具有C-C三键的化合物及其在液晶混合物中的用途制造技术

本发明专利技术涉及具有至少一个C-C三键的式I的化合物其具有中性介电各向异性，还涉及其在高频组件中的用途，涉及包含所述化合物的液晶介质，和涉及包含这些介质的高频组件，特别是天线，尤其是用于千兆赫兹和太赫范围的。这些液晶介质例如适用于可调谐“相控阵”天线的微波相位移。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有C-C三键的化合物及其在液晶混合物中的用途本专利技术涉及在至少3环体系链内具有至少一个C-C三键的化合物，其具有中性介电各向异性，涉及其用于高频组件的用途，涉及包含该化合物的液晶介质以及包含这些介质的高频组件，特别是天线，尤其是用于千兆赫兹范围的天线。液晶介质例如用于可调谐“相控阵”天线的微波相位移。液晶介质长久以来用于光电显示器(液晶显示器-LCD)中以显示信息。然而，液晶介质近来也已经被推荐用于微波技术的组件或部件中，例如在DE102004029429A和JP2005-120208(A)中。在高频技术中，液晶介质的技术有价值的应用基于它们的性质，即可以通过可变电压控制它们的介电性能，特别是在千兆赫兹范围中。因此，可以构造不包含移动部分的可调谐天线(A.Gaebler，A.Moessinger，F.Goelden，等人，"LiquidCrystal-ReconfigurableAntennaConceptsforSpaceApplicationsatMicrowaveandMillimeterWaves”，InternationalJournalofAntennasandPropagation，第2009卷，ArticleID876989，7页，2009.doi:10.1155/2009/876989)。出版物A.Penirschke，S.Müller，P.Scheele，C.Weil，M.Wittek，C.Hock和R.Jakoby:"CavityPerturbationMethodforCharacterizationofLiquidCrystalsupto35GHz"，34thEuropeanMicrowaveConference-Amsterdam，545-548，尤其描述了已知的液晶单个物质K15(MerckKGaA，德国)在9GHz频率下的性能。DE102004029429A(参考上面)描述了常规液晶介质在微波技术，尤其在移相器中的用途。在那里已经对液晶介质关于它们在相应频率范围内的性能进行了研究。在专利申请JP05255151A和WO2009/125721A1中公开了在以线性方式排列的4苯环链内具有C-C三键的化合物。来自JP05-255151A的某些化合物部分地具有氟取代基且用作液晶介质的组分。在第二份专利申请中公开的化合物仅在分子两端被取代且用作薄膜晶体管的成分。至今罕见具有非常高的光学各向异性和显著正值的介电各向异性的液晶化合物。如所公开的，例如在出版物Shin-TsonWu等，Jpn.J.Appl.Phys.1999，38，286-288、Shin-TsonWu等，Jpn.J.Appl.Phys.2000，39，38-41、JP10-45642A和DE10120024中，这种类型的化合物是包含极性末端基团的某些双二苯乙炔。在WO2009/125721中提出了下式的化合物其中，R表示H和R'表示具有1至13个C原子的烷基或CF3，R表示甲基和R'表示H或甲基，或R和R'都表示CF3，和下式的化合物其中，R表示H和R'表示甲基，或R和R'都表示具有1至8个C原子的烷基，在有机薄膜晶体管中的用途。至今未公开的专利申请DE102012003876.3提出了具有末端极性基团的化合物(例如下式)在高频技术组件中的用途然而，到目前为止已知的组合物和单个化合物一般都遭受有缺点。除了其它缺陷之外，它们之中的大多数还导致了不利的高的损耗和/或不充分的相移或过低的材料品质。当例如一些单个化合物不具有有利的液晶相和具有非常高的熔点时，反之其它物质缺少足够高的Δn和Δε值。对于高频技术中的应用而言，需要具有特别的、到目前为止不寻常的、不常用的性能或性能组合的液晶介质。因此，需要具有改进性能的液晶介质的新组分。特别地，在微波范围内的损耗必须被降低，并且材料品质(η)被改进。此外，在一些情况下，在天线技术中的应用发生在显著变化的外边界条件下，例如大的温度差异。特别地，需要改进组分的低温性质。因此，存在对具有适于相应的实际应用的适合性能的液晶介质的显著需求。已令人惊奇地发现，根据本专利技术的化合物具有低熔点和高清亮点(向列相至各向同性相的转变)。在液晶范围内，化合物主要为向列态或支撑向列相。同时，光学各向异性(Δn)为高值，从而使得它们高度适合例如用作高频介质。已经发现，使用根据本专利技术的化合物可以实现具有宽的向列相范围和同时高的Δn值和有利的高频性能的液晶介质。本专利技术涉及式I的化合物，其中，A2和A3中的一个，优选A3，表示优选特别优选且尤其特别优选A2和A3中的另一个、A1、A4和A5，彼此独立地任选地朝向两侧，a)1,4-亚苯基，其中一个或多个，优选一个或两个CH-基团可以被N替代，b)下式的基团c)反式-1,4-亚环己基或亚环己烯基，其中一个或两个不相邻的CH2-基团可以被-O-和/或-S-替代，和其中H可被F替代，或d)选自1,4-双环[2.2.2]-亚辛基、环丁烷-1,3-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、噻吩-2,4-二基、呋喃-2,4-二基的基团，和其中在组a)、b)、c)和d)中，一个或多个H原子在每种情况下任选独立地被基团Y替代，Y表示Br、Cl、F、CN、-NCS、-SCN、SF5、C2-C10烯基、C1-C10烷氧基、C3-C6环烷基、C3-C6环烯基或单或多氟代C1-C10烷基或烷氧基，优选Br、Cl、F、CN、-NCS、-SCN、SF5、OCF3或CF3，特别优选F，R1和R2彼此独立地表示具有1至15个C原子的卤代或未取代的烷基，其中在这些基团中一个或多个CH2-基团还可以各个彼此独立地被-C≡C-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CF＝CH-、-CH＝CF-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CO)-、-O-或-S-以使得O和S原子不直接彼此连接的方式替代，R3表示C1-C10烷基、C2-C10烯基、C1-C10烷氧基、C3-C6环烷基、C3-C6环烯基或单或多氟代C1-C10烷基或烷氧基，Z1、Z2和Z3彼此独立地表示单键、-C≡C-、-CH＝CH-、-CH2O-、-(CO)O-、-CF2O-、-CF2CF2-、-CH2CF2-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-CH＝CF-或-CF＝CF-，其中不对称的桥基可以向两侧取向，和m、n和o独立地表示0或1，其中(m+n+o)为1、2或3，优选2或3，特别优选2。在环A1至A5的相应环之间的基团Z1至Z3中的式-C(H/F)＝CF-的任选双键优选具有反式构造(E构造)。根据本专利技术的化合物具有相对非常低的熔点、高清亮点、高光学各向异性(Δn)和中性介电各向异性。限定化合物的不期望的旋转，从而使得它们特别适合用于千兆赫范围内。在微波光谱内相对低的损失因子是有利的。单独地或以与另外的介晶组分的混合物形式的化合物在宽的温度范围内具有向列相。这些性能的总和使它们特别适合用在高频技术的组件中，特别是在液晶移相器中。根据本专利技术的液晶介质具有相应的特性。优选的式I的化合物特征是选择一个或多个下列参数：基团A1、A2、A3、A4和A5优选包含根据定义a)、b)或c)的环基团，特别优选根据定义a)或b)，且尤其特别优选根据定义a本文档来自技高网...

【技术保护点】
式I的化合物其中，A2和A3中的一个表示A2和A3中的另一个、A1、A4和A5，彼此独立地表示a)1,4‑亚苯基，其中一个或多个CH‑基团可以被N替代，b)下式的基团c)反式‑1,4‑亚环己基或亚环己烯基，其中一个或两个不相邻的CH2‑基团可以被‑O‑和/或‑S‑替代，或d)选自1,4‑双环[2.2.2]‑亚辛基、环丁烷‑1,3‑二基、螺[3.3]庚烷‑2,6‑二基、噻吩‑2,5‑二基、呋喃‑2,5‑二基的基团，和其中在组a)、b)、c)和d)中，任选地，一个或多个H原子在每种情况下独立地被基团Y替代，Y表示Br、Cl、F、CN、‑NCS、‑SCN、SF5、C2‑C10烯基、C1‑C10烷氧基、C3‑C6环烷基、C3‑C6环烯基或单或多氟代C1‑C10烷基或烷氧基，R1和R2彼此独立地表示具有1至15个C原子的卤代或未取代的烷基，其中在这些基团中一个或多个CH2‑基团还可以各个彼此独立地被‑C≡C‑、‑CH＝CH‑、‑CF＝CF‑、‑CF＝CH‑、‑CH＝CF‑、‑(CO)O‑、‑O(CO)‑、‑(CO)‑、‑O‑或‑S‑以使得O‑和S‑原子不直接彼此连接的方式替代，R3表示C1‑C10烷基、C2‑C10烯基、C1‑C10烷氧基、C3‑C6环烷基、C3‑C6环烯基或单或多氟代C1‑C10烷基或烷氧基，Z1、Z2和Z3彼此独立地表示单键、‑C≡C‑、‑CH＝CH‑、‑CH2O‑、‑(CO)O‑、‑CF2O‑、‑CF2CF2‑、‑CH2CF2‑、‑CH2CH2‑、‑(CH2)4‑、‑CH＝CF‑或‑CF＝CF‑，其中不对称的桥基可以向两侧取向，和m，n和o彼此独立地表示0或1，其中(m+n+o)为1、2或3。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.21 EP 12006651.91.式I的化合物其中，A2和A3中的一个表示A2和A3中的另一个、A1、A4和A5，彼此独立地表示a)1,4-亚苯基，其中一个或多个CH-基团可以被N替代，或b)下式的基团和其中在组a)和b)中，任选地，一个或多个H原子在每种情况下独立地被基团Y替代，Y表示Br、Cl、F、CN、-NCS、-SCN、SF5、C2-C10烯基、C1-C10烷氧基、C3-C6环烷基、C3-C6环烯基或单或多氟代C1-C10烷基或烷氧基，R1和R2彼此独立地表示具有1至15个C原子的直链烷基，其中在这些基团中一个或多个CH2-基团还可以各个彼此独立地被-C≡C-、-CH＝CH-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CO)-、-O-以使得O-原子不直接彼此连接的方式替代，R3表示C1-C10烷基、C2-C10烯基、C1-C10烷氧基、C3-C6环烷基、C3-C6环烯基或单或多氟代C1-C10烷基或烷氧基，Z1、Z2和Z3彼此独立地表示单键，和m，n和o彼此独立地表示0或1，其中m+n+o＝2，m＝0。2.根据权利要求1的化合物，特征在于式I的部分式"-A2-≡-A3-"选自下式的基团：其中参数具有权利要求1中给出的含义。3.根据权利要求1至2中任一项的化合物，特征在于A1至A5的环，如果存在，各自表示任选地取代的1,4-亚苯基环。4.根据权利要求1至2中任一项的式I的化合物，为以下结构的化合物：其中，R1和R2相同或不同地表示具有2至7个C原子的烷基，R3表示具有1至7个C原子的烷基、具有2至7个C原子的烯基、具有3至6个C原子的环烷基或具有4至6个C原子的环烯基。5.液晶介质，特征在于它包含一种或多种根据权利要求1至4中任一项的式I的化合物。...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·布罗克，C·雅斯佩，D·鲍鲁斯，A·曼那贝，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE