4,6-二氟二苯并呋喃衍生物的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及4, 6-二氟二苯并呋喃衍生物，涉及其制備方法，涉及包含這些衍生物 的液晶介質，和涉及含有這些液晶介質的電光顯示器。所述化合物具有負介電各向異性。
【背景技術】
[0002] 自從約30年前首次發現可商業使用的液晶化合物以來，液晶已經廣泛應用。常規 混合物的應用的已知領域特別是手表和袖珍計算器的顯示器，和在火車站、機場和體育場 使用的大的顯示面板。應用的另外的領域是便攜電腦和臺式機、導航系統和視頻應用的顯 示器。特別地對于最后提及的應用，高度需要圖像的響應時間和對比度。
[0003] 分子在液晶中的空間排列具有影響，即許多性能依賴于方向。對于用于液晶顯示 器特別重要的是光學、介電和彈塑性（elastomechanical)各向異性。取決于分子是否以它 們縱軸垂直或平行于電容器的兩個板而取向，后者具有不同的電容；換句話說，液晶介質的 介電常數e對于兩種取向具有不同的值。當分子的縱軸垂直于電容器板取向時介電常數 相比于當它們平行取向時更大的物質被稱為介電正性。換句話說，如果平行于分子縱軸的 介電常數eu大于垂直于分子縱軸的介電常數e±時，介電各向異性Ae=eu-e±大于 0。在常規顯示器中使用的大部分液晶落入該范圍。
[0004] 分子的極化率和永久偶極矩均對于介電各向異性發揮作用。當將電壓施加到顯示 器上時，分子的縱軸本身取向使得較大的介電常數變得有效。與電場相互作用的強度取決 于兩個常數之間的差。
[0005] 在用于常規液晶顯示器的液晶分子的情況下，沿著分子的縱軸取向的偶極矩大于 垂直于分子的縱軸取向的偶極矩。
[0006] 通過其中較大的偶極矩平行于分子的縱軸取向的液晶，已經研發了非常高性能的 顯示器。在這里大多數情況下，使用了 5至20個組分的混合物以實現中間相足夠寬的溫度 范圍和短的響應時間以及低的閾值電壓。然而，例如用于筆記本的液晶顯示器中的強視角 依賴性仍然引起困難。如果顯示器的表面垂直于觀察者的觀察方向，那么可以實現最佳的 圖像質量。如果顯示器相對于觀察方向傾斜，在某種情況下圖像質量急劇劣化。為了更大 的舒適度，正在嘗試最大化角度，通過該角度顯示器可以由觀察者的觀察方向傾斜而不顯 著降低圖像質量。最近嘗試使用垂直于分子的縱軸的偶極矩大于平行于分子的縱軸的偶極 矩的液晶化合物改進視角依賴性。在這種情況下，介電各向異性△e是負性的。在無場狀 態下，這些分子按照它們縱軸垂直于顯示器的玻璃表面取向。施加電場引起它們使其或多 或少平行于玻璃表面取向。以這種方式，已經可以實現視角依賴性的改進。這種類型的顯 示器被稱為VA-TFT( "垂直配向"）顯示器。
[0007] 在液晶材料領域的研發仍遠未完成。為了改進液晶顯示器元件的性能，不斷嘗試 以研發能夠優化這種顯示器的新化合物。
[0008]說明書W002/055463、DE102005012585 和EP1752510 公開了用作液晶材料的二苯 并呋喃衍生物。所述化合物與根據本發明的化合物的不同之處在于二苯并呋喃結構的取 代。這些說明書未公開對于可比較化合物的任何物理數據。
【發明內容】
[0009] 本發明的一個目的是提供用于液晶介質的具有有利性能的化合物。特別地，它們 應當具有負介電各向異性，這使得它們特別適用于VA顯示器的液晶介質。不考慮對應于顯 示器類型的介電各向異性，理想的化合物具有應用參數的有利組合。這些參數中（它們要 被同時優化），特別提及高清亮點、低旋轉粘度、使用范圍的光學各向異性和用來獲得在寬 溫度范圍內具有理想的液晶相的混合物的性質（低熔點、與其它理想類型的液晶組分良好 的互溶性）。
[0010] 該目的通過根據本發明通式I的化合物實現。
[0011]
[0012] 其中
[0013] m和n各自彼此獨立地為0或1，優選1，
[0014] R1和R2,彼此獨立表示具有1-15個碳原子的未取代的烷基或具有2-15個C原子 的烯基或炔基，其各自任選是單鹵代或多鹵代的。
[0015] 所述化合物具有明顯的負性Ae并且因此特別適用于VA-TFT顯示器。根據本發 明的化合物優選具有Ae<-4和特別優選Ae<-8。它們顯示與在用于顯示器的液晶 混合物中使用的常規物質良好的混溶性，即它們在其中具有良好的溶解性。化合物和得到 的液晶混合物的旋轉粘度有利地低。
[0016] 根據本發明的化合物的其它物理、物理化學或電光學參數對于該化合物在液晶介 質中使用也是有利的。包含這些化合物的液晶介質特別具有向列相合適的寬度和良好的低 溫和長期穩定性以及足夠高的清亮點。低熔點指示有利的混合行為。此外，根據本發明式 I的化合物具有特別適用于VA-TFT顯示器的光學各向異性值An。根據本發明的化合物優 選具有大于0. 15和小于0. 25的An。
[0017] 參數m和n優選具有m+n的和為1或2的值，特別是2。因此n優選為1，和m優 選為〇或1，特別優選為1。
[0018] R1和R2優選各自彼此獨立地分別表示具有1-7或2-7個碳原子的烷基或烯基。在 通式I中R1和R2特別優選彼此獨立地為具有2-5個C原子的烷基。這里R1和R2基團優選 不同。
[0019] 在其中m= 1的情況下，R1優選表示烷基或烯基，特別優選具有1-7個C原子的烷 基，特別優選具有2-5個C原子。在其中n= 1的情況下，R2優選表示烷基或烯基，特別優 選具有1-7個C原子的烷基，特別優選具有2-5個C原子。在R1和R2中碳數的總和優選為 4、5、6、7、8、9 或 10,特別優選為 5、6、7、8 或 9。
[0020] 在其中m= 0的情況下，R1優選表示烷基或烯基，特別優選具有1-7個C原子的烷 基，特別優選具有2-5個C原子。在其中n= 0的情況下，R2優選表示烷基或烯基，特別優 選具有1-7個C原子的烷基，特別優選具有2-5個C原子。
[0021] 如果式I中的R1和R2各自彼此獨立地表示烷基，這些是直鏈或支鏈的。這些基團 的每一個優選是直鏈的，具有1、2、3、4、5、6或7個C原子并且相應地優選甲基、乙基、丙基、 丁基、戊基、己基或庚基。
[0022] 此外，式I中的R1和R2各自彼此獨立地為具有2-15個C原子的烯基，其是直鏈或 支鏈的并且具有至少一個C-C雙鍵。其優選是直鏈并且具有2-7個碳原子。因此，其優選 為乙條基、丙_1 _條基或丙_2_條基、丁 -1-條基、丁 _2_條基或丁 _3_條基、戊-1-條基、 戊-2_條基、戊_3_條基或戊_4_條基、己-1-條基、己_2_條基、己_3_條基、己_4_條基或 己 -5_烯基、或庚-1-烯基、庚_2_烯基、庚_3_烯基、庚_4_烯基、庚_5_烯基或庚_6_烯基。 如果C-C雙鍵的兩個C原子被取代，則烯基可以是E和/或Z異構體（反式/順式）的形 式。通常，各自E異構體是優選的。烯基之中，特別優選丙-2烯基、丁-2-烯基或丁-3-烯 基，和戊_3_烯基或戊_4_烯基。
[0023] 式I中R1和R2還可以彼此獨立地為具有2-15個C原子的炔基，其是直鏈或支鏈的 并且具有至少一個C-C三鍵。優選1-丙炔基或2-丙炔基和1-丙炔基，2-丙炔基或3-丙 炔基。
[0024] 本發明的鹵素表示氟、氯、溴或碘，特別是氟或氯。
[0025] 關于本發明，術語"烷基除非在本說明書或權利要求書中另有說明-表示具有 1-15(即1，2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11，12, 13, 14或15)個碳原子的直鏈或支鏈的飽和脂肪烴 基團。
[0026] 特別優選根據本發明的式I的化合物選自IA至IC的子式：
[0027]
[0028] 其中alkyl表示具有1-15個碳原子的烷基，和R2具有如式I所定義的含義。烷 基優選是非支鏈的（正烷基）。其優選具有1-7個碳原子。
[0029] 特別優選的n+m=2的式I的化合物為下式的那些：
[0030]
[0035] 如果根據本發明的化合物的基團或取代基或根據本發明的化合物本身是光學活 性或立體異構基團、取代基或化合物的形式，因為它們例如具有不對稱中心，這些同樣包括 在本發明內。不言而喻地是，根據本發明的通式I的化合物可以異構體純的形式存在，例 如作為純對映體、非對映體、E或Z異構體、反式或順式異構體，或作為以任何所需比例的多 個異構體的混合物存在，例如作為外消旋體、E/Z異構體混合物或作為順/反式異構體混合 物。
具有反式構型，即，兩個取代基均位于在熱力學上優選的椅式構象中的赤道位置。
[0037] 通式I的化合物可以通過描述在文獻中本身已知的方法制備（例如在標準工作 中，例如Houben-Weyl,MethodenderorganischenChemie[MethodsofOrganicChemistr y]，Georg-Thieme-Verlag,Stuttgart)，確切地說在已知和適于所述反應的反應條件下。這 里可以使用未在本文更詳細提及的本身已知的變體。
[0038] 如果需要，原料也可以通過不將它們與反應混合物分離，而是立即將它們進一步 轉化成通式I的化合物原位形成。
[0039] 根據本發明通式I的化合物的合成通過示例的方式描述在實施例中。原料可以通 過通常可訪問的文獻步驟獲得或可商購。
[0040] 以下參考方案1、2、3和4解釋根據本發明化合物特別合適的合成路線。在以下方 案中取代基R1、R2以及指數m和n具有式I的含義。
[0041] 包含兩個烷氧基（R1，R2)的式I的化合物的合成由堿性化合物二苯并呋喃起始進 行（參見方案1)。
[0042]
行（方案3)。
[0050]
[0051] 方案3.式I的化合物的合成（m+n= 0)。所采用的