4,6-二氟二苯并噻吩衍生物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及4,6-二氟二苯并噻吩衍生物，制备其的方法，包含这些衍生物的液晶 介质，以及包含这些液晶介质的电光显示器元件。这样的化合物具有负介电各向异性。
【背景技术】
[0002] 自从约30年前首次发现可商业使用的液晶化合物以来，液晶已经广泛应用。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机、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。
[0003]在液晶中分子的空间排列具有这样的影响，其许多性能依赖于方向。对于用于液 晶显示器特别重要的是光学、介电和弹塑性各向异性。取决于分子是否随着它们纵轴垂直 或平行于电容器的两个板取向，使后者具有不同的电容；换句话说，液晶介质的介电常数 e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 e N大于垂直于分子纵轴的介电常数e 1，介电各向异性A e = e u-e±大于〇。在常规 显示器中使用的大部分液晶落入该范围。
[0004] 分子的极化率和永久偶极矩均对于介电各向异性起到作用。当将电压施加到显示 器上时，分子的纵轴本身取向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。
[0005]在用于常规液晶显示器的液晶分子的情况中，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。
[0006]借助其中较大的偶极矩平行于分子的纵轴取向的液晶，已经研发了非常高性能的 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，通过例如用于笔记本的液晶显示器中的强 视角依赖性仍然造成困难。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 更大的舒适度，正在尝试最大化角度，通过其显示器可以从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 矩的液晶化合物来改善视角依赖性。在这种情况下，介电各向异性A e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其自 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的改善。这种类型 的显示器被称为VA_TFT( "垂直配向"）显示器。
[0007]在液晶材料领域的研发仍远未完成。为了改善液晶显示器元件的性能，不断尝试 研发能够使这种显示器优化的新型化合物。
[0008]说明书 W002/055463、DE102005012585 和 EP1752510 公开了用作液晶材料的二苯 并噻吩衍生物。这样的化合物与根据本发明的化合物的区别在于二苯并噻吩结构的取代。 这些说明书未公开对于可比化合物的任何物理数据。
【发明内容】
[0009] 本发明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。不考虑对应于显 示器类型的介电各向异性，需要具有应用参数的有利组合的化合物。在这些参数（它们是 同时优化）中特别应提及的是高清亮点、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希望的液晶相的混合物的性质（较低熔点、与其它希望类型的液晶 组分良好的互溶性）。
[0010] 该目的通过根据本发明通式I的化合物实现
[0011]
[0012] 其中
[0013] m和n，彼此独立地为0、1或2,优选0，
[0014] R1和R2,彼此独立地表示具有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CH 2基团可以各自彼此独立地被-c E c-、-CF20-、-0CF2-、-CH = CH-、
、-o-、-co-o-或-0-C0-以0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，
[0015] 优选地，彼此独立地表示具有1-15个碳原子的未取代的烷基或烷氧基，或具有 2-15个碳原子的烯基、烯基氧基或炔基，其在每种情况下任选地被单-或多卤代，
[0016] A1和A 2,彼此独立地表示选自以下组的基团：
[0017] 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，
[0018] 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CH 2基团可以被-0-和/或-s-代替，和其中另外，一个或多个H原子可以被F或C1 代替，和
[0019] c)由四氛吡喃_2, 5_二基、1，3_二**恶烧_2, 5_二基、四氛咲喃_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L基团单或多取代，
[0020]L在每次出现时独立地表示F、Cl、CN、SCN、SF5或直链或支链在每种情况下任选被 氣代的烷基、烷氧基、烷基幾基、烷氧基幾基、烷基幾基氧基或烷氧基幾基氧基，其具有1 _12 个或优选1-4个C原子，和
[0021] Z1和 Z 2,彼此独立地表示单键、-cf2o-、-ocf2-、-ch2o-、-och2-、- (C0) 〇-、-0 (C0)-、 -(CH2)4-^-CH2CH2-^-CF 2-CF2-^-CF2-CH2-^-CH2-CF 2-^-CH = CH-^-CF = CF-^-CF = CH-^-CH =CF_、_ (CH2) 30_、_0 (CH2) 3_、_C 三 C_、_0_、_CH2_、_ (CH2) 3_ 或 _CF2_〇
[0022] 所述化合物具有明显的负性A e并且因此特别适用于VA-TFT显示器的液晶混合 物。根据本发明的化合物优选具有A e <-4,更优选A e <-6,和特别优选A e <-8。 它们显示与在用于显示器的液晶混合物中使用的常规物质良好的混溶性，即它们在其中具 有良好的溶解性。化合物和得到的液晶混合物的旋转粘度有利地低。
[0023] 根据本发明的化合物的其它物理、物理化学或电光学参数对于该化合物在液晶介 质中使用也是有利的。包含这些化合物的液晶介质特别具有向列相合适的宽度和良好的低 温和长期稳定性以及足够高的清亮点。根据本发明化合物的低熔点指示有利的混合行为。 此外，根据本发明式I的化合物具有特别适用于VA-TFT显示器的光学各向异性值An。根 据本发明的化合物优选具有大于〇. 15且小于0. 25的An。另外，化合物相对容易制备。这 些有利性能的平衡组合代表了可用于VA混合物的显著丰富的混合物组分。
[0024] 参数m和n以m+n的和计优选具有0或1的值，特别是0。因此m优选为0或1， 优选为〇,和n优选为0。
[0025] R1和R2优选各自彼此独立地表示分别具有1-7或2-7个碳原子的烷氧基、烷基或 烯基。在通式I中R 1和R2特别优选彼此独立地为具有2-7个C原子的烷氧基或烷基。这 里R1和R 2基团优选不同。
[0026] 在其中m = 0的情况下，R1优选表示烷氧基、烷基或烯基，特别优选具有1-7个C 原子的烷氧基，特别优选具有2-5个C原子。在其中n = 0的情况下，R2优选表示烷氧基、 烷基或烯基，特别优选具有1-7个C原子、特别优选具有2-7个C原子的烷氧基。在R 1和 R2中碳原子数一起的总和优选为4、5、6、7、8、9或10,特别优选为6、7、8、9或10。
[0027] 在其中m = 1或2的情况下，R1优选表示烷基、烷氧基或烯基，特别优选具有1-7 个C原子、特别优选具有2-5个C原子的烷基。在其中n = 1或2的情况下，R2优选表示烷 基或烯基，特别优选具有1-7个C原子、特别优选具有2-5个C原子的烷基。
[0028] 如果式I中的R1和R2各自彼此独立地表示烷基，则这些是直链或支链的。这些基 团的每一个优选是直链的，除非另有说明，具有1、2、3、4、5、6或7个C原子并且相应地优选 为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基或庚基。
[0029] 此外，式I中的R1和R2各自彼此独立地为具有2-15个C原子的烯基，其是直链或 支链的并且具有至少一个C-C双键。其优选是直链并且具有2-7个碳原子。因此，其优选 为乙烯基、丙 _1_烯基或丙_2_烯基、丁-1-烯基、丁 _2_烯基或丁 _3_烯基、戊_1_烯基、 戊-2_烯基、戊_3_烯基或戊_4_烯基、己_1_烯基、己_2_烯基、己_3_烯基、己_4_烯基或 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_稀 基。如果C-C双键的两个C原子被取代，则烯基可以是E和/或Z异构体（反式/顺式） 的形式。通常，各自E异构体是优选的。在烯基之中，特别优选丙-2烯基、丁-2-烯基或 丁 -3_烯基，和戊_3_烯基或戊_4_烯基。
[0030] 式I中R1和R2还可以彼此独立地为具有2-15个C原子的炔基，其是直链或支链的 并且具有至少一个C-C三键。优选1-丙炔基或2-丙炔基，和1-丙炔基、2-丙炔基或3-丙 炔基。
[0031] 基团A1和A 2优选独立地表示选自下式的二取代的环状基团
[0032]
[0035] 基团Z1优选表示单键、-CH 20_、-CF20-或-0CF2-，特别优选单键。
[0036] 基团Z2优选表示单键、-0CH 2_、-0CF2-或-CF20-，特别优选单键。
[0037] 基团L优选表示F、Cl、_CF3，或具有1、2或3个碳原子的烷基或烷氧基。
[0038] 特别优选地，m和n表示0,和R1和R2各自表示具有1-7个碳原子的烷氧基。
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