DE69610073T2

DE69610073T2 - Neue flüssigkristalline verbindungen die eine dienylgruppe enthalten und flüssigkristalline zusammensetzungen

Info

Publication number: DE69610073T2
Application number: DE69610073T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Haseba; Yasuyuki Koizumi; Shuichi Matsui; Kazutoshi Miyazawa; Etsuo Nakagawa; Noriyuki Onishi; Yasuko Sekiguchi; Koichi Shibata
Original assignee: Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp
Priority date: 1995-01-20
Filing date: 1996-01-19
Publication date: 2001-05-03
Anticipated expiration: 2016-01-20
Also published as: TW367358B; AU4458896A; EP0805134B1; EP0805134A1; DE69610073D1; ATE195928T1; US6086964A; WO1996022261A1; EP0805134A4; KR100256714B1; CN1169138A; US6001275A; KR19980701506A; CN1056132C; KR100255443B1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue flüssigkristalline Verbindung, die günstige physikalische Eigenschaften entwickelt, sowie eine Flüssigkristall-Zusammensetzung, die die vorstehend erwähnte neue flüssigkristalline Verbindung umfaßt und günstige physikalische Eigenschaften aufweist.

Technischer Hintergrund

Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen nutzen die optische Anisotropie und die dielektrische Anisotropie von Flüssigkristall-Verbindungen. Als Anzeigeformen sind die verdrillte nematische Form (TN-Form), die nematische Supertwist-Form (STN-Form), die Form der dynamischen Streuung (DS-Form), die Gast-Wirt-Form (GH-Form) und die DAP-Form bekannt. Als Steuerungsformen sind die statische Steuerungsform, die Form der zeitgeteilten Adressierung, die Aktivmatrix-Steuerungsform und die Doppelfrequenz-Steuerungsform bekannt.
Zwar sind die Eigenschaften der für diese Flüssigkristall- Anzeigevorrichtungen verwendeten flüssigkristallinen Verbindung je nach deren Anwendung unterschiedlich, doch wird von jeder der flüssigkristallinen Verbindungen verlangt, daß sie gegen äußere Umwelteinflüsse wie etwa Feuchtigkeit, Luft, Wärme und Licht stabil ist und in einem möglichst breiten Temperaturbereich eine Flüssigkristallphase aufweist, wobei Raumtemperatur vorzugsweise in dessen Mittelpunkt liegt.
Flüssigkristall-Zusammensetzungen sind aus mehreren bis etwas über zwanzig flüssigkristallinen Verbindungen zusammengesetzt, um die für eine bestimmte Anzeigevorrichtung erforderlichen geeignetsten Merkmale zu entwickeln. Daher müssen flüssigkristalline Verbindungen ausgezeichnete Mischbarkeit mit anderen flüssigkristallinen Verbindungen aufweisen, und zwar insbesondere aufgrund der neuesten Anforderungen bei ihrer Verwendung in verschiedenen Umgebungen auch Mischbarkeit bei niedrigen Temperaturen.
Insbesondere werden von den bei der STN-Steuerung verwendeten Flüssigkristall-Zusammensetzung steile Schwellenwertcharakteristika verlangt, um hohe Bildqualität zu verwirklichen. Die Steilheit ist eine Funktion des Verhältnisses der Elastizitätskonstanten K&sub3;&sub3;/K&sub1;&sub1;, und man weiß, daß je größer das Verhältnis der Elastizitätskonstanten der in einer Flüssigkristall-Zusammensetzung verwendeten flüssigkristallinen Verbindungen ist, desto steilere Schwellenwertcharakteristika die Zusammensetzung aufweist (F. Leenhouts et al., Proceedings of the Japan Display, 388 (1986)).
Notwendig ist auch die Verwendung einer Flüssigkristall-Zusammensetzung mit hoher Ansprechgeschwindigkeit, um einen großen Bildschirm für die Anzeigevorrichtung zu verwirklichen. Es ist bekannt, daß die Ansprechgeschwindigkeit eine Funktion der Viskosität ist (E. Jakeman et al., Phys. Lett. 39A, 69 (1972)). Das heißt, es ist wichtig, flüssigkristalline Verbindungen mit niedriger Viskosität zu verwenden, die zur Verwirklichung einer Zusammensetzung mit niedriger Viskosität erforderlich sind.
Als Verbindungen mit hohem Verhältnis der Elastizitätskonstanten K&sub3;&sub3;/K&sub1;&sub1; sind Verbindungen mit einer Alkenyl-Einheit bekannt. Das heißt, es sind dies die bei M. Schadt et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 122 (1985) und in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Sho 61-83136 beschriebenen Verbindungen sowie die in der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 6-92740 beschriebenen Verbindungen mit eingeführten Fluor-Atomen, die jeweils nachstehend gezeigt sind.
Jede dieser Alkenyl-Verbindungen hat ein hohes Verhältnis der Elastizitätskonstanten K&sub3;&sub3;/K&sub1;&sub1;, (etwa 1,78 bis 2,28), und diese Verbindungen umfassende Flüssigkristall-Zusammensetzungen weisen günstige Steilheit auf. (Bei den Verhältnissen der Elastizitätskonstanten K&sub3;&sub3;/K&sub1;&sub1; der vier vorstehend erwähnten Verbindungen handelt es sich um die Werte, die unter den gleichen Bedingungen wie im nachstehend angeführten Beispiel 7 (Verwendungsbeispiel 1) bestimmt wurden.) Mit steigenden Anforderungen an die Anzeigefähigkeit der Flüssigkristall- Anzeigevorrichtungen werden jedoch Flüssigkristall-Zusammensetzungen mit höherer Ansprechgeschwindigkeit, oder mit anderen Worten, Flüssigkristall-Zusammensetzungen mit niedrigerer Viskosität verlangt.
Als Verbindungen mit hohem Verhältnis der Elastizitätskonstanten K&sub3;&sub3;/K&sub1;&sub1; werden Verbindungen mit einer 1,3-Butadienyl- Gruppe in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 6-151445 beschrieben.
Da aber der Substituent, die 1,3-Butadienyl-Gruppe, eine konjugierte Dien-Einheit aufweist, ist die Verbindung chemisch sehr instabil, und somit war es unmöglich, die Verbindung in praktisch anzuwendenden Flüssigkristall-Zusammensetzungen einzusetzen.
Kurz gesagt wartet man schon lange auf flüssigkristalline Verbindungen, die ein hohes Verhältnis der Elastizitätskonstanten K&sub3;&sub3;/K&sub1;&sub1; noch niedrigere Viskosität als die bekannten flüssigkristallinen Verbindungen, hohe chemische Stabilität und ausgezeichnete Mischbarkeit mit anderen flüssigkristallinen Verbindungen aufweisen.

Offenbarung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer neuen flüssigkristallinen Verbindung, die ein hohes Verhältnis der Elastizitätskonstanten aufweist, im Vergleich zu bekannten flüssigkristallinen Verbindungen niedrige Viskosität hat, mit anderen flüssigkristallinen Verbindungen ausgezeichnet mischbar ist, insbesondere bei niedrigen Temperaturen mischbar ist, und chemisch stabil ist, sowie die Bereitstellung einer Flüssigkristall-Zusammensetzung, die diese Verbindung enthält. Aufgrund der eingehenden Untersuchungen der jetzigen Erfinder zur Lösung der vorstehend erwähnten Probleme sind Verbindungen gefunden worden, die eine neuartige Struktur aufweisen und im Vergleich zu den bekannten flüssigkristallinen Verbindungen verbesserte Eigenschaften haben, was zur Verwirklichung der vorliegenden Erfindung geführt hat.
Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine flüssigkristalline Verbindung, dargestellt anhand der allgemeinen Formel (1)
worin R&sub1; eine Cyan-Gruppe, ein Halogen-Atom oder eine geradlinige oder verzweigte Alkyl-Gruppe oder halogenierte Alkyl- Gruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoff-Atomen bedeutet, wobei eine oder zwei nichtbenachbarte CH&sub2;-Gruppen in der Alkyl-Gruppe oder in der halogenierten Alkyl-Gruppe durch ein Sauerstoff- Atom oder eine Gruppe -CH=CH- ersetzt sein können; R&sub2; und R&sub2;' ein Wasserstoff-Atom, ein Halogen-Atom oder eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 9 Kohlenstoff-Atomen bedeuten; X&sub1;, X&sub2; und X&sub3; unabhängig voneinander -CH&sub2;CH&sub2;-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH-, -C C-, -(CH&sub2;)&sub4;-, -CF&sub2;O-, -OCF&sub2;-, -CH&sub2;O-, -OCH&sub2;- oder eine covalente Bindung bedeuten; die Ringe A, B, C, und D unabhängig voneinander einen 1,4-Phenylen-Ring, einen trans-1,4- Cyclohexylen-Ring, einen Bicyclo[1.1.0]butan-Ring, einen Bicyclo[1.1.1]pentan-Ring, einen Bicyclo[3.2.2]octan-Ring, einen Cyclobutan-Ring bzw. einen Spiro[3.3]heptan-Ring darstellen, wobei die Wasserstoff-Atome in diesen Ringen durch Halogen-Atome ersetzt sein können und die Kohlenstoff-Atome in diesen Ringen durch Stickstoff-Atome oder Sauerstoff-Atome ersetzt sein können; 1, m und o unabhängig voneinander 0 oder 1 sind, n eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist, und p eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist.
Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine erste Verbindung der vorliegenden Erfindung, dargestellt anhand der allgemeinen Formel (1), worin n 0 ist, o 1 ist, p 2 ist und R&sub2; und R&sub2;' jeweils ein Wasserstoff-Atom bedeuten.
Der dritte Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine zweite Verbindung der vorliegenden Erfindung, dargestellt anhand der allgemeinen Formel (1), worin wenigstens eines der X&sub1;, X&sub2; und X&sub3; eine covalente Bindung ist.
Der vierte Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine dritte Verbindung der vorliegenden Erfindung, dargestellt anhand der allgemeinen Formel (1), worin X&sub1;, X&sub2; und X&sub3; -CH&sub2;CH&sub2;-, -CH=CH-, -(CH&sub2;)&sub4;- oder eine covalente Bindung sind.
Der fünfte Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Zusammensetzung, die wenigstens zwei Komponenten umfaßt und eine in einem der Aspekte 1 bis 4 aufgeführte Verbindung in wenigstens einer der Komponenten enthält.
Der sechste Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Zusammensetzung, die als erste Komponente wenigstens eine in einem der Aspekte 1 bis 4 aufgeführte Verbindung enthält und als zweite Komponente eine oder mehrere Verbindungen enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus den durch die allgemeinen Formeln (2), (3) oder (4) dargestellten Verbindungen
worin R&sub3; eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoff-Atomen bedeutet, Y F oder Cl bedeutet, Q&sub1; und Q&sub2; unabhängig voneinander H oder F bedeuten, r 1 oder 2 ist, und Z&sub1; und Z&sub2; unabhängig voneinander -CH&sub2;CH&sub2;- oder eine covalente Bindung bedeuten.
Der siebte Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Zusammensetzung, die als erste Komponente wenigstens eine der in einem der Aspekte 1 bis 4 aufgeführte Verbindung enthält und als zweite Komponente eine oder mehrere Verbindungen enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus den durch die allgemeinen Formeln (5), (6), (7), (8) oder (9) dargestellten Verbindungen
worin R&sub4; eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoff-Atomen oder eine Alkenyl-Gruppe mit 2 bis 10 Kohlenstoff-Atomen bedeutet, wobei in beiden Fällen jede Methylen-Gruppe (-CH&sub2;-) in der Alkyl- oder Alkenyl-Gruppe durch ein Sauerstoff-Atom (-O-) ersetzt sein kann, mit der Maßgabe, daß in keinem Falle zwei oder mehrere Methylen-Gruppen fortlaufend durch Sauerstoff-Atome ersetzt sind; Z&sub3; -CH&sub2;CH&sub2;-, -COO- oder eine covalente Bindung bedeutet, Q&sub3; und Q&sub4; H oder F bedeuten; E einen Cyclohexan-Ring, Benzol-Ring oder 1,3-Dioxan-Ring darstellt; und s die ganze Zahl 0 oder 1 ist;
worin R&sub5; eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoff-Atomen bedeutet, Q&sub5; H oder F bedeutet, und k die ganze Zahl 0 oder 1 ist;
worin R&sub6; eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoff-Atomen bedeutet, G einen Cyclohexan-Ring oder Benzol-Ring bedeutet, Q&sub6; und Q&sub7; jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten, Z&sub4; -COO- oder eine covalente Bindung bedeutet, und h die ganze Zahl 0 oder 1 ist;
R&sub7;-(H)-Z&sub5;-(J)-R&sub8; (8)
worin R&sub7; und R&sub8; unabhängig voneinander eine Alkyl-Gruppe, Alkyloxy-Gruppe oder Alkyloxymethyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoff-Atomen bedeuten, H einen Cyclohexan-Ring, Pyrimidin- Ring oder Benzol-Ring darstellt, J einen Cyclohexan-Ring oder Benzol-Ring darstellt, Z&sub5; -C C-, -COO-, -CH&sub2;CH&sub2;- oder eine covalente Bindung bedeutet;
worin R&sub9; eine Alkyl-Gruppe oder Alkoxy-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoff-Atomen bedeutet, R&sub1;&sub0; eine Alkyl-Gruppe, Alkyloxy- Gruppe oder Alkoxymethyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoff- Atomen bedeutet, K einen Cyclohexan-Ring oder Pyrimidin-Ring darstellt, L und M jeweils unabhängig voneinander einen Cyclohexan-Ring oder Benzol-Ring darstellen, Z&sub6; -COO-, -CH&sub2;CH&sub2;- oder eine covalente Bindung bedeutet; Z&sub7; -C C-, -COO- oder eine covalente Bindung bedeutet, und Q&sub8; H oder F bedeutet.
Der achte Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, umfassend eine in einem der Aspekte 5 bis 7 aufgeführte Flüssigkristall-Zusammensetzung.
Bei den in den Aspekten 1 bis 4 aufgeführten bevorzugten Verbindungen der vorliegenden Erfindung handelt es sich um diejenigen, die anhand der Gruppe der folgenden allgemeinen Formeln (1-a) bis (1-c) dargestellt sind. Allerdings bedeutet W in den folgenden Formeln -(CH&sub2;)n-(CH)o=CH-(CH&sub2;)p-CH=CR&sub2;R&sub2;' in der allgemeinen Formel (1), und R&sub1;, R&sub2;, R&sub2;', X&sub1;, X&sub2;, X&sub3;, die Ringe A, B, C und D, und l, m, n, o und p haben die gleiche Bedeutung wie vorstehend erwähnt.
Von den anhand der Gruppe der allgemeinen Formeln (1-a) bis (1-c) dargestellten Verbindungen die besonders bevorzugten Verbindungen nachstehend gezeigt:
während R&sub1; und W in den vorstehend gezeigten Formeln die gleiche Bedeutung wie vorstehend erwähnt und die Wasserstoff- Atome im 1,4-Phenylen-Ring, trans-1,4-Cyclohexylen-Ring, Bicyclo[1.1.0]butan-Ring, Bicyclo[1.1.1]pentan-Ring, Bicyclo[3.2.2]octan-Ring, Cyclobutan-Ring und Spiro[3.3]heptan-Ring durch Halogen-Atome ersetzt sein können, und die Kohlenstoff- Atome in diesen Ringen durch Stickstoff-Atome oder Sauerstoff-Atome ersetzt sein können.
Zwar zeigt jede der Dienyl-Gruppen W bevorzugte Merkmale, wenn sie die durch die allgemeine Formel (1) gezeigten Bedingungen erfüllt, doch sind besonders bevorzugte W&sub1; bis W&sub1;&sub5;, W&sub1;&sub7; und W&sub1;&sub9;, und noch günstigere sind W&sub1; bis W&sub8; und W&sub1;&sub7;, die nachstehend gezeigt sind:
Zwar bedeutet R&sub1; in den vorstehend gezeigten Formeln eine Cyan-Gruppe, ein Halogen-Atom oder eine geradlinige oder verzweigte Alkyl-Gruppe oder halogenierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoff-Atomen, doch kann eine Methylen-Gruppe in der Alkyl-Gruppe oder der halogenierten Alkyl-Gruppe durch ein Sauerstoff-Atom oder -CH=CH- ersetzt sein. Als Halogen- Atom ist ein Fluor-Atom und ein Chlor-Atom und als Alkyl- Gruppe eine solche mit 1 bis 10 Kohlenstoff-Atomen, insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoff-Atomen bevorzugt. Als halogenierte Alkyl-Gruppe sind zudem Trifluormethyl, Trifluormethoxy, Difluormethoxy, 2-Fluorethyl, 2,2-Difluorethyl, 2,2,2-Trifluorethyl, 3-Fluorpropyl, 2-Fluorpropyl, 2,2-Difluorpropyl, 4-Fluorbutyl, 3-Fluorbutyl, 2-Fluorbutyl, 3,3-Difluorbutyl, 2,2-Difluorbutyl, 5-Fluorpentyl, 4-Fluorpentyl, 3-Fluorpentyl, 3,3-Difluorpentyl und 10-Fluordecyl bevorzugt. Als Gruppe, in der eine Methylen-Gruppe durch ein Sauerstoff-Atom ersetzt ist, sind Methoxymethyl, Ethoxymethyl, Propoxymethyl, Butoxymethyl, Pentoxymethyl, Methoxyethoxy, Methoxypropyl, Ethoxyethoxy und Ethoxypropoxy bevorzugt. Als Gruppe, in der eine Methylen-Gruppe durch -CH=CH- ersetzt ist, sind Vinyl, 1-Propenyl, 2-Propenyl, 1-Butenyl, 3-Butenyl, 1-Pentenyl, 2-Pentenyl und 3-Pentenyl bevorzugt.
Jede der durch die allgemeine Formel (1) dargestellten Verbindungen der vorliegenden Erfindung weist ein hohes Verhältnis der Elastizitätskonstanten K&sub3;&sub3;/K&sub1;&sub1; und eine niedrige Viskosität auf. Des weiteren ist jede von ihnen ein unkonjugiertes Dien und chemisch sehr stabil.
Jede der Verbindungen der vorliegenden Erfindung zeigt günstige physikalische Eigenschaften, und Flüssigkristall-Zusammensetzungen mit für ihren Zweck zufriedenstellenden Merkmalen lassen sich herstellen durch Verwendung der durch die allgemeine Formel (1) dargestellten Verbindungen, worin R&sub1;, R&sub2;, R&sub2;', X&sub1;, X&sub2;, X&sub3;, A, B, C, D, l, m, n, o und p in geeigneter Weise ausgewählt sind. Wird beispielsweise eine Verbindung für eine Flüssigkristall-Zusammensetzung verwendet, deren mesomorpher Bereich insbesondere auf der Hochtemperaturseite sein muß, so kann eine tricyclische oder tetracyclische Verbindung verwendet werden, und in anderen Fällen kann eine bicyclische oder tricyclische Verbindung eingesetzt werden.
Wird insbesondere eine hohe dielektrische Anisotropie benötigt, so setzt man eine Verbindung mit einer positiven dielektrischen Anisotropie ein (Verbindung vom P-Typ), wie es bei den üblicherweise verwendeten Zusammensetzungen der Fall ist, und eine Verbindung vom P-Typ läßt sich bereitstellen, indem ein Halogen-Atom oder eine Cyan-Gruppe als R&sub1; in der allgemeinen Formel (1) ausgewählt wird. Wird eine noch höhere dielektrische Anisotropie benötigt, so kann dies durch Einführen eines Halogen-Atoms in den mit R&sub1; verknüpften Ring erreicht werden. Um zu einer Verbindung mit negativer dielektrischer Anisotropie (Verbindung vom N-Typ) zu kommen, genügt es, einen Substituenten mit einem nicht großen Dipolmoment, beispielsweise eine Alkyl-Gruppe als R&sub1; einzuführen.
Die optische Anisotropie läßt sich auch durch geeignete Wahl von R&sub1;, R&sub2;, R&sub2;', X&sub1;, X&sub2;, X&sub3;, A, B, C, D, l, m, n, o und p in der allgemeinen Formel (1) steuern. Das heißt, wenn eine hohe optische Anisotropie benötigt wird, so genügt es, eine Verbindung mit mehr 1,4-Phenylen-Ringen zu verwenden, und wenn eine niedrige optische Anisotropie benötigt wird, eine Verbindung mit mehr trans-1,4-Cyclohexylen-Ringen.
Die durch die allgemeine Formel (1) dargestellten Verbindungen der vorliegenden Erfindung lassen sich ohne weiteres herstellen durch freie Anwendung der üblichen Techniken in der synthetischen organischen Chemie, wie anhand der nachstehend gezeigten Reaktionsformeln angegeben:
In der oben gezeigten Formel bedeutet der Ring D einen substituierten oder unsubstituierten 1,4-Phenylen-Ring oder trans-1,4-Cyclohexylen-Ring, die Wasserstoff-Atome am Ring können durch Halogen-Atome ersetzt sein, und die Kohlenstoff- Atome im Ring können durch Stickstoff-Atome oder Sauerstoff- Atome ersetzt sein, und X bedeutet ein Halogen-Atom.
Das heißt, wenn o und n 0 sind, kann die durch die allgemeine Formel (1) dargestellte Verbindung durch Umsetzung eines Phosphonium-Salzes wie etwa (11) mit einem Cyclohexanon (10) in Gegenwart einer Base hergestellt werden. Das Phosphonium- Salz kann problemlos aus dem entsprechenden Halogenid und Triphenylphosphin nach der Methode von G. Wittig et al. hergestellt werden, die in Org. Synth. Col. V. 751 (1973) beschrieben ist. Als Base kann zum Beispiel Alkyllithium, Natriumhydrid und Kalium-t-butoxid verwendet werden.
Wenn o 1 ist, kann (1) durch Umsetzen von (11) mit einem durch (12) dargestellten Aldehyd nach der Methode von G. Wittig et al. erhalten werden, die in Org. Synth. Col. V. 751 (1973) beschrieben ist. Zwar ergibt die Reaktion von (11) mit (12) normalerweise ein Olefin der cis-Form als Hauptprodukt, doch läßt sich dieses zu (1) derivatisieren, das in der trans-Form vorliegt, indem man das Olefin in ein Bromid (13) überführt, die unerwünschten Isomere durch Umkristallisieren abtrennt und dann das Bromid nach der Methode von J. Schaeffer et al. reduziert, die in Org. Synth. Col. V. 249 (1973) beschrieben ist. Zwar ist die Methode, bei der das Olefin unter Bildung eines Epoxids einmal oxidiert und dann mit Triphenylphosphindibromid umgesetzt wird, für die Bromierung bevorzugt, doch gibt es keine Probleme bei der direkten Umsetzung von Brom in einfacher Substanz mit einem Olefin. Zwar kann die Reduktion von (13) nach beiden Methoden durchgeführt werden, doch ist die Verwendung von metallischem Zink nach dem Verfahren von S. J. Cristol et al. bevorzugt, das in J. Am. Chem. Soc. 89, 401 (1967) beschrieben ist.
Das Cyclohexanon (10) läßt sich problemlos beispielsweise aus dem Halogenid (14) herstellen. Das heißt, (10) kann vorzugsweise hergestellt werden durch Überführen von (14) in das Grignard-Reagens oder Lithium-Reagens, Umsetzen desselben mit dem erhältlichen Cyclohexanon-Derivat (15) und anschließende Dehydratisierung, Reduktion und Schutzgruppenabspaltung.
Der Aldehyd (12) läßt sich aus einer Carbonsäure (16) herstellen, die ebenfalls nach einem in der Literatur beschriebenen Verfahren erhalten werden kann, zum Beispiel nach der Methode von M. E. Neubert et al., die in Mol. Cryst. Liq. Cryst. 76, 48 (1981) beschrieben ist, wobei eine üblicherweise angewandte Zwei-Kohlenstoff-Homologisierungsreaktion genutzt wird.
Sind X&sub1;, X&sub2; und X&sub3; in der allgemeinen Formel (1) -CH&sub2;CH&sub2;-, so kann das Hauptgerüst nach der Methode der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 5-140015 aufgebaut werden, und sind sie -(CH&sub2;)&sub4;-, so kann dieses nach der Methode der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 5-310605 aufgebaut werden. Sind sie -CH=CH- oder -C C-, so läßt es sich mit Hilfe des Verfahrens der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 6-92924 bzw. von C. E. Castro et al. herstellen, das in Org. Chem. 28, 2163, 3313 (1963) beschrieben ist. Sind sie -CF&sub2;O- oder -OCF&sub2;-, so läßt es sich nach dem Verfahren der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 5-112778 herstellen, und sind sie -CH&sub2;O- oder -OCH&sub2;-, so läßt es sich nach dem Verfahren der japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei 2-6743 herstellen. Sind sie des weiteren -COO- oder -OCO-, so läßt es sich vorzugsweise nach dem Verfahren von B. K. Sadashiva, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 55, 135 (1979), herstellen.
Zur Entwicklung ausgezeichneter Merkmale enthält die Flüssigkristall-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung wenigstens eine durch die allgemeine Formel (1) dargestellte Verbindung in einem Verhältnis von 0,1 bis 99%.
Im einzelnen können die Flüssigkristall-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung hergestellt werden durch Vermischen einer Verbindung, die je nach Verwendungszweck gegebenenfalls aus der Gruppe der durch eine der allgemeinen Formeln (2) bis (9) dargestellten Verbindungen ausgewählt wird, mit der ersten Komponente, die wenigstens eine durch die allgemeine Formel (1) dargestellte Verbindung enthält.
Als Verbindungen, die in den Flüssigkristall-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden und durch eine der allgemeinen Formeln (2) bis (4) dargestellt sind, seien vorzugsweise die folgenden Verbindungen erwähnt (im folgenden bedeutet Ra eine Alkyl-Gruppe oder Alkoxy-Gruppe):
Die durch eine der allgemeinen Formeln (2) bis (4) dargestellten Verbindungen sind solche mit positiver dielektrischer Anisotropie, sie haben auffallend gute Wärmebeständigkeit und chemische Beständigkeit und sind unentbehrliche Verbindungen bei der Herstellung von Flüssigkristall-Zusammensetzungen für TFT (AM-LCD), bei denen hohe Zuverlässigkeit erforderlich ist, die sich beispielsweise in einem besonders hohen Spannungshalteverhältnis und einem hohen spezifischen Widerstand zeigt.
Zwar können die durch eine der allgemeinen Formeln (2) bis (4) dargestellten Verbindungen bei der Herstellung von Flüssigkristall-Zusammensetzungen für TFT gegebenenfalls im Bereich von 1 bis 99 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Flüssigkristall-Zusammensetzung, eingesetzt werden, doch ist die Verwendung in einer Menge von 10 bis 97 Gew.-% bevorzugt, und 40 bis 95 Gew.-% sind günstiger. Gleichzeitig kann eine durch eine der allgemeinen Formeln (5) bis (9) dargestellte Verbindung als Teil der Zusammensetzung enthalten sein. Auch bei der Herstellung von Flüssigkristall-Zusammensetzungen für den STN-Anzeigemodus oder den normalen TN-Anzeigemodus kann eine durch eine der allgemeinen Formeln (2) bis (4) dargestellte Verbindung eingesetzt werden.
Als Verbindungen, die durch eine der allgemeinen Formeln (5) bis (7) dargestellt sind, seien vorzugsweise die folgenden Verbindungen erwähnt (im folgenden bedeuten Rb, Rc und Rd eine Alkyl-Gruppe oder Alkenyl-Gruppe, und R' bedeutet Alkylen):
Die durch eine der allgemeinen Formeln (5) bis (7) dargestellten Verbindungen besitzen eine hohe positive dielektrische Anisotropie und werden insbesondere zur Absenkung der Schwellenspannung eingesetzt. Sie werden auch zur Einstellung der Viskosität und der optischen Anisotropie eingesetzt sowie zur Erweiterung des nematischen Bereichs verwendet, indem sie beispielsweise den Klärpunkt anheben. Zudem werden sie zur Verbesserung der Steilheit verwendet.
Als Verbindungen der vorliegenden Erfindung, die durch die allgemeine Formel (8) oder (9) dargestellt sind, seien vorzugsweise die folgenden Verbindungen erwähnt (im folgenden bedeuten Re, Rf, Rg und Rh eine Alkyl-Gruppe oder Alkenyl- Gruppe):
Die durch die allgemeine Formel (8) oder (9) dargestellten Verbindungen sind solche mit negativer oder kleiner positiver dielektrischer Anisotropie. Die durch die allgemeine Formel (8) dargestellten Verbindungen werden hauptsächlich zur Verringerung der Viskosität und/oder zur Einstellung der optischen Anisotropie eingesetzt. Die durch die allgemeine Formel (9) dargestellten Verbindungen werden zur Erweiterung des nematischen Bereichs beispielsweise durch Anhebung des Klärpunkts und/oder zur Einstellung der optischen Anisotropie eingesetzt.
Die durch eine der allgemeinen Formeln (5) bis (9) dargestellten Verbindungen sind insbesondere bei der Herstellung von Flüssigkristall-Zusammensetzungen für den STN-Anzeigemodus oder den normalen TN-Anzeigemodus unentbehrlich.
Zwar können die durch eine der allgemeinen Formeln (5) bis (9) dargestellten Verbindungen bei der Herstellung von Flüssigkristall-Zusammensetzungen für den normalen TN-Anzeigemodus oder den STN-Anzeigemodus gegebenenfalls im Bereich von 1 bis 99 Gew.-% eingesetzt werden, doch ist die Verwendung in einer Menge von 10 bis 97 Gew.-% bevorzugt, und 40 bis 95 Gew.-% sind günstiger. Gleichzeitig kann eine durch eine der allgemeinen Formeln (2) bis (4) dargestellte Verbindung als Teil der Zusammensetzung eingesetzt werden.
Durch Verwendung der Flüssigkristall-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung für TFT-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen können Steilheit und Sichtwinkel verbessert werden. Da die durch die allgemeine Formel (1) dargestellten Verbindungen niedrige Viskosität aufweisen, läßt sich auch die Ansprechgeschwindigkeit der diese Verbindungen umfassenden Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen verbessern.
Die gemäß vorliegender Erfindung verwendeten Flüssigkristall- Zusammensetzungen werden mit Hilfe von Verfahren hergestellt, die in der Fachwelt üblich sind. Im allgemeinen werden Verfahren herangezogen, bei denen verschiedene Komponenten bei hoher Temperatur ineinander gelöst werden. Je nach beabsichtigter Verwendung werden auch die Flüssigkristallmaterialien der vorliegenden Erfindung durch den Einsatz eines geeigneten Optimierungsadditivs verbessert. Derartige Additive sind in der Fachwelt wohlbekannt und in der Literatur ausführlich beschrieben. Normalerweise setzt man ein chirales Dotierungsmittel oder dergleichen zu, um eine helikale Struktur der Flüssigkristalle herbeizuführen, um den erforderlichen Verdrillungswinkel einzustellen, und um Rückverdrillung zu vermeiden.
Weiterhin können die Flüssigkristall-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung als Flüssigkristall-Zusammensetzungen für den Gast-Wirt-Modus (GH) verwendet werden, indem ein dichroitischer Farbstoff wie etwa ein Farbstoff vom Merocyanin-Typ, Styryl-Typ, Azo-Typ, Azomethin-Typ, Azoxy-Typ, Chinophthalon-Typ, Anthrachinon-Typ und Tetrazin-Typ zugesetzt wird. Alternativ können sie auch als Flüssigkristall-Zusammensetzungen für Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen vom Polymerdispersionstyp (PDLCD) verwendet werden, für die NCAP typisch sind, die hergestellt werden durch Bildung eines nematischen Flüssigkristalls in einer Mikrokapsel, oder für die auch Polymernetzwerk-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen (PNLCD) typisch sind, die hergestellt werden durch Bildung einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur in einem Flüssigkristall. Die Flüssigkristall-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können auch für den Modus der elektrisch gesteuerten Doppelbrechung (ECB) oder der dynamischen Streuung (DS) eingesetzt werden.
Als nematische Flüssigkristall-Zusammensetzungen, die die Verbindungen der vorliegenden Erfindung enthalten und mit Hilfe der vorstehend erwähnten Verfahren hergestellt werden, seien die folgenden Zusanmensetzungsbeispiele gezeigt:

Zusammensetzungsbeispiel 1

4-(1,5-Hexadienyl)-4'-pentylbicyclohexan 17%
3,5-Difluor-4-cyanphenyl-4-(3-pentenyl)benzoat 8%
4-(4-Propylcyclohexyl)benzonitril 24%
4-(4-Propylcyclohexyl)ethoxybenzol 6%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)methylbenzol 10%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)propylbenzol 16%
4-(2-(2-Fluor-4-(4-propylcyclohexyl)phenyl)ethinyl)- ethylbenzol 7%
4-(2-(4-(2-(4-Propylcyclohexyl)ethyl)phenyl)ethenyl)- ethylbenzol 4%
4-(2-(4-(2-(4-Propylcyclohexyl)ethyl)phenyl)ethenyl)- propylbenzol 4%
4-(2-(4-(2-(4-Propylcyclohexyl)ethyl)phenyl)ethenyl)- butylbenzol 4%

Zusammensetzungsbeispiel 2

4-(1,5-Hexadienyl)-4'-ethylbicyclohexan 8%
4-(1,5-Hexadienyl)-4'-propylbicyclohexan 8%
4-(1,5-Hexadienyl)-4'-pentylbicyclohexan 8%
4-(4-(3-Butenyl)cyclohexyl)benzonitril 10%
4-(4-(3-Pentenyl)cyclohexyl)benzonitril 10%
4-(4-Propylcyclohexyl)benzonitril 10%
3,5-Difluor-4-cyanphenyl-4-(3-pentenyl)benzoat 3%
4-(4-Propylcyclohexyl)ethoxybenzol 3%
4-(2-(4-Butylphenyl)ethinyl)ethoxybenzol 6%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)methoxybenzol 5%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)methylbenzol 10%
4-(2-(4-(2-(4-Ethylcyclohexyl)ethyl)phenyl)ethenyl)- ethylbenzol 3%
4-(2-(4-(2-(4-Ethylcyclohexyl)ethyl)phenyl)ethenyl)- butylbenzol 3%
4-(2-(4-(2-(4-Propylcyclohexyl)ethyl)phenyl)ethenyl)- ethylbenzol 3%
4-(2-(4-(2-(4-Propylcyclohexyl)ethyl)phenyl)ethenyl)- propylbenzol 3%
4-(2-(4-(2-(4-Propylcyclohexyl)ethyl)phenyl)ethenyl)- butylbenzol 3%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)fluorbenzol 4%

Zusammensetzungsbeispiel 3

4-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)benzonitril 10%
4-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)propylbenzol 10%
4-(4-Ethylcyclohexyl)benzonitril 3%
4-(4-Propylcyclohexyl)benzonitril 20%
4-Cyanphenyl-4-ethylbenzoat 6%
4-Cyanphenyl-4-propylbenzoat 3%
4-(2-(4-Ethylphenyl)ethinyl)methoxybenzol 3%
4-(2-(4-Propylphenyl)ethinyl)methoxybenzol 3%
4-(2-(4-Butylphenyl)ethinyl)methoxybenzol 3%
4-(2-(4-Pentylphenyl)ethinyl)methoxybenzol 3%
4-(2-(4-Butylphenyl)ethinyl)ethoxybenzol 3%
4-(2-(2-Fluor-4-(4-propylcyclohexyl)phenyl)ethinyl)- ethylbenzol 6%
4-(2-(2-Fluor-4-(4-propylcyclohexy1)phenyl)ethinyl)- propylbenzol 6%
4-(2-(2-Fluor-4-(4-propylcyclohexyl)phenyl)ethinyl)- butylbenzol 6%
4-(2-(4-(2-(4-Ethylcyclohexyl)ethinyl)phenyl)ethinyl)- ethylbenzol 3%
4-(2-(4-(2-(Ethylcyclohexyl)ethinyl)phenyl)ethinyl)- propylbenzol 3%
4-(2-(4-(2-(4-Propylcyclohexyl)ethinyl)phenyl)ethinyl)- ethylbenzol 3%
4-(2-(4-(2-(4-Propylcyclohexyl)ethinyl)phenyl)ethinyl)- propylbenzol 3%
4-(2-(4-(2-(4-Propylcyclohexyl)ethinyl)phenyl)ethinyl)- butylbenzol 3%

Zusammensetzungsbeispiel 4

4-(4-(4-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)cyclohexyl)- methylbenzol 7%
4-(4-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)cyclohexyl)- benzonitril 10%
2-(3,4-Difluorphenyl)-5-propylpyrimidin 8%
2-Fluor-4-(4-ethylcyclohexyl)benzonitril 8%
2-Fluor-4-(4-propylcyclohexyl)benzonitril 8%
4-(4-Propylcyclohexyl)benzonitril 4%
4-(4-(4-Ethylcyclohexyl)cyclohexyl)-1,2-difluorbenzol 6%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)-1,2-difluorbenzol 6%
4-(4-(4-Pentylcyclohexyl)cyclohexyl)-1,2-difluorbenzol 6%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)methylbenzol 7%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)propylbenzol 7%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)methoxybenzol 7%
4-(4-(4-Ethylcyclohexyl)cyclohexyl)-2-fluorbenzonitril 3%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)-2-fluorbenzonitril 7%
2-4'-Fluorbiphenyl-5-propylpyrimidin 3%
2-4'-Fluorbiphenyl-5-butylpyrimidin 3%
2-(4-Fluorphenyl)-5-pentylpyrimidin 3%

Zusammensetzungsbeispiel 5

4'-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)-4-ethylbiphenyl 7%
4-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)benzonitril 8%
4-(4-(3-Butenyl)cyclohexyl)benzonitril 10%
4-(4-(3-Pentenyl)cyclohexyl)benzonitril 10%
4-(4-Propylcyclohexyl)benzonitril 20%
4-(4-Pentylcyclohexyl)benzonitril 20%
2-(4-Ethylphenyl)-5-ethylpyrimidin 3%
2-(4-Ethylphenyl)-5-propylpyrimidin 3%
2-(4-Ethylphenyl)-5-butylpyrimidin 3%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)methylbenzol 5%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)propylbenzol 5%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)methoxybenzol 3%
4-(2-(4-(2-(4-Propylcyclohexyl)ethyl)phenyl)ethenyl)- ethylbenzol 3%
2-(4-(4-Propylcyclohexyl)phenyl)-5-ethylpyrimidin 2%
2-(4-(4-Propylcyclohexyl)phenyl)-5-propylpyrimidin 2%
2-(4'-Fluorbiphenyl)-5-ethylpyrimidin 2%
2-(4-Cyanphenyl)-5-ethyl-1,3-dioxan 2%
2-(4-Cyanphenyl)-5-propyl-1,3-dioxan 2%

Zusammensetzungsbeispiel 6

4'-(1,5-Hexadienyl)-4-methylbicyclohexan 5%
4'-(1,5-Hexadienyl)-4-ethylbicyclohexan 5%
4-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)benzonitril 10%
4-(4-(3-Butenyl)cyclohexyl)benzonitril 8%
4-(4-(3-Pentenyl)cyclohexyl)benzonitril 8%
4-(4-Propylcyclohexyl)benzonitril 8%
4-(4-Pentylcyclohexyl)benzonitril 8%
4-(4-Methoxymethylcyclohexyl)benzonitril 8%
4-(4-Ethoxymethylcyclohexyl)benzonitril 4%
4-(2-(4-Ethylphenyl)ethinyl)methoxybenzol 2%
4-(2-(4-Propylphenyl)ethinyl)methoxybenzol 2%
4-(2-(4-Butylphenyl)ethinyl)methoxybenzol 2%
4-(2-(4-Pentylphenyl)ethinyl)methoxybenzol 2%
4-(2-(4-Butylphenyl)ethinyl)ethoxybenzol 2%
4'-Propyl-4-butylbicyclohexan 8%
4-(4-(4-Ethylcyclohexyl)cyclohexyl)benzonitril 4%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)benzonitril 4%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)methylbenzol 5%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)propylbenzol 5%

Zusammensetzungsbeispiel 7

4-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)benzonitril 10%
4-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)propylbenzol 5%
4'-(1,5-Hexadienyl)-4-propylbicyclohexan 5%
4-(4-Ethylphenyl)benzonitril 6%
4-(4-Butylphenyl)benzonitril 6%
4-(4-Pentylphenyl)benzonitril 6%
4-(4-Ethylcyclohexyl)benzonitril 10%
4-(4-Propylcyclohexyl)benzonitril 5%
2-(4-Butylphenyl)-5-propylpyrimidin 1,5%
2-(4-Butylphenyl)-5-butylpyrimidin 1,5%
2-(4-Butylphenyl)-5-pentylpyrimidin 1,5%
2-(4-Pentylphenyl)-5-propylpyrimidin 1,5%
2-(4-Pentylphenyl)-5-butylpyrimidin 1,5%
2-(4-Pentylphenyl)-5-hexylpyrimidin 1,5%
4-(4-(4-Ethylcyclohexyl)cyclohexyl)methylbenzol 3%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)methylbenzol 5%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)propylbenzol 8%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)methoxybenzol 3%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)fluorbenzol 3%
4-(4-(4-Ethylcyclohexyl)cyclohexyl)benzonitril 4%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)benzonitril 4%
4-(4-(4-Butylcyclohexyl)cyclohexyl)benzonitril 4%
2-(4-Methoxyphenyl)-5-ethylpyrimidin 2%
2-(4-Ethoxyphenyl)-5-propylpyrimidin 2%

Zusammensetzungsbeispiel 8

4'-(1,5-Heptadienyl)-4-propylbicyclohexan 3%
4-(2-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)ethyl)propylcyclohexan 3%
4-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)benzonitril 10%
4-(4-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)cyclohexyl)- benzonitril 3%
3-Fluor-4-cyanphenyl-4-ethoxymethylbenzoat 3%
3-Fluor-4-cyanphenyl-4-propoxymethylbenzoat 3%
4-(4-Methoxymethylcyclohexyl)benzonitril 5%
4-(4-Ethylcyclohexyl)benzonitril 20%
4-(4-Propylcyclohexyl)benzonitril 15%
4'-Methoxymethyl-4-pentylbicyclohexan 8%
4-(4-(4-Ethylcyclohexyl)cyclohexyl)benzonitril 3%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)benzonitril 3%
4-(4-(4-Butylcyclohexyl)cyclohexyl)benzonitril 3%
2-(4'-Fluorbiphenyl)-5-propylpyrimidin 3%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)methylbenzol 3%
4-Fluorphenyl-4-(4-propylcyclohexyl)cyclohexancarboxylat 3%
4-Fluorphenyl-4-(4-pentylcyclohexyl)cyclohexancarboxylat 3%
2-(4'-Ethylbiphenyl)-5-propylpyrimidin 3%
2-(4'-Butylbiphenyl)-5-propylpyrimidin 3%

Zusammensetzungsbeispiel 9

4-(4-(2-(4-(1,6-Heptadienyl)cyclohexyl)ethyl)- cyclohexyl)-1,2-difluorbenzol 9%
4-(2-(4-(1,7-Octadienyl)phenyl)ethinyl)pentylbenzol 9%
4-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)benzonitril 3%
4-(4-Propylcyclohexyl)benzonitril 10%
4-(4-Propaxymethylcyclohexyl)benzonitril 8%
4-(2-(4-Ethylphenyl)ethinyl)methylbenzol 4%
4-(2-(4-Propylphenyl)ethinyl)hexylbenzol 8%
4-(2-(4-Butylphenyl)ethinyl)butylbenzol 4%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)benzonitril 3%
4-(4-(2-(4-Ethylcyclohexyl)ethyl)cyclohexyl)-1,2- difluorbenzol 10%
4-(4-(2-(4-Propylcyclohexyl)ethyl)cyclohexyl)-1,2- difluorbenzol 5%
4-(4-(2-(4-Pentylcyclohexyl)ethyl)cyclohexyl)-1,2- difluorbenzol 10%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)methoxybenzol 3%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)methylbenzol 7%
4-(2-(2-Fluor-4-(4-propylcyclohexyl)phenyl)ethinyl)- ethylbenzol 3%

Zusammensetzungsbeispiel 10

4-(1,5-Hexadienyl)phenyl-4-(4-propylcyclohexyl)benzoat 10%
4-(4-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)cyclohexyl)- propylbenzol 6%
4'-(3,7-Octadienyl)-4-propylbicyclohexan 6%
4-(4-Ethylcyclohexyl)-2-fluorbenzonitril 3%
4-(4-Propylcyclohexyl)-2-fluorbenzonitril 3%
4-(4-Pentylcyclohexyl)-2-fluorbenzonitril 3%
4-Ethylphenyl-4-methoxybenzoat 5%
4-Fluorphenyl-4-pentylcyclohexancarboxylat 4%
4-Fluorphenyl-4-heptylcyclohexancarboxylat 4%
4-Butoxyphenyl-4-propylcyclohexancarboxylat 8%
4-Ethoxyphenyl-4-butylcyclohexancarboxylat 6%
4-Methoxyphenyl-4-pentylcyclohexancarboxylat 6%
4-Ethoxyphenyl-4-propylcyclohexancarboxylat 5%
4-Ethoxyphenyl-4-pentylcyclohexancarboxylat 4%
4-Ethoxyphenyl-4-butylcyclohexancarboxylat 8%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)thylbenzol 5%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)propylbenzol 5%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)methoxybenzol 3%
4-Fluorphenyl-4-(4-propylcyclohexanoyloxy)benzoat 3%

Zusammensetzungsbeispiel 11

2-(4-(1,5-Hexadienyl)phenyl)-5-propylpyrimidin 5%
4-(4-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)cyclohexyl)- methylbenzol 5%
4-(1,5-Hexadienyl)phenyl-4-(4-propylcyclohexyl)benzoat 5%
2-(3,4-Difluorphenyl)-5-propylpyrimidin 8%
2-(4'-Fluorbiphenyl)-5-propylpyrimidin 5%
2-(4'-Fluorbiphenyl)-5-butylpyrimidin 5%
2-(4'-Fluorbiphenyl)-5-pentylpyrimidin 5%
2-(4-Ethylphenyl)-5-ethylpyrimidin 4%
2-(4-Ethylphenyl)-5-propylpyrimidin 4%
2-(4-Ethylphenyl)-5-butylpyrimidin 4%
4-Butoxyphenyl-4-propylcyclohexancarboxylat 6%
4-Ethoxyphenyl-4-butoxycyclohexancarboxylat 6%
4-Ethoxyphenyl-4-pentylcyclohexancarboxylat 6%
4-(2-(4-(2-(4-Ethylcyclohexyl)ethyl)phenyl)ethinyl)- butylbenzol 4%
4-(2-(4-(2-(4-Propylcyclohexyl)ethyl)phenyl)ethinyl)- butylbenzol 4%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)methylbenzol 6%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)propylbenzol 6%
4'-Cyanbiphenyl-4-(4-propylcyclohexyl)cyclohexancarboxylat 3%
4'-Cyanbiphenyl-4-(4-pentylcyclohexyl)cyclohexancarboxylat 3%
4'-Cyanbiphenyl-4-(4-propylcyclohexyl)benzoat 3%
Methyl-4-(4-pentylcyclohexyl)cyclohexancarboxylat 3%

Zusammensetzungsbeispiel 12

4'-(1,5-Hexadienyl)-4-pentylbicyclohexan 6%
4-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)propylbenzol 5%
4-(4-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)cyclohexyl)- methylbenzol 5%
4-(4-Heptylcyclohexyl)-1,3-difluorbenzol 4%
4-(2-(4-Pentylcyclohexyl)ethyl)-1,2-difluorbenzol 5%
4-(4-(4-Ethylcyclohexyl)cyclohexyl)-1,2-difluorbenzol 11%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)-1,2-difluorbenzol 11%
4-(4-(4-Pentylcyclohexyl)cyclohexyl)-1,2-difluorbenzol 11%
4-(4-(2-(4-Ethylcyclohexyl)ethyl)cyclohexyl)-1,2- difluorbenzol 2%
4-(4-(2-(4-Propylcyclohexyl)ethyl)cyclohexyl)-1,2- difluorbenzol 1%
4-(4-(2-(4-Pentylcyclohexyl)ethyl)cyclohexyl)-1,2- difluorbenzol 2%
4'-(4-Ethylcyclohexyl)-3,4-difluorbiphenyl 4%
4'-(4-Propylcyclohexyl)-3,4-difluorbiphenyl 4%
4'-(4-Pentylcyclohexyl)-3,4-difluorbiphenyl 8%
4'-(4-Ethylcyclohexyl)-4-fluorbiphenyl 3%
4'-(4-Propylcyclohexyl)-4-fluorbiphenyl 3%
4'-(4-Pentylcyclohexyl)-4-fluorbiphenyl 2%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)fluorbenzol 3%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)methylbenzol 5%
4-(2-(4-Pentylcyclohexyl)ethyl)-1,2-difluorbenzol 5%

Zusammensetzungsbeispiel 13

4'-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)-4-ethylbiphenyl 4%
4'-(1,5-Hexadienyl)-4-pentylbicyclohexan 6%
4-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)propylbenzol 3%
5-(4-Heptylcyclohexyl)-1,2,3-trifluorbenzol 8%
5-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)-1,2,3- trifluorbenzol 8%
5-(4-(4-Butylcyclohexyl)cyclohexyl)-1,2,3- trifluorbenzol 4%
5-(4-(2-(4-Propylcyclohexyl)ethyl)cyclohexyl)-1,2,3- trifluorbenzol 10%
5-(4-(2-(4-Butylcyclohexyl)ethyl)cyclohexyl)-1,2,3- trifluorbenzol 8%
5-(4-(2-(4-Pentylcyclohexyl)ethyl)cyclohexyl)-1,2,3- trifluorbenzol 8%
5-(2-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)ethyl)-1,2,3- trifluorbenzol 10%
5-(2-(4-(4-Pentylcyclohexyl)cyclohexyl)ethyl)-1,2,3- trifluorbenzol 9%
4'-(4-Propylcyclohexyl)-3,4,5-trifluorbiphenyl 8%
4'-(4-Pentylcyclohexyl)-3,4,5-trifluorbiphenyl 8%
4'-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)-3,4,5- trifluorbiphenyl 3%
4'-(2-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)ethyl)-3,4,5- trifluorbiphenyl 3%

Zusammensetzungsbeispiel 14

4'-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)-3,4,5- trifluorbiphenyl 10%
4'-(1,5-Heptadienyl)-4-propylbicyclohexan 3%
4'-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)-4-(4-propylcyclohexyl)- biphenyl 3%
5-(4-(2-(4-Propylcyclohexyl)ethyl)cyclohexyl-1,2,3- trifluorbenzol 7%
5-(4-(2-(4-Butylcyclohexyl)ethyl)cyclohexyl-1,2,3- trifluorbenzol 7%
5-(4-(2-(4-Pentylcyclohexyl)ethyl)cyclohexyl-1,2,3- trifluorbenzol 6%
5-(2-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)ethyl)-1,2,3- trifluorbenzol 5%
4'-(2-(4-Propylcyclohexyl)ethyl)-3,4,5-trifluorbiphenyl 5%
4'-(2-(4-Butylcyclohexyl)ethyl)-3,4,5-trifluorbiphenyl 5%
4'-(2-(4-Pentylcyclohexyl)ethyl)-3,4,5-trifluorbiphenyl 5%
3,4,5-Trifluorphenyl-4-(4-propylcyclohexyl)benzoat 2%
3,4,5-Trifluorphenyl-4-(4-pentylcyclohexyl)benzoat 2%
3,4,5-Trifluorphenyl-4-(4-propylcyclohexyl)- cyclohexancarboxylat 8%

Zusammensetzungsbeispiel 15

4'-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)-3,4,5-trifluorbiphenyl 7%
4-(2-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)ethenyl)- propylcyclohexan 7%
4-(4-(4-(6,6-Difluor-1,5-hexadienyl)cyclohexyl)- cyclohexyl)pentylcyclohexan 7%
4-(4-Propylcyclohexyl)chlorbenzol 5%
5-(4-Heptylcyclohexyl)-3,4,5-trifluorbenzol 8%
4'-(4-Ethylcyclohexyl)-3,4-difluorbiphenyl 6%
4'-(4-Propylcyclohexyl)-3,4-difluorbiphenyl 6%
4'-(4-Pentylcyclohexyl)-3,4-difluorbiphenyl 6%
4-(4-(4-Ethylcyclohexyl)cyclohexyl)chlorbenzol 4%
4-(4-(4-Butylcyclohexyl)cyclohexyl)chlorbenzol 8%
4-(4-(4-Pentylcyclohexyl)cyclohexyl)chlorbenzol 4%
4'-(4-Propylcyclohexyl)-3,4,5-trifluorbiphenyl 10%
4'-(4-Pentylcyclohexyl)-3,4,5-trifluorbiphenyl 10%
4-(2-(2-Fluor-4-(4-propylcyclohexyl)phenyl)ethenyl)- ethylbenzol 4%
4-(2-(2-Fluor-4-(4-propylcyclohexyl)phenyl)ethenyl)- propylbenzol 4%
4-(4-(2-(4-Propylcyclohexyl)ethyl)cyclohexyl)-3- fluorchlorbenzol 4%

Zusammensetzungsbeispiel 16

4'-(1,5-Hexadienyl)-4-propylbicyclohexan 7%
4'-(1,5-Hexadienyl)-4-pentylbicyclohexan 7%
4'-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl-3,4,5-trifluorbenzol 7%
4-(4-Pentylcyclohexyl)fluorbenzol 8%
4-(4-Heptylcyclohexyl)fluorbenzol 8%
4-(4-(4-Ethylcyclohexyl)cyclohexyl) trifluormethoxybenzol 5%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)trifluormethoxybenzol 5%
4-(4-(4-Pentylcyclohexyl)cyclohexyl)trifluormethoxybenzol 5%
1,6-Difluor-4-(4-(4-propylcyclohexyl)cyclohexyl)- difluormethoxybenzol 15%
1,6-Difluor-4-(4-(4-pentylcyclohexyl)cyclohexyl)- difluormethoxybenzol 15%
2',6'-Difluor-4'-(propylcyclohexyl)-3,4-difluorbiphenyl 6%
2',6'-Difluor-4'-(pentylcyclohexyl)-3,4-difluorbiphenyl 6%
4-Trifluormethoxyphenyl-4-(4-propylcyclohexyl)- cyclohexancarboxylat 3%
4-Trifluormethoxyphenyl-4-(4-pentylcyclohexyl)- cyclohexancarboxylat 3%,

Zusammensetzungsbeispiel 17

4'-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)-3,4,5- trifluorbiphenyl 10%
4-(4-(2-(4-(1,6-Heptadienyl)cyclohexyl)ethyl)- cyclohexyl)-3,4-difluorbenzol 10%
4-(4-Pentylcyclohexyl)fluorbenzol 8%
4-(4-Hexylcyclohexyl)fluorbenzol 8%
4-(4-Heptylcyclohexyl)fluorbenzol 8%
4-(4-(4-Ethylcyclohexyl)cyclohexyl)trifluormethoxybenzol 6%
4-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)trifluormethoxybenzol 6%
4-(4-(4-Butylcyclohexyl)cyclohexyl)trifluormethoxybenzol 6%
4-(4-(4-Pentylcyclohexyl)cyclohexyl)trifluormethoxybenzol 6%
4-(2-(4-(4-Propylcyclohexyl)cyclohexyl)ethyl)- trifluormethylbenzol 5%
4-(2-(4-(4-Pentylcyclohexyl)cyclohexyl)ethyl)- trifluormethylbenzol 5%
4'-(4-Propylcyclohexyl)-3,4-difluorbiphenyl 8%
4'-(4-Pentylcyclohexyl)-3,4-difluorbiphenyl 8%
2'-Fluor-4'-(4-propylcyclohexyl)-4-(4-propylcyclohexyl)- biphenyl 3%
2'-Fluor-4'-(4-pentylcyclohexyl)-4-(4-propylcyclohexyl)- biphenyl 3%

Zusammensetzungsbeispiel 18

4-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)benzonitril 5%
4-(4-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)cyclohexyl)- benzonitril 5%
4'-(1,5-Hexadienyl)-4-methylbicyclohexan 5%
4-(4-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)cyclohexyl)- propylbenzol 5%
4-(4-(2-Propenyl)cyclohexyl)benzonitril 4%
4'-Butyl-4-ethylbiphenyl 4%
4'-Propyl-4-cyanbiphenyl 5%
4'-Pentyl-4-cyanbiphenyl 5%
2-Fluor-4-(4-ethylcyclohexyl)benzonitril 5%
4-(2-(4-Propylcyclohexyl)ethyl)ethoxybenzol 5%
4-(2-(4-Pentylcyclohexyl)ethyl)propoxybenzol 8%
4'-Pentyl-4-cyanbiphenyl 3%
2-(4-Cyanphenyl)-5-(4-butylphenyl)pyrimidin 3%
2-(4-Pentylphenyl)-5-(4-butylphenyl)pyrimidin 3%
4-(2-(4-(4-Pentylcyclohexyl)phenyl)ethyl)butylbenzol 3%
4-(2-(4-Propylphenyl)ethyl)-4'-(4-pentylcyclohexyl)- biphenyl 3%
4'-(1-Propenyl)-4-methoxyethylbicyclohexan 5%
4'-Propyl-4-(4-(3-pentenyl)cyclohexyl)biphenyl 5%
4-Cyanphenyl-4-propylbenzoat 5%
4-Methoxyphenyl-4-pentylcyclohexancarboxylat 7%
4-Propoxyphenyl-4-pentylcyclohexancarboxylat 7%

Zusammensetzungsbeispiel 19

4-(4-(2-(4-(1,6-Heptadienyl)cyclohexyl)ethyl)- cyclohexyl)-3,4-difluorbenzol 10%
4-(2-(4-(1,7-Octadienyl)phenyl)ethinyl)pentylbenzol 10%
3,4-Difluorphenyl-4-butylcyclohexancarboxylat 5%
3,4-Difluorphenyl-4-pentylcyclohexancarboxylat 5%
3-Fluor-4-cyanphenyl-4-ethylbenzoat 4%
3-Fluor-4-cyanphenyl-4-propylbenzoat 4%
3-Fluor-4-cyanphenyl-4-butylbenzoat 6%
3-Fluor-4-cyanphenyl-4-pentylbenzoat 6%
2-Fluor-4-(4-(3-methoxypropyl)cyclohexyl)benzonitril 6%
3,4-Difluorphenyl-4-(4-propylcyclohexyl)- cyclohexancarboxylat 4%
3,4-Difluorphenyl-4-(4-pentylcyclohexyl)- cyclohexancarboxylat 4%
3-Fluor-4-cyanphenyl-4-(4-ethylcyclohexyl)benzoat 5%
3-fluor-4-cyanphenyl-4-(4-propylcyclohexyl)benzoat 5%
3-Fluor-4-cyanphenyl-4-(4-butylcyclohexyl)benzoat 5%
3-Fluor-4-cyanphenyl-4-(4-pentylcyclohexyl)benzoat 5%
4-(2-(4-(4-Propylcyclohexyl)phenyl)ethinyl)ethylbenzol 10%
4'-(3-Butenyl)-4-propylbicyclohexan 3%
4-(4-(4-(3-Butenyl)cyclohexyl)cyclohexyl)methylbenzol 3%
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung zeigen ein hohes Verhältnis der Elastizitätskonstanten K&sub3;&sub3;/K&sub1;&sub1; sowie äußerst niedrige Viskosität. Wie in den nachstehend aufgeführten Beispielen (Verwendungsbeispiele) gezeigt, haben die Verbindungen der vorliegenden Erfindung ein in etwa gleich hohes Verhältnis der Elastizitätskonstanten K&sub3;&sub3;/K&sub1;&sub1; wie die Alkenyl- Verbindungen, die gegenwärtig am meisten verwendet werden, ein hohes Verhältnis der Elastizitätskonstanten K&sub3;&sub3;/K&sub1;&sub1; und niedrige Viskosität aufweisen und in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Sho 61-83136 und in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Sho 61-56137 beschrieben sind, und die Verbindungen der vorliegenden Erfindung weisen eine niedrigere Viskosität auf als die Alkenyl-Verbindungen.

(Verbindungen von Beispiel 1)

Wie in den Beispielen gezeigt, weisen die Verbindungen der vorliegenden Erfindung zudem hohe Stabilität auf und besitzen eine chemische Stabilität, die zur Verwendung in Flüssigkristall-Zusammensetzungen der Praxis ausreichend ist.
Durch Verwendung der Verbindungen (1) der vorliegenden Erfindung, die ausgezeichnete Merkmale aufweisen, lassen sich Flüssigkristall-Zusammensetzungen mit so ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften wie etwa steilen Schwellenwertcharakteristika und hohen Ansprechgeschwindigkeiten erhalten.

Beste Art der Durchführung der Erfindung

Anhand von Beispielen werden die Verfahren zur Herstellung und Verwendung der Verbindungen der vorliegenden Erfindung im folgenden ausführlich beschrieben. In jedem der Beispiele bedeutet Cr Kristall, N nematische Phase, S smektische Phase, Iso steht für isotrope Flüssigkeit, und die Einheit der Phasenübergangstemperatur ist stets ºC.

Beispiel 1

Herstellung von 4-(4-(1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)-1-pentylcyclohexan

(Verbindung Nr. 8, dargestellt durch die allgemeine Formel (1), wobei R&sub1; eine Pentyl-Gruppe bedeutet, X&sub3; eine covalente Bindung bedeutet, C und D einen trans-1,4-Cyclohexylen-Ring darstellen, 1, m und n 0 sind, o 1 ist, p 2 ist und R&sub2; und R&sub2;' Wasserstoff-Atome sind.)
Eine Mischung aus handelsüblichem 1-Brom-5-penten (600 mmol), Triphenylphosphin (500 mmol) und 300 ml Toluol wurde 40 Stunden lang am Rückfluß erhitzt. Die so ausgefällten weißen Kristalle wurden abfiltriert, dreimal mit Toluol gewaschen und dann unter vermindertem Druck getrocknet, um ein Phosphonium-Salz zu ergeben (500 mmol).
Kalium-t-butoxid (550 mmol) wurde einer Mischung aus dem vorstehend erwähnten Phosphonium-Salzes (500 mmol) und 500 ml Tetrahydrofuran (im folgenden als THF bezeichnet) zugesetzt, und es wurde 2 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Die so erhaltene rote Lösung wurde mit einer Lösung von 4-(4- Pentylcyclohexyl)cyclohexancarbaldehyd (500 mmol), hergestellt nach dem Verfahren der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Sho 61-83136, in 300 ml THF bei einer Temperatur unter 0ºC versetzt und 4 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Es wurde in 500 ml Wasser gegossen und mit 500 ml Toluol extrahiert, die organische Schicht wurde mit 2 M Salzsäure und einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumbicarbonat gewaschen und dann mit Wasser bis zur Neutralität gewaschen. Nach dem Trocknen mit wasserfreiem Magnesiumsulfat wurde das Lösungsmittel abdestilliert, und der Rückstand wurde mittels Kieselgel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Heptan) gereinigt, um 4-(4-(cis-1,5-Hexadienyl)cyclohexyl)-1-pentylcyclohexan (250 mmol) zu ergeben.
m-Chlorperbenzoesäure (750 mmol) und Kaliumcarbonat (1,5 mol) wurden einer Lösung der vorstehend erwähnten Verbindung (250 mmol) in 200 ml Methylenchlorid zugesetzt, und es wurde 8 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Nach Zugabe von 500 ml einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumthiosulfat zur Reaktionslösung und Rühren wurde die organische Schicht dreimal mit Wasser gewaschen und dann über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abdestilliert, um 4-(4-(cis-1,5- Hexadienyl)cyclohexyl)-1-pentylcyclohexan-dioxid (200 mmol) zu ergeben.
Eine Mischung aus der vorstehend erwähnten Epoxid-Verbindung (200 mmol), Triphenylphosphindibromid (600 mmol) und 200 ml Toluol wurde unter Erhitzen 3 Stunden lang gerührt. Nach Abkühlen wurde die Reaktionslösung in 300 ml Wasser gegossen und mit 300 ml Toluol extrahiert, die organische Schicht wurde mit 2 M Salzsäure und einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumbicarbonat gewaschen und dann mit Wasser bis zur Neutralität gewaschen. Nach dem Trocknen mit wasserfreiem Magnesiumsulfat wurde das Lösungsmittel abdestilliert, und der Rückstand wurde mittels Kieselgel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Toluol) gereinigt und mit Smal so viel Ethanol als der Rückstand umkristallisiert, um 100 mmol 4-(4- (1,2,5,6-Tetrabromhexyl)cyclohexyl)-1-pentylcyclohexan zu ergeben.
Eine Mischung aus dem vorstehend erwähnten Bromid (100 mmol), 800 mmol metallischem Zink und 20 ml Essigsäure wurde bei Raumtemperatur 12 Stunden lang gerührt. Es wurde Wasser in einer Menge von 100 ml zugesetzt, mit 50 ml Toluol extrahiert, und die organische Schicht wurde mit 2 N Salzsäure und einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumbicarbonat gewaschen und dann mit Wasser bis zur Neutralität gewaschen. Nach dem Trocknen über wasserfreiem Magnesiumsulfat wurde das Lösungsmittel abdestilliert, und der Rückstand wurde mittels Kieselgel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Heptan) gereinigt und zweimal aus einem Mischlösungsmittel aus Ethanol/Heptan (1 : 1) in der fünffachen Menge wie der Rückstand umkristallisiert, um 80 mmol der Titelverbindung zu ergeben. Diese Verbindung erwies sich bei Raumtemperatur als smektisch und hatte einen Klärpunkt von 107,1 bis 107,6ºC. Die Struktur dieser Verbindung wurde auch durch ihr NMR-Spektrum, Massenspektrum, IR-Spektrum und die Werte der Elementaranalyse bestätigt.
Nach dem Verfahren von Beispiel 1 wurden die folgenden Verbindungen hergestellt:

Beispiel 2

Herstellung von 4-(2-(4-(4-Propylphenyl)cyclohexyl)ethenyl)- 1-(1,5-hexadienyl)cyclohexan

(Verbindung Nr. 187, dargestellt durch die allgemeine Formel (1), wobei R&sub1; eine Propyl-Gruppe bedeutet, X&sub2; eine covalente Bindung bedeutet, X&sub3; -CH=CH- bedeutet, B einen 1,4-Phenylen- Ring bedeutet, C und D einen trans-1,4-Cyclohexylen-Ring darstellen, 1 und n 0 sind, m und o 1 sind, p 2 ist und R&sub2; und R&sub2;' Wasserstoff-Atome sind.)
Eine Mischung aus Methoxymethyltriphenylphosphoniumchlorid (1 mol), Kalium-t-butoxid (1 mol) und 1 l THF wurde bei Raumtemperatur 2 Stunden lang gerührt. Diese Mischung wurde bei einer Temperatur unter 0ºC tropfenweise mit einer Lösung von handelsüblichem 1,4-Dioxaspiro[4.5]decan-8-on (1 mol) in 500 ml THF versetzt. Nach 4stündigem Rühren bei Raumtemperatur wurde in 500 ml Wasser gegossen und mit 500 ml Toluol extrahiert. Die organische Schicht wurde mit 2 M Salzsäure und einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumbicarbonat gewaschen und dann mit Wasser bis zur Neutralität gewaschen. Nach dem Trocknen mit wasserfreiem Magnesiumsulfat wurde das Lösungsmittel abdestilliert, der Rückstand wurde mittels Kieselgel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Toluol) gereinigt, und das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abdestilliert. Der so erhaltene Rückstand wurde mit 500 ml 6 M Salzsäure und 1 l THF versetzt, und es wurde 12 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt, dann wurde die organische Schicht dreimal mit Wasser gewaschen. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abdestilliert, um 870 mmol 1,4-Dioxaspiro[4.5]decan-8-carbaldehyd als Rückstand zu ergeben.
Nachdem die 4-(4-Propylphenyl)cyclohexancarbonsäure, hergestellt nach dem in US-Patent Nr. 4 229 315 beschriebenen Verfahren, gemäß den Verfahren von M. J. Jorgensen et al., J. Am. Chem. Soc. 87, 1815 (1965), und O. Kamm et al., Synth. Col. I, 25 (1941) reduziert und halogeniert worden war, wurde eine Lösung des so erhaltenen 4-(4-Propylphenyl)cyclohexylmethylbromids (950 mmol) in 500 ml THF tropfenweise unter Rückfluß zu einer Mischung aus metallischem Magnesium (950 mmol) und 50 ml THF gegeben, um ein Grignard-Reagens herzustellen. Diese Lösung wurde bei einer Temperatur von unter 0ºC tropfenweise mit einer Lösung des mit Hilfe des obigen Verfahrens hergestellten 1,4-Dioxaspiro[4.5]decan-8-carbaldehyds (870 mmol) in 500 ml THF versetzt, und es wurde 2 Stunden lang bei Raumtemperatur weitergerührt. Das Reaktionsprodukt wurde erneut auf eine Temperatur von unter 0ºC gebracht, es wurden 500 ml einer gesättigten wäßrigen Lösung von Ammoniumchlorid zum Reaktionsprodukt gegeben, es wurde 1 Stunde lang gerührt und dann mit 1 l Toluol extrahiert. Nach dreimaligem Waschen der organischen Schicht mit Wasser und Trocknen über wasserfreiem Magnesiumsulfat wurde das organische Lösungsmittel unter vermindertem Druck abdestilliert. Der Rückstand wurde in 1 l Toluol gelöst, p-Toluolsulfonsäure (40 mmol) wurde der Lösung zugesetzt, und es wurde 3 Stunden lang am Rückfluß erhitzt, wobei das gebildete Wasser abgetrennt wurde. Nach dem Abkühlenlassen wurde die Toluol-Schicht dreimal mit Wasser gewaschen, und das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abdestilliert, um 670 mmol 4-(2-(4-(4-Propylphenyl)cyclohexyl)ethenyl)cyclohexanon zu ergeben.
Eine Mischung aus Methoxymethyltriphenylphosphoniumchlorid (730 mmol), Kalium-t-butoxid (730 mol) und 700 ml THF wurde 2 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt, und eine Lösung des mit Hilfe des obigen Verfahrens erhaltenen 4-(2-(4-(4- Propylphenyl)cyclohexyl)ethenyl)cyclohexanons (670 mmol) in 500 ml THF wurde dieser Mischung bei einer Temperatur von unter 0ºC tropfenweise zugesetzt. Nach 4stündigem Rühren bei Raumtemperatur wurde in 500 ml Wasser gegossen, mit 500 ml Toluol extrahiert, und die organische Schicht wurde mit 2 M Salzsäure und gesättigtem Bicarbonat gewaschen und dann mit Wasser bis zur Neutralität gewaschen. Nach dem Trocknen mit wasserfreiem Magnesiumsulfat wurde das Lösungsmittel abdestilliert, der Rückstand wurde mittels Kieselgel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Toluol) behandelt, und das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abdestilliert. Der so erhaltene Rückstand wurde mit 500 ml 6 M Salzsäure und 1 l THF versetzt, es wurde 12 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt, und die organische Schicht wurde dreimal mit Wasser gewaschen. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abdestilliert, und der Rückstand wurde mittels Kieselgel- Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Toluol) gereinigt, um 4-(2-(4-(4-Propylphenyl)cyclohexyl)ethenyl)cyclohexancarbaldehyd (410 mmol) zu ergeben.
Das in Beispiel 1 erhaltene Phosphonium-Salz von 1-Brom-5- penten wurde mit 410 mmol 4-(2-(4-(4-Propylphenyl)cyclohexyl)ethenyl)cyclohexancarbaldehyd umgesetzt und dann gemäß den Verfahren in Beispiel 1 einer Epoxidation, Bromierung und Reduktion unterzogen, um 64 mmol der Titelverbindung zu ergeben. Die Struktur dieser Verbindung wurde durch ihr NMR-Spektrum, Massenspektrum, IR-Spektrum und die Werte der Elementaranalyse sehr gut bestätigt.
Gemäß dem Verfahren von Beispiel 2 wurden die folgenden Verbindungen hergestellt:

Beispiel 3

Herstellung von 4-(2-(4-Methylphenyl)ethinyl)-1-(1,5-hexadienyl)benzol

(Verbindung Nr. 205, dargestellt durch die allgemeine Formel (1), wobei R&sub1; eine Methyl-Gruppe bedeutet, X&sub3; -C C- bedeutet, C und D einen trans-1,4-Cyclohexylen-Ring darstellen, l, m und n 0 sind, o 1 ist, p 2 ist und R&sub2; und R&sub2;' Wasserstoff- Atome sind.)
Nach dem Verfahren von J. Cole et al., J. Chem. Soc. 244 (1962), wurde eine Mischung aus Toluylacetylen (200 mmol), 2-(4-Bromphenyl)-1,3-dioxolan (200 mol), Dimethylformamid (500 ml) und Kupfer(I)-iodid (300 mmol) 5 Stunden lang unter Rühren erhitzt. Nach dem Abkühlenlassen wurden 500 ml 6 M Salzsäure zugesetzt, und es wurde 1 Stunde lang gerührt. Es wurde mit 500 ml Toluol extrahiert, die organische Schicht wurde dreimal mit Wasser gewaschen und mit wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde abdestilliert, und der Rückstand wurde mittels Kieselgel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Toluol) gereinigt, um 120 mmol 4-(2-(4-Methylphenyl)ethinyl)benzaldehyd zu ergeben.
Eine Lösung von Phenyllithium (entsprechend 125 mmol) in Hexan wurde bei -78ºC tropfenweise einer Mischung des in Beispiel 1 hergestellten Phosphonium-Salzes von 1-Brom-5- penten (125 mmol) und 300 ml THF zugesetzt, und es wurde bei der gleichen Temperatur 1 Stunde lang gerührt. Diese Mischung wurde tropfenweise mit einer Lösung des mit Hilfe der obigen Verfahren erhaltenen 4-(2-(4-Methylphenyl)ethinyl)benzaldehyds (120 mmol) in 500 ml THF versetzt, wobei die Mischung bei -78ºC gehalten wurde. Die Reaktionslösung wurde vorsichtig mit 50 ml Wasser versetzt und allmählich wieder auf Raumtemperatur gebracht. Weiterhin wurden 100 ml Wasser zugesetzt, es wurde mit 100 ml Toluol extrahiert, und die organische Schicht wurde mit 2 N Salzsäure und einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumbicarbonat gewaschen und dann mit Wasser bis zur Neutralität gewaschen. Nach dem Trocknen mit wasserfreiem Magnesiumsulfat wurde das Lösungsmittel abdestilliert, und der Rückstand wurde mittels Kieselgel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Heptan) gereinigt, um die Titelverbindung zu ergeben (19 mmol). Die Struktur dieser Verbindung wurde durch ihr NMR-Spektrum, Massenspektrum, IR- Spektrum und die Werte der Elementaranalyse gut bestätigt.
Nach dem Verfahren von Beispiel 3 wurden die folgenden Verbindungen hergestellt:
unter vermindertem Druck abdestilliert, um 4-(cis-1,5-Hexadienyl)phenol-dioxid (50 mmol) zu ergeben.
Eine Mischung aus dem vorstehend erwähnten Epoxid (150 mmol), Dibromtriphenylphosphindibromid (150 mmol) und 80 ml Toluol wurde unter Erhitzen 3 Stunden lang gerührt. Nach Abkühlen wurde die Reaktionslösung in 300 ml Wasser gegossen und mit 60 ml Toluol extrahiert, die organische Schicht wurde mit 2 M Salzsäure und einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumbicarbonat gewaschen und dann mit Wasser bis zur Neutralität gewaschen. Nach dem Trocknen über wasserfreiem Magnesiumsulfat wurde das Lösungsmittel abdestilliert, und der Rückstand wurde mittels Kieselgel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Ethylacetat) gereinigt, um 4-(1,2,5,6-Tetrabromhexyl)- phenol (25 mmol) zu ergeben.
Eine Mischung aus dem vorstehend erwähnten Bromid (25 mmol), 200 mmol metallischem Zink und 5 ml Essigsäure wurde bei Raumtemperatur 12 Stunden lang gerührt. Es wurde Wasser in einer Menge von 25 ml zugesetzt, mit 25 ml Ether extrahiert, und die organische Schicht wurde mit Wasser bis zur Neutralität gewaschen. Nach dem Trocknen mit wasserfreiem Magnesiumsulfat wurde das Lösungsmittel abdestilliert, und der Rückstand wurde mittels Kieselgel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Ethylacetat) gereinigt, um öliges 4-(1,5-Hexadienyl)phenol (20 mmol) zu ergeben.
Eine Mischung aus dem vorstehend erwähnten 4-(1,5-Hexadienyl)phenol (20 mmol), 4-Propylbenzoesäure (20 mmol), Dicyclohexylcarbodiimid (20 mmol), Dimethylaminopyridin (1 mmol) und 10 ml Methylenchlorid wurde 20 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Das so ausgefällte Harnstoff-Derivat wurde abfiltriert, das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abdestilliert, und der Rückstand wurde mittels Kieselgel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Toluol) gereinigt, um die Titelverbindung als weißen Feststoff (13 mmol) zu ergeben. Die Struktur dieser Verbindung wurde durch ihr NMR- Spektrum, Massenspektrum, IR-Spektrum und die Werte der Elementaranalyse gut bestätigt.
Nach dem Verfahren von Beispiel 4 wurden die folgenden Verbindungen hergestellt:

Beispiel 5

Herstellung von 4-(4-(4-Propylcyclohexyl)phenyldifluor-methoxy)-1-(1,5-hexadienyl)benzol

(Verbindung Nr. 270, dargestellt durch die allgemeine Formel (1), wobei R&sub1; eine Propyl-Gruppe bedeutet, X&sub2; eine covalente Bindung bedeutet, X&sub3; -CF&sub2;O- bedeutet, B einen trans-1,4-Cyclohexylen-Ring bedeutet, C und D einen 1,4-Phenylen-Ring darstellen, 1 und n 0 sind, m und o 1 sind, p 2 ist und R&sub2; und R&sub2;' Wasserstoff-Atome sind.)
Eine Lösung von 4-(4-Propylcyclohexyl)brombenzol (200 ml) in 100 ml THF wurde langsam und tropfenweise einer Mischung aus metallischem Magnesium (210 mmol) und 10 ml THF zugesetzt, und dann wurde 1 Stunde lang am Rückfluß weitererhitzt, um ein graues Grignard-Reagens zu ergeben. Dieses Reagens wurde bei einer Temperatur von unter 0ºC mit Schwefelkohlenstoff (600 mmol) versetzt, und dann wurde 2 Stunden lang weitergerührt. Wasser in einer Menge von 500 ml wurde zugegeben, und es wurde dreimal mit 100 ml Ether extrahiert. Die organische Schicht wurde zweimal mit Salzlösung gewaschen und mit Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abdestilliert, und der Rückstand wurde aus Toluol umkristallisiert, um 98 mmol 4-(4-Propylcyclohexyl)thiobenzoesäure zu ergeben.
Nach 5stündigem Rühren der Mischung aus obiger Thiobenzoesäure (98 mmol) und Thionylchlorid (500 mmol) bei 50ºC wurde das überschüssige Thionylchlorid unter vermindertem Druck abdestilliert, um 97 mmol des entsprechenden Säurechlorids zu ergeben.
Das mit Hilfe des obigen Verfahrens erhaltene Säurechlorid (97 mmol) wurde bei einer Temperatur von unter 0ºC zu einer Lösung des in Beispiel 4 hergestellten 4-(1,5-Hexadienyl)phenols (80 mmol) in 200 ml Pyridin gegeben, und es wurde 10 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Wasser in einer Menge von 500 ml sowie 200 ml Toluol wurden zur Lösung gegeben und diese wurde gerührt. Nachdem die organische Schicht mit 200 ml 2 M Salzsäure und 200 ml einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumbicarbonat und dann mit Wasser bis zur Neutralität gewaschen worden war, wurde sie mit wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abdestilliert, und der Rückstand wurde aus Smal so viel Ethanol als der Rückstand umkristallisiert, um 4-(1,5-Hexadienyl)phenyl-4-(4-propylcyclohexyl)- thiobenzoat (61 mmol) zu ergeben.
Nach langsamer Zugabe von Diethylaminoschwefeltrifluorid (122 mmol) zu einer Lösung des 4-(1,5-Hexadienyl)phenyl-4-(4- propylcyclohexyl)thiobenzoats (61 mmol) in 50 ml Methylenchlorid bei -20ºC wurde nach und nach auf Raumtemperatur kommen lassen, und es wurde 3 Stunden lang bei dieser Temperatur gerührt. Nach Zugabe von 50 ml Wasser zur Lösung und Rühren wurde die organische Schicht dreimal mit Wasser gewaschen und mit wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde abdestilliert, und der Rückstand wurde mittels Kieselgel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Heptan) gereinigt und dann aus Smal so viel Ethanol als der Rückstand umkristallisiert, um die Titelverbindung in Form eines weißen Feststoffs (32 mmol) zu ergeben. Die Struktur dieser Verbindung wurde durch ihr NMR-Spektrum, Massenspektrum, IR-Spektrum und die Werte der Elementaranalyse gut bestätigt.
Nach dem Verfahren von Beispiel 5 wurden die folgenden Verbindungen hergestellt:

Beispiel 6

Herstellung von 4-(4-Pentylbenzyloxy)-1-(1,5-hexadienyl)benzol

(Verbindung Nr. 279, dargestellt durch die allgemeine Formel (1), wobei R&sub1; eine Pentyl-Gruppe bedeutet, X&sub3; -CH&sub2;O- bedeutet, C und D einen 1,4-Phenylen-Ring, darstellen, 1, m und n 0 sind, o 1 ist, p 2 ist und R&sub2; und R&sub2;' Wasserstoff-Atome sind.)
Eine Lösung des mit Hilfe des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 4 erhaltenen 4-(1,5-Hexadienyl)phenols (500 mmol) in 120 ml THF wurde tropfenweise einer Mischung aus Natriumhydrid (120 mmol), 20 ml THF und 50 ml DMF zugegeben, und es wurde etwa 2 Stunden lang gerührt, bis die Entwicklung von Wasserstoffgas aufhörte. Diese Lösung wurde tropfenweise mit einer Lösung von 4-Pentylbenzylbromid (45 mmol) in 50 ml THF bei einer Temperatur von unter 0ºC versetzt und weitere 5 Stunden gerührt. Wasser in einer Menge von 100 ml und 100 ml Toluol wurden zu dieser Lösung gegeben, und die organische Schicht wurde mit 100 ml 2 M Salzsäure und 100 ml einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumbicarbonat gewaschen, mit Wasser bis zur Neutralität gewaschen, und dann mit wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abdestilliert, und der Rückstand wurde aus Smal so viel Ethanol als der Rückstand umkristallisiert, um 21 mmol der weißen öligen Titelverbindung zu ergeben. Die Struktur dieser Verbindung wurde durch ihr NMR-Spektrum, Massenspektrum, IR-Spektrum und die Werte der Elementaranalyse gut bestätigt.
Nach dem Verfahren von Beispiel 6 wurden die folgenden Verbindungen hergestellt:

Beispiel 7 (Verwendungsbeispiel 1)

Eine Flüssigkristall-Zusammensetzung B1 wurde hergestellt, umfassend die folgenden Verbindungen:
4-(4-Propylcyclohexyl)benzonitril 24%
4-(4-Pentylcyclohexyl)benzonitril 36%
4-(4-Heptylcyclohexyl)benzonitril 25%
4-(4-(4-Pentylcyclohexyl)phenyl)benzonitril 15% Diese nematische Flüssigkristall-Zusammensetzung hatte einen Klärpunkt von 72,4ºC, eine Schwellenspannung von 1,78 V bei einer Zellendicke von 9 um, einen Wert für die dielektrische Anisotropie von 11,0, eine optische Anisotropie von 0,137 und eine Viskosität von 27,0 mPa·s bei 20ºC. Diese Flüssigkristall-Zusammensetzung wurde in einer Menge von 85% mit 15% der in Beispiel 1 erhaltenen Verbindung (Verbindung Nr. 8) der vorliegenden Erfindung gemischt, um die Flüssigkristall- Zusammensetzung A1 zu ergeben. Diese Zusammensetzung hatte einen Klärpunkt von 75,0ºC, eine Schwellenspannung von 1,84 V bei einer Zellendicke von 8,9 um, einen Wert für die dielektrische Anisotropie von 9,6, eine optische Anisotropie von 0,126, eine Viskosität von 20,7 mPa·s bei 20ºC, und ein Verhältnis der Elastizitätskonstanten K&sub3;&sub3;/K&sub1;&sub1; von 2,02. Weiterhin belief sich der aus dem Mischungsverhältnis errechnete Extrapolationswert auf 89,7ºC für den Klärpunkt, 1,7 für den Wert der dielektrischen Anisotropie, 0,063 für die optische Anisotropie und -15,0 mPa·s für die Viskosität.
Beim Belassen dieser Flüssigkristall-Zusammensetzung in einem Gefrierschrank bei -20ºC über 60 Tage war keine Ausfällung von Kristallen festzustellen.

Beispiel 8 (Verwendungsbeispiel 2)

Klärpunkt, Viskosität bei 20ºC, optische Anisotropie bei 25ºC und Schwellenspannung bei einer Zellendicke von 8,7 um der in Zusammensetzungsbeispiel 1 gezeigten Flüssigkristall-Zusammensetzung wurden bestimmt und zu 101,9ºC, 16,02 mPa·s, 0,132 bzw. 2,10 V gefunden.

Vergleichsbeispiel 1

Die folgende Verbindung

hergestellt mit Hilfe des in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 6-151447 beschriebenen Verfahrens, wurde in einer Menge von 15% der Flüssigkristall-Zusammensetzung B1 zugesetzt, um die Flüssigkristall-Zusammensetzung A2 herzustellen. Die in Beispiel 7 erhaltene A1 sowie A2 wurden gleichzeitig 2 Stunden lang auf 100ºC erhitzt, und die Änderung im Klärpunkt wurde beobachtet.
Es zeigte sich, daß sich der Klärpunkt der Flüssigkristall- Zusammensetzung A2 um etwa 7ºC absenkte, wohingegen sich die Absenkung des Klärpunkts der Flüssigkristall-Zusammensetzung A1 auf nur 0,2ºC belief, und somit erwiesen sich die Verbindungen der allgemeinen Formel (1) als äußerst stabil.
Die folgenden Zusammensetzungen wurden gemäß dem vorstehend erwähnten Verfahren hergestellt und ihre physikalischen Parameter bestimmt:
In den folgenden Zusammensetzungsbeispielen werden die Verbindungen gemäß den Erklärungen in der folgenden Tabelle mit Hilfe von Codebezeichnungen gekennzeichnet. Das heißt, die linke endständige Gruppe wird als a-, aO-, aOb-, Va-, aVb- oder aVbVd- angegeben; die bindende Gruppe wird als 2, E, T, V oder CF2O angegeben; die Ringstruktur wird durch B, B(F), B(F,F), H, Py, D oder Ch dargestellt; und die rechte endständige Gruppe wird als -F, -CL, -C,- CF3, -OCF3, -OCF2H, -w, -Ow oder EMe angegeben.

Beispiel 9 (Verwendungsbeispiel 3)

V2V-HBB-2 (Verbindung Nr. 62) 10%
1V2-BEB(F,F)-C 8%
3-HB-C 24%
3-HB-02 5%
3-HH-4 11%
3-HH-5 5%
3-HHB-1 10%
3-HHB-3 11%
3-H2BTB-2 4%
3-H2BTB-3 4%
3-H2BEB-4 4%
3-HB(F)TB-2 2%
3-HB(F)TB-3 2%
Die physikalischen Parameter der vorstehend gezeigten Flüssigkristall-Zusammensetzung waren wie folgt:
Klärpunkt [ºC] 100,6
Viskosität [mPa·s] 17,8
Optische Anisotropie 0,132
Schwellenspannung [V] 2,09

Beispiel 10 (Verwendungsbbeispiel 4)

V2V-HH-1 (Verbindung Nr. 1) 18%
1V2-BEB(F,F)-C 9%
3-HB-C 21%
3-HHB-1 10%
3-HHB-3 15%
2-HHB-1 2%
3-HHB-01 3%
3-H2BTB-2 4%
3-H2BTB-3 4%
3-H3BTB-4 4%
3-HB(F)TB-2 4%
3-HB(F)TB-3 3%
3-HB(F)TB-4 3%
Die physikalischen Parameter der vorstehend gezeigten Flüssigkristall-Zusammensetzung waren wie folgt:
Klärpunkt [ºC] 99,8
Viskosität [mPa·s] 16,2
Optische Anisotropie 0,135
Schwellenspannung [V] 2,01

Beispiel 11 (Verwendungsbeispiel 5)

V2V-HB-C (Verbindung Nr. 16) 14%
1V2-BEB(F,F)-C 8%
3-HB-C 10%
3-HB-CO2 7%
3-HH-4 11%
3-HH-5 5%
3-HHB-1 10%
3-HHB-3 15%
3-H2BTB-2 4%
3-H2BTB-3 4%
3-H2BTB-4 4%
3-HB(F)TB-2 2%
3-HB(F)TB-3 3%
3-HB(F)TB-4 3%
Die physikalischen Parameter der vorstehend gezeigten Flüssigkristall-Zusammensetzung waren wie folgt:
Klärpunkt [ºC] 100,2
Viskosität [mPa·s] 17,2
Optische Anisotropie 0,132
Schwellenspannung [V] 2,06

Beispiel 12 (Verwendungsbeispiel 6)

V2V-HH-4 (Verbindung Nr. 7) 15%
1V2-BEB(F,F)-C 8%
3-HB-C 24%
3-HB-02 6%
3-HHB-1 10%
3-HHB-3 15%
2-HHB-1 2%
3-H2BTB-2 4%
3-H2BTB-3 4%
3-H2BTB-4 4%
3-HB(F)TB-3 4%
3-HB(F)TB-4 4%
Die physikalischen Parameter der vorstehend gezeigten Flüssigkristall-Zusammensetzung waren wie folgt:
Klärpunkt [ºC] 100,6
Viskosität [mPa·s] 18,1
Optische Anisotropie 0,133
Schwellenspannung [V] 2,05

Beispiel 13 (Verwendungsbeispiel T)

V2V-HH-3 (Verbindung Nr. 3) 5%
V2V2-HH-5 (Verbindung Nr. 172) 10%
3-PyB(F)-F 8%
2-HB(F)-C 8%
3-HB(F)-C 8%
3-HB-C 4%
2-HHB(F)-F 6%
3-HHB(F)-F 6%
5-HHB(F)-F 6%
3-HHB-1 9%
3-HHB-3 8%
3-HHB-01 3%
2-HHB(F)-C 3%
3-HHB(F)-C 7%
3-PyBB-F 3%
4-PyBB-F 3%
5-PyB-F 3%
Die physikalischen Parameter der vorstehend gezeigten Flüssigkristall-Zusammensetzung waren wie folgt:
Klärpunkt [ºC] 87,5
Viskosität [mPa·s] 22,4
Optische Anisotropie 0,109
Dielektrische Anisotropie 9,4
Schwellenspannung [V] 1,60

Beispiel 14 (Verwendungsbeispiel 8)

V2V-HBB-2 (Verbindung 62) 5%
V2V-HB-C (Verbindung 16) 8%
V2-HB-C 10%
1V2-HB-C 10%
3-HB-C 20%
5-HB-C 10%
2-PyB-2 3%
3-PyB-2 3%
4-PyB-2 3%
3-HHB-1 5%
3-HHB-3 5%
3-HHB-01 5%
3-H2BTB-2 3%
2-PyBH-3 2%
3-PyBH-3 2%
3-PyBB-F 2%
2-DB-C 2%
3-DB-C 2%
Die physikalischen Parameter der vorstehend gezeigten Flüssigkristall-Zusammensetzung waren wie folgt:
Klärpunkt [ºC] 76,0
Viskosität [mPa·s] 21,0
Optische Anisotropie 0,139
Dielektrische Anisotropie 9,5
Schwellenspannung [V] 1,70

Beispiel 15 (Verwendungsbeispiel 9)

V2V-HH-1 (Verbindung Nr. 1) 3%
V2V-HH-5 (Verbindung Nr. 8) 7%
V2V-HB-C (Verbindung Nr. 16) 5%
V2-HB-C 8%
1V2-HB-C 8%
3-HB-C 8%
5-HB-C 10%
101-HB-C 8%
201-HB-C 5%
2-BTB-01 2%
3-BTB-01 2%
4-BTB-01 2%
4-BTB-02 2%
5-BTB-01 2%
V2-HH-3 8%
3-HHB-1 5%
3-HHB-3 5%
3-HHB-C 10%
Die physikalischen Parameter der vorstehend gezeigten Flüssigkristall-Zusammensetzung waren wie folgt:
Klärpunkt [ºC] 75,5
Viskosität [mPa·s] 18,8
Optische Anisotropie 0,125
Dielektrische Anisotropie 8,4
Schwellenspannung [V] 2,09

Beispiel 16 (Verwendungsbeispiel 10)

V2V-HB-C (Verbindung Nr. 16) 5,0%
V2V-HH-3 (Verbindung Nr. 3) 5,0%
V2V-HH-4 (Verbindung Nr. 7) 5,0%
2-BB-C 6,0%
4-BB-C 6,0%
5-BB-C 6,0%
2-HB-C 10,0%
3-HB-C 10,0%
3-PyB-4 1,5%
4-PyB-4 1,5%
6-PyB-4 1,5%
4-PyB-5 1,5%
4-PyB-5 1,5%
6-PyB-5 1,5%
2-HHB-1 3,0%
3-HHB-1 5,0%
3-HHB-3 8,0%
3-HHB-01 3,0%
3-HHB-F 3,0%
2-PyB-02 2,0%
3-PyB-02 2,0%
2-HHB-C 4,0%
3-HHB-C 4,0%
4-HHB-C 4,0%
Die physikalischen Parameter der vorstehend gezeigten Flüssigkristall-Zusammensetzung waren wie folgt:
Klärpunkt [ºC] 78,8
Viskosität [mPa·s] 21,9
Optische Anisotropie 0,135
Dielektrische Anisotropie 8,3
Schwellenspannung [V] 1,73

Beispiel 17 (Verwendungsbeispiel 11)

V2V1-HH-5 (Verbindung Nr. 170) 5%
V2V-H2H-3 (Verbindung Nr. 9) 5%
201-BEB(F)-C 6%
301-BEB(F)-C 6%
101-HB-C 5%
2-HB-C 20%
3-HB-C 15%
2-HHB-C 4%
3-HHB-C 4%
4-HHB-C 4%
3-PyBB-F 3%
101-HH-5 8%
3-HHB-1 3%
3-HHEB-F 3%
5-HHEB-F 3%
3-PyBB-2 3%
4-PyBB-3 3%
Die physikalischen Parameter der vorstehend gezeigten Flüssigkristall-Zusammensetzung waren wie folgt:
Klärpunkt [ºC] 67,7
Viskosität [mPa·s] 26,9
Optische Anisotropie 0,119
Dielektrische Anisotropie 12,2
Schwellenspannung [V] 1,24

Beispiel 18 (Verwendungsbeispiel 12)

V2V-HHB(F)-F (Verbindung Nr. 178) 5%
V2V-H2H-3 (Verbindung Nr. 9) 10%
V2V-HB-C (Verbindung Nr. 16) 3%
3-HB-C 10%
101-HB-C 8%
2-BTB-1 4%
1-BTB-6 8%
4-BTB-4 4%
3-HHB-C 3%
2-H2HB(F)-F 10%
3-H2HB(F)-F 5%
5-H2HB(F)-F 10%
3-HHB-01 3%
3-HHB-1 7%
V-HHB-1 3%
3-HB(F)TB-2 3%
Die physikalischen Parameter der vorstehend gezeigten Flüssigkristall-Zusammensetzung waren wie folgt:
Klärpunkt [ºC] 82,6
Viskosität [mPa·s] 19,4
Optische Anisotropie 0,121
Dielektrische Anisotropie 5,6
Schwellenspannung [V] 2,11

Beispiel 19 (Verwendungsbeispiel 13)

V2V-H2H-3 (Verbindung Nr. 9) 10%
V2V-HBB-2 (Verbindung Nr. 62) 5%
V2V2-HH-5 (Verbindung Nr. 172) 7%
2-HB(F)-C 3%
4-HB(F)-C 3%
5-HB(F)-C 3%
2-BEB-C 3%
10-BEB-2 5%
5-HEB-F 4%
7-HEB-F 4%
3-HEB-04 8%
4-HEB-02 6%
5-HEB-01 6%
3-HEB-02 5%
5-HEB-02 4%
4-HEB-04 8%
3-HHB-1 5%
3-HHB-3 5%
3-HHB-01 3%
3-HEBEB-F 3%
Die physikalischen Parameter der vorstehend gezeigten Flüssigkristall-Zusammensetzung waren wie folgt:
Klärpunkt [ºC] 76,8
Viskosität [mPa·s] 20,9
Optische Anisotropie 0,094
Dielektrische Anisotropie 2,7
Schwellenspannung [V] 2,56

Beispiel 20 (Verwendungsbeispiel 14)

V2V-HH-3 (Verbindung Nr. 3) 5%
V2V-HH-4 (Verbindung Nr. 7) 5%
V2V1-HH-5 (Verbindung Nr. 170) 5%
3-PyB(F)-F 8%
3-PyBB-F 5%
4-PyBB-F 5%
5-PyBB-F 5%
2-PyB-2 5%
3-PyB-2 5%
4-PyB-2 5%
3-HEB-04 6%
4-HEB-02 6%
5-HEB-02 6%
3-HH-EMe 3%
2-H2BTB-4 5%
3-H2BTB-4 5%
3-HHB-1 6%
3-HHB-3 6%
3-HHEBB-C 2%
3-HBEBB-C 2%
Die physikalischen Parameter der vorstehend gezeigten Flüssigkristall-Zusammensetzung waren wie folgt:
Klärpunkt [ºC] 80,3
Viskosität [mPa·s] 22,5
Optische Anisotropie 0,142
Dielektrische Anisotropie 3,6
Schwellenspannung [V] 2,47

Beispiel 21 (Verwendungsbeispiel 15)

V2V-HH-3 (Verbindung Nr. 3) 5%
V2V-HH-4 (Verbindung Nr. 7) 5%
V2V-HH-5 (Verbindung Nr. 8) 6%
7-HB(F)-F 4%
5-H2B(F)-F 6%
2-HHB(F)-F 12%
3-HHB(F)-F 12%
5-HHB(F)-F 12%
2-H2HB(F)-F 2%
3-H2HB(F)-F 1%
5-H2HB(F)-F 2%
2-HBB(F)-F 4%
3-HBB(F)-F 4%
5-HBB(F)-F 8%
2-HBB-F 3%
3-HBB-F 3%
5-HBB-F 2%
3-HHB-F 3%
3-HHB-1 6%
Die physikalischen Parameter der Vorstehend gezeigten Flüssigkristall-Zusammensetzung waren wie folgt:
Klärpunkt [ºC] 91,9
Viskosität [mPa·s] 19,1
Optische Anisotropie 0,088
Dielektrische Anisotropie 3,5
Schwellenspannung [V] 2,55

Beispiel 22 (Verwendungsbeispiel 16)

V2V-HHB(F,F)-F (Verbindung Nr. 179) 5%
V2V-HH-5 (Verbindung Nr. 8) 5%
V1V-HH-5 (Verbindung Nr. 173) 3%
7-HB(F,F)-F 8%
3-HHB(F,F)-F 3%
4-HHB(F,F)-F 3%
3-H2HB(F,F)-F 10%
4-H2HB(F,F)-F 8%
5-H2HB(F,F)-F 8%
3-HH2B(F,F)-F 5%
5-HH2B(F,F)-F 5%
3-HBB(F,F)-F 8%
5-HBB(F,F)-F 8%
3-H2BB(F,F)-F 3%
5-H2BB(F,F)-F 3%
2-HHB-OCF3 3%
5-HHB-OCF3 3%
3-HH2B-OCF3 5%
5-HH2B-OCF3 4%
Die physikalischen Parameter der vorstehend gezeigten Flüssigkristall-Zusammensetzung waren wie folgt:
Klärpunkt [ºC] 74,7
Viskosität [mPa·s] 22,1
Optische Anisotropie 0,083
Dielektrische Anisotropie 5,6
Schwellenspannung [V] 1,06

Beispiel 23 (Verwendungsbeispiel 17)

V2V-HHB(F,F)-F (Verbindung Nr. 179) 10%
V2V2-HH-4 (Verbindung Nr. 172) 6%
3-H2HB(F,F)-F 7%
4-H2HB(F,F)-F 7%
5-H2HB(F,F)-F 6%
3-HH2B(F,F)-F 5%
3-HBB(F,F)-F 16%
5-HBB(F,F)-F 16%
3-H2BB(F,F)-F 5%
4-H2BB(F,F)-F 5%
5-H2BB(F,F)-F 5%
3-HBEB(F,F)-F 2%
5-HBEB(F,F)-F 2%
3-HHEB(F,F)-F 3%
3-H2HB-OCF3 3%
5-H2HB-OCF3 2%
Die physikalischen Parameter der vorstehend gezeigten Flüssigkristall-Zusammensetzung waren wie folgt:
Klärpunkt [ºC] 74,8
Viskosität [mPa·s] 26,7
Optische Anisotropie 0,101
Dielektrische Anisotropie 8,7
Schwellenspannung [V] 1,63

Beispiel 24 (Verwendungsbeispiel 18)

V2V-HHB(F, F)-F (Verbindung Nr. 179) 7,0%
V2V-HHB(F)-F (Verbindung Nr. 178) 7,0%
V2V-H2H-3 (Verbindung Nr. 9) 7,0%
3-HB-CL 5,0%
2-HHB-CL 4,0%
4-HHB-CL 8,0%
5-HHB-CL 4,0%
7-HB(F,F)-F 2,0%
2-HBB(F)-F 4,5%
3-HBB(F)-F 4,5%
5-HBB(F)-F 9,0%
3-HBB(F,F)-F 10,0%
5-HBB(F,F)-F 10,0%
3-HB(F)VB-2 4,0%
3-HB(F)VB-3 4,0%
3-H2HB(F)-CL 4,0%
5-HB-F 3,0%
7-HB-F 3,0%
Die physikalischen Parameter der vorstehend gezeigten Flüssigkristall-Zusammensetzung waren wie folgt:
Klärpunkt [º C] 94,4
Viskosität [mPa·s] 21,3
Optische Anisotropie 0,119
Dielektrische Anisotropie 5,3
Schwellenspannung [V] 2,22

Technische Anwendung

Die Flüssigkristall-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung haben ein hohes Verhältnis der Elastizitätskonstanten, niedrige Viskosität im Vergleich zu bereits vorhandenen flüssigkristallinen Verbindungen, weisen ausgezeichnete Mischbarkeit mit anderen flüssigkristallinen Verbindungen auf, insbesondere Mischbarkeit bei niedrigen Temperaturen, und sind chemisch stabil. Die Flüssigkristall-Zusammensetzungen mit ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften, d. h., steilen Schwellenwertcharakteristika und hoher Ansprechgeschwindigkeit, können erhalten werden durch Einbringen der flüssigkristallinen Verbindungen in eine Flüssigkristall-Zusammensetzung.

Claims

1. Flüssigkristalline Verbindung, dargestellt anhand der allgemeinen Formel

worin R&sub1; eine Cyan-Gruppe, ein Halogen-Atom oder eine geradlinige oder verzweigte Alkyl-Gruppe oder halogenierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoff-Atomen bedeutet, wobei eine oder zwei nichtbenachbarte CH&sub2;-Gruppen in der Alkyl-Gruppe oder in der halogenierten Alkyl-Gruppe durch ein Sauerstoff-Atom oder eine Gruppe -CH=CH- ersetzt sein können; R&sub2; und R&sub2;' ein Wasserstoff-Atom, ein Halogen-Atom oder eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 9 Kohlenstoff-Atomen bedeuten; X&sub1;, X&sub2; und X&sub3; unabhängig voneinander -CH&sub2;CH&sub2;-, -CO-O-, -O-CO-, -CH=CH-, -C = C-, -(CH&sub2;)&sub4;-, -CF&sub2;O-, -OCF&sub2;-, -CH&sub2;O-, -OCH&sub2;- oder eine covalente Bindung bedeuten; die Ringe A, B, C, und D unabhängig voneinander einen 1,4- Phenylen-Ring, einen trans-1,4-Cyclohexylen-Ring, einen Bicyclo[1.1.0]butan-Ring, einen Bicyclo[1.1.1]pentan- Ring, einen Bicyclo[3.2.2]octan-Ring, einen Cyclobutan- Ring bzw. einen Spiro[3.3]heptan-Ring darstellen, wobei die Wasserstoff-Atome in diesen Ringen durch Halogen- Atome ersetzt sein können und die Kohlenstoff-Atome in diesen Ringen durch Stickstoff-Atome oder Sauerstoff- Atome ersetzt sein können; l, m und o unabhängig voneinander 0 oder 1 sind, n eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist, und p eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist.

2. Flüssigkristalline Verbindung nach Anspruch 1, worin n 0 ist, o 1 ist, p 2 ist und R&sub2; und R&sub2;' jeweils ein Wasserstoff-Atom bedeuten.

3. Flüssigkristalline Verbindung nach Anspruch 2, worin wenigstens eines der X&sub1;, X&sub2; und X&sub3; eine covalente Bindung ist.

4. Flüssigkristalline Verbindung nach Anspruch 3, worin X&sub1;, X&sub2; und X&sub3; -CH&sub2;CH&sub2;-, -CH=CH-, -(CH&sub2;)&sub4;- oder eine covalente Bindung sind.

5. Flüssigkristalline Zusammensetzung, die wenigstens zwei Komponenten umfaßt und wenigstens eine in einem der Ansprüche 1 bis 4 definierte Verbindung in wenigstens einer der Komponenten enthält.

6. Flüssigkristalline Zusammensetzung, die als erste Komponente wenigstens eine der in den Ansprüchen 1 bis 4 definierte Verbindung enthält und als zweite Komponente eine oder mehrere Verbindungen enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus den durch die allgemeinen Formeln (2), (3) oder (4) dargestellten Verbindungen

worin R&sub3; eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoff-Atomen bedeutet, Y F oder Cl bedeutet, Q&sub1; und Q&sub2; unabhängig voneinander H oder F bedeuten, r 1 oder 2 ist, und 21 und 22 unabhängig voneinander -CH&sub2;CH&sub2;- oder eine covalente Bindung bedeuten.

7. Flüssigkristalline Zusammensetzung, die als erste Komponente wenigstens eine der in den Ansprüchen 1 bis 4 definierte Verbindung enthält und als zweite Komponente eine oder mehrere Verbindungen enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus den durch die allgemeinen Formeln (5), (6), (7), (13) oder (9) dargestellten Verbindungen

worin R&sub4; eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoff-Atomen oder eine Alkenyl-Gruppe mit 2 bis 10 Kohlenstoff- Atomen bedeutet, wobei in beiden Fällen jede Methylen- Gruppe (-CH&sub2;-) in der Alkyl- oder Alkenyl-Gruppe durch ein Sauerstoff-Atom (-O-) ersetzt sein kann, mit der Maßgabe, daß in keinem Falle zwei oder mehrere Methylen- Gruppen fortlaufend durch Sauerstoff-Atome ersetzt sind; Z&sub3; -CH&sub2;CH&sub2;-, -CO&sub0;- oder eine covalente Bindung bedeutet, Q&sub3; und Q&sub4; H oder F bedeuten; E einen Cyclohexan-Ring, Benzol-Ring oder 1,3-Dioxan-Ring darstellt; und s die ganze Zahl 0 oder 1 ist;

worin R&sub5; eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoff-Atomen bedeutet, Q&sub5; H oder F bedeutet, und k die ganze Zahl 0 oder 1 ist;

worin R&sub6; eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoff-Atomen bedeutet, G einen Cyclohexan-Ring oder Benzol-Ring bedeutet, Q&sub6; und Q&sub7; jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten, Z&sub4; -COO- oder eine covalente Bindung bedeutet, und h die ganze Zahl 0 oder 1 ist;

R&sub7;-(H)-Z&sub5;-(J)-R&sub8; (8)

worin R&sub7; und R&sub8; unabhängig voneinander eine Alkyl-Gruppe, Alkyloxy-Gruppe oder Alkyloxymethyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoff-Atomen bedeuten, H einen Cyclohexan-Ring, Pyrimidin-Ring oder Benzol-Ring darstellt, J einen Cyclohexan-Ring oder Benzol-Ring darstellt, Z&sub5; -C C-, -COO-, -CH&sub2;CH&sub2;- oder eine covalente Bindung bedeutet;

worin R&sub9; eine Alkyl-Gruppe oder Alkoxy-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoff-Atomen bedeutet, R&sub1;&sub0; eine Alkyl-Gruppe Alkyloxy-Gruppe oder Alkoxymethyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoff-Atomen bedeutet, K einen Cyclohexan-Ring oder Pyrimidin-Ring darstellt, L und M jeweils unabhängig voneinander einen Cyclohexan-Ring oder Benzol-Ring darstellen, Z&sub6; -COO-, -CH&sub2;CH&sub2;- oder eine covalente Bindung bedeutet; Z&sub7; -C C-, -COO- oder eine covalente Bindung bedeutet, und Q&sub8; H oder F bedeutet.

8. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, umfassend eine in einem der Ansprüche 5 bis 7 definierte Flüssigkristall- Zusammensetzung.