DE3907507C2

DE3907507C2 -

Info

Publication number: DE3907507C2
Application number: DE19893907507
Authority: DE
Inventors: Mitsuhiro Koden; Tomoaki Nara Jp Kuratate; Fumiaki Yamatokoriyama Nara Jp Funada
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1988-03-10
Filing date: 1989-03-08
Publication date: 1990-08-23
Also published as: DE3907507A1; GB2216371A; GB2216371B; GB8905403D0

Description

Gegenstand der Erfindung sind Ester von α-(4-Substituiert-phenyl)-ethylalkoholen und Flüssigkristall-Zubereitungen, die mindestens einen solchen Ester enthalten.

Derzeit werden in Flüssigkristallanzeigen überwiegend Flüssigkristalle in der nematischen Phase verwendet, wenngleich in den vergangenen Jahren erhebliche Forschungen durchgeführt worden sind im Hinblick auf verschiedene Anzeigeeinrichtungen unter Anwendung der smektischen Phasen. Es wird angenommen, daß Flüssigkristallanzeigen mit ferroelektrischen Flüssigkristallen, die eine chirale, smektische C-Phase aufweisen, besonders vielversprechend sind, da sich diese Flüssigkristalle für Anzeigen mit hoher Kapazität und großen Ablesewinkeln eignen.

Für diese ferroelektrischen Flüssigkristalle ist es zunächst erforderlich, daß sie die chirale, smektische C-Phase innerhalb eines weiten Temperaturbereiches um die Raumtemperatur aufweisen. Zur Herstellung von Anzeigen mit hoher Kapazität ist es weiterhin erforderlich, daß sie eine hohe Ansprechgeschwindigkeit besitzen. Somit ist es erforderlich, daß solche ferroelektrischen Flüssigkristalle eine höhere spontane Polarisation und eine niedrigere Viskosität zeigen. Darüber hinaus müssen sie, um in einer Flüssigkristallzelle eine gute Orientierung und Bistabilität zu besitzen, die Phasensequenz INAC (Isotrop-Nematisch-Smektisch-A-Smektisch C) oder IAC (Isotrop-Smektisch-A-Smektisch C) und müssen in der nematischen und der smektischen C-Phase eine ausreichend große Spiralverdrehung aufweisen.

Derzeit steht keine einzige Flüssigkristallverbindung zur Verfügung, welche sämtliche oben angesprochenen Anforderungen erfüllt, so daß ferroelektrische Flüssigkristallmischungen im allgemeinen dadurch hergestellt werden, daß man zu einer Flüssigkristallzubereitung ein optisch aktive Verbindung oder eine Verbindung mit niedriger Viskosität zusetzt. Damit die Flüssigkristall-Zubereitung mit guter Qualität die oben angesprochenen verschiedenen Anforderungen erfüllt, ist es in gewissen Fällen erforderlich, die Zubereitungen dadurch herzustellen, daß man neben den Flüssigkristall-Verbindungen eine weitere Verbindung, wie eine optisch aktive Verbindung zumischt.

Die obigen Anforderungen konnten mit Ausnahme der hohen Ansprechgeschwindigkeit durch konventionelle Mischtechniken erfüllt werden; jedoch ist es bislang nicht gelungen, eine ausreichend hohe Ansprechgeschwindigkeit zu erreichen.

Demzufolge besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, neue optisch aktive Verbindungen anzugeben, die eine größere spontane Polarisation in Flüssigkristall-Zubereitungen zu induzieren vermögen, wodurch die hohe Ansprechgeschwindigkeit erreicht werden kann.

In jüngster Zeit sind unsubstituierte α-Phenyl-ethyl-4′-alkoxybiphenyl-4-carboxylate als optisch aktive Verbindungen beschrieben worden, die zu Flüssigkristall-Zubereitungen zugesetzt werden können (JP-OS 583/1987 vom 06. 01. 1987).

Diese Aufgabe wird nun gelöst durch die Ester gemäß Hauptanspruch. Der Unteranspruch betrifft Flüssigkristall-Zubereitungen, welche diese Ester enthalten.

Die Erfindung betrifft somit α-(4-Substituiert-phenyl)-ethylalkohol-Ester der allgemeinen Formel (I)

in der
R₁ und R₂, die gleichartig oder verschieden sein können, geradkettige oder verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen,
X eine Einfachbindung oder eine Gruppe der Formeln

Y und Y′ die gleichartig oder verschieden sein können. Einfachbindungen oder Sauerstoffatome bedeuten.

Die erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Zubereitungen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie eine oder mehrere Flüssigkristall-Verbindungen mit der smektischen C-Phase und mindestens einen der α-(4-Substituiert-phenyl)-ethylalkohol-Ester der obigen allgemeinen Formel (I) enthalten.

Die Erfindung sei im folgenden näher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 bis 4 Infrarot-Spektren von Verbindungen der Beispiele 1-a, 1-b, 1-c bzw. 1-e.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen der obigen allgemeinen Formel (I) sind bisher in der Literatur nicht beschrieben worden.

Der Ausdruck "geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen" wie er im Hinblick auf die obige allgemeine Formel (I) verwendet wird, steht für Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, tert.-Butyl-, Pentyl-, 2-Methylbutyl-, 2,2-Dimethylpropyl-, Hexyl-, 2- oder 3-Methylpentyl-, 2,2-Dimethylbutyl-, 4-Methylhexyl-, 2- oder 3-Methylheptyl-, 6-Methyloctyl-, n-Heptyl-, 2,2-Dimethylpentyl-, 3,3-Trimethylpentyl-, 2,4-Dimethylpentyl-, n-Octyl-, 2,2,3,3-Tetramethylbutyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl-, Dodecyl-Gruppen. Jede dieser Alkylgruppen kann ein asymmetrisches Kohlenstoffatom enthalten.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formel (I) können die folgenden vier Gruppen i), ii), iii) und iv) eingeteilt werden, wobei X, Y und Y′ in der allgemeinen Formel (I) die nachfolgend angegebenen Bedeutungen besitzen. Bevorzugte Verbindungen dieser Gruppen sind die folgenden:

Y = ein Sauerstoffatom und Y′ = eine Einfachbindung.

Diese Gruppe umfaßt α-(4-Methylphenyl)-ethyl-4-(4′-n-pentyloxy-biphenyl)-carboxylat, α-(4-n-Octylphenyl)-ethyl-4-(4′-n-pentyloxy-biphenyl)-carboxylat, α-(4- Methylphenyl)-ethyl-4-(4′-n-octyloxy-biphenyl)-carboxylat, α-(4-n-Octylphenyl)- ethyl-4-(4′-n-octyloxy-biphenyl)-carboxylat, α-(4-Dodecylphenyl)-ethyl-4-(4′-n- octyloxy-biphenyl)-carboxylat, α-(4-Methylphenyl)-ethyl-4-[4′-(2-methylheptyl)- oxy-biphenyl]-carboxylat, a-(4-n-Octylphenyl)-ethyl-4-[4′-(2-methylheptyl)-oxy- biphenyl)-carboxylat, α-[4-(2-Methylheptyl)-phenyl]-ethyl-4-(4′-octyloxybiphenyl)-carboxyla-t

ii) X = eine Einfachbindung, Y = ein Sauerstoffatom und Y′ = Einfachbindung

Diese Gruppe umfaßt α-(4-Methylphenyl)-ethyl-4-n-pentyloxy-benzoat, α-(4-n- Octylphenyl)-ethyl-4-n-pentyloxybenzoat, α-(4-Methylphenyl)-ethyl-4-n-octyl oxybenzoat, α-(4-n-Octylphenyl)-ethyl-4-n-octylbenzoat, α-(4-Dodecylphenyl)- ethyl-4-n-octyloxybenzoat, α-(4-n-Octylphenyl)-ethyl-4-n-decycloxybenzoat, a-(4- Methylphenyl)-ethyl-4-(3-methylheptyl)-oxybenzoat, α-(4-Octylphenyl)-ethyl-4- (2-methylheptyl)-oxybenzoat, α-(4-2-Methylheptyl)-phenyl-ethyl-4-n-octyloxybenzoat

iii) X = -CH₂- und Y und Y′ = ein Sauerstoffatom.

Diese Gruppe umfaßt α-(4-Methoxyphenyl)-ethyl-4-methoxyphenylacetat, α- (4-Heptyloxyphenyl)-ethyl-4-methoxyphenylacetat, α-(4-Decycloxyphenyl)-ethyl-4- pentyloxyphenylacetat, α-(4-Methoxyphenyl)-ethyl-4-octyloxyphenylacetat, α-(4- Heptyloxyphenyl)-ethyl-4-octyloxyphenylacetat, α-(4-Dodecyloxyphenyl)-ethyl-4- octyloxyphenylacetat, α-(4-Heptyloxyphenyl)-ethyl-4-dodecyloxyphenylacetat, α- (4-Pentyloxy)-ethyl-4-(2-methylheptyl)-oxyphenylacetat, α-(4-Heptyloxy)-ethyl-4-(2-methylheptyl)-oxyphenylacetat.

iv) X = -CH₂-, Y = eine Einfachbindung und Y′ = ein Sauerstoffatom

Diese Gruppe umfaßt α-(4-Methoxyphenyl)-ethyl-4-methylphenylacetat, α-(4- Heptyloxyphenyl)-ethyl-4-methylphenylacetat, α-(4-Decycloxyphenyl)-ethyl-4- pentyl-phenylacetat, α-(4-Methoxyphenyl)-ethyl-4-octylphenylacetat, α-(4-Heptyl- oxyphenyl)-ethyl-4-octylphenyl)-ethyl-4-octyl- phenylacetat, α-(4-Heptyloxyphenyl)-ethyl-4-dodecylphenylacetat, α-(4-Pentyl- oxy)-ethyl-4-(2-methylheptyl)-phenylacetat, α-(4-Heptyloxy)-ethyl-4-(2-methyl heptyl)-phenylacetat.

Die Verbindungen der obigen allgemeinen Formel (I) kann man beispielsweise dadurch herstellen, daß man eine substituierte Phenylcarbonsäure der allgemeinen Formel (II)

in der X und Y die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, mit einem α-(4-Substituiert-phenyl)-ethylalkohol der allgemeinen Formel (III)

in der Y′ die oben angegebenen Bedeutungen besitzt, umsetzt.

Bei der obigen Reaktion werden die Verbindungen der allgemeinen Formel (III) vorzugsweise in Form von reaktiven Derivaten, beispielsweise der Halogenide, wie der Chloride oder Bromide eingesetzt. Die Reaktion wird im allgemeinen unter Erwärmen in einem inerten organischen Lösungsmittel, wie Toluol, Xylol oder dergleichen durchgeführt. Wenn der bei Reaktion die Carbonsäure der allgemeinen Formel (II) in Form eines Säurehalogenids verwendet wird, kann die Reaktion in Gegenwart eines Dehydrohalogenierungsmittels, wie Pyridin durchgeführt werden.

Die oben angesprochenen Carbonsäuren der allgemeinen Formel (II) können aus p-Hydroxybiphenyl oder p-Hydroxybenzoesäure unter Anwendung der von Ichiro Nakata und Bunichi Hori ("Methods for preparing liquid crystals and their application". Saiwai Shodo, Tokyo, Japan (1974), Seite 70) beschriebenen Methode hergestellt werden, während man die Alkohole der allgemeinen Formel (III) beispielsweise durch Reduktion von p-Alkylacetophenonen synthetisieren kann.

Die Alkohole der obigen allgemeinen Formel (III) besitzen in der α-Stellung ein asymmetrisches Kohlenstoffatom, so daß dann, wenn eine optisch aktive Verbindung dieser Alkohole (die d- oder l-Verbindung) bei der Reaktion verwendet wird, man eine entsprechende optisch aktive Verbindung der allgemeinen Formel (I) erhält. Wenn die Racemate dieser Alkohole eingesetzt werden, kann man ebenfalls die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) erhalten.

Die erfindungsgemäßen eingesetzten Ester der α-(4-Substituiert-phenyl)-ethylalkohole schließen somit auch die d- und l-Isomeren und die racemischen Mischungen ein. Die optisch aktiven Isomeren dieser Verbindungen sind als Dotierungsmittel für Flüssigkristall-Zubereitungen geeignet. Insbesondere besitzt jede der Verbindungen der obigen allgemeinen Formel (I) ein asymmetrisches Kohlenstoffatom benachbart zu der Estergruppe und eine Struktur mit stereochemisch großen Phenylringen zu beiden Seiten der asymmetrischen Kohlenstoffatome. Wenn demzufolge eine solche Verbindung als optisch aktive Verbindung eingesetzt wird, ist die freie Rotation der Estergruppe und der Gruppen benachbart zu den asymmetrischen Kohlenstoffatomen eingeschränkt, so daß eine größere spontane Polarisation der Verbindung verursacht wird. Demzufolge zeigt die Verbindung als solche zwar keinerlei flüssigkristalline Phase, eignet sich jedoch als Dotierungsmittel für Flüssigkristall-Zubereitungen. Diese Verbindung entfaltet insbesondere eine starke spontane Polarisations-Induktionswirkung wenn sie zu einer Flüssigkristall-Verbindung mit der smektischen C-Phase zugesetzt wird, so daß es möglich wird, ferroelektrische Flüssigkristall-Zubereitung mit höherer Ansprechgeschwindigkeit herzustellen, was bislang schwierig oder nicht zu erreichen war.

Gegenstand der Erfindung sind daher auch Flüssigkristall-Zubereitungen, die man dadurch erhält, daß man mindestens eine Verbindung der obigen allgemeinen Formel (I) zu einer oder mehreren Flüssigkristallverbindungen mit smektischer C-Phase zusetzt.

Erfindungsgemäß sind verschiedenartig Flüssigkristall-Verbindungen mit smektischer C-Phase anwendbar, die an sich bekannt sind. Beispiele für solche Verbindungen sind die Verbindungen der nachfolgenden allgemeinen Formeln (IV), (V) und (VI)

worin A und B jeweils Einfachbindungen oder Gruppen der Formeln -COO-, -OCO-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -O-, -S-, -OCOO- oder -CO-; D und E jeweils Einfachbindungen oder Gruppen der Formeln -COO-, -OCO-, -CH=N-, -N=CH-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -CH₂CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, COS- oder -SCO-;

jeweils sechsgliedrige Ringe, wie Benzolringe, Pyridinringe, Pyrimidinringe, Pyrazinringe, Pyridazinringe, Piperazinringe, Cyclohexanringe, Pyranringe, Dioxacyclohexanringe, Thiapyranringe, Dithianringe, Thiadiazinring, Bicyclo[2.2.2]octanringe oder Tetrazinringe, wobei diese sechsgliedrigen Ringe gegebenenfalls durch Fluor-, Chlor- oder Bromatome, Cyanogruppen, Nitrogruppen, niedrigmolekulare Alkylgruppen, niedrigmolekulare Alkoxygruppen oder Deuteriumatome (D) am Ring substituiert sein können; R₃ und R₄ jeweils geradkettige oder verzweigte Alkyl- oder Alkoxygruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen; und p eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 oder 2 bedeuten.

Natürlich kann man diese Verbindungen auch in Form von Mischungen aus zwei oder mehreren Verbindungen dieser Art einsetzen.

Diese smektischen Flüssigkristallverbindungen werden für die praktische Anwendung im allgemeinen in der Weise vermischt, daß die Mischung die smektische C-Phase in der Nähe der Raumtemperatur zeigt und die Phasensequenz IAC, INAC besitzt.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) werden der Flüssigkristall-Zubereitung im allgemeinen in einer Menge von 0,5 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-% zugesetzt. Die Mengen von weniger als 0,5 Gew.-% sind für die Steigerung der Ansprechempfindlichkeit der Flüssigkristall-Zubereitungen unzureichend, während Mengen von mehr als 20 Gew.-% die thermische Stabilität der smektischen C-Phase beeinträchtigen, so daß Mengen außerhalb des definierten Bereiches weniger empfehlenswert sind.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formel (I) induzieren eine stärkere spontane Polarisation und sind daher für verschiedenartige Anwendungszwecke geeignet, insbesondere zur Verbesserung des Ansprechverhaltens von Flüssigkristall-Zubereitungen.

Die smektischen Flüssigkristall-Zubereitungen, die man durch Zumischen der erfindungsgemäßen Verbindungen erhält, zeigen ein verbessertes Ansprechverhalten im Vergleich mit Zubereitungen, die diese Verbindung nicht enthalten oder eine optisch aktive Verbindung enthalten, die sich von den erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen unterscheidet. Demzufolge kann man erfindungsgemäß ideale ferroelektrische Flüssigkristall-Zubereitungen erhalten, indem man eine geeignete smektische Flüssigkristallverbindung auswählt und sie mit den erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formel (I) vermischt.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Herstellung von erfindungsgemäßen Verbindungen Beispiel 1-a: Herstellung von α-(4-n-Octylphenyl)-ethyl-4-(4′-n-octyloxybiphenyl)-carboxylat

Man gibt 0,65 g (0,0031 Mol) Phosphorpentachlorid zu 0,8 g (0,0026 Mol) 4-(4′-n-Octyloxy-biphenyl)-carbonsäure und läßt die Mischung durch Erhitzen auf etwa 80°C reagieren. Dann entfernt man POCl₃ und überschüssiges Phosphorpentachlorid durch Verdampfen im Vakuum und erhält 4-(4′-n-Octyloxy-biphenyl)-carbonylchlorid. Dieses Chlorid löst man in 10 ml Toluol und versetzt die Mischung mit 0,5 g (0,0021 Mol) S-(-)-a-(4-n-Octylphenyl)-ethylalkohol und 1 ml Pyridin als Dehydrochlorierungsmittel. Man läßt die Mischung während 10 Stunden bei Raumtemperatur stehen, erwärmt dann auf 60°C, hält während drei Stunden bei dieser Temperatur und kühlt dann ab. Man trägt die Mischung in verdünnter Chlorwasserstoffsäure ein und extrahiert das Material mit Ether. Man wäscht die Etherschicht mit einer wässrigen NaHCO₃-Lösung und dann mit Wasser, trocknet über Na₂SO₄, destilliert den Ether ab und reinigt den Rückstand säulenchromatographisch (Lösungsmittel: Chloroform). Nach Entfernen des Lösungsmittels kristallisiert man das zurückbleibende Material aus Ethanol um und erhält die Titelverbindung a-(4-n-Octylphenyl)-ethyl-4-(4′-n-octyloxy-biphenyl)-carboxylat. Das Infrarotspektrum dieser Verbindung ist in der Fig. 1 dargestellt. Die Verbindung zeigt keinerlei flüssigkristalline Phase und die folgende Übergangstemperatur (Schmelzpunkt):

Der Drehwinkel [α] der Verbindung beträgt 98,7° (Lösungsmittel: Chloroform).

Beispiel 1-b: Herstellung von α-(4-n-Octylphenyl)-ethyl-4-n-decycloxybenzoat

Man gibt 0,80 g (0,0038 Mol) Phosphorpentachlorid zu 1,0 g (0,0036 Mol) 4-n-Decycloxybenzoesäure und läßt die Mischung durch Erhitzen auf etwa 80°C reagieren. Dann entfernt man POCl₃ und überschüssiges Phosphorpentachlorid vollständig durch Eindampfen im Vakuum und erhält 4-n-Decycloxybenzoylchlorid. Man löst dieses Chlorid in 10 ml Toluol und gibt 0,84 g (0,0036 Mol) R-(+)-α-(4-n-Octylphenyl)-ethylalkohol und 1 ml Pyridin als Dehydrochlorierungsmittel zu der Mischung. Man läßt die Mischung während 10 Stunden bei Raumtemperatur stehen, erwärmt dann auf 60°C, hält während drei Stunden bei dieser Temperatur und kühlt dann ab. Man trägt die erhaltene Mischung in verdünnte Chlorwasserstoffsäure ein und extrahiert das Material mit Ether. Man wäscht die Etherschicht mit einer wäßrigen NaHCO₃-Lösung und dann mit Wasser, trocknet über Na₂SO₄, destilliert den Ether ab und reinigt den Rückstand säulenchromatographisch (Lösungsmittel: Chloroform), wobei man die Titelverbindung α-(4-n-Octylphenyl)-ethyl-4-n-decyloxybenzoat erhält.

Das Infrarotspektrum dieser Verbindung ist in der Fig. 2 dargestellt. Diese Verbindung zeigt keine flüssigkristalline Phase und ist bei Raumtemperatur flüssig. Der Drehwinkel [α] der Verbindung beträgt -26,0° (Lösungsmittel: Chloroform).

Beispiel 1-c: Herstellung von α-(4-n-Heptyloxyphenyl)-ethyl-4-n-octyloxyphenylacetat

Man gibt 1,1 g (0,0053 Mol) Phosphorpentachlorid zu 1,3 g (0,0049 Mol) 4-n-Octyloxyphenylessigsäure und läßt die Mischung durch Erhitzen auf 80°C reagieren. Man entfernt POCl₃ und überschüssiges Phosphorpentachlorid vollständig durch Verdampfen im Vakuum und erhält 4-n-Octyloxy-phenylacetylchlorid. Man löst dieses Chlorid in 10 ml Toluol und gibt 1,0 g (0,0042 Mol) S-(-)-α-(4-n-Heptyl-oxyphenyl)-ethylalkohol und 1 ml Pyridin als Dehydrochlorierungsmmittel zu der Mischung. Man läßt die Mischung während 10 Stunden bei Raumtemperatur stehen, erwärmt dann auf 60°C, hält während drei Stunden bei dieser Temperatur und kühlt dann ab. Man gibt die erhaltene Mischung zu verdünnter Chlorwasserstoffsäure und extrahiert das Material mit Ether. Man wäscht die Etherschicht mit einer wäßrigen NaHCO₃-Lösung und dann mit Wasser, trocknet über Na₂SO₄, destilliert den Ether ab und reinigt den Rückstand säulenchromatographisch (Lösungsmittel: Chloroform), kristallisiert den Rückstand aus Ethanol um und erhält die Titelverbindung α-(4-n-Heptyloxyphenyl)-ethyl-4-n-octyloxyphenylacetat.

Das Infrarotspektrum dieser Verbindung ist in der Fig. 3 dargestellt. Die Verbindung zeigt keine flüssigkristalline Phase und ist bei Raumtemperatur flüssig. Der Drehwinkel [α] der Verbindung beträgt -52,4° (Lösungsmittel: Chloroform).

Beispiel 1-d: Herstellung von α-(4-n-Heptyloxyphenyl)-ethyl-4-methoxyphenylacetat

Man erhält die Titelverbindung α-(4-n-Heptyloxyphenyl)-ethyl-4-methoxyphenylacetat nach der in Beispiel 1-c beschriebenen Verfahrensweise mit dem Unterschied, daß man anstelle der in Beispiel 1-c verwendeten 4-n-Octyloxyphenylessigsäure 4-Methoxyphenylessigsäure verwendet.

Die erhaltene Verbindung ist ebenfalls bei Raumtemperatur eine isotrope Flüssigkeit, die keine flüssigkristalline Phase zeigt. Der Drehwinkel [α] beträgt -37,3° (Lösungsmittel: Chloroform).

Beispiel 1-e: Herstellung von α-(4-n-Heptyloxyphenyl)-ethyl-4-methylphenylacetat

Man gibt 1,1 g (0,0053 Mol) Phosphorpentachlorid zu 0,76 g (0,0051 Mol) 4-Methylphenylessigsäure und läßt die Mischung durch Erhitzen auf etwa 80°C reagieren. Dann entfernt man POCl₃ und überschüssiges Phosphorpentachlorid vollständig durch Eindampfen im Vakuum unter Erhalt von 4-Methylphenylacetylchlorid. Man löst das Chlorid im 10 ml Toluol und gibt 1,0 g (0,0042 Mol) S-(-)-α-(4-n-Heptyloxyphenyl)-ethylalkohol und 1 ml Pyridin als Dehydrochlorierungsmittel zu der Mischung. Man läßt die Mischung während 10 Stunden bei Raumtemperatur stehen, erwärmt dann auf 60°C und hält während 3 Stunden bei dieser Temperatur, wonach man abkühlt. Man gibt die erhaltene Mischung zu verdünnter Chlorwasserstoffsäure und extrahiert das Material mit Ether. Man wäscht die Etherschicht mit einer wäßrigen NaHCO₃-Lösung und dann mit Wasser, trocknet über Na₂SO₄, destilliert den Ether ab und reinigt den Rückstand säulenchromatographisch (Lösungsmittel: Chloroform) und kristallisiert den Rückstand aus Ethanol um unter Erhalt der Titelverbindung α-(4-n-Heptyloxyphenyl)-ethyl-4-methylphenylacetat.

Das Infrarotspektrum dieser Verbindung ist in der Fig. 1 dargestellt. Diese Verbindung zeigt keine flüssigkristalline Phase und ist bei Raumtemperatur flüssig. Der Drehwinkel [α] der Verbindung beträgt -13,1° (Lösungsmittel: Chloroform).

Herstellung von ferroelektrischen Flüssigkristall-Zubereitungen Beispiel 2

Man bereitet ferroelektrische Flüssigkristall-Zubereitungen unter Verwendung der in den Beispielen 1-a bis 1-c und 1-e hergestellten Verbindungen. Die Zusammensetzungen der Flüssigkristall-Zubereitungen sind in der nachfolgenden Tabelle I angegeben.

Tabelle I

Die Übergangstemperaturen jeder der erhaltenen Zubereitungen sind in der nachfolgenden Tabelle II angegeben. Da alle oben angegebenen Flüssigkristall-Zubereitungen eine IAC-Phasensequenz aufweisen, erlaubt deren Verwendung in Flüssigkristallanzeigezellen ohne weiteres eine gute Orientierung, so daß die in dieser Weise erhaltenen Zubereitungen eine smektische C-Flüssigkristallphase mit ferroelektrischem Verhalten bei Raumtemperatur besitzen.

Die Identifizierung der Flüssigkristallphasen, wie der smektischen A-Phase (S_A) oder der smektischen C-Phase (S_C) erfolgt durch Untersuchen der Textur der Zubereitungen mit Hilfe eines Polarisationsmikroskops in heißem Zustand und durch Überprüfung der Mischbarkeit der Zusammensetzungen mit einer herkömmlichen Flüssigkristall-Verbindung und dem Phasendiagramm der beiden Bestandteile.

Tabelle II

Beispiel 3

Man stellt Flüssigkristallanzeigen unter Verwendung der in Beispiel 2 hergestellten Flüssigkristall-Zubereitungen her. Man bildet auf zwei plattenförmigen Glassubstraten jeweils einen ITO-Film, beschichtet die Substrate mit einer Polyamidschicht (Nylon) und reibt sie. Die gebildeten beiden Substrate werden dann einandergegenüberliegend mit gleicher Reibrichtung angeordnet und dicht verschlossen unter Bildung einer Zelle mit einem Substratabstand von 2 µm. In diese Zelle füllt man die gemäß Beispiel 2 hergestellten Flüssigkristall-Zubereitungen ein. Nach dem Befüllen erhitzt man die Zelle auf 75°C, bei welcher Temperatur die Flüssigkristall-Zubereitungen in isotrope Flüssigkeiten umgewandelt werden und kühlt dann mit eine Abkühlgeschwindigkeit von 1°C/min auf Raumtemperatur ab unter Bildung einer Flüssigkristallanzeige mit guter Orientierung. Die erhaltenen Anzeigen werden zwischen zwei polarisierende Platten mit senkrecht zueinander angeordneten Polarisationsrichtungen in eingebracht, wonach ein elektrisches Feld an die Anordnung angelegt und die Intensität des durchgelassenen Lichtes beobachtet wird. Die Ansprechgeschwindigkeit wird bezüglich der Änderung bestimmt, wenn ein elektrisches Feld Vp-p von 20 V bei 25°C an die Anordnung angelegt wird. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle III angegeben.

Aus der Tabelle III ist ersichtlich, daß die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) bemerkenswert wirksam im Hinblick auf die Steigerung der Ansprechgeschwindigkeit von ferroelektrischen Flüssigkristall-Zubereitungen sind und auch dann, wenn sie nur in sehr geringen Mengen zugesetzt werden.

Tabelle III

Beispiel 4

Man stellt α-(4-n-Octylphenyl)-ethyl-(R,S)-4-[4′-methylhexyloxy)-biphenyl]-carbo-xylat nach der in Beispiel 1-a beschriebenen Weise her, mit dem Unterschied, daß man anstelle der in Beispiel 1-a verwendeten 4-(4′-n-Octyloxy-biphenyl)-carbonsäure 4-[4′-(1-Methylheptyloxy-biphenyl]-carbonsäure einsetzt. Die Phasenumwandlungstemperatur von Kristallen in isotrope Flüssigkeiten (Schmelzpunkt) der gebildeten Verbindung beträgt 47°C und der Drehwinkel [α] + 67,5°.

Beispiel 5

Man bereitet die in der nachfolgenden Tabelle IV angegebenen nicht-chiralen smektischen C-Flüssigkristall-Zubereitungen.

Die Phasenumwandlung verläuft wie folgt.

Tabelle IV

Man bereitet chirale smektische C-Flüssigkristall-Zubereitungen, indem man zu der Flüssigkristall-Zubereitung (B) die Verbindungen der Beispiele 1-a und 4 und die Vergleichsverbindung α-Phenylethyl-(R)-4-(4′-n-octyloxybiphenyl)-carboxylat [α] ( = -77,5°C Phasenübergangstemperatur von Kristallen zu der isotropen Flüssigkeit = 72°C) zugibt. Dann bildet man Flüssigkristallanzeigen nach der in Beispiel 3 beschriebenen Weise und bestimmt die Ansprechgeschwindigkeit und den Ablesewinkel der Anzeigen. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle V angegeben.

Tabelle V

Wie aus der obigen Tabelle V hervorgeht, ergeben die erfindungsgemäßen Verbindungen, wenn sie zu herkömmlichen Flüssigkristall-Zubereitungen zugesetzt werden. Produkte mit höherer Ansprechgeschwindigkeit im Vergleich zu der Vergleichsverbindung, wobei insbesondere die Zubereitung, die man durch Zugabe der Verbindung von Beispiel 1-a in einer Menge von 4 Gew.-% erhält, eine deutlich höhere Ansprechgeschwindigkeit von 80 µs zeigt.

Claims

1. α-(4-Substituiert-phenyl)-ethylalkohol-Ester der allgemeinen Formel (I) in der R₁ und R₂, die gleichartig oder verschieden sein können, geradkettige oder verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, X eine Einfachbindung oder eine Gruppe der Formeln Y und Y′, die gleichartig oder verschieden sein können, Bindungen oder Sauerstoffatome bedeuten.

2. Flüssigkristall-Zubereitung enthaltend eine oder mehrere Flüssigkristallverbindungen mit smektischer C-Phase und mindestens eine Verbindung der in Anspruch 1 definierten allgemeinen Formel (I).