JP2010155924A - Dichroic dye - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dichroic azo dye having an absorption peak wavelength in a long wavelength range of ≥600 nm and an order parameter of as high as ≥0.81. <P>SOLUTION: The dichroic azo dye is expressed by structural formula (I). In the formula, R<SP>1</SP>, R<SP>2</SP>and R<SP>3</SP>are each independently an arbitrary monovalent group; X is an electron donating substituent; the ring Ar is 1,4-phenylene which may have a substituent or 1,4-naphthylene ring which may have a substituent; n is an integer of ≥2; and the multiple rings Ar may be the same or different. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は液晶表示などに用いられる新規な二色性色素およびこれを含む液晶素子に関する。   The present invention relates to a novel dichroic dye used for liquid crystal display and the like and a liquid crystal element including the same.

液晶表示素子として多くの方式が提案されている。例えば、ゲストホスト方式の液晶素子とは、液晶中に二色性色素を溶解させた液晶組成物をセル中に封印し、これに電場を与え、電場による液晶の動きにあわせて二色性色素の配向を変化させ、セルの吸光状態を変化させることで表示する方式である。このゲストホスト方式は、バックライトを用い電力消費の少ない反射液晶素子として期待されている。   Many types of liquid crystal display elements have been proposed. For example, a guest-host type liquid crystal element is a cell in which a liquid crystal composition in which a dichroic dye is dissolved in a liquid crystal is sealed in a cell, and an electric field is applied to the cell. This is a method of displaying by changing the orientation of the cell and changing the light absorption state of the cell. This guest-host system is expected as a reflective liquid crystal element that uses a backlight and consumes less power.

液晶素子に用いられる二色性色素には、適当な吸収特性、高いオーダーパラメーター(S値)、ホスト液晶に対する高い溶解性および耐久性などの性質が要求される。他方、市場ニーズが大きいブラックの液晶組成物を構成する上で必要な青色系のアゾ系二色性色素については、ニトロ基、シアノ基およびヘテロ環を有する色素が知られていたが、従来のニトロ基、シアノ基あるいはヘテロ環を有する色素は耐久性およびホスト液晶への溶解性に大きな難点がある。また製造が困難であったり、短波長領域に副吸収を有するため短波長領域のオーダーパラメーターが低くなったりするきらいがあった。   The dichroic dye used in the liquid crystal element is required to have properties such as appropriate absorption characteristics, high order parameter (S value), high solubility in the host liquid crystal, and durability. On the other hand, as a blue azo dichroic dye necessary for constituting a black liquid crystal composition having a large market need, a dye having a nitro group, a cyano group and a heterocyclic ring has been known. A dye having a nitro group, a cyano group or a heterocyclic ring has a great difficulty in durability and solubility in a host liquid crystal. In addition, it is difficult to manufacture, and the order parameter in the short wavelength region is likely to be low because of the secondary absorption in the short wavelength region.

また特許文献1には、本発明に類似の下記構造式で示される色素の記載があるが、クロロホルム中での吸収極大波長が593nmと短波長であり、600nm以上の波長域における高いオーダーパラメーターを得る目的には十分ではなかった。   Further, Patent Document 1 has a description of a dye represented by the following structural formula similar to the present invention, but the absorption maximum wavelength in chloroform is 593 nm, which is a short wavelength, and a high order parameter in a wavelength region of 600 nm or more. It was not enough for the purpose to get.

Figure 2010155924
Figure 2010155924
特開昭62−555号公報JP-A 62-555

本発明の課題は、600nm以上の長波長領域に吸収極大波長を有し、かつ0.81以上の高いオーダーパラメーターを有するアゾ系二色性色素を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an azo dichroic dye having an absorption maximum wavelength in a long wavelength region of 600 nm or more and a high order parameter of 0.81 or more.

発明者は鋭意検討の結果、ナフタレン環上に電子供与基を有する下記構造式(I)で示されるアゾ系二色性色素が600nm以上の長波長領域に吸収極大波長を有し、かつ0.81以上の高いオーダーパラメーターを有することを見出し、前記課題を解決することを見出した。即ち、本発明の要旨は以下の通りである。
[1] 下記構造式(I)で示されるアゾ系二色性色素
As a result of intensive studies, the inventor has found that an azo dichroic dye represented by the following structural formula (I) having an electron donating group on the naphthalene ring has an absorption maximum wavelength in a long wavelength region of 600 nm or more, and 0. It has been found that it has a high order parameter of 81 or more, and has found that the above-mentioned problems can be solved. That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] An azo dichroic dye represented by the following structural formula (I)

Figure 2010155924
Figure 2010155924

(式中、R、RおよびRはそれぞれ独立して任意の一価の基を示し、Xは電子供与性の一価の基を示し、環Arは置換基を有してもよい1,4−フェニレンまたは置換基を有していてもよい1,4−ナフチレン環を示し、nは2以上の整数を示す。複数の環Arは同一であっても異なっていてもよい。
但し、「Rと結合する環Arが1,4-フェニレン基であって、かつ、Rが下記構造
式(II)で示される場合」を除く。
(Wherein R 1 , R 2 and R 3 each independently represents any monovalent group, X represents an electron-donating monovalent group, and ring Ar may have a substituent. 1,4-phenylene or a 1,4-naphthylene ring which may have a substituent is represented, and n represents an integer of 2 or more, and a plurality of rings Ar may be the same or different.
However, the case where “the ring Ar bonded to R 1 is a 1,4-phenylene group and R 1 is represented by the following structural formula (II)” is excluded.

Figure 2010155924
Figure 2010155924

(式(II)中、Rはアルキル基を示し、環A及び環Aはそれぞれ独立して、1,
4−フェニレン基、または(トランス)−シクロヘキサン−1,4−ジイル基を示し、
は、環状構造及びアゾ結合を含まない二価の連結基を示す。))
[2] Xがアルコキシ基またはアルキル基である、[1]に記載のアゾ系二色性色素。
(In formula (II), R 4 represents an alkyl group, and ring A 1 and ring A 2 are each independently 1,
A 4-phenylene group or a (trans) -cyclohexane-1,4-diyl group,
L 1 represents a divalent linking group containing no cyclic structure and no azo bond. ))
[2] The azo dichroic dye according to [1], wherein X is an alkoxy group or an alkyl group.

本発明の長波長領域に吸収極大波長を有し、高いオーダーパラメーターを有する二色性色素を含む液晶組成物を用いた液晶材料素子は,長波長領域までコントラストの高い表示をすることができる。   The liquid crystal material element using a liquid crystal composition containing a dichroic dye having an absorption maximum wavelength in the long wavelength region and having a high order parameter can display a high contrast up to the long wavelength region.

本発明の二色性色素は、下記構造式(I)で示される。   The dichroic dye of the present invention is represented by the following structural formula (I).

Figure 2010155924
Figure 2010155924

(式中、R、RおよびRはそれぞれ独立して任意の一価の基を示し、Xは電子供与
性の一価の基を示し、環Arは置換基を有してもよい1,4−フェニレンまたは置換基を有していてもよい1,4−ナフチレン環を示し、nは2以上の整数を示す。複数の環Arは同一であっても異なっていてもよい。
但し、「Rと結合する環Arが1,4-フェニレン基であって、かつ、Rが下記構造
式(II)で示される場合」を除く。
(Wherein R 1 , R 2 and R 3 each independently represents any monovalent group, X represents an electron-donating monovalent group, and ring Ar may have a substituent. 1,4-phenylene or a 1,4-naphthylene ring which may have a substituent is represented, and n represents an integer of 2 or more, and a plurality of rings Ar may be the same or different.
However, the case where “the ring Ar bonded to R 1 is a 1,4-phenylene group and R 1 is represented by the following structural formula (II)” is excluded.

Figure 2010155924
Figure 2010155924

(式(II)中、Rはアルキル基を示し、環A及び環Aはそれぞれ独立して、1,
4−フェニレン基、または(トランス)−シクロヘキサン−1,4−ジイル基を示し、
は、環状構造及びアゾ結合を含まない二価の連結基を示す。))
以下、本発明の構造式(I)で示されるアゾ系二色性色素について詳細に説明する。
なお、上記一般式(I)で表される二色性色素は、「Rと結合するArが1,4-フ
ェニレン基であって、かつ、Rが下記構造式(II)で示される場合」を含まない。
(In formula (II), R 4 represents an alkyl group, and ring A 1 and ring A 2 are each independently 1,
A 4-phenylene group or a (trans) -cyclohexane-1,4-diyl group,
L 1 represents a divalent linking group containing no cyclic structure and no azo bond. ))
Hereinafter, the azo dichroic dye represented by the structural formula (I) of the present invention will be described in detail.
In addition, the dichroic dye represented by the above general formula (I) is “the Ar bonded to R 1 is a 1,4-phenylene group, and R 1 is represented by the following structural formula (II)” Case "is not included.

Figure 2010155924
Figure 2010155924

(式(II)中、Rはアルキル基を示し、環A及び環Aはそれぞれ独立して、1,
4−フェニレン基、または(トランス)−シクロヘキサン−1,4−ジイル基を示し、
は、環状構造及びアゾ結合を含まない二価の連結基を示す。)
上記構造を有する化合物は、先願である特願2007−170700に記載の一般式(I)に記載の化合物に包含されるため、これを本発明の範囲から除外するものである。
(In formula (II), R 3 represents an alkyl group, and ring A 1 and ring A 2 are each independently 1,
A 4-phenylene group or a (trans) -cyclohexane-1,4-diyl group,
L 1 represents a divalent linking group containing no cyclic structure and no azo bond. )
Since the compound having the above structure is included in the compound described in the general formula (I) described in Japanese Patent Application No. 2007-170700, which is a prior application, this is excluded from the scope of the present invention.

1.R、RおよびRについて
構造式(I)において、R、RおよびRはそれぞれ独立して、任意の一価の基を表す。
構造式(I)において、Rは任意の一価の基を示す。Rは本発明の性能を損なわない限りいかなる基でも良いが、アゾ系二色性色素に一般に見られるような、低極性で極性分子長を伸張する構造、液晶分子の部分構造などが好ましく、アルキル基が、単結合、または、フェニレン基、シクロヘキサン−ジイル基およびこれらが任意の組み合わせおよび任意の順番で2〜4連結した基を介して結合する基とすることが好ましい。
1. About R 1 , R 2 and R 3 In the structural formula (I), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent any monovalent group.
In the structural formula (I), R 1 represents an arbitrary monovalent group. R 1 may be any group as long as it does not impair the performance of the present invention, but is preferably a structure having a low polarity and extending a polar molecular length, a partial structure of liquid crystal molecules, etc., as generally found in azo dichroic dyes, The alkyl group is preferably a single bond, or a group bonded through a phenylene group, a cyclohexane-diyl group, and a group in which these are connected in any combination and in any order, 2-4.

上記Rが有するアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等の炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のものが好ましく、中でも、直鎖状のものが更に好ましく、炭素数3〜8の直鎖状のアルキル基が特に好ましい。
また、Rがフェニレン基および/またはシクロヘキサン-ジイル基が任意の組み合わ
せおよび任意の順番で連結した構造を有する場合、当該フェニレン基および/またはシクロヘキサン-ジイル基は、単結合、又は環状構造及びアゾ結合を含まない二価の連結基を
介して連結される。
Examples of the alkyl group of R 1 include 1 to 10 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a hexyl group, and an octyl group. Of these, a linear or branched group is preferable, among which a linear group is more preferable, and a linear alkyl group having 3 to 8 carbon atoms is particularly preferable.
In addition, when R 1 has a structure in which a phenylene group and / or a cyclohexane-diyl group are connected in any combination and in any order, the phenylene group and / or cyclohexane-diyl group is a single bond or a cyclic structure and an azo group. They are linked via a divalent linking group that does not contain a bond.

環状構造及びアゾ結合を含まない二価の連結基としては、特に限定されるものではないが、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、sec−ブチレン基、tert−ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基;ビニレン基、プロペニレン基、イソプロペニレン基、ブテニレン基、イソブテニレン基、sec−ブテニレン基、tert−ブテニレン基、ヘキセニレン基、オクテニレン基等の炭素数2〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルケニレン基;エチニレン基、プロピニレン基、イソプロピニレン基、ブチニレン基、イソブチニレン基、sec−ブチニレン基、tert−ブチニレン基、ヘキシニレン基、オクチニレン基等の炭素数2〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキニレン基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基、アセチルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等の炭素数2〜20、好ましくは2〜10のエステル基;エーテル基;カルボニル基;それらを組み合わせた基、等が挙げられる。   The divalent linking group not containing a cyclic structure and an azo bond is not particularly limited. For example, methylene group, ethylene group, propylene group, isopropylene group, butylene group, isobutylene group, sec-butylene group. , A tert-butylene group, a hexylene group, an octylene group, etc., a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms; vinylene group, propenylene group, isopropenylene group, butenylene group, isobutenylene group, sec-butenylene group , Tert-butenylene group, hexenylene group, octenylene group, etc., linear or branched alkenylene group having 2 to 10 carbon atoms; ethynylene group, propynylene group, isopropynylene group, butynylene group, isobutynylene group, sec-butynylene group, tert-butynylene group, hexynylene group, octynyl A linear or branched alkynylene group having 2 to 10 carbon atoms, such as a group; methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, propoxycarbonyl group, isopropoxycarbonyl group, tert-butoxycarbonyl group, acetyloxy group, benzoyloxy group, etc. And an ester group having 2 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 10 carbon atoms, an ether group, a carbonyl group, a group in which they are combined, and the like.

これらの中でも、結合原子数が2個のものが好ましく、−O−CO−、−CO−O−、−CH2 O−、−O−CH2 −等が更に好ましく、−CH2 O−が特に好ましい。
を以上に述べたような構造とすることによって、高いオーダーパラメーターを達成することができる。上記構造において、アルキル基とフェニレン基、アルキル基とシクロヘキサン−ジイル基、あるいはフェニレン基とシクロヘキサン−ジイル基の結合位置は特に限定されないが、高いオーダーパラメーターを達成する上では、4位で結合することが特に好ましい。
Among these, those having 2 bonding atoms are preferable, —O—CO—, —CO—O—, —CH 2 O—, —O—CH 2 — and the like are more preferable, and —CH 2 O— is particularly preferable.
By setting R 1 to the structure as described above, a high order parameter can be achieved. In the above structure, the bonding position of the alkyl group and the phenylene group, the alkyl group and the cyclohexane-diyl group, or the phenylene group and the cyclohexane-diyl group is not particularly limited, but in order to achieve a high order parameter, it must be bonded at the 4-position. Is particularly preferred.

具体的には、例えば、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等の炭素数3〜10、好ましくは炭素数3〜8の直鎖アルキル基; 4-プロピ
ルシクロヘキシル基、4-ブチルシクロヘキシル基、4-ペンチルシクロヘキシル基、4-ヘキシルシクロヘキシル基、4-ペプチルシクロヘキシル基等の炭素数9〜16、好ましくは炭素数9〜14の4−アルキルシクロヘキシル基;4−ブチルフェニル基、4−ペンチルフェニル基、4−ヘキシルフェニル等の炭素数9〜16、好ましくは炭素数9〜14の4−アルキルフェニル基;4−(4−プロプルシクロヘキシル)フェニル基、4−(4−ブチルシクロヘキシル)フェニル基、4−(4−ペンチルシクロヘキシル)フェニル基、4−(4−ヘプチルシクロヘキシル)フェニル基等の炭素数15〜22、好ましくは炭素数15〜20の4−(4−アルキルシクロヘキシル)フェニル基等が挙げられる。
Specifically, for example, a linear alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, preferably 3 to 8 carbon atoms such as a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, and an octyl group; 4-propylcyclohexyl group 4-alkylcyclohexyl group having 9 to 16 carbon atoms, preferably 9 to 14 carbon atoms such as 4-butylcyclohexyl group, 4-pentylcyclohexyl group, 4-hexylcyclohexyl group and 4-peptylcyclohexyl group; A 4-alkylphenyl group having 9 to 16 carbon atoms, preferably 9 to 14 carbon atoms, such as a phenyl group, a 4-pentylphenyl group, and 4-hexylphenyl; 4- (4-propylcyclohexyl) phenyl group, 4- ( 4-butylcyclohexyl) phenyl group, 4- (4-pentylcyclohexyl) phenyl group, 4- (4-heptylcyclohexyl) fur Carbon atoms such as a cycloalkenyl group 15 to 22, preferably and the like 4- (4-alkyl) phenyl group 15 to 20 carbon atoms.

は任意の一価の基を示す。Rは本発明の性能を損なわない限りいかなる基でも良いが、具体的には、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基などの炭素数1〜20、好ましくは炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基が挙げられる。 R 2 represents an arbitrary monovalent group. R 2 may be any group as long as it does not impair the performance of the present invention. Specifically, hydrogen atom, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert- Examples thereof include linear or branched alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, such as a butyl group, a hexyl group, and an octyl group.

中でも、水素原子、メチル基、エチル基が好ましく、水素原子が特に好ましい。
は任意の一価の基を示す。Rは本発明の性能を損なわない限りいかなる置換基でも良いが、アゾ系二色性色素に一般に見られるような、低極性で極性分子長を伸張する構造、液晶分子の部分構造などが好ましく、中でもRの基として前述した、アルキル基が、単結合、または、フェニレン基、シクロヘキサン−ジイル基およびこれらが任意の組み合わせおよび任意の順番で2〜4連結した基を介して結合する基が、アルキレン基を介してN原子に結合する構造とすることが好ましい。
Among these, a hydrogen atom, a methyl group, and an ethyl group are preferable, and a hydrogen atom is particularly preferable.
R 3 represents an arbitrary monovalent group. R 3 may be any substituent as long as it does not impair the performance of the present invention, but is preferably a structure having a low polarity and extending the length of a polar molecule, a partial structure of a liquid crystal molecule, or the like, which is commonly found in azo dichroic dyes. Among them, the alkyl group described above as the group for R 1 is a single bond, or a group bonded via a phenylene group, a cyclohexane-diyl group, and a group in which these are connected in any combination and in any order in 2 to 4 groups. In addition, a structure in which an alkylene group is bonded to an N atom is preferable.

上記Rが有するアルキル基としては、前記Rが有するアルキル基として例示した炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のものが好ましく、中でも、直鎖状のものが更に好
ましく、炭素数3〜8の直鎖状のアルキル基が特に好ましい。
また、Rがフェニレン基および/またはシクロヘキサン-ジイル基が任意の組み合わ
せおよび任意の順番で連結した構造を有する場合、当該フェニレン基および/またはシクロヘキサン-ジイル基は、単結合、又は環状構造及びアゾ結合を含まない二価の連結基を
介して連結される。
The alkyl group possessed by R 3 is preferably a linear or branched group having 1 to 10 carbon atoms exemplified as the alkyl group possessed by R 1. 3-8 linear alkyl groups are particularly preferred.
In addition, when R 3 has a structure in which a phenylene group and / or a cyclohexane-diyl group are connected in any combination and in any order, the phenylene group and / or cyclohexane-diyl group is a single bond or a cyclic structure and an azo group. They are linked via a divalent linking group that does not contain a bond.

環状構造及びアゾ結合を含まない二価の連結基としては、特に限定されるものではないが、例えば、R1が有する環状構造及びアゾ結合を含まない二価の連結基として前述した炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基;同じく前述した炭素数2〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルケニレン基;同じく前述した炭素数2〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキニレン基;同じく前述した炭素数2〜20、好ましくは2〜10のエステル基;エーテル基;カルボニル基;それらを組み合わせた基、等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as a bivalent coupling group which does not contain a cyclic structure and an azo bond, For example, C1-C1 mentioned above as a bivalent coupling group which does not contain the cyclic structure and azo bond which R1 has. 10 linear or branched alkylene groups; the above-described linear or branched alkenylene groups having 2 to 10 carbon atoms; the above-described linear or branched alkynylene groups having 2 to 10 carbon atoms; Similarly, the above-mentioned ester group having 2 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 10 carbon atoms; ether group; carbonyl group;

これらの中でも、結合原子数が2個のものが好ましく、−O−CO−、−CO−O−、−CH2 O−、−O−CH2 −等が更に好ましく、−CH2 O−が特に好ましい。
なお、N原子に結合するアルキレン基としては、R1が有する環状構造及びアゾ結合を含まない二価の連結基として前述した炭素数1〜10の直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基が挙げられる。
Among these, those having 2 bonding atoms are preferable, —O—CO—, —CO—O—, —CH 2 O—, —O—CH 2 — and the like are more preferable, and —CH 2 O— is particularly preferable.
In addition, as an alkylene group couple | bonded with N atom, the C1-C10 linear or branched alkylene group mentioned above as a bivalent coupling group which does not contain the cyclic structure and azo bond which R1 has is mentioned.

を以上に述べたような構造とすることによって、高いオーダーパラメーターを達成することができる。上記構造において、アルキル基とフェニレン基、アルキル基とシクロヘキサン−ジイル基、あるいはフェニレン基とシクロヘキサン−ジイル基の結合位置は特に限定されないが、高いオーダーパラメーターを得るという観点から4位で結合することが特に好ましい。 By setting R 3 to the structure as described above, a high order parameter can be achieved. In the above structure, the bonding position of the alkyl group and the phenylene group, the alkyl group and the cyclohexane-diyl group, or the phenylene group and the cyclohexane-diyl group is not particularly limited, but may be bonded at the 4-position from the viewpoint of obtaining a high order parameter. Particularly preferred.

具体的には、(4−ブチルフェニル)メチル基、(4−ペンチルフェニル)メチル基、(4−ヘキシルフェニル)メチル基等の炭素数10〜17(4−アルキルフェニル)メチル基;(4−ブトキシフェニル)メチル基、(4−ペンチルオキシフェニル)メチル基、(4−ヘキシルオキシフェニル)メチル基等の炭素数10〜17の(4−アルコキシフェニル)メチル基;(4−プロピルシクロヘキシル)メチル基、(4−ブチルシクロヘキシル)メチル基、(4−ペンチルシクロヘキシル)メチル基、(4−ヘキシルシクロヘキシル)メチル基、(4−ヘプチルシクロヘキシル)メチル基等の炭素数10〜17の(4−アルキルシクロヘキシル)メチル基;(4−(4−プロピルシクロヘキシル)フェニル)メチル基、(4−(4−ブチルシクロヘキシル)フェニル)メチル基、(4−(4−ペンチルシクロヘキシル)フェニル)メチル基、(4−(4−ヘキシルシクロヘキシル)フェニル)メチル基、(4−(4−ヘプチルシクロヘキシル)フェニル)メチル基等の炭素数16〜23の(4−(4−アルキルシクロヘキシル)フェニル)メチル基;(4−(4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)メチル基、(4−(4−ブチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)メチル基、(4−(4−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)メチル基、(4−(4−ヘキシルシクロヘキシル)シクロヘキシル)メチル基、(4−(4−ヘプチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)メチル基等の炭素数16〜23(4−(4−アルキルシクロヘキシル)シクロヘキシル)メチル基等が挙げられる。
R2およびR3は結合して環構造を形成しても良い。具体的には、R2およびR3が連結して、アルキレン基、さらに好ましくはCHCHCHCH基およびCH(CH)CHCHCH基等を形成しても良い。
Specifically, a carbon number of 10 to 17 (4-alkylphenyl) methyl group such as (4-butylphenyl) methyl group, (4-pentylphenyl) methyl group, (4-hexylphenyl) methyl group; (4-propylcyclohexyl) methyl group having 10 to 17 carbon atoms such as butoxyphenyl) methyl group, (4-pentyloxyphenyl) methyl group, (4-hexyloxyphenyl) methyl group; (4-alkylcyclohexyl) having 10 to 17 carbon atoms such as, (4-butylcyclohexyl) methyl group, (4-pentylcyclohexyl) methyl group, (4-hexylcyclohexyl) methyl group, (4-heptylcyclohexyl) methyl group, etc. Methyl group; (4- (4-propylcyclohexyl) phenyl) methyl group, (4- (4-butyl Chloro) phenyl) methyl group, (4- (4-pentylcyclohexyl) phenyl) methyl group, (4- (4-hexylcyclohexyl) phenyl) methyl group, (4- (4-heptylcyclohexyl) phenyl) methyl group, etc. (4- (4-alkylcyclohexyl) phenyl) methyl group having 16 to 23 carbon atoms; (4- (4-propylcyclohexyl) cyclohexyl) methyl group, (4- (4-butylcyclohexyl) cyclohexyl) methyl group, (4 A carbon number of 16 to 23 (4- (4- (4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl) methyl group, (4- (4-hexylcyclohexyl) cyclohexyl) methyl group, (4- (4-heptylcyclohexyl) cyclohexyl) methyl group, etc.); 4-alkylcyclohexyl) cyclohexyl) methyl group And the like.
R2 and R3 may combine to form a ring structure. Specifically, by connecting R2 and R3, an alkylene group, more preferably CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 group and CH (CH 3) CH 2 CH 2 CH 2 group or the like may be formed.

2.Xについて
構造式(I)において、Xはアルコキシ基、アルキル基等の電子供与性の置換基を表す。
Xのアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロ
ポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基などの炭素
数1〜10、好ましくは炭素数1〜4、中でも炭素数1〜3のアルコキシ基が挙げられる。
2. About X In Structural Formula (I), X represents an electron-donating substituent such as an alkoxy group or an alkyl group.
Examples of the alkoxy group of X include, for example, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group, a tert-butoxy group, and the like. 4, Among them, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms is mentioned.

Xのアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t−ブチル基などの炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜4、中でも炭素数1〜3のアルキル基が挙げられる。上述の基を選択することによって、色素の長波長化が達成できる。
高いオーダーパラメーターを保つためには、Xとしてはより小さい置換基が好ましく、中でもメチル基、メトキシ基が好ましい。
As the alkyl group for X, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, etc. Especially, a C1-C3 alkyl group is mentioned. By selecting the above group, the wavelength of the dye can be increased.
In order to maintain a high order parameter, X is preferably a smaller substituent, and more preferably a methyl group or a methoxy group.

3.環Arについて
環Arは置換基を有してもよい1,4−フェニレンまたは1,4−ナフチレン環を示す。2以上の環Arはそれぞれ同一であっても異なっても良い。環Arが置換基を有する場合、置換基としては、例えばXの置換基として前述したものが挙げられ、好ましくは炭素数1〜4、中でも炭素数1〜3のアルキル基、または炭素数1〜4、中でも炭素数1〜3のアルコキシ基が挙げられる。これらの中でもメチル基またはメトキシ基が特に好ましい。
3. Regarding Ring Ar Ring Ar represents a 1,4-phenylene or 1,4-naphthylene ring which may have a substituent. Two or more rings Ar may be the same or different. When the ring Ar has a substituent, examples of the substituent include those described above as the substituent for X, preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, particularly an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or 1 to 1 carbon atoms. 4, Among them, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms is mentioned. Among these, a methyl group or a methoxy group is particularly preferable.

4.nについて
nは2以上の整数を示す。nが5以上の分子は、製造が困難でありまたホスト液晶に対する溶解性が低くなるため、通常4以下、さらには3以下が好ましい。またnが2の場合は十分な長波長化が達成できない場合があるため、nとしては3がもっとも好ましい。
5.分子量
以上に説明した一般式(I)で表される本発明の二色性色素は、ホスト液晶への溶解性および応答速度の点から通常分子量3000以下、中でも1500以下であることが好ましい。
4). n represents an integer of 2 or more. A molecule having n of 5 or more is usually 4 or less, more preferably 3 or less, because it is difficult to produce and has low solubility in the host liquid crystal. Further, when n is 2, sufficient wavelength may not be achieved, so 3 is most preferable as n.
5). Molecular Weight The dichroic dye of the present invention represented by the general formula (I) described above usually has a molecular weight of 3000 or less, preferably 1500 or less, from the viewpoint of solubility in the host liquid crystal and response speed.

6.具体例
一般式(I)で表わされる二色性色素の具体例を以下に例示するが、本発明はその要旨をこえない限りこれらに限定されるものではない。
6). Specific Examples Specific examples of the dichroic dyes represented by the general formula (I) are illustrated below, but the present invention is not limited to these unless it exceeds the gist.

Figure 2010155924
Figure 2010155924

7.合成方法
以上の本発明の二色性色素は、中間体(III)と中間体(IV)でアゾカップリング反応
を行うことにより合成できる。中間体(III)は、既知の方法、例えば、A.V.Iva
shchenko著「Dichroic Dye for Liquid Crystal Display」(CMC社、1994年発行)、堀口博著「総説合成染料」(三共出版、1968年発行)、及びこれらに引用されている文献に記載の方法等を用いて反応させることにより合成できる。中間体(IV)は、Xがメトキシ基の場合は例えば実施例に記載の方法で合成できる。すなわち、J. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 3237に記載の方法で合成した1−ブロモ−3−メトキシナフタレンとアミンRNHで、パラジウム触媒を用いたクロスカップリング反応を行うことにより合成できる。
7). Synthesis Method The above-described dichroic dye of the present invention can be synthesized by performing an azo coupling reaction between the intermediate (III) and the intermediate (IV). Intermediate (III) can be prepared by known methods such as A.I. V. Iva
Shchenko's “Dichroic Dye for Liquid Crystal Display” (CMC, published in 1994), Hiroshi Horiguchi's “Review Synthetic Dyes” (Sankyo Publishing, published in 1968), and the methods described in the literature cited therein, etc. It can synthesize | combine by making it react. Intermediate (IV) can be synthesized, for example, by the method described in the examples when X is a methoxy group. That is, a cross-coupling reaction using a palladium catalyst is performed with 1-bromo-3-methoxynaphthalene synthesized by the method described in J. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 3237 and amine R 2 R 3 NH. Can be synthesized.

Figure 2010155924
Figure 2010155924

8.液晶組成物
本発明の二色性色素の1種又は2種以上を、日本学術振興会第142委員会編「液晶デバイスハンドブック」(日刊工業新聞社、1989年発行)の第154〜192頁及び第715〜722頁記載のネマチック或いはスメクチック相を示すビフェニル系、フェニルシクロヘキサン系、フェニルピリミジン系、シクロヘキシルシクロヘキサン系等の各種のホスト液晶化合物、又はそれらの化合物を含有するホスト液晶組成物に公知の方法で混合することにより、容易に液晶組成物を調製することができる。
8). Liquid Crystal Composition One or two or more of the dichroic dyes of the present invention are added to pages 154 to 192 of the “Liquid Crystal Device Handbook” (Nikkan Kogyo Shimbun, published in 1989) edited by the Japan Society for the Promotion of Science, 142nd Committee. Methods known to host liquid crystal compounds such as biphenyl-based, phenylcyclohexane-based, phenylpyrimidine-based, cyclohexylcyclohexane-based host liquid crystal compounds having nematic or smectic phases described in pages 715-722, or host liquid crystal compositions containing these compounds The liquid crystal composition can be easily prepared by mixing in step (b).

前記液晶組成物における本発明の前記二色性色素の含有割合は、特に限定されるものではないが、2種以上を含有する場合も含めて、通常0.05〜15重量%であり、0.1〜5重量%であるのが好ましい。
その際のホスト液晶化合物としては、例えば、下記一般式(IV) 〜(VIII)で表されるNp型液晶化合物、Nn型液晶化合物が挙げられる。
The content ratio of the dichroic dye of the present invention in the liquid crystal composition is not particularly limited, but is usually 0.05 to 15% by weight including the case where two or more kinds are contained. It is preferably 1 to 5% by weight.
Examples of the host liquid crystal compound at that time include Np-type liquid crystal compounds and Nn-type liquid crystal compounds represented by the following general formulas (IV) to (VIII).

Figure 2010155924
Figure 2010155924

〔式(IV) 〜(VIII)中、環Bは、シクロヘキサン環、ベンゼン環、ジオキサン環、又はピリミジン環を示し、qは1〜3の整数を示す。Zは、単結合、−CO−O−、−CH2 CH2 −、−CH=CH−、又は−C≡C−を示す。Y1 及びY3 は各々独立して、水素原子、又は弗素原子、塩素原子等のハロゲン原子を示し、Y2 は弗素原子、塩素原子等のハロゲン原子、弗素原子、塩素原子等のハロゲン原子を置換基として有する炭素数1〜7のアルキル基、同じくアルケニル基、同じくアルコキシ基、これらの置換アルキル基、置換アルケニル基、置換アルコキシ基を置換基として有するシクロヘキシル基、又はこれらの置換アルキル基、置換アルケニル基、置換アルコキシ基を置換基として有するフェニル基を示す。Y7 及びY8 は各々独立して、シアノ基、又は弗素原子、塩素原子等のハロゲン原子を示す。Y11及びY13はシアノ基を示す。Y4 、Y5 、Y6 、Y9 、Y10、Y12、及びY14は各々独立して、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、又は炭素数2〜10のアルコキシアルキル基を示す。〕

尚、本発明の液晶組成物としては、本発明の前記二色性色素以外の二色性色素、及び、コレステリルノナノエート等の、液晶相を示しても示さなくてもよい光学活性物質や、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の各種添加剤を含有していてもよい。
[In formulas (IV) to (VIII), ring B represents a cyclohexane ring, a benzene ring, a dioxane ring, or a pyrimidine ring, and q represents an integer of 1 to 3. Z represents a single bond, —CO—O—, —CH 2 CH 2 —, —CH═CH—, or —C≡C—. Y 1 and Y 3 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom such as a fluorine atom or a chlorine atom, and Y 2 represents a halogen atom such as a fluorine atom or a chlorine atom, or a halogen atom such as a fluorine atom or a chlorine atom. A C1-C7 alkyl group as a substituent, also an alkenyl group, an alkoxy group, a substituted alkyl group, a substituted alkenyl group, a cyclohexyl group having a substituted alkoxy group as a substituent, or a substituted alkyl group thereof, substituted The phenyl group which has an alkenyl group and a substituted alkoxy group as a substituent is shown. Y 7 and Y 8 each independently represent a cyano group or a halogen atom such as a fluorine atom or a chlorine atom. Y 11 and Y 13 each represent a cyano group. Y 4 , Y 5 , Y 6 , Y 9 , Y 10 , Y 12 , and Y 14 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or 1 to 10 carbon atoms. Or an alkoxyalkyl group having 2 to 10 carbon atoms. ]

As the liquid crystal composition of the present invention, an optically active substance that may or may not exhibit a liquid crystal phase, such as a dichroic dye other than the dichroic dye of the present invention, and cholesteryl nonanoate, You may contain various additives, such as a ultraviolet absorber and antioxidant.

本発明の前記二色性色素は、600nm〜650nmの長波長領域に吸収極大波長を有し、かつ通常0.81以上の高いオーダーパラメーターを有し、それを含有する液晶組成物として、コンピューター、時計、電卓用等の表示素子、電子光学シャッター、電子光学絞り、光通信光路切替スイッチ、光変調器等の種々の電子光学デバイスとして好適に利用することができる。   The dichroic dye of the present invention has an absorption maximum wavelength in a long wavelength region of 600 nm to 650 nm and usually has a high order parameter of 0.81 or more, and as a liquid crystal composition containing the same, a computer, It can be suitably used as various electro-optical devices such as display elements for watches, calculators, etc., electro-optical shutters, electro-optical apertures, optical communication optical path switching switches, optical modulators, and the like.

尚、色素のオーダーパラメーター(S値)は、分光学的な測定に基づき、前述の日本学術振興会第142委員会編「液晶デバイスハンドブック」に記載の次式から求めることができる。
S=(A//−A⊥)/(2A⊥+A//)
ここで、「A//」及び「A⊥」は、それぞれ、液晶の配向方向に対して平行及び垂直に偏光した光に対する色素の吸光度であり、S値は、理論上は0〜1の範囲の値をとり、その値が1に近づく程、ゲストホスト型液晶素子としてのコントラストが向上することとなる。
The order parameter (S value) of the dye can be obtained from the following formula described in “Liquid Crystal Device Handbook” edited by the 142th Committee of the Japan Society for the Promotion of Science based on spectroscopic measurement.
S = (A // − A⊥) / (2A⊥ + A //)
Here, “A //” and “A⊥” are the absorbance of the dye with respect to light polarized parallel and perpendicular to the alignment direction of the liquid crystal, respectively, and the S value is theoretically in the range of 0 to 1. The closer the value is to 1, the more the contrast as a guest-host type liquid crystal element is improved.

9.液晶素子
本発明の前記二色性色素を含有する前記液晶組成物を、少なくとも一方が透明な2枚の電極付基板間に挟持することにより、松本正一、角田市良著「液晶の最新技術」(工業調査会、1983年発行)第34頁、J.L.Fergason,SID85Digest,68(1985)、日本学術振興会第142委員会編「液晶デバイスハンドブック」(日刊工業新聞社、1989発行)第315〜329頁、等に記載されているHeilmeier型ゲストホスト、相転移型ゲストホスト等のゲストホスト効果を利用した各種液晶素子を構成することができる。このように、本発明では、液晶素子のモードは種々のものが使用可能であるが、ネマチック液晶組成物中に光学活性物質を加えることにより得られる相転移モードでは、偏光板を用いなくてもコントラストが高く表示が明るいため、反射型液晶表示素子として特に好ましい。
9. Liquid crystal device By sandwiching the liquid crystal composition containing the dichroic dye of the present invention between two substrates with electrodes, at least one of which is transparent, Shoichi Matsumoto, Ryo Tsunoda, “Latest Liquid Crystal Technology (Industrial Research Committee, published in 1983), page 34, J.A. L. Heilmeier-type guest hosts described in Fergason, SID85Digest, 68 (1985), “Liquid Crystal Device Handbook” (published by Nikkan Kogyo Shimbun, 1989), pages 315 to 329, etc. Various liquid crystal elements using a guest host effect such as a transition type guest host can be formed. As described above, various modes of the liquid crystal element can be used in the present invention. However, in the phase transition mode obtained by adding an optically active substance to the nematic liquid crystal composition, a polarizing plate is not used. Since the contrast is high and the display is bright, it is particularly preferable as a reflective liquid crystal display element.

本発明の液晶素子の一例として、図1及び図2にアクティブ駆動方式の相転移モードゲストホスト型液晶表示素子の略示的断面図を示す。図1は液晶表示素子の電圧印加状態を表し、図2は電圧無印加状態を表す。図中、1は入射光、3は透明ガラス板、4は透明電極、5は配向膜、6は液晶化合物分子、7は二色性色素分子、9は反射層、10は反射光を示す。   As an example of the liquid crystal element of the present invention, FIGS. 1 and 2 are schematic cross-sectional views of an active drive type phase change mode guest-host type liquid crystal display element. FIG. 1 shows a voltage application state of the liquid crystal display element, and FIG. 2 shows a voltage non-application state. In the figure, 1 is incident light, 3 is a transparent glass plate, 4 is a transparent electrode, 5 is an alignment film, 6 is a liquid crystal compound molecule, 7 is a dichroic dye molecule, 9 is a reflective layer, and 10 is reflected light.

電圧無印加時(図2)では、液晶化合物分子6はコレステリック相を示し、二色性色素分子7も液晶化合物分子6と共にコレステリック構造を示すので、入射光1は自然光であっても、偏光板を用いることなく二色性色素分子7に吸収される。電圧を印加すると(図1)、液晶化合物分子6と二色性色素分子7は電界方向に配列するため、光は透過し反射層9によって反射される。このように、液晶素子では、電界の有無によって、光の透過、吸収を制御することができる。   When no voltage is applied (FIG. 2), the liquid crystal compound molecule 6 exhibits a cholesteric phase, and the dichroic dye molecule 7 also exhibits a cholesteric structure together with the liquid crystal compound molecule 6. Therefore, even if the incident light 1 is natural light, the polarizing plate Is absorbed by the dichroic dye molecule 7 without using. When a voltage is applied (FIG. 1), the liquid crystal compound molecules 6 and the dichroic dye molecules 7 are aligned in the direction of the electric field, so that light is transmitted and reflected by the reflective layer 9. Thus, in a liquid crystal element, light transmission and absorption can be controlled by the presence or absence of an electric field.

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない
限り、以下の実施例に限定されるものではない。
[二色性色素の合成]
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.
[Synthesis of dichroic dye]

Figure 2010155924
Figure 2010155924

<中間体M04の合成>
M01(26.1g、106mmol)、トリエチルアミン(22.2ml、159mmol)および1,4−ジオキサン(50ml)の混合物を氷浴で冷却し、ジフェニルホスホリルアジド(22.8ml、106mmol)およびtert−ブチルアルコール(30.4ml、318ml)を順次滴下した。2時間加熱還流後、氷浴で冷却下に水(200ml)を加え、沈殿を濾取、水洗した。得られた粉末にエタノール(300ml)および濃塩酸(17ml、204mmol)を水(51ml)で希釈したものを加え、3時間加熱還流した。室温に冷却後、水(500ml)を加え、沈殿を濾取、水洗し、さらにメタノール(100ml)で洗浄して、M02(14.7g、収率55%)を得た。
<Synthesis of Intermediate M04>
A mixture of M01 (26.1 g, 106 mmol), triethylamine (22.2 ml, 159 mmol) and 1,4-dioxane (50 ml) was cooled in an ice bath, diphenylphosphoryl azide (22.8 ml, 106 mmol) and tert-butyl alcohol. (30.4 ml, 318 ml) was sequentially added dropwise. After heating under reflux for 2 hours, water (200 ml) was added under cooling in an ice bath, and the precipitate was collected by filtration and washed with water. To the obtained powder was added ethanol (300 ml) and concentrated hydrochloric acid (17 ml, 204 mmol) diluted with water (51 ml), and the mixture was heated to reflux for 3 hours. After cooling to room temperature, water (500 ml) was added, the precipitate was collected by filtration, washed with water, and further washed with methanol (100 ml) to obtain M02 (14.7 g, yield 55%).

M02(12.6g、50mmol)とN,N−ジメチルホルムアミド(200ml)の混合物を氷浴で冷却し、濃塩酸(10.4ml)および亜硝酸ナトリウム(3.62g、52.5mmol)の水(10ml)溶液を順次滴下した。氷浴で冷却下に2時間攪拌した後、アミド硫酸(0.97g、10mmol)の水(10ml)溶液を加えて、ジアゾ液を得た。別容器に1−アミノナフタレン(7.16g、50mmol)、酢酸(100ml)および水(50ml)の混合物を取り、氷浴で冷却下にジアゾ液を滴下した。氷浴で冷却下に1時間攪拌し、酢酸ナトリウム(20g、240mmol)を加えた。水(200ml)を加えて沈殿を濾取し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、得られた粉末をメタノールで洗浄して、化合物M03(15.64g、収率84%)を得た。   A mixture of M02 (12.6 g, 50 mmol) and N, N-dimethylformamide (200 ml) was cooled in an ice bath and concentrated hydrochloric acid (10.4 ml) and sodium nitrite (3.62 g, 52.5 mmol) in water ( 10 ml) solution was added dropwise. After stirring for 2 hours under cooling in an ice bath, a solution of amidosulfuric acid (0.97 g, 10 mmol) in water (10 ml) was added to obtain a diazo solution. In a separate container, a mixture of 1-aminonaphthalene (7.16 g, 50 mmol), acetic acid (100 ml) and water (50 ml) was taken, and the diazo solution was added dropwise with cooling in an ice bath. The mixture was stirred for 1 hour under cooling in an ice bath, and sodium acetate (20 g, 240 mmol) was added. Water (200 ml) was added, the precipitate was collected by filtration and purified by silica gel column chromatography, and the resulting powder was washed with methanol to obtain Compound M03 (15.64 g, yield 84%).

M03(15.64g、42.1mmol)とN−メチル−2−ピロリドン(300ml)の混合物を氷浴で冷却し、濃塩酸(12.3ml)および亜硝酸ナトリウム(3.05g、44.2mmol)の水(10ml)溶液を滴下した。氷浴で1.5時間攪拌後、アミド硫酸(1g、10mmol)を加えてジアゾ液を得た。別容器に1−アミノナフタレン(6.03g、42.1mmol)、酢酸(100ml)および水(50ml)の混合物を取り、氷浴で冷却下にジアゾ液を滴下した。氷浴で冷却下に15分攪拌後、酢酸ナトリウム(16g、200mmol)を加え、氷浴で冷却下に1時間攪拌後、水(200ml)を加えて沈殿を濾取し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、得られた粉末をメタノールで洗浄して、M04(13.0g、収率59%)を得た。   A mixture of M03 (15.64 g, 42.1 mmol) and N-methyl-2-pyrrolidone (300 ml) was cooled in an ice bath and concentrated hydrochloric acid (12.3 ml) and sodium nitrite (3.05 g, 44.2 mmol). Of water (10 ml) was added dropwise. After stirring in an ice bath for 1.5 hours, amidosulfuric acid (1 g, 10 mmol) was added to obtain a diazo solution. In a separate container, a mixture of 1-aminonaphthalene (6.03 g, 42.1 mmol), acetic acid (100 ml) and water (50 ml) was taken, and the diazo solution was added dropwise with cooling in an ice bath. After stirring for 15 minutes under cooling in an ice bath, sodium acetate (16 g, 200 mmol) was added. After stirring for 1 hour under cooling in an ice bath, water (200 ml) was added, and the precipitate was collected by filtration and subjected to silica gel column chromatography. The resulting powder was washed with methanol to obtain M04 (13.0 g, yield 59%).

<中間体M09の合成>   <Synthesis of Intermediate M09>

Figure 2010155924
Figure 2010155924

M05(26.2g、85mmol)、4−ニトロフェニルボロン酸(14.5g、87mmol)、炭酸カリウム(46.8g、338mmol)、水(10ml)およびトルエン(250ml)の混合物に窒素雰囲気下にテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(8.86g、7.7mmol)を加え終夜加熱還流した。室温に冷却後、クロロホルムおよび水を加えて攪拌後、不溶物をセライト濾過で除去し、有機層を分離した。有機層を水および飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧濃縮し、メタノールから再結晶してM06(21g、収率60%)を得た。
M06(16.4g、46.6mmol)をテトラヒドロフラン(250ml)に溶解し、5%パラジウム炭素(3.0g)を加え、水素置換して室温5気圧で終夜攪拌した。パラジウム炭素を濾過して除き、減圧濃縮してM07(14.5g、収率97%)を得た。
To a mixture of M05 (26.2 g, 85 mmol), 4-nitrophenylboronic acid (14.5 g, 87 mmol), potassium carbonate (46.8 g, 338 mmol), water (10 ml) and toluene (250 ml) was added tetrakis under nitrogen atmosphere. (Triphenylphosphine) palladium (0) (8.86 g, 7.7 mmol) was added, and the mixture was heated to reflux overnight. After cooling to room temperature, chloroform and water were added and the mixture was stirred, insoluble material was removed by celite filtration, and the organic layer was separated. The organic layer was washed with water and saturated brine, and dried over anhydrous sodium sulfate. Concentration under reduced pressure and recrystallization from methanol gave M06 (21 g, 60% yield).
M06 (16.4 g, 46.6 mmol) was dissolved in tetrahydrofuran (250 ml), 5% palladium on carbon (3.0 g) was added, and the mixture was purged with hydrogen and stirred overnight at room temperature at 5 atm. The palladium carbon was removed by filtration, and the filtrate was concentrated under reduced pressure to obtain M07 (14.5 g, yield 97%).

これ以降はM04の合成と同様にしてM09を得た。
<中間体M21の合成>
Thereafter, M09 was obtained in the same manner as the synthesis of M04.
<Synthesis of Intermediate M21>

Figure 2010155924
Figure 2010155924

M20はJ. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 3237に記載の方法で合成した。
M12 (4.77 g, 20 mmol)、フタルイミド (2.94 g, 20 mmol)、トリフェニルホスフィン
(5.77 g, 22 mmol)、テトラヒドロフラン (100 ml) の混合物に、アゾジカルボン酸ジエチル (2.2 mol/Lトルエン溶液, 10 ml, 22 mmol) を室温で加え、室温で2時間攪拌後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー (シリカゲル500 g, ヘキサン/酢酸エチル 10/1-5/1)で精製して、M18 (6.83 g, 収率93%) を得た。
M20 was synthesized by the method described in J. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 3237.
M12 (4.77 g, 20 mmol), phthalimide (2.94 g, 20 mmol), triphenylphosphine
(5.77 g, 22 mmol) and tetrahydrofuran (100 ml) were added diethyl azodicarboxylate (2.2 mol / L toluene solution, 10 ml, 22 mmol) at room temperature, stirred at room temperature for 2 hours, and then silica gel column chromatography. Purification by chromatography (silica gel 500 g, hexane / ethyl acetate 10 / 1-5 / 1) gave M18 (6.83 g, 93% yield).

M18 (6.83 g, 18.6 mmol)、エタノール (100 ml) にヒドラジン1水和物 (2 ml, 41
mmol) を加え、1.5時間加熱環流した。室温に冷却後、沈殿を濾別し、テトラヒドロフランで洗い込み、濾液を濃縮し、1N 水酸化ナトリウム水溶液を加え、テトラヒドロフラン
とエーテルの混合溶媒で抽出した。有機層を水および飽和食塩水洗浄し、無水硫酸ナトリウム乾燥した。減圧濃縮して、得られたアモルファス状物質をメタノールに懸濁し、1N塩酸 (30 ml) を添加した。メタノールを留去し、沈殿濾取し、水洗浄して、M19 (2.13 g, 収率 42%)を得た。
M18 (6.83 g, 18.6 mmol), ethanol (100 ml) and hydrazine monohydrate (2 ml, 41
mmol) was added and heated to reflux for 1.5 hours. After cooling to room temperature, the precipitate was filtered off, washed with tetrahydrofuran, the filtrate was concentrated, 1N aqueous sodium hydroxide solution was added, and the mixture was extracted with a mixed solvent of tetrahydrofuran and ether. The organic layer was washed with water and saturated brine, and dried over anhydrous sodium sulfate. After concentration under reduced pressure, the resulting amorphous material was suspended in methanol and 1N hydrochloric acid (30 ml) was added. Methanol was distilled off, the precipitate was collected by filtration, and washed with water to give M19 (2.13 g, yield 42%).

M20 (1.84 g, 7.76 mmol)、M19 (2.13 g, 7.78 mmol)、トルエン (20 ml)、ナトリウム-tert-ブトキシド (1.86 g, 19.4 mmol)、Pd2(dba)3 (0.18 g, 0.20 mmol)、rac-BINAP (0.36 g, 0.58 mmol) の混合物を85℃で2時間、95℃で2時間、105℃で2時間、115℃で0.5時間攪拌後、室温に冷却し、水および酢酸エチルを加え、セライト濾過し、酢酸エチルで洗い込んだ。濾液を分液し、有機層を水および飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウム乾燥した。減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー (シリカゲル100 g, ヘキサン/酢酸エチル 100/1〜20/1〜10/1〜4/1)で精製し、粉末をメタノール/水で洗浄して、M21 (2.56 g, 収率84%)を得た。 M20 (1.84 g, 7.76 mmol), M19 (2.13 g, 7.78 mmol), toluene (20 ml), sodium-tert-butoxide (1.86 g, 19.4 mmol), Pd 2 (dba) 3 (0.18 g, 0.20 mmol) , Rac-BINAP (0.36 g, 0.58 mmol) was stirred at 85 ° C. for 2 hours, 95 ° C. for 2 hours, 105 ° C. for 2 hours, and 115 ° C. for 0.5 hour, cooled to room temperature, and water and ethyl acetate were added. In addition, the mixture was filtered through Celite and washed with ethyl acetate. The filtrate was separated, and the organic layer was washed with water and saturated brine, and dried over anhydrous sodium sulfate. Concentration under reduced pressure and purification by silica gel column chromatography (silica gel 100 g, hexane / ethyl acetate 100 / 1-20 / 1-10 / 1-4 / 1), the powder was washed with methanol / water, and M21 (2.56 g, yield 84%).

[実施例1]
<化合物1の合成>
前記で得られた中間体「M04」(0.45g、0.86mmol)およびN,N−ジメチルホルムアミド(40ml)の混合物を氷浴で冷却し、濃塩酸(0.35ml)および亜硝酸ナトリウム(0.071g、1.0mmol)の水溶液を加えた。氷浴で冷却下に2時間攪拌後、アミド硫酸(0.03g、0.3mmol)の水溶液を加えてジアゾ液を得た。別容器に前記で得られた中間体「M21」(0.34g、0.86mmol)のテトラヒドロフラン(10ml)溶液を取り、氷浴で冷却下にジアゾ液を加えた。15分攪拌後、酢酸ナトリウム(1g、12mmol)を加えて30分攪拌後、メタノール(40ml)を加え、沈殿を濾取し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーおよび再結晶で精製して化合物1(0.49g、収率61%)を得た。
[Example 1]
<Synthesis of Compound 1>
A mixture of intermediate “M04” (0.45 g, 0.86 mmol) obtained above and N, N-dimethylformamide (40 ml) was cooled in an ice bath, concentrated hydrochloric acid (0.35 ml) and sodium nitrite ( 0.071 g, 1.0 mmol) aqueous solution was added. After stirring for 2 hours under cooling in an ice bath, an aqueous solution of amidosulfuric acid (0.03 g, 0.3 mmol) was added to obtain a diazo solution. In a separate container, a solution of the intermediate “M21” (0.34 g, 0.86 mmol) obtained above in tetrahydrofuran (10 ml) was taken, and the diazo solution was added while cooling in an ice bath. After stirring for 15 minutes, sodium acetate (1 g, 12 mmol) was added, and after stirring for 30 minutes, methanol (40 ml) was added. The precipitate was collected by filtration and purified by silica gel column chromatography and recrystallization to give compound 1 (0.49 g). Yield 61%).

<λmaxおよびオーダーパラメーター(S値)の評価>
得られた二色性色素「化合物1」を商品名MCL−2039(Merck社製品)とし
て市販されているフッ素系液晶混合物にそれぞれ0.1重量%の濃度で溶解させ、ゲストホスト液晶組成物を調整した。これを、ポリイミド系樹脂を塗布、硬化、ラビング処理した透明電極付きガラス基板を対向させ、液晶が平行配向となるように構成したギャップ50μmのセルに封入した。この着色したセルの配向方向に平行な直線偏光に対する吸光度(A//)及び配向方向に垂直な偏光に対する吸光度(A⊥)を測定し、その吸収ピーク(λmax)におけるオーダーパラメーター(S値)を下記の式から求めた。
<Evaluation of λmax and order parameter (S value)>
The obtained dichroic dye “Compound 1” was dissolved at a concentration of 0.1% by weight in a fluorine-based liquid crystal mixture marketed under the trade name MCL-2039 (product of Merck) to obtain a guest-host liquid crystal composition. It was adjusted. The glass substrate with a transparent electrode coated, cured, and rubbed with a polyimide resin was opposed to this, and sealed in a cell with a gap of 50 μm configured so that the liquid crystal was aligned in parallel. The absorbance (A //) for linearly polarized light parallel to the orientation direction of the colored cell and the absorbance (A⊥) for polarized light perpendicular to the orientation direction were measured, and the order parameter (S value) at the absorption peak (λ max ). Was determined from the following equation.

S=(A//−A⊥)/(2A⊥+A//)
結果を表1に示す。
[実施例2〜7、および比較例1]
<化合物2の合成>
下記反応式における(III)として中間体「M041」、(IV)として中間体「M211」を用い、実下記反応式に従って、二色性色素「化合物2」を合成した。それぞれ、中間体041は中間体M04、中間体M211は中間体M21と同様の方法に基づいて合成することができる。
S = (A // − A⊥) / (2A⊥ + A //)
The results are shown in Table 1.
[Examples 2 to 7 and Comparative Example 1]
<Synthesis of Compound 2>
Using the intermediate “M041” as (III) and the intermediate “M211” as (IV) in the following reaction formula, the dichroic dye “Compound 2” was synthesized according to the following reaction formula. Intermediate 041 can be synthesized based on the same method as Intermediate M04, and Intermediate M211 can be synthesized based on the same method as Intermediate M21.

Figure 2010155924
Figure 2010155924

<化合物3の合成>
前記反応式における(III)として中間体「M04」、(IV)として中間体「M211」を用い、前記反応式に従って、二色性色素「化合物3」を合成した。
<化合物4の合成>
前記反応式における(III)として中間体「M041」、(IV)として中間体「M21」を用い、前記反応式に従って、二色性色素「化合物4」を合成した。
<Synthesis of Compound 3>
Using the intermediate “M04” as (III) and the intermediate “M211” as (IV) in the above reaction scheme, a dichroic dye “compound 3” was synthesized according to the above reaction scheme.
<Synthesis of Compound 4>
Using the intermediate “M041” as (III) and the intermediate “M21” as (IV) in the above reaction scheme, a dichroic dye “compound 4” was synthesized according to the above reaction scheme.

<化合物5の合成>
前記反応式における(III)として中間体「M04」、(IV)として中間体「M212」を用い、前記反応式に従って、二色性色素「化合物5」を合成した。中間体M212は中間体M21と同様の方法に基づいて合成することができる。
<Synthesis of Compound 5>
Using the intermediate “M04” as (III) and the intermediate “M212” as (IV) in the above reaction scheme, a dichroic dye “compound 5” was synthesized according to the above reaction scheme. Intermediate M212 can be synthesized based on a method similar to that for intermediate M21.

Figure 2010155924
Figure 2010155924

<化合物6の合成>
前記反応式における(III)として中間体「M09」、(IV)として中間体「M2
1」を用い、前記反応式に従って、二色性色素「化合物6」を合成した。
<化合物7の合成>
前記反応式における(III)として中間体「M09」、(IV)として中間体「M211」を用い、前記反応式に従って、二色性色素「化合物7」を合成した。
<Synthesis of Compound 6>
In the above reaction formula, intermediate (M09) is used as (III) and intermediate (M2) is used as (IV).
The dichroic dye “Compound 6” was synthesized according to the above reaction formula.
<Synthesis of Compound 7>
Using the intermediate “M09” as (III) and the intermediate “M211” as (IV) in the above reaction scheme, a dichroic dye “compound 7” was synthesized according to the above reaction scheme.

得られた二色性色素「化合物2〜7」について、実施例1におけると同様にして、吸収ピーク(λmax)における吸光度からオーダーパラメーター(S値)を算出し、結果を「比較化合物1」と共に表1に示した。   For the obtained dichroic dyes “compounds 2 to 7”, the order parameter (S value) was calculated from the absorbance at the absorption peak (λmax) in the same manner as in Example 1, and the results were shown together with “Comparative Compound 1”. It is shown in Table 1.

Figure 2010155924
Figure 2010155924

以上、本発明の一般式(I)で表される色素化合物1〜7(実施例1〜7)はいずれも、λmaxが600nm以上、S値が0.81以上であるのに対して、比較例化合物1(比較例1)は、λmax600nm未満、S値も0.79と低い値であった。   As described above, all of the dye compounds 1 to 7 (Examples 1 to 7) represented by the general formula (I) of the present invention have a λmax of 600 nm or more and an S value of 0.81 or more. Example Compound 1 (Comparative Example 1) had a low value of λmax of less than 600 nm and an S value of 0.79.

本発明のアゾ系二色性色素を用いて作製した液晶素子の一例を示す相転移モードゲストホスト型液晶表示素子の電圧印加状態における略示的断面図である。It is a schematic sectional drawing in the voltage application state of the phase transition mode guest host type | mold liquid crystal display element which shows an example of the liquid crystal element produced using the azo type dichroic dye of this invention. 本発明のアゾ系二色性色素を用いて作製した液晶素子の一例を示す相転移モードゲストホスト型液晶表示素子の電圧無印加状態における略示的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a phase transition mode guest-host type liquid crystal display element showing an example of a liquid crystal element produced using the azo-based dichroic dye of the present invention in a state where no voltage is applied.

符号の説明Explanation of symbols

1;入射光
3;透明ガラス基板
4;透明電極
5;配向膜
6;液晶化合物分子
7;二色性色素分子
9;反射層
10;反射光
1; Incident light
3; Transparent glass substrate
4; Transparent electrode
5: Alignment film
6; Liquid crystal compound molecules
7; Dichroic dye molecule
9; reflective layer
10; Reflected light

Claims (2)

下記構造式(I)で示されるアゾ系二色性色素
Figure 2010155924
(式中、R、RおよびRはそれぞれ独立して任意の一価の基を示し、Xは電子供与性の一価の基を示し、環Arは置換基を有してもよい1,4−フェニレンまたは置換基を有していてもよい1,4−ナフチレン環を示し、nは2以上の整数を示す。複数の環Arは同一であっても異なっていてもよい。
但し、「Rと結合する環Arが1,4-フェニレン基であって、かつ、Rが下記構造
式(II)で示される場合」を除く。
Figure 2010155924
(式(II)中、Rはアルキル基を示し、環A及び環Aはそれぞれ独立して、1,
4−フェニレン基、または(トランス)−シクロヘキサン−1,4−ジイル基を示し、
は、環状構造及びアゾ結合を含まない二価の連結基を示す。))
An azo dichroic dye represented by the following structural formula (I)
Figure 2010155924
(Wherein R 1 , R 2 and R 3 each independently represents any monovalent group, X represents an electron-donating monovalent group, and ring Ar may have a substituent. 1,4-phenylene or a 1,4-naphthylene ring which may have a substituent is represented, and n represents an integer of 2 or more, and a plurality of rings Ar may be the same or different.
However, the case where “the ring Ar bonded to R 1 is a 1,4-phenylene group and R 1 is represented by the following structural formula (II)” is excluded.
Figure 2010155924
(In formula (II), R 4 represents an alkyl group, and ring A 1 and ring A 2 are each independently 1,
A 4-phenylene group or a (trans) -cyclohexane-1,4-diyl group,
L 1 represents a divalent linking group containing no cyclic structure and no azo bond. ))
Xがアルコキシ基またはアルキル基である、請求項1に記載のアゾ系二色性色素。   The azo dichroic dye according to claim 1, wherein X is an alkoxy group or an alkyl group.
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