Deutsch

Durch die fortschreitende Entwicklung in der Mikroelektronik sind Flüssig-Kristall-Anzeigen (LCDs) erschwinglich geworden. Aber auch an die flüssigkristallinen Verbindungen werden neue Ansprüche gestellt. Eine Möglichkeit zur Weiterentwicklung ist der Einsatz von ferroelektrischen Flüssigkristallen, welchen man sehr kurze Schaltzeiten zuschreibt. Diese Verbindungen bestehen aus calamitischen (stäbchenförmigen), chiralen Verbindungen und sind in der Lage smektische C*-Phasen zu bilden.

Das Konzept der vorliegenden Arbeit zur Synthese von potentiell flüssigkristallinen Verbindungen basiert auf der Idee, die Chiralität in ein Ring-Fragment einzubetten, um so störende Einflüße von Verzweigungen in den Flügelgruppen zu vermeiden. Als Träger der chiralen Information bieten sich 2,5-trans-verknüpfte pyranoide Systeme an, welche ohne störende laterale Substituenten durch die Sauerstoff-Funktion chiral sind.

Zum Aufbau dieser Verbindungen wurden zwei Wege beschritten: Der erste beschreibt die gezielte trans-Öffnung eines bicyclischen Alkoxylactons 9. Diese Öffnung wurde unter Lewis-Säure-Katalyse mit Allyltrimethylsilan zum 2,5-trans-substituierten Tetrahydropyranring vollzogen. Nach Veresterung wurden Verbindungen erhalten, die Mesophasen ausbilden.

Der zweite Weg bedient sich einer Hetero-Diels-Alder-Reaktion von bisher nicht publizierten, 2‑substituierten Danishefsky-Dienen 10 mit aromatischen Aldehyden. Die so gebildeten 2,3-Dihydro-γ-pyranone 11 mit unterschiedlichen Substituenten an Position 2 und 5 zeigen ebenfalls Mesophasen. Durch die Wahl verschiedener Reaktionspartner läßt sich so eine große Anzahl von Verbindungen darstellen und die flüssigkristallinen Eigenschaften variieren. Durch eine katalytische Hydrierung und eine angeschlossene Desoxygenierung mit Triethylsilan lassen sich weitere Verbindungstypen generieren, welche ebenfalls Mesophasen aufweisen. Ein Weg zu enantiomerenreinen Verbindungen wurde durch eine enantioselektive Hetero-Diels-Alder-Reaktion mit einer chiralen Lewis-Säure (BINOL-Al-Me) aufgezeigt.

English

Due to rising advances in microelectronics Liquid-Crystal-Displays (LCDs) became affordable for average computer-users. However, liquid-crystal-compounds are still prone to constant improvements. The use of ferroelectric liquid-crystals which offer very short switching times is one way to improve their characteristics. These liquid crystals consist of calamitic (rod-like), chiral substances, which can form smectic C*-phases.

The concept of this thesis to synthesize potential liquid-crystal-compounds is based upon the idea to embed the chirality into a ring-fragment to avoid distortion from the terminal chains. As a carrier for the chiral information, a 2,5-trans-substituted pyranoid system is utilized in which the oxygen provides the chirality without any interfering lateral substituents.

Two pathways are pursued to realize this idea: The first one describes the directed trans-opening of a bicyclic alkoxylactone 9. This opening-reaction has been carried out by Lewis-acid-catalysis with allyltrimethylsilane to form a 2,5-trans-substituted tetrahydropyran ring. After an esterification compounds were obtained which exhibit mesogenic phases .

The second pathway uses a hetero-Diels-Alder-reaction of unpublished 2-substituted Danishefsky-dienes 10 with aromatic aldehydes. The so formed 2,3-dihydro-γ-pyranones 11 with different substituents at position 2 and 5 also show mesophases. By using various reaction-partners a large number of substances with various liquid-crystal-properties can be synthesized. Through a catalytic hydrogenation and a subsequent desoxygenation with triethylsilane two other types of pyranoic substance-classes can be generated, which also show mesophases. A way to obtain enantiopure compounds is shown by an enantioselective hetero-Diels-Alder-reaction with an chiral Lewis-acid (BINOL-Al-Me).