EP0478740A1 - Phenylcyclohexane und flüssigkristallines medium - Google Patents

Phenylcyclohexane und flüssigkristallines medium

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Publication number
EP0478740A1
EP0478740A1 EP91907424A EP91907424A EP0478740A1 EP 0478740 A1 EP0478740 A1 EP 0478740A1 EP 91907424 A EP91907424 A EP 91907424A EP 91907424 A EP91907424 A EP 91907424A EP 0478740 A1 EP0478740 A1 EP 0478740A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
compounds
formula
liquid
trans
cyc
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP91907424A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ekkehard Bartmann
Joachim Krause
Eike Poetsch
Reinhard Hittich
Bernhard Wacore - Tamagawagakuen Rieger
Ulrich Finkenzeller
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merck Patent GmbH filed Critical Merck Patent GmbH
Publication of EP0478740A1 publication Critical patent/EP0478740A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C43/00—Ethers; Compounds having groups, groups or groups
    • C07C43/02—Ethers
    • C07C43/20—Ethers having an ether-oxygen atom bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C43/225—Ethers having an ether-oxygen atom bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring containing halogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C25/00—Compounds containing at least one halogen atom bound to a six-membered aromatic ring
    • C07C25/18—Polycyclic aromatic halogenated hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3003—Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
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    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • 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
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • 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 new phenyicyclohexanes of the formula I.
  • A is a single bond, C 2 H 4 - or
  • Y and Z are each independently H or F
  • Nitrile groups and represent liquid crystals with a strongly positive dielectric anisotropy. Such compounds do not meet the high requirements for electrical resistance, as are required, for example, for displays with an active matrix.
  • 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.
  • the substances previously used for this purpose all have certain disadvantages, for example too high melting points, too low clearing points, too little stability against the action of heat, light or electrical fields, too low electrical resistance, unfavorable elastic properties, too high a temperature dependence of the threshold voltage.
  • Twist angles of significantly more than 220 ° C or in displays with an active matrix have disadvantages in the materials used to date.
  • the object of the invention was to find new liquid-crystalline compounds which are suitable as components of liquid-crystalline media, in particular for nematic media with positive dielectric anisotropy, and which do not show the disadvantages of the known compounds or only show them to a lesser extent. This object was achieved by the provision of the new compounds of the formula I.
  • the compounds of the formula I are particularly suitable as components of liquid-crystalline media.
  • liquid-crystalline media with wide nematic ranges, excellent nematogenicity to low temperatures, excellent chemical stability, excellent elastic properties, pronounced with positive dielectric
  • the new compounds also show good solubility for other components of such media and high positive dielectric anisotropy with a favorable viscosity.
  • the compounds of the formula I enable STN displays with a very high steepness of the electro-optical characteristic as well as displays with an active matrix with excellent long-term stability. With a suitable choice of around n, the threshold voltages can be significantly reduced in both display types.
  • 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.
  • the invention thus relates to the compounds of the formula I and the use of the compounds of the formula I as components of liquid-crystalline media, liquid-crystalline media containing at least one compound of the formula I and electro-optical displays which contain such media.
  • C n H 2n + 1 is a preferably straight-chain alkyl radical with preferably up to 3 C atoms.
  • X is preferably F, Cl, -CF 3 or -OCF 3 .
  • the 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 converted further into the compounds of the formula I.
  • 1,4-phenylene, 3,5-difluoro-1,4-phenylene or 3-fluoro-1,4-phenylene means can be prepared analogously to the above synthesis schemes, with a compound instead of the X, Y, Z-substituted bromobenzene
  • the higher homologues can be obtained by appropriately repeating this reaction sequence.
  • 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
  • the 1,4-phenylene groups in these compounds 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-, -Cyc-, -Phe-Phe-,
  • One of the radicals L and E is preferably 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 optionally one or more components selected from the compounds of the formulas 1, 2, 3, 4 and 5, in which the radicals L and E are selected from the group -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- and -G-C
  • R 'and R "in the compounds of partial formulas 1a, 2a, 3a, 4a and 5a each independently of one another denote alkyl, alkenyl, alkoxy, alkenyloxy or alkanoyloxy with up to 8
  • R 'and R are different from one another, one of these radicals usually being alkyl or alkenyl.
  • R has the meaning given for the compounds of the partial formulas 1a to 5a and is preferably alkyl or alkenyl.
  • R is particularly preferably selected from the group consisting of -F, Cl, CF 3 and -OCF 3.
  • R is particularly preferably selected from the group consisting of -F, Cl, CF 3 and -OCF 3.
  • Many such substances or mixtures thereof are commercially available, all of which can be obtained by methods known from the literature or by analogy.
  • the media according to the invention preferably also contain components from the group of compounds 1a, 2a, 3a, 4a and 5a (group 1), the media according to the invention preferably also contain components from the group of
  • 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 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. As a rule, the components are dissolved in one another, expediently 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.
  • Dyes for the production of colored guest-host systems or substances for changing the dielectric anisotropy, the viscosity and / or the orientation of the nematic phases are added.
  • K crystalline solid state
  • S smectic phase (the index indicates the phase type)
  • N nematic state
  • Ch cholesteric phase
  • I isotropic phase. The number between two symbols indicates the transition temperature in degrees Celsius.

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Description

Phenyicyclohexane und flüssigkristallines Medium
Die Erfindung betrifft neue Phenyicyclohexane der Formel I
CnH2n+1-Q-(CH2)r worin
Q CH-Hal oder C-Hal2, wobei Hai F oder Cl bedeutet, n 1 bis 5,
r 0 bis 6,
A eine Einfachbindung, C2H4- oder
,
X F, Cl, -CF3, -OCF3 oder -OCHF2 und
Y und Z jeweils unabhängig voneinander H oder F
bedeuten. In der DOS 33 32 692 sind die im folgenden genannten
Flüssigkristallverbindungen genannt:
4-(2-Fluorobutyl)-4'-cyanobiphenyl
4-(1-Fluoropenty1)-4'-cyanobiphenyl
4-(2-Fluoropentyl)-4'-cyanobiphenyl
4-(3-Fluoropentyl)-4'-cyanobiphenyl
4-(1-Fluoropentyl)-4''-cyano-p-terphenyl
4-(2-Fluoropropyl)-4''-cyano-p-terphenyl
1-(4-trans-(I-Fluoropentyl)-cyclohexyl)-4-cyanobcnzol
1-(4-trans-(2-Fluoropentyl)-cyclohexyl)-4-cyanobenzol
1-(4-trans-(3-Fluoropentyl)-cyclohexyl)-4-cyanobenzol
Die dort beschriebenen Verbindungen tragen jedoch einerseits nur ein Halogenatom in der Endgruppe und andererseits
Nitrilgruppen und stellen Flüssigkristalle mit stark positiver dielektrischer Anisotropie dar. Derartige Verbindungen werden nicht den hohen Anforderungen an den elektrischen Widerstand gerecht, wie sie beispielsweise für Anzeigen mit aktiver Matrix gefordert werden.
Die Verbindungen der Formel I können wie ähnliche, z.B. aus der DE-OS 26 36 684 bekannte Verbindungen als Komponenten flüssigkristalliner Medien verwendet werden, insbesondere für Anzeigen, die auf dem Prinzip der verdrillten Zelle beruhen. Die bisher für diesen Zweck eingesetzten Substanzen besitzen sämtliche gewisse Nachteile, beispielsweise zu hohe Schmelzpunkte, zu niedrige Klärpunkte, zu geringe Stabilität gegenüber der Einwirkung von Wärme, Licht oder elektrischen Feldern, zu niedriger elektrischer Widerstand, ungünstige elastische Eigenschaften, zu hohe Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung.
Insbesondere bei Anzeigen von Supertwisttyp (STN) mit
Verdrillungswinkeln von deutlich mehr als 220 °C oder bei Anzeigen mit aktiver Matrix weisen die bisher eingesetzten Materialien Nachteile auf.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, neue flüssigkristalline Verbindungen aufzufinden, die als Komponenten flüssigkristalliner Medien geeignet sind, insbesondere für nematische Medien mit positiver dielektrischer Anisotropie, und die die Nachteile der bekannten Verbindungen nicht oder nur in geringerem Maße zeigen. Diese Aufgabe wurde durch die Bereitstellung der neuen Verbindungen der Formel I gelöst.
Es wurde gefunden, daß die Verbindungen der Formel I vorzüglich als Komponenten flüssigkristalliner Medien geeignet sind. Insbesondere sind mit ihrer Hilfe flüssigkristalline Medien mit weiten nematischen Bereichen, hervorragender Nematogenität bis zu tiefen Temperaturen, hervorragender chemischer Stabilität, herausragenden elastischen Eigenschaften, ausgeprägtem bei positiver dielektrischer
Anisotropie, geringer Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung und/oder kleiner optischer Anisotropie erhältlich. Die neuen Verbindungen zeigen außerdem eine gute Löslichkeit für andere Komponenten derartiger Medien und hohe positive dielektrische Anisotropie bei gleichzeitig günstiger Viskosität.
Die Verbindungen der Formel I ermöglichen sowohl STN-Anzeigen mit sehr hoher Steilheit der elektrooptischen Kennlinie als auch Anzeigen mit aktiver Matrix mit hervorragender Langzeitstabilität. Durch geeignete Wahl von rund n lassen sich bei beiden Anzeigetypen die Schwellenspannungen deutlich erniedrigen.
Die Verbindungen der Formel I sind in reinem Zustand farblos und bilden flüssigkristalline Mesophasen in einem für die elektrooptische Verwendung günstig gelegenen Temperaturbereich.
Gegenstand der Erfindung sind somit die Verbindungen der Formel I sowie die Verwendung der Verbindungen der Formel I als Komponenten flüssigkristalliner Medien, flüssigkristalline Medien mit einem Gehalt an mindestens einer Verbindung der Formel I und elektrooptische Anzeigen, die derartige Medien enthalten.
Vor- und nachstehend haben r, n, A, X, Y und Z die angegebene Bedeutung, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes vermerkt ist. In den Verbindungen der Formel I sind die Alkylengruppen (CH2)r vorzugsweise geradkettig. Dementsprechend bedeuten sie vorzugsweise eine Einfachbindung (r = 0), Methylen, Ethylen, n-Propylen, n-Butylen, n-Pentylen oder n-Hexylen. r ist vorzugsweise 2 oder 4, ferner bevorzugt 3 oder 5.
CnH2n+1 ist ein vorzugsweise geradkettiger Alkylrest mit vorzugsweise bis zu 3 C-Atomen.
Der Rest ist vorzugsweise
X ist vorzugsweise F, Cl, -CF3 oder -OCF3.
Die Verbindungen der Formel I werden im übrigen nach an sich bekannten Methoden hergestellt, wie sie in der Literatur (z.B. in den Standardwerken wie Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart)
beschrieben sind, und zwar unter Reaktionsbedingungen, die für die genannten Umsetzungen bekannt und geeignet sind. Dabei kann man auch von an sich bekannten, hier nicht näher erwähnten Varianten Gebrauch machen. Die Ausgangsstoffe 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.
Zur Synthese der erfindungsgemäßen Verbindungen geeignete Vorstufen sind beispielsweise nach folgenden Syntheseschemata erhältlich:
Die aus dem entsprechenden Brombenzol-Derivat erhaltene
Grignard-Verbindung wird mit Chlortrialkylorthotitanat bzw. zirkonat nach WO 87/05599 zu dem tertiären Cyclohexanol- umgesetzt. Nach Abspaltung von Wasser, Hydrierung der Doppelbindung und Isomerisierung erhält man nach üblichen Methoden die trans-Cyclohexancarbonsäure. Die als Ausgangsstoffe verwendeten Brombenzolderivate sind zum Teil bekannt, zum Teil können sie ohne Schwierigkeiten nach Standardverfahren der organischen Chemie aus literaturbekannten Verbindungen hergestellt werden. Beispielsweise sind die OCF3- oder OCHF2-Verbindungen nach bekannten Verfahren aus den entsprechenden Phenolen bzw. die CF3- oder
CN-Verbindungen aus den entsprechenden Benzoesäuren
erhältlich. Verbindungen der Formel
oder auch entsprechende monofluorierte Verbindungen sind beispielsweise aus den bekannten Vorstufen mit X = H durch Lithiierung bei tiefen Temperaturen und anschließende
Umsetzung mit einem geeigneten Elektrophil erhältlich.
Die entsprechenden Cyclohexancarbonsäuren, worin A
1,4-Phenylen, 3,5-Difluor-1,4-phenylen oder 3-Fluor-1,4- phenylen bedeutet, sind analog obigem Syntheseschemata herstellbar, wobei anstelle des X,Y,Z-substituierten Brombenzols eine Verbindung
eingesetzt wird, die durch edelmetallkatalysierte Kopplungsreaktionen (E. Poetsch, Kontakte (Darmstadt) 1988 (2) S. 15) herstellbar ist.
Im folgenden Schema ist eine Synthese der zur Herstellung der Verbindungen mit A = trans-1,4-Cyclohexylen geeigneten Vorstufen angegeben:
Die höheren Homologen der Cyclohexancarbonsäuren (r = 1 bis 6) sind nach Routinemethoden aus den oben beschriebenen Cyclohexancarbonsäuren (r = 0) erhältlich:
Durch sinngemäße Wiederholung dieser Reaktionssequenz sind die höheren Homologen erhältlich.
Die in obigem ReaktionsSchema angegebene Homologisierung kann auch nach anderen, dem Fachmann bekannten, Standard- Verfahren erfolgen. Die oben beschriebenen Carbonsäuren werden nur nach Schema 4 in Ketone bzw. Alkohole übergeführt, aus denen nach Routinemethoden durch Halogenierungsreaktionen (z.B. PCl5, SF,-,
DAST) die Verbindungen der Formel I erhalten werden:
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
Biphenyle, Terphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylbenzoate, Cyclohexan-carbonsäurephenyl- oder cyclohexyl-ester, Phenyl- oder Cyclohexylester der Cyclohexylbenzoesäure, Phenyl- oder Cyclohexylester der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure, Cyclo hexylphenylester der Benzoesäure, der Cyclohexancarbonsäure, bzw. der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure, Phenyicyclohexane, Cyclohexylbiphenyle, Phenylcyclohexylcyclohexane, Cyclo- hexylcyclohexane, Cyclohexylcyclohexene, Cyclohexylcyclo hexylcyclohexene, 1,4-Bis-cyclohexylbenzole, 4,4'-Bis-cyclo hexylbiphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylpyrimidine, Phenyl- oder Cyclohexylpyridine, Phenyl- oder Cyclohexyldioxane, 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-cyclohexylphenylethane und Tolane.
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-CC-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-Pheny- len, Cyc trans-1,4-Cyclohexylen oder 1,4-Cyclohexenylen, Pyr Pyrimidin-2,5-diyl oder Pyridin-2,5-diyl, Dio 1,3-Di- oxan-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 Reste 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 gegebenenfalls eine oder mehrere Komponen- ten 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, -OCF3, F, Cl oder -NCS; R hat dabei die bei den Verbindungen der Teilformeln 1a bis 5a angegebene Bedeutung und ist vorzugsweise Alkyl oder Alkenyl. Besonders bevorzugt ist R" ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus -F, Cl, CF3 und -OCF3. 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, mp. = Schmelzpunkt, cp. = Klärpunkt. Vorund nachstehend bedeuten Prozentangaben Gewichtsprozent;
alle Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben. "Übliche Aufarbeitung" bedeutet: man gibt Wasser hinzu, extrahiert mit Methylenchlorid, trennt ab, trocknet die organische Phase, dampft ein und reinigt das Produkt durch Kristallisation und/oder Chromatographie.
Es bedeuten ferner:
K: Kristallin-fester Zustand, S: smektische Phase (der Index kennzeichnet den Phasentyp), N: nematischer Zustand, Ch: cholesterische Phase, I: isotrope Phase. Die zwischen zwei Symbolen stehende Zahl gibt die Umwandlungstemperatur in Grad Celsius an. DAST Diethylaminoschwefeltrifluorid
DCC Dicyclohexylcarbodiimid
DDQ Dichlordicyanobenzochinon
DIBALH Diisobutylaluminiumhydrid
DMSO Dimethylsülfoxid
KOT Kalium-tertiär-butanolat
THF Tetrahydrofuran
pTSOH p-Toluolsulfonsäure
Beispiel 1
H9C4-CF2 -OCF3
12,5 g 4-(trans-4-Valeroylcyclohexyl)-1-trifluormethoxy- benzol (hergestellt aus trans-4-(4-Trifluormethoxyphenyl)- cyclohexancarbonsäure durch Überführung in das entsprechende Nitril und anschließende Umsetzung mit Butylmagnesiumbromid) und 10 ml Diethylaminoschwefeltrifluorid (DAST) werden unter Rühren langsam auf 85° erwärmt. Man läßt drei Stunden bei dieser Temperatur reagieren, gibt nochmals 5 ml DAST hinzu und rührt weitere 18 Stunden bei 85°.
Nach dem Abkühlen verdünnt man mit Dichlormethan und hydrolysiert unter Eiskühlung vorsichtig mit Wasser. Die organische Phase wird abgetrennt, mit Natriumhydrogencarboant- lösung und Wasser neutral gewaschen und das Lösungsmittel abdestilliert. Chromatographische Aufreinigung ergibt 6,5 g 4-[trans-4-(1,1-Difluorpentyl)-cyclohexyl]-trifluormethoxy- benzol.
Beispiel 2 H9C4-CHF- -OCF3
Eine Lösung von trans-1-p-Trifluormethoxyphenyl-4-(1- hydroxypentyl)-cyclohexan [hergestellt nach Schema 4] in 150 ml Methylenchlorid wird mit 0,2 mol DAST versetzt und wie in Beispiel 1 beschrieben weiterbearbeitet. Man erhält trans-1-p-Trifluormethoxyphenyl-4-(1-fluorpentyl)-cyclohexan. Beispiel 3
H 7C3-CF2-CH2- -OCF3
Analog wird aus 1-[trans-4-(4-Trifluormethoxyρhenyl)-cyclohexyl]-pentan-2-on (hergestellt aus trans-4-(4-Trifluormethoxyphenyl)-cyclohexancarbonsäure durch Reduktion mit Lithiumalanat zum Carbinol, Überführung in das Tosylat, Umsetzung desselben mit Natriumcyanid zum Nitril und anschließende Grignardreaktion mit Propylmagnesiumbromid)
4-[trans-4-(2,2-Difluorpentyl)-cyclohexyl]-trifluormethoxy- benzol erhalten.
Beispiel 5
H5C2-CF2- C2H4
Analog Beispiel 1 erhält man aus 1-[trans-4-(3,4,5-Trifluorphenyl)-cyclophenyl]-pentan-3-on (hergestellt aus trans-4-(3,4,5-Trifluorphenyl)-cyclohexancarbonsäure durch Lithiumalanatreduktion zum Alkohol, Überführung in das Tosylat und Malonestersynthese mit anschließender Verseifung und Decarboxylierung zur um zwei Kohlenstoffatome verlängerten Carbonsäure, deren Überführung in das Nitril und Umsetzung mit Ethylmagnesiumiodid) 5-[trans-4-(3,3-Difluorpentyl)-cyclohexyl]-1,2,3-trifluorbenzol. Beispiel 6
H5C2-CHF-C2H4
Analog Beispiel 3 erhält man aus 1-[trans-4-(3,4,5-Trifluorphenyl)-cyclohexyl]-pentan-3-on nach Reduktion mit Natrium- boranat und Umsetzung mit DAST 5-[trans-4-(3-Fluorpentyl)- cyclohexyl]-1,2,3-trifluorbenzol.
Analog erhält man aus den entsprechenden Ausgangsverbindungen die folgenden erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel

Claims

Patentansprüche 1. Phenyicyclohexane der Formel I
worin Q CH-Hal oder C-Hal2, wobei Hai F oder Cl bedeutet, n 1 bis 5, r 0 bis 6, A eine Einfachbindung, C2H4- oder
X F, Cl, -CF3, -OCF3 oder -OCHF2 und
Y und Z jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten.
2. Verwendung der Phenyicyclohexane der Formel I nach
Anspruch 1 als Komponenten flüssigkristalliner Medien für elektrooptische Anzeigen.
3. Flüssigkristallines Medium für elektrooptische Anzeigen mit mindestens zwei flüssigkristallinen Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Komponente ein Phenylcyclohexan der Formel I nach Anspruch 1 ist.
4. Elektrooptische Anzeige auf der Basis einer Flüssigkristallzelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallzelle ein Medium nach Anspruch 3 enthält.
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