氟化的二苯并呋喃和二苯并噻吩的衍生物制造技术

本发明专利技术涉及通式I的二苯并呋喃和二苯并噻吩的衍生物，其中X1、X2、W、Y、R、A、Z和m具有权利要求1中限定的含义，涉及其制备方法，涉及其作为液晶介质中的组分的用途，和涉及含有根据本发明专利技术的液晶介质的电光显示元件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氟化的二苯并呋喃和二苯并噻吩衍生物，其制备方法，包含这些衍生物的液晶(LC)介质，以及含有这些液晶介质的电光显示元件。
技术介绍
自从约30年前首次发现可商业使用的液晶化合物以来，液晶已经广泛使用。常规混合物的应用的已知领域特别是手表和袖珍计算器的显示器，和在火车站、机场和体育场使用的大型显示面板。应用的另外的领域是便携电脑和台式电脑、导航系统和视频应用的显示器。特别地对于最后提及的应用，高度需要图像的响应时间和对比度。分子在液晶的空间排列具有其许多性能依赖于方向的效应。对于用于液晶显示器特别重要的是光学、介电和弹塑性机械(elastomechanical)各向异性。取决于分子是否取向成它们的纵轴垂直或平行于电容器的两个板，后者具有不同的电容；换句话说，液晶介质的介电常数ε对于两种取向具有不同的值。当分子的纵轴垂直于电容器板取向时介电常数相比于当它们平行取向时更大的物质被称为介电正性。换句话说，如果平行于分子纵轴的介电常数ε||大于垂直于分子纵轴的介电常数ε⊥时，介电各向异性△ε＝ε||-ε⊥大于0。在常规显示器中使用的大部分液晶落入该范围。分子的极化率和永久偶极矩均对于介电各向异性发挥作用。当将电压施加到显示器上时，分子的纵轴本身取向，以这样的方式以使得较大的介电常数变得有效。与电场相互作用的强度取决于两个常数之间的差异。在用于常规液晶显示器的液晶分子的情况下，沿着分子的纵轴取向的偶极矩大于垂直于分子的纵轴取向的偶极矩。通过其中较大的偶极矩平行于分子的纵轴取向的液晶，已经开发了非常高性能的显示器。在这里大多数情况下，使用了5至20种组分的混合物以实现中间相足够宽的温度范围和短的响应时间以及低的阈值电压。然而，由如例如用于笔记本的液晶显示器中的强视角依赖性仍然引起困难。如果显示器的表面垂直于观察者的观察方向，那么可以实现最佳的图像质量。如果显示器相对于观察方向倾斜，在某种情况下图像质量急剧劣化。为了更好的舒适度，正在尝试最大化角度，通过其显示器可以由观察者的观察方向倾斜而不显著降低图像质量。最近尝试使用垂直于分子的纵轴的偶极矩大于平行于分子的纵轴的偶极矩的液晶化合物改善视角依赖性。在这种情况下，介电各向异性△ε是负性的。在无场状态下，这些分子按照它们纵轴垂直于显示器的玻璃表面取向。施加电场引起它们使它们本身或多或少平行于玻璃表面取向。以这种方式，已经可以实现视角依赖性的改善。这种类型的显示器被称为VA-TFT(“垂直配向”)显示器。在液晶材料领域的开发仍远未完成。为了改善液晶显示元件的性能，不断尝试开发能够使这种显示器优化的新型化合物。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供用于液晶介质的具有有利性能的化合物。特别地，它们应当具有负介电各向异性，这使得它们特别适用于VA显示器的液晶介质。不论对应于显示器类型的介电各向异性，期望具有应用参数的有利组合的化合物。这些参数中(它们待同时优化)，特别应当提及高清亮点、低旋转粘度、使用范围的光学各向异性和用来获得在宽温度范围内具有期望的液晶相的混合物的性质(较低熔点、与其它所期望类型的液晶组分良好的混溶性)。也特别用于可携带设备，例如平板PC或所谓的智能手机的小尺寸和中等尺寸的LC显示器的其它LC显示器模式是IPS模式和FFS(边缘场切换)模式，其中使用了具有正性介电各向异性的LC介质。现有技术公开了FFS类型的液晶显示器的性能可以通过将具有负性介电各向异性的液晶材料添加至具有正性介电各向异性的高度极化的LC介质，引起垂直于LC混合物的纵向分子轴的介电常数ε⊥增加而得以改善(参见EP 2 628 779A2)。因此，混合的物质的高度负性介电各向异性必须通过更高比例的具有正性介电各向异性的材料再次补偿以产生切换必要的混合物的极性。因此，对于LC混合物组分存在需求，其虽然具有高ε⊥，但是归因于相对低的Δε以较小的程度降低了具有正性Δε的LC混合物的极性。因此，本专利技术的另外的目的是提供化合物，其除了上述有利的应用性能外，还具有特别高的ε⊥值，同时相对低的Δε值。换句话说，ε⊥与|Δε|的比必须尽可能大。现有技术公开了衍生自二苯并呋喃或二苯并噻吩的VA材料。WO 02/055463公开了下式的化合物其中X可以尤其表示O或S，Y可以表示F，R1和R2可以表示烷基或烷氧基，和其它参数具有其中指出的含义。其中描述的化合物具有负性介电各向异性，但被开发用于铁电LC混合物并且未描述单独物质的介电各向异性的值。类似的化合物描述于DE 10 2004 021 691A1中，其中基团X通常包括极性基团，例如F或-CF3，但优选表示H。DE 10 2005 012 585A1尤其描述了以下通式的二苯并呋喃和二苯并噻吩化合物其中Y尤其可以表示O或S，基团R1可以表示烷氧基，R2可以表示H，m和n可以表示0和基团X1、X2和X3可以表示F，例如在实施例No.97的化合物中该化合物是高度极化的并且作为用于VA显示器的液晶混合物的组分来开发。专利技术概述令人惊讶地，已经发现一个或多个上述目的可以通过式I的化合物实现其中W表示O或S，Y表示F、Cl、CF3、OCF3或OCF2H，条件是如果W表示O，Y不可以是F，X1、X2表示H或F，条件是至少一个基团X1或X2表示F,R表示具有1-15个C原子的烷基或烷氧基，其中另外在这些基团中一个或多个CH2基团可以各自彼此独立地被-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-或-O-CO-以O原子不彼此直接连接的方式代替，和其中另外一个或多个H原子可以被卤素代替，A在每次出现时相同或不同地表示选自以下组的基团：a)1,4-亚苯基，其中另外一个或两个CH基团可以被N代替和其中另外一个或多个H原子可以被基团L代替，b)由反式-1,4-亚环己基和1,4-亚环己烯基组成的组，其中另外一个或多个不相邻的CH2基团可以被-O-和/或-S-代替，和其中另外一个或多个H原子可以被F或Cl代替，和c)由四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氢呋喃-2,5-二基、环丁烷-1,3-二基、哌啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基和硒吩-2,5-二基组成的组，其每一个还可以被基团L单或多取代，L在每次出现时相同或不同地表示F、Cl、CN、SCN、SF5、或直链或支链的在每种情况下任选被氟化的具有1-12个C原子的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，和Z在每次出现时相同或不同地表示单键、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CH2)4-、-CH2CH2-、-CF2-CF2-、-CF2-CH2-、-CH2-CF2-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CF＝CH-、-CH＝CF-、-(CH2)3O-、-O(CH2)3-、-C≡C-、-O-、-CH2-、-(CH2)3-或-CF2-，m表示0、1或2。所述化合物具有负性△ε并且因此特别适用于VA-TFT显示器并且非常特别适用作IPS或FFS显示器的添加剂。根据本专利技术的化合物优选具有0至-8，特别优选-2至-4的△ε，ε⊥的值优选>10，特别优选>15。ε⊥/|△ε|的比优选>本文档来自技高网...

【技术保护点】
式I的化合物其中W表示O或S,Y表示F、Cl、CF3、OCF3或OCF2H，条件是如果W表示O，则Y不可以是F，X1、X2表示H或F，条件是至少一个基团X1或X2表示F，R表示具有1‑15个C原子的烷基或烷氧基，其中另外在这些基团中一个或多个CH2基团可以各自彼此独立地被‑C≡C‑、‑CF2O‑、‑OCF2‑、‑CH＝CH‑、‑O‑、‑CO‑O‑或‑O‑CO‑以O原子不彼此直接连接的方式代替，和其中另外一个或多个H原子可以被卤素代替，A在每次出现时相同或不同地表示选自以下组的基团：a)1,4‑亚苯基，其中另外一个或两个CH基团可以被N代替和其中另外一个或多个H原子可以被基团L代替，b)由反式‑1,4‑亚环己基和1,4‑亚环己烯基组成的组，其中另外一个或多个不相邻的CH2基团可以被‑O‑和/或‑S‑代替，和其中另外一个或多个H原子可以被F或Cl代替，和c)由四氢吡喃‑2,5‑二基、1,3‑二噁烷‑2,5‑二基、四氢呋喃‑2,5‑二基、环丁烷‑1,3‑二基、哌啶‑1,4‑二基、噻吩‑2,5‑二基和硒吩‑2,5‑二基组成的组，其每一个还可以被基团L单或多取代，L在每次出现时相同或不同地表示F、Cl、CN、SCN、SF5、或直链或支链的在每种情况下任选被氟化的具有1‑12个C原子的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，和Z在每次出现时相同或不同地表示单键、‑CF2O‑、‑OCF2‑、‑CH2O‑、‑OCH2‑、‑(CO)O‑、‑O(CO)‑、‑(CH2)4‑、‑CH2CH2‑、‑CF2‑CF2‑、‑CF2‑CH2‑、‑CH2‑CF2‑、‑CH＝CH‑、‑CF＝CF‑、‑CF＝CH‑、‑CH＝CF‑、‑(CH2)3O‑、‑O(CH2)3‑、‑C≡C‑、‑O‑、‑CH2‑、‑(CH2)3‑或‑CF2‑，m表示0、1或2。...

【技术特征摘要】
2015.04.13 DE 102015004505.91.式I的化合物其中W表示O或S,Y表示F、Cl、CF3、OCF3或OCF2H，条件是如果W表示O，则Y不可以是F，X1、X2表示H或F，条件是至少一个基团X1或X2表示F，R表示具有1-15个C原子的烷基或烷氧基，其中另外在这些基团中一个或多个CH2基团可以各自彼此独立地被-C≡C-、-CF2O-、-OCF2-、-CH＝CH-、-O-、-CO-O-或-O-CO-以O原子不彼此直接连接的方式代替，和其中另外一个或多个H原子可以被卤素代替，A在每次出现时相同或不同地表示选自以下组的基团：a)1,4-亚苯基，其中另外一个或两个CH基团可以被N代替和其中另外一个或多个H原子可以被基团L代替，b)由反式-1,4-亚环己基和1,4-亚环己烯基组成的组，其中另外一个或多个不相邻的CH2基团可以被-O-和/或-S-代替，和其中另外一个或多个H原子可以被F或Cl代替，和c)由四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氢呋喃-2,5-二基、环丁烷-1,3-二基、哌啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基和硒吩-2,5-二基组成的组，其每一个还可以被基团L单或多取代，L在每次出现时相同或不同地表示F、Cl、CN、SCN、SF5、或直链或支链的在每种情况下任选被氟化的具有1-12个C原子的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，和Z在每次出现时相同或不同地表示单键、-CF2O-、-OCF...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉斯·利曹，康斯坦泽·布洛克，沃克尔·雷芬拉瑟，真边笃孝，
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