DE3906051A1 - Difluorbenzonitrilderivate - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft Derivate des 2,3-Difluorbenzonitrils
der Formel I,
worin
R eine Alkylgruppe mit 1-12 C-Atomen, worin auch eine oder zwei CH₂-Gruppen durch -O-, -CO-, -O-CO- und/oder -CH=CH- ersetzt sein können, wobei zwei O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und
R eine Alkylgruppe mit 1-12 C-Atomen, worin auch eine oder zwei CH₂-Gruppen durch -O-, -CO-, -O-CO- und/oder -CH=CH- ersetzt sein können, wobei zwei O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und
bedeutet.
Der Einfachheit halber bedeuten im folgenden Cyc eine
1,4-Cyclohexylengruppe, PF2N bedeutet eine Gruppe der Formel
und Phe eine 1,4-Phenylengruppe.
Die Verbindungen der Formel I können als Komponenten
flüssigkristalliner Phasen verwendet werden, insbesondere
für Displays, die auf dem Prinzip der verdrillten
Zelle, dem Guest-Host-Effekt, dem Effekt der Deformation
aufgerichteter Phasen oder dem Effekt der dynamischen
Streuung beruhen.
Ein wichtiges Kriterium für den Multiplexbetrieb solcher
Zellen ist ein kleines Verhältnis der Anisotropie der
Dielektrizitätskonstante zur Dielektrizitätskonstante
senkrecht zur Molekülachse, d. h. von Δε/ε ⟂ (vgl. zum Beispiel
Gharadjedagji, F. et al., Rev. Phas. Appl. 11, 1976
[467]).
Zum Erreichen eines kleinen Δε/ε ⟂ mischt man herkömmlicherweise
Substanzen, mit negativem Δε mit Substanzen
mit positivem Δε.
Besser jedoch ist es, Substanzen einzusetzen, die neben
einem positivem Δε einen starken Querdipol besitzen. Es
sind bisher bereits eine Reihe von flüssigkristallinen
Verbindungen dieser Art synthetisiert worden, so z. B.
Carbonsäureester des 4-Cyano-2(3)-fluorphenols oder
5-Cyanopyridin-2-yl-Verbindungen.
Allerdings weisen letztere im allgemeinen Nachteile auf,
wie z. B. schlechte Löslichkeit in Mischungen, hohe Viskosität,
hohe Schmelzpunkte und chemische Instabilität.
Außerdem besitzen sie in der Regel eine starke Neigung
zur Ausbildung smektischer Phasen höherer Ordnung. Es
besteht daher ein Bedarf an weiteren Verbindungen mit
positiver dielektrischer Anisotropie mit gleichzeitig
großer Dielektrizitätskonstante senkrecht zur Molekülachse,
die es erlauben, die Eigenschaften von Mischungen
für verschiedenste elektro-optische Anwendungen
weiter zu verbessern.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, stabile, flüssigkristalline
oder mesogene Verbindungen mit einer positiven
Anisotropie der Dielektrizität, einem großen negativen
Querdipol und gleichzeitig geringer Viskosität aufzuzeigen.
Es wurde gefunden, daß die Verbindungen der Formel I als
Komponenten flüssigkristalliner Phasen vorzüglich geeignet
sind. Insbesondere sind mit ihrer Hilfe stabile
flüssigkristalline Phasen mit breitem Mesophasenbereich
und vergleichsweise niedriger Viskosität herstellbar.
Mit der Bereitstellung der Verbindungen der Formel I
wird außerdem ganz allgemein die Palette der flüssigkristallinen
Substanzen, die sich unter verschiedenen anwendungstechnischen
Gesichtspunkten zur Herstellung flüssigkristalliner
Gemische eignen, erheblich verbreitert.
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 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 und/oder die Viskosität und/
oder die spontane Polarisation und/oder die Phasenbereiche
und/oder den Tiltwinkel und/oder den Pitch eines
solchen Dielektrikums zu variieren.
Die Verbindungen der Formel I eignen sich ferner als
Zwischenprodukte zur Herstellung anderer Substanzen,
die sich als Bestandteile flüssigkristalliner Dielektrika
vewenden verwenden lassen.
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 sehr stabil.
Gegenstand der Erfindung sind somit die Verbindungen
der Formel I.
Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung
der Verbindungen der Formel I als Komponenten flüssigkristalliner
Phasen. Gegenstand der Erfindung sind ferner
flüssigkristalline Phasen mit einem Gehalt an mindestens
einer Verbindung, die einen 2,3-Difluor-4-cyanophenylrest
als Strukturelement enthält, insbesondere einer Verbindung
der Formel I, sowie Flüssigkristall-Anzeigeelemente,
die derartige Phasen enthalten. Derartige Phasen weisen
besonders vorteilhafte elastische Konstanten auf und
eignen sich wegen ihrer niedrigen Δε/ε ⟂-Werte besonders
für TFT-Mischungen.
Die Verbindungen der Formel I umfassen dementsprechend
Verbindungen mit zwei Ringen der Teilformeln Ia bis Ic:
R-Phe-PF2N (Ia)
R-Cyc-PF2N (Ib)
R-Cyc-CH₂CH₂-PF2N (Ic)
Verbindungen mit drei Ringen der Teilformeln Id bis Ih:
R-Phe-Phe-PF2N (Id)
R-Cyc-Cyc-PF2N (Ie)
R-Cyc-CH₂CH₂-Cyc-PF2N (If)
R-Cyc-CH₂O-Phe-PF2N (Ig)
R-Cyc-CH₂CH₂-Phe-PF2N (Ih)
In den Verbindungen der vor- und nachstehenden Formeln
bedeutet R vorzugsweise Alkyl, ferner Alkoxy.
R weist in den vor- und nachstehenden Formeln vorzugsweise
2-10 C-Atome, insbesondere 3-7 C-Atome, auf. In R
können auch eine oder zwei CH₂-Gruppen ersetzt sein.
Vorzugsweise ist nur eine CH₂-Gruppe ersetzt durch -O-,
-CO- oder -CH=CH-, insbesondere durch -O- oder -O-CO-.
In den vor- und nachstehenden Formeln bedeutet R vorzugsweise
Alkyl, Alkoxy oder eine andere Oxaalkylgruppe,
ferner auch Alkylgruppen, in denen ein oder mehrere CH₂-
Gruppen durch eine Gruppierung ausgewählt aus der Gruppe
-O-, -O-CO-, -CH=CH- oder auch durch eine Kombination
von zwei geeigneten Gruppierungen ersetzt sein können,
wobei zwei Heteroatome nicht direkt miteinander verknüpft
sind.
Falls R einen Alkylrest, in dem auch eine ("Alkoxy" bzw.
"Oxaalkyl") oder zwei ("Alkoxylalkoxy" bzw. "Dioxaalkyl")
nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch O-Atome ersetzt sein
können, bedeutet, so kann er 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,
Pentoxy, Hexoxy oder Heptoxy, ferner Methyl, Octyl, Nonyl,
Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl,
Methoxy, Octoxy, Nonoxy, Decoxy, Undecoxy, Dodecoxy, Tridecoxy
oder Tetradecoxy.
Oxaalkyl bedeutet vorzugsweise geradkettiges 2-Oxypropyl
(= 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,
1,3-Dioxabutyl (= Methoxymethoxy), 1,3-, 1,4-, 2,4-Dioxapentyl,
1,3-, 1,4-, 1,5-, 2,4-, 2,5- oder 3,5-Dioxahexyl,
1,3-, 1,4-, 1,5-, 1,6-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,5-, 3,6- oder
4,6-Dioxaheptyl.
Falls R einen Alkylrest bedeutet, in dem eine CH₂-Gruppe
durch -CH=CH- ersetzt ist, so kann er 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 einen Alkylrest bedeutet, in dem eine CH₂-Gruppe
durch -O-CO- oder -CO-O- ersetzt ist, so kann dieser
geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er
geradkettig und hat 2 bis 6 C-Atome. Er bedeutet 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.
Verbindungen der Formel I mit verzweigter Flügelgruppe
R 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.
Verzweigte Gruppen dieser Art enthalten in der Regel
nicht mehr als eine Kettenverzweigung. Bevorzugte verzweigte
Reste 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-Methylpentoxy, 3-Methylpentoxy,
2-Ethylhexoxy, 1-Methylhexoxy, 1-Methylheptoxy,
2-Oxa-3-methylbutyl, 3-Oxa-4-methylpentyl, 4-Methylhexyl,
2-Nonyl, 2-Decyl, 2-Dodecyl, 6-Methyloctoxy, 6-Methyloctanoyloxy,
5-Methylheptyloxycarbonyl, 2-Methylbutyryloxy,
3-Methylvaleryloxy, 4-Methylhexanoyloxy, 2-Chlorpropionyloxy,
2-Chlor-3-methylbutyryloxy, 2-Chlor-4-methylvaleryloxy,
2-Chlor-3-methylvaleryloxy, 2-Methyl-3-oxapentyl,
2-Methyl-3-oxahexyl.
Falls R einen Alkylrest darstellt, in dem zwei oder mehr
CH₂-Gruppen durch -O- und/oder -CO-O- ersetzt sind, so kann
dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist
er verzweigt und hat 3 bis 12 C-Atome. Er bedeutet demnach
besonders Bis-carboxy-methyl, 2,2-Bis-carboxy-ethyl, 3,3-
Bis-carboxy-propyl, 4,4-Bis-carboxy-butyl, 5,5-Bis-carboxy-
pentyl, 6,6-Bis-carboxy-hexyl, 7,7-Bis-carboxy-heptyl,
8,8-Bis-carboxy-octyl, 9,9-Bis-carboxy-nonyl, 10,10-Bis-
carboxy-decyl, Bis-(methoxycarbonyl)-methyl, 2,2-Bis-
(methoxycarbonyl)-ethyl, 3,3-Bis-(methoxycarbonyl)-propyl,
4,4-Bis-(methoxycarbonyl)-butyl, 5,5-Bis-(methoxycarbonyl)-
pentyl, 6,6-Bis-(methoxycarbonyl)-hexyl, 7,7-Bis-
(methoxycarbonyl)-heptyl, 8,8-Bis-(methoxycarbonyl)-octyl,
Bis-(ethoxycarbonyl)-methyl, 2,2-Bis-(ethoxycarbonyl)-
ethyl, 3,3-Bis-(ethoxycarbonyl)-propyl, 4,4-Bis-(ethoxycarbonyl)-
butyl, 5,5-Bis-(ethoxycarbonyl)-pentyl.
Verbindungen der Formel I, die über für Polykondensationen
geeignete Flügelgruppen R verfügen, eignen sich zur
Darstellung flüssigkristalliner Polykondensate.
Formel I umfaßt sowohl die Racemate dieser Verbindungen
als auch die optischen Antipoden sowie deren Gemische.
Unter den Verbindungen der Formeln I sowie Ia bis Ie
sind diejenigen bevorzugt, in denen mindestens einer der
darin enthaltenen Reste eine der angegebenen bevorzugten
Bedeutungen hat.
Eine kleinere Gruppe von bevorzugten Verbindungen der
Formel I sind diejenigen der Teilformeln I1 bis I23:
Alkyl-Phe-PF2N (I1)
Alkoxy-Phe-PF2N (I2)
Alkanoyloxy-Phe-PF2N (I3)
Alkoxycarbonyl-Phe-PF2N (I4)
Alkyl-Cyc-PF2N (I5)
Alkoxy-Cyc-PF2N (I6)
Alkanoyloxy-Cyc-PF2N (I7)
Alkoxycarbonyl-Cyc-PF2N (I8)
Alkyl-Cyc-CH₂CH₂-PF2N (I9)
Alkoxy-Cyc-CH₂CH₂-PF2N (I10)
Alkanoyloxy-Cyc-CH₂CH₂-PF2N (I11)
Alkoxycarbonyl-Cyc-CH₂CH₂-PF2N (I12)
Alkyl-Phe-Phe-PF2N (I13)
Alkoxy-Phe-Phe-PF2N (I14)
Alkanoyloxy-Phe-Phe-PF2N (I15)
Alkoxycarbonyl-Phe-Phe-PF2N (I16)
Alkyl-Cyc-Cyc-PF2N (I17)
Alkoxy-Cyc-Cyc-PF2N (I18)
Alkanoyloxy-Cyc-Cyc-PF2N (I19)
Alkoxycarbonyl-Cyc-Cyc-PF2N (I20)
Alkyl-Cyc-CH₂CH₂-Cyc-PF2N (I21)
Alkyl-Cyc-CH₂O-Phe-PF2N (I22)
Alkyl-Cyc-CH₂CH₂-Phe-PF2N (I23)
Die Verbindungen der Formel I werden nach an sich bekannten
Methoden hergestellt, wie sie in der Literatur (z. B.
in den Standardwerken wie Houben-Weyl, Methoden der Organischen
Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart) beschrieben
sind, und zwar unter Reaktionsbedingungen, die für
die genannten Umsetzungen bekannt und geeignet sind. Dabei
kann man auch von an sich bekannten, hier nicht näher
erwähnten Varianten Gebrauch machen.
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 Formel I umsetzt.
Verbindungen der Formel I werden bevorzugt aus Verbindungen
der Formel II,
worin R und A die angegebene Bedeutung besitzen und X
H, Cl, CHO oder COOH bedeutet, hergestellt.
Difluorbenzolderivate der Formel II (X=H) lassen sich
in an sich bekannter Weise mit metallorganischen Verbindungen
oder Basensystemen deprotonieren (z. B. nach A. M. Roe
et al., J. Chem. Soc. Chem. Comm. 22, 582 [1965]).
Die entsprechenden Lithium-Verbindungen können mit Formamiden,
wie Dimethylformamid oder N-Formylpiperidin formyliert
(X=CHO), mit Kohlendioxid carboxyliert (X=COOH)
oder mit Chlor- bzw. Bromcyan direkt zu den Verbindungen
der Formel I umgesetzt werden.
Die Formylverbindungen der Formel II werden in an sich bekannter
Weise in die Nitrile der Formel I überführt (z. B.
J. Streith et al., Helv. Acta 59, 2786 [1976]).
Als metallorganische Verbindungen eignen sich besonders
Lithiumorganyle, wie z. B. n-, tert.- oder sec.-Butyllithium
oder Methyllithium in einem inerten Lösungsmittel, z. B.
einem Ether wie Tetrahydrofuran, Dioxan oder tert.-Butylmethylether,
einem Kohlenwasserstoff wie Hexan, Benzol
oder Toluol oder einem Gemisch dieser Lösungsmittel.
Bevorzugt werden diesen Lösungsmitteln Komplexierungsmittel,
z. B. Amine wie Tetramethylethylendiamin (TMEDA)
oder Amide wie Hexamethylphosphorsäuretriamid (HMPT) oder
N,N-Dimethylpropylenharnstoff (DMPH), zugesetzt.
Gewöhnlich liegt die Reaktionstemperatur zwischen -120°C
und -10°C, vorzugsweise zwischen -100°C und -50°C.
Bei diesen Temperaturen sind die Deprotonierungsreaktionen
in der Regel nach 1 bis 10 Stunden beendet.
Weiterhin bevorzugt werden die Verbindungen der Formel I
durch Umsetzung von Titan- bzw. Zinkorganylen mit
4-Brom(Chlor)-2,3-difluorbenzonitril unter Metallkatalyse
(vgl. zum Beispiel DE 37 36 489/36 32 410) hergestellt.
Die Verbindungen der Formel I können auch hergestellt
werden, indem man eine Verbindung, die sonst der Formel I
entspricht, aber an Stelle von H-Atomen eine oder mehrere
reduzierbare Gruppen und/oder C-C-Bindungen enthält,
reduziert.
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 entsprechen der Formel I, können aber an Stelle
eines Cyclohexanrings 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 eines H-Atoms eine freie
oder eine funktionell (z. B. in Form ihres p-Toluolsulfonats)
abgewandelte OH-Gruppe enthalten.
Die Reduktion kann z. B. erfolgen durch katalytische
Hydrierung bei Temperaturen zwischen etwa 0°C und etwa
200°C sowie Drücken 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
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.
Ketone können auch nach den Methoden von Clemmensen (mit
Zink, amalgamiertem Zink oder Zinn und Salzsäure zweckmäßig
in wäßrig-alkoholischer 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 Temperaturen zwischen etwa 100 und
200°) zu den entsprechenden Verbindungen der Formel I,
die Alkylgruppen und/oder -CH₂CH₂-Brücken enthalten,
reduziert werden.
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 (auch in Gegenwart
von CN-Gruppen) mit NaBH₄ oder Tributylzinnhydrid in
Methanol hydriert werden.
Zur Herstellung von Nitrilen der Formel I können entsprechende
Säureamide dehydratisiert werden. Die Amide
sind z. B. aus entsprechenden Estern oder Säurehalogeniden
durch Umsetzung mit Ammoniak erhältlich. Als wasserabspaltende
Mittel eignen sich beispielsweise anorganische
Säurechloride wie SOCl₂, PCl₃, PCl₅, POCl₃,
SO₂Cl₂, COCl₂, ferner P₂O₅, P₂S₅, AlCl₃ (z. B. als Doppelverbindung
mit NaCl), aromatische Sulfonsäuren und Sulfonsäurehalogenide.
Man kann dabei in Gegenwart oder Abwesenheit
eines inerten Lösungsmittels bei Temperaturen
zwischen etwa 0° und 150° arbeiten; als Lösungsmittel
kommen z. B. Basen wie Pyridin oder Triethylamin, aromatische
Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol oder Xylol
oder Amide wie DMF in Betracht.
Zur Herstellung der vorstehend genannten Nitrile der
Formel I kann man auch entsprechende Säurehalogenide,
vorzugsweise die Chloride, mit Sulfamid umsetzen, zweckmäßig
in einem inerten Lösungsmittel wie Tetramethylensulfon
bei Temperaturen zwischen 80° und 150°,
vorzugsweise bei 120°. Nach üblicher Aufarbeitung kann
man direkt die Nitrile isolieren.
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, Cyclohexan-carbonsäurephenyl-
oder cyclohexyl-ester, Phenyl- oder Cyclohexylester
der Cyclohexylbenzoesäure, Phenyl- oder Cyclohexylester
der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure, Cyclohexylphenylester
der Benzoesäure, der Cyclohexancarbonsäure
bzw. der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure, Phenylcyclohexane,
Cyclohexylbiphenyle, Phenylcyclohexylcyclohexane,
Cyclohexylcyclohexane, Cyclohexylcyclohexene, Cyclohexylcyclohexylcyclohexene,
1,4-Bis-cyclohexylbenzole, 4,4′-
Bis-cyclohexylbiphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylpyrimidine,
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-cyclohexylphenylethane,
gegebenenfalls halogenierten Stilbene,
Benzylphenylether, Tolane und substituierten Zimtsäuren.
Die 1,4-Phenylengruppen in diesen Verbindungen können
auch fluoriert sein.
Die wichtigsten als weitere Bestandteile erfindungsgemäßer
Medien in Frage kommenden Verbindungen lassen sich durch
die Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 charakterisieren:
R′-L-E-R′′ (1)
R′-L-COO-E-R′′ (2)
R′-L-OOC-E-R′′ (3)
R′-L-CH₂CH₂-E-R′′ (4)
R′-L-C≡C-E-R′′ (5)
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-Cyclohexenylen, Pyr Pyrimidin-2,5-diyl
oder Pyridin-2,5-diyl, Dio 1,3-Dioxan-2,5-diyl und G
2-(trans-1,4-Cyclohexyl)-ethyl, Pyrimidin-2,5-diyl,
Pyridin-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl bedeuten.
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-.
R′ und R′′ bedeuten in den Verbindungen der Teilformeln
1a, 2a, 3a, 4a und 5a jeweils unabhängig voneinander
Alkyl, Alkenyl, Alkoxy, Alkenyloxy oder Alkanoyloxy mit
bis zu 8 Kohlenstoffatomen. Bei den meisten dieser Verbindungen
sind R′ und R′′ voneinander verschieden, wobei
einer dieser Reste meist Alkyl oder Alkenyl ist. In den
Verbindungen der Teilformeln 1b, 2b, 3b, 4b und 5b bedeutet
R′′ -CN, -CF₃, F, Cl oder -NCS; R hat dabei die bei
den Verbindungen der Teilformeln 1a bis 5a angegebene
Bedeutung und ist vorzugsweise Alkyl oder Alkenyl. Aber
auch andere Varianten der vorgesehenen Substituenten in
den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 sind
gebräuchlich. Viele solcher Substanzen oder auch Gemische
davon sind im Handel erhältlich. Alle diese Substanzen
sind nach literaturbekannten Methoden oder in Analogie
dazu erhältlich.
Die erfindungsgemäßen Medien enthalten vorzugsweise neben
Komponenten aus der Gruppe der Verbindungen 1a, 2a, 3a,
4a und 5a (Gruppe 1) auch Komponenten aus der Gruppe der
Verbindungen 1b, 2b, 3b, 4b und 5b (Gruppe 2), deren Anteile
vorzugsweise wie folgt sind:
Gruppe 1: 20 bis 90%, insbesondere 30 bis 90%,
Gruppe 2: 10 bis 80%, insbesondere 10 bis 50%,
Gruppe 2: 10 bis 80%, insbesondere 10 bis 50%,
wobei die Summe der Anteile der erfindungsgemäßen Verbindungen
und der Verbindungen aus den Gruppen 1 und 2 bis
zu 100% ergeben.
Die erfindungsgemäßen Medien enthalten vorzugsweise
1 bis 40%, insbesondere vorzugsweise 5 bis 30% an
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.
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 der Orientierung der nematischen
Phasen zugesetzt werden.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern,
ohne sie zu begrenzen. mp. = Schmelzpunkt, cp. = Klärpunkt.
Vor- und nachstehend bedeuten Prozentangaben Gewichtsprozent;
alle Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben.
"Übliche Aufarbeitung" bedeutet: Man gibt Wasser hinzu,
extrahiert mit Methylenchlorid, trennt ab, trocknet die
organische Phase, dampft ein und reinigt das Produkt durch
Kristallisation und/oder Chromatographie.
Es bedeuten ferner:
K: Kristallin-fester Zustand, S: smektische Phase (der Index kennzeichnet den Phasenty), N: nematischer Zustand, Ch: cholesterische Phase, I: isotrope Phase. Die zwischen zwei Symbolen stehende Zahl gibt die Umwandlungstemperatur in Grad Celsius an.
K: Kristallin-fester Zustand, S: smektische Phase (der Index kennzeichnet den Phasenty), N: nematischer Zustand, Ch: cholesterische Phase, I: isotrope Phase. Die zwischen zwei Symbolen stehende Zahl gibt die Umwandlungstemperatur in Grad Celsius an.
Zu einem Gemisch von 0,5 mol 1,2-Difluorbenzol,
1000 ml Tetrahydrofuran und 0,5 mol Tetramethylethylendiamin
wird bei -78°C eine Lösung von
0,525 mol n-Butyllithium in 320 ml Hexan gegeben.
Nach 3stündigem Rühren bei -60°C tropft man
0,525 mol 4-Pentylcyclohexanon, gelöst in 100 ml
Tetrahydrofuran, hinzu und läßt langsam auf Raumtemperatur
erwärmen. Der nach Neutralisation erhaltene
Alkohol wird ohne Reinigung in 250 ml Toluol gelöst
und mit 2 g p-Toluolsulfonsäure 3 Stunden am Wasserabscheider
erhitzt. Nach üblicher Aufarbeitung erhält
man 1-(4-Pentylcyclohex-1-enyl)-2,3-difluorbenzol
mit einem Siedepunkt von 123°C/0,5 torr.
Analog erhält man mit 4-(4-Propylphenyl)-cyclohexanon
als Ausgangsprodukt 1-(4-(4-Propylphenyl)-
cyclohex-1-enyl)-2,3-difluorbenzol.
0,1 mol 4-(4-Pentylcyclohex-1-enyl)-2,3-difluorphenyllithium
(hergestellt aus dem Benzol mit
n-Butyllithium in Tetrahydrofuran/Tetramethylethylendiamin
analog Beispiel 1a)) werden bei
-70°C mit 0,12 mol N-Formylpiperidin in 20 ml
Tetrahydrofuran versetzt und in 1 Stunde auf -20°C
erwärmt. Nach Ansäuern und üblichem Aufarbeiten
erhält man den Aldehyd.
Ein Gemisch von 0,1 mol des Aldehyds und 100 ml
Wasser wird bei 30°C mit einem Gemisch aus 0,12 mol
Hydroxylamin-O-Sulfonsäure und 50 ml Wasser versetzt.
Nach 1stündigem Rühren bei Raumtemperatur wird
2 Stunden auf 65°C erwärmt. Nach Abkühlen und üblichem
Aufarbeiten erhält man das Nitril als weißen
Feststoff.
Ein Gemisch aus 0,1 mol des Cyclohexen-Derivats aus
Beispiel 1c) und 200 ml Toluol wird mit 0,2 mol DDQ
versetzt und 2 Stunden zum Sieden erhitzt. Nach Abkühlen
und üblichem Aufarbeiten erhält man 4-Pentyl-
4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl.
Analog werden hergestellt:
4-Ethyl-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Propyl-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Butyl-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Hexyl-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Heptyl-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Octyl-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Ethoxy-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Propoxy-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Butoxy-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Pentoxy-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Hexoxy-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Heptoxy-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Octoxy-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Propyl-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Butyl-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Hexyl-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Heptyl-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Octyl-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Ethoxy-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Propoxy-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Butoxy-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Pentoxy-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Hexoxy-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Heptoxy-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4-Octoxy-4′-cyano-2′,3′-difluorbiphenyl
4′′-Ethyl-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Propyl-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Butyl-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Pentyl-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Hexyl-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Heptyl-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Octyl-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Ethoxy-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Propoxy-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Butoxy-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Pentoxy-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Hexoxy-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Heptoxy-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Octoxy-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Propyl-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Butyl-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Pentyl-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Hexyl-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Heptyl-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Octyl-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Ethoxy-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Propoxy-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Butoxy-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Pentoxy-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Hexoxy-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Heptoxy-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4′′-Octoxy-4-cyano-2,3-difluorterphenyl
4-(trans-4-Ethylcyclohexylmethoxy)-4′-cyano-2′,3′-
difluorbiphenyl
4-(trans-4-Propylcyclohexylmethoxy)-4′-cyano-2′,3′- difluorbiphenyl
4-(trans-4-Butylcyclohexylmethoxy)-4′-cyano-2′,3′- difluorbiphenyl
4-(trans-4-Pentylcyclohexylmethoxy)-4′-cyano-2′,3′- difluorbiphenyl
4-(trans-4-Hexylcyclohexylmethoxy)-4′-cyano-2′,3′- difluorbiphenyl
4-(trans-4-Heptylcyclohexylmethoxy)-4′-cyano-2′,3′- difluorbiphenyl
4-(trans-4-Octylcyclohexylmethoxy)-4′-cyano-2′,3′- difluorbiphenyl
4-(trans-4-Propylcyclohexylmethoxy)-4′-cyano-2′,3′- difluorbiphenyl
4-(trans-4-Butylcyclohexylmethoxy)-4′-cyano-2′,3′- difluorbiphenyl
4-(trans-4-Pentylcyclohexylmethoxy)-4′-cyano-2′,3′- difluorbiphenyl
4-(trans-4-Hexylcyclohexylmethoxy)-4′-cyano-2′,3′- difluorbiphenyl
4-(trans-4-Heptylcyclohexylmethoxy)-4′-cyano-2′,3′- difluorbiphenyl
4-(trans-4-Octylcyclohexylmethoxy)-4′-cyano-2′,3′- difluorbiphenyl
1-(4′-Cyano-2′,3′-difluorbiphenyl-4-yl)-2-(trans-
4-ethylcyclohexyl)-ethan
1-(4′-Cyano-2′,3′-difluorbiphenyl-4-yl)-2-(trans- 4-propylcyclohexyl)-ethan
1-(4′-Cyano-2′,3′-difluorbiphenyl-4-yl)-2-(trans- 4-butylcyclohexyl)-ethan
1-(4′-Cyano-2′,3′-difluorbiphenyl-4-yl)-2-(trans- 4-pentylcyclohexyl)-ethan
1-(4′-Cyano-2′,3′-difluorbiphenyl-4-yl)-2-(trans- 4-hexylcyclohexyl)-ethan
1-(4′-Cyano-2′,3′-difluorbiphenyl-4-yl)-2-(trans- 4-heptylcyclohexyl)-ethan
1-(4′-Cyano-2′,3′-difluorbiphenyl-4-yl)-2-(trans- 4-octylcyclohexyl)-ethan
1-(4′-Cyano-2′,3′-difluorbiphenyl-4-yl)-2-(trans- 4-propylcyclohexyl)-ethan
1-(4′-Cyano-2′,3′-difluorbiphenyl-4-yl)-2-(trans- 4-butylcyclohexyl)-ethan
1-(4′-Cyano-2′,3′-difluorbiphenyl-4-yl)-2-(trans- 4-pentylcyclohexyl)-ethan
1-(4′-Cyano-2′,3′-difluorbiphenyl-4-yl)-2-(trans- 4-hexylcyclohexyl)-ethan
1-(4′-Cyano-2′,3′-difluorbiphenyl-4-yl)-2-(trans- 4-heptylcyclohexyl)-ethan
1-(4′-Cyano-2′,3′-difluorbiphenyl-4-yl)-2-(trans- 4-octylcyclohexyl)-ethan
Ein Gemisch von 0,1 mol 4-(4-Pentylcyclohex-1-enyl)-2,3-
difluorbenzonitril (hergestellt nach Beispiel 1a)-1c)),
1,0 g Palladium/Aktivkohle (1%) und 150 ml Toluol wird
bei Raumtemperatur bis zur Sättigung hydriert. Nach Filtration
und Entfernen des Lösungsmittels wird der Rückstand
in 150 ml Dimethylsulfoxid gelöst, mit 12 g Kalium-
tert.-butanolat versetzt und 2 Stunden bei Raumtemperatur
gerührt. Nach Ansäuern und üblichem Aufarbeiten erhält
man 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril.
Analog werden hergestellt:
4-(trans-4-Ethylcyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-Hexylcyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-heptylcyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-Octylcyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-Ethoxycyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-Propoxycyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-Butoxycyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-Pentoxycyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-Hexoxycyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-Heptoxycyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-Hexylcyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-heptylcyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-Octylcyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-Ethoxycyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-Propoxycyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-Butoxycyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-Pentoxycyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-Hexoxycyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-4-Heptoxycyclohexyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-trans-4-Ethylbicyclohexyl-4′-yl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-trans-4-Propylbicyclohexyl-4′-yl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-trans-4-Butylbicyclohexyl-4′-yl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-trans-4-Pentylbicyclohexyl-4′-yl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-trans-4-Hexylbicyclohexyl-4′-yl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-trans-4-Heptylbicyclohexyl-4′-yl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-trans-4-Octylbicyclohexyl-4′-yl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-trans-4-Propylbicyclohexyl-4′-yl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-trans-4-Butylbicyclohexyl-4′-yl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-trans-4-Pentylbicyclohexyl-4′-yl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-trans-4-Hexylbicyclohexyl-4′-yl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-trans-4-Heptylbicyclohexyl-4′-yl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(trans-trans-4-Octylbicyclohexyl-4′-yl)-2,3-difluorbenzonitril
4-[trans-4-(trans-4-Ethylcyclohexylethyl)cyclohexyl]-
2,3-difluorbenzonitril
4-[trans-4-(trans-4-Propylcyclohexylethyl)cyclohexyl]- 2,3-difluorbenzonitril
4-[trans-4-(trans-4-Butylcyclohexylethyl)cyclohexyl]- 2,3-difluorbenzonitril
4-[trans-4-(trans-4-Pentylcyclohexylethyl)cyclohexyl]- 2,3-difluorbenzonitril
4-[trans-4-(trans-4-Hexylcyclohexylethyl)cyclohexyl]- 2,3-difluorbenzonitril
4-[trans-4-(trans-4-Heptylcyclohexylethyl)cyclohexyl]- 2,3-difluorbenzonitril
4-[trans-4-(trans-4-octylcyclohexylethyl)cyclohexyl]- 2,3-difluorbenzonitril
4-[trans-4-(trans-4-Propylcyclohexylethyl)cyclohexyl]- 2,3-difluorbenzonitril
4-[trans-4-(trans-4-Butylcyclohexylethyl)cyclohexyl]- 2,3-difluorbenzonitril
4-[trans-4-(trans-4-Pentylcyclohexylethyl)cyclohexyl]- 2,3-difluorbenzonitril
4-[trans-4-(trans-4-Hexylcyclohexylethyl)cyclohexyl]- 2,3-difluorbenzonitril
4-[trans-4-(trans-4-Heptylcyclohexylethyl)cyclohexyl]- 2,3-difluorbenzonitril
4-[trans-4-(trans-4-octylcyclohexylethyl)cyclohexyl]- 2,3-difluorbenzonitril
Zu einem Gemisch von 0,25 mol 1,2-Difluorbenzol,
0,20 mol Kalium-tert.-butanolat und 200 ml Tetrahydrofuran
wird bei -100°C eine Lösung von 0,21 mol
n-Butyllithium in 130 ml Hexan gegeben. Nach 10minütigem
Rühren wird das Gemisch bei -90°C mit einem
Gemisch aus 0,2 mol 2-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-
ethyljodid, 0,2 mol Dimetylaminpropylenharnstoff
und 50 ml Tetrahydrofuran versetzt. Nach 1stündigem
Rühren bei -40°C und üblichem Aufarbeiten erhält
man das Ethan-Derivat mit einem Siedepunkt von 135°C/
0,5 torr neben wenig 1,4-Di-(2-trans-4-Pentylcyclohexyl)-
ethyl)-2,3-difluorbenzol als Nebenprodukt mit
K 64°C, N 106,7° I.
0,1 mol des Ethanderivats werden nach Beispiel 1a)
deprotoniert, nach Beispiel 1b) formyliert und nach
Beispiel 1c) mit 0,12 mol Hydroxylamin-O-Sulfonsäure
umgesetzt. Nach üblichem Aufarbeiten erhält man das
Nitril als farblosen Feststoff, K 38°, N (16,3°) I.
Analog werden hergestellt:
4-(2-(trans-4-Ethylcyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Propylcyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Butylcyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Hexylcyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Octylcyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Ethoxycyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Propoxycyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Butoxycyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Pentoxycyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Hexoxycyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Heptoxycyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Octoxycyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Propylcyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Butylcyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Hexylcyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Octylcyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Ethoxycyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Propoxycyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Butoxycyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Pentoxycyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Hexoxycyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Heptoxycyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
4-(2-(trans-4-Octoxycyclohexyl)-ethyl)-2,3-difluorbenzonitril
Ein Gemisch von 1-Brommagnesium-4-propylbenzol (hergestellt
aus 0,1 mol 4-Propyl-brombenzol und 0,1 mol Magnesium) und
90 ml Tetrahydrofuran wird bei 5°C mit 0,1 mol Chlortriisopropylorthotitanat
in 20 ml Tetrahydrofuran versetzt
und 30 Minuten bei 5°C bis 20°C gerührt. Zu diesem Gemisch
wird ein Gemisch aus 1,3 g Bis-(triphenylphosphin)-nickel-
(II)-chlorid und 0,1 mol 4-Brom-2,3-difluorbenzonitril
(hergestellt aus 1-Trimethylsilyl-2,3-difluorbenzol durch
Überführung ins Nitril analog Beispiel 1a)-1c) und anschließend
Bromierung mit Brom unter destillativer Entfernung
des entstehenden Trimethylsilylbromids) gegeben.
Nach 24stündigem Rühren bei Raumtemperatur und üblicher
Aufarbeitung erhält man 4-Propyl-2′,3′-difluor-4′-cyanobiphenyl.
Analog werden hergestellt:
4-Ethyl-2′,3′-difluor-4′-cyanobiphenyl
4-Butyl-2′,3′-difluor-4′-cyanobiphenyl
4-Pentyl-2′,3′-difluor-4′-cyanobiphenyl
4-Hexyl-2′,3′-difluor-4′-cyanobiphenyl
4-Heptyl-2′,3′-difluor-4′-cyanobiphenyl
4-Octyl-2′,3′-difluor-4′-cyanobiphenyl
4-Butyl-2′,3′-difluor-4′-cyanobiphenyl
4-Pentyl-2′,3′-difluor-4′-cyanobiphenyl
4-Hexyl-2′,3′-difluor-4′-cyanobiphenyl
4-Heptyl-2′,3′-difluor-4′-cyanobiphenyl
4-Octyl-2′,3′-difluor-4′-cyanobiphenyl
Man stellt eine nematische Flüssigkristallmischung her,
bestehend aus
15% 2,3-Difluor-4-(trans-4-propylcyclohexylethyl)-
benzonitril,
15% 2,3-Difluor-4-(trans-4-butylcyclohexylethyl)- benzonitril,
10% 2,3-Difluor-4-(trans-4-pentylcyclohexylethyl)- benzonitril,
9% trans-4-Propylcyclohexancarbonsäure-(trans-4- propylcyclohexylester),
9% trans-4-Propylcyclohexancarbonsäure-(trans-4- pentylcyclohexylester),
6% trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-cyclohexancarbonsäure- (p-propylphenylester),
6% trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-cyclohexancarbonsäure- (p-pentylphenylester),
6% trans-4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-cyclohexancarbonsäure- (p-pentylphenylester),
6% trans-4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-cyclohexancarbonsäure- (p-propylphenylester),
6% trans-4-Butylcyclohexancarbonsäure-(p-trans-4- propylcyclohexylphenylester),
6% trans-4-Pentylcyclohexancarbonsäure-(p-trans-4- propylcyclohexylphenylester),
3% 4,4′-Bis-(trans-4-propylcyclohexyl)-2-fluorbiphenyl und
3% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4′-(trans-4-propylcyclohexyl)- 2-fluorbiphenyl.
15% 2,3-Difluor-4-(trans-4-butylcyclohexylethyl)- benzonitril,
10% 2,3-Difluor-4-(trans-4-pentylcyclohexylethyl)- benzonitril,
9% trans-4-Propylcyclohexancarbonsäure-(trans-4- propylcyclohexylester),
9% trans-4-Propylcyclohexancarbonsäure-(trans-4- pentylcyclohexylester),
6% trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-cyclohexancarbonsäure- (p-propylphenylester),
6% trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-cyclohexancarbonsäure- (p-pentylphenylester),
6% trans-4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-cyclohexancarbonsäure- (p-pentylphenylester),
6% trans-4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-cyclohexancarbonsäure- (p-propylphenylester),
6% trans-4-Butylcyclohexancarbonsäure-(p-trans-4- propylcyclohexylphenylester),
6% trans-4-Pentylcyclohexancarbonsäure-(p-trans-4- propylcyclohexylphenylester),
3% 4,4′-Bis-(trans-4-propylcyclohexyl)-2-fluorbiphenyl und
3% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4′-(trans-4-propylcyclohexyl)- 2-fluorbiphenyl.
Man stellt eine nematische Flüssigkristallmischung her,
bestehend aus
15% p-trans-4-Propylcyclohexyl-benzonitril,
8% 4-Ethyl-2′,3′-difluor-4′-cyanbiphenyl,
7% 4-Propyl-2′,3′-difluor-4′-cyanbiphenyl,
8% 4-Butyl-2′,3′-difluor-4′-cyanbiphenyl,
5% trans-4-Propylcyclohexancarbonsäure-(p-methoxyphenylester),
4% trans-4-Propylcyclohexancarbonsäure-(p-ethoxyphenylester),
5% trans-4-Butylcyclohexancarbonsäure-(p-methoxyphenylester),
4% trans-4-Butylcyclohexancarbonsäure-(p-ethoxyphenylester),
4% trans-4-Pentylcyclohexancarbonsäure-(p-ethoxyphenylester),
4% trans-4-Pentylcyclohexancarbonsäure-(p-methoxyphenylester),
6% trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-cyclohexancarbonsäure- (p-propylphenylester),
6% trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-cyclohexancarbonsäure- (p-pentylphenylester),
5% trans-4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-cyclohexancarbonsäure- (p-pentylphenylester),
5% trans-4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-cyclohexancarbonsäure- (p-propylphenylester),
8% p-trans-4-Propylcyclohexylbenzoesäure-(p-propylphenylester) und
6% p-trans-4-Pentylcyclohexylbenzoesäure-(p-propylphenylester).
8% 4-Ethyl-2′,3′-difluor-4′-cyanbiphenyl,
7% 4-Propyl-2′,3′-difluor-4′-cyanbiphenyl,
8% 4-Butyl-2′,3′-difluor-4′-cyanbiphenyl,
5% trans-4-Propylcyclohexancarbonsäure-(p-methoxyphenylester),
4% trans-4-Propylcyclohexancarbonsäure-(p-ethoxyphenylester),
5% trans-4-Butylcyclohexancarbonsäure-(p-methoxyphenylester),
4% trans-4-Butylcyclohexancarbonsäure-(p-ethoxyphenylester),
4% trans-4-Pentylcyclohexancarbonsäure-(p-ethoxyphenylester),
4% trans-4-Pentylcyclohexancarbonsäure-(p-methoxyphenylester),
6% trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-cyclohexancarbonsäure- (p-propylphenylester),
6% trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-cyclohexancarbonsäure- (p-pentylphenylester),
5% trans-4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-cyclohexancarbonsäure- (p-pentylphenylester),
5% trans-4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-cyclohexancarbonsäure- (p-propylphenylester),
8% p-trans-4-Propylcyclohexylbenzoesäure-(p-propylphenylester) und
6% p-trans-4-Pentylcyclohexylbenzoesäure-(p-propylphenylester).
Claims (6)
1. Derivate des 2,3-Difluorbenzonitrils der Formel I,
worin
R eine Alkylgruppe mit 1-12 C-Atomen, worin auch eine oder zwei CH₂-Gruppen durch -O-, -CO-, -O-CO- und/oder -CH=CH- ersetzt sein können, wobei zwei O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und bedeutet.
R eine Alkylgruppe mit 1-12 C-Atomen, worin auch eine oder zwei CH₂-Gruppen durch -O-, -CO-, -O-CO- und/oder -CH=CH- ersetzt sein können, wobei zwei O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und bedeutet.
2. Verwendung der Verbindungen der Formel I als Komponenten
flüssigkristalliner Phasen.
3. Flüssigkristalline Phasen mit mindestens zwei flüssigkristallinen
Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine Komponente eine 4-Cyano-2,3-difluorphenyl-
Gruppe als Strukturelement enthält.
4. Flüssigkristalline Phase nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens eine Komponente eine
Verbindung der Formel I ist.
5. Flüssigkristallanzeigeelement, dadurch gekennzeichnet,
daß es eine flüssigkristalline Phase nach Anspruch 3
oder 4 enthält.
6. Elektrooptisches Anzeigelement nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß es als Dielektrikum eine
flüssigkristalline Phase nach Anspruch 3 oder 4
enthält.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3906051A DE3906051A1 (de) | 1988-03-10 | 1989-02-27 | Difluorbenzonitrilderivate |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3807806 | 1988-03-10 | ||
DE3906051A DE3906051A1 (de) | 1988-03-10 | 1989-02-27 | Difluorbenzonitrilderivate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3906051A1 true DE3906051A1 (de) | 1989-09-21 |
Family
ID=25865728
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3906051A Withdrawn DE3906051A1 (de) | 1988-03-10 | 1989-02-27 | Difluorbenzonitrilderivate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3906051A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991009008A1 (en) * | 1989-12-14 | 1991-06-27 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | 3'-fluorinated 4'-cyanosubstituted biphenyls |
CN111094512A (zh) * | 2017-09-08 | 2020-05-01 | 默克专利股份有限公司 | 液晶介质和包含其的液晶显示器 |
-
1989
- 1989-02-27 DE DE3906051A patent/DE3906051A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991009008A1 (en) * | 1989-12-14 | 1991-06-27 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | 3'-fluorinated 4'-cyanosubstituted biphenyls |
CN111094512A (zh) * | 2017-09-08 | 2020-05-01 | 默克专利股份有限公司 | 液晶介质和包含其的液晶显示器 |
EP3679111B1 (de) * | 2017-09-08 | 2023-11-01 | Merck Patent GmbH | Flüssigkristallines medium und flüssigkristallanzeige damit |
CN111094512B (zh) * | 2017-09-08 | 2024-01-09 | 默克专利股份有限公司 | 液晶介质和包含其的液晶显示器 |
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