DE4405316A1 - Neue polymerisierbare flüssigkristalline Verbindungen - Google Patents
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Description
Wie für formanisotrope Medien bekannt, können beim Erwärmen
flüssigkristalline Phasen, sogenannte Mesophasen, auftreten. Die
einzelnen Phasen unterscheiden sich durch die räumliche Anordnung
der Molekülschwerpunkte einerseits sowie durch die Molekülanord
nung hinsichtlich der Längsachsen andererseits (G.W. Gray,
P.A. Winsor, Liquid Crystals and Plastic Crystals, Ellis Horwood
Limited, Chichester 1974). Die nematisch flüssigkristalline Phase
zeichnet sich dadurch aus, daß lediglich eine Orientierungsfern
ordnung durch Parallellagerung der Moleküllängsachsen existiert.
Unter der Voraussetzung, daß die die nematische Phase aufbauenden
Moleküle chiral sind, entsteht eine sogenannte cholesterische
Phase, bei der die Längsachsen der Moleküle eine zu ihnen senk
rechte, helixartige Überstruktur ausbilden (H. Baessler, Fest
körperprobleme XI, 1971). Der chirale Molekülteil kann sowohl
im flüssigkristallinen Molekül selbst vorhanden sein als auch
als Dotierstoff zur nematischen Phase gegeben werden, wobei die
cholesterische Phase induziert wird. Dieses Phänomen wurde zuerst
an Cholesterolderivaten untersucht (z. B. H. Baessler, M.M. Labes,
J. Chem. Phys., 52, 631 (1970); H. Baessler, T.M. Laronge,
M.M. Labes, J. Chem. Phys., 51 799 (1969); H. Finkelmann,
H. Stegemeyer, Z. Naturforschg. 28a, 799 (1973); H. Stegemeyer,
K.J. Mainusch, Naturwiss., 58, 599 (1971), H. Finkelmann,
H. Stegemeyer, Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 78, 869 (1974)).
Die cholesterische Phase hat bemerkenswerte optische Eigen
schaften: eine hohe optische Rotation sowie einen ausgeprägten
Circulardichroismus, der durch Selektivreflexion von zirkular
polarisiertem Licht innerhalb der cholesterischen Schicht ent
steht. Die je nach Blickwinkel unterschiedlich erscheinenden
Farben sind abhängig von der Ganghöhe der helixartigen Über
struktur, die ihrerseits vom Verdrillungsvermögen der chiralen
Komponente abhängt. Dabei kann insbesondere durch Änderung der
Konzentration eines chiralen Dotierstoffes die Ganghöhe und damit
der Wellenlängenbereich des selektiv reflektierten Lichtes einer
cholesterischen Schicht variiert werden. Solche cholesterischen
Systeme bieten für eine praktische Anwendung interessante
Möglichkeiten. So kann durch Einbau chiraler Molekülteile in
mesogene Acrylsäureester und Orientierung in der cholesterischen
Phase, z. B. nach der Photovernetzung, ein stabiles, farbiges
Netzwerk hergestellt werden, dessen Konzentration an chiraler
Komponente dann aber nicht mehr verändert werden kann (G. Galli,
M. Laus, A. Angelon, Makromol. Chemie, 187, 289 (1986)). Durch
Zumischen von nichtvernetzbaren chiralen Verbindungen zu nemati
schen Acrylsäureestern kann durch Photovernetzung ein farbiges
Polymer hergestellt werden, welches noch hohe Anteile löslicher
Komponenten enthält (I. Heyndricks, D.J. Broer, Mol. Cryst. Liq.
Cryst. 203, 113 (1991)). Weiterhin kann durch statistische Hydro
silylierung von Gemischen aus Cholesterolderivaten und acrylat
haltigen Mesogenen mit definierten zyklischen Siloxanen und
anschließende Photopolymerisation ein cholesterisches Netzwerk
gewonnen werden, bei dem die chirale Komponente einen Anteil von
bis zu 50% an dem eingesetzten Material haben kann; diese Poly
merisate enthalten jedoch noch deutliche Mengen löslicher Anteile
(F.H. Kreuzer, R. Maurer, Ch. Müller-Rees, J. Stohrer, Vortrag
Nr. 7, 22. Freiburger Arbeitstagung Flüssigkristalle, Freiburg,
1993).
In der Anmeldung DE-OS-35 35 547 wird ein Verfahren beschrieben,
bei dem eine Mischung cholesterolhaltiger Monoacrylate über eine
Photovernetzung zu cholesterischen Schichten verarbeitet werden
kann. Allerdings beträgt der Gesamtanteil der chiralen Komponente
in der Mischung ca. 94%. Als reines Seitenkettenpolymer ist ein
solches Material zwar mechanisch nicht sehr stabil, eine Erhöhung
der Stabilität kann aber durch hochvernetzende Verdünnungsmittel
erreicht werden.
Neben oben beschriebenen nematischen und cholesterischen Netz
werken sind auch smektische Netzwerke bekannt, welche ins
besondere durch Photopolymerisation/Photovernetzung von smektisch
flüssigkristallinen Materialien in der smektisch flüssig
kristallinen Phase hergestellt werden. Die hierfür verwendeten
Materialien sind in der Regel symmetrische, flüssigkristalline
Bisacrylate, wie sie z. B. D.J. Broer und R.A.M. Hikmet, Makromol.
Chem., 109, 3201-3215 (1989) beschrieben haben. Diese Materialien
weisen aber sehr hohe Klärtemperaturen von <120°C auf, so daß
die Gefahr einer thermischen Polymerisation gegeben ist. Durch
Zumischen chiraler Materialien können beim Vorliegen einer
Sc-Phase piezoelektrische Eigenschaften erzielt werden
(R.A.M. Hikmet, Macromolecules 25, S. 5759, 1992).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war die Herstellung neuer
polymerisierbarer nematisch flüssigkristalliner Materialien,
die allein oder in Mischungen mit anderen polymerisierbaren
nematischen Flüssigkristallen breite nematische Phasenbereiche
und Klärtemperaturen unterhalb 120°C aufweisen und die unterhalb
von 120°C verarbeitet werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die flüssigkristallinen
Verbindungen der allgemeinen Formel I
Z-Y-A-Y-M-Y-A-Y-Z I,
gelöst, in der die Reste
Z unabhängig voneinander eine polymerisierbare Gruppe, die Reste
Y unabhängig voneinander eine direkte Bindung, O, S, COO, OCO, CONR oder N(R)CO, die Reste
A unabhängig voneinander ein Spacer und
M eine mesogene Gruppe der Formel
Z unabhängig voneinander eine polymerisierbare Gruppe, die Reste
Y unabhängig voneinander eine direkte Bindung, O, S, COO, OCO, CONR oder N(R)CO, die Reste
A unabhängig voneinander ein Spacer und
M eine mesogene Gruppe der Formel
sind, wobei
B COO, OCO, CH₂O, OCH₂,
B COO, OCO, CH₂O, OCH₂,
R Wasserstoff oder C₁- bis C₄-Alkyl, die Reste
R¹ und R² unabhängig Wasserstoff, C₁- bis C₁₅-Alkyl, C₁- bis C₁₅-Alkoxy, C₁- bis C₁₅-Alkoxycarbonyl, C₁- bis C₁₅-Monoalkylaminocarbonyl, Formyl, C₁- bis C₁₅-Alkylcarbonyl, Fluor, Chlor, Brom, Cyan, C₁- bis C₁₅-Alkylcarbonyloxy, C₁- bis C₁₅-Alkylcarbonylamino, Hydroxy oder Nitro,
R³ C₂- bis C₁₅-Alkyl, C₁- bis C₁₅-Alkoxy, C₁- bis C₁₅-Alkoxy carbonyl, C₁- bis C₁₅-Monoalkylaminocarbonyl, Formyl, C₁- bis C₁₅-Alkylcarbonyl, Fluor, Chlor, Brom, Cyan, C₁- bis C₁₅-Alkylcarbonyloxy, C₁- bis C₁₅-Alkylcarbonylamino, Hydroxy oder Nitro,
R⁴ ein Rest R¹ und
n 2, 3 oder 4 sind.
R¹ und R² unabhängig Wasserstoff, C₁- bis C₁₅-Alkyl, C₁- bis C₁₅-Alkoxy, C₁- bis C₁₅-Alkoxycarbonyl, C₁- bis C₁₅-Monoalkylaminocarbonyl, Formyl, C₁- bis C₁₅-Alkylcarbonyl, Fluor, Chlor, Brom, Cyan, C₁- bis C₁₅-Alkylcarbonyloxy, C₁- bis C₁₅-Alkylcarbonylamino, Hydroxy oder Nitro,
R³ C₂- bis C₁₅-Alkyl, C₁- bis C₁₅-Alkoxy, C₁- bis C₁₅-Alkoxy carbonyl, C₁- bis C₁₅-Monoalkylaminocarbonyl, Formyl, C₁- bis C₁₅-Alkylcarbonyl, Fluor, Chlor, Brom, Cyan, C₁- bis C₁₅-Alkylcarbonyloxy, C₁- bis C₁₅-Alkylcarbonylamino, Hydroxy oder Nitro,
R⁴ ein Rest R¹ und
n 2, 3 oder 4 sind.
Bevorzugte Gruppen Z sind solche, die durch einen photochemi
schen Initiierungsschritt polymerisiert werden können, also ins
besondere Gruppen der Struktur: CH₂=CH-, CH₂=CCl, CH₂=C(CH₃)- oder
4-Vinylphenylyl. Bevorzugt sind CH₂=CH-, CH₂=CCl- und CH₂=C(CH₃)-,
wobei CH₂=CH- und CH₂=C(CH₃)- besonders bevorzugt sind.
Für Y sind neben einer direkten Bindung insbesondere Ether- und
Estergruppen zu nennen.
Als Spacer A können alle für diesen Zweck bekannten Gruppen
verwendet werden. Üblicherweise sind die Spacer über Ester- oder
Ethergruppen oder eine direkte Bindung mit Z verknüpft.
Die Spacer enthalten in der Regel 0 bis 30, vorzugsweise 0 bis
12 C-Atome und können in der Kette z. B. durch O, S, NH oder NCH₃
unterbrochen sein. Als Substituenten für die Spacer
kette kommen dabei noch Fluor, Chlor, Brom, Cyan, Methyl oder
Ethyl in Betracht. Repräsentative Spacer sind beispielsweise
wobei q 1 bis 3 und
und p 1 bis 12 sind.
und p 1 bis 12 sind.
Die Substituenten R¹ und R² oder R³ und R⁴ in den Resten B können
Wasserstoff oder die angegebenen Reste sein. Bevorzugt sind
solche Reste, die die Ausbildung von smektischen Phasen unter
drücken und die von nematischen Phasen fördern. Vorzugsweise ist
einer der R-Reste Wasserstoff. Von den genannten Substituenten
sind Chlor, Brom, Cyan, Fluor, Hydroxy, Methyl, Ethyl, Methoxy,
Ethoxy, Methoxycarbonyl, Formyl, Acetyl und Acetoxy sowie länger
kettige mit < 8 C-Atomen bevorzugt.
Die Herstellung der Verbindungen der Formel I erfolgt nach an
sich bekannten Methoden. Einzelheiten zur Herstellung können den
Beispielen entnommen werden, in denen sich Angaben über Teile und
Prozente, sofern nicht anders vermerkt, auf das Gewicht beziehen.
Die Verbindungen der Formel I sind flüssigkristallin und können
in Abhängigkeit von der Struktur smektische oder nematische
Phasen ausbilden. Sie sind für alle Zwecke geeignet, bei denen
man üblicherweise flüssigkristalline Verbindungen verwendet.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen weisen allein, in Mischungen
untereinander oder gemischt mit anderen flüssigkristallinen
Verbindungen Phasenstrukturen wie niedermolekulare Flüssigkeiten
auf, lassen sich jedoch durch radikalische oder ionische Poly
merisationsverfahren, welche durch eine photochemische Reaktion
gestartet werden können, in hochvernetzte Polymere mit einge
frorener flüssigkristalliner Ordnungsstruktur überführen.
Zur Einstellung gewünschter Eigenschaften kann es zweckmäßig
sein, Mischungen von Verbindungen der Formel I oder Mischungen
mit anderen Flüssigkeiten zu verwenden, wobei diese Mischungen in
situ oder durch mechanisches Mischen hergestellt werden können.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen eignen sich insbesondere als
Orientierungsschichten für flüssigkristalline Materialien, als
photovernetzbare Kleber, als Monomere zur Herstellung flüssig
kristalliner Netzwerke, als Basismaterial zur Herstellung von
chiral dotierbaren polymerisierbaren Flüssigkristallsystemen, als
polymerisierbare Matrixmonomere für polymer dispergierte Displays
oder als Basismaterial für polymerisierbare, flüssigkristalline
Materialien für optische Bauelemente, wie Polarisatoren, Ver
zögerungsplatten oder Linsen.
Die Schmelztemperaturen wurden polarisationsmikroskopisch aufge
nommen. Die Temperaturkontrolle erfolgte in einem Mettler
Mikroskopheiztisch FP80/82.
- a) 2,5-Bis-(4-hydroxybenzyliden)-cyclopentanon 2,5-Bis-(4-hydroxybenzyliden)-cyclopentanon wurde nach Gangadhara und Kaushal Kischare, Macromolecules, 26, 2995 (1993) hergestellt.
- b) 2,5-Bis-(4-(ω-hydroxyhexyloxy)-hydroxybenzyliden)-cyclo pentanon Eine Mischung aus 5 g 2,5-Bis-(4-hydroxybenzyliden)-cyclo pentanon, 5,1 g 6-Chlorhexanol, 5,2 g Kaliumcarbonat, 0,5 g Kaliumiodid und 50 ml Dimethylformamid wurde unter Rühren 5 h auf 100°C erhitzt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde der entstandene Niederschlag abfiltriert, mit wenig Dimethyl formamid und dann mit Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhielt 7 g der obigen Verbindung. Schmp. 192-194°C.
- c) 2, 5-Bis(4-(ω-acryloxyhexyloxy)-hydroxybenzyliden)-cyclo pentanon 7 g 2,5-Bis-(4-(ω-hydroxylhexyloxy)-hydroxybenzyliden)-cyclo pentanon, 11 g Acrylsäure, 1 g Paratoluolsulfonsäure, 0,1 g Hydrochinon und 100 ml 1,1,1-Trichlorethan wurden 6 h unter Rückfluß am Wasserabscheider erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurden 100 ml Wasser zugegeben, die organische Phase abgetrennt, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgezogen und der Rückstand chromatographiert (MN Kieselgel 60, 0,05-0,2 mm, Elutions mittel: Toluol/Essigester im Verhältnis 8/2). Nach abschlie ßender Umkristallisation aus Ethanol erhielt man 3,8 g obiger Verbindung. Schmp. 125-120°C.
- a) 2,5-Bis-(4-hydroxybenzyliden)-cyclohexanon 2,5-Bis-(4-hydroxybenzyliden)-cyclopentanon wurde nach Gangadhara und Kaushal Kischare, Macromolecules, 26, 2995 (1993) hergestellt.
- b) 2,5-Bis-(4-(ω-hydroxyhexyloxy)-hydroxybenzyliden)-cyclo pentanon Die Verbindung wurde analog Beispiel 1.b) unter Einsatz von 5,2 g 2,5-Bis-(4-hydroxybenzyliden)-cyclohexanon hergestellt. Man erhielt 5,8 g obiger Verbindung. Schmp. 131-132°C.
- c) 2,5-Bis-(4-(ω-acryloxyhexyloxy)-hydroxybenzyliden)-cyclo hexanon Die Verbindung wurde analog Beispiel 1.c) aus 5,9 g 2, 5-Bis-(4-(ω-hydroxyhexyloxy)-hydroxybenzyliden)-cyclo pentanon hergestellt. Nach Chromatographie und Umkristalli sation unter oben angegebenen Bedingungen wurden 2,9 g obiger Verbindung erhalten. Schmp. 68-71°C.
- a) 2,5-Bis-(4-hydroxybenzyl)-cyclohexanon Eine Mischung von 6,1 g 2,5-Bis-(4-hydroxybenzyliden)cyclo hexanon und 100 ml Ethanol wurde mit 0,5 g einer wäßrigen Raney-Nickel-Suspension versetzt und unter Rühren bei Raum temperatur und Normaldruck 2 h mit Wasserstoff hydriert. Anschließend wurde die Suspension abfiltriert, das Filtrat im Vakuum zur Trockne eingeengt und der verbliebene Rückstand über Kieselgel (MN-Kieselgel 60, 0,05-0,2 mm) chromato graphiert. Als Elutionsmittel wurde eine 1 : 1-Mischung aus Toluol und Essigester verwendet. Nach Chromatographie und anschließender Umkristallisation aus Toluol wurden 2,0 g der obigen Verbindung erhalten. NMR, IR und Elementaranalyse waren im Einklang mit der Struktur. Schmp. 181-182°C.
- b) 2,5-Bis(4-(ω-hydroxyhexyloxy)-hydroxybenzyl)-cyclohexanon Die Verbindung wurde analog Beispiel 1.b) unter Einsatz von 5,3 g 2,5-Bis-(4-(ω-hydroxybenzyl)-hydroxybenzyl)-cyclo hexanon hergestellt. Nach Abkühlen der Reaktionsmischung auf Raumtemperatur wurden 100 ml Wasser zugesetzt, das aus gefallene Produkt isoliert, mit Wasser gewaschen und getrock net. Nach Umkristallisation aus Toluol erhielt man 4,9 g obiger Verbindung. Schmp. 131-133°C.
- c) 2,5-Bis-(4-(ω-acryloxyhexyloxy)-hydroxybenzyl)-cyclohexanon Analog Beispiel 1.c) wurden unter Einsatz von 4,9 g 2,5-Bis-(4-(ω-hydroxyhexyloxy)-hydroxybenzyl)-cyclohexanon nach Chromatographie und Umkristallisation 4,1 g obiger Ver bindung erhalten. NMR, IR und MS stimmten mit der Struktur überein.
- a) Bis-benzoesäure-4,4′-(1,4-phenylenbis-(methylenoxy))-diethyl ester Eine Mischung aus 5,3 g p-Xylylendichlorid, 10,6 g 4-Hydroxy benzoesäureethylester, 9,1 g Kaliumcarbonat, 1 g Kaliumiodid und 50 ml Dimethylformamid wurde 3 h unter Rückfluß auf 80°C erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das aus gefallene Produkt isoliert, mit Dimethylformamid und dann mit Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhielt 10,0 g der obigen Verbindung. Schmp. 143-144°C.
- b) Bis-benzoesäure-4,4′-(1,4-phenylenbis-(methylenoxy))-di-ω- hydroxyhexylester Ein Gemisch aus 9,8 g Bis-benzoesäure-4,4′-(1,4-phenylen bis-(methylenoxy))-diethylester, 1 g Tetrabutylorthotitanat und 50 g 1,6-Hexandiol wurde 10 h unter Rühren auf 150°C erhitzt. Anschließend wurde die Reaktionslösung auf 60°C abgekühlt und in 200 ml Wasser gegeben. Der ausgefallene Feststoff wurde isoliert, mit Wasser gewaschen und getrock net. Nach Umkristallisation aus Toluol erhielt man 9,9 g obiger Verbindung. Schmp. 109-113°C.
- c) Bis-benzoesäure-4,4′-(1,4-phenylenbis-(methylenoxy))-di-ω- acryloxyhexylester Die Verbindung wurde analog Beispiel 1.c) aus 9,9 g Bis- benzoesäure-4,4′-(1,4-phenylenbis(methylenoxy))-di-ω-hydroxy hexylester hergestellt. Man erhielt nach Chromatographie und Umkristallisation unter den oben angegebenen Bedingungen 3,8 g obiger Verbindung. Schmp. 69-70°C.
- a) 4-[8′-Tetrahydroxyranyl-2-oxy)-1-oxyoctyl]-1′-biphenylcarbon säureethylester Ein Gemisch aus 48,4 g 4-Hydroxy-4′-biphenylcarbonsäureethyl ester, 52,2 g 1-Chlor-8-(tetrahydropyranyl-2-oxy)-octan, 27,6 g K₂CO₃ und 3,0 g KJ in 300 ml DMF wurde 24 h bei 100°C gerührt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das ausge fallene Produkt isoliert, mit DMF und H₂O gewaschen und dann getrocknet. Man erhielt 61,5 g der obigen Verbindung. NMR, IR und MS stimmten mit der Struktur überein.
- b) 4-[8′-Tetrahydropyranyl-2-oxy)-1-oxyoctyl]-1′-biphenylcarbon säure Ein Gemisch aus 30,5 g 4-[8′-Tetrahydropyranyl-2-oxy-1- oxyoctanyl]-1′-biphenylcarbonsäureethylester und 4,2 g KOH in 100 ml Ethanol wurde 3 h bei 80°C gerührt. Die Reaktions mischung wurde auf Eis gegeben und mit Eisessig neutrali siert. Nach Isolierung und Trocknung erhielt man 26,3 g der obigen Verbindung. NMR, IR und MS stimmten mit der Struktur überein.
- c) 4-[6′-(Tetrahydropyranyl-2-oxy)-1-oxyhexyl]-phenol Eine Mischung aus 20,5 g Hydrochinon, 8,19 g 1-Chlor-6- (tetrahydropyranyl-2-oxy)-hexan, 6,9 g K₂CO₃ und 1,5 g KJ in 150 ml DMF wurde 16 h bei 90°C gerührt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde die Reaktionsmischung auf Wasser gegeben und der ausgefallene Niederschlag aus Ethanol umkristalli siert. Man erhielt 7,8 g der obigen Verbindung. NMR, IR und MS stimmten mit der Struktur überein.
- d) 4-(8′-Hydroxy-octyloxy)-phenylbenzoesäure-[4′-(6′′-hydroxy hexyloxy)-phenyl-1′′-oxy]-ester 15,0 g 4-[8′-Tetrahydropyranyl-2-oxy)-1-oxyoctyl]-1′- biphenylcarbonsäure und 10,5 g 4-[6′-Tetrahydropyranyl-2- oxy)-1-oxyhexyl]-phenol wurden in 200 ml CH₂Cl₂ gelöst und mit 500 mg Dimethylaminopyridin versetzt. Bei 0-5°C wurden dann 8,3 g Dicyclohexylcarbodiimid, gelöst in 30 ml CH₂Cl₂ zugege ben, und die Reaktionsmischung wurde 24 h bei Raumtemperatur gerührt. Der Harnstoff wurde abgesaugt und das Filtrat einge engt. Der Rückstand wurde in 200 ml Ethanol aufgenommen und mit 2 ml konzentrierter HCl-Lösung versetzt. Nach 3 h Rühren bei Raumtemperatur wurde die Reaktionsmischung auf Wasser gegeben, mit CH₂Cl₂ extrahiert und die organische Phase mit gesättigter KHCO₃-Lösung und Wasser gewaschen. Nach Abziehen des Lösungsmittels wurde der Rückstand an Kieselgel (Toluol/Essigester 5 : 1) gereinigt und ergab 12,1 g der obigen Ver bindung. NMR, IR und MS stimmten mit der Struktur überein.
- e) 4-(8′-Acryloxyoctyloxy)-phenylbenzoesäure-[4′-(6′-acryloxy hexyloxy)-phenyl-1′′-oxy]-ester Die obige Verbindung wurde analog Beispiel 1.c) unter Einsatz von 5,7 g 4-(8′-Hydroxy-octyloxy)-phenylbenzoesäure-[4′- (6′′-acryloxyhexyloxy)-phenyl-1′′-oxy]-ester erhalten. Nach Chromatographie analog Beispiel 18.d) und Umkristallisation aus Ethanol wurden 2,6 g obiger Verbindung erhalten. NMR, IR und MS stimmten mit der Struktur überein.
- a) 2-(4-Hydroxyphenyl)-5-(8′-hydroxy)-octylpyrimidin 135 g (1,85 mol) DMF wurden unter Eiskühlung mit 137,7 ml (1,5 mol) POCl₃ versetzt und anschließend 15 min bei Raum temperatur gerührt. Nun wurden 294,4 g (1 mol) 8-Benzyloxy octanaldimethylacetal in 500 ml DMF gelöst zugetropft. Nach beendeter Zugabe wurde ca. 3 h weitergerührt. Anschließend gab man 262,5 g (1 mol) 4-Benzyloxybenzamidin zu und rührte ca. 1 h nach. Dann wurden langsam 1,1 Liter Triethylamin zugegeben, wobei die Temperatur auf ca. 70°C anstieg. Es wurden weitere 700 ml DMF zugefügt und anschließend das Triethylamin unter Normaldruck abdestilliert. Der Rückstand wurde auf ca. 6 Liter Eiswasser gegeben. Das ausgefallene, mit K₂CO₃ gewaschene Produkt wurde aus 2,5 Liter . . . /Butanol umkristallisiert, in 1 Liter Essigester gelöst und unter Zusatz von 10 g PD/C (10%) unter Normaldruck bis zum Still stand der H₂-Aufnahme hydriert. Es wurde dann vom Katalysator abgesaugt und eingedampft. Der Eindampfrückstand wurde im Vakuum bei 50°C getrocknet. Die Ausbeute betrug 110,5 g der obigen Verbindung. NMR, IR und MS stimmten mit der Struktur überein.
- b) 2-(8′-Hydroxyoctylphenyl)-5-(8′-hydroxy)-octyl-pyrimidin Analog der Vorschrift zur Herstellung von Beispiel 1.b) wurden 25 g 2-(4-Hydroxyphenyl)-5-(8′-hydroxy)-octylpyrimidin eingesetzt. Die Reaktionsmischung wurde auf 1 Liter Eiswasser gegeben, das ausgefallene Produkt abgesaugt, mit H₂O ge waschen und nach der Trocknung im Vakuum aus Cyclohexan umkristallisiert. Die Ausbeute betrug 15,7 g der obigen Verbindung. NMR, IR und MS stimmten mit der Struktur überein.
- c) 2-(8′-Acryloxyoctylphenyl)-5-(8′-acryloxy)-octylpyrimidin Analog der Vorschrift zur Herstellung der Verbindung Beispiel 1.c) wurden 10,2 g 2-(8′-Hydroxyoctylphenyl)-5-(8′-hydroxy) octyl-pyrimidin eingesetzt. Es konnten 9,8 g des obigen Produktes nach Umkristallisation aus Cyclohexanon erhalten werden. NMR, IR und MS stimmten mit der Struktur überein.
Eine Lösung von 0,84 mol Bisbenzoesäure-4,4′(1,4-phenylenbis(methylenoxy))-di-ω-hydroxyheylester
(s. Bsp. 4b) und 0,04 mol Hg (OAc)₂ in 4 l frisch destilliertem Ethylvinylether wird 20 h unter Rückfluß
erhitzt. Dann werden 30 g K₂CO₃ hinzugefügt und der Überschuß an Ethylvinylether wird im Dampfbad
abdestilliert. Der Rücksttand wird filtriert und das K₂CO₃ mit Toluol gewaschen. Filtrat und Waschflüssigkeit
werden eingeengt und ergeben 0,75 mol obiger Verbindung.
Analog wurden die Verbindungen der folgenden Beispiele hergestellt.
Die obigen Verbindung wurde analog Beispiel 70 unter Einsatz von 0,1 mol 4-(8′-Hydroxy-octoxy)-phenyl
benzoesäure-[4′-(6′′-vinyloxyhexoxy)-phenyl-1′′-oxy]-ester durch Umsetzung mit Ethylvinylether hergestellt.
Nach dem Abdestillieren des Lösungsmittels und Umkristallisation aus iso-Propanol wurden
0,08 mol der obigen Verbindung erhalten. NMR, IR und US stimmten mit der Sturktur überein.
Analog wurden die folgenden Verbindungen hergestellt:
Analog der Vorschrift zur Herstellung der Verbindung aus Beispiel 70 wurden 0,36 mol 2-(ω-Hydroxyoct
oxyphenyl)-5-(ω-hydroxy)-octylpyrimidin eingesetzt. Es konnten 0,24 mol des obigen Produktes nach
Umkristallisation aus Cyclohexanon erhalten werden. NMR, IR und US stimmen mit der Struktur überein.
Claims (10)
1. Flüssigkristalline Verbindungen der allgemeinen Formel I
Z-Y-A-Y-M-Y-A-Y-Z I,in der die Reste
Z unabhängig voneinander eine polymerisierbare Gruppe, die Reste
Y unabhängig voneinander eine direkte Bindung, O, S, COO, OCO, CONR oder N(R)CO, die Reste
A unabhängig voneinander ein Spacer und
M eine mesogene Gruppe der Formel sind, wobei
B COO, OCO, CH₂O, OCH₂, R Wasserstoff oder C₁- bis C₄-Alkyl, die Reste
R¹ und R² unabhängig Wasserstoff, C₁- bis C₁₅-Alkyl, C₁- bis C₁₅-Alkoxy, C₁- bis C₁₅-Alkoxycarbonyl, C₁- bis C₁₅-Monoalkylaminocarbonyl, Formyl, C₁- bis C₁₅-Alkyl carbonyl, Fluor, Chlor, Brom, Cyan, C₁- bis C₁₅-Alkyl carbonyloxy, C₁- bis C₁₅-Alkylcarbonylamino, Hydroxy oder Nitro,
R³ C₂- bis C₁₅-Alkyl, C₁- bis C₁₅-Alkoxy, C₁- bis C₁₅-Alkoxy carbonyl, C₁- bis C₁₅-Monoalkylaminocarbonyl, Formyl, C₁- bis C₁₅-Alkylcarbonyl, Fluor, Chlor, Brom, Cyan, C₁- bis C₁₅-Alkylcarbonyloxy, C₁- bis C₁₅-Alkylcarbonyl amino, Hydroxy oder Nitro,
R⁴ ein Rest R¹ und
n 2, 3 oder 4 sind.
Z unabhängig voneinander eine polymerisierbare Gruppe, die Reste
Y unabhängig voneinander eine direkte Bindung, O, S, COO, OCO, CONR oder N(R)CO, die Reste
A unabhängig voneinander ein Spacer und
M eine mesogene Gruppe der Formel sind, wobei
B COO, OCO, CH₂O, OCH₂, R Wasserstoff oder C₁- bis C₄-Alkyl, die Reste
R¹ und R² unabhängig Wasserstoff, C₁- bis C₁₅-Alkyl, C₁- bis C₁₅-Alkoxy, C₁- bis C₁₅-Alkoxycarbonyl, C₁- bis C₁₅-Monoalkylaminocarbonyl, Formyl, C₁- bis C₁₅-Alkyl carbonyl, Fluor, Chlor, Brom, Cyan, C₁- bis C₁₅-Alkyl carbonyloxy, C₁- bis C₁₅-Alkylcarbonylamino, Hydroxy oder Nitro,
R³ C₂- bis C₁₅-Alkyl, C₁- bis C₁₅-Alkoxy, C₁- bis C₁₅-Alkoxy carbonyl, C₁- bis C₁₅-Monoalkylaminocarbonyl, Formyl, C₁- bis C₁₅-Alkylcarbonyl, Fluor, Chlor, Brom, Cyan, C₁- bis C₁₅-Alkylcarbonyloxy, C₁- bis C₁₅-Alkylcarbonyl amino, Hydroxy oder Nitro,
R⁴ ein Rest R¹ und
n 2, 3 oder 4 sind.
2. Verbindungen der Formel gemäß Anspruch 1, bei denen
Z ein Rest der Formel ist.
Z ein Rest der Formel ist.
3. Verbindungen der Formel gemäß Anspruch 1, bei denen die Reste
Y unabhängig voneinander eine direkte Bindung, O, COO oder OCO sind.
Y unabhängig voneinander eine direkte Bindung, O, COO oder OCO sind.
4. Verbindungen der Formel gemäß Anspruch 1, bei denen die Reste
A unabhängig voneinander gegebenenfalls durch Ethersauer stoff unterbrochenes C₂- bis C₂₀-Alkylen sind, wobei die Sauerstoffatome in der Kette dritte oder vierte C-Atome ersetzen können.
A unabhängig voneinander gegebenenfalls durch Ethersauer stoff unterbrochenes C₂- bis C₂₀-Alkylen sind, wobei die Sauerstoffatome in der Kette dritte oder vierte C-Atome ersetzen können.
5. Verbindungen der Formel gemäß Anspruch 1, bei denen
M ein Rest der Formel ist.
M ein Rest der Formel ist.
6. Verbindungen gemäß Anspruch 5, bei denen
B COO, OCO, CH₂O, OCH₂, CH=CH, wobei R¹, R² und n die für Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben.
B COO, OCO, CH₂O, OCH₂, CH=CH, wobei R¹, R² und n die für Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben.
7. Verbindungen gemäß Anspruch 6, bei denen
R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl, Ethyl, C₈- bis C₁₅-Alkyl, Methoxy, Ethoxy, C₈- bis C₁₅-Alkoxy, Methoxycarbonyl, C₈- bis C₁₅-Alkoxycarbonyl, Formyl, Acetyl, C₈- bis C₁₅-Alkylcarbonyl, Fluor, Chlor, Brom, Cyan, Acetoxy, C₈- bis C₁₅-Alkylcarbonyloxy, Hydroxy oder Nitro und
n 2, 3 oder 4 sind.
R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl, Ethyl, C₈- bis C₁₅-Alkyl, Methoxy, Ethoxy, C₈- bis C₁₅-Alkoxy, Methoxycarbonyl, C₈- bis C₁₅-Alkoxycarbonyl, Formyl, Acetyl, C₈- bis C₁₅-Alkylcarbonyl, Fluor, Chlor, Brom, Cyan, Acetoxy, C₈- bis C₁₅-Alkylcarbonyloxy, Hydroxy oder Nitro und
n 2, 3 oder 4 sind.
8. Verbindungen gemäß Anspruch 7, bei denen
R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Methoxy, Ethoxy, Methoxycarbonyl, Formyl, Acetyl, Fluor, Chlor, Brom, Cyan, Acetoxy, Hydroxy oder Nitro und
n 2, 3 oder 4 sind.
R¹ und R² unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Methoxy, Ethoxy, Methoxycarbonyl, Formyl, Acetyl, Fluor, Chlor, Brom, Cyan, Acetoxy, Hydroxy oder Nitro und
n 2, 3 oder 4 sind.
9. Verwendung der Verbindungen gemäß Anspruch 1 als Orien
tierungsschichten für flüssigkristalline Materialien, als
photovernetzbare Kleber, als Monomere zur Herstellung von
flüssigkristallinen Polymeren, als Basismaterial zur Her
stellung von chiral dotierbaren polymerisierbaren Flüssig
kristallsystemen, als polymerisierbare Matrixmonomere für
polymer-dispergierte Displays oder als Basismaterial für
polymerisierbare flüssigkristalline Materialien zur Her
stellung optischer Bauelemente.
10. Verwendung der Verbindungen gemäß Anspruch 1 zur Herstellung
von cholesterisch flüssigkristallin geordneten Farbmitteln.
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