo-12-n-pentyl-dispiro [5.2.5.2] hexadecane-1,5-dicarbonitrile
120 ml Ethanol werden bei –5°C mit trockenem Ammoniakgas gesättigt. Anschließend wird eine Mischung aus 31,6 g 9-n-Pentyl-3-spiro[5.5]undecanon (erhältlich nach Beispiel 1) und 61 g Cyanessigsäureethylester zugegeben. Das Reaktionsgefäß wird bei 0°C verschlossen und für 5–7 Tage in einem mit Eis gefüllten Dewargefäß aufbewahrt. Die Aufarbeitung erfolgt analog Beispiel 1a)). Nach Umkristallisation aus Ethanol/Wasser 5:1 (v/v) erhält man (1RS,5RS)-3-Aza-2,4-dioxo-12-n-pentyl-dispiro[5.2.5.2]hexadecan-1,5-dicarbonitril als weißes Kristallpulver mit dem Schmelzpunkt 208°C.120 ml of ethanol are saturated at -5 ° C with dry ammonia gas. Subsequently, a mixture of 31.6 g of 9-n-pentyl-3-spiro [5.5] undecanone (obtainable according to Example 1) and 61 g of ethyl cyanoacetate is added. The reaction vessel is sealed at 0 ° C and stored for 5-7 days in an ice-filled Dewar. The work-up is carried out analogously to Example 1a)). Recrystallization from ethanol / water 5: 1 (v / v) gives (1RS, 5RS) -3-aza-2,4-dioxo-12-n-pentyl-dispiro [5.2.5.2] hexadecane-1,5- dicarbonitrile as white crystal powder with the melting point 208 ° C.
b) 9-n-Pentylspiro[5.5]undecan-3,3-diessigsäureb) 9-n-pentylspiro [5.5] undecane-3,3-diacetic acid
Die Verseifung und Decarboxylierung von 13 g (1RS,5RS)-3-Aza-2,4-dioxo-12-n-pentyl-dispiro[5.2.5.2]hexadecan-1,5-dicarbonitril in 70 ml konz. Schwefelsäure und 55 ml Wasser erfolgt analog Beispiel 1b)). Man erhält ein schwarzes Reaktionsprodukt, das zur Abtrennung von unlöslicher, verkohlter Substanz in Ethanol aufgekocht, heiß filtriert und anschließend mehrfach aus. Essigsäureethylester und Ethanol/Wasser 5:1 (v/v) (ggf. unter Zusatz von Aktivkohle) umkristallisiert wird. Hierdurch wird 9-n-Pentylspiro[5.5]undecan-3,3-diessigsäure in Form feiner, weißer Kristalle erhalten.
Schmp.: K < 50 S 154.5 lSaponification and decarboxylation of 13 g (1RS, 5RS) -3-aza-2,4-dioxo-12-n-pentyl-dispiro [5.2.5.2] hexadecane-1,5-dicarbonitrile in 70 ml conc. Sulfuric acid and 55 ml of water are carried out analogously to Example 1b)). A black reaction product is obtained, which is boiled in ethanol to remove insoluble charred substance, filtered hot, and then extracted several times. Ethyl acetate and ethanol / water 5: 1 (v / v) (optionally with the addition of activated carbon) is recrystallized. This gives 9-n-pentylspiro [5.5] undecane-3,3-diacetic acid as fine white crystals.
M .: K <50 S 154.5 l
c) 3,3-Bis(2-hydroxyethyl)-9-n-pentylspiro[5.5]undecanc) 3,3-bis (2-hydroxyethyl) -9-n-pentylspiro [5.5] undecane
Die Reduktion von 2 g 9-n-Pentylspiro[5.5]undecan-3,3-diessigsäure mit 0,5 g Lithiumaluminiumhydrid in 50 ml abs. THF erfolgt analog Beispiel1c). Man erhält 1,83 g (quant. Ausbeute) 3,3-Bis(2-hydroxyethyl)-9-n-pentylspiro[5.5]undecan.
Schmp.: K < 40 S 139 lThe reduction of 2 g of 9-n-pentylspiro [5.5] undecane-3,3-diacetic acid with 0.5 g of lithium aluminum hydride in 50 ml abs. THF is carried out analogously to Example 1c). This gives 1.83 g (quantitative yield) of 3,3-bis (2-hydroxyethyl) -9-n-pentylspiro [5.5] undecane.
M .: K <40 S 139 l
d) 3,3-Bis(2-bromethyl)-9-n-pentylspiro[5.5]undecand) 3,3-bis (2-bromoethyl) -9-n-pentylspiro [5.5] undecane
Die Umsetzung von 1,36 g 3,3-Bis(2-hydroxyethyl)-9-n-pentylspiro[5.5]undecan mit 20 ml 47 proz. wässriger Bromwasserstoffsäure und 10 ml konz. Schwefelsäure erfolgt analog Beispiel 1 d). Das Rohprodukt wird chromatographisch gereinigt. Man erhält 3,3-Bis(2-bromethyl)-9-n-pentylspiro[5.5]undecan in Form einer farblosen, viskosen Flüssigkeit, die unterhalb Raumtemperatur kristallisiert.
Schmp.: 23–24°C
Rf-Wert: 0,45 (SiO2; Petrolether 40–60) The reaction of 1.36 g of 3,3-bis (2-hydroxyethyl) -9-n-pentylspiro [5.5] undecane with 20 ml of 47 percent strength. aqueous hydrobromic acid and 10 ml conc. Sulfuric acid is carried out analogously to Example 1 d). The crude product is purified by chromatography. 3,3-Bis (2-bromoethyl) -9-n-pentylspiro [5.5] undecane is obtained in the form of a colorless, viscous liquid which crystallizes below room temperature.
M .: 23-24 ° C
R f value: 0.45 (SiO 2 ; petroleum ether 40-60)
e) 12-n-Pentyl-3-dispiro[5.2.5.2]hexadecanone) 12-n-pentyl-3-dispiro [5.2.5.2] hexadecanone
Die Cyclisierung von 1,3 g 3,3-Bis(2-bromethyl)-9-n-pentylspiro[5.5]undecan mit 0,6 g TosMIC und 0,3 g Natriumhydrid (80 proz. in Mineralöl) in insgesamt 30 ml trockenem DMF erfolgt analog Beispiel 1e). Das Rohprodukt wird chromatographisch aufgearbeitet. Zur weiteren Reinigung kann aus Methanol umkristallisiert Werden. Man erhält hierdurch 12-n-Pentyl-3-dispiro[5.2.5.2]hexadecanon als farblose Kristalle, die bei 87–88°C schmelzen.
Schmp.: 87–88°C
Rf-Wert: 0,45 (SiO2; Dichlormethan)The cyclization of 1.3 g of 3,3-bis (2-bromoethyl) -9-n-pentylspiro [5.5] undecane with 0.6 g of TosMIC and 0.3 g of sodium hydride (80 percent in mineral oil) in a total of 30 ml dry DMF is carried out analogously to Example 1e). The crude product is worked up by chromatography. For further purification can be recrystallized from methanol. This gives 12-n-pentyl-3-dispiro [5.2.5.2] hexadecanone as colorless crystals, which melt at 87-88 ° C.
M .: 87-88 ° C
R f value: 0.45 (SiO 2 ; dichloromethane)
Beispiel 4Example 4
cis und trans-12-n-Pentyl-3-(3,4,5-trifluorphenyl)dispiro[5.2.5.2]hexadecancis and trans-12-n-pentyl-3- (3,4,5-trifluorophenyl) dispiro [5.2.5.2] hexadecane
50 mg Mg-Splitter werden in 5 ml Diethylether abs. suspendiert und eine Lösung aus 0,4 g 1-Brom-3,4,5-trifluorbenzol in 10 ml Diethylether abs. zugetropft. Man erhitzt die Reaktionslösung eine 1/2 h zum Sieden. Schließlich werden 400 mg 12-n-Pentyldispiro[5.2.5.2]hexadecan-3-on, das in 15 ml Diethylether abs. gelöst wurde, langsam zugetropft und weitere 3 h zum Sieden erhitzt. Man gibt die Suspension auf Eiswasser und säuert mit verd. Salzsäure an. Die Phasen werden getrennt und die wässrige Phase dreimal mit je 20 ml Diethyether ausgeschüttelt. Die ”vereinigten organischen Phasen werden mit Wasser gewaschen und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird anschließend in 100 ml Toluol aufgenommen und mit 50 mg Toluolsulfonsäure am Wasserabscheider 1 h zum Sieden erhitzt. Nach dem Abkühlen wird 50 ml Wasser zugegeben, die Phasen getrennt und die wässrige Phase mehrmals mit Toluol ausgeschüttelt. Die vereinigten organischen Phasen werden mit ges. NaHCO3-Lösung und Wasser gewaschen und mit Natriumsulfat getrocknet. Zur Toluen-Lösung gibt man 150 mg 10 Proz. Palladium/Kohle-Katalysator und rührt bei RT und 3 bar unter einer Wasserstoffatmosphäre. Es wird vom Katalysator filtriert. Nach chromatographischer Aufarbeitung wird das cis- und das trans-12-n-Pentyl-3-(3,4,5-triphenyl)dispiro[5.2.5.2]hexadecan erhalten.
Rf-Wert: 0,56 und 0,65 (SiO2; n-Heptan)50 mg of Mg splitter are abs in 5 ml of diethyl ether. and a solution of 0.4 g of 1-bromo-3,4,5-trifluorobenzene in 10 ml of diethyl ether abs. dropwise. The reaction solution is heated to boiling for 1/2 h. Finally, 400 mg of 12-n-pentyldispiro [5.2.5.2] hexadecan-3-one, abs in 15 ml of diethyl ether. was dissolved, slowly added dropwise and heated to boiling for a further 3 h. The suspension is poured into ice-water and acidified with dil. Hydrochloric acid. The phases are separated and the aqueous phase shaken out three times with 20 ml of diethyl ether. The combined organic phases are washed with water and the solvent is removed in vacuo. The residue is then taken up in 100 ml of toluene and 50 mg of toluenesulfonic acid on a water for 1 h heated to boiling. After cooling, 50 ml of water are added, the phases are separated and the aqueous phase is extracted several times with toluene. The combined organic phases are washed with sat. NaHCO 3 solution and water and dried with sodium sulfate. To the toluene solution is added 150 mg 10 percent palladium / carbon catalyst and stirred at RT and 3 bar under a hydrogen atmosphere. It is filtered by the catalyst. After chromatographic workup, the cis- and trans-12-n-pentyl-3- (3,4,5-triphenyl) dispiro [5.2.5.2] hexadecane is obtained.
R f value: 0.56 and 0.65 (SiO 2 ; n-heptane)
Beispiel 5Example 5
Dispiro[5.2.5.2]hexadecan-3,12-dionDispiro [5.2.5.2] hexadecane-3,12-dione
a) cis,trans-1,4-Cyclohexancarbaldehyda) cis, trans-1,4-cyclohexanecarbaldehyde
Zu 28,4 g 1,4-cis,trans-Cyclohexandimethanol in 300 ml Dichlormethan werden 1,2 g 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-1-oxyl und 9,5 g Kaliumbromid in 40 ml Wasser gegeben. Über 1 h wird eine Lösung aus 396 ml Natriumhypochlorit (13% Chloraktiv), 15 g Natriumhydrogencarbonat und 490 ml Wasser so hinzugetropft, daß ein leichter Rückfluß des Lösungsmittels zu beobachten ist. Es wird eine Stunde nachgerührt und die Phasen getrennt. Die wässrige Phase wird dreimal mit Dichlormethan geschüttelt. Die vereinigten organischen Phasen werden mit einer Lösung aus 2,65 g Kaliumjodid in 150 ml 10%-HCl geschüttelt. Das überschüssige Jod wird mit gesättigter Natriumthiosulfat-Lösung entfernt. Die organische Phase wird anschließend mit Wasser gewaschen und mit Natriumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt und das Produkt chromatographisch gereinigt. Man erhält cis,trans-1,4-Cyclohexancarbaldehyd, der an der Luft leicht zur Disäure oxidiert.
Rf-Wert: 0,51 (SiO2; Cyclohexan/EE 3:1) To 28.4 g of 1,4-cis, trans -cyclohexanedimethanol in 300 ml of dichloromethane is added 1.2 g of 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl and 9.5 g of potassium bromide in 40 ml of water. Over 1 h, a solution of 396 ml of sodium hypochlorite (13% chlorine active), 15 g of sodium bicarbonate and 490 ml of water is added dropwise so that a slight reflux of the solvent is observed. It is stirred for an hour and the phases separated. The aqueous phase is shaken three times with dichloromethane. The combined organic phases are shaken with a solution of 2.65 g of potassium iodide in 150 ml of 10% HCl. The excess iodine is removed with saturated sodium thiosulfate solution. The organic phase is then washed with water and dried with sodium sulfate. The solvent is removed in vacuo and the product is purified by chromatography. This gives cis, trans-1,4-cyclohexanecarbaldehyde, which readily oxidizes in the air to the diacid.
R f value: 0.51 (SiO 2 , cyclohexane / EE 3: 1)
b) Dispiro[5.2.5.2]hexadecan-1,10-dien-3,12-dion und Dispiro[5.2.5.2]hexadecan-1,13-dien-3,12-dionb) dispiro [5.2.5.2] hexadecane-1,10-diene-3,12-dione and Dispiro [5.2.5.2] hexadecane-1,13-diene-3,12-dione
Zu einer Lösung aus 12,5 g cis,trans-1,4-Cyclohexancarbaldehyd und 15 ml Methylvinylketon in 75 ml Toluol werden langsam 0,075 ml Schwefelsäure konz. getropft und eine 1/2 h bei RT gerührt. Die Reaktionslösung wird über eine Stunde langsam am Wasserabscheider zum Sieden erhitzt. Man rührt 6 h unter Rückfluß, läßt abkühlen und gibt 50 ml 1 M NaHCO3-Lösung hinzu. Die Phasen werden getrennt und die wässrige Phase dreimal mit je 20 ml Toluol extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden mit ges. NaCl-Lösung und Wasser gewaschen und mit Natriumsulfat getrocknet. Nach dem Entfernen des Lösungsmittels wird das Produkt chromatographisch gereinigt. Man erhält ein Gemisch von Dispiro[5.2.5.2]hexadecan-1,10-dien-3,12-dion und Dispiro[5.2.5.2]hexadecan-1,13-dien-3,12-dion in Form eines farblosen Feststoffes, der bei 192–196°C schmilzt.
Rf-Wert: 0,51 (SiO2; Dichlormethan/EE 15:1)To a solution of 12.5 g of cis, trans-1,4-cyclohexanecarbaldehyde and 15 ml of methyl vinyl ketone in 75 ml of toluene are slowly added 0.075 ml of sulfuric acid conc. added dropwise and stirred for 1/2 h at RT. The reaction solution is slowly heated to boiling for one hour on a water separator. The mixture is stirred under reflux for 6 h, allowed to cool and 50 ml of 1 M NaHCO 3 solution are added. The phases are separated and the aqueous phase extracted three times with 20 ml of toluene. The combined organic phases are washed with sat. NaCl solution and water and dried with sodium sulfate. After removal of the solvent, the product is purified by chromatography. A mixture of dispiro [5.2.5.2] hexadecane-1,10-diene-3,12-dione and dispiro [5.2.5.2] hexadecane-1,13-diene-3,12-dione is obtained in the form of a colorless solid, which melts at 192-196 ° C.
R f value: 0.51 (SiO 2 , dichloromethane / EA 15: 1)
c) 3,12-Dispiro[5.2.5.2]hexadecandionc) 3,12-dispiro [5.2.5.2] hexadecanedione
3,4 g Dispiro[5.2.5.2]hexadecandiendion werden in 500 ml Toluol gelöst. Man gibt 700 ml Palladium/Kohle-Katalysator hinzu und rührt 5 h bei einem Wasserstoff-Druck von 3 bar bei RT. Anschießend filtriert man vom Katalysator und entfernt das Lösungsmittel im Vakuum. Man erhält Dispiro[5.2.5.2]hexadecan-3,12-dion in Form eines farblosen kristallinen Feststoffes, der bei 208°C schmilzt.3.4 g of dispiro [5.2.5.2] hexadecanedione are dissolved in 500 ml of toluene. 700 ml of palladium / carbon catalyst are added and the mixture is stirred for 5 h at a hydrogen pressure of 3 bar at RT. Anschießend filtered from the catalyst and the solvent removed in vacuo. This gives dispiro [5.2.5.2] hexadecane-3,12-dione in the form of a colorless crystalline solid which melts at 208 ° C.
Beispiel 6Example 6
Trispiro[4.2.2.5.2.2]1,4-dioxa-docosan-14-onTrispiro [4.2.2.5.2.2] 1,4-dioxa-docosan-14-one
Zu 80 mg Dispiro[5.2.5.2]hexadexan-3,12-dion in 50 ml Toluol werden 18 mg Ethan-1,2-diol und 1 mg p-Toluolsutfonsäure gegeben und ca. 2 h am Wasserabscheider erhitzt. Nach dem Abkühlen wird 20 ml 1 M Natriumhydrogencarbonat-Lösung hinzugegeben und die Phasen getrennt. Die wässrige Phase wird mehrmals mit Toluol ausgeschüttelt und die vereinigten organischen Phasen mehrmals mit Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen mit Natriumsulfat wird das Lösungsmittel im Vakuum entfernt und der Rückstand chromatographisch gereinigt. Man erhält hierdurch Trispiro[4.2.2.5.2.2]1,4-dioxa-docosan-14-on in Form eines farblosen Feststoffes.
Rf-Wert: 0,51 (SiO2; Dichlormethan/Aceton 100:1)To 80 mg of dispiro [5.2.5.2] hexadexane-3,12-dione in 50 ml of toluene are added 18 mg of ethane-1,2-diol and 1 mg of p-toluenesutfonic acid and heated for about 2 hours on a water separator. After cooling, 20 ml of 1 M sodium bicarbonate solution are added and the phases are separated. The aqueous phase is extracted by shaking several times with toluene and the combined organic phases are washed several times with water. After drying with sodium sulfate, the solvent is removed in vacuo and the residue is purified by chromatography. This gives trispiro [4.2.2.5.2.2] 1,4-dioxa-docosan-14-one in the form of a colorless solid.
R f value: 0.51 (SiO 2 , dichloromethane / acetone 100: 1)
Beispiel 7 Example 7
Trispiro[6.2.2.5.2.2]-1,6-dioxa-docosan-16-onTrispiro [6.2.2.5.2.2] -1,6-dioxa-docosan-16-one
Zu 700 mg 3,12-Dispiro[5.2.5.2]hexadecandion und 260 mg 1,4-Butandiol in 200 ml Tolul werden 40 mg p-Toluolsutfonsäure gegeben. Man erhitzt 3 h am Wasserabscheider und läßt abkühlen. Man gibt 100 ml 1 M Natriumhydrogencarbonat-Lösung hinzu und trennt die Phasen. Die wässrige Phase wird mehrmals mit Toluol gegengeschüttelt und die vereinigten organischen Phasen mit Wasser gewaschen. Man trocknet mit Natriumsulfat und entfernt das Lösungsmittel im Vakuum. Der Rückstand wird chromatographisch gereinigt. Man erhält Trispiro[6.2.2.5.2.2]-1,6-dioxa-docosan-16-on als weißen Feststoff, der bei 161°C schmilzt.
Rf-Wert: 0,46 (SiO2; Cyclohexan/Aceton 4:1) To 700 mg of 3,12-dispiro [5.2.5.2] hexadecanedione and 260 mg of 1,4-butanediol in 200 ml of toluene are added 40 mg of p-toluenesutfonic acid. The mixture is heated for 3 h on a water separator and allowed to cool. Add 100 ml of 1 M sodium bicarbonate solution and separate the phases. The aqueous phase is shaken several times with toluene and the combined organic phases are washed with water. It is dried with sodium sulfate and the solvent is removed in vacuo. The residue is purified by chromatography. Trispiro [6.2.2.5.2.2] -1,6-dioxa-docosan-16-one is obtained as a white solid which melts at 161 ° C.
R f value: 0.46 (SiO 2 ; cyclohexane / acetone 4: 1)
Beispiel 8Example 8
cis und trans-12-n-Pentyl-3-(3,4,5-triphenyl)dispiro[5.2.5.2]hexadecancis and trans-12-n-pentyl-3- (3,4,5-triphenyl) dispiro [5.2.5.2] hexadecane
a) 12-(3,4,5-Triphenyl)dispiro[5.2.5.2]hexadecan-11-en-3-ona) 12- (3,4,5-Triphenyl) dispiro [5.2.5.2] hexadecane-11-en-3-one
Zu einer Suspension aus 62 mg Mg-Spänen in 10 ml abs. Diethylether werden unter Argon zunächst 3 ml einer Lösung aus 0,3 ml 1-Brom-3,4,5-trifluorbenzol in 10 ml abs. Diethylether zugetropft, bis die Reaktion sichtbar eintritt. Anschließend wird die restliche Bromid-Lösung zugetropft. Nach vollständiger Zugabe wird 30 min zum Sieden erhitzt. Nach dem Abkühlen tropft man langsam eine Lösung aus 700 mg Trispiro[6.2.2.5.2.2]-1,6-dioxa-docosan-16-on und 10 ml abs. Diethylether hinzu. Es wird für weitere 2 h unter Rückfluß gerührt. Nach dem Abkühlen gibt man 10 ml Wasser hinzu, trennt die Phasen und schüttelt die wässrige Phase dreimal mit je 10 ml Diethylether aus. Die vereinigten organischen Phasen werden mit Wasser und ges. NaCl-Lösung gewaschen und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird in 60 ml Toluol aufgenommen und unter Zugabe von 60 mg p-Toluolsulfonsäure 2 h am Wasserabscheider erhitzt. Nach erneutem Abkühlen wird die Toluol-Phase mit 1 M Natriumhydrogencarbonatlösung geschüttelt, die wässrige Phase mehrmals mit Toluol gegengeschüttelt und die verenigten organischen Phasen mit Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen mit Natriumsulfat und dem Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum wird der Rückstand chromatographisch gereinigt. Man erhält 12-(3,4,5-Triphenyl)dispiro[5.2.5.2]hexadecan-11-en-3-on als farblose Kristalle, die bei 84–85°C schmelzen.
Rf-Wert: 0,35 (SiO2; Dichlormethan) To a suspension of 62 mg Mg chips in 10 ml abs. Diethyl ether under argon, first 3 ml of a solution of 0.3 ml of 1-bromo-3,4,5-trifluorobenzene in 10 ml abs. Diethyl ether is added dropwise until the reaction occurs visible. Subsequently, the residual bromide solution is added dropwise. After complete addition, the mixture is heated to boiling for 30 min. After cooling, a solution of 700 mg of trispiro [6.2.2.5.2.2] -1,6-dioxa-docosan-16-one and 10 ml of abs is slowly added dropwise. Diethyl ether added. It is stirred for a further 2 h at reflux. After cooling, 10 ml of water are added, the phases are separated and the aqueous phase is shaken out three times with 10 ml of diethyl ether. The combined organic phases are washed with water and sat. NaCl solution and the solvent removed in vacuo. The residue is taken up in 60 ml of toluene and heated with the addition of 60 mg of p-toluenesulfonic acid for 2 h at Wasserabscheider. After renewed cooling, the toluene phase is shaken with 1 M sodium bicarbonate solution, the aqueous phase is shaken several times with toluene and the organic phases are washed with water. After drying with sodium sulfate and removal of the solvent in vacuo, the residue is purified by chromatography. This gives 12- (3,4,5-triphenyl) dispiro [5.2.5.2] hexadecane-11-en-3-one as colorless crystals which melt at 84-85 ° C.
R f value: 0.35 (SiO 2 ; dichloromethane)
b) cis und trans-12-n-Pentyl-3-(3,4,5-triphenyl)dispiro[5.2.5.2]hexadecanb) cis and trans-12-n-pentyl-3- (3,4,5-triphenyl) dispiro [5.2.5.2] hexadecane
Zu einer Suspension aus 24 mg Mg-Spänen und einem Jodkristall in 5 ml Diethylether abs. werden unter Argon zunächst 2 ml einer Lösung aus 150 mg 1-Brompentan in 5 ml Diethylether abs. zugetropft, bis die Reaktion eintritt. Anschließend wird die restliche Lösung zugetropft und nach vollständiger Zugabe 30 min zum Sieden erhitzt. Nach dem Abkühlen tropft man langsam eine Lösung aus 320 mg 12-(3,4,5-Triphenyl)dispiro[5.2.5.2]hexadecan-11-en-3-on in 10 ml Diethylether abs. hinzu. Es wird für weitere 2 h unter Rückfluß gerührt. Nach dem Abkühlen gibt man 10 ml Wasser hinzu, trennt die Phasen und schüttelt die wässrige Phase dreimal mit je 10 ml Diethylether aus. Die vereinigten organischen Phasen werden mit Wasser und ges. NaCl-Lösung gewaschen, mit Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird in 50 ml Toluol aufgenommen und unter Zugabe von 30 mg p-Toluolsulfonsäure 2 h am Wasserabscheider erhitzt. Nach erneutem Abkühlen wird die Toluol-Phase mit 1 M Natriumhydrogencarbonat-Lösung geschüttelt, die wässrige Phase mehrmals mit Toluol gegengeschüttelt und die gereinigten organischen Phasen mit Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen mit Natriumsulfat und dem Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum wird der Rückstand in 20 ml Toluol aufgenommen. Man gibt 30 mg Palladium/Kohle-Katalysator hinzu und rührt die Suspension 5 h bei 3 bar unter einer Wasserstoffatmosphäre. Es wird vom Katalysator filtriert und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Das Rohprodukt wird chromatographisch gereinigt. Hierdurch erhält man das cis- und das trans-12-n-Pentyl-3-(3,4,5-triphenyl)dispiro[5.2.5.2]hexadecan.To a suspension of 24 mg Mg shavings and a crystal of iodine in 5 ml of diethyl ether abs. 2 ml of a solution of 150 mg of 1-bromopentane in 5 ml of diethyl ether abs. under argon. added dropwise until the reaction occurs. The remaining solution is then added dropwise and heated to boiling after complete addition for 30 min. After cooling, a solution of 320 mg of 12- (3,4,5-triphenyl) dispiro [5.2.5.2] hexadecan-11-en-3-one in 10 ml of diethyl ether abs. added. It is stirred for a further 2 h at reflux. After cooling, 10 ml of water are added, the phases are separated and the aqueous phase is shaken out three times with 10 ml of diethyl ether. The combined organic phases are washed with water and sat. NaCl solution, dried with sodium sulfate and the solvent removed in vacuo. The residue is taken up in 50 ml of toluene and heated with the addition of 30 mg of p-toluenesulfonic acid for 2 h on a water. After renewed cooling, the toluene phase is shaken with 1 M sodium bicarbonate solution, the aqueous phase shaken several times with toluene and the purified organic phases washed with water. After drying with sodium sulfate and removal of the solvent in vacuo, the residue is taken up in 20 ml of toluene. 30 mg of palladium / carbon catalyst are added and the suspension is stirred for 5 hours at 3 bar under a hydrogen atmosphere. It is filtered by the catalyst and the solvent removed in vacuo. The crude product is purified by chromatography. This gives the cis- and trans-12-n-pentyl-3- (3,4,5-triphenyl) dispiro [5.2.5.2] hexadecane.
Analog erhält man aus den entsprechenden Vorstufen die folgenden erfindungsgemäßen Verbindungen: Beispiele 9–32 Beispiele 33–56 Beispiele 57–78 Beispiele 79–102 Beispiel 103–116 The following compounds according to the invention are obtained analogously from the corresponding precursors: Examples 9-32 Examples 33-56 Examples 57-78 Examples 79-102 Example 103-116
Claims (6)
Priority Applications (1)
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DE19755245A DE19755245B4 (en) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | spiro compounds |
Publications (2)
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