DE19840447A1 - Fluorierte Derivate des Indans und ihre Verwendung in flüssigkristallinen Mischungen - Google Patents
Fluorierte Derivate des Indans und ihre Verwendung in flüssigkristallinen MischungenInfo
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Abstract
Beschrieben werden fluorierte Derivate des Indans der allgemeinen Formel (I), DOLLAR F1 mit der Bedeutung von DOLLAR A R·1·: Wasserstoff oder ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest (mit oder ohne asymmetrischem C-Atom) mit 1 bis 20 C-Atomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte und nicht terminale CH¶2¶-Gruppen durch -O-, -CO-O-, -O-CO-, -OC(=O)O- oder -Si(CH¶3¶)¶2¶- ersetzt sein können und ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können, DOLLAR A und R·1· nur dann Wasserstoff sein kann, wenn der Index a ungleich Null ist; DOLLAR A R·2·: Wasserstoff oder ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest (mit oder ohne asymmetrischem C-Atom) mit 1 bis 20 C-Atomen, wobei eine nicht terminale CH¶2¶-Gruppe durch -O- ersetzt sein kann und ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können, und R·2· nur dann Wasserstoff sein kann, wenn der Index b ungleich Null ist, DOLLAR A M·1·: -CO-O-, -O-CO-, -CH¶2¶-O-, -O-CH¶2¶-, -CH¶2¶CH¶2¶-, DOLLAR I2 oder eine Einfachbindung DOLLAR A M·2·: -CH¶2¶CH¶2¶- oder eine Einfachbindung DOLLAR A A·1·: 1,4-Phenylen, worin ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, Pyridin-2,5-diyl, wobei ein H-Atom durch F ersetzt sein kann, Pyrimidin-2,5-diyl, wobei ein H-Atom durch F ersetzt sein kann, 1,4-Cyclohexylen, 4-(4-R·1·-cyclohexyl)phenyl, 4-Biphenyl-4'-yl, wobei ein oder 2 H-Atome durch F ersetzt sein können oder 4-(1-R·1·-Silacyclohexan-4-yl)phenyl DOLLAR A A·2·: 1,4-Cyclohexylen oder 1,4-Phenylen, worin ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können DOLLAR A X: H oder F...
Description
Neben nematischen und cholesterischen Flüssigkristallen werden in jüngerer Zeit
auch optisch aktive geneigt-smektische (ferroelektrische) Flüssigkristalle in
kommerziellen Displayvorrichtungen verwendet.
Clark und Lagerwall konnten zeigen, daß der Einsatz ferroelektrischer
Flüssigkristalle (FLC) in sehr dünnen Zellen zu optoelektrischen Schalt- oder
Anzeigeelementen führt, die im Vergleich zu den herkömmlichen TN ("twisted
nematic")-Zellen um bis zu einem Faktor 1000 schnellere Schaltzeiten haben (siehe
z. B. EP-A 0 032 362). Aufgrund dieser und anderer günstiger Eigenschaften, z. B.
der bistabilen Schaltmöglichkeit und des nahezu blickwinkelunabhängigen
Kontrasts, sind FLCs grundsätzlich für Anwendungsgebiete wie Computerdisplays
gut geeignet.
Für eine vertiefende Erörterung der technischen Anforderungen an FLCs wird auf
die Europäische Patentanmeldung 971 18 671.3 sowie DE-A-197 48 432 verwiesen.
Für die Verwendung in Flüssigkristallmischungen, insbesondere ferroelektrischen
(chiral smektischen) Flüssigkristallmischungen geeignete spezielle Indan-2,6-diyl
derivate sind aus der EP-B 0 546 338 bekannt. Über die 2,6-Substitution hinaus ist
das Indan nicht substituiert.
Aus der DE-A-43 03 634 sind Indan-2-yl-derivate, die in 5- und/oder 6-Position
durch F, Cl, CF3, OCF3 oder OCF2H substituiert sein können, als Komponenten von
Flüssigkristallmischungen bekannt.
Aus der JP-A 06263663 sind 5,6-Difluor-indan-2-yl-derivate als Komponenten von
Flüssigkristallmischungen bekannt.
Da die Entwicklung, insbesondere von ferroelektrischen Flüssigkristallmischungen,
noch nicht als abgeschlossen betrachtet werden kann, sind die Hersteller von
Displays an den unterschiedlichsten Komponenten für Mischungen interessiert,
unter anderem auch deshalb, weil erst das Zusammenwirken der flüssigkristallinen
Mischungen mit den einzelnen Bauteilen der Anzeigevorrichtung bzw. der Zellen (z. B. der Orientierungsschicht) Rückschlüsse auf die Qualität auch der
flüssigkristallinen Mischungen zuläßt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, neue Verbindungen
bereitzustellen, die in flüssigkristallinen Mischungen geeignet sind, das
Eigenschaftsprofil dieser Mischungen zu verbessern.
Es wurde gefunden, daß 4-Fluor- bzw. 4,5-Difluor-Indane der nachstehenden
Formel (I) in besonderer Weise zum Einsatz in Flüssigkristallmischungen geeignet
sind, da sie schon in geringen Zumischmengen den Schmelzpunkt und/ oder die
dielektrische Anisotropie günstig beeinflussen, ohne jedoch nachteilige
Auswirkungen auf andere Parameter der Flüssigkristallmischung (z. B.
Spontanpolarisation, Schaltzeit oder Klärpunkt) zu besitzen.
Gegenstand der Erfindung sind fluorierte Derivate des Indans der Formel (I),
mit der Bedeutung von
R1: Wasserstoff oder ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest (mit oder ohne asymmetrischem C-Atom) mit 1 bis 20 C-Atomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte und nicht terminale CH2-Gruppen durch -O-, -CO- O-, -O-CO-, -OC(= O)O- oder -Si(CH3)2- ersetzt sein können und ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können, und R1 nur dann Wasserstoff sein kann, wenn der Index a ungleich Null ist;
R2: Wasserstoff oder ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest (mit oder ohne asymmetrischem C-Atom) mit 1 bis 20 C-Atomen, wobei eine nicht terminale CH2-Cruppe durch -O- ersetzt sein kann und ein oder mehrere H- Atome durch F ersetzt sein können, und R nur dann Wasserstoff sein kann, wenn der Index b ungleich Null ist,
M1: -CO-O-, -O-CO-, -CH2-O-, -O-CH2-, -CH2CH2-, -C∼C- oder eine Einfachbindung
M2: -CH2CH2- oder eine Einfachbindung
A1: 1,4-Phenylen, worin ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, Pyridin-2,5-diyl, wobei ein H-Atom durch F ersetzt sein kann, Pyrimidin-2,5-diyl, wobei ein H-Atom durch F ersetzt sein kann, 1,4- Cyclohexylen, 4-(4-R1-cyclohexyl)phenyl, 4-Biphenyl-4'-yl, wobei ein oder 2 H-Atome durch F ersetzt sein können oder 4-(1-R1-Silacyclohexan-4- yl)phenyl
A2: 1,4-Cyclohexylen oder 1,4-Phenylen, worin ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können
X: H oder F
a, b: Null oder 1,
wobei die Summe (a + b) mindestens 1 ist.
R1: Wasserstoff oder ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest (mit oder ohne asymmetrischem C-Atom) mit 1 bis 20 C-Atomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte und nicht terminale CH2-Gruppen durch -O-, -CO- O-, -O-CO-, -OC(= O)O- oder -Si(CH3)2- ersetzt sein können und ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können, und R1 nur dann Wasserstoff sein kann, wenn der Index a ungleich Null ist;
R2: Wasserstoff oder ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest (mit oder ohne asymmetrischem C-Atom) mit 1 bis 20 C-Atomen, wobei eine nicht terminale CH2-Cruppe durch -O- ersetzt sein kann und ein oder mehrere H- Atome durch F ersetzt sein können, und R nur dann Wasserstoff sein kann, wenn der Index b ungleich Null ist,
M1: -CO-O-, -O-CO-, -CH2-O-, -O-CH2-, -CH2CH2-, -C∼C- oder eine Einfachbindung
M2: -CH2CH2- oder eine Einfachbindung
A1: 1,4-Phenylen, worin ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, Pyridin-2,5-diyl, wobei ein H-Atom durch F ersetzt sein kann, Pyrimidin-2,5-diyl, wobei ein H-Atom durch F ersetzt sein kann, 1,4- Cyclohexylen, 4-(4-R1-cyclohexyl)phenyl, 4-Biphenyl-4'-yl, wobei ein oder 2 H-Atome durch F ersetzt sein können oder 4-(1-R1-Silacyclohexan-4- yl)phenyl
A2: 1,4-Cyclohexylen oder 1,4-Phenylen, worin ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können
X: H oder F
a, b: Null oder 1,
wobei die Summe (a + b) mindestens 1 ist.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) können als Komponenten
flüssigkristalliner Mischungen eingesetzt werden. Die Mischungen können eine oder
mehrere der Verbindungen aufweisen.
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 erweitert.
In diesem Zusammenhang besitzen die Verbindungen der Formel (I) einen breiten
Anwendungsbereich. In Abhängigkeit von der Auswahl der Substituenten können
sie als Basismaterialien dienen, aus denen flüssigkristalline Phasen zum
überwiegenden Teil zusammengesetzt sind; es können aber auch Verbindungen
der Formel (I) flüssigkristallinen 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.
Besonders geeignet sind die Verbindungen der Formel (I), um schon in geringen
Zumischmengen die dielektrische Anisotropie (Δε) zu modifizieren und/oder den
Schmelzpunkt der Mischungen abzusenken.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel (I) eignen sich besonders für den
Einsatz in smektischen Flüssigkristallmischungen, z. B. für ECB-Displays (Electric
Controlled Birefringence), für elektrokline Displays und geneigt smektische
(ferroelektrische) Displays. Ebenfalls besonders geeignet sind die Verbindungen der
Formel (I) für den Einsatz in ferroelektrischen Aktivmatrix-Displays.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel (I) sind insbesondere zur
Verwendung in FLC-Mischungen, die im Inverse-Mode betrieben werden, geeignet.
Bevorzugt haben die Symbole und Indizes in der Formel (I) jeweils eine oder
mehrere, bevorzugt alle der folgenden Bedeutungen:
R1, R2 sind bevorzugt gleich oder verschieden
R1, R2 sind bevorzugt gleich oder verschieden
- a) ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest (mit oder ohne asymmetrisches C-Atom) mit 1 bis 18 C-Atomen, wobei
- b) eine nicht terminale CH2-Gruppen durch -O- ersetzt sein kann
- c) ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können.
A1
ist bevorzugt 1,4-Phenylen, worin 1 oder 2 H-Atome durch F ersetzt sein
können, Pyridin-2,5-diyl, worin 1 H durch F ersetzt sein kann, Pyrimidin-2,5-diyl.
A2
A2
ist bevorzugt 1,4-Cyclohexylen.
X ist bevorzugt H.
a hat bevorzugt den Wert 1 und b hat den Wert Null.
X ist bevorzugt H.
a hat bevorzugt den Wert 1 und b hat den Wert Null.
Besonders bevorzugt sind die folgenden Verbindungen der Formeln (1a) bis (In),
wobei die Verbindungen (Ia) bis (If) sowie (Ih), (II) sowie (Im) bevorzugt in
ferroelektrischen Flüssigkristallmischungen eingesetzt werden können,
insbesondere wenn die Anzahl der C-Atome von R3 bzw. R4 mehr als 6, d. h. 7 bis
12, beträgt:
worin
R3 einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl- oder Alkyloxy-Rest mit 1 bis 12 C-Atomen und
R4 einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 12 C-Atomen bedeuten.
R3 einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl- oder Alkyloxy-Rest mit 1 bis 12 C-Atomen und
R4 einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 12 C-Atomen bedeuten.
Insbesondere bevorzugt sind in Formel (I) eine oder mehrere der folgenden
Bedeutungen:
R1, R2 sind insbesondere geradkettige Alkylreste mit 1 bis 18 C-Atomen.
M1, M2 sind insbesondere Einfachbindungen.
A1 ist insbesondere Pyrimidin-2,5-diyl.
a hat insbesondere den Wert 1 und b hat den Wert Null.
R1, R2 sind insbesondere geradkettige Alkylreste mit 1 bis 18 C-Atomen.
M1, M2 sind insbesondere Einfachbindungen.
A1 ist insbesondere Pyrimidin-2,5-diyl.
a hat insbesondere den Wert 1 und b hat den Wert Null.
Von diesen besonders bevorzugten Verbindungen sind die Verbindungen (Ig), (Ih),
(Ii), (Ik), (II), (Im) und (In) als Komponenten nematischer Flüssigkristallmischungen
und insbesondere nematischer Flüssigkristallmischungen für Aktivmatrix-Displays
geeignet, wobei vorzugsweise R3 bzw. R4 geradkettige Alkylreste von 1 bis 6 C-
Atomen bedeuten.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen erfolgt nach an sich
literaturbekannten Methoden, wie sie in Standardwerken zur Organischen Synthese,
z. B. Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag,
Stuttgart, beschrieben werden.
Insbesondere wird in diesem Zusammenhang auch auf EP-B 0 546 338 verwiesen,
wo die Synthese flüssigkristalliner Indane beschrieben wird. Unter Berücksichtigung
der durch die Fluor- und insbesondere die ortho-Difluor-Substitution geänderten
chemischen Reaktivitäten erfolgt die Synthese der erfindungsgemäßen
Verbindungen im wesentlichen gemäß der dort beschriebenen Prozedur. Was die
Verknüpfung funktioneller Derivate (z. B. Br-Substituent) der fluorierten Indane mit
anderen flüssigkristall-spezifischen Bausteine anbelangt [z. B. zur Synthese von (In)
aus dem Brom-Indan-Derivat durch Heck-Kopplung mit einem Acetylen-Baustein],
wird ausdrücklich auf die DE-A-197 48 432 verwiesen, in der eine Auflistung dem
Fachmann geläufiger Methoden angegeben ist.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung von Verbindungen der Formel
(I) in Flüssigkristallmischungen, vorzugsweise smektischen und nematischen,
insbesondere ferroelektrischen Flüssigkristallmischungen.
Weiterhin Gegenstand der Erfindung sind Flüssigkristallmischungen, vorzugsweise
smektische und nematische, insbesondere ferroelektrische
Flüssigkristallmischungen, enthaltend eine oder mehrere Verbindungen der Formel
(I).
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen enthalten im allgemeinen
insgesamt 2 bis 35, vorzugsweise 2 bis 25; besonders bevorzugt 2 bis 20
Komponenten.
Sie enthalten bevorzugt 0,01 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 60 Gew.-%,
besonders bevorzugt 0,1 bis 30 Gew.-%, an einer oder mehreren, vorzugsweise 1
bis 10, besonders bevorzugt 1 bis 5, ganz besonders bevorzugt 1 bis 3, der
erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel (I).
Weitere Komponenten von Flüssigkristallmischungen, die erfindungsgemäße
Verbindungen der Formel (I) enthalten, werden vorzugsweise ausgewählt aus den
bekannten Verbindungen, die smektische und/oder nematische und/oder
cholesterische Phasen bilden.
In diesem Sinne geeignete weitere Mischungskomponenten sind insbesondere in
der internationalen Patentanmeldung PCT/EP 96/03154 sowie DE-A-197 48 432
aufgeführt, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.
Die erfindungsgemäßen Mischungen wiederum können Anwendung finden in
elektrooptischen oder vollständig optischen Elementen, z. B. Anzeigeelementen,
Schaltelementen, Lichtmodulatoren, Elementen zur Bildbearbeitung und/oder
Signalverarbeitung oder allgemein im Bereich der nichtlinearen Optik.
Flüssigkristalline Mischungen, die Verbindungen der allgemeinen Formel (I)
enthalten, sind besonders für die Verwendung in (elektrooptischen) Schalt- und
Anzeigevorrichtungen (Displays) geeignet (siehe z. B. E. Kaneko, "Liquid Crystal TV
Displays: Principles and Applications of Liquid Crystal Displays", KTK Scientific
Publishers, 1987).
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher eine, insbesondere
ferroelektrische, Schalt- und/oder Anzeigevorrichtung, enthaltend eine vorstehend
beschriebene Flüssigkristallmischung, die eine oder mehrere Verbindungen der
Formel (I) enthält.
Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Schalt- und/oder Anzeigevorrichtung im
Normal- oder Inverse (τVmin)-Mode betrieben (siehe z. B.: J. C. Jones, M. J. Towler,
J. R. Hughes, Displays 1993, 14, Nr. 2, 86-93; M. Koden, Ferroelectrics 1996, 179,
121-129).
Auch für die Verwendung in ferroelektrischen Flüssigkristallanzeigen mit
Aktivmatrix-Elementen sind die erfindungsgemäßen Verbindungen geeignet.
Eine Untergruppe erfindungsgemäßer Verbindungen ist auch für die Anwendung in
nematischen Flüssigkristallmischungen, insbesondere auch nematischen
Flüssigkristallmischungen für die Anwendung in Aktivmatrix-Displays/-Schalt- und
Anzeigevorrichtungen, geeignet (siehe z. B.: Liquid Crystals 1998, vol. 24, no. 1, pp
91-98).
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele weiter erläutert.
4-Brom-2-fluor-benzylbromid [76283-09-5] wird in Ethanol unter Einwirkung
stöchiometrischer Mengen von Natriumethanolat mit Octylmalonsäurediethylester zu
2-(4-Brom-2-fluorphenyl)methyl-2-octyl-malonsäurediethylester umgesetzt. Nach
üblicher Aufarbeitung und destillativer Reinigung wird dieses Produkt in
methanolischer Lösung mit einer 50%igen wäßrigen Kaliumhydroxidlösung versetzt
und bis zur beendeten Verseifung erhitzt. Nach Abkühlung wird durch Zugabe von
Schwefelsäure ein pH-Wert von 1-2 eingestellt, mit dem vierfachen Volumen
Wasser versetzt und mehrfach mit Methyl-tert.-butylether extrahiert. Die vereinigten
organischen Phasen werden getrocknet, und das Lösemittel wird im Vakuum,
zuletzt bei 60°C Badtemperatur, entfernt. Durch mehrstündiges Erhitzen der so
erhaltenen 2-(4-Brom-2-fluorphenyl)methyl-2-octyl-malonsäure auf 150-170°C wird
unter Decarboxylierung 3-(4-Brom-2-fluorphenyl)-2-octyl-propionsäure erhalten.
Diese Säure wird in der 10fachen Gewichtsmenge Polyphosphorsäure für mehrere
Stunden auf 120 bis 160°C erhitzt; die auf 80°C abgekühlte Lösung wird unter
gutem Rühren in das 10fache Volumen Wasser gegossen. Man extrahiert mehrfach
mit Toluol, wäscht die vereinigten Toluol-Extrakte mit 2n NaOH und abschließend
mit gesättigter Kochsalzlösung. Nach Trockung wird das Lösungsmittel im Vakuum
abdestilliert. Nach chromatografischer Reinigung (Kieselgel; Dichlormethan/Heptan
1 : 1) wird 6-Brom-4-fluor-2-octyl-indan-1-on erhalten.
Gelöst in Trifluoressigsäure wird dieses Keton mit einem Überschuß an Triethylsilan
versetzt; nach vollständiger Umsetzung wird in die 10fache Menge Wasser
gegossen und mehrfach mit Dichlormethan extrahiert. Die vereinigten
Dichlormethan-Extrakte werden - wie oben beschrieben - gewaschen und
getrocknet. Nach Abdestillation des Lösungsmittels und chromatografischer
Reinigung (Kieselgel; Dichlormethan/Heptan; Gradient, beginnend mit 1 : 1) wird 6-
Brom-4-fluor-2-octyl-indan erhalten.
Dieses wird unter Schutzgas bei -70°C in Tetrahydrofuran mit n-Butyllithium
umgesetzt; nach erfolgter Lithiierung wird bei gleicher Temperatur Trimethylborat
zugegeben. Nach beendeter Umsetzung, zuletzt bei Raumtemperatur, wird durch
tropfenweise Zugabe von 15%iger Salzsäure ein pH-Wert von 2 eingestellt. Nach
Extraktion mit Methyl-tert.-butylether, Waschen der vereinigten organischen Phasen
mit Wasser und Trocknen sowie Abdestillieren der Lösemittel im Vakuum wird 4-
Fluor-2-octyl-indan-6-boronsäure erhalten; eine Reinigung kann erforderlichenfalls
durch Chromatografie oder Ausrühren (gegebenenfalls bei -20°C) vorgenommen
werden.
Durch mehrstündiges Erhitzen dieser Boronsäure mit 2-Chlor-5-nonyl-pyrimidin (im
Handel erhältlich, z. B. Midori Kagaku) unter Katalyse durch
Tetrakis(triphenylphosphin)palladium(0) in Gemisch Ethanol/Toluen/Wasser in
Gegenwart von Natriumcarbonat, Verdünnen dieses Ansatzes mit der vierfachen
Menge Wasser, Extraktion mit Dichlormethan, Waschen der vereinigten
organischen Phasen mit Wasser, Trocken und Abdestillation der Lösemittel im
Vakuum wird das rohe, noch braun gefärbte Endprodukt erhalten; Reinigung erfolgt
durch Chromatografie (Kieselgel; Toluen) und Umkristallisation (Propanon-2).
Ausgehend von 4-Fluor-2-octyl-indan-6-boronsäure bzw. Alkylketten-Homologen
können z. B. analog der letzten Stufe des Beispiels 1 die folgenden Verbindungen
erhalten werden:
Erhalten durch Umsetzung mit 2,5-Dibrompyridin zu 4-Fluor-6-(5-brom-pyridin-2-yl)-
2-octyl-indan und nachfolgende Reaktion mit dem Octen-9-BBN-Addukt.
Erhalten durch Umsetzung mit 4-Decyloxybrombenzol.
Erhalten durch Umsetzung mit 3-Fluor-4-octyloxybrombenzol.
Ausgehend von der Stufe 6-Brom-4-fluor-2-octyl-indan bzw. Alkylketten-Homologen
davon können erhalten werden.
Erhalten durch Umsetzung mit 6-Fluor-2-octyl-pyridin-5-boronsäure (erhältlich
analog US 5,630,962) analog der letzten Stufe von Beispiel 1.
Erhalten durch Umsetzung mit 1-(4-Ethylphenyl)ethin unter den für eine Heck-
Kopplung modifizierten Bedingungen der letzten Stufe von Beispiel 1 (siehe z. B.
DE-A-44 38 877).
Erhalten durch Reaktion mit 1-(2,3-Difluor-4-propylphenyl)ethin analog Beispiel 5
und anschließende Hydrierung.
Erhalten analog Beispiel 6.
Erhalten durch Umsetzung mit 1-(3-Fluor-4-propylphenyl)ethin und weitere
Behandlung analog Beispiel 6.
Erhalten durch Umsetzung mit 1-(4-4-Propylphenyl)ethin und weitere Behandlung
analog Beispiel 6.
Erhalten durch Nickel-katalysierte Kopplung mit Decylmagnesiumbromid.
Erhalten analog Beispiel 10.
Erhalten analog Beispiel 11, wobei jedoch in die Reaktionssequenz gem. Beispiel 1
2-(trans-4-Propylcyclohexyl)malonsäurediethylester (Herstellung analog JP-A
59070684) eingesetzt wird.
Erhalten analog Beispiel 11, wobei jedoch in die Reaktionssequenz gem. Beispiel 1
2-(trans-4-Propylcyclohexyl)malonsäurediethylester (Herstellung analog JP-A
59070684) eingesetzt wird.
Claims (12)
1. Fluorierte Derivate des Indans der allgemeinen Formel (I),
mit der Bedeutung von
R1: Wasserstoff oder ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest (mit oder ohne asymmetrischem C-Atom) mit 1 bis 20 C-Atomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte und nicht terminale CH2-Gruppen durch -O-,-CO- O-, -O-CO-, -OC(= O)O- oder -Si(CH3)2- ersetzt sein können und ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können, und R1 nur dann Wasserstoff sein kann, wenn der Index a ungleich Null ist;
R2: Wasserstoff oder ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest (mit oder ohne asymmetrischem C-Atom) mit 1 bis 20 C-Atomen, wobei eine nicht terminale CH2-Gruppe durch -O- ersetzt sein kann und ein oder mehrere H- Atome durch F ersetzt sein können, und R2 nur dann Wasserstoff sein kann, wenn der Index b ungleich Null ist,
M1: -CO-O-, -O-CO-, -CH2-O-, -O-CH2-, -CH2CH2-, -C∼C- oder eine Einfachbindung
M2: -CH2CH2- oder eine Einfachbindung
A1: 1,4-Phenylen, worin ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, Pyridin-2,5-diyl, wobei ein H-Atom durch F ersetzt sein kann, Pyrimidin-2,5-diyl, wobei ein H-Atom durch F ersetzt sein kann, 1,4- Cyclohexylen, 4-(4-R1-cyclohexyl)phenyl, 4-Biphenyl-4'-yl, wobei ein oder 2 H-Atome durch F ersetzt sein können oder 4-(1-R1-Silacyclohexan-4- yl)phenyl
A2: 1,4-Cyclohexylen oder 1,4-Phenylen, worin ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können
X: H oder F
a, b: Null oder 1,
wobei die Summe (a + b) mindestens 1 ist.
mit der Bedeutung von
R1: Wasserstoff oder ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest (mit oder ohne asymmetrischem C-Atom) mit 1 bis 20 C-Atomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte und nicht terminale CH2-Gruppen durch -O-,-CO- O-, -O-CO-, -OC(= O)O- oder -Si(CH3)2- ersetzt sein können und ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können, und R1 nur dann Wasserstoff sein kann, wenn der Index a ungleich Null ist;
R2: Wasserstoff oder ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest (mit oder ohne asymmetrischem C-Atom) mit 1 bis 20 C-Atomen, wobei eine nicht terminale CH2-Gruppe durch -O- ersetzt sein kann und ein oder mehrere H- Atome durch F ersetzt sein können, und R2 nur dann Wasserstoff sein kann, wenn der Index b ungleich Null ist,
M1: -CO-O-, -O-CO-, -CH2-O-, -O-CH2-, -CH2CH2-, -C∼C- oder eine Einfachbindung
M2: -CH2CH2- oder eine Einfachbindung
A1: 1,4-Phenylen, worin ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, Pyridin-2,5-diyl, wobei ein H-Atom durch F ersetzt sein kann, Pyrimidin-2,5-diyl, wobei ein H-Atom durch F ersetzt sein kann, 1,4- Cyclohexylen, 4-(4-R1-cyclohexyl)phenyl, 4-Biphenyl-4'-yl, wobei ein oder 2 H-Atome durch F ersetzt sein können oder 4-(1-R1-Silacyclohexan-4- yl)phenyl
A2: 1,4-Cyclohexylen oder 1,4-Phenylen, worin ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können
X: H oder F
a, b: Null oder 1,
wobei die Summe (a + b) mindestens 1 ist.
2. Fluorierte Derivate des Indans nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Symbole und Indizes in der Formel (I) eine oder mehrere der folgenden
Bedeutungen haben:
R1, R2 sind gleich oder verschieden
A1 ist 1,4-Phenylen, worin 1 oder 2 H-Atome durch F ersetzt sein können, Pyridin-2,5-diyl, worin 1 H durch F ersetzt sein kann, oder Pyrimidin-2,5-diyl;
A2 ist 1,4-Cyclohexylen;
X ist H;
a hat den Wert 1 und b hat den Wert Null.
R1, R2 sind gleich oder verschieden
- a) ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest (mit oder ohne asymmetrischem C-Atom) mit 1 bis 18 C-Atomen, wobei
- b) eine nicht terminale CH2-Gruppe durch -O- ersetzt sein kann
- c) ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können;
A1 ist 1,4-Phenylen, worin 1 oder 2 H-Atome durch F ersetzt sein können, Pyridin-2,5-diyl, worin 1 H durch F ersetzt sein kann, oder Pyrimidin-2,5-diyl;
A2 ist 1,4-Cyclohexylen;
X ist H;
a hat den Wert 1 und b hat den Wert Null.
3. Fluorierte Derivate des Indans nach Anspruch 1 oder 2, ausgewählt aus den
Verbindungen der allgemeinen Formeln (Ia) bis (In)
worin
R3 einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl- oder Alkyloxy-Rest mit 1 bis 12 C-Atomen und
R4 einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 12 C-Atomen bedeuten.
worin
R3 einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl- oder Alkyloxy-Rest mit 1 bis 12 C-Atomen und
R4 einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 12 C-Atomen bedeuten.
4. Verwendung von fluorierten Derivaten des Indans gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 3 als Komponenten flüssigkristalliner Mischungen.
5. Flüssigkristallmischung, enthaltend ein oder mehrere fluorierte Derivate des
Indans gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3.
6. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie
ferroelektrisch (chiral smektisch) ist.
7. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie
nematisch ist.
8. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß sie 0,01 bis 80 Gew.-% eines oder mehrerer fluorierter Derivate des Indans der
Formel (I) enthält.
9. Ferroelektrische Schalt- und/oder Anzeigevorrichtung, enthaltend eine
ferroelektrische Flüssigkristallmischung gemäß Anspruch 6.
10. Ferroelektrische Schalt- und/oder Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9 zum
Betrieb im τV(min)-Mode.
11. Ferroelektrische Schalt- und/oder Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß sie Aktivmatrix-Elemente enthält.
12. Schalt- und/oder Anzeigevorrichtung mit Aktivmatrix-Elementen, enthaltend
eine Flüssigkristallmischung gemäß Anspruch 7.
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DE69815139T DE69815139T2 (de) | 1997-10-10 | 1998-10-08 | 5-arylindan-derivate und ferroelektrische flüssigkristallmischung, die diese enthält |
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Cited By (6)
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US6670514B2 (en) | 2001-08-16 | 2003-12-30 | Clariant Finance (Bvi) Limited | Fluorinated polycycles and their use in liquid-crystal mixtures |
US6759103B2 (en) | 2001-09-17 | 2004-07-06 | Clariant Financi (Bvi) Limited | Fluorinated cyclopenta[b]naphthalenes and their use in liquid-crystal mixtures |
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EP1568754A1 (de) * | 2002-11-29 | 2005-08-31 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Indanverbindung enthaltende nematischflüssigkristalline zusammensetzung |
DE10209139B4 (de) * | 2001-03-03 | 2006-07-13 | Nematel Gmbh & Co. Kg | Tricyclische Verbindungen |
EP1409441B1 (de) * | 2001-07-20 | 2009-11-18 | MERCK PATENT GmbH | Indanverbindungen mit negativer dielektrischer anisotropie |
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-
1998
- 1998-09-04 DE DE19840447A patent/DE19840447B4/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10209139B4 (de) * | 2001-03-03 | 2006-07-13 | Nematel Gmbh & Co. Kg | Tricyclische Verbindungen |
EP1409441B1 (de) * | 2001-07-20 | 2009-11-18 | MERCK PATENT GmbH | Indanverbindungen mit negativer dielektrischer anisotropie |
US6670514B2 (en) | 2001-08-16 | 2003-12-30 | Clariant Finance (Bvi) Limited | Fluorinated polycycles and their use in liquid-crystal mixtures |
US6759103B2 (en) | 2001-09-17 | 2004-07-06 | Clariant Financi (Bvi) Limited | Fluorinated cyclopenta[b]naphthalenes and their use in liquid-crystal mixtures |
EP1568754A1 (de) * | 2002-11-29 | 2005-08-31 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Indanverbindung enthaltende nematischflüssigkristalline zusammensetzung |
EP1568754A4 (de) * | 2002-11-29 | 2006-02-08 | Dainippon Ink & Chemicals | Indanverbindung enthaltende nematischflüssigkristalline zusammensetzung |
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WO2005037957A1 (de) * | 2003-10-17 | 2005-04-28 | Merck Patent Gmbh | Flüssigkristallines medium enthaltend fluorierte indanverbindung |
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