JP2017039814A - Dichroic dye, liquid crystal composition, and liquid crystal element - Google Patents
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Abstract
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、並びに該色素を含有する液晶組成物及び液晶素子に関する。 The present invention relates to a novel dichroic dye used for liquid crystal display and the like, a liquid crystal composition containing the dye, and a liquid crystal element.
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の液晶素子である。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. It is a liquid crystal element of a system that displays 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.
ここで、液晶と共に液晶組成物を構成する二色性色素には、適当な光吸収特性、高い二色比のオーダーパラメーター値(以下S値と表すことがある)、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。
液晶素子に用いられる二色性色素には、アントラキノン系色素とアゾ系色素が知られている。一般的にアントラキノン系の色素は、分子構造によりイエローからシアンまで種々の色を得ることができ、耐光性に優れているとされているが、吸光係数が小さく、吸収スペクトルがシャープであるという欠点がある。これに対して、一般的にアゾ系色素は、二色比が高く、かつ吸光係数が大きい。さらに吸収スペクトルがブロードであるため、他の二色性色素と混色することにより所望のブラックの液晶組成物を構成する用途において、混色する色素の数を、アントラキノン系の色素に比べて少なくでき、かつ添加量が少なくても高コントラスト化が可能であるという利点を有する。
Here, the dichroic dye constituting the liquid crystal composition together with the liquid crystal has an appropriate light absorption characteristic, a high dichroic order parameter value (hereinafter sometimes referred to as S value), a high solubility in the host liquid crystal, and Properties such as durability are required.
Anthraquinone dyes and azo dyes are known as dichroic dyes used in liquid crystal elements. In general, anthraquinone-based dyes are capable of obtaining various colors from yellow to cyan depending on their molecular structure, and are said to have excellent light resistance, but have the disadvantage of a small extinction coefficient and sharp absorption spectrum. There is. In contrast, azo dyes generally have a high dichroic ratio and a large extinction coefficient. Furthermore, since the absorption spectrum is broad, the number of dyes to be mixed can be reduced compared to anthraquinone dyes in applications where a desired black liquid crystal composition is formed by mixing with other dichroic dyes, In addition, there is an advantage that high contrast can be achieved even if the addition amount is small.
特許文献1、2には、最大吸収波長が390nm〜600nmの範囲のアゾ系二色性色素が開示されており、アゾ系としては最も高いオーダーパラメーター(S値)の二色性色素群及び該色素を含む液晶組成物並びに、コントラストに優れた液晶素子が記載されている。 Patent Documents 1 and 2 disclose azo dichroic dyes having a maximum absorption wavelength in the range of 390 nm to 600 nm. As azo dyes, the dichroic dye group having the highest order parameter (S value) and the dichroic dye group are disclosed. A liquid crystal composition containing a dye and a liquid crystal element excellent in contrast are described.
上記特許文献1に記載の二色性色素は、S値は非常に良好なものの、さらなる改善とし
て、溶解度をより高め、環境変化によるホスト液晶からの析出の恐れを減らし、かつ粘度上昇による表示能力の低下が少ないものが求められている。
本発明の課題は、高い二色比のオーダーパラメーター(S値)を保持しつつ、実用に耐えうる溶解度を有する、新規なアゾ系二色性色素を提供することを目的とする。また、本発明の課題は、新規なアゾ系二色性色素を用いることによりコントラストの高い表示を実現しうる、ゲストホスト方式の液晶組成物およびこれを含む液晶素子を提供することを目的とする。
Although the dichroic dye described in Patent Document 1 has a very good S value, as a further improvement, the solubility is further increased, the risk of precipitation from the host liquid crystal due to environmental changes is reduced, and the display capability due to an increase in viscosity There is a demand for a material that has a low decrease in the number.
An object of the present invention is to provide a novel azo-based dichroic dye having solubility that can withstand practical use while maintaining an order parameter (S value) with a high dichroic ratio. Another object of the present invention is to provide a guest-host type liquid crystal composition and a liquid crystal element including the same, which can realize display with high contrast by using a novel azo dichroic dye. .
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、下記構造式(I)で示されるアゾ系二色性色素の端部の6員環構造と6員環構造の間に可動性の大きい直鎖構造を導入することにより、高い二色比のオーダーパラメーター(S値)を有する二色性色素が実現
できることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて成し遂げられたものである。
すなわち、本発明の要旨は、以下のとおりである。
(1)下記式(I)で表される二色性色素。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the mobility between the 6-membered ring structure and the 6-membered ring structure at the end of the azo dichroic dye represented by the following structural formula (I) is as follows. It was found that a dichroic dye having an order parameter (S value) with a high dichroic ratio can be realized by introducing a linear structure having a large. The present invention has been accomplished based on these findings.
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A dichroic dye represented by the following formula (I).
[式(I)中、
Ar1及びAr2は、各々独立して、置換基を有していてもよい芳香環を示し、
X1及びX2は、各々独立して、酸素原子又はーNR5―(R5は水素原子又は置換基を有していても良いアルキル基)を示し、
R1及びR2は、各々独立して、水素原子、又は置換基を有していてもよい、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基若しくはアルコシキシ基を示し、
L1及びL2は、直接結合又は2価の連結基を示し、
A1〜A4は、各々独立して、置換基を有していてもよい、1,4−フェニレン基又は(E)−シクロヘキサンー1,4−ジイル基を示し、
B1及びB2は、連結する直列部分が4原子以上の連結基を示し、
n1〜n5は、1以上の整数であり、n1〜n5が2以上の整数である場合は、1分子中に存在するA1、A3、A4、Ar1及びAr2は同一であっても異なっていてもよく、
m1、m3は、0又は1であり、m2は0以上の整数である。]
(2)m1=m2=m3=1、n2=1であり、 L1及びL2は環状構造及びアゾ結合を含まない二価の連結基である(1)の二色性色素。
(3)m1=m2=m3=0であり、L1はA1とAr1が直接結合もしくは、連結する
直列部分が2原子である基であり、L2は環状構造及びアゾ結合を含まない二価の連結基である(1)の二色性色素。
(4)前記B1及びB2が、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、エステル基、エーテル基又はカルボニル基を有することを特徴とする前記(1)乃至(3)のいずれかに記載の二色性色素。
(5)前記式(I)で表されるB2の直列部分の原子数が、偶数であることを特徴とする前記(1)乃至(4)に記載の二色性色素。
(6)部分構造として下記式(II)又は式(III) のいずれかを有する(1)乃至(5)のいずれかに記載の二色性色素。
[In the formula (I),
Ar 1 and Ar 2 each independently represent an aromatic ring which may have a substituent,
X 1 and X 2 each independently represent an oxygen atom or —NR 5 — (R 5 is a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent);
R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, or alkoxy group,
L 1 and L 2 represent a direct bond or a divalent linking group,
A 1 to A 4 each independently represents a 1,4-phenylene group or (E) -cyclohexane-1,4-diyl group which may have a substituent,
B 1 and B 2 each represent a linking group having 4 or more atoms connected in series,
n 1 to n 5 are integers of 1 or more, and when n 1 to n 5 are integers of 2 or more, A 1 , A 3 , A 4 , Ar 1 and Ar 2 present in one molecule are May be the same or different,
m 1 and m 3 are 0 or 1, and m 2 is an integer of 0 or more. ]
(2) The dichroic dye of (1), wherein m 1 = m 2 = m 3 = 1, n 2 = 1, and L 1 and L 2 are a divalent linking group containing no cyclic structure and an azo bond .
(3) m 1 = m 2 = m 3 = 0, L 1 is a group in which A 1 and Ar 1 are directly bonded or connected, and the series part to be connected is 2 atoms, L 2 is a cyclic structure and an azo bond The dichroic dye of (1), which is a divalent linking group containing no
(4) The B 1 and B 2 each having an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, an ester group, an ether group or a carbonyl group, Color pigment.
(5) The dichroic dye as described in any one of (1) to (4) above, wherein the number of atoms in the series part of B 2 represented by the formula (I) is an even number.
(6) The dichroic dye according to any one of (1) to (5), which has any one of the following formulas (II) and (III) as a partial structure.
〔式(II)中、
X4は、酸素原子、又は-NR10-(R10は水素原子又は1価の置換基)を示し、
R8は、水素原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基を示し、
B4は、直列部分の原子数が、4原子以上である2価の連結基を示し、
R6はアルキル基又はアルコキシ基を示し、
n11、n12 は、それぞれ独立に、0又は1を示し、
A8、A9は各々独立して、置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基、又は置換
基を有していてもよい(E)−シクロヘキサン−1,4−ジイル基を示す。
式(III)中、
X5は、酸素原子、又は-NR11-(R11は水素原子又は1価の置換基)を示し、
R7は、水素原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基を示し、
B5は、直列部分の原子数が、4原子以上である2価の連結基を示し、
R9はアルキル基又はアルコキシ基を示し、
n13、n14は、それぞれ独立に、0又は1を示し、
A10、A11は各々独立して、置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基、又は置換基を有していてもよい(E)−シクロヘキサン−1,4−ジイル基を示す。]
(7)前記(1)乃至(6)のいずれか1に記載の二色性色素を有することを特徴とする液晶組成物。
(8)前記(7)に記載の液晶組成物を含有する液晶相を有することを特徴とする液晶素子。
[In the formula (II),
X 4 represents an oxygen atom or —NR 10 — (R 10 is a hydrogen atom or a monovalent substituent);
R 8 represents a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent,
B 4 represents a divalent linking group having 4 or more atoms in the series portion,
R 6 represents an alkyl group or an alkoxy group,
n 11 and n 12 each independently represents 0 or 1,
A 8 and A 9 are each independently a 1,4-phenylene group which may have a substituent, or (E) -cyclohexane-1,4-diyl group which may have a substituent. Show.
In formula (III),
X 5 represents an oxygen atom or —NR 11 — (R 11 represents a hydrogen atom or a monovalent substituent);
R 7 represents a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent,
B 5 represents a divalent linking group having 4 or more atoms in the series portion,
R 9 represents an alkyl group or an alkoxy group,
n 13 and n 14 each independently represent 0 or 1,
A 10 and A 11 each independently represents a 1,4-phenylene group which may have a substituent, or (E) -cyclohexane-1,4-diyl group which may have a substituent. Show. ]
(7) A liquid crystal composition comprising the dichroic dye according to any one of (1) to (6).
(8) A liquid crystal element having a liquid crystal phase containing the liquid crystal composition according to (7).
本発明のアゾ系二色性色素は、高い二色比のオーダーパラメーター(S値)を有するため、非常にコントラストの高い表示を実現するために必要なゲストホスト方式の液晶組成物およびこれを含む液晶素子を提供することができる。 Since the azo dichroic dye of the present invention has an order parameter (S value) with a high dichroic ratio, it includes a guest-host type liquid crystal composition necessary for realizing a display with a very high contrast and the same. A liquid crystal element can be provided.
本発明の二色性色素は、式(I)で表される。 The dichroic dye of the present invention is represented by the formula (I).
(I)[式(I)中、
Ar1及びAr2は、各々独立して、置換基を有していてもよい芳香環を示し、
X1及びX2は、各々独立して、酸素原子又はーNR5―(R5は水素原子又は置換基を有していても良いアルキル基)を示し、
R1及びR2は、各々独立して、水素原子、又は置換基を有していてもよい、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基若しくはアルコシキシ基を示し、
L1及びL2は、直接結合又は2価の連結基を示し、
A1〜A4は、各々独立して、置換基を有していてもよい、1,4−フェニレン基又は(E)−シクロヘキサンー1,4−ジイル基を示し、
B1及びB2は、連結する直列部分が4原子以上の連結基を示し、
n1〜n5は、1以上の整数であり、n1〜n5が2以上の整数である場合は、1分子中に存在するA1、A3、A4、Ar1及びAr2は同一であっても異なっていてもよく、
m1、m3は、0又は1であり、m2は0以上の整数である。]
1.Ar1、Ar2について
構造式(I)において、Ar1、Ar2はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい
芳香環を示す。
(I) [in the formula (I)
Ar 1 and Ar 2 each independently represent an aromatic ring which may have a substituent,
X 1 and X 2 each independently represent an oxygen atom or —NR 5 — (R 5 is a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent);
R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, or alkoxy group,
L 1 and L 2 represent a direct bond or a divalent linking group,
A 1 to A 4 each independently represents a 1,4-phenylene group or (E) -cyclohexane-1,4-diyl group which may have a substituent,
B 1 and B 2 each represent a linking group having 4 or more atoms connected in series,
n 1 to n 5 are integers of 1 or more, and when n 1 to n 5 are integers of 2 or more, A 1 , A 3 , A 4 , Ar 1 and Ar 2 present in one molecule are May be the same or different,
m 1 and m 3 are 0 or 1, and m 2 is an integer of 0 or more. ]
1. Ar 1 and Ar 2 In the structural formula (I), Ar 1 and Ar 2 each independently represent an aromatic ring which may have a substituent.
芳香環としては、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に限定はされず、5又は6員環の単環か、あるいはこれが2〜4個縮合してなる縮合環から、水素原子を2個除いて得られる基であり、具体例としては、フェニレン基、トリレン基、キシリレン基、ナフチレン基、キノリン基、チエニレン基、ピリジレン基、チエノチアゾール基等が挙げられる。この中でも1,4−フェニレン基または1,4−ナフチレン基が高い二色比のオーダーパラメーター(S値)を得られるため好ましい。特にm1=m2=m3=0の場合には、Ar1は、1,4−フェニレン基が好ましい。 The aromatic ring is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention. The aromatic ring is a 5- or 6-membered monocyclic ring or a condensed ring formed by condensation of 2 to 4 hydrogen atoms. Specific examples include a phenylene group, a tolylene group, a xylylene group, a naphthylene group, a quinoline group, a thienylene group, a pyridylene group, a thienothiazole group, and the like. Among these, a 1,4-phenylene group or a 1,4-naphthylene group is preferable because an order parameter (S value) having a high dichroic ratio can be obtained. In particular, when m1 = m2 = m3 = 0, Ar 1 is preferably a 1,4-phenylene group.
Ar1、Ar2が有していてもよい置換基としては、例えばアルコキシ基、アルキル基
等の電子供与性の置換基;あるいはシアノ基、ニトロ基、アルキルスルホニル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基などの電子吸引性の置換基が挙げられる。
Ar1、Ar2が有していてもよい置換基である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。
Ar 1 and Ar 2 may have an electron-donating substituent such as an alkoxy group or an alkyl group; or a cyano group, a nitro group, an alkylsulfonyl group, a halogenated alkyl group, or a halogen atom. And an electron-withdrawing substituent such as an alkoxycarbonyl group.
Examples of the alkoxy group as a substituent that Ar 1 and Ar 2 may have 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, and a tert-butoxy group. Examples thereof include an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, especially 1 to 3 carbon atoms.
Ar1、Ar2が有していてもよい置換基である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、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基
、tert-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。
Ar1、Ar2が有していてもよい置換基であるアルコキシ基、アルキル基等の電子供
与性の置換基の中でも、ホスト液晶への溶解度の観点から、メチル基またはメトキシ基が特に好ましい。
Examples of the alkyl group as a substituent that Ar 1 and Ar 2 may have include, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a tert-butyl group. Group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, especially 1 to 3 carbon atoms
Of the alkyl group.
Among electron-donating substituents such as an alkoxy group and an alkyl group which are substituents which Ar 1 and Ar 2 may have, a methyl group or a methoxy group is particularly preferable from the viewpoint of solubility in the host liquid crystal.
Ar1、Ar2が有していてもよい置換基であるアルキルスルホニル基としては、例え
ばメチルスルホニル基、エチルスルホニル基、イソプロピルスルホニル基、n-ブチルス
ルホニル基、イソブチルスルホニル基、sec-ブチルスルホニル基、tert-ブチルスルホニ
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のアルキルスルホニル基が挙げられる。
Examples of the alkylsulfonyl group as a substituent that Ar 1 and Ar 2 may have include, for example, a methylsulfonyl group, an ethylsulfonyl group, an isopropylsulfonyl group, an n-butylsulfonyl group, an isobutylsulfonyl group, and a sec-butylsulfonyl group. And an alkylsulfonyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, especially 1 to 3 carbon atoms, such as a tert-butylsulfonyl group.
Ar1、Ar2が有していてもよい置換基であるハロゲン化アルキル基としては、例え
ばトリフルオロメチル基、ペンタルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロ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の低級フルオロアルキル基が挙げられる。
Ar1、Ar2が有していてもよい置換基であるハロゲン原子としては、例えばフッ素
、塩素、臭素、ヨウ素、好ましくはフッ素、塩素、臭素が挙げられる。
Examples of the halogenated alkyl group that is a substituent that Ar 1 and Ar 2 may have include, for example, a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a heptafluoropropyl group, a nonafluorobutyl group, and the like. 10, preferably a lower fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, especially 1 to 3 carbon atoms.
Examples of the halogen atom which is a substituent that Ar 1 and Ar 2 may have include fluorine, chlorine, bromine and iodine, preferably fluorine, chlorine and bromine.
Ar1、Ar2が有していてもよい置換基であるアルコキシカルボニル基としては、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、n-ブトキシカルボニル基、イソブトキシカルボニル基、sec-ブトキシカ
ルボニル基、tert-ブトキシカルボニル基などの炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜
4、中でも炭素数1〜3のアルコキシカルボニル基が挙げられる。
As the alkoxycarbonyl group that may be substituted by Ar 1 and Ar 2 , a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, a propoxycarbonyl group, an isopropoxycarbonyl group, an n-butoxycarbonyl group, an isobutoxycarbonyl group, 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 1 carbon atoms such as sec-butoxycarbonyl group and tert-butoxycarbonyl group
4 and especially an alkoxycarbonyl group having 1 to 3 carbon atoms.
Ar1、Ar2が有していてもよい置換基であるシアノ基、ニトロ基、アルキルスルホ
ニル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基などの電子吸引性の置換基としては、これらのなかでもホスト液晶への溶解度の観点から、シアノ基、トリフルオロメチル基、フッ素原子、塩素原子が特に好ましい。
As an electron-withdrawing substituent such as a cyano group, a nitro group, an alkylsulfonyl group, a halogenated alkyl group, a halogen atom, and an alkoxycarbonyl group, which are substituents that Ar 1 and Ar 2 may have, these Among these, a cyano group, a trifluoromethyl group, a fluorine atom, and a chlorine atom are particularly preferable from the viewpoint of solubility in the host liquid crystal.
2.X1、X2について
式(I)において、X1、X2は、各々独立して酸素原子、又は-NR5- を示す。R5は水素原子又はアルキル基を示す。R5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、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基などの直鎖状又は分岐状の炭素数1〜10のアルキル基が挙げられる。なかでも好ましくは炭素数1〜4、さらに炭素数1〜3のアルキル基が溶解度の観点から好ましい。
2. X 1 and X 2 In the formula (I), X 1 and X 2 are each independently an oxygen atom or —NR 5 —. Indicates. R 5 represents a hydrogen atom or an alkyl group. Examples of the alkyl group of R 5 include linear or branched carbon atoms such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group and tert-butyl group. To 10 alkyl groups. Of these, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and more preferably 1 to 3 carbon atoms is preferable from the viewpoint of solubility.
3.L1、L2について
式(I)において、L1、L2は、直接結合又は2価の連結基を示すが、好ましくは各々独立して環状構造及びアゾ結合を含まない、二価の連結基を示す。
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の直鎖状も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の直鎖状も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の直鎖状もしくは分岐状のアルキニレン基;メチレンオキシカルボニル基、エチレンオキシカルボニル基、プロピレンオキシカルボニル基、イソプロピレンオキシカルボニル基、tert−ブチレンオキシカルボニル基、アセチレン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。
3. L 1 and L 2 In the formula (I), L 1 and L 2 each represent a direct bond or a divalent linking group, but preferably each independently contains a cyclic structure and an azo bond and is a divalent linkage. Indicates a group.
Although it does not specifically limit as a bivalent coupling group which does not contain a cyclic structure and an azo bond, For example, a methylene group, ethylene group, propylene group, isopropylene group, butylene group, isobutylene group, sec-butylene Group, tert-butylene group, hexylene group, octylene group or the like linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms; vinylene group, propenylene group, isopropenylene group, butenylene group, isobutenylene group, sec-butenylene group 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, octini A straight-chain or branched alkynylene group having 2 to 10 carbon atoms such as an ethylene group; methyleneoxycarbonyl group, ethyleneoxycarbonyl group, propyleneoxycarbonyl group, isopropyleneoxycarbonyl group, tert-butyleneoxycarbonyl group, acetyleneoxy Examples thereof include an ester group having 2 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 10 carbon atoms such as a group; an ether group; a carbonyl group;
本発明の構造において、より高い二色比のオーダーパラメータ(S値)を得るためには、分子の直線性を高くすることが好ましい。そのためには六員環構造を有する部分同士、つまりA1及びA2、A3及びA4を連結する直列部分の結合数が十分に長いことが好ましい。この場合十分長いとは5原子以上、より好ましくは7原子以上であることが好ましい。また、六員環構造を有する部分同士の間が、偶数個の原子でつながっていることも好ましい。この観点から、本発明の式(I)で表される構造であると、A1とA2の間のB1、A2とAr1の間のL1とX1、Ar2とA3の間のX2とL2、A3とA4の間のB2については、その主鎖上の原子数が偶数になることが好ましい。このうち、六員環構造の間に2つの構造を有するL1とX1、X2とL2に関しては、X1,X2が酸素原子か−NR5−なので、主鎖上の原子数としては1になる。よって、L1、L2の主鎖上の原子数は、奇数であることが好ましい。 In the structure of the present invention, in order to obtain a higher dichroic ratio order parameter (S value), it is preferable to increase the linearity of the molecule. For that purpose, it is preferable that the number of bonds of the parts having a six-membered ring structure, that is, the series part connecting A 1 and A 2 , A 3 and A 4 is sufficiently long. In this case, the term “sufficiently long” means 5 atoms or more, more preferably 7 atoms or more. Moreover, it is also preferable that the portions having a six-membered ring structure are connected by an even number of atoms. In this respect, if a structure in the formula of the present invention (I), A 1 and L 1 and X 1 between B 1, A 2 and Ar 1 between A 2, Ar 2 and A 3 For X 2 and L 2 between and B 2 between A 3 and A 4 , the number of atoms on the main chain is preferably an even number. Among these, regarding L 1 and X 1 , X 2 and L 2 having two structures between six-membered ring structures, since X 1 and X 2 are oxygen atoms or —NR 5 —, the number of atoms on the main chain Will be 1. Therefore, the number of atoms on the main chain of L 1 and L 2 is preferably an odd number.
また、具体的な構造としては、L1(A2とX1の間)、L2(A3とX2の間)が、それぞれ独立して-CH2-基、-CH2CH2CH2-基、-CH2-C≡C-基、-CH(CH3)-基のいずれかである
ことが特に好ましい。
特にm1=m2=m3=0の場合には、X1が存在しないため,L1は主鎖上の原子数が偶数になる、-O-CH2-、-O-C(=O)-、-CH=CH-、−O-C(=O)-、-C三C-基 などが好ましい
。
As specific structures, L 1 (between A 2 and X 1 ) and L 2 (between A 3 and X 2 ) are each independently a —CH 2 — group, —CH 2 CH 2 CH A 2 -group, a —CH 2 —C≡C— group, or a —CH (CH 3 ) — group is particularly preferred.
In particular, when m 1 = m 2 = m 3 = 0, since X 1 does not exist, L 1 has an even number of atoms on the main chain, -O-CH 2- , -OC (= O) -, -CH = CH-, -OC (= O)-, -C tri-C- group and the like are preferable.
4.A1、A2、A3、A4について
式(I)において、A1、A2、A3、及びA4は各々独立して、置換基を有していても
良い1,4−フェニレン基、又は置換基を有していても良い(E)−シクロヘキサン−1,4−ジイル基を示す。A1、A2、A3、及びA4が有していてもよい置換基としては、
Ar1、Ar2が有していてもよい置換基と同様である。
4). A 1 , A 2 , A 3 and A 4 In the formula (I), A 1 , A 2 , A 3 and A 4 are each independently 1,4-phenylene which may have a substituent. (E) -cyclohexane-1,4-diyl group which may have a group or a substituent. As the substituent that A 1 , A 2 , A 3 , and A 4 may have,
It is the same as the substituent which Ar < 1 >, Ar < 2 > may have.
5.n1、n2、n3、n4、n5、m1、m2及びm3について
式(I)において、n1、n2、n3、n4及びn5は、それぞれ独立に、1以上の整数を示し、n1、n2、n3、n4及びn5が2以上の場合、式(I)で表される構造を有する二色性色素1分子中に2以上存在するA1、Ar1、Ar2、A3、A4は同一であっても異なっていてもよい。
5). n 1 , n 2 , n 3 , n 4 , n 5 , m 1 , m 2 and m 3 In formula (I), n 1 , n 2 , n 3 , n 4 and n 5 are each independently When an integer of 1 or more and n 1 , n 2 , n 3 , n 4 and n 5 are 2 or more, 2 or more are present in one molecule of the dichroic dye having the structure represented by the formula (I) A 1 , Ar 1 , Ar 2 , A 3 , A 4 may be the same or different.
またm1、m3は、0又は1を表す。m2は0以上の整数である。m2が2以上の場合、式(I)で表される構造を有する二色性色素1分子中に2以上存在するA2は同一であっ
ても異なっていてもよい。
このうち好ましい組み合わせとしては、m1=m2=m3=1又はm1=m2=m3=0である。
M 1 and m 3 represent 0 or 1. m 2 is an integer of 0 or more. When m 2 is 2 or more, two or more A 2 present in one molecule of the dichroic dye having the structure represented by the formula (I) may be the same or different.
Among these, preferable combinations are m 1 = m 2 = m 3 = 1 or m 1 = m 2 = m 3 = 0.
また、ホスト液晶への溶解性の観点からn1とm2、n4とn5の合計数が、それぞれ2
〜8であることが好ましく、3〜6であることがさらに好ましい。
また、n3は、ホスト液晶への溶解性の観点から、1〜5が好ましく、1〜4がさらに
好ましい。
好ましいn2はm1=m2=m3=1のときn2=1となる。
From the viewpoint of solubility in the host liquid crystal, the total number of n 1 and m 2 , n 4 and n 5 is 2 respectively.
It is preferable that it is -8, and it is more preferable that it is 3-6.
N 3 is preferably 1 to 5, and more preferably 1 to 4, from the viewpoint of solubility in the host liquid crystal.
Preferred n 2 is n 2 = 1 when m 1 = m 2 = m 3 = 1.
6.B1及びB2について
式(I)において、B1及びB2は、それぞれ、A1 及びA2、A3 及びA4、を連結
する直列部分が4原子以上である連結基を示す。
式(I)で表される構造を有するアゾ系二色性色素の端部の6員環構造と6員環構造の間(A1 とA2の間、A3 とA4の間)に、これらを連結する直列部分が4原子以上の可
動性の大きい直鎖構造を導入することにより、高い二色性比のオーダーパラメーター(S値)を有する二色性色素が実現できる。高い二色性比のオーダーパラメーターを有する理由は、構造が比較的固定化されているA1 とA2の間、A3 とA4の間、すなわち平面的
な形状を有する6員環構造と6員環構造の間に可動性の大きい鎖状構造を導入することで、6員環のみで連結した構造の場合と比較し、末端部の6員環構造が、ホスト液晶の長軸とより平行に配列しやすくなったためであると考えられる。
6). About B 1 and B 2 In the formula (I), B 1 and B 2 each represent a linking group in which the series part connecting A 1 and A 2 , A 3 and A 4 is 4 atoms or more.
Between the 6-membered ring structure and the 6-membered ring structure at the end of the azo dichroic dye having the structure represented by the formula (I) (between A 1 and A 2 and between A 3 and A 4 ) A dichroic dye having an order parameter (S value) with a high dichroic ratio can be realized by introducing a linear structure having a large mobility in which the series part connecting them is 4 atoms or more. The reason for having a high dichroic ratio order parameter is that the structure is relatively fixed between A 1 and A 2 , between A 3 and A 4 , that is, a six-membered ring structure having a planar shape. By introducing a chain structure with high mobility between the 6-membered ring structures, the 6-membered ring structure at the end is more aligned with the long axis of the host liquid crystal than in the case of a structure connected by only 6-membered rings. This is thought to be because it became easier to arrange in parallel.
B1及びB2としては、本発明の効果を損なわない範囲であり、A1 及びA2、A3 及
びA4を連結する直列部分が4原子以上であれば、特に限定されないが、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、エステル基、エーテル基又はカルボニル基を有することが高S値の観点から好ましい。特にB2はこれらの基であることが好ましい。またB1
は、上記の基を組み合わせた基であっても良い。
B 1 and B 2 are in a range that does not impair the effects of the present invention, and are not particularly limited as long as the series part connecting A 1 and A 2 , A 3 and A 4 is 4 atoms or more, but an alkylene group , Alkenylene group, alkynylene group, ester group, ether group or carbonyl group is preferred from the viewpoint of high S value. In particular, B 2 is preferably these groups. B 1
May be a combination of the above groups.
具体的には、アルキレン基としては、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基及びオクチレン基等の炭素数4〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基が挙げられる。
アルケニレン基としては、具体的には、ブテニレン基、ペンテニレン基、ヘキセニレン基、ヘプテニレン基及びオクテニレン基等の炭素数4〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルケニレン基が挙げられる。
Specifically, examples of the alkylene group include linear or branched alkylene groups having 4 to 10 carbon atoms such as a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, a heptylene group, and an octylene group.
Specific examples of the alkenylene group include linear or branched alkenylene groups having 4 to 10 carbon atoms such as a butenylene group, a pentenylene group, a hexenylene group, a heptenylene group, and an octenylene group.
アルキニレン基としては、具体的には、ブチニレン基、ペンチニレン基、ヘキシレン基、ヘプチニレン基及びオクチニレン基等の炭素数4〜10の直鎖状もしくは分岐状のアル
キニレン基が挙げられる。
エステル基としては、具体的には、エトキシカルボニル基、プロピルオキシカルボニル基、sec-,iso-,tert-ブトキシカルボニル基、ペンチルオキシカルボニル基等の炭素数4
〜20、好ましくは4〜10のエーテル結合を有する基が挙げられる。
Specific examples of the alkynylene group include linear or branched alkynylene groups having 4 to 10 carbon atoms such as a butynylene group, a pentynylene group, a hexylene group, a heptynylene group, and an octynylene group.
Specific examples of the ester group include 4 carbon atoms such as ethoxycarbonyl group, propyloxycarbonyl group, sec-, iso-, tert-butoxycarbonyl group, pentyloxycarbonyl group, and the like.
-20, preferably 4-10 groups having an ether bond.
また、これらを組み合わせたものとしては、1,2−ジオキシエチレン基、1,3−ジオキシプロピレン基、1、4−ジオキシブチレン基などの炭素数4〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキレンジオキシ基;エチレンカーボネート、ブチレンカーボネートなどの炭素数4〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキレンカーボネート基等が挙げられる。
B1及びB2としては、A1及びA2、A3及びA4を連結する直列部分の結合数が偶数であるものが高S値化のためより好ましく、具体的には、-CH2CH2CH2CH2-基、-OCH2CH2O-基、-CH2CH2-C≡C-基(以上直列部分が4原子の例)、-OCH2CH2CH2CH2O-基、-C≡C-CH2CH2CH2CH2-基、-C≡C-CH2CH2CH2O-基(直列部分が6原子の例)、及び-OCH2CH2CH2CH2CH2CH2O-基(直列部分が8原子の例)等が挙げられる。また、A1及びA2、A3及びA4を連結する直列部分の結合数が5以上、より好ましくは7以上の場合には奇数でも分子全体から見て直線性が高い状態になるため、同様の効果が期待できる。また、上限としては特に限定されないが、合成上の困難性から20以下が好ましい。
Moreover, as what combined these, C4-C10 linear or branched form, such as a 1, 2- dioxyethylene group, a 1, 3- dioxypropylene group, and a 1, 4- dioxybutylene group. An alkylenedioxy group; a linear or branched alkylene carbonate group having 4 to 10 carbon atoms such as ethylene carbonate and butylene carbonate;
As B 1 and B 2 , those in which the number of bonds in the series part connecting A 1 and A 2 , A 3 and A 4 is an even number are more preferable for increasing the S value. Specifically, —CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 — group, —OCH 2 CH 2 O— group, —CH 2 CH 2 —C≡C— group (example in which the series part is 4 atoms), —OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O -Group, -C≡C-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -group, -C≡C-CH 2 CH 2 CH 2 O- group (example in which the series part is 6 atoms), and -OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O-group (example in which the series portion is 8 atoms) and the like. In addition, when the number of bonds in the series part connecting A 1 and A 2 , A 3 and A 4 is 5 or more, more preferably 7 or more, even if an odd number is used, the linearity is high as viewed from the whole molecule. Similar effects can be expected. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 20 or less because of difficulty in synthesis.
7.R1及びR2について
式(I)において、R1及びR2は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有してい
てもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、を示す。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の直鎖状も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高溶解度化の観点から特に好ましい。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、へキシルオキシ基、オクチルオキシ基等の炭素数1〜10の直鎖状も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の直鎖状のアルコキシ基が高溶解度化の観点から特に好ましい。アルケニレン基としては、具体的には、ブテニレン基、ペンテニレン基、ヘキセニレン基、ヘプテニレン基及びオクテニレン基等の炭素数4〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルケニレン基が挙げられる。アルキニレン基としては、具体的には、ブチニレン基、ペンチニレン基、ヘキシレン基、ヘプチニレン基及びオクチニレン基等の炭素数4〜10の直鎖状もしくは分岐状のアルキニレン基が挙げられる。
7). About R 1 and R 2 In the formula (I), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an alkenyl group which may have a substituent. , An alkynyl group which may have a substituent, and an alkoxy group which may have a substituent. Examples of the alkyl group include a straight chain having 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. A branched one is preferable, among which a linear one is more preferable, and a linear alkyl group having 3 to 8 carbon atoms is particularly preferable from the viewpoint of increasing the solubility. Alkoxy groups include methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, hexyloxy, octyloxy, etc. 10 to 10 linear or branched ones are preferable, among which linear ones are more preferable, and linear alkoxy groups having 3 to 8 carbon atoms are particularly preferable from the viewpoint of increasing the solubility. Specific examples of the alkenylene group include linear or branched alkenylene groups having 4 to 10 carbon atoms such as a butenylene group, a pentenylene group, a hexenylene group, a heptenylene group, and an octenylene group. Specific examples of the alkynylene group include linear or branched alkynylene groups having 4 to 10 carbon atoms such as a butynylene group, a pentynylene group, a hexylene group, a heptynylene group, and an octynylene group.
置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基の置換基は、特に限定されないが、アルコキシ基、アルキル基等の電子供与性の置換基;あるいはシアノ基、ニトロ基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基などの電子吸引性の置換基が挙げられ、その置換基も含めた炭素数がそれぞれの基について上述の範囲にあることが好ましい。 Alkyl group which may have substituent, alkenyl group which may have substituent, alkynyl group which may have substituent, substituent of alkoxy group which may have substituent Is not particularly limited, but includes electron-donating substituents such as alkoxy groups and alkyl groups; or electron-withdrawing substituents such as cyano groups, nitro groups, halogenated alkyl groups, halogen atoms, and alkoxycarbonyl groups. The number of carbon atoms including the substituent is preferably in the above-mentioned range for each group.
8.式(II)と式(III)
本発明の前記式(I)で表される構造の中で、特に好ましくは、式(I)中のAr2を含む繰り返し単位をn3−1回繰り返した後のアゾ結合から右側が下記式(II)又は式(III)で表される部分構造を有していることである。
8). Formula (II) and Formula (III)
Among the structures represented by the formula (I) of the present invention, particularly preferably, the right side of the azo bond after repeating the repeating unit containing Ar 2 in the formula (I) n 3 −1 times is represented by the following formula: (II) or having a partial structure represented by formula (III).
〔式(II)中、
X4は、酸素原子、又は-NR10-(R10は水素原子又は1価の置換基)を示し、
R8は、水素原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基を示し、
B4は、直列部分の原子数が、4原子以上である2価の連結基を示し、
R6はアルキル基又はアルコキシ基を示し、
n11、n12は、それぞれ独立に、0又は1を示し、
A8、A9は各々独立して、置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基、又は置換基を有していてもよい(E)−シクロヘキサン−1,4−ジイル基を示す。
式(III)中、
X5は、酸素原子、又は-NR11-(R11は水素原子又は1価の置換基)を示し、
R7は、水素原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基を示し、
B5は、直列部分の原子数が、4原子以上である2価の連結基を示し、
R9はアルキル基又はアルコキシ基を示し、
n13、n14は、それぞれ独立に、0又は1を示し、
A10、A11は各々独立して、置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基、又は置換基を有していてもよい(E)−シクロヘキサン−1,4−ジイル基を示す。]
[In the formula (II),
X 4 represents an oxygen atom or —NR 10 — (R 10 is a hydrogen atom or a monovalent substituent);
R 8 represents a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent,
B 4 represents a divalent linking group having 4 or more atoms in the series portion,
R 6 represents an alkyl group or an alkoxy group,
n 11 and n 12 each independently represents 0 or 1,
A 8 and A 9 each independently represents a 1,4-phenylene group which may have a substituent, or (E) -cyclohexane-1,4-diyl group which may have a substituent. Show.
In formula (III),
X 5 represents an oxygen atom or —NR 11 — (R 11 represents a hydrogen atom or a monovalent substituent);
R 7 represents a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent,
B 5 represents a divalent linking group having 4 or more atoms in the series portion,
R 9 represents an alkyl group or an alkoxy group,
n 13 and n 14 each independently represent 0 or 1,
A 10 and A 11 each independently represents a 1,4-phenylene group which may have a substituent, or (E) -cyclohexane-1,4-diyl group which may have a substituent. Show. ]
9. X4及びX5について
構造式(II)のX4は、酸素原子、又は-NR10-基 を示し、構造式(III)のX5は、酸素原子、又は-NR11-基 を示す。また、R10及びR11は、それぞれ独立に、水素原
子、又は置換基を有していても良いアルキル基を示す。
R10及びR11のアルキル基は、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、オクチル基等の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基が挙げられる。このなかでも、高溶解度化の観点から、炭素数1〜10の直鎖状も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。
9. X 4 and X 5 In the structural formula (II), X 4 represents an oxygen atom or a —NR 10 — group. X 5 in the structural formula (III) represents an oxygen atom or a —NR 11 — group Indicates. R 10 and R 11 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent.
The alkyl group of R 10 and R 11 is linear or branched such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, hexyl group, octyl group, etc. -Like alkyl groups. Among these, from the viewpoint of increasing the solubility, linear or branched ones having 1 to 10 carbon atoms are preferable, among which linear ones are more preferable, and linear alkyl having 3 to 8 carbon atoms. The group is particularly preferred.
10. B4及びB5について
式(II)及び式(III)において、B4及びB5は、それぞれ独立に、両末端の1,4−フェニレン基を連結する直列部分が4原子以上である2価の連結基を示す。2価の連結基としては、式(I)のB1で例示したものと同義であり、好ましい基も同義である。
10. About B 4 and B 5 In formula (II) and formula (III), B 4 and B 5 each independently have 4 or more atoms in series connecting the 1,4-phenylene groups at both ends. A divalent linking group is shown. Examples of the divalent linking group has the same meaning as those exemplified by B 1 of formula (I), and preferred groups are also the same meanings.
11.R6及びR7について
式(II)及び式(III)において、R6及びR7はそれぞれ独立して、アルキル基又はアルコキシ基を示す。
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の直鎖状も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溶解度向上のため特に好ましい。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、へキシルオキシ基、オクチルオキシ基等の炭素数1〜10の直鎖状も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の直鎖状のアルコキシ基が高溶解度化のため、特に好ましい。
11. About R 6 and R 7 In the formula (II) and the formula (III), R 6 and R 7 each independently represents an alkyl group or an alkoxy group.
Examples of the alkyl group include a straight chain having 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. A branched one is preferable, among which a linear one is more preferable, and a linear alkyl group having 3 to 8 carbon atoms is particularly preferable for improving solubility. Alkoxy groups include methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, hexyloxy, octyloxy, etc. 10 to 10 linear or branched ones are preferable, among which linear ones are more preferable, and linear alkoxy groups having 3 to 8 carbon atoms are particularly preferable because of high solubility.
12.A8、A9、A10及びA11について
式(II)及び式(III)において、A8、A9、A10及びA11は、各々独立して、置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基、又は置換基を有していてもよい(E)−シクロヘキサン−1,4−ジイル基を示す。A8、A9、A10及びA11が有していてもよ
い置換基としては、それぞれ独立に、例えばアルコキシ基、アルキル基等の電子供与性の置換基;あるいはシアノ基、ニトロ基、アルキルスルホニル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基などの電子吸引性の置換基が挙げられ、具体的には、Ar1で挙げたものと同義であり、好ましい基も同義である。
12 Regarding A 8 , A 9 , A 10 and A 11 In the formulas (II) and (III), A 8 , A 9 , A 10 and A 11 may each independently have a substituent. 1,4-phenylene group or (E) -cyclohexane-1,4-diyl group which may have a substituent is shown. The substituents that A 8 , A 9 , A 10 and A 11 may have are each independently, for example, an electron-donating substituent such as an alkoxy group or an alkyl group; or a cyano group, a nitro group or an alkyl group. Examples thereof include electron-withdrawing substituents such as a sulfonyl group, a halogenated alkyl group, a halogen atom, and an alkoxycarbonyl group. Specifically, these are the same as those described for Ar 1 , and preferred groups are also the same.
13.R8及びR9について
R8及びR9は、それぞれ独立に、水素原子又は1価の置換基を示す。1価の置換基としては、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に限定されないが、例えばアルコキシ基、アルキル基等の電子供与性の置換基;あるいはシアノ基、ニトロ基、アルキルスルホニル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基などの電子吸引性の置換基が挙げられる。
これらの置換基の好ましい例は、Ar1が有していても良い置換基で挙げたものと同義であり、好ましい基も同義である。
13. R 8 and R 9 for R 8 and R 9 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent substituent. The monovalent substituent is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, an electron-donating substituent such as an alkoxy group or an alkyl group; or a cyano group, a nitro group, an alkylsulfonyl group, Examples thereof include electron-withdrawing substituents such as halogenated alkyl groups, halogen atoms, and alkoxycarbonyl groups.
Preferable examples of these substituents are the same as those mentioned for the substituent that Ar 1 may have, and preferable groups are also the same.
14.n11、n12、n13及びn14について
式(II)及び式(III)において、n11、n12、n13及びn14は、それぞれ独立に、0又は1を示す。コントラストのオーダーパラメーター(S値)の観点から、
またホスト液晶に対する溶解性を高める点から、n11又はn12のいずれか、n13又はn14のいずれかが、少なくとも1であることが好ましい。
14 n 11 , n 12 , n 13 and n 14 In formula (II) and formula (III), n 11 , n 12 , n 13 and n 14 each independently represent 0 or 1. From the viewpoint of the order parameter (S value) of contrast,
Further, from the viewpoint of enhancing the solubility in the host liquid crystal, it is preferable that either n 11 or n 12 , or any of n 13 or n 14 is at least 1.
15.分子量
以上に説明した式(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4000以下、中でも3000以下であることが好ましい。下限値としては、特に限定されないが、m1=m2=m3=1の場合660以上、m1=m2=m3=0の場合500以上が好ましい。
15. Molecular Weight The dichroic dye of the present invention represented by the formula (I) described above usually has a molecular weight of 4000 or less, preferably 3000 or less, from the viewpoint of solubility in the host liquid crystal and response speed. The lower limit is not particularly limited, m 1 = m 2 = m 3 = 1 if 660 or more, m 1 = m 2 = m 3 = 0 If more than 500 are preferred.
16.具体例
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。
16. Specific Examples Specific examples of the dichroic dye represented by the formula (I) are illustrated below, but the present invention is not limited to these unless it exceeds the gist.
17.合成方法
以下に本発明の式(I)で示される二色性色素の合成方法を、いくつか例を挙げて説明する。例えばm1=m3=1、n2=1の構造の場合、中間体(V)と(VI)と(VII
)をアゾカップリング反応させることにより合成できる。またm1=m2=m3=0の場合は、中間体(VIII)と中間体(IX)を、所望のモル比で混合し、反応させること
により、得ることができる。この反応の例を、下の化学式に示す。式(I)の構造に関し
ては、最も簡単に合成できる方法として、n2が2以上の場合を示している。これらの反応条件に関しては、特に限定されず公知の方法を用いればよい。例えば特開昭58-38
756号公報に記載の方法を適用できる。
17. Synthesis Method Hereinafter, a method for synthesizing the dichroic dye represented by the formula (I) of the present invention will be described with some examples. For example, in the case of a structure of m 1 = m 3 = 1 and n 2 = 1, intermediates (V), (VI) and (VII
) Can be synthesized by azo coupling reaction. In the case of m 1 = m 2 = m 3 = 0, intermediate (VIII) and intermediate (IX) can be obtained by mixing and reacting at a desired molar ratio. An example of this reaction is shown in the chemical formula below. Regarding the structure of formula (I), the case where n 2 is 2 or more is shown as the most easily synthesized method. These reaction conditions are not particularly limited, and a known method may be used. For example, JP-A-58-38
The method described in Japanese Patent No. 756 can be applied.
そしてそれぞれの中間体(V)乃至中間体(IX)も、公知の方法により合成でき、例
えば特開昭58−38756号公報に記載の方法により合成できる。中間体(VII)、中
間体(IX)は、例えば実施例に記載の方法で合成できる。尚、中間体(V)から(IX)に使用される
A1からA4、Ar1、Ar2、X1、X2、L1、L2、R1、R2、n1からn5
、m1からm3の記号の意味は、式(I)に示したものと同じである。
Each intermediate (V) to intermediate (IX) can also be synthesized by a known method, for example, by the method described in JP-A-58-38756. Intermediate (VII) and intermediate (IX) can be synthesized, for example, by the method described in the examples. In addition, A 1 to A 4 , Ar 1 , Ar 2 , X 1 , X 2 , L 1 , L 2 , R 1 , R 2 , n 1 to n 5 used for the intermediates (V) to (IX)
, M 1 to m 3 have the same meanings as shown in formula (I).
18.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。
18. 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. Known methods for various host liquid crystal compounds such as biphenyl, phenylcyclohexane, phenylpyrimidine, cyclohexylcyclohexane and the like which show nematic or smectic phases described in pages 715 to 722, or host liquid crystal compositions containing these compounds The liquid crystal composition can be easily prepared by mixing in step (b).
このような液晶化合物の例としては、特開平3−14892号公報などに記載の化合物があげられる。好ましいホスト液晶の種類は駆動方式により異なるが、例えばアクティブマトリックス系である場合はフッ素系液晶が好ましい。
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0.05〜10重量%であり、0.1〜5重量%であるのが好ましい。
Examples of such a liquid crystal compound include compounds described in JP-A-3-14892. The type of the preferred host liquid crystal varies depending on the driving method. For example, in the case of an active matrix system, a fluorine-based liquid crystal is preferable.
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 10% by weight including the case where two or more kinds are contained. It is preferably 1 to 5% by weight.
19.ホスト液晶
本発明のゲストホスト型液晶組成物に用いるホスト液晶材料としては、下記式(X) 〜
式(XIV)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。
19. Host liquid crystal As a host liquid crystal material used in the guest-host type liquid crystal composition of the present invention, the following formula (X) to
Np type liquid crystal compounds and Nn type liquid crystal compounds represented by the formula (XIV) can be given.
式(X) 〜式(XIX)中、E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−基、−CH2CH2 −基、−CH=CH−基、又は−C≡C−基を示す。D1及びD3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、D2 は弗素原子、塩素原子等のハロゲン原子、フッ素原子、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。D7 及びD8 は各々独立して、シアノ基、又はフッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を示す。D11及びD13はシアノ基を示す。D4 、D5 、D6 、D9 、D10、D12、及びD14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。
なお、本発明のゲストホスト型液晶組成物に用いるホスト液晶材料は、好ましくは以下の特性を有する。
In formulas (X) to (XIX), E 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— group, —CH 2 CH 2 — group, —CH═CH— group, or —C≡C— group. D 1 and D 3 each independently represent a hydrogen atom or a halogen atom such as a fluorine atom or a chlorine atom, and D 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. D 7 and D 8 each independently represent a cyano group or a halogen atom such as a fluorine atom or a chlorine atom. D 11 and D 13 each represent a cyano group. D 4 , D 5 , D 6 , D 9 , D 10 , D 12 , and D 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.
The host liquid crystal material used for the guest-host type liquid crystal composition of the present invention preferably has the following characteristics.
(NI点)
ネマチック相−等方性液体相転移温度(NI点)が60℃以上、好ましくは80℃以上であり、また、130℃以下、好ましくは110℃以下である。本発明の式(I)の色素と組み合わせて使用する場合、NI点を上述の範囲とすることにより動作温度範囲を広くできる。また上限値を超えないことにより、応答性能が向上する。
(NI point)
The nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (NI point) is 60 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or higher, and 130 ° C. or lower, preferably 110 ° C. or lower. When used in combination with the dye of formula (I) of the present invention, the operating temperature range can be widened by setting the NI point to the above range. Moreover, the response performance improves by not exceeding an upper limit.
(誘電率異方性Δε)
Δεの絶対値が2以上、好ましくは3以上であり、また、20以下、好ましくは10以下である。本発明の式(I)の色素と組み合わせて使用する場合、Δεを上述の範囲とすることにより駆動電圧を低くすることができる。一方、上述の上限値の範囲内であればホ
スト液晶の粘度が増大せず、高い応答性能が期待できる。
(Dielectric anisotropy Δε)
The absolute value of Δε is 2 or more, preferably 3 or more, and 20 or less, preferably 10 or less. When used in combination with the dye of the formula (I) of the present invention, the drive voltage can be lowered by setting Δε within the above range. On the other hand, if it is within the above upper limit range, the viscosity of the host liquid crystal does not increase, and high response performance can be expected.
更に上記の液晶化合物にはコレステリルノナノエートのような光学活性物質、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の添加物を含有しても良い。
また、本発明の二色性色素組成物は、フッ素系化合物を含むホスト材料との組み合わせにおいて、特に良好な二色性比を有する。
本発明の二色性色素またはこれを含有する液晶組成物は、好ましくは0.80以上、さらに好ましくは0.84以上、最も好ましくは0.86以上の高いオーダーパラメーター(S値)を有する。本発明の液晶組成物は、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。
Further, the liquid crystal compound may contain additives such as an optically active substance such as cholesteryl nonanoate, an ultraviolet absorber, and an antioxidant.
Further, the dichroic dye composition of the present invention has a particularly good dichroic ratio in combination with a host material containing a fluorine compound.
The dichroic dye of the present invention or a liquid crystal composition containing the same preferably has a high order parameter (S value) of 0.80 or more, more preferably 0.84 or more, and most preferably 0.86 or more. The liquid crystal composition of the present invention can be suitably used as various electro-optical devices such as display elements for computers, watches, calculators, etc., electro-optical shutters, electro-optical apertures, optical communication optical path switching switches, optical modulators and the like. it can.
尚、色素のコントラスト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 contrast 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.
20.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含む液晶層を、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。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。
20. Liquid Crystal Element By sandwiching a liquid crystal layer containing 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 and Ryo Tsunoda “ Latest Technology of Liquid Crystals ”(Industry Research Committee, published in 1983), p. L. Heilmeier-type guest hosts described in Fergason, SID85Digest, 68 (1985), “Liquid Crystal Device Handbook” (Nikkan Kogyo Shimbun, 1989) pages 315-329, etc. A guest host effect such as a transfer guest host was used. 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.
以下本発明を実施例を用いてより詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, this invention is not limited to an Example, unless the summary is exceeded.
[中間体合成1(比較例2で使用する中間体M01の合成)] [Intermediate Synthesis 1 (Synthesis of Intermediate M01 Used in Comparative Example 2)]
中間体M01は、特開2009-7486号公報に記載の手法で合成した。
[中間体合成2(比較例5で使用する中間体M04の合成)]
Intermediate M01 was synthesized by the method described in JP-A-2009-7486.
[Intermediate Synthesis 2 (Synthesis of Intermediate M04 Used in Comparative Example 5)]
中間体M04は、特開2009-7485号公報に記載の手法で合成した。
[中間体合成3(比較例5で使用する中間体M05の合成)]
Intermediate M04 was synthesized by the method described in JP-A-2009-7485.
[Intermediate Synthesis 3 (Synthesis of Intermediate M05 used in Comparative Example 5)]
中間体M05は、特開2009-7485号公報に記載の手法で合成した。
[中間体合成4(実施例2及び実施例4にて使用する中間体M20と、M20に至る中間体M16〜19の合成)]
Intermediate M05 was synthesized by the method described in JP-A-2009-7485.
[Intermediate Synthesis 4 (Synthesis of Intermediate M20 used in Example 2 and Example 4 and Intermediate M16-19 leading to M20)]
<中間体M16の合成>
中間体M07(関東科学、7.5g 30.6mmol)及び1,4-ジブロモブタン(19.8g, 91.8mmol, 3MR)をアセトン(60ml, 30.6mmol)に希釈し、炭酸カリウム(8.5g, 61.2mmol, 2MR)を
添加し、18時間加熱還流した。反応液を室温に冷却後、ろ過して得られたろ液を濃縮し、メタノール(150ml)を添加して氷冷下激しく攪拌した。析出した固体をろ過し、白色固体
として中間体M16(9.62g,収率82%)を取得した。
<Synthesis of Intermediate M16>
Intermediate M07 (Kanto Kagaku, 7.5 g 30.6 mmol) and 1,4-dibromobutane (19.8 g, 91.8 mmol, 3MR) were diluted in acetone (60 ml, 30.6 mmol) and potassium carbonate (8.5 g, 61.2 mmol, 2MR) ) Was added and heated to reflux for 18 hours. The reaction solution was cooled to room temperature, and the filtrate obtained by filtration was concentrated, methanol (150 ml) was added, and the mixture was vigorously stirred under ice cooling. The precipitated solid was filtered to obtain Intermediate M16 (9.62 g, yield 82%) as a white solid.
中間体M16が得られていることを、1H-NMR(400MHz,CDCl3)により以下のピークが得ら
れたことにより確認できた。:7.12-7.16(m, 2H), 6.82-6.86(m, 2H), 4.00(t, J=6.0Hz, 2H), 3.51(t, J=6.8Hz, 2H), 2.39-2.47(m, 1H), 2.05-2.12(m, 2H), 1.87-1.98(m, 6
H), 1.21-1.48(m, 13H), 1.00-1.11(m, 2H), 0.92(t, J=7.0Hz, 3H)
It was confirmed that the following peak was obtained by 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) to obtain the intermediate M16. : 7.12-7.16 (m, 2H), 6.82-6.86 (m, 2H), 4.00 (t, J = 6.0Hz, 2H), 3.51 (t, J = 6.8Hz, 2H), 2.39-2.47 (m, 1H ), 2.05-2.12 (m, 2H), 1.87-1.98 (m, 6
H), 1.21-1.48 (m, 13H), 1.00-1.11 (m, 2H), 0.92 (t, J = 7.0Hz, 3H)
<中間体M17の合成>
中間体M09(東京化成、15.0g, 70.0mmol)をエタノール(300ml, 20VR)に希釈し、98%硫酸(0.5ml)を添加して還流下で16時間反応した。反応液を室温に冷却し、エタノールを留
去し、析出した固体をヘキサン(50ml)、酢酸エチル(10ml)にて懸洗し、白色固体として中間体M10(14.3g, 収率85%)を取得した。
<Synthesis of Intermediate M17>
Intermediate M09 (Tokyo Kasei, 15.0 g, 70.0 mmol) was diluted in ethanol (300 ml, 20VR), and 98% sulfuric acid (0.5 ml) was added and reacted under reflux for 16 hours. The reaction solution was cooled to room temperature, ethanol was distilled off, and the precipitated solid was washed with hexane (50 ml) and ethyl acetate (10 ml) to obtain intermediate M10 (14.3 g, yield 85%) as a white solid. I got it.
中間体M10が得られていることを、1H-NMR(400MHz,CDCl3)により、以下のピークが得
られたことから確認できた。:8.10-8.11(m, 2H), 7.62-7.64(m, 2H), 7.54-7.56(m, 2H), 6.95-6.97(m, 2H), 4.40-4.45(m, 2H), 1.44(t, J=7.2Hz, 3H)。
この中間体M10(3.49g, 14.4mmol)及び中間体M16(5.50g, 14.4mmol)をN,N-ジメチルホルムアミド(50ml,14VR)に希釈し、炭酸カリウム(3.98g, 28.8mmol, 2MR)を添加して60
℃に加温して1時間反応した。室温に冷却後、水(50ml)を添加し、析出した固体をろ過し
、メタノール(50ml)にて洗浄して白色固体として中間体M17(8.01g, LCarea97%)を取得し
た。
It was confirmed by 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ) that the following peak was obtained to obtain Intermediate M10. : 8.10-8.11 (m, 2H), 7.62-7.64 (m, 2H), 7.54-7.56 (m, 2H), 6.95-6.97 (m, 2H), 4.40-4.45 (m, 2H), 1.44 (t, J = 7.2Hz, 3H).
This intermediate M10 (3.49 g, 14.4 mmol) and intermediate M16 (5.50 g, 14.4 mmol) were diluted in N, N-dimethylformamide (50 ml, 14VR), and potassium carbonate (3.98 g, 28.8 mmol, 2MR) was diluted. Add 60
The mixture was heated to 0 ° C. and reacted for 1 hour. After cooling to room temperature, water (50 ml) was added, and the precipitated solid was filtered and washed with methanol (50 ml) to obtain intermediate M17 (8.01 g, LCarea 97%) as a white solid.
<中間体M18の合成>
LiAlH4(1.09g, 28.8mmol, 2MR)を脱水THF(関東化学品、405VR)ml)にて懸濁させ、氷
冷下、中間体M17(7.82g, 14.4mmol)の脱水THF(40ml,5VR)懸濁溶液を少しずつ滴下した
。反応を室温に昇温し、さらに1時間反応させた後、氷冷していた1N塩酸水溶液(160ml)にゆっくり滴下した。この溶液を室温にもどし、クロロホルム(200ml)にて抽出し、有機
層を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去した。白色固体として中間体M18(5.74g, 収率80%)を取得した。
<Synthesis of Intermediate M18>
LiAlH 4 (1.09 g, 28.8 mmol, 2MR) was suspended in dehydrated THF (Kanto Chemicals, 405 VR) ml), and dehydrated THF (40 ml, 5 VR) of intermediate M17 (7.82 g, 14.4 mmol) was cooled with ice. ) The suspension solution was added dropwise little by little. The reaction was warmed to room temperature, reacted for another 1 hour, and then slowly added dropwise to ice-cooled 1N aqueous hydrochloric acid (160 ml). This solution was returned to room temperature, extracted with chloroform (200 ml), the organic layer was dried over magnesium sulfate, and the solvent was distilled off. Intermediate M18 (5.74 g, 80% yield) was obtained as a white solid.
<中間体M19の合成>
中間体M18(5.7g, 11.4mmol)をクロロホルム(60ml, 10VR)に希釈し、トリフェニルホ
スフィン(4.49g,17.1mmol)、四臭化炭素(5.31g, 6.0mmol)を添加して12時間反応した。反応液にメタノール(120ml)を滴下し、析出した固体をろ過し、淡黄白色固体として中
間体M19(5.78g、収率90%)を取得した。
<Synthesis of Intermediate M19>
Intermediate M18 (5.7 g, 11.4 mmol) was diluted in chloroform (60 ml, 10VR), and triphenylphosphine (4.49 g, 17.1 mmol) and carbon tetrabromide (5.31 g, 6.0 mmol) were added to react for 12 hours. did. Methanol (120 ml) was added dropwise to the reaction solution, and the precipitated solid was filtered to obtain Intermediate M19 (5.78 g, yield 90%) as a pale yellowish white solid.
<中間体M20の合成>
中間体M19(5.7g,10.3mmol)をN,N-ジメチルホルムアミド(57ml, 10VR)に希釈し、炭酸カリウム(1.71g, 12.4mmol, 1.2MR)を添加して60℃にて1時間反応させた。反応液を
室温に冷却し、水(100ml)をゆっくり滴下し、析出した固体をろ過し、メタノール(20ml)
にて結晶を洗浄した。白色結晶として中間体M20(5.60g, LCaraea92%, 収率87%)を取得した。
<Synthesis of Intermediate M20>
Intermediate M19 (5.7 g, 10.3 mmol) was diluted in N, N-dimethylformamide (57 ml, 10VR), potassium carbonate (1.71 g, 12.4 mmol, 1.2 MR) was added and reacted at 60 ° C. for 1 hour. It was. The reaction solution was cooled to room temperature, water (100 ml) was slowly added dropwise, and the precipitated solid was filtered and methanol (20 ml)
The crystals were washed with Intermediate M20 (5.60 g, LCaraea 92%, yield 87%) was obtained as white crystals.
[中間体合成5(実施例1及び3で使用する中間体M14とM14に至る中間体M08、11〜13
の合成)]
[Intermediate Synthesis 5 (Intermediates M08 and 11-13 leading to Intermediates M14 and M14 used in Examples 1 and 3)
Synthesis)]
<中間体M08の合成>
1,4-ジブロモブタンのかわりに、1,6-ジブロモヘキサンを用いた以外は中間体M16の合成と同様に行い、中間体M08を取得した。
<中間体M11の合成>
中間体 M16のかわりに、中間体M08をN,N-ジメチルホルムアミドに希釈した以外は、中
間体M17の合成と同様に行い、中間体M11を得た。
<Synthesis of Intermediate M08>
Intermediate M08 was obtained in the same manner as in the synthesis of Intermediate M16 except that 1,6-dibromohexane was used in place of 1,4-dibromobutane.
<Synthesis of Intermediate M11>
Intermediate M11 was obtained in the same manner as in the synthesis of Intermediate M17 except that Intermediate M08 was diluted with N, N-dimethylformamide instead of Intermediate M16.
<中間体M12の合成>
中間体 M17のかわりに、中間体M11の脱水THF懸濁溶液を少しずつ滴下した以外は中間体M18の合成同様に行い、中間体M12を得た。
<中間体M13の合成>
中間体 M18のかわりに、中間体M12を用いた以外は中間体M19の合成と同様に行い、中
間体M13を得た。
<Synthesis of Intermediate M12>
Intermediate M12 was obtained in the same manner as the synthesis of intermediate M18, except that a dehydrated THF suspension of intermediate M11 was added dropwise little by little instead of intermediate M17.
<Synthesis of Intermediate M13>
Intermediate M13 was obtained in the same manner as in the synthesis of Intermediate M19 except that Intermediate M12 was used instead of Intermediate M18.
<中間体M14の合成>
中間体 M19のかわりに、中間体M13を用いた以外は中間体M20の合成と同様に行い、中
間体M14を得た。
[中間体合成6(実施例3で使用する中間体M22の合成)]
<Synthesis of Intermediate M14>
Intermediate M14 was obtained in the same manner as in the synthesis of Intermediate M20 except that Intermediate M13 was used instead of Intermediate M19.
[Intermediate Synthesis 6 (Synthesis of Intermediate M22 used in Example 3)]
中間体M22は、特開2010-155924号公報に記載の手法で合成した。
[中間体合成7(実施例4で使用する中間体M23の合成)]
Intermediate M22 was synthesized by the method described in JP 2010-155924 A.
[Intermediate Synthesis 7 (Synthesis of Intermediate M23 used in Example 4)]
中間体M23は、特開2010-155924号公報に記載の手法で合成した。
[中間体合成8(実施例5で使用する中間体M25とM25に至る中間体M24の合成)]
Intermediate M23 was synthesized by the method described in JP 2010-155924 A.
[Intermediate Synthesis 8 (Synthesis of Intermediate M24 to Intermediate M25 and M25 Used in Example 5)]
中間体M24は、特開2009-007485号公報に記載の方法で合成した。また、中間体M25は中
間体M24より、特開2009-007486号公報に記載の方法で合成した。
[中間体合成9(実施例6で使用される中間体M26と実施例5で使用される中間体M27の
合成)]
Intermediate M24 was synthesized by the method described in JP-A-2009-007485. Intermediate M25 was synthesized from intermediate M24 by the method described in JP-A-2009-007486.
[Intermediate Synthesis 9 (Synthesis of Intermediate M26 used in Example 6 and Intermediate M27 used in Example 5)]
<中間体M27の合成>
中間体M07のかわりに、中間体M33(Synthon Chamical社製)を用いた以外は中間体M16の合成と同様に行い、中間体M34を取得した。
中間体 M16のかわりに中間体M34をN,N-ジメチルホルムアミドに希釈した以外は、中間
体M17の合成と同様に行い、中間体M35を得た。
<Synthesis of Intermediate M27>
Intermediate M34 was obtained in the same manner as in the synthesis of intermediate M16 except that intermediate M33 (manufactured by Synthon Chamical) was used instead of intermediate M07.
Intermediate M35 was obtained in the same manner as intermediate M17 except that intermediate M34 was diluted with N, N-dimethylformamide instead of intermediate M16.
中間体 M17のかわりに、中間体M35の脱水THF懸濁溶液を少しずつ滴下した以外は中間体M18の合成同様に行い、中間体M36を得た。
中間体 M18のかわりに、中間体M36を用いた以外は中間体M19の合成と同様に行い、中
間体M26を得た。
中間体 M19のかわりに、中間体M26を用いた以外は中間体M20の合成と同様に行い、中
間体M27を得た。
Intermediate M36 was obtained in the same manner as intermediate M18 except that a dehydrated THF suspension of intermediate M35 was added dropwise little by little instead of intermediate M17.
Intermediate M26 was obtained in the same manner as in the synthesis of Intermediate M19 except that Intermediate M36 was used instead of Intermediate M18.
Intermediate M27 was obtained in the same manner as in the synthesis of intermediate M20 except that intermediate M26 was used instead of intermediate M19.
[中間体合成10(実施例6で使用する中間体M28の合成)] [Intermediate Synthesis 10 (Synthesis of Intermediate M28 used in Example 6)]
<中間体M28の合成>
中間体M28 は、中間体M24より、特開2009-007486号公報に記載の手法で合成した。
<実施化合物の合成>
[実施例1]
<Synthesis of Intermediate M28>
Intermediate M28 was synthesized from intermediate M24 by the method described in JP-A-2009-007486.
<Synthesis of the implementation compound>
[Example 1]
中間体M31(Pyram社製)及び中間体M14を用いて、特開2009-007486号公報に記載
の手法で実施例化合物1を合成した。
実施例化合物1は、R1がペンチル基、n1=2でA1が1,4−フェニレン基と(E
)−シクロヘキサンー1,4−ジイル基が一つづつ、m1=1でB1が-OCH2CH2CH2CH2CH2CH2O-基、m2=2でA2が1,4−フェニレン基、L1が主鎖上の原子数が奇数である1であるメチレン基で、m3=1でX1が−NH―、n2=1でAr1が1,4−ナフチレン基、n3=3でAr2が、1,4−フェニレン基と1,4−ナフチレン基、X2が−NH―、L2が主鎖上の原子数が奇数である1であるメチレン基で、n4=2でA3が1,4−フェニレン基、B2が-OCH2CH2CH2CH2CH2CH2O-基、n5=2でA4が1,4−フェニレン基と(E)−シクロヘキサンー1,4−ジイル基が一つづつ、R2がペンチル基であり、式(I)に含まれる構造である。
[実施例2]
Example Compound 1 was synthesized by using the intermediate M31 (manufactured by Pyram) and the intermediate M14 by the method described in JP-A-2009-007486.
In Example Compound 1, R 1 is a pentyl group, n 1 = 2 and A 1 is a 1,4-phenylene group (E
) -Cyclohexane-1,4-diyl groups, m 1 = 1 and B 1 is —OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O—, m 2 = 2 and A 2 is 1, 4-phenylene group, L 1 is a methylene group having an odd number of atoms 1 on the main chain, m 3 = 1, X 1 is —NH—, n 2 = 1 and Ar 1 is 1,4-naphthylene A methylene group wherein n 3 = 3, Ar 2 is 1,4-phenylene group and 1,4-naphthylene group, X 2 is —NH—, and L 2 is an odd number of atoms on the main chain N 4 = 2 and A 3 is 1,4-phenylene group, B2 is —OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O— group, n 5 = 2 and A 4 is 1,4-phenylene group And (E) -cyclohexane-1,4-diyl group one by one, R 2 is a pentyl group, and is a structure included in formula (I).
[Example 2]
中間体M31及び中間体M20を用いて、特開2009-007486号公報に記載の手法で実施
例化合物2を合成した。
実施例化合物2は、R1がペンチル基、n1=2でA1が1,4−フェニレン基と(E
)−シクロヘキサンー1,4−ジイル基が一つづつ、m1=1でB1が-OCH2CH2CH2CH2O-基、m2=2でA2が1,4−フェニレン基、L1が主鎖上の原子数が奇数である1であるメチレン基で、m3=1でX1が−NH―、n2=1でAr1が1,4−ナフチレン基、n3=3でAr2が、1,4−フェニレン基と1,4−ナフチレン基、X2が−NH―、L2が主鎖上の原子数が奇数である1であるメチレン基で、n4=2でA3が1,4−フェニレン基、B2が-OCH2CH2CH2CH2CH2CH2O-基、n5=2でA4が1,4−フェニレン基と(E)−シクロヘキサンー1,4−ジイル基が一つづつ、R2がペンチル基であり、式(I)に含まれる構造である。
実施例1及び2の化合物は、式(I)に相当する二色性色素である。
[実施例3]
Example Compound 2 was synthesized using Intermediate M31 and Intermediate M20 by the method described in JP-A-2009-007486.
In Example Compound 2, R 1 is a pentyl group, n 1 = 2 and A 1 is a 1,4-phenylene group (E
) -Cyclohexane-1,4-diyl group, m 1 = 1, B 1 is —OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O— group, m 2 = 2 and A 2 is 1,4-phenylene group , L 1 is a methylene group of 1 with an odd number of atoms on the main chain, m 3 = 1, X 1 is —NH—, n 2 = 1 and Ar 1 is a 1,4-naphthylene group, n 3 = 3, Ar 2 is a 1,4-phenylene group and a 1,4-naphthylene group, X 2 is —NH—, L 2 is a methylene group having an odd number of atoms on the main chain, and n 4 = 2 and A 3 is 1,4-phenylene group, B2 is —OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O— group, n 5 = 2 and A 4 is 1,4-phenylene group and (E) - cyclohexane over 1,4-diyl group one by one, R 2 is pentyl group, a structure included in the formula (I).
The compounds of Examples 1 and 2 are dichroic dyes corresponding to formula (I).
[Example 3]
中間体M22(630mg, 1mmol)をジメチルホルムアミド:N-メチルー2-ピロリドン=17:8(63ml, 100VR)にて希釈し、氷浴にて冷却後、35%塩酸水溶液(0.28ml, 3MR)、亜硝酸ナト
リウム(70mg, 1.05mmol, 1.05MR)の飽和水溶液を5℃以下を保って順次ゆっくり滴下し、
ジアゾ二ウム塩溶液とした。別の容器に中間体M14(653mg, 1mmol)、THF(63ml, 100VR)
を仕込み、氷浴にて冷却し、ここに前述のジアゾ二ウム塩溶液を5℃以下を保ってゆっく
りと滴下した。30分反応後、室温に昇温し、酢酸ナトリウム(3.0g)、水(50ml)を滴下して析出した固体をろ過した。得られた残渣をシリカゲルカラム(吸着法、関東科学N60中
性、200ml、クロロホルム100%)にて精製し、留出部を濃縮し、クロロホルム(100ml)、酢酸エチル(200ml)を添加して懸洗、ろ過し、黒色固体として実施例化合物3(370mg, 収
率30%)を取得した。実施例化合物3は、R1がペンチル基、n1=2でA1が1,4−フェニレン基と(E)−シクロヘキサンー1,4−ジイル基が一つづつ、m1=0、m2=0、L1が直接結合で、m3=0で、n2=1でAr1が1,4−フェニレン基、n3=3でAr2が1,4−ナフチレン基、X2が−NH―、L2が主鎖上の原子数が奇数であ
る1であるメチレン基で、n4=2でA3が1,4−フェニレン基、B2が-OCH2CH2CH2CH2CH2CH2O-基、n5=2でA4が1,4−フェニレン基と(E)−シクロヘキサンー1,4−ジイル基が一つづつ、R2がペンチル基であり、式(I)に含まれる構造である。
[実施例4]
Intermediate M22 (630 mg, 1 mmol) was diluted with dimethylformamide: N-methyl-2-pyrrolidone = 17: 8 (63 ml, 100 VR), cooled in an ice bath, 35% aqueous hydrochloric acid (0.28 ml, 3MR), Saturated aqueous solution of sodium nitrite (70mg, 1.05mmol, 1.05MR) was added slowly and slowly, keeping the temperature below 5 ° C.
A diazonium salt solution was used. In a separate container, intermediate M14 (653 mg, 1 mmol), THF (63 ml, 100 VR)
Was cooled in an ice bath, and the above-mentioned diazonium salt solution was slowly added dropwise at 5 ° C. or lower. After reacting for 30 minutes, the temperature was raised to room temperature, and sodium acetate (3.0 g) and water (50 ml) were added dropwise to filter the precipitated solid. The resulting residue was purified with a silica gel column (adsorption method, Kanto Science N60 neutral, 200 ml, chloroform 100%), the distillate was concentrated, and chloroform (100 ml) and ethyl acetate (200 ml) were added. Washing and filtration gave Example Compound 3 (370 mg, 30% yield) as a black solid. In Example Compound 3, R 1 is a pentyl group, n 1 = 2 and A 1 is one 1,4-phenylene group and one (E) -cyclohexane-1,4-diyl group, m 1 = 0, m 2 = 0, L 1 is a direct bond, m 3 = 0, n 2 = 1, Ar 1 is a 1,4-phenylene group, n 3 = 3, Ar 2 is a 1,4-naphthylene group, and X 2 is —NH—, L 2 is a methylene group having an odd number of atoms on the main chain, n 4 = 2; A 3 is a 1,4-phenylene group; and B 2 is —OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O— group, n 5 = 2 and A 4 is 1,4-phenylene group and (E) -cyclohexane-1,4-diyl group one by one, R 2 is pentyl group, It is a structure included in I).
[Example 4]
中間体M22のかわりに中間体M23、中間体M14のかわりに中間体M20を用いた以外は実施例3と同様の手法にて実施例化合物4を合成した。実施例化合物4は、R1がペンチル基、
n1=2でA1が1,4−フェニレン基と(E)−シクロヘキサンー1,4−ジイル基が一つづつ、m1=0、m2=0、L1が直接結合で、m3=0で、n2=1でAr1が1,4−フェニレン基、n3=2でAr2が1,4−ナフチレン基、X2が−NH―、L2
が主鎖上の原子数が奇数である1であるメチレン基で、n4=2でA3が1,4−フェニレン基、B2が-OCH2CH2CH2CH2O-基、n5=2でA4が1,4−フェニレン基と(E)−シクロヘキサンー1,4−ジイル基が一つづつ、R2がペンチル基であり、式(I)に含まれる構造である。
[実施例5]
Example compound 4 was synthesized in the same manner as in Example 3, except that intermediate M23 was used instead of intermediate M22, and intermediate M20 was used instead of intermediate M14. In Example Compound 4, R 1 is a pentyl group,
n 1 = 2 and A 1 is one 1,4-phenylene group and one (E) -cyclohexane-1,4-diyl group, m 1 = 0, m 2 = 0, L 1 is a direct bond, m 1 3 = 0, n 2 = 1, Ar 1 is 1,4-phenylene group, n 3 = 2 and Ar 2 is 1,4-naphthylene group, X 2 is —NH—, L 2
Is a methylene group having an odd number of atoms 1 on the main chain, n 4 = 2; A 3 is a 1,4-phenylene group; B2 is an —OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O— group; n 5 = 2 a 4 is a 1,4-phenylene group (E) - cyclohexane over 1,4-diyl group one by one, R 2 is pentyl group, a structure included in the formula (I).
[Example 5]
中間体M22のかわりに中間体M25、中間体M14のかわりに中間体M27を用いた以外は実施例3と同様の手法にて実施例化合物5を合成した。実施例化合物5は、R1がペンチル基、n
1=2でA1が1,4−フェニレン基と(E)−シクロヘキサンー1,4−ジイル基が一つづつ、m1=0、m2=0、L1が直接結合で、m3=0で、n2=1でAr1が1,4−フェニレン基、n3=2でAr2が1,4−ナフチレン基、X2が−NH―、L2が
主鎖上の原子数が奇数である1であるメチレン基で、n4=2でA3が1,4−フェニレン基、B2が-OCH2CH2CH2CH2O-基、n5=2でA4が1,4−フェニレン基と(E)−シクロヘキサンー1,4−ジイル基が一つづつ、R2がヘプチル基であり、式(I)に含まれる構造である。
[実施例6]
Example compound 5 was synthesized in the same manner as in Example 3, except that intermediate M25 was used instead of intermediate M22, and intermediate M27 was used instead of intermediate M14. In Example Compound 5, R 1 is a pentyl group, n
1 = 2, A 1 is one 1,4-phenylene group and one (E) -cyclohexane-1,4-diyl group, m 1 = 0, m 2 = 0, L 1 is a direct bond, m 3 = 0, n 2 = 1, Ar 1 is 1,4-phenylene group, n 3 = 2 and Ar 2 is 1,4-naphthylene group, X 2 is —NH—, L 2 is the number of atoms on the main chain Is a methylene group of 1 which is an odd number, n 4 = 2 and A 3 is a 1,4-phenylene group, B 2 is a —OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O— group, n 5 = 2 and A 4 is 1 , 4-phenylene group and (E) -cyclohexane-1,4-diyl group one by one, R 2 is a heptyl group, and is a structure included in the formula (I).
[Example 6]
中間体M28 (0.150g, 0.258 mmol) と中間体M26(0.152 g, 0.258 mmol) をN,N-ジメチルホルムアミド (5 mL) に溶解させ、炭酸カリウム (0.071 g, 0.516 mmol) を添加し、60 ℃で2 時間攪拌した。反応液を室温にもどし、水 (10 mL) を加え、水層をクロロホルム
にて抽出し、有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムにて乾燥し、ろ過後のろ液を濃縮し、得られた残渣をカラムクロマトグラフィー (関東科学社製N60シリカゲル 中性、クロロホルム: 200mL) にて精製し、留出部をエバポレーターにより徐々に溶媒留去した。析出した固体をろ取し、実施例化合物6(25 mg, 収率
9%) を得た。実施例化合物6は、R1がペンチル基、n1=2でA1が1,4−フェニレン基と(E)−シクロヘキサンー1,4−ジイル基が一つづつ、m1=0、m2=0、L1が直接結合で、m3=0で、n2=1でAr1が1,4−フェニレン基、n3=2でA
r2が1,4−ナフチレン基と1,4−フェニレン基、X2が酸素原子で、L2が主鎖上の原子数が奇数である1であるメチレン基で、n4=2でA3が1,4−フェニレン基、B2が-OCH2CH2CH2CH2O-基、n5=2でA4が1,4−フェニレン基と(E)−シクロヘキサンー1,4−ジイル基が一つづつ、R2がヘプチル基であり、式(I)に含まれる構造である。
[比較例1]
Intermediate M28 (0.150 g, 0.258 mmol) and intermediate M26 (0.152 g, 0.258 mmol) were dissolved in N, N-dimethylformamide (5 mL), potassium carbonate (0.071 g, 0.516 mmol) was added, and 60 The mixture was stirred at ° C for 2 hours. The reaction solution was returned to room temperature, water (10 mL) was added, the aqueous layer was extracted with chloroform, and the organic layer was washed with a saturated aqueous sodium chloride solution. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, the filtrate after filtration was concentrated, and the resulting residue was purified by column chromatography (N60 silica gel neutral, chloroform: 200 mL, manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.). The solvent was gradually distilled off with an evaporator. The precipitated solid was collected by filtration, and Example compound 6 (25 mg, yield)
9%). In Example Compound 6, R 1 is a pentyl group, n 1 = 2 and A 1 is one 1,4-phenylene group and one (E) -cyclohexane-1,4-diyl group, m 1 = 0, m 2 = 0, L 1 is a direct bond, m 3 = 0, n 2 = 1, Ar 1 is a 1,4-phenylene group, n 3 = 2 and A
r 2 is a 1,4-naphthylene group and a 1,4-phenylene group, X 2 is an oxygen atom, L 2 is a methylene group having an odd number of atoms on the main chain, and n 4 = 2 and A 3 is 1,4-phenylene group, B2 is —OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O— group, n 5 = 2 and A 4 is 1,4-phenylene group and (E) -cyclohexane-1,4-diyl One group at a time, R 2 is a heptyl group, and is a structure included in formula (I).
[Comparative Example 1]
比較例化合物1は特開2009-007486号公報に記載の手法で合成した。
[比較例2]
Comparative compound 1 was synthesized by the method described in JP-A-2009-007486.
[Comparative Example 2]
比較例化合物2は中間体M01と中間体M31から特開2009-007486号公報に記載の手法で
合成した。
[比較例3]
Comparative Example Compound 2 was synthesized from Intermediate M01 and Intermediate M31 by the method described in JP-A-2009-007486.
[Comparative Example 3]
比較例化合物3は特開2010-155924号公報に記載の手法で合成した。
[比較例4]
Comparative compound 3 was synthesized by the method described in JP 2010-155924 A.
[Comparative Example 4]
比較例化合物4は、特開2009-007485号公報に記載の手法で合成した。
[比較例5]
Comparative compound 4 was synthesized by the method described in JP-A-2009-007485.
[Comparative Example 5]
比較例化合物5は、中間体M04と中間体M05から特開2009-007486号公報に記載の手法で
合成した。
Comparative Example Compound 5 was synthesized from Intermediate M04 and Intermediate M05 by the method described in JP-A-2009-007486.
〔二色性色素のλmaxおよびオーダーパラメーター(S値)の評価〕
<実施例化合物1、2、6及び比較例化合物1、2、5の評価>
得られた二色性色素「実施例化合物1、2、6」および「比較例化合物1、2、5」を、フッ素系化合物を主成分とするNn型液晶混合物で、NI点が90℃でΔεが−4.2のものにそれぞれ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。
S=(A//−A⊥)/(2A⊥+A//)
[Evaluation of λmax and order parameter (S value) of dichroic dye]
<Evaluation of Example Compounds 1, 2, 6 and Comparative Examples 1, 2, 5>
The obtained dichroic dyes “Example Compounds 1, 2, 6” and “Comparative Example Compounds 1, 2, 5” are Nn-type liquid crystal mixtures containing a fluorine-based compound as a main component and having an NI point of 90 ° C. A guest-host liquid crystal composition was prepared by dissolving 0.1% by weight in each of those having Δε of −4.2. 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 (λmax) was determined. It calculated | required from the following formula.
S = (A // − A⊥) / (2A⊥ + A //)
<実施例化合物3、4、5及び比較例化合物3、4の評価>
得られた二色性色素「実施例化合物3、4、5」および「比較例化合物3、4」をフッ素系化合物を主成分とするNn型液晶混合物で、NI点が90℃でΔεが−4.2のものにそれぞれ0.5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、
液晶が垂直配向となるように構成したギャップ12μmのセルに封入した。セルにファンクションジェネレーター33120A(アジレント社製)で矩形波1Kz5Vをバイポーラ
電源(菊水電子社製)で増幅し振幅20Vを印加したときの吸光度(A20V)及び電圧無印加時の吸光度(A0V)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。
S=(A20V−A0V)/(2A0V+A20V)
この結果を表1に示した。
<Evaluation of Example Compounds 3, 4, 5 and Comparative Example Compounds 3, 4>
The obtained dichroic dyes “Example compounds 3, 4, 5” and “Comparative example compounds 3, 4” are Nn-type liquid crystal mixtures containing a fluorine-based compound as a main component, the NI point is 90 ° C., and Δε is − Each solution was dissolved in 4.2 at a concentration of 0.5% by weight to prepare a guest-host liquid crystal composition. This is a glass substrate with a transparent electrode that is coated, cured, and rubbed with a polyimide resin.
The liquid crystal was sealed in a cell having a gap of 12 μm configured to have vertical alignment. A function generator 33120A (Agilent) is used to amplify a rectangular wave 1Kz5V with a bipolar power supply (Kikusui Electronics), and the absorbance (A20V) when an amplitude of 20V is applied and the absorbance (A0V) when no voltage is applied are measured. The order parameter (S value) at the absorption peak (λmax) was determined from the following equation.
S = (A20V-A0V) / (2A0V + A20V)
The results are shown in Table 1.
表1から、アゾ系二色性色素の側鎖部の両末端もしくは片側末端の6員環構造と6員環構造の間に可動性のある直鎖構造を導入した実施例化合物は、6員環構造を直接連結させた比較例化合物よりも、S値の値を向上させられることが分かる。
本分野の一般則として、側鎖部の直列している6員環構造を増やすとS値は向上するが
、溶解度は低下する。ただし、6員環構造の直列でS値が向上するのは、比較例1、2の比較からも明らかな様に3基までであり、比較例2では比較例1よりもS値、溶解度ともに低下している。しかし、実施例1、2では、B1、B2部分を導入したことにより、S値を比較例2の0.86から、それぞれ0.89、0.88に向上させることができ、実施例2では溶解度も向上させられている。
また、比較例3と実施例3の比較、比較例4と実施例5の比較それぞれでは(実施例3は新しいモノの方が使いやすいと思います)、色味を決定する主骨格が共通しているが、それぞれ6員環構造が2基、2基増えており、溶解度が低下するはずだが溶解度はむしろ向上しており、さらにS値が向上していることがわかる。また、比較例5と実施例6の比較では、側鎖部の合計の6員環構造の数は同じであるが、B1,B2部分の導入にとって、S値も溶解度も向上していることがわかる。
このように、本発明は従来の手法では頭打ちであったS値の向上に寄与する画期的なものであることがわかる。
From Table 1, the compounds of the examples in which a mobile linear structure was introduced between the 6-membered ring structure and the 6-membered ring structure at both ends or one end of the side chain part of the azo dichroic dye were 6-membered. It turns out that the value of S value can be improved rather than the comparative example compound which linked the ring structure directly.
As a general rule in this field, increasing the 6-membered ring structure in which the side chain is in series increases the S-value but decreases the solubility. However, the S value is improved in series of 6-membered ring structures up to 3 groups as is clear from the comparison of Comparative Examples 1 and 2, and in Comparative Example 2, both the S value and the solubility are higher than those of Comparative Example 1. It is falling. However, in Examples 1 and 2, by introducing the B1 and B2 portions, the S value can be improved from 0.86 in Comparative Example 2 to 0.89 and 0.88, respectively, and in Example 2, the solubility is also improved. Yes.
In addition, the comparison between Comparative Example 3 and Example 3, and the comparison between Comparative Example 4 and Example 5 (I think that Example 3 is easier to use a new product), the main skeleton that determines the color is common. However, it can be seen that the number of 6-membered ring structures has increased by two or two, and the solubility should decrease, but the solubility is rather improved, and the S value is further improved. Further, in the comparison between Comparative Example 5 and Example 6, the total number of 6-membered ring structures in the side chain portion is the same, but the S value and the solubility are improved due to the introduction of the B1 and B2 portions. Recognize.
Thus, it can be seen that the present invention is an epoch-making one that contributes to the improvement of the S value, which had hit the peak in the conventional method.
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 (8)
Ar1及びAr2は、各々独立して、置換基を有していても良い芳香環を示し、
X1及びX2は、各々独立して、酸素原子又はーNR5―(R5は水素原子又は置換基を有していても良いアルキル基)を示し、
R1及びR2は、各々独立して、水素原子、又は置換基を有していても良い、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基若しくはアルコシキシ基を示し、
L1及びL2は、直接結合又は2価の連結基を示し、
A1〜A4は、各々独立して、置換基を有していてもよい、1,4−フェニレン基又は(E)−シクロヘキサンー1,4−ジイル基を示し、
B1及びB2は、連結する直列部分が4原子以上の連結基を示し、
n1〜n5は、1以上の整数であり、n1〜n5が2以上の整数である場合は、1分子中に存在するA1、A3、A4、Ar1及びAr2は同一であっても異なっていてもよく、
m1、m3は、0又は1であり、m2は0以上の整数である。] (1) A dichroic dye represented by the following formula (I).
Ar 1 and Ar 2 each independently represent an aromatic ring which may have a substituent,
X 1 and X 2 each independently represent an oxygen atom or —NR 5 — (R 5 is a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent);
R 1 and R 2 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group or an alkoxy group, which may have a substituent,
L 1 and L 2 represent a direct bond or a divalent linking group,
A 1 to A 4 each independently represents a 1,4-phenylene group or (E) -cyclohexane-1,4-diyl group which may have a substituent,
B 1 and B 2 each represent a linking group having 4 or more atoms connected in series,
n 1 to n 5 are integers of 1 or more, and when n 1 to n 5 are integers of 2 or more, A 1 , A 3 , A 4 , Ar 1 and Ar 2 present in one molecule are May be the same or different,
m 1 and m 3 are 0 or 1, and m 2 is an integer of 0 or more. ]
X4は、酸素原子、又は-NR10-(R10は水素原子又は1価の置換基)を示し、
R8は、水素原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基を示し、
B4は、直列部分の原子数が、4原子以上である2価の連結基を示し、
R6はアルキル基又はアルコキシ基を示し、
n11、n12は、それぞれ独立に、0又は1を示し、
A8、A9は各々独立して、置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基、又は置換基を有していてもよい(E)−シクロヘキサン−1,4−ジイル基を示す。
式(III)中、
X5は、酸素原子、又は-NR11-(R11は水素原子又は1価の置換基) を示し、
R7は、水素原子、又は置換基を有していてもよいアルキル基を示し、
B5は、直列部分の原子数が、4原子以上である2価の連結基を示し、
R9はアルキル基又はアルコキシ基を示し、
n13、n14は、それぞれ独立に、0又は1を示し、
A10、A11は各々独立して、置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基、又は置換基を有していてもよい(E)−シクロヘキサン−1,4−ジイル基を示す。] The dichroic dye according to any one of claims 1 to 5, which has any one of the following formulas (II) and (III) as a partial structure.
X 4 represents an oxygen atom or —NR 10 — (R 10 is a hydrogen atom or a monovalent substituent);
R 8 represents a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent,
B 4 represents a divalent linking group having 4 or more atoms in the series portion,
R 6 represents an alkyl group or an alkoxy group,
n 11 and n 12 each independently represents 0 or 1,
A 8 and A 9 each independently represents a 1,4-phenylene group which may have a substituent, or (E) -cyclohexane-1,4-diyl group which may have a substituent. Show.
In formula (III),
X 5 represents an oxygen atom, or —NR 11 — (R 11 represents a hydrogen atom or a monovalent substituent),
R 7 represents a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent,
B 5 represents a divalent linking group having 4 or more atoms in the series portion,
R 9 represents an alkyl group or an alkoxy group,
n 13 and n 14 each independently represent 0 or 1,
A 10 and A 11 each independently represents a 1,4-phenylene group which may have a substituent, or (E) -cyclohexane-1,4-diyl group which may have a substituent. Show. ]
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