EP0427829A1 - Trifluortoluolverbindungen und flüssigkristallines medium - Google Patents

Trifluortoluolverbindungen und flüssigkristallines medium

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Publication number
EP0427829A1
EP0427829A1 EP90907045A EP90907045A EP0427829A1 EP 0427829 A1 EP0427829 A1 EP 0427829A1 EP 90907045 A EP90907045 A EP 90907045A EP 90907045 A EP90907045 A EP 90907045A EP 0427829 A1 EP0427829 A1 EP 0427829A1
Authority
EP
European Patent Office
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compounds
trifluorotoluene
liquid
phenyl
fluoro
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP90907045A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Adolf Kurmeier
Reinhard Hittich
Eike Poetsch
Volker Meyer
Herbert Plach
David Coates
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
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Filing date
Publication date
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Application filed by Merck Patent GmbH filed Critical Merck Patent GmbH
Publication of EP0427829A1 publication Critical patent/EP0427829A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C22/02—Cyclic compounds containing halogen atoms bound to an acyclic carbon atom having unsaturation in the rings
    • C07C22/04—Cyclic compounds containing halogen atoms bound to an acyclic carbon atom having unsaturation in the rings containing six-membered aromatic rings
    • C07C22/08—Cyclic compounds containing halogen atoms bound to an acyclic carbon atom having unsaturation in the rings containing six-membered aromatic rings containing fluorine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07C25/00—Compounds containing at least one halogen atom bound to a six-membered aromatic ring
    • C07C25/18—Polycyclic aromatic halogenated hydrocarbons
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    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3003—Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
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    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3028—Cyclohexane rings in which at least two rings are linked by a carbon chain containing carbon to carbon single bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00—Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/12—Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring
    • C07C2601/14—The ring being saturated

Definitions

  • the invention relates to trifluorotoluene compounds
  • n 1 to 12 and Q r
  • the invention further relates to the use of these compounds as components of liquid-crystalline media and liquid-crystal and electro-optical display elements which contain the liquid-crystalline media according to the invention.
  • the compounds of the formula I can be used as components of liquid-crystalline media, in particular for displays which are based on the principle of the twisted cell, including more highly twisted cells, the guest-host effect, the effect of the deformation of aligned phases or the effect of dynamic scattering .
  • the invention was based on the object of finding new stable liquid-crystalline or mesogenic compounds which are suitable as components of liquid-crystalline media and in particular at the same time have a comparatively low viscosity and a relatively high dielectric anisotropy.
  • the range of liquid-crystalline substances which are suitable for the production of liquid-crystalline mixtures from various application points of view is also very broadly widened.
  • the compounds of formula I have a wide range of uses. Depending on the choice of the substituents, these compounds can serve as base materials from which liquid-crystalline media are predominantly composed; However, it is also possible to add compounds of the formula I to liquid-crystalline base materials from other classes of compounds in order, for example, to influence the dielectric and / or optical anisotropy of such a dielectric and / or to optimize its threshold voltage and / or its viscosity.
  • the compounds of the formula I are colorless in the pure state and form liquid-crystalline mesophases in a temperature range which is favorable for electro-optical use. They are stable chemically, thermally and against light.
  • the invention thus relates to the compounds of the formula I and the use of these compounds as components of liquid-crystalline media.
  • the invention further relates to liquid-crystalline media containing at least one compound of the formula I and liquid-crystal display elements, in particular electro-optical display elements, which contain such media.
  • the compounds of the formula I accordingly comprise compounds of the sub-formulas Ia-Ie:
  • the radical C n H 2n + 1 can be straight-chain or branched.
  • It is preferably straight-chain, has 2, 3, 4, 5, 6 or 7 carbon atoms and accordingly preferably means ethyl, propyl,
  • Branched groups of this type usually contain no more than one chain branch.
  • Formula I includes both the racemates of these compounds and the optical antipodes and mixtures thereof.
  • the compounds of the formula I are prepared by methods known per se, as described in the literature (e.g. in the standard works such as Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart Bd IX,
  • the compounds of the formula I according to the invention are preferably prepared by coupling corresponding zinc organyls with p-bromotrifluorotoluene with transition metal catalysis.
  • the process conditions known per se can be found in WO 88/02357 or the article
  • the compounds of the formula I according to the invention are further preferably prepared by treating the benzoic acids corresponding to the formula I with dialkylamino sulfur trifluorides, for example DAST (diethylamino sulfur trifluoride) [W.J. Middleton, J. Org. Chem. 40 (1975), 547] or sulfur tetrafluoride [A. Haus, M. Spitzer, M. Lieb, Chem. Ber. 121 (1988) 1329] according to the scheme
  • dialkylamino sulfur trifluorides for example DAST (diethylamino sulfur trifluoride) [W.J. Middleton, J. Org. Chem. 40 (1975), 547] or sulfur tetrafluoride [A. Haus, M. Spitzer, M. Lieb, Chem. Ber. 121 (1988) 1329] according to the scheme
  • starting materials can also be formed in situ in such a way that they are not isolated from the reaction mixture, but instead are immediately reacted further to give the compounds of the formula I.
  • liquid-crystalline media according to the invention preferably contain 2 to 40, in particular 4 to 30, components as further constituents. These media very particularly preferably contain 7 to 25 components in addition to one or more compounds according to the invention.
  • further constituents are preferably selected from nematic or nematogenic (monotropic or isotropic) substances, in particular substances from the classes of
  • Benzylphenyl ether, tolanes and substituted cinnamic acids can also be fluorinated.
  • L and E which may be the same or different, each independently represent a bivalent radical from the group consisting of -Phe-,
  • one of the radicals L and E is Cyc, Phe or Pyr.
  • E is preferably Cyc, Phe or Phe-Cyc.
  • the media according to the invention preferably contain one or more components selected from the compounds of the formulas 1, 2, 3, 4 and 5, in which L and E are selected from the group Cyc, Phe and Pyr and at the same time one or more components selected from the compounds of Formulas 1, 2, 3, 4 and 5, in which one of the radicals L and E is selected from the group Cyc, Phe and Pyr and the other radical is selected from the group -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, - Cyc-Cyc-, -G-Phe- and -G-Cyc-, and given- if one or more components selected from the compounds of formulas 1, 2, 3, 4 and 5, wherein the radicals L and E are selected from the group -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- and -G-Cy
  • R 'and R each independently represent alkyl, alkenyl, alkoxy, alkenyloxy or alkanoyloxy having up to 8 carbon atoms. In most of these compounds, R' and R" are different from one another different, one of these radicals is usually alkyl or alkenyl.
  • R in the compounds of partial formulas 1b, 2b, 3b, 4b and 5b, R "means -CN, -CF 3 , F, Cl or -NCS; R has the meaning given for the compounds of partial formulas 1a to 5a and is preferably alkyl or Alkenyl, but also other variants of the proposed substituents in the compounds of the formulas 1, 2, 3, 4 and 5 are common. Many such substances or mixtures thereof are commercially available. All of these substances are obtainable by methods known from the literature or in analogy thereto .
  • the media according to the invention preferably also contain components from the group of compounds 1b, 2b, 3b, 4b and 5b (group 2), the proportions of which are preferably as follows are:
  • Group 1 20 to 90%, in particular 30 to 90%,
  • Group 2 10 to 80%, in particular 10 to 50%, the sum of the proportions of the compounds according to the invention and of the compounds from groups 1 and 2 giving up to 100%.
  • the media according to the invention preferably contain
  • media 1 to 40%, particularly preferably 5 to 30%, of compounds according to the invention. Also preferred are media containing more than 40%, in particular 45 to 90%, of compounds according to the invention.
  • the media preferably contain three, four or five compounds according to the invention.
  • the media according to the invention are produced in a conventional manner.
  • the components are dissolved in one another, advantageously at elevated temperature.
  • the liquid-crystalline phases according to the invention can be modified so that they can be used in all types of liquid-crystal display elements which have hitherto become known.
  • Such additives are known to the person skilled in the art and are described in detail in the literature (H. Kelker / R. Hatz, Handbook of Liquid Crystals, Verlag Chemie, Weinheim, 1980).
  • pleochroic dyes can be added to produce colored guest-host systems or substances to change the dielectric anisotropy, the viscosity and / or the orientation of the nematic phases.
  • Example 1 11.2 g of anhydrous zinc bromide are added at about 0 ° to a Grignard solution prepared from 20 g of 4-n-propylbromobenzene and 2.4 g of magnesium shavings in 100 ml of THF

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Description

Trifluortoluolverbindungen
und flüssigkristallines Medium
Die Erfindung betrifft Trifluortoluolverbindungen der
Formel I C
worin n 1 bis 12 und Q r
ö
bedeutet. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung dieser Verbindungen als Komponenten flüssigkristalliner Medien sowie Flüssigkristall- und elektrooptische Anzeigeelemente, die die erfindungsgemäßen flüssigkristallinen Medien enthalten.
Die Verbindungen der Formel I können als Komponenten flüssigkristalliner Medien verwendet werden, insbesondere für Displays, die auf dem Prinzip der verdrillten Zelle, einschließlich höher verdrillten Zellen, dem Guest-Host- Effekt, dem Effekt der Deformation aufgerichteter Phasen oder dem Effekt der dynamischen Streuung beruhen. Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, neue stabile flüssigkristalline oder mesogene Verbindungen aufzufinden, die als Komponenten flüssigkristalliner Medien geeignet sind und insbesondere gleichzeitig eine vergleichsweise geringe Viskosität besitzen sowie eine relativ hohe dielektrische Anisotropie.
Es wurde nun gefunden, daß Verbindungen der Formel I als Komponenten flüssigkristalliner Medien vorzüglich geeignet sind. Insbesondere verfügen sie über vergleichsweise niedere Viskositäten. Mit ihrer Hilfe lassen sich stabile flüssigkristalline Medien mit breitem Mesophasenbereich, sehr gutem Tieftemperaturverhalten, sehr hohem elektrischem Widerstand und vorteilhaften Werten für die optische und dielektrische Anisotropie erhalten. Derivate des 4'-Hydroxy-4-Trifluormethylbiphenyls mit flüssigkristallinen Eigenschaften sind bereits bekannt (P. Le Barny et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985,
Vol. 127, pp. 413-429). Diese Verbindungen haben jedoch einen stark smektogenen Charakter und sind für viele praktische Anwendungen weniger geeignet.
Kürzlich wurden 4-(2-(4-trans-Alkylcyclohexyl)-phenyl)- ethyl)-p-benzotrifluoride (J.C. Liong et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1989, Vol. 167, pp. 253-258) beschrieben.
Diese Verbindungen sind entweder isotrop oder weisen höher geordnete smektische (S+) Phasen auf, was sie für praktische Anwendungen als ungeeignet erscheinen läßt.
Mit der Bereitstellung von Verbindungen der Formel I wird außerdem ganz allgemein die Palette der flüssigkristallinen Substanzen, die sich unter verschiedenen anwen- dungstechnischen Gesichtspunkten zur Herstellung flüssigkristalliner Gemische eignen, erheblich verbreitert. Die Verbindungen der Formel I besitzen einen breiten Anwendungsbereich. In Abhängigkeit von der Auswahl der Substituenten können diese Verbindungen als Basismaterialien dienen, aus denen flüssigkristalline Medien zum überwiegenden Teil zusammengesetzt sind; es können aber auch Verbindungen der Formel I flüssigkristallinen Basismaterialien aus anderen Verbindungsklassen zugesetzt werden, um beispielsweise die dielektrische und/oder optische Anisotropie eines solchen Dielektrikums zu beeinflussen und/oder um dessen Schwellenspannung und/ oder dessen Viskosität zu optimieren.
Die Verbindungen der Formel I sind in reinem Zustand farblos und bilden flüssigkristalline Mesophasen in einem für die elektrooptische Verwendung günstig gelegenen Temperaturbereich. Chemisch, thermisch und gegen Licht sind sie stabil.
Gegenstand der Erfindung sind somit die Verbindungen der Formel I sowie die Verwendung dieser Verbindungen als Komponenten flüssigkristalliner Medien. Gegenstand der Erfindung sind ferner flüssigkristalline Medien mit einem Gehalt an mindestens einer Verbindung der Formel I sowie Flüssigkristallanzeigeelemente, insbesondere elektroopische Anzeigeelemente, die derartige Medien enthalten. Die Verbindungen der Formel I umfassen dementsprechend Verbindungen der Teilformeln Ia-Ie:
<
> >
Ia, Ib und Ic, insbesondere jedoch Ic, sind besonders bevorzugt.
Der Rest Cn H 2n+1 kann geradkettig oder verzweigt sein.
Vorzugsweise ist er geradkettig, hat 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 C-Atome und bedeutet demnach bevorzugt Ethyl, Propyl,
Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, ferner Methyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Uhdecyl, Dodecyl.
Verbindungen der Formeln I mit verzweigten Resten Cn H 2n+1 können gelegentlich wegen einer besseren Löslichkeit in den üblichen flüssigkristallinen Basismaterialien von Bedeutung sein, insbesondere aber als chirale Dotierstoffe, wenn sie optisch aktiv sind. Smektische Verbindungen dieser Art eignen sich als Komponenten für ferroelektrische Materialien. Verbindungen der Formel I mit SA-Phasen eignen sich beispielsweise für thermisch adressierte Displays.
Verzweigte Gruppen dieser Art enthalten in der Regel nicht mehr als eine Kettenverzweigung. Bevorzugte verzweigte Reste sind Isopropyl, 2-Butyl (= 1-Methylpropyl), Isobutyl (= 2-Methylpropyl), 2-Methylbutyl, Isopentyl (= 3-Methylbutyl), 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 2-Ethylhexyl, 2-Propylpentyl. Formel I umfaßt sowohl die Racemate dieser Verbindungen als auch die optischen Antipoden sowie deren Gemische.
Unter diesen Verbindungen der Formel I sowie den Unterformeln sind diejenigen bevorzugt, in denen mindestens einer der darin enthaltenden Reste eine der angegebenen bevorzugten Bedeutungen hat.
Die Verbindungen der Formel I werden nach an sich bekannten Methoden dargestellt, wie sie in der Literatur (z.B. in den Standardwerken wie Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart Bd IX,
S. 867 ff.) beschrieben sind, und zwar unter Reaktionsbedingungen, die für die genannten Umsetzungen bekannt und geeignet sind. Dabei kann man auch von an sich bekannten, hier nicht näher erwähnten Varianten Gebrauch machen.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel I werden vorzugsweise hergestellt durch Kopplung von entsprechenden Zinkorganylen mit p-Bromtrifluortoluol unter Übergangsmetallkatalyse. Die an sich bekannten Verfahrensbedingungen können der WO 88/02357 bzw. dem Artikel
E. Poetsch, Kontakte (Darmstadt) 1988 (2), S. 15-28, entnommen werden.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel I werden weiter vorzugsweise hergestellt, indem man die der Formel I entsprechenden Benzoesäuren mit Dialkylaminoschwefeltrifluoriden, beispielsweise DAST (Diethylaminoschwefeltrifluorid) [W.J. Middleton, J. Org. Chem. 40 (1975), 547] oder Schwefeltetrafluorid [A. Haus, M. Spitzer, M. Lieb, Chem. Ber. 121 (1988) 1329] gemäß dem Schema
umsetzt. Die der Formel I entsprechenden Benzoesäuren sind z.B. durch Hydrolyse der Formel I entsprechenden
Carbonitrile herstellbar.
Ausgangstoffe können gewünschtenfalls auch in situ gebildet werden, derart, daß man sie aus dem Reaktionsgemisch nicht isoliert, sondern sofort weiter zu den Verbindungen der Formel I umsetzt.
Die erfindungsgemäßen flüssigkristallinen Medien enthalten vorzugsweise neben einer oder mehreren erfindungsgemäßen Verbindungen als weitere Bestandteile 2 bis 40, insbesondere 4 bis 30 Komponenten. Ganz besonders bevorzugt enthalten diese Medien neben einer oder mehreren erfindungsgemäßen Verbindungen 7 bis 25 Komponenten. Diese weiteren Bestandteile werden vorzugsweise ausgewählt aus nematisehen oder nematogenen (monotropen oder isotropen) Substanzen, insbesondere Substanzen aus den Klassen der
Azoxybenzole, Benzylidenaniline, Biphenyle, Terphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylbenzoate, Cyclohexan-carbonsäure- phenyl- oder cyclohexyl-ester, Phenyl- oder Cyclohexyl- ester der Cyclohexylbenzoesäure, Phenyl- oder Cyclohexylester der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure, Cyclohexyl- phenylester der Benzoesäure, der Cyclohexancarbonsäure, bzw. der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure, Phenylcyclo- hexane, Cyclohexylbiphenyle, Phenylcyclohexylcyclohexane, Cyclohexylcyclohexane, Cyclohexylcyclohexene, Cyclohexyl- cyclohexylcyclohexene, 1,4-Bis-cyclohexylbenzole, 4,4'- Bis-cyclohexylbiphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylpyrimidine, Phenyl- oder Cyclohexylpyridine, Phenyl- oder Cyclohexyl- dioxane, Phenyl- oder Cyclohexyl-1,3-dithiane, 1,2-Diphenylethane, 1,2-Dicyclohexylethane, 1-Phenyl-2-cyclohexylethane, 1-Cyclohexyl-2-(4-phenyl-cyclohexyl)-ethane, 1-Cyclohexyl-2-biphenylylethane, 1-Phenyl-2-cyclohexyl- phenylethane, gegebenenfalls halogenierten Stilbene,
Benzylphenylether, Tolane und substituierten Zimtsäuren. Die 1,4-Phenylengruppen in diesen Verbindungen können auch fluoriert sein.
Die wichtigsten als weitere Bestandteile erfindungsgemäßer Medien in Frage kommenden Verbindungen lassen sich durch die Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 charakterisieren:
R'-L-E-R" 1
R'-L-COO-E-R" 2
R'-L-OOC-E-R" 3
R'-L-CH2CH2-E-R" 4
R'-L-C≡C-E-R" 5
In den Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 bedeuten L und E, die gleich oder verschieden sein können, jeweils unabhängig voneinander einen bivalenten Rest aus der aus -Phe-,
-Cyc-, -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -Pyr-, -Dio-, -G-Phe- und -G-Cyc- sowie deren Spiegelbilder gebildeten Gruppe, wobei Phe unsubstituiertes oder durch
Fluor substituiertes 1,4-Phenylen, Cyc trans-l,4-Cyclo- hexylen oder 1,4-Cyclohexenylen, Pyr Pyrimidin-2, 5-diyl oder Pyridin-2, 5-diyl, Dio l,3-Dioxan-2, 5-diyl und G
2-(trans-1,4-Cyclohexyl)-ethyl, Pyrimidin-2, 5-diyl,
Pyridin-2, 5-diyl oder -1,3-Dioxan-2, 5-diyl bedeuten.
Vorzugsweise ist einer der Rest L und E Cyc, Phe oder Pyr. E ist vorzugsweise Cyc, Phe oder Phe-Cyc. Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Komponenten ausgewählt aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5, worin L und E ausgewählt sind aus der Gruppe Cyc, Phe und Pyr und gleichzeitig eine oder mehrere Komponenten ausgewählt aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5, worin einer der Reste L und E ausgewählt ist aus der Gruppe Cyc, Phe und Pyr und der andere Rest ausgewählt ist aus der Gruppe -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- und -G-Cyc-, und gegebenen- falls eine oder mehrere Komponenten ausgewählt aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5, worin die Reste L und E ausgewählt sind aus der Gruppe -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- und -G-Cyc-. R' und R" bedeuten in den Verbindungen der Teilformeln 1a, 2a, 3a, 4a und 5a jeweils unabhängig voneinander Alkyl, Alkenyl, Alkoxy, Alkenyloxy oder Alkanoyloxy mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen. Bei den meisten dieser Verbindungen sind R' und R" voneinander verschieden, wobei einer dieser Reste meist Alkyl oder Alkenyl ist. In den Verbindungen der Teilformeln 1b, 2b, 3b, 4b und 5b bedeutet R" -CN, -CF3, F, Cl oder -NCS; R hat dabei die bei den Verbindungen der Teilformeln 1a bis 5a angegebene Bedeutung und ist vorzugsweise Alkyl oder Alkenyl. Aber auch andere Varianten der vorgesehenen Substituenten in den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 sind gebräuchlich. Viele solcher Substanzen oder auch Gemische davon sind im Handel erhältlich. Alle diese Substanzen sind nach literaturbekannten Methoden oder in Analogie dazu erhältlich.
Die erfindungsgemäßen Medien enthalten vorzugsweise neben Komponenten aus der Gruppe der Verbindungen 1a, 2a, 3a, 4a und 5a (Gruppe 1) auch Komponenten aus der Gruppe der Verbindungen 1b, 2b, 3b, 4b und 5b (Gruppe 2), deren Anteile vorzugsweise wie folgt sind:
Gruppe 1: 20 bis 90 %, insbesondere 30 bis 90 %,
Gruppe 2: 10 bis 80 %, insbesondere 10 bis 50 %, wobei die Summe der Anteile der erfindungsgemäßen Verbindungen und der Verbindungen aus den Gruppen 1 und 2 bis zu 100 % ergeben. Die erfindungsgemäßen Medien enthalten vorzugsweise
1 bis 40 %, insbesondere vorzugsweise 5 bis 30 % an erfindungsgemäßen Verbindungen. Weiterhin bevorzugt sind Medien, enthaltend mehr als 40 %, insbesondere 45 bis 90 % an erfindungegemäßen Verbindungen. Die Medien enthalten vorzugsweise drei, vier oder fünf erfindungsgemäße Verbindungen.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Medien erfolgt in an sich üblicher Weise. In der Regel werden die Komponenten ineinander gelöst, zweckmäßig bei erhöhter Temperatur. Durch geeignete Zusätze können die flüssigkristallinen Phasen nach der Erfindung so modifiziert werden, daß sie in allen bisher bekannt gewordenen Arten von Flüssigkristallanzeigeelementen verwendet werden können. Derartige Zusätze sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur ausführlich beschrieben (H. Kelker/R. Hatz, Handbook of Liquid Crystals, Verlag Chemie, Weinheim, 1980). Beispielsweise können pleochroitische Farbstoffe zur Herstellung farbiger Guest-Host-Systeme oder Substanzen zur Veränderung- der dielektrischen Anisotropie, der Viskosität und/oder der Orientierung der nematischen Phasen zugesetzt werden.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen. Vor- und nachstehend bedeuten
Potenzangaben Gewichtsprozent. Alle Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben. Fp. bedeutet Schmelzpunkt Kp = Klärpunkt. Ferner bedeuten K = kristalliner Zustand, N = nematische Phase, S = smektische Phase und I = isotrope Phase. Die Angaben zwischen diesen Symbolen stellen die Übergangstemperaturen dar. Δn bedeutet optische Anisotropie (589 nm, 20 °C) und die Viskosität (mm2/sec) wurde bei 20 °C bestimmt. "Übliche Aufarbeitung" bedeutet: man gibt gegebenenfalls Wasser hinzu, extrahiert mit Methylenchlorid, Diethylether oder Toluol, trennt ab, trocknet die organische Phase, dampft ein und reinigt das Produkt durch Destillation unter reduziertem Druck oder Kristallisation und/oder Chromatographie. Folgende Abkürzungen werden verwendet:
DAST Diethylaminoschwefeltrifluorid
DCC Dicyclohexylcarbodiimid
DDQ Dichlordicyanobenzochinon
DIBALH Diisobutylaluminiumhydrid
KOT Kalium-tertiär-butanolat
THF Tetrahydrofuran
pTSOH p-Toluolsulfonsäure
Beispiel 1 Zu einer aus 20 g 4-n-Propylbrombenzol und 2,4 g Magnesiumspänen in 100 ml THF hergestellten Grignardlösung werden bei ca. 0° 11,2 g wasserfreies Zinkbromid in
25 ml THF zugetropft. Nach 2 Stunden Rühren wird ein Gemisch von 22,5 g 4-Bromtrifluortoluol, 1,5 g [(Diphenylphosphin)ferrocenyl]palladium-(II)-chlorid und 25 ml THF zugetropft, 24 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und in 100 ml gesättigte Ammoniumchloridlösung gegossen. Nach üblicher Aufarbeitung erhält man
4-(4-n-Propylphenyl)-trifluortoluol, Fp. 97 °C, Δε = 14,2, Viskosität η (20 °C) = 6 mm2/s.
Beispiel 2
Eine wasserfreie, kräftig gerührte Mischung von 40 ,3 g 4 ' - (4-trans-Pentylcyclohexyl )-2 ' -fluor-4-brom-biphenyl , 38 , 0 g Kupfer( I )-jodid und 300 ml 1-Methyl-2-pyrrolidon, die außerdem noch 0 , 33 mol eis- , trans- , trans-1 , 5 , 9- cyclododecatrien (als Carbenfänger) enthält, wird unter Stickstoff bei 160 °C im Verlaufe von 4 Stunden mit einer wasserfreien Lösung von 60,0 g Natriumtrifluoracetat in 350 ml 1-Methyl-2-pyrrolidon versetzt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch noch 3,5 Stunden bei 160 °C nachgerührt. Nach dem Abkühlen wird das NMP im Vacuum abdestilliert. Der noch ca. 80 °C warme Eindampfrückstand wird mit 500 ml Toluol und 400 ml gesättigter Kochsalzlösung verrührt. Die Kupfersalze werden abgesaugt, mit Toluol gewaschen, die organische Phase des Filtrats wird abgetrennt, mit Kochsalzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft. Der Eindampfrückstand wird in Dichlormethan gelöst, auf Kieselgel aufgezogen und durch Säulenchromatographie (Kieselgel/Petroleumbenzin 40-80°) aufgereinigt. Nach dem Umkristallisieren aus Isopropylalkohol erhält man 4-(2-Fluor-4-(trans-4-pentylcyclohexyl)- phenyl)-trifluortoluol; K 78,7 N (74,2), Δε = 14,9, η (20 °C) = 37 mm2/s
Beispiele 3 bis 40 Analog Beispiel 1 oder Beispiel 2 werden folgende
Verbindungen hergestellt:
(3) 4-(4-Methylphenyl)-trifluortoluol
(4) 4-(4-Ethylphenyl)-trifluortoluol
(5) 4-(4-n-Butylphenyl)-trifluortoluol
(6) 4-(4-n-Pentylphenyl)-trifluortoluol
(7) 4-(4-n-Hexylphenyl)-trifluortoluol
(8) 4-(4-n-Heptylphenyl)-trifluortoluol
(9) 4-(4-n-0ctylphenyl)-trifluortoluol
(10) 4-(4-n-Nonylphenyl)-trifluortoluol
(11) 4-(4-n-Decylphenyl)-trifluortoluol
(12) 4-(4-n-Undecylphenyl)-trifluortoluol
(13 4-(4-n-Dodecylphenyl)-trifluortoluol (14) 4-(2-Fluor-4-methylphenyl)-trifluortoluol
(15) 4-(2-Fluor-4-ethylphenyl)-trifluortoluol
(16) 4-(2-Fluor-4-n-propylphenyl)-trifluortoluol
(17) 4-(2-Fluor-4-n-butylphenyl)-trifluortoluol
(18) 4-(2-Fluor-4-n-pentylphenyl)-trifluortoluol
Fp. 59 °C, Δε = 16,1, η (20 °C) = 7 mm2/s
(19) 4-(2-Fluor-4-n-hexylphenyl)-trifluortoluol
(20) 4-(2-Fluor-4-n-heptylphenyl)-trifluortoluol
(21) 4-(2-Fluor-4-n-octylphenyl)-trifluortoluol
(22) 4-(2-Fluor-4-n-nonylphenyl)-trifluortoluol
(23) 4-(2-Fluor-4-n-decylphenyl)-trifluortoluol
(24) 4-(2-Fluor-4-n-undecylphenyl)-trifluortoluol
(25) 4-(2-Fluor-4-n-dodecylphenyl)-trifluortoluol
(26) 4-(2-Fluor-4-(trans-4-methylcyclohexyl)-phenyl)- trifluortoluol
(27) 4-(2-Fluor-4-(trans-4-ethylcyclohexyl)-phenyl)- trifluortoluol
(28) 4-(2-Fluor-4-(trans-4-n-propylcyclohexyl)-phenyl)- trifluortoluol
(29) 4-(2-Fluor-4-(trans-4-n-butylcyclohexyl)-phenyl)- trifluortoluol
(30) 4-(2-Fluor-4-(trans-4-n-hexylcyclohexyl)-phenyl)- trifluortoluol
(31) 4-(2-Fluor-4-(trans-4-n-heptylcyclohexyl)-phenyl)- trifluortoluol
(32) 4-(2-Fluor-4-(trans-4-n-octylcyclohexyl)-phenyl)- trifluortoluol
(33) 4-(2-Fluor-4-(trans-4-n-nonylcyclohexyl)-phenyl)- trifluortoluol
(34) 4-(2-Fluor-4-(trans-4-n-decylylcyclohexyl)-phenyl)- trifluortoluol
(35) 4-(2-Fluor-4-(trans-4-n-undecylcyclohexyl)-phenyl)- trifluortoluol
(36) 4-(2-Fluor-4-(trans-4-n-dodecylcyclohexyl)-phenyl)- trifluortoluol (37) 4-(4'-Propylbiphenyl-3-fluor-4-yl)-trifluortoluol
(38) 4-(4'-Pentylbiphenyl-3-fluor-4-yl)-trifluortoluol,
(39) 4-[p-(trans-4-Propylcyclohexyl)-ethyl-phenyl]- trifluortoluol
(40) 4-[p-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-ethyl-phenyl]- trifluortoluol

Claims

Patentansprüche
1. Trifluortoluolverbindungen der Formel I
worin n 1 bis 12 und Q
bedeutet.
2. Verwendung von Verbindungen der Formel I als Komponenten flüssigkristalliner Medien.
3. Flüssigkristallines Medium mit mindestens zwei flüssigkristallinen Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Verbindung der Formel I enthält.
4. Flüssigkristall-Anzeigeelement, dadurch gekennzeichnet, daß es ein flüssigkristallines Medium nach Anspruch 3 enthält.
5. Elektrooptisches Anzeigeelement, dadurch gekennzeichnet, daß es als Dielektrikum ein flüssigkristallines Medium nach Anspruch 3 enthält.
EP90907045A 1989-05-26 1990-05-18 Trifluortoluolverbindungen und flüssigkristallines medium Withdrawn EP0427829A1 (de)

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