DE2836086A1 - DIESTER TYPE LIQUID CRYSTALS AND ELECTRO-OPTICAL DEVICE CONTAINING SUCH - Google Patents
DIESTER TYPE LIQUID CRYSTALS AND ELECTRO-OPTICAL DEVICE CONTAINING SUCHInfo
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Description
THOMSON - CSF 17. August 1978THOMSON - CSF August 17, 1978
173t Bd. Haussmann
75008 Paris / Frankreich 173t vol. Haussmann
75008 Paris / France
Flüssige Kristalle vom Diestertyp und solche enthaltende elektro-optische VorrichtungDiester type liquid crystals and electro-optical devices containing the same
Die Erfindung betrifft eine Gruppe von flüssigen Kristallen vom "Dlester"-Typ, die aus organischen Verbindungen mit drei durch - C 0 0 - Gruppen verbundenen Benzolkernen bestehen. Die reinen Verbindungen, die Gemische dieser Verbindungen miteinander oder mit anderen flüssigen Kristallen sowie die Synthese dieser organischen Verbindungen, sowie die unter Verwendung solcher flüssiger Kristalle betriebenen elektro-optischen Vorrichtungen bilden die Erfindung.The invention relates to a group of liquid crystals of the "Dlester" type, which are composed of organic compounds with three benzene nuclei connected by - C 0 0 - groups. The pure compounds, the mixtures of these compounds with each other or with other liquid crystals as well as the synthesis of these organic compounds, as well the electro-optical devices operated using such liquid crystals form the invention.
Die meisten organischen Verbindungen dieser Gruppe besitzen mindestens eine nematische mesomorphe Phase. Außerdem besitzen bestimmte Verbindungen außer einer nematischen mesomorphen Phase eine oder mehrere smektische mesomorphe Phasen. In.ihrer mesomorphen Phase besitzen gewisse Verbindungen eine hohe negative dielektrische Anisotropie.Most of the organic compounds in this group have at least one nematic mesomorphic phase. Also own certain compounds have one or more smectic mesomorphic phases in addition to a nematic mesomorphic phase. In their mesomorphic phase, certain compounds have a high negative dielectric anisotropy.
Dr.Ha/MaDr Ha / Ma
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28360362836036
Die erfindungsgemäßen organischen Verbindungen entsprechen der allgemeinen chemischen Formel:The organic compounds according to the invention correspond to the general chemical formula:
(1)(1)
R2 ^ Cm H2m+1' worin m eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist. R 2 ^ C m H 2m + 1 ' where m is an integer from 1 to 10.
Das Paar (X, Y) kann sein?The pair (X, Y) can be?
(H,B*O> H = ein Wasserstoffatom und Br = ein Bromatom; (H,CN), H = ein Wasserstoffatom und CN = die Cyanidgruppe; (Br,Cl), Br = ein Bromatom und Cl = ein Chloratom; (CN,Cl), CN = die Cyanidgruppe und Cl = ein Chloratom; (Br,CN), Br = ein Bromatom und CN = die Cyanidgruppe.(H, B * O> H = a hydrogen atom and Br = a bromine atom; (H, CN), H = a hydrogen atom and CN = the cyanide group; (Br, Cl), Br = a bromine atom and Cl = a chlorine atom; (CN, Cl), CN = the cyanide group and Cl = a chlorine atom; (Br, CN), Br = a bromine atom and CN = the cyanide group.
Die so definierten Glieder dieser Gruppe werden wie folgt bezeichnet:The so defined members of this group are as follows designated:
- (n-Alkoxy-4-benzoyloxy)-4-brom=3-benzoat von n-Alkyl-4-benzol, wenn R1 die Alkoxygruppe Cn H2n+1 0, X Wasserstoff und Y Brom ist.- (n-Alkoxy-4-benzoyloxy) -4-bromo = 3-benzoate of n-alkyl-4-benzene when R 1 is the alkoxy group C n H 2n + 1 0, X is hydrogen and Y is bromine.
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28360SS28360SS
(n-Alklyl-4-benzoyloxy)-4-brom-3-benzoat von n-Alkyl-4-benzol, wenn R1 die Alkylgruppe C H2n+1' X Wasserstoff und Y Brom ist.(n-Alklyl-4-benzoyloxy) -4-bromo-3-benzoate of n-alkyl-4-benzene when R 1 is the alkyl group C H 2n + 1 ' X is hydrogen and Y is bromine.
(n-Alkoxy-4-benzoyloxy)-4-cyano~3-benzoat von n-Alkyl-4-benzol, wenn R1 die Alkoxygruppe Cn H2n+1 0, X Wasse stoff und Y die Cyanidgruppe ist.(n-Alkoxy-4-benzoyloxy) -4-cyano ~ 3-benzoate of n-alkyl-4-benzene when R 1 is the alkoxy group C n H 2n + 1 0, X is hydrogen and Y is the cyanide group.
(n-Alkyl-4-benzoyloxy)-4-cyano-3-benzoat von n-Alkyl-4-benzol,
wenn R1 die Alkylgr
und Y die Cyanidgruppe ist.(n-alkyl-4-benzoyloxy) -4-cyano-3-benzoate of n-alkyl-4-benzene when R 1 is the alkyl group
and Y is the cyanide group.
benzol, wenn R1 die Alkylgruppe Cn Hpn+1, X Wasserstoffbenzene, when R 1 is the alkyl group C n Hp n + 1 , X is hydrogen
(Brom-3-n-alkoxy-4-benzoyloxy)-4-chlor-3-benzoat von n-Alkyl-4-benzol, wenn R1 die Alkoxygruppe C Hpn+1 0, X Brom und Y Chlor ist.(Bromo-3-n-alkoxy-4-benzoyloxy) -4-chloro-3-benzoate of n-alkyl-4-benzene when R 1 is the alkoxy group C Hp n + 1 0, X is bromine and Y is chlorine.
(Brom-3-n-alkyl-4-ben2oyloxy)-4-chlor-3-benzoat von n-Alkyl-4-benzol, wenn R1 die Alkylgruppe Cn H2n+1, X Brom und Y Chlor ist.(Bromo-3-n-alkyl-4-ben2oyloxy) -4-chloro-3-benzoate of n-alkyl-4-benzene when R 1 is the alkyl group C n H 2n + 1 , X is bromine and Y is chlorine.
(Cyano-3-n-alkoxy-4-benzoyloxy)-4-chlor-3-benzoat von n-Alkyl-4-benzol, wenn R1 eine Alkoxygruppe, X die Cyanidgruppe und Y Chlor ist.(Cyano-3-n-alkoxy-4-benzoyloxy) -4-chloro-3-benzoate of n-alkyl-4-benzene when R 1 is an alkoxy group, X is the cyanide group and Y is chlorine.
(Cyano-3-n-alkyl-4-benzoyloxy)-4-chlor-3-benzoat von n-Alkyl-4-benzol, wenn R1 eine Alkylgruppe, X die Cyanidgruppe und Y Chlor ist.(Cyano-3-n-alkyl-4-benzoyloxy) -4-chloro-3-benzoate of n-alkyl-4-benzene when R 1 is an alkyl group, X is the cyanide group and Y is chlorine.
(Brom-3-n-alkoxy-4-benzoyloxy)-4-cyano-3-benzoat von n-Alkyl-4-benzol, wenn R1 eine Alkoxygruppe, X Brom und Y die Cyanidgruppe ist.(Bromo-3-n-alkoxy-4-benzoyloxy) -4-cyano-3-benzoate of n-alkyl-4-benzene when R 1 is an alkoxy group, X is bromine and Y is the cyanide group.
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- (Brom-3-n-alkyl-4-benzoyloxy)-4-cyano-3-benzoat von n-Alkyl-4-benzol, wenn R1 eine Alkylgruppe, X Brom und Y die Cyanidgruppe ist.- (Bromo-3-n-alkyl-4-benzoyloxy) -4-cyano-3-benzoate of n-alkyl-4-benzene when R 1 is an alkyl group, X is bromine and Y is the cyanide group.
Nachstehend wird das allgemeine Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Gruppe beschrieben, worauf einige charakteristische Verfahrensstufen näher erläutert werden:The following describes the general procedure for preparing the compounds of the group, followed by some characteristic process steps are explained in more detail:
Erster Fall: X=H. Die Formel (1) lautet dann: First case: X = H. The formula (1) is then:
OY O Rl * (I} - C - O - (Ö) - Q/r - O - (θ} - R2 (2)OY O R l * (I} - C - O - (Ö) - Q / r - O - (θ} - R 2 (2)
Das Verfahren umfaßt dann die folgenden Stufen: Stufe (a): The process then comprises the following stages: Stage (a):
Man läßt Brom in wäßrigem Milieu auf p-Hydroxybenzoesäure einwirken:Bromine is allowed to act on p-hydroxybenzoic acid in an aqueous medium:
0 n„ Br ° 0 n "Br °
Wasser — \Water - \
OHOH
Man erhält dabei die Hydroxy-4-brom-3-benzoesäure.Hydroxy-4-bromo-3-benzoic acid is obtained.
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Stufe (b)tStage (b) t
Man führt zwischen einem Alkylphenol und der Hydroxy-4-brom-3-benzoesäure von Stufe (a) eine Veresterungsreaktion durch:One leads between an alkylphenol and hydroxy-4-bromo-3-benzoic acid of stage (a) an esterification reaction by:
// ._ Toluol// ._ toluene
'- C + HO-(O)- R2 H0 -<°>- C' - ° -<°>- R' OH ^ H j) )'- C + HO- (O) - R 2 H0 - <°> - C ' - ° - <°> - R 'OH ^ H j))
Man erhält so das Hydroxy-4-brom-3-benzoat von p-Alkylbenzol. The hydroxy 4-bromo-3-benzoate of p-alkylbenzene is obtained in this way.
Stufe (c);Stage (c);
Man läßt Cuprocyanid in Dimethylformamid auf das Hydroxy-4-brom-3-benzoat von p-Alky!benzol einwirken:Cuprocyanide is left on the hydroxy-4-bromo-3-benzoate in dimethylformamide act of p-Alky! benzene:
W / ^ CN C / HO - ^O) -C -0-^O)-R2 * HO-(O)-C - 0 - (θ) -W / ^ CN C / HO - ^ O) -C -0- ^ O) -R 2 * HO- (O) -C - 0 - (θ) -
Dabei erhält man das Hydroxy-4-cyano-3-benzoat von p-Alkyl benzol.This gives the hydroxy-4-cyano-3-benzoate of p-alkyl benzene.
Endstufe:Output stage:
1) Wenn Y = Br1) If Y = Br
Man läßt das in Stufe (b) erhaltene Produkt mit p-Alkoxybenzoylchlorid oder p-Alkylbenzoylchlorid reagieren:The product obtained in step (b) is left with p-alkoxybenzoyl chloride or p-alkylbenzoyl chloride react:
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BrBr
O iO i
+ HO-{o>-<i-O-<o)-R+ HO- {o> - <i-O- <o) -R
'- C-O-(O)- C-O -<0>- R,'- C-O- (O) - C-O - <0> - R,
Dabei erhält man das (η-Alkoxy- oder n-Alkyl-4-benzoyloxy)-4-brom-3-benzoat von n-Alkyl-4-benzol.This gives (η-alkoxy- or n-alkyl-4-benzoyloxy) -4-bromo-3-benzoate of n-alkyl-4-benzene.
2) Wenn Y = CN2) If Y = CN
Man läßt das in Stufe (c) erhaltene Produkt mit p-Alkoxybenzoylchlorid oder p-Alkylbenzoylchlorid reagieren.The product obtained in step (c) is left with p-alkoxybenzoyl chloride or p-alkylbenzoyl chloride react.
"Λ"Λ
H0-<5>-c-0-®-H0- <5> -c-0-®-
B1-B 1 -
Dabei erhält man (η-Alkoxy- oder n-Alkyl-4-benzoyloxy)-4-cyano-3-benzoat von n-Alkyl-4-benzol.This gives (η-alkoxy- or n-alkyl-4-benzoyloxy) -4-cyano-3-benzoate of n-alkyl-4-benzene.
Zweiter Fall; X = Br und Y = Cl; Second case; X = Br and Y = Cl;
das Verfahren umfaßt dann die folgenden Stufen:the process then comprises the following stages:
Stufe (d):Stage (d):
Man läßt auf die p-Alkoxy- oder p-Alkylbenzoesäure Brom einwirkenBromine is allowed to react with the p-alkoxy or p-alkylbenzoic acid act
£> Br £> Br
.0.0
R1-(O)-C > R1 - <0> "R 1 - (O) -C> R 1 - <0>"
OHOH
OHOH
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1) Wenn R1 eine Alkoxygruppe ist, wird die Reaktion in wäßrigem Milieu durchgeführt;1) When R 1 is an alkoxy group, the reaction is carried out in an aqueous medium;
2) wenn R1 eine Alkylgruppe ist, wird die Reaktion in Anwesenheit von Silbernitrat in salpetersaurem Milieu durchgeführt;2) when R 1 is an alkyl group, the reaction is carried out in the presence of silver nitrate in a nitric acid medium;
Stufe (e);Stage (s);
Man läßt auf das Produkt von Stufe (d) S O Cl2 einwirken!The product from stage (d) is allowed to act with SO Cl 2 !
BiBi
O SO ClO SO Cl
Br .0 Br .0
OHOH
ClCl
Stufe (f):Stage (f):
Man läßt Hydroxy-4~chlor-3-benzoesäure mit p-Alkylphenol reagieren:Hydroxy-4-chloro-3-benzoic acid is left with p-alkylphenol react:
Cl
HO-ZbV-C' + HO Cl
HO-ZbV-C '+ HO
ClCl
-0--0-
Toluoltoluene
HO-< 0 }- C-0-<0HO- <0} - C-0- <0
Stufe (g):Stage (g):
Man läßt in Pyridin das Produkt von Stufe (e) mit dem Produkt von Stufe (f) reagieren:The product of step (e) is left in pyridine with the React product of stage (f):
ClCl
Br O Cl OBr O Cl O
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Dritter Fall; X = CN und Y = Cl Third case; X = CN and Y = Cl
Die vorstehend für den zweiten Fall beschriebenen Stufen (d) bis (g) werden durchgeführt.The steps (d) to (g) described above for the second case are carried out.
Anschließend an diese Stufen läßt man das erhaltene Produkt mit Cuprocyanid in Dimethylformamid reagieren:Following these steps, the product obtained is allowed to react with cuprocyanide in dimethylformamide:
B.B.
- C-O-iO>-C-O-(O>-- C-O-iO> -C-O- (O> -
Vierter Fall; X = Br und Y = CN Fourth case; X = Br and Y = CN
Die vorstehend für den ersten Fall beschriebenen Reaktionen (a) bis (c) werden einmal durchgeführt und zum andern werden die Stufen (d) und (e), wie sie für den zweiten Fall beschrieben sind, durchgeführt»The reactions (a) to (c) described above for the first case are carried out once and for on the other hand, steps (d) and (e), as described for the second case, are carried out »
Anschließend läßt man das in der Stufe (e) erhaltene Produkt mit dem in der Stufe (c) erhaltenen Produkt reagieren:The product obtained in step (e) is then left with the product obtained in step (c) react:
0
// 0
//
CNCN
+ HO-<O)-C-O-<O>-Rr + HO- <O) -CO- <O> -R r
PyridinPyridine
0 CN 0>-C-0-/00 CN 0> -C-0- / 0
— R.-- R.-
ClCl
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Erstes Beispiel; X=H First example; X = H
Stufe (a)tStage (a) t
Synthese der Hydroxy-^-brom-^-benzoesäure.Synthesis of the hydroxy - ^ - bromo - ^ - benzoic acid.
In 300 ecm enthärtetem Wasser suspendiert man 41,4 g (0,3 Mol) p-Hydroxybenzoesäure. Man erwärmt die Lösung auf eine Temperatur zwischen 50 und 55°C und gibt innerhalb 3 Stunden 52,8 g (0,33 Mol) Brom zu. Dann läßt man die Lösung abkühlen, worauf man den suspendierten Feststoff abfiltriert. Man kristallisiert ihn aus 2/3 Äthanol 1/3 enthärtetem Wasser um.41.4 g are suspended in 300 ecm of softened water (0.3 mole) p-hydroxybenzoic acid. The solution is heated to a temperature between 50 and 55 ° C and is within Add 52.8 g (0.33 mol) of bromine over 3 hours. Then the solution is allowed to cool, whereupon the suspended solid filtered off. It is recrystallized from 2/3 ethanol 1/3 softened water.
Das erhaltene Produkt sublimiert ab 1500C.The product obtained sublimes from 150 ° C.
Zweites Beispiel: X=H, R2 = Pentyl Second example: X = H, R 2 = pentyl
Stufe (b)tStage (b) t
Synthese des Hydroxy-4-brom-3-benzoats von p-Pentylbenzol.Synthesis of the hydroxy 4-bromo-3-benzoate from p-pentylbenzene.
Zu 500 ecm Toluol gibt man 21,7 g (0,1 Mol) Hydroxy-4-brom-3-benzoesäure, 18 g (0,11 Mol) p-Pentylphenol, 0,3 g Borsäure und 0,5 g konzentrierte Schwefelsäure. Man bringt die Lösung zum Rückfluß unter Abziehen des gebildeten Wassers. Dann läßt man die Reaktion 120 Stunden vor sich gehen, worauf man das Toluol abdestilliert. Dabei wird ein brauner Feststoff erhalten, den man mit Petroläther auswäscht. Das Rohprodukt wird chromatographisch an einer21.7 g (0.1 mol) of hydroxy-4-bromo-3-benzoic acid are added to 500 ecm of toluene, 18 g (0.11 mole) p-pentylphenol, 0.3 g boric acid and 0.5 g concentrated sulfuric acid. One brings the solution to reflux with removal of the water formed. The reaction is then allowed to proceed for 120 hours go, whereupon the toluene is distilled off. A brown solid is obtained, which is washed out with petroleum ether. The crude product is chromatographed on a
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" 16 " 2836036" 16 " 2836036
Kieselsäuresäule unter Eluierung mit Benzol gereinigt und dann aus Benzol umkristallisiert.Purified silica column eluting with benzene and then recrystallized from benzene.
Man erhält 19»7 g reines Produkt mit einem Schmelzpunkt von 1530C19 »7 g of pure product with a melting point of 153 ° C. are obtained
Drittes Beispiel; X=H, R2 = Pentyl Third example; X = H, R 2 = pentyl
Stufe (c);Stage (c);
Synthese des Hydroxy-4-cyano-3-benzoats von p-Pentylbenzol.Synthesis of the hydroxy-4-cyano-3-benzoate from p-pentylbenzene.
Zu 30 ecm Dimethylformamid gibt man 7,26 g (0,02 Mol) Hydroxy-4-brom-3-benzoat von p-Pentylbenzol und 2,5 g (0,028 Mol) Cuprocyanid. Man hält 6 Stunden am Rückfluß, worauf man abkühlt. Die Lösung wird in ein Gemisch aus 4 ecm Äthylendiamin in 200 ecm enthärtetem Wasser gegossen. Man rührt eine halbe Stunde, worauf man tropfenweise und immer unter Rühren 5 normale Salzsäure zugibt, bis die Lösung einen pH-Wert von 6 erreicht hat. Das Produkt fällt aus und wird mit Äther extrahiert. Das erhaltene Rohprodukt wird zweimal in Benzol umkristallisiert.To 30 ecm of dimethylformamide are added 7.26 g (0.02 mol) Hydroxy 4-bromo-3-benzoate of p-pentylbenzene and 2.5 g (0.028 mole) cuprocyanide. It is refluxed for 6 hours, what to cool down on. The solution is poured into a mixture of 4 ecm ethylenediamine in 200 ecm softened water. The mixture is stirred for half an hour, whereupon 5 normal hydrochloric acid is added dropwise and always with stirring until the Solution has reached a pH of 6. The product precipitates and is extracted with ether. The crude product obtained is recrystallized twice from benzene.
Dabei erhält man 3 g reines Produkt mit einem Schmelzpunkt von 1680C.This gives 3 g of pure product with a melting point of 168 ° C.
Viertes Beispiel: X=H, R2 = Pentyl Endstufe mit X = CN: Fourth example: X = H, R 2 = pentyl final stage with X = CN:
Synthese des (n-0ctyloxy-4-benzoyloxy)-4-cyano-3-benzoats von p-Pentylbenzol.Synthesis of the (n-octyloxy-4-benzoyloxy) -4-cyano-3-benzoate of p-pentylbenzene.
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In 5 ecm Pyridin löst man 0,62 g (2.10~' MoI) Hydroxy-4-cyano-3-benzoat von p-Pentylbenzol. Anschließend gibt man 0,54 g (2.1O--5 MoI) p-Octyloxybenzoylchlorid zu. Man rührt 4 Stunden bei Umgebungstemperatur, worauf man die Lösung in ein Gemisch aus 20 g Eis und 2 ecm konzentrierter Schwefelsäure gießt. Man rührt weitere 3 Stunden, worauf man die Lösung mit Benzol extrahiert. Das so erhaltene Rohprodukt wird chromatographisch an einer Kieselsäuresäule gereinigt und dann aus Äthanol umkristallisiert. Dabei erhält man 0,85 g reines Produkt.0.62 g (2.10% mol) of hydroxy-4-cyano-3-benzoate of p-pentylbenzene are dissolved in 5 ecm of pyridine. Then 0.54 g (2.1O - - 5 mol) of p-octyloxybenzoyl chloride are added. The mixture is stirred for 4 hours at ambient temperature, after which the solution is poured into a mixture of 20 g of ice and 2 ml of concentrated sulfuric acid. The mixture is stirred for a further 3 hours, after which the solution is extracted with benzene. The crude product obtained in this way is purified by chromatography on a silica column and then recrystallized from ethanol. This gives 0.85 g of pure product.
Fünftes Beispiel: X = Br, R1 = Octyloxy Fifth example: X = Br, R 1 = octyloxy
Stufe (d):Stage (d):
Synthese der Octyloxy-4-brom-3-benzoesäure.Synthesis of octyloxy-4-bromo-3-benzoic acid.
In 180 ecm enthärtetem Wasser suspendiert man 37»5 g (0,15 Mol) p-Octyloxybenzoesäure. Man erwärmt das Reaktionsgemisch auf eine Temperatur zwischen 50 und 550C und versetzt bei dieser Temperatur mit 8,7 ecm (0,17 Mol) Brom innerhalb 7 Stunden und 30 Minuten. Das Produkt wird dann abfiltriert, mit enthärtetem Wasser gewaschen und aus Äthanol umkristallisiert. Dabei erhält man 37»9 g reinen Stoff.37.5 g (0.15 mol) of p-octyloxybenzoic acid are suspended in 180 ml of softened water. Heating the reaction mixture to a temperature between 50 and 55 0 C and treated at this temperature with 8.7 cc (0.17 mol) of bromine within 7 hours and 30 minutes. The product is then filtered off, washed with softened water and recrystallized from ethanol. This gives 37 »9 g of pure substance.
Sechstes Beispiel; X = Br, R>| = Octyl Sixth example; X = Br, R> | = Octyl
Stufe (d):Stage (d):
Synthese der 0ctyl-4-brom-3-benzoesäure.Synthesis of octyl-4-bromo-3-benzoic acid.
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In ein Gemisch aus 15 ecm enthärtetem Wasser, 20 ecm Salpetersäure und 90 ecm Essigsäure, dessen Temperatur 25°C beträgt, gibt man 7 g (0,03 Mol) p-Octylbenzoesäure und 6,4 g (0,04 Mol) Brom. Dann gibt man während einer halben Stunde eine Lösung von 5»1 g (0,03 Mol) Silbernitrat in 15 ecm enthärtetem Wasser zu. Die Lösung wird 3 Stunden und 30 Minuten gerührt, worauf man den suspendierten Feststoff abfiltriert und mit enthärtetem Wasser bis zur Neutralität der Waschwässer auswäscht. Die Säure wird in Äthanol gelöst und die Lösung wird in der Wärme mit Pflanzenkohle entfärbt. Das nach Abdestillation des Äthanols erhaltene Rohprodukt wird in einem Gemisch aus 75 % Äthanol und 25 % Wasser umkristallisiert.7 g (0.03 mol) of p-octylbenzoic acid and 6.4 g (0.04 mol) of bromine are added to a mixture of 15 ecm of softened water, 20 ecm of nitric acid and 90 ecm of acetic acid, the temperature of which is 25 ° C. A solution of 5 »1 g (0.03 mol) of silver nitrate in 15 ecm of softened water is then added over the course of half an hour. The solution is stirred for 3 hours and 30 minutes, after which the suspended solid is filtered off and washed with softened water until the wash water is neutral. The acid is dissolved in ethanol and the solution is decolorized in the heat with biochar. The crude product obtained after distilling off the ethanol is recrystallized from a mixture of 75% ethanol and 25 % water.
Man erhält dabei 5,1 g reinen Stoff»This gives 5.1 g of pure substance »
Siebtes Beispiel; Y = Cl, R2 = Pentyl Seventh example; Y = Cl, R 2 = pentyl
Stufe (f):Stage (f):
Synthese des Hydroxy~4-chlor-3-benzoats von p-Pentylbenzol.Synthesis of the hydroxy ~ 4-chloro-3-benzoate from p-pentylbenzene.
Zu 600 ecm Toluol gibt man 17,25 g (0,1 Mol) Hydroxy-4-chlor-3-benzoesäure, 18 g (0,11 Mol) p-Pentylphenol, 0,5 g konzentrierte Schwefelsäure und 0,3 g Borsäure. Man hält 100 Stunden am Rückfluß, wobei man das während der Reaktion gebildete Wasser abzieht. Das Toluol wird dann abdestilliert und man erhält einen braunen Feststoff, den man in 700 ecm eines Gemische aus 79 % Hexan - 20 % Benzol - 1 % Äthanol löst. Die Lösung wird in der Wärme mit Pflanzenkohle entfärbt und dann heiß filtriert» Das Produkt kristallisiert aus.17.25 g (0.1 mol) of hydroxy-4-chloro-3-benzoic acid, 18 g (0.11 mol) of p-pentylphenol, 0.5 g of concentrated sulfuric acid and 0.3 g of boric acid are added to 600 ecm of toluene . The mixture is refluxed for 100 hours, the water formed during the reaction being drawn off. The toluene is then distilled off and a brown solid is obtained which is dissolved in 700 ecm of a mixture of 79 % hexane - 20 % benzene - 1 % ethanol. The solution is decolorized in the warm with biochar and then filtered while hot »The product crystallizes out.
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Dabei erhält man 16 g reinen Stoff mit einem Schmelzpunkt von 1360C.This gives 16 g of pure substance with a melting point of 136 ° C.
Achtes Beispiel; X = CN, Y = Cl, R1 = Octyloxy, R2 = Pentyl Eighth example; X = CN, Y = Cl, R 1 = octyloxy, R 2 = pentyl
Synthese des (Cyano-3-n-octyloxy-4-benzoyloxy)-4-chlor-3-benzoats von p-Penty!benzol.Synthesis of (cyano-3-n-octyloxy-4-benzoyloxy) -4-chloro-3-benzoate from p-Penty! benzene.
Man gibt zu 7 ecm Dimethylformamid 2,1 g (3.10 Mol) (Brom-3-n-octyloxy-4-benzoyloxy)-4-chlor-3-benzoat von p-Pentylbenzol und 0,31 g (3,4.10 Mol) Cuprocyanid. Man hält 1 Stunde und 15 Minuten am Rückfluß, worauf man abkühlen läßt und das Produkt in ein Gemisch aus 40 ecm enthärtetem Wasser und 3,3 ecm Äthylendiamin eingießt. Die Lösung wird mit Äther extrahiert. Das erhaltene Rohprodukt wird chromatographisch an einer Kieselsäuresäule gereinigt und aus Äthanol umkristallisiert.Add 2.1 g (3.10 mol) of dimethylformamide to 7 ecm (Bromo 3-n-octyloxy-4-benzoyloxy) -4-chloro-3-benzoate of p-pentylbenzene and 0.31 g (3.4.10 moles) cuprocyanide. Man reflux for 1 hour and 15 minutes, followed by cooling and the product is poured into a mixture of 40 ecm softened water and 3.3 ecm ethylenediamine. the Solution is extracted with ether. The crude product obtained is purified by chromatography on a silica column and recrystallized from ethanol.
Dabei erhält man 0,3 g reinen Stoff mit einem Schmelzpunkt von 130°C.This gives 0.3 g of pure substance with a melting point of 130 ° C.
Ergebnisse von an erfindungsgemäßen Verbindungen durchgeführten Messungen. Results of measurements carried out on compounds according to the invention.
In der nachstehenden Tabelle sind die Temperaturbereiche einiger erfindungsgemäßer Verbindungen für die wie folgt bezeichneten Phasen angegeben:In the table below, the temperature ranges of some of the compounds of the present invention are as follows indicated phases:
K = feste kristalline Phase;K = solid crystalline phase;
N = nematische Phase;N = nematic phase;
I = isotrope Phase;I = isotropic phase;
Sc = smektische Phase vom Typ C.S c = smectic phase of type C.
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zeichenReference
sign
Oy- C-O-(O7 - \ "/ -
Oy- CO- (O 7
in 0CTemperature range
in 0 C
K-C-O-(O )- CK-C-O- (O) -C
■ o -(T)-
BrBr
■ o - (T) -
Br
C-O-(Oj0 Br
CO- (Oj
)- c-o-() - c-o- (
C-O-^O)0 C ^ N
CO- ^ O)
It \It \
(T)- c-0-ζο^- c(T) - c-0-ζο ^ - c
0 V- C-O-(O —Ν / ->
0 V- CO- (O
IfIf
DD.
P> c-o-<@ ' - "V J A
P> co - <@
Λ f/
0 0
Λ f /
0
// /-.
c-o -(T)-
0 0
// / -.
co - (T) -
0
**
C-O -(O)-^ ^,
CO - (O) -
3 -(O3 - (O
Diese Stoffe zeigen alle das sehr interessante Phänomen einer dielektrischen Isotropie bei sehr niedriger Frequenz.These substances all show the very interesting phenomenon of dielectric isotropy at a very low frequency.
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Zum Beispiel der mit "A" bezeichnete Stoff: Seine dielektrische Anisotropie ea wurde bei verschiedenen Frequenzen und verschiedenen Temperaturen gemessen. Das magnetische Orientierungsfeld betrug 10 000 Oe.For example the substance labeled "A": Its dielectric anisotropy e a was measured at different frequencies and different temperatures. The orientation magnetic field was 10,000 Oe.
Die nachstehende Tabelle gibt die Werte der Dielektrizitätskonstanten parallel, t,,, und senkrecht, ε . , sowie die Anisotropie, die daraus resultiert, ea = zii - £_l» bei zwei extremen Meßfrequenzen N = 1 kHz und N = 1 MHz und für vier Temperaturen.The table below gives the values of the dielectric constants parallel, t, ,, and perpendicular, ε. , as well as the anisotropy that results from it, e a = zii - £ _l »at two extreme measuring frequencies N = 1 kHz and N = 1 MHz and for four temperatures.
Für jede Temperatur ist eine Frequenz NQ angegeben, die sogenannte "dielektrische Isotropie", welche einer Anisotropie ea von Null ( ε// = e ι ) entspricht.A frequency N Q is specified for each temperature, the so-called “dielectric isotropy”, which corresponds to an anisotropy e a of zero ( ε // = e ι).
in 0Ctemperature
in 0 C
3,14.9
3.1
-50
-
1 MHz1 kHz
1 MHz
3,04.55
3.0
4,14.1
4.1
- i,o+ 0.8
- i, o
1 MHz1 kHz
1 MHz
2,94.3
2.9
3,853.85
3.85
- 0,85+ 0.7
- 0.85
1 MHz1 kHz
1 MHz
2,854.1
2.85
3,753.75
3.75
- 0,85+ 0.55
- 0.85
1 MHz1 kHz
1 MHz
3,63.6
3.6
- 0,75+ 0.5
- 0.75
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Der Stoff ist somit bei niedriger Frequenz positiv und bei hoher Frequenz negativ.The substance is therefore positive at low frequency and negative at high frequency.
Das eutektische Gemisch der drei Verbindungen "A", MH" und "I" ist von 35 bis 105°C nematisch. Seine Zusammensetzung beträgt:The eutectic mixture of the three compounds "A", M H "and" I "is nematic from 35 to 105 ° C. Its composition is:
Stoff "A": Stoff "H": Stoff "I":Fabric "A": Fabric "H": Fabric "I":
28 MoI-Ji 36 MoI-Ji 36 MoI-Ji.28 MoI-Ji 36 MoI-Ji 36 MoI-Ji.
Die vorstehende Tabelle wird in bezug auf dieses eutektische Gemisch (A, H, I) nachstehend vervollständigt;The table above is completed below with respect to this eutectic mixture (A, H, I);
1 MHz1 kHz
1 MHz
- i,i+ 0.7
- i, i
Der Mindestwert für ε erreicht.The minimum value for ε reached.
(nämlich 3,1) wird für N = 20 kHz(namely 3.1) becomes for N = 20 kHz
Die Dielektrizitätskonstanten der Verbindungen "C" und "G", jeweils gemischt mit einem flüssigen Kristall "J" mit einer nematischen Phase zwischen 29 und 43°C wurden gemessen; bei "J" handelt es sich um p-Methoxybenzoat von p-Pentylphenol. Die Zusammensetzung des Gemischs betrug 90 % der Verbindung "N" auf 10 % erfindungsgemäßer Verbindung. The dielectric constants of the compounds "C" and "G", each mixed with a liquid crystal "J" with a nematic phase between 29 and 43 ° C, were measured; "J" is p-methoxybenzoate of p-pentylphenol. The composition of the mixture was 90 % of the compound "N" to 10% of the compound of the invention.
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Die nachstehende Tabelle enthält das Ergebnis von bei 22°C an dem unterkühlten flüssigen Kristall "J" und an vorstehend definierten Gemischen desselben mit den Verbindungen "C" bzw. "G" durchgeführten Messungen. Man arbeitete in einem magnetischen Orientierungsfeld von 10 000 Oersted, wobei ein periodisches elektrisches Feld (F = 10 kHz) an den flüssigen Kristall angelegt wurde.The table below contains the result of at 22 ° C on the supercooled liquid crystal "J" and on mixtures of the same as defined above with the compounds "C" and "G", respectively. Man worked in a magnetic orientation field of 10 000 Oersted, being a periodic electric field (F = 10 kHz) was applied to the liquid crystal.
Gemisch "C + J"
Gemisch "G + J"J
Mixture "C + J"
Mixture "G + J"
5,2
4,55.7
5.2
4.5
5,8
5,25.6
5.8
5.2
- 0,6
- 0,7+ 0.1
- 0.6
- 0.7
Aus den beiden letzten Resultaten der vierten Spalte geht hervor, daß die negative dielektrische Anisotropie der reinen Stoffe C und G sehr hoch sein muß, da der Einfluß dieser Stoffe auf die Anisotropie des Gemisch ebenfalls stark ist, obwohl sie nur einen sehr geringen Anteil in dem so erhaltenen flüssigen Kristall bilden. Die Ergebnisse wären analog, wenn die erfindungsgemäße Verbindung in einem Anteil von 5 bis 15 % des Gemischs vorläge.The last two results of the fourth column show that the negative dielectric anisotropy of the pure substances C and G must be very high, since the influence of these substances on the anisotropy of the mixture is also strong, although they only have a very small proportion in the thus formed liquid crystal. The results would be analogous if the compound according to the invention were present in a proportion of 5 to 15 % of the mixture.
Ändert man die Frequenz des elektrischen Feldes, so beobachtet man eine noch negativere Anisotropie; insbesondere zwischen 100 kHz und 1 MHz beträgt sie für den flüssigen Kristall "G + N" - 1,8; die relativen Dielektrizitätskonstanten, parallel und senkrecht, betragen dann 3,5 bzw. 5,3.If the frequency of the electric field is changed, an even more negative anisotropy is observed; in particular between 100 kHz and 1 MHz it is for the liquid crystal "G + N" - 1.8; the relative dielectric constants, parallel and perpendicular, are then 3.5 and 5.3 respectively.
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283608283608
Man kann z.B. die erfindungsgemäßen Verbindungen in elektro-optischen Anzeigevorrichtungen mit dynamischer Lichtstreuung und in elektro-optischen Feldeffektvorrichtungen mit Speicherwirkung sowie in Anzeigevorrichtungen mit doppelter Frequenzwirkung verwenden.For example, the compounds according to the invention can be used in electro-optical display devices with dynamic Light scattering and in electro-optical field effect devices with memory effect as well as in display devices use with double frequency effect.
In den Anzeigevorrichtungen mit doppelter Frequenzwirkung bleiben die Moleküle z.B. parallel zu dem angelegten Hochfrequenzfeld ausgerichtet (positive dielektrische Anisotropie) und kippen unter senkrechter Orientierung zu dem elektrischen Feld bei niederen Frequenzen um (negative dielektrische Anisotropie).In the display devices with double frequency action, for example, the molecules remain parallel to the applied one High-frequency field aligned (positive dielectric anisotropy) and tilt under vertical orientation to the electric field at lower frequencies (negative dielectric anisotropy).
Ein Beispiel für eine solche Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt eine Flüssigkristallzelle 10 und einen Generator mit variabler Frequenz 11. Die Zelle besitzt zwei Glasplatten 1 und 2, die mit durchscheinenden Elektroden 3 und 4 verkleidet sind, wobei die eine dieser Elektroden z.B. so geschnitten ist, daß sie ein Zeichen (Zahl oder Buchstabe) bei Beleuchtung der Zelle unter den nachstehend beschriebenen Bedingungen erscheinen läßt. Ein Flüssigkristalltropfen 5 ist zwischen den beiden an zwei Beilageplatten 6 und 7 aus isolierendem Material angepreßten Platten eingeschlossen. Zwei Anschlüsse 8 und 9 verbinden die Elektroden 3 bzw. 4 mit einem Ausgang 112 des Generators 11.An example of such a device is shown in the drawing. This shows a liquid crystal cell 10 and a generator with variable frequency 11. The cell has two glass plates 1 and 2, which with translucent electrodes 3 and 4 are clad, one of these electrodes being cut, for example is that they have a character (number or letter) when the cell is illuminated under the conditions described below lets appear. A liquid crystal droplet 5 is out between the two on two shim plates 6 and 7 Insulating material pressed plates included. Two terminals 8 and 9 connect electrodes 3 and 4, respectively with an output 112 of the generator 11.
Der Generator 11 kann unter der Steuerung durch Signale, die er an seinen Eingangsklemmen 111 empfängt, zwei Frequenzen F1 und Fp erzeugen. Die Frequenzen F. und Fp liegen beiderseits einer Frequenz N der dielektrischen Isotropie des Flüssigkristalls 5. The generator 11 can generate two frequencies F 1 and Fp under the control of signals received at its input terminals 111. The frequencies F. and Fp lie on either side of a frequency N of the dielectric isotropy of the liquid crystal 5.
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Wenn der Generator 11 die (höchste) Frequenz F1 abgibt, sind die Moleküle parallel zum elektrischen Feld ausgerichtet, so daß sie die in die Elektrodenzwischenräume eindringenden Lichtstrahlen L1 nicht unterbrechen, was zu einer gleichmäßigen Beleuchtung Lp am Ausgang der Zelle führt.When the generator 11 emits the (highest) frequency F 1 , the molecules are aligned parallel to the electric field so that they do not interrupt the light beams L 1 penetrating into the interelectrode spaces, which leads to a uniform illumination Lp at the exit of the cell.
Wenn der Generator 11 die (niedrigste) Frequenz F2 abgibt, kippen die Moleküle, und es ergibt sich eine teilweise Auslöschung der Beleuchtung L^ in Abhängigkeit von der Ausbildung der Elektrode 3, so daß für einen zweckmäßig plazierten Beobachter das von der Elektrode 3 beschriebene Zeichen sichtbar wird.When the generator 11 emits the (lowest) frequency F 2 , the molecules tilt, and the result is a partial extinction of the illumination L ^ depending on the design of the electrode 3, so that the one described by the electrode 3 for an appropriately placed observer Character becomes visible.
Es wurde auch ein eutektisches Gemisch der erfindungsgemäßen Stoffe B (18 Mol-%), H (24 Mol-tf), I (25 Mol-56) und K (33 Mol-90 hergestellt.A eutectic mixture of the substances according to the invention B (18 mol%), H (24 mol-tf), I (25 mol-56) and K (33 mol-90 made.
Der Temperaturbereich dieses Gemische ist der folgende; wobei die gleichen Erläuterungen wie vorstehend gelten:The temperature range of this mixture is as follows; where the same explanations as above apply:
K 200C N 116°C I.K 20 0 CN 116 ° C I.
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eerseiteeerseite
Claims (15)
R. -<JÖ~>- C-O -&F>- C-O -(cT>- Rn XOYO
R. - <JÖ ~> - CO - &F> - CO - (cT> - R n
-C-O 0 1 ' ll
-CO
Y = Br,X = H
Y = Br,
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