DE2261548A1

DE2261548A1 - Nematic liquid crystals - of alkoxyphenyl n-butylbenzoate with stability at room temp, for display equipment

Info

Publication number: DE2261548A1
Application number: DE19722261548
Authority: DE
Inventors: Yoshio Katagiri; Yoshio Miyata
Original assignee: Seiko Instruments Inc; Seikosha KK
Current assignee: Seiko Instruments Inc; Seikosha KK
Priority date: 1971-12-16
Filing date: 1972-12-15
Publication date: 1973-06-20
Also published as: CH575456A5; JPS4866582A; JPS5120993B2

Abstract

Nematic liquid crystals consist of cpd(s) of formula (in which R is 4-10C straight chain alkoxy). They are stable at or near room temp. and have a much lower transition temp. from the crystalline to the nematic state than conventional nematic liquid crystal cpds. The scattered light is colourless and the cpds. are not destroyed by moist air or by O2 in the air. They are opt. used in combination with other cpds. of similar type.

Description

Nematische flüssige Kristalle Die Erfindung betrifft eine nematische flüssige Kristallverbindung, welche bei oder nahe Raumtemperatur stabil ist. Nematic Liquid Crystals The invention relates to a nematic liquid crystal compound which is stable at or near room temperature.

Zur Verwendung von flüssigen Kristallen als Darstellungseinrichtung ist es erforderlich, die flüssigen Kristalle bei oder nahe Raumtemperatur stabil zu halten. Es ist schon berichtet worden, daß einige Verbindungen, die -CH=N-Bindungskupplungen haben, wie Anisiliden-P-aminophenyl-n-butyl, bei relativ niedriger Temperatur nematisch gemacht werden können. Solche Verbindungen haben jedoch solche Nachteile, daß sie dazu neigen, durch Belichtung gelb zu erden und in einer Luftatmosphäre, die feucht ist oder Wasserstoff enthält, zerstört zu werden.To use liquid crystals as a display device it is necessary to keep the liquid crystals stable at or near room temperature to keep. It has been reported that some compounds that have -CH = N bond couplings have, like anisiliden-P-aminophenyl-n-butyl, nematic at a relatively low temperature can be made. However, such compounds have such disadvantages that they tend to ground yellow upon exposure and in an air atmosphere that is humid or contains hydrogen, to be destroyed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine neue nematische flüssige Kristallverbindung zur Verfügung zu zu stellen, welche bei oder nahe Raumtemperatur stabil ist und die im Vergleich zu den herkömmlichen nematischen flüssigen ICristallverbindungen eine sehr niedrige Übergangstemperatur von dem Kristallzustand zu dem nematischen Zustand besitzt.The invention is therefore based on the object of a new nematic liquid crystal compound available too to ask which is stable at or near room temperature and which compared to the conventional nematic liquid crystal compounds have a very low transition temperature from the crystal state to the nematic state.

Die erfindungsgemäßen neuen nematischen flüssigen Iiristallverbindungen sind Derivate von para-Butylbenzoesäure. Sie zeigen solche Eigenschaften, wie einen engen Temperaturbereich, in welchem die Verbindung nematisch ist, und daß sie im Hinblick auf den nematischen Zustand bei oder nahe Raumtemperatur instabil sind. Es hat sich gezeigt, daß die nematischen flüssigen Kristallverbindungen, die über einen weiten Bereich von Raumtemperaturen stabil sind, erhalten werden können, wenn man das obengenannte Derivat in geeigneten Verhältnissen mit anderen nematischen flüssigen Kristallverbindungen vermischt.The novel nematic liquid crystal compounds according to the invention are derivatives of para-butylbenzoic acid. They show such qualities as one narrow temperature range in which the compound is nematic and that it is in the Are unstable with respect to the nematic state at or near room temperature. It has been shown that the nematic liquid crystal compounds that have A wide range of room temperatures are stable, can be obtained if the above derivative in suitable proportions with other nematic liquid crystal compounds mixed.

Die Verbindungen haben die allgemeine Formel worin R eine geradkettige Alkylgruppe mit drei Kohlenstoffatomen oder weniger bedeutet.The compounds have the general formula wherein R represents a straight chain alkyl group having three carbon atoms or less.

Diese Verbindungen haben eine hohe Ubergangstemperatur vom Kristallzustand in den nematischen Zustand.These compounds have a high transition temperature from the crystal state in the nematic state.

Dies beträgt z.B. 59,5°C für R = CH3, 55,50C für R = C2115 und 630C für R = CH7. Daher sind sie als flüssige Kristallverbindungen, die bei oder nahe Raumtemperatur stabil sind, nicht geeignet. Wenn Jedoch die Verbindungen eine geradkettige Alkylgruppe R mit einer Kohlenstoffzahl von ls bis 10 enthalten, dann ist die Übergangstemperatur von dem Kristallin den nematischen Zustand niedrig. Sie ist insbesondere am niedrigsten für R = C5H15. Daher sind solche Verbindungen besonders dazu geeignet, um flüssige Kristallverbindungen zu erhalten, die bei oder nahe Raumtemperatur stabil sind.This is e.g. 59.5 ° C for R = CH3, 55.50C for R = C2115 and 630C for R = CH7. Hence, they are called liquid crystal compounds that are at or near Are stable at room temperature, not suitable. However, if the links are a straight chain Alkyl group R with a carbon number from 1s to 10 contain, then the transition temperature from crystalline to nematic state is low. In particular, it is lowest for R = C5H15. Hence such connections particularly suitable for obtaining liquid crystal compounds that are in or are stable near room temperature.

Die Verbindungen, die eine geradkettige Alkylgruppe R mit einer Kohlenstoffzahl von 4 oder mehr enthalten, haben folgende nematische Temperaturbereiche: R Temperaturbereich R Temperaturbereich C4h9 44 bis 46°C C7H15 37 bis 42°c C51111 38 bis 390C C8H17 40 bis 470C C6H13 31 bis 44°C C10H21 41 bis 44°C Nachfolgend soll ein Beispiel für eine Herstellungsmethode der erfindungsgemäßen Verbindungen beschrieben werden, wobei die Verbindung mit R = C61113, d.h.The compounds that have a straight chain alkyl group R with a carbon number of 4 or more have the following nematic temperature ranges: R temperature range R temperature range C4h9 44 to 46 ° C C7H15 37 to 42 ° c C51111 38 to 390C C8H17 40 to 470C C6H13 31 to 44 ° C C10H21 41 to 44 ° C The following is an example for a production method of the compounds according to the invention are described, where the compound with R = C61113, i.

in Betracht gezogen wird.is being considered.

Eine wäßrige sa3zsaure Lösung von p-n-Butylanilin wird mit Natriumnitrit diazotiert und sodann mit wasserfreiem Natriumcarbonat neutralisiert. Sodann wird mit einer wäßrigen Lö-Sung von Kupfer(I)-kaliumcyanid zu p-n-Butylbenzonitril umgesetzt. Das p-n-Butylbenzonitril wird durch Erhitzen im Gemisch mit einer wäßrigen Lösung von Natriumhydroxid zu p--n-i3utylbenzoesäure hydrolysiert. Ein Mol p-n-Butylbenzoesäure wird mit 1,2 Mol Thionylchlorid umgesetzt. Der Überschuß hiervon wird abdestilliert und unter vermindertem Druck entfernt. Sodann wird unter Rühren eine Lösung von 1 Nol Hydrochinonmono-n-hexyläther mit einem lIol Pyridin zugetropft. IJach einer genügenden Umsetzung wird die resultierende Verbindung in einen großen Wasserüberschuß eingegossen, um die freigesetzte fettige Substanz umzukristallisieren. Auf diese Weise wird p-n-Butylbenzoesäure und Hydrochinon-n-hexyläther gebildet Ilachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wiedergegeben.An aqueous acidic solution of p-n-butylaniline is treated with sodium nitrite diazotized and then neutralized with anhydrous sodium carbonate. Then will reacted with an aqueous solution of copper (I) potassium cyanide to p-n-butylbenzonitrile. The p-n-butylbenzonitrile is obtained by heating in a mixture with an aqueous solution hydrolyzed by sodium hydroxide to p-n-i3utylbenzoic acid. One mole of p-n-butylbenzoic acid is reacted with 1.2 mol of thionyl chloride. Of the Excess of this is distilled off and removed under reduced pressure. Then with stirring a solution of 1 mol hydroquinone mono-n-hexyl ether with one lIol pyridine was added dropwise. After a sufficient implementation, the resulting compound will turn into a great one Excess water poured in to recrystallize the released fatty substance. In this way p-n-butylbenzoic acid and hydroquinone-n-hexyl ether are formed Embodiments of the present invention are given below.

Beispiel 1 Ein Gemisch von 1 Mol mit einem liol ergab nematisclie flüssige Kristalle, welche bei Temperaturen von von -10 bis 59 C stabil waren.Example 1 A mixture of 1 mole with a liol gave nematisclie liquid crystals which were stable at temperatures from -10 to 59 ° C.

Beispiel 2 Ein Gemisch von 1 Ilol mit 1 Mol ergab nematische flüssige Kristalle, welche bei Temperaturen von -3 bis 45°C stabil waren.Example 2 A mixture of 1 Ilol with 1 mole gave nematic liquid crystals which were stable at temperatures from -3 to 45 ° C.

Beispiel 3 Ein Gemisch von 1,2 Mol mit 0,8 Mol ergab nematische flüssige Kristalle, welche bei Temperaturen von -5 bis -580C stabil waren.Example 3 A mixture of 1.2 moles with 0.8 moles gave nematic liquid crystals which were stable at temperatures from -5 to -580C.

Beispiel 4 Ein Gemisch von 1 Mol und 0,5 Mol ergab nematische flüssige Kristalle, welche bei Temperaturen von -12 bis 61 0C stabil waren.Example 4 A mixture of 1 mole and 0.5 moles gave nematic liquid crystals which were stable at temperatures from -12 to 61 ° C.

Beispiel 5 Ein Gemisch von 1 Eiol mit 1 iIol ergab nematische flüssige Kristalle, die bei Temperaturem von -10 bis 53°C stabil waren.Example 5 A mixture of 1 egg with 1 iIol gave nematic liquid crystals which were stable at temperatures from -10 to 53 ° C.

Wie oben beschrieben, ergibt ein Gemisch in einer geeigneten Verhältnismenge von mindestens einer Verbindung eines Derivats von para-Butylbenzoesäure flüssige Kristalle, die bei Temperaturen von weniger als 0 0C bis zu höheren Temperaturen nematisch gehalten werden. Ferner ist das Streulicht der erfindungsgemäßen Verbindung vorteilhaferweise farblos. Sie wird selbst unter einer Luftatmsphäre, die feucht ist, oder von Sauerstoff in Luft kaum zerstört.As described above, results in a mixture in an appropriate proportion of at least one compound of a derivative of para-butylbenzoic acid liquid Crystals that grow at temperatures from less than 0 0C up to higher temperatures kept nematic. Furthermore, there is scattered light of the invention Compound advantageously colorless. She becomes herself under an air atmosphere, which is moist, or hardly destroyed by oxygen in air.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Nematic liquid crystals, characterized in that they consist of at least one compound with the general formula where R is a straight chain alkyl group having 4 to 10 carbon atoms.

2. Nematic liquid crystals according to claim 1, characterized geke nnzeic ii] - et that with is combined in a molar ratio of 1: 1.

3. Nemati che liquid crystals according to claim 1, characterized geke nnzeii, ii net that with is combined in a molar ratio of 1: 1.

4. iTematic liquid crystals according to claim 1, characterized in that with is combined in the molar ratio of 3: 2.

5. ifematic liquid crystals according to claim 1, characterized geke nnzeich that with and is combined in a molar ratio of 1: 1.

6. Nematic liquid crystals according to claim 1, characterized in that with is combined in the oil ratio of 1: 1.