192108. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 5-ciklohexil-1,3-dioxán-származékok előállítására és 2-fenil-5-ciklohexil-1,3-dioxi-származékokat tartalmazó folyadékkristályos nematikus elegyek
1 A találmány folyadékkristályos nematikus anyagok elegyére vonatkozik, amelyek 1,3-dioxának új szánnazékaiból állnak és amelyek optoelektronikus építőelemekben a ráeső vagy átmenő fény modulálására, valamint feliratok, rajzok és képek megjelenítésére használhatók. Az ilyen optoelektronikus építőelemek például elektronikus órák, számológépek és egyéb berendezések kijelzőiként használhatók. A szakirodalom nagyszámú folyadékkristályos anyagelegyet ismertet, amelyeknek egy része szintén alkalmazható optoelektronikus kijelzőként. így például: DJDemus, H.Demus és H. Zaschke: Flüssige Kristalle in Tabellen, VEB Deutscher Verlag für Gmdstoffindustrie, Leipzig 1974. — D. De mus: „Nonemissieve Electrooptic Displys”, ed. by R.A. Kmetz u. F.K. von Willisen, Plenum Press New York — London 1976 p. 83-117. - V.V. Titov: Proceedings 3rd Liquid Drystal Conference of Socialistic Countries, Budapest 1979. — G.Weber, P. der. Pino, L Pohl: Proceedings 10. Freiburger Arbeitstagung Flüssigkristalle 1980. Mivel nincs olyan tiszta vegyület, amely a kijelzőben való alkalmazáshoz szükséges tulajdonságokkal rendelkezik, mindig több folyadékkristályos anyag elegyét használják. Az elegyekkel szemben támasztott követelmények (olvadás- és tisztuláspont, üzemelési hőmérséklettartomány, küszöbfeszültség, időbeli viselkedés; a tulajdonságok hőmérsékletfüggése) mindig magasabbakká válnak és további alkalmazási területekre újfajta elegyek szükségesek. Ezért folynak kutatások új folyadékkristályos anyagok kidolgozására, amelyek olyan speciális tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek az elegyeket meghatározott módon befolyásolják. A 139 867 számú NDK szabadalmi leírásban ismertetett megoldás szerint az (I) általános képletŰ 1,3-dioxán-származékokat — ahol a képletben X jelentése o-R^fenil-csoport és Y jelentése Ra, vagy . X jelentése R és Y jelentése p-R -fenil-csoport, vagy X jelentése p-R -fenil-csoport és Y jelentése p- R3 -fenilcsoport -alkalmazzák optoelektronikus építőelemekben. A két hattagú gyűrűt tartalmazó vegyületek jelentős része csak monotróp folyadékkristályos, míg a három hattagú gyűrűt tartalmazó vegyületek aránylag kevéssé oldhatók. A találmány célja új nematikus folyadékknstályos anyagokból álló olyan elegyek kidolgozása, amelyék előnyös tulajdonságokkal rendelkeznek az olvadás- és tisztuláspont, hőterheléssel szembeni stabilitás, alacsony viszkozitás és kis küszöbfeszültség szempontjából. Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy az 1,3- dioxán 2,5-diszubsztituált ciklohexil-származékainak folyadékkristályos elegye alkalmas optoelektronikus építőelemekhez. Az 1,3-dioxán fenti származékai az (I) általános képlettel definiálhatók, ebben a képletben 2 Y jelentése p-fl-9 szénatomos alkil)-ciklohexilcsoport, X jelentése 1-9 szénatomos alkil-, p^l-9 szénatomos aIkil)-ciklohexil-,p-ciano-feniI-, p-nitrofenil-, p-(l-9 szénatomos alkil)-fenil- vagy p(1-9 szénatomos alkoxi)-fenil-csoport. Az 1,3-dioxán 2,5-diszubsztituált ciklohexil-származékai széles folyadékkristályos tartományban léteznek alacsony olvadásponttal és különösen magas tisztulási ponttal (I—III. táblázat). Stabilak hővel, látható és ultraibolya fénnyel történő megvilágítással, valamint állandó vagy váltakozó elektromos erőtérrel szemben. Az 1,3-dioxán analóg fenilszármazékaival szemben alacsony a viszkozitásuk, ennek következtében különösen előnyös, hogy az optoelektronikus építőelemekben rövidebb a kapcsolási idő. A találmány szerinti eljárással előállított vegyületek a 139 852 (1978) számú NDK szabadalmi leírásban ismertetett 1,3-dioxán-származékokkal, továbbá más folyadékkristályos vagy nem folyadékkristályos vegyületekkel készült elegyek formájában alkalmazhatók. A találmány szerinti vegyületeket ismert módon (H. Zaschke, H.M. Vörbrodt, D.Demus, W. Veissflog: DD-WP 139 852 (1978); H. M. Vorbrodt, S. Deresch H. Kresse, A. Wiegeleben, D. Demus, H. Zaschke: J. prakt. Chem. im Druck) aldehidek szubsztituált benzaldehidek, szubsztituált ciklohexán-karbaldehidek 2-(4-szubsztituált-fenil)-propán-l,3-diolokkal vagy 2- (4-szubsztituált-dklohexil)-propán-l ,3-diolokkal szerves oldószerben, savkatalizátor jelenlétében végrehajtott reakciójával állíthatjuk elő. Az eljárást az A reakcióvázlat szemlélteti. A szintézishez szükséges szubsztiuált ciklohexánkarbaldehideket a B reakcióvázlattal szemléltetett módon lehet előálH tani. A 2-(4-szubsztituált-ciklohexil)-propán-l ,3-diolokat a C reakcióvázlaton bemutatott módon lehet előállítani. Ilyen módon cisz-ciklohexanolok, illetve nagy ciszizomer-tartalmú cisz-transz-izomer-elegek sikerrel alkalmazhatók és 2-(4-szubsztituált-ciklohexil)-propán -1,3-diolok transz-izomerben gazdag izomer-elegyével való reagál tatáskor jó kitermelést adnak. A találmányt a következő példákkal szemléltetjük. 1. példa A találmány szerinti elegyekben használható vegyületeket a következő I—III. táblázatban soroljuk fel. A táblázatokban szereplő jelek jelentése a következő: K: szilárd kristály átalakulási hőmérséklete: •: a fázis jelen van S: szmektikus fázis átalakulási hőmérséklete :a fázis nincs jelen N: nematikus fázis átalakulási hőmérséklete: I: izotróp folyadék 192.108 5 10 15 20 25 30 35 40 , 45 f 50 2
