DE4204535A1 - Spirolactone - Google Patents
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- DE4204535A1 DE4204535A1 DE19924204535 DE4204535A DE4204535A1 DE 4204535 A1 DE4204535 A1 DE 4204535A1 DE 19924204535 DE19924204535 DE 19924204535 DE 4204535 A DE4204535 A DE 4204535A DE 4204535 A1 DE4204535 A1 DE 4204535A1
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Description
Die Erfindung betrifft optisch aktive Spirolactone der
Formel T
wobei
R¹ und R² jeweils unabhängig voneinander einen unsubsti tuierten, einen einfach durch -CN oder einen mindestens einfach durch Fluor oder Chlor sub stituierten Alkyl- oder Alkeylrest mit bis zu 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine CH₂-Gruppe durch -O-, -CO-, -O-CO-, -CO-O- oder -O-CO-O- ersetzt sein kann,
A¹, A² und A³ jeweils unabhängig voneinander einen unsubsti tuierten oder durch ein oder zwei Fluoratome substituierten 1,4-Phenylen-Rest, Pyridin-2,5- diyl-Rest, Pyrimidin-2,5-diyl-Rest, Pyrazin- 2,5-diyl-Rest, Pyridazin-3,6-diyl-Rest, 1,3,4- Thiadiazol-2,5-diyl-Rest, 1,2,4-Thiadiazol-3,5- diyl-Rest, trans-1,4-Cyclohexylen-Rest, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O- und/oder -S- ersetzt sein können und/oder eine CH-Gruppe,
Z¹ -CO-O-, -O-CO-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -C≡C- oder eine Einfachbindung,
Q₁ CH₂ oder CO
m 0, 1 oder 2,
n 0, 1 oder 2
bedeuten.
R¹ und R² jeweils unabhängig voneinander einen unsubsti tuierten, einen einfach durch -CN oder einen mindestens einfach durch Fluor oder Chlor sub stituierten Alkyl- oder Alkeylrest mit bis zu 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine CH₂-Gruppe durch -O-, -CO-, -O-CO-, -CO-O- oder -O-CO-O- ersetzt sein kann,
A¹, A² und A³ jeweils unabhängig voneinander einen unsubsti tuierten oder durch ein oder zwei Fluoratome substituierten 1,4-Phenylen-Rest, Pyridin-2,5- diyl-Rest, Pyrimidin-2,5-diyl-Rest, Pyrazin- 2,5-diyl-Rest, Pyridazin-3,6-diyl-Rest, 1,3,4- Thiadiazol-2,5-diyl-Rest, 1,2,4-Thiadiazol-3,5- diyl-Rest, trans-1,4-Cyclohexylen-Rest, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O- und/oder -S- ersetzt sein können und/oder eine CH-Gruppe,
Z¹ -CO-O-, -O-CO-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -C≡C- oder eine Einfachbindung,
Q₁ CH₂ oder CO
m 0, 1 oder 2,
n 0, 1 oder 2
bedeuten.
Die Verbindungen der Formel I können wie ähnliche in
DE-OS 35 15 373 bzw. DE-OS 35 15 374 beschriebene Verbindun
gen als Komponenten chiraler getilteter smektischer flüssig
kristalliner Phasen verwendet werden.
Chirale getiltete smektische flüssigkristalline Phasen mit
ferroelektrischen Eigenschaften können hergestellt werden,
indem man Basis-Mischungen mit einer oder mehreren getilteten
smektischen Phasen mit einem geeigneten chiralen Dotierstoff
versetzt (L. A. Beresnev et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 89,
327 (1982); H. R. Brand et al., J. Physique 44, (lett.), L-771
(1983). Solche Phasen können als Dielektrika für schnell
schaltende Displays verwendet werden, die auf dem von Clark
und Lagerwall beschriebenen Prinzip der SSFLC-Technologie
(N. A. Clark und S. T. Lagerwall, Appl. Phys. Lett. 36 899
(1980); USP 43 67 924) auf der Basis der ferroelektrischen
Eigenschaften der chiral getilteten Phase beruhen. In dieser
Phase sind die langgestreckten Moleküle in Schichten ange
ordnet, wobei die Moleküle einen Tiltwinkel zur Schichten
normalen aufweisen. Beim Fortschreiten von Schicht zu Schicht
ändert sich die Tiltrichtung um einen kleinen Winkel bezüg
lich einer senkrecht zu den Schichten stehenden Achse, so daß
eine Helixstruktur ausgebildet wird. In Displays, die auf dem
Prinzip der SSFLC-Technologie beruhen, sind die smektischen
Schichten snekrecht zu den Platten der Zelle angeordnet. Die
helixartige Anordnung der Tiltrichtungen der Moleküle wird
durch einen sehr geringen Abstand der Platten (ca. 1-2 µm)
unterdrückt. Dadurch werden die Längsachsen der Moleküle
gezwungen, sich in einer Ebene parallel zu den Platten der
Zelle anzuordnen, wodurch zwei ausgezeichnete Tiltorien
tierungen entstehen. Durch Anlegen eines geeigneten elektri
schen Wechselfeldes kann in der eine spontane Polarisation
aufweisenden flüssigkristallinen Phase zwischen diesen beiden
Zuständen hin- und hergeschaltet werden. Dieser Schaltvorgang
ist wesentlich schneller als bei herkömmlichen verdrillten
Zellen (TN-LCD′s), die auf nematischen Flüssigkristallen
basieren.
Ein großer Nachteil für viele Anwendungen der derzeit verfüg
baren Materialien mit chiralen getilteten smektischen Phasen
(wie z. B. Sc*) ist deren relativ hohe optische Anisotropie,
die durch relativ hohe Viskositätswerte bedingten nicht aus
reichend kurzen Schaltzeiten, sowie, daß die dielektrische
Anisotropie Werte größer Null oder, falls negativ, nur wenig
von Null verschiedene Werte aufweist. Negative Werte der
dielektrischen Anisotropie sind erforderlich, falls die
erforderliche planare Orientierung durch Überlagerung des
Ansteuerfeldes mit einem AC-Haltefeld mit kleiner Amplitude
bewirkt wird (J. M. Geary, SID-Tagung, Orlando/Florida, April/
Mai 1985, Vortrag 8.3). Schließlich ist die Temperatur
abhängigkeit der Schaltzeiten der derzeit verfügbaren ferro
elektrischen Mischungen so groß, daß in vielen Fällen eine
elektronische Kompensation erforderlich ist.
Bei der Weiterentwicklung der FLC-Displays in den letzten
10 Jahren hat sich jedoch ein Nachteil herausgestellt, der
darin liegt, daß die Pulsadressierung häufig nur im Falle
hinreichend kleiner Werte für die spontane Polarisation zu
einem reproduzierbaren Schalten zwischen den beiden stabilen
Zuständen führt. Beispielsweise kann man beobachten, daß im
FLC-Display, das sich längere Zeit in einem der beiden stabi
len Zustände befunden hat ("stehendes Bild") nur sehr schwer,
d. h. nur mit hoher Amplitude oder sehr langer Pulsdauer der
angelegten Spannung, in den jeweils anderen Zustand umschal
ten läßt. Dieses Verhalten einer optischen Hysterese führt
bei bildhaften Anzeigen dazu, daß ein über einen längeren
Zeitraum eingeschriebenes Bild im Nachfolgebild schemenhaft
als "Geisterbild" zu erkennen ist. Es scheint, daß diese
Beobachtung einer optischen Hysterese um so ausgeprägter ist,
je höher die spontane Polyrisation der FLC-Mischung ist. Bei
besonders hohen Werten (Ps<35 nC · cm-²) läßt sich über
Pulsadressierung in der Regel überhaupt kein Schalten mehr
erzielen. Eine der Vorstellungen über die Ursache dieses
Phänomens einer optischen Hysterese geht darin, daß ionische
Verunreinigungen in der FLC-Mischung dafür verantwortlich
sein könnten. Die bisher bekannten Lösungsansätze a)
unmittelbarer Kontakt zwischen FLC-Mischung und Elektroden,
b) aufwendige Reinigung und c) Zusatz von Kryptanden oder
Coronanden haben noch nicht zu durchgreifenden erfolgen
geführt; die erste Methode ist zur Vermeidung von elektri
schen Kurzschlüssen sehr aufwendig, die zweite erfordert
nahezu für jede einzelne Komponente einer Mischung eine
spezielle Reinigungsart und die dritte verringert den
Arbeitbereich der smektischen C-Phase.
Bei den bisher bekannten FLC-Displays geht man gezielt davon
aus, daß der Abstand der Begrenzungsscheiben so gewählt wird,
daß die Ausbildung der für ferroelektrische Phasen typischen
Verdrillung ("Helix") unterdrückt wird. Dies geschieht der
art, daß der Scheibenabstand kleiner als etwa das fünffache
der natürlichen Helixganghöhe ist.Wegen des optischen
Schaltverhaltens und aus allgemeinen technologischen Gründen
ist man aber praktisch nicht in der Lage, den Scheibenabstand
beliebig klein einzustellen, so daß in der Praxis ein Abstand
von etwa 2 µm eingehalten wird. Deshalb war man bisher
bemüht, FLC-Mischungen mit möglichst großer Helixganghöhe zu
entwickeln, was auch kürzlich (Greay et al., Thermotropic
Liquid Crystals, 1987) noch gefordert wurde, wonach der
Plattenabstand weniger als ein Viertel der Helixganghöhe
betragen sollte.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, FLC-Mischungen zu
entwickeln, die trotz hoher Werte in der spontanen Polari
sation keine optische Hysterese zeigen.
Die Erfindung geht aus von den bekannten FLC-Displays - d. h.
Anzeige- und Schaltelementen mit LC-Mischungen, welche eine
ferroelektrische Phase zeigen -, die in SSFLC-Technik
("surface stabilized ferroelectric liquid crystal") arbeiten,
wie es beispielsweise in der genannten EP-B beschrieben wird.
Diese FLC-Displays haben eine Schichtdicke (d. h. Abstand der
Begrenzungsscheiben) von 1 bis 10 µm, insbesondere 1, 2 bis
3 µm. Erfindungsgemäß werden in solchen FLC-Displays solche
FLC-Mischungen verwendet, die eine hohe spontane Polarisation
von Ps<20 nC · cm-² (gemessen bei 25°C), bevorzugt von
Ps<35 nC · cm-², insbesondere von 40 nC · cm-² zeigen.
Ähnliche Verbindungen, welche auch als Komponenten ferroelek
trische Phasen verwendet werden können, sind bereits bekannt:
In der japanischen Offenlegungsschrift JP 3-52 882-A werden
Spirolactone der Formeln
beschrieben.
Ferroelektrische flüssigkristalline Phasen, welche mit Hilfe
dieser Verbindungen hergestellt werden, weisen jedoch für die
praktische Anwendung zu langsame Schaltzeiten und ungenügen
des Tieftemperatur-Schaltverhalten auf.
Es wurde nun gefunden, daß die Verwendung von Verbindungen
der Formel I als Komponenten chiraler getilteter smektischer
Mischungen die erwähnten Nachteile wesentlich vermindern
kann. Die Verbindungen der Formel I sind somit als Komponen
ten chiraler getilteter smektischer flüssigkristalliner
Phasen vorzüglich geeignet. Insbesondere sind mit ihrer Hilfe
chemisch besonders stabile chirale getiltete smektische
flüssigkristalline Phasen mit günstigen ferroelektrischen
Phasenbereichen, insbesondere mit breiten Sc*-Phasenberei
chen, negativer oder auch positiver dielektrischer Aniso
tropie, niedriger optischer Anisotropie, günstiger Pitchhöhe,
niedriger Viskosität, besonders geringer Temperaturabhängig
keit der Schaltzeiten und für derartige Phasen hohen Werte
für die spontane Polarisation und sehr kurzen Schaltzeiten
herstellbar.
Mit der Bereitstellung der Verbindungen der Formel I wird
außerdem ganz allgemein die Palette der flüssigkristallinen
Substanzen, die sich unter verschiedenen anwendungstechni
schen Gesichtspunkten zur Herstellung ferroelektrischer
Gemische eignen, erheblich verbreitert.
Die Verbindungen der Formel I besitzen einen breiten Anwen
dungsbereich. In Abhängigkeit von der Auswahl der Substituen
ten 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
spontane Polarisation und/oder den Phasenbereich und/oder den
Tiltwinkel und/oder den Pitch und/oder die Schaltzeiten einer
solchen Phase zu variieren. Die Verbindungen der Formel I
eignen sich ferner als Zwischenprodukte zur Herstellung
anderer Substanzen, die sich als Bestandteie flüssig
kristalliner Phasen verwenden lassen.
Die Verbindungen der Formel I sind in reinem Zustand farblos
und weisen günstige Werte der optrischen Anisotropie auf.
Teilweise zeigen die Verbindungen der Formel I flüssig
kristalline Mesophasen in einem für die elektrooptische
Verwendung günstig gelegenen Temperaturbereich, es können
jedoch auch isotrope oder monotrop flüssigkristalline
Verbindungen der Formel I als Komponenten chiraler getilteter
smektischer Phasen vorteilhaft eingesetzt werden. Chemisch,
thermisch und gegen Licht sind sie sehr stabil.
Gegenstand der Erfindung sind somit die Verbindungen der
Formel I, insbesondere worin n 1, m 0 und Q¹ CH₂ bedeutet
sowie die Verwendung der Verbindungen der Formel I als Kompo
nenten flüssigkristalliner, insbesondere ferroelektrischer
Medien.
Gegenstand der Erfindung sind auch chirale getiltete smekti
sche flüssigkristalline Medien mit einem Gehalt an mindestens
einer Verbindung der Formel I, insbesondere ein ferro
elektrisches flüssigkristallines Medium enthaltend
- - eine achirale smektische Komponente S, welche mindestens eine achirale smektische flüssigkristalline Vebindung enthält, und
- - eine chirale Komponente D enthaltend mindestens einen chiralen Dotierstoff, wobei ein chiraler Dotierstoff eine Verbindung der Formel I ist.
Gegenstand der Erfindung sind ferner elektrooptische Anzeige
elemente, die derartige Phasen enthalten, insbesondere solche
Flüssigkristall-, Schalt- und Anzeigevorrichtung enthaltend
ein ferroelektrisches flüssigkristallines Medium, Träger
platten, Elektroden, mindestens eine Orientierungsschicht
sowie gegebenenfalls zusätzliche Hilfsschichten, wobei das
ferroelektrische Medium enthaltend mindestens eine Verbindung
der Formel I ein Medium nach Anspruch 4 darstellt.
Vor- und nachstehend haben R¹, R², A¹, A², A³, Z¹, Z², Z³, m, n
und o die angegebene Bedeutung, sofern nicht ausdrücklich
etwas anderes vermerkt ist.
Die Verbindungen der Formel I umfassen dementsprechend insbe
sondere Verbindungen der Teilformeln Ia bis Id:
Darunter sind diejenigen der Formel Ia besonders bevorzugt.
Verbindungen der vor- und nachstehenden Formeln mit verzweig
ten Flügelgruppen R¹ bzw. R² können von Bedeutung sein. Ver
zweigte Gruppen dieser Art enthalten in der Regel nicht mehr
als zwei Kettenverzweigungen. R¹ ist vorzugsweise eine gerad
kettige Gruppe oder eine verzweigte Gruppe mit nicht mehr als
einer Kettenverzweigung.
Bevorzugte verzweigte Reste sind Isopropyl, 2-Butyl
(= 1-Methylpropyl), Isobutyl (= 2-Methylpropyl), tert.-Butyl,
2-Methylbutyl, Isopentyl (= 3-Methylbutyl), 2-Methylpentyl,
3-Methylpentyl, 4-Methylpentyl, 2-Ethylhexyl, 5-Methylhexyl,
2-Propylpentyl, 6-Methylheptyl, 7-Methyloctyl, Isopropoxy,
2-Methylpropoxy, 2-Methylbutoxy, 3-Methylbutoxy, 2-Methyl
pentoxy, 3-Methylpentoxy, 2-Ethylhexoxy, 1-Methylhexoxy,
1-Methylheptoxy, 2-Oxa-3-methylbutyl, 3-Oxa-4-methylpentyl.
Der Rest R¹ und insbesondere auch der Rest R² kann auch ein
optisch aktiver organischer Rest mit einem asymmetrischen
Kohlenstoffatom sein.
R¹ und R² bedeuten vorzugsweise Alkyl oder Alkenyl mit bis zu
15 C-Atomen. Besonders bevorzugt sind Alkyl mit 5 bis 12
C-Atomen, d. h. Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl,
Undecyl und Dodecyl. Diese Gruppen können geradkettig oder
verzweigt sein, wobei geradkettige Alkylgruppen bevorzugt
sind. R² bedeutet jedoch auch bevorzugt Methyl oder verzweig
tes Alkyl mit einer Methylverzweigung, z. B. iso-Propyl.
Z¹ ist vorzugsweise -O-CO-, -CO-O-, insbesondere bevorzugt
eine Einfachbindung.
m ist vorzugsweise 0, n ist vorzugsweise 1 oder 2.
Der Rest A¹ hat vorzugsweise eine der nachfolgenden Bedeu
tungen 1-7:
Die Bedeutungen 2, 4, 5 und 6, insbesondere 6, sind besonders
bevorzugt.
Unter diesen Verbindungen der Formel I sowie den Unterformeln
sind diejenigen bevorzugt, in denen mindestens einer der
darin enthaltenen Reste eine der angegebenen bevorzugten
Bedeutungen hat.
Im folgenden bedeuten
Einige ganz besonders bevorzugte kleinere Gruppen von Verbin
dungen sind diejenigen der Teilformeln I1 bis I8:
Bevorzugt sind die Verbindungen der Formel I, insbesondere
der Formel I1, worin R² einen chiralen Rest der Formel II
bedeutet
worin
X F, C 1, C N oder CH₃
Q² -O-, -CO-O-, -O-CO- oder
eine Einfachbindung
o 0-6
p 0-6
q 1-4
bedeuten.
X F, C 1, C N oder CH₃
Q² -O-, -CO-O-, -O-CO- oder
eine Einfachbindung
o 0-6
p 0-6
q 1-4
bedeuten.
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 Umset
zungen bekannt und geeignet sind. Dabei kann man auch von an
sich bekannten, hier nicht näher erwähnten Varianten Gebrauch
machen.
Die Verbindungen der Formel I, worin n 1 bedeutet, werden
gemäß folgenden Schema 1 hergestellt:
Die Verbindungen der Formel I, worin n 2 bedeutet, werden
gemäß Schema 2 hergestellt:
Die Verbindungen der Formel I, worin n 0 bedeutet, werden
gemäß Schema 3 hergestellt:
Die erfindungsgemäßen Medien enthalten mindestens eine,
vorzugsweise mindestens zwei Verbindungen der Formel I.
Die erfindungsgemäßen ferroelektrischen Medien enthalten
vorzugsweise eine achirale smektische Komponente S mit minde
stens einer achiralen smektischen Verbindung, und eine
chirale Komponente D ist mindestens ein chiraler Dotierstoff,
wobei mindestens eine chirale Verbindung eine Verbindung der
Formel I ist. Besonders bevorzugt sind erfindungsgemäße
chirale getiltete smektische flüssigkristalline Phasen, deren
achirale Basismischung neben Verbindungen der Formel I minde
stens eine andere Komponente mit negativer oder betragsmäßig
kleiner positiver dielektrischer Anisotropie enthält. Die
Chiralität beruht vorzugsweise teilweise oder vollständig auf
chiralen Verbindungen der Formel I. Diese Phasen enthalten
vorzugsweise eine oder zwei chirale Verbindungen der
Formel I. Es können jedoch auch achirale Verbindungen der
Formel I (zum Beispiel in Form eines Racemats) eingesetzt
werden, wobei dann die Chiralität der Phase durch andere
optische aktive Verbindungen hervorgerufen wird. Falls
chirale Verbindungen der Formel I zum Einsatz kommen, eignen
sich neben den reinen optischen Antipoden auch Gemische mit
einem Enantiomerenüberschuß. Die oben erwähnten weiteren
Komponente(n) der achiralen Basismischung können 1 bis 50%,
vorzugsweise 10 bis 25%, der Basismischung ausmachen.
Die Verbindungen der Formel I eignen sich auch als Komponen
ten nematischer flüssigkristalliner Phasen, z. B. zur Vermei
dung von reverse twist.
Diese erfindungsgemäßen flüssigkristallinen Medien bestehen
aus 2 bis 25, vorzugsweise 3 bis 15 Komponenten, darunter
mindestens einer Verbindung der Formel I. Die anderen Be
standteile werden vorzugsweise ausgewählt aus den smektischen
oder smektogenen Substanzen, insbesondere den bekannten
Substanzen, aus den Klassen der Azoxybenzole, Benzyliden
aniline, Biphenyle, Terphenyle, Phenyl- oder Cyclohexyl
benzoate, Cyclohexan-carbonsäurephenyl- oder cyclohexyl
ester, Phenylcyclohexane, Cyclohexylbiphenyle, Cyclohexyl
cyclohexane, Cyclohexylnaphthaline, 1,4-Bis-cyclohexyl
benzole, 4,4′-Bis-cyclohexylbiphenyle, Phenyl- oder Cyclo
hexylpyrimidine, Phenyl- oder Cyclohexylpyridazine sowie
deren N-Oxide, Phenyl- oder Cyclohexyldioxane, Phenyl- oder
Cyclohexyl-1,3-dithiane, 1,2-Diphenylethane, 1,2-Dicyclo
hexylethane, 1-Phenyl-2-cyclohexylethane, gegebenenfalls
halogenierte Stilbenen, Benzylphenylether, Tolanen und
substituierten Zimtsäuren. Auf den achiralen Verbindungen
dieses Typs basiert die smektische Komponente S.
Die wichtigsten als Bestandteile derartiger flüssigkristal
liner Phasen in Frage kommenden Verbindungen lassen sich
durch die Formel I′ charakterisieren,
R″-L-G-E-R″ I′
worin L und E je ein carbo- oder heterocyclisches Ringsystem
aus der aus 1,4-disubstituierten Benzol- und Cyclohexan
ringen, 4,4′-disubstituierten Biphenyl-, Phenylcyclohexan-
und Cyclohexylcyclohexansystemen, 2,5-disubstituierten
Pyrimidin- und 1,3-Dioxanringen, 2,6-disubstituiertem
Naphthalin, Di- und Tetrahydronaphthalin, Chinazolin und
Tetrahydrochinazolin gebildeten Gruppe,
G | |
-CH=CH- | |
-N(O)=N- | |
-CH=CY- | -CH=N(O)- |
-C≡C- | -CH₂-CH₂- |
-CO-O- | -CH₂-O- |
-CO-S- | -CH₂-S- |
-CH=N- | -COO-Phe-COO |
oder eine C-C-Einfachverbindung,
Y Halogen, vorzugsweise Chlor, oder -CN, und
R′ und R″ Alkyl, Alkoxy, Alkanoyloxy, Alkoxycarbonyl oder Alkoxycarbonyloxy mit 1 bis 18, vorzugsweise 5 bis 12 Kohlen stoffatomen, oder einer dieser Reste auch F bedeutet.
Y Halogen, vorzugsweise Chlor, oder -CN, und
R′ und R″ Alkyl, Alkoxy, Alkanoyloxy, Alkoxycarbonyl oder Alkoxycarbonyloxy mit 1 bis 18, vorzugsweise 5 bis 12 Kohlen stoffatomen, oder einer dieser Reste auch F bedeutet.
Bei den meisten dieser Verbindungen sind R′ und R″ jeweils
Alkyl- oder Alkoxygruppen mit unterschiedlicher Kettenlänge,
wobei die Summe der Kohlenstoffatome in der Regel mehr als 12
beträgt, vorzugsweise 12 bis 20, insbesondere 13 bis 18 ist.
Aber auch andere Varianten der vorgesehenen Substituenten
sind gebräuchlich. Viele solcher Substanzen oder auch Gemi
sche davon sind im Handel erhältlich. Alle diese Substanzen
sind nach literaturbekannten Methoden erhältlich.
Die erfindungsgemäßen Medien enthalten etwa 0,1 bis 99,
vorzugsweise 10 bis 95%, einer oder mehrerer Verbindungen
der Formel I. Weiterhin bevorzugt sind erfindungsgemäße
flüssigkristalline Phasen, enthaltend 0,1-40, vorzugsweise
0,5-10% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel I.
Als weitere Mischungskomponenten der Komponente S werden
vorzugsweise Verbindungen der folgenden Formeln verwendet:
worin R und R′ jeweils unabhängig voneinander Alkyl mit 5 bis
18 C-Atomen und X und X′ jeweils unabhängig voneinander
Alkyl, Alkoxy, Polyfluoralkyl oder Polyfluoralkoxy mit 5 bis
18 C-Atomen bedeuten.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Phasen 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 Flüssigkristallanzeige
elementen, insbesondere vom SSFLC-Typ in der Chevron- oder
"Bookshelp"-Geometric verwendet werden können.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne
sie zu begrenzen. Fp. = Schmelzpunkt, Kp. = Klärpunkt. Vor-
und nachstehend bedeuten Prozentangaben Gewichtsprozent; alle
Temperaturen sind Grad Celsius angegeben. "Übliche Auf
arbeitung" bedeutet: man gibt Wasser hinzu, extrahiert mit
Dichlormethan, 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 Phasentyp), 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 Phasentyp), N: nematischer Zustand, Ch: cholesterische Phase, I: isotrope Phase. Die zwischen zwei Symbolen stehende Zahl gibt die Umwandlungstemperatur in Grad Celsius an.
500 mg Diisopropylamin in 10 ml THF und 3 ml einer 15%
Butyllithium-Lösung (in Hexan) erhaltenen Lithiumdiisopropyl
amid wird bei 0°C ein Gemisch aus 720 mg 4-(4-Octyloxy
phenyl)-cyclohexan-1-carbonitril und 5 ml THF gegeben und
2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Nach Kühlen auf -78°C
wird eine Lösung von 275 mg R-1,2-Epoxyheptan in 3 ml THF
hinzugefügt. Die Reaktionsmischung wird 7 Stunden bei
Raumtemperatur gerührt.
Nach Zugabe von 20 ml konzentrierter Salzsäure wird 2 Stunden
zum Sieden erhitzt. Nach üblicher Aufarbeitung und Chromato
graphie erhält man das cis-Isomer des γ-Lactons der Formel
Analog werden die folgenden Verbindungen der Formel
hergestellt:
R¹ | |
R² | |
n-C₆H₁₃ | |
n-C₇H₁₅ | |
n-C₇H₁₅ | n-C₈H₁₇ |
n-C₇H₁₅ | n-C₉H₁₉ |
n-C₈H₁₇ | n-C₁₀H₂₁ |
n-C₁₀H₂₁ | n-C₁₂H₂₅ |
n-C₈H₁₇ | n-C₈H₁₇ |
n-C₈H₁₇ | n-C₉H₁₉ |
n-C₁₂H₂₅ | n-C₁₂H₂₅ |
CH₇(H₁₅)₆ | n-C₆H₁₃ |
Analog Beispiel 1 wird 4-(4-Octyloxyphenyl)-cyclohexan-1-car
bonitril mit p-Octylphenyloxiran umgesetzt, man erhält die
Verbindung der Formel
Analog werden die folgenden Verbindungen der Formel
hergestellt:
R¹ | |
R² | |
n-C₆H₁₃ | |
n-C₇H₁₅ | |
n-C₇H₁₅ | n-C₈H₁₇ |
n-C₇H₁₅ | n-C₉H₁₉ |
n-C₈H₁₇ | n-C₁₀H₂₁ |
n-C₁₀H₂₁ | n-C₁₂H₂₅ |
n-C₈H₁₇ | n-C₈H₁₇ |
n-C₈H₁₇ | n-C₉H₁₉ |
Analog Beispiel 1 werden 720 mg 4-(4-Octyloxyphenyl)-cyclo
hexan-1-carbonitril mit Lithiumdiisopropylamid umgesetzt.
Anschließend wird bei -78°C eine Lösung von 350 mg Heptyl
vinylketon in 5 ml THF hinzugegeben.
Die Reaktionsmischung wird anschließend 6 Stunden bei
Raumtemperatur gerührt. Nach üblicher Aufarbeitung wird das
rohe Produkt in 20 ml Ethanol aufgenommen und bei 0°C mit
500 mg NaBH₄, versetzt. Nach Aufwärmen auf Raumtemperatur und
2stündigem Rühren tropft man vorsichtig 20 ml konzentrierte
Salzsäure hinzu und erhitzt 2 Stunden zum Sieden. Nach
üblicher Aufarbeitung und Chromatographie erhält man das
Racemat der Formel C₇H₁₅-
Man setzt analog Beispiel 3 4′-Octylbicyclohexan-4-carbo
nitril und Heptylvinylketon um, reduziert das erhaltene
Additionsprodukt mit 0,6 Äquivalenten Boran in THF in Gegen
wart von 0,1 Äquivalenten des Reaktionsproduktes von
(-)-2-(Diphenylhydroxymethyl)pyrrolidin und Methylboronsäure
(E. J. Corey et al. J. Am Chem. Soc. 1987, 109, 7925-7926)
und erhält das chirale Produkt der Formel
Claims (5)
1. Optisch aktive Spirolactone der Formel I
wobei
R¹ und R² jeweils unabhängig voneinander einen unsub stituierten, einen einfach durch -CN oder einen mindestens einfach durch Fluor oder Chlor substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine CH₂-Gruppe -O-, -CO-, -O-CO-, -CO-O- oder -O-CO-O ersetzt sein kann,
A¹ einen unsubstituierten oder durch ein oder zwei Fluoratome substituierten 1,4-Phenylen- Rest, Pyridin-2,5-diyl-Rest, Pyrimidin-2,5- diyl-Rest, Pyrazin-2,5-diyl-Rest, Pyrida zin-3,6-diyl-Rest, 1,3,4-Thiadiazol-2,5-diyl- Rest, 1,2,4-Thiadiazol-3,5-diyl-Rest, trans-1,4-Cyclohexylen-Rest, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O- und/oder -S- ersetzt sein können und/oder eine CH-Gruppe,
Z¹ -CO-O-, -O-CO-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -C≡C- oder eine Einfachbindung,
Q¹ CH₂ oder CO,
m 0, 1 oder 2, und
n 0, 1 oder 2
bedeuten.
R¹ und R² jeweils unabhängig voneinander einen unsub stituierten, einen einfach durch -CN oder einen mindestens einfach durch Fluor oder Chlor substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine CH₂-Gruppe -O-, -CO-, -O-CO-, -CO-O- oder -O-CO-O ersetzt sein kann,
A¹ einen unsubstituierten oder durch ein oder zwei Fluoratome substituierten 1,4-Phenylen- Rest, Pyridin-2,5-diyl-Rest, Pyrimidin-2,5- diyl-Rest, Pyrazin-2,5-diyl-Rest, Pyrida zin-3,6-diyl-Rest, 1,3,4-Thiadiazol-2,5-diyl- Rest, 1,2,4-Thiadiazol-3,5-diyl-Rest, trans-1,4-Cyclohexylen-Rest, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O- und/oder -S- ersetzt sein können und/oder eine CH-Gruppe,
Z¹ -CO-O-, -O-CO-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -C≡C- oder eine Einfachbindung,
Q¹ CH₂ oder CO,
m 0, 1 oder 2, und
n 0, 1 oder 2
bedeuten.
2. Spirolactone der Formel II
worin R¹ und R² die in Anspruch 1 gegebene Bedeutung
besitzen.
3. Spirolactone der Formel I1 nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß R² einen chiralen Rest der Formel II
bedeutet,
worin
X F, Cl, CN oder CH₃,
Q² -O-, -CO-O-, -O-CO- oder eine Einfachbindung,
o 0-6,
p 0-6,
q 1-4
bedeuten.
X F, Cl, CN oder CH₃,
Q² -O-, -CO-O-, -O-CO- oder eine Einfachbindung,
o 0-6,
p 0-6,
q 1-4
bedeuten.
4. Ferroelektrisches flüssigkristallines Medium enthaltend
- - eine achirale smektische Komponente S, welche minde stens eine achirale smektische flüssigkristalline Verbindung enthält, und
- - eine chirale Komponente D, welche mindestens einen chiralen Dotierstoff enthält, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein chiraler Dotierstoff eine Verbin dung der Formel I nach Anspruch 1 ist.
5. Flüssigkristall-, Schalt- und Anzeigevorrichtung enthal
tend ein ferroelektrisches flüssigkristallines Medium,
Trägerplatten, Elektroden, mindestens eine Orientierungs
schicht sowie gegebenenfalls zusätzliche Hilfsschichten,
dadurch gekennzeichnet, daß das ferroelektrische Medium
ein Medium nach Anspruch 4 darstellt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924204535 DE4204535A1 (de) | 1992-02-15 | 1992-02-15 | Spirolactone |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924204535 DE4204535A1 (de) | 1992-02-15 | 1992-02-15 | Spirolactone |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4204535A1 true DE4204535A1 (de) | 1993-08-19 |
Family
ID=6451781
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924204535 Withdrawn DE4204535A1 (de) | 1992-02-15 | 1992-02-15 | Spirolactone |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4204535A1 (de) |
-
1992
- 1992-02-15 DE DE19924204535 patent/DE4204535A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: HOECHST AG, 65929 FRANKFURT, DE |
|
8130 | Withdrawal |