JP3091021B2 - フェニルピリジン誘導体 - Google Patents

フェニルピリジン誘導体

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、フェニルピリジン誘導体、これ
らの化合物を含有する液晶混合物および電気光学目的に
使用するこれらの化合物の用途に関するものである。
【0002】液晶物質の光学的性質は適用される電圧に
より影響されるので、液晶は主として表示装置における
誘電体として使用される。液晶に基づく電気光学装置
は、当業者によく知られておりそして種々の効果に基づ
いている。このような装置の例は、動的散乱を有するセ
ル、DAPセル(配向した相の変形)、SSFセル(表
面安定化した強誘電体)、DHFセル(変形らせん強誘
導体)またはSBFセル(短ピッチ双安定性強誘導体)
である。
【0003】液晶物質は、良好な化学的および熱的安定
性ならびに電場および電磁放射に対する良好な安定性を
有していなければならない。さらに、液晶物質は、低粘
性でなければならず、そしてセルにおいては、短応答時
間および高コントラストを与えなければならない。さら
に、約−30℃〜約+80℃、特に約−20℃〜約+6
0℃の通常の操作温度において、液晶物質は、適当な中
間相、例えば上述したセルのための広いスメクチック中
間相を有していなければならない。
【0004】液晶は、通常、いくつかの成分の混合物と
して使用されるので、これらの成分は相互の良好な混和
性を有することが重要である。
【0005】本発明は、一般式:
【0006】
【化2】
【0007】(式中、R1 は7〜9個の炭素原子を有す
る直鎖状のアルキル基を表わし、そしてR2 は6〜11
個の炭素原子を有する直鎖状のアルキル基を表わす)で
示される化合物を提供する。
【0008】驚くべきことには、本発明の化合物は、強
誘電体適用に対する非常に有利な性質を有しているとい
うことが見出された。本発明の化合物は、それ自体では
しばしばSC 相(スメクチックC相)を有していないけ
れども、強誘電体混合物のための既知の基本成分類との
混合物は、SC −SA またはSC −N相転移の有意な増
大、およびSA 相の制限、しばしば完全な抑制さえも達
成する。さらに融点が有意に低くなり、そしてこのこと
が比較的広い中間相を与えることとなる。さらに、本発
明の化合物は、驚くほど低い粘度を有する広いスメクチ
ック相を有し、そしてこのことが速いスイッチング時間
を与えることとなる。
【0009】“7〜9個の炭素原子を有する直鎖状のア
ルキル基”なる用語は、ヘプチル、オクチルおよびノニ
ル基を意味する。“6〜11個の炭素原子を有する直鎖
状のアルキル基”なる用途は、ヘキシル、ヘプチル、オ
クチル、ノニル、デシルおよびウンデシル基を意味す
る。
【0010】R1 がオクチルを表わす式Iの化合物が好
ましい。さらに、R2 がヘプチル、オクチルまたはノニ
ルを表わす式Iの化合物が好ましい。これらの化合物
は、
【0011】4−(5−オクチル−2−ピリジル)フェ
ニル オクタノエート 4−(5−オクチル−2−ピリジル)フェニル ノナノ
エート 4−(5−オクチル−2−ピリジル)フェニル デカノ
エート である。
【0012】これらの化合物は、特に広いスメクチック
中間相範囲により特徴づけられる。
【0013】本発明の式Iの化合物は、それ自体既知の
方法で、4−(5−アルキル−2−ピリジル)フェノー
ルと脂肪酸とから製造することができる。この反応は、
例えばジクロロメタンまたは例えばクロロホルムのよう
な他の適当な溶剤中において、N,N´−ジシクロヘキ
シルカルボジイミドおよび4−(ジメチルアミノ)ピリ
ジンの存在下で行うことができる。出発物質として使用
される化合物は、既知であり、そしてある程度商業的に
入手することもできる。
【0014】式Iの化合物は、相互のおよび/または他
の液晶成分との混合物の形態で使用することができる。
式Iの化合物は、好ましくは、他の液晶成分との混合物
として使用される。
【0015】本発明による液晶混合物は、少なくとも1
成分が式Iの化合物である少なくとも2成分を含有して
いる。少なくとも1つのキラルドーパント(dopant)が
混合物中に存在しなければならないけれども、第2の成
分、および場合によっては添加される追加的な成分は、
式Iの他の化合物であってもよい。このような他の液晶
成分は、好ましくは式:
【0016】
【化3】
【0017】(式中、R3 はアルキル、アルコキシ、3
E−アルケニルまたは4−アルケニルを表わし、R4
アルキルまたはアルケニルを表わし、そしてR5 はアル
キルを表わす)で示される非キラル化合物である。
【0018】次の一般式の化合物をドーパントとしてあ
げることができる。
【0019】
【化4】
【0020】(式中、R3 、R4 及びR5 は上述と同義
である)
【0021】“アルキル”なる用語は、1〜15個の炭
素原子を有する非分枝鎖状または分枝鎖状のアルキル、
好ましくは1〜12個の炭素原子を有する非分枝鎖状の
アルキル、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、
ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デ
シル、ウンデシルおよびドデシルを包含する。
【0022】“アルコキシ”なる用語は、アルキル残基
が上述した通りであるエーテル基を包含する。
【0023】“アルケニル”なる用語は、2〜15個の
炭素原子を有するアルケニル基、例えば2E−アルケニ
ル、3Z−アルケニル、4−アルケニルおよび末端二重
結合を有するアルケニルを包含する。
【0024】“2E−アルケニル”、“3E−アルケニ
ル”、“3Z−アルケニル”および“4−アルケニル”
なる用語は、二重結合がそれぞれ2、3または4位に存
在するそれぞれ3〜15、4〜15および5〜15個の
炭素原子を有する非分枝鎖状のアルケニル基を包含しそ
してEおよびZは二重結合の配置を示す。このような基
は、例えばアリル、2E−ブテニル、2E−ペンテニ
ル、2E−ヘキセニル、2E−ヘプテニル、2E−オク
テニル、2E−ノネニル、2E−デセニル、3−ブテニ
ル、3E−または3Z−ペンテニル、3E−または3Z
−ヘキセニル、3E−または3Z−ヘプテニル、3E−
または3Z−オクテニル、3E−または3Z−ノネニ
ル、3E−または3Z−デセニル、4−ペンテニル、4
−ヘキセニル、4−ヘプテニル、4−オクテニル、4−
ノネニル、4−デセニルなどである。“末端二重結合を
有するアルケニル”なる用語は、例えばアリル、3−ブ
テニル、4−ペンテニル、5−ヘキセニル、6−ヘプテ
ニル、7−オクテニル、8−ノネニル、9−デセニルな
どのような3〜15個の炭素原子を有する非分枝鎖状の
アルケニルを包含する。
【0025】式Iの化合物の良好な溶解性および相互の
良好な混和性のために、本発明による混合物中の式Iの
化合物の含有量は、比較的高くすることができそして8
5重量%までにすることができる。約1〜50重量%、
特に3〜35重量%の式Iの化合物の含有量が、一般に
好ましい。
【0026】液晶混合物および電気光学装置の製造は、
それ自体既知の方法で行うことができる。
【0027】
【実施例】本発明を、以下の例によってさらに詳細に説
明する。以下の例において、Cは結晶相を意味し、Nは
ネマチック相を意味し、Sはスメクチック相を意味しそ
してIは等方相を意味する。相転移温度は、それぞれの
場合においてN−I(この場合においては、ネマチック
相からの等方状態への転移)として示す。
【0028】例1 4−(5−オクチル−2−ピリジル)フェノール0.5
g 、ヘプタン酸0.2g および4−(ジメチルアミノ)
ピリジン0.04g を、ジクロロメタン50mlに溶解し
そしてこの溶液を、撹拌しながら、10分以内、N,N
´−ジシクロヘキシルカルボジイミド0.4g を小量づ
つで処理した。混合物を室温で一夜撹拌し、次いでろ過
した。ろ液をジクロロメタンで希釈し、飽和炭酸ナトリ
ウム溶液50mlづつで2回、次いで水で洗滌し、硫酸マ
グネシウムで乾燥し、ろ過し、濃縮した。得られた粗製
生成物を、トルエンを使用してシリカゲル上でクロマト
グラフィー処理することにより精製した。エタノールか
ら再結晶してm.p.(C−S)57℃およびcl.p.(S−
I)77℃を有する4−(5−オクチル−2−ピリジ
ル)フェニル ヘプタノエート0.4g を得た。
【0029】同様な方法で、次の化合物を製造した。
【0030】4−(5−ヘプチル−2−ピリジル)フェ
ニル ヘプタノエート、m.p.(C−S4)48℃、(S4
−SF)68℃、cl.p.(SF −I)74℃;4−(5−ヘ
プチル−2−ピリジル)フェニル オクタノエート、m.
p.(C−S4)50℃、(S4 −SF)68℃、(SF −S
C)76℃、cl.p.(SC −I)77℃;4−(5−ヘプチ
ル−2−ピリジル)フェニル ノナノエート、m.p.(S
−S4)52℃、(S4 −SF)68℃、(SF −SC)7
7.5℃、cl.p.(SC −I)78.5℃;4−(5−ヘ
プチル−2−ピリジル)フェニル デカノエート、m.p.
(S−S4)56℃、(S4 −SF)69℃、(SF −SC)
78.5℃、cl.p.(SC −I)81℃;4−(5−ヘプ
チル−2−ピリジル)フェニル ウンデカノエート、m.
p.(C−S4)52℃、(S4 −SF)66℃、(SF −S
C)79℃、cl.p.(SC −I)81℃;
【0031】4−(5−ヘプチル−2−ピリジル)フェ
ニル ドデカノエート、m.p.(C−S4)54℃、(S4
−SF)68℃、(SF −SC)79℃、cl.p.(SC −I)
82℃;4−(5−オクチル−2−ピリジル)フェニル
オクタノエート、m.p.(C−S)60℃およびcl.p.
(S−I)80℃;4−(5−オクチル−2−ピリジ
ル)フェニル ノナノエート、m.p.(C−S)61℃お
よびcl.p.(S−I)81℃;4−(5−オクチル−2−
ピリジル)フェニル デカノエート、m.p.(C−S)6
1℃およびcl.p.(S−I)83℃;4−(5−オクチル
−2−ピリジル)フェニル ウンデカノエート、m.p.
(C−S)42℃およびcl.p.(S−I)83℃;
【0032】4−(5−オクチル−2−ピリジル)フェ
ニル ドデカノエート、m.p.(C−S)51℃およびc
l.p.(S−I)83℃;4−(5−ノニル−2−ピリジ
ル)フェニル ヘプタノエート、m.p.(C−SC)60
℃、cl.p.(SC −I)83℃;4−(5−ノニル−2−
ピリジル)フェニル オクタノエート、m.p.(C−SC)
66℃、cl.p.(SC −I)86℃;4−(5−ノニル−
2−ピリジル)フェニル ノナノエート、m.p.(C−S
C)70℃、cl.p.(SC −I)87℃;4−(5−ノニル
−2−ピリジル)フェニル デカノエート、m.p.(C−
C)71℃、cl.p.(SC −I)89℃;4−(5−ノニ
ル−2−ピリジル)フェニル ウンデカノエート、m.p.
(C−SC)66℃、cl.p.(SC −I)89℃;4−(5
−ノニル−2−ピリジル)フェニル ドデカノエート、
m.p.(C−SC)65℃、cl.p.(SC −I)90℃。
【0033】例2 式Iの化合物の性質を検討するために、基本混合物を製
造し、そしてそれぞれの場合において式Iの化合物15
%と混合した。これらの混合物の相転移温度を測定し、
結晶化温度Tc を誘電率データから測定した。スイッチ
ング時間(パルスの開始から最高電流までの時間、10
Vpp/μ)を25℃で測定した。測定した値は、表1及び
2に示す通りである。
【0034】 基本混合物 p−[トランス−4−{[(R)−2−フルオロヘキサノイル]オキシ}シク ロヘキシル]フェニル 2,3−ジフルオロ−4−(オクチルオキシ)ベンゾエ ート 16重量% 2−[p−(ヘキシルオキシ)フェニル]−5−ノニルピリミジン 24重量% 2−[p−(ノニルオキシ)フェニル]−5−ノニルピリミジン 24重量% 2−[p−(ノニルオキシ)フェニル]−5−ヘプチルピリミジン 12重量% 2−[p−(ヘプチルオキシ)フェニル]−5−オクチルピリミジン 12重量% 2−[p−(デシルオキシ)フェニル]−5−オクチルピリミジン 12重量%
【0035】
【表1】
【0036】例3 本発明の代表的化合物を含有するSBF適用に対する2
つの混合物のデータを表2に示した。
【0037】 基本混合物 ビス[(S)−1−メチルヘプチル]−p−ターフェニル 4,4´ −ジカルボキシレート 43重量% 2−[4−(ヘキシルオキシ)フェニル]−5−ノニルピリミジン 28重量% 2−[4−(ノニルオキシ)フェニル]−5−ノニルピリミジン 29重量%
【0038】 混合物I 4−(5−オクチル−2−ピリジル)フェニル ヘプタノエート 16.5重量% 4−(5−オクチル−2−ピリジル)フェニル オクタノエート 22.5重量% 基本混合物 61 重量%
【0039】 混合物II 4−(5−ノニル−2−ピリミジニル)フェニル ノナノエート 21.5重量% 4−(5−ノニル−2−ピリミジニル)フェニル デカノエート 18 重量% 基本混合物 60.5重量%
【0040】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アロイス・フィリゲル スイス国、4055 バーゼル、イム・エッ チンゲルホフ 5 (56)参考文献 特開 昭62−215571(JP,A) 特開 昭62−255477(JP,A) 特開 平5−213876(JP,A) 特開 昭63−122650(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07D 213/00 - 213/30 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも2つの成分を含有する強誘電
    性液晶混合物であって、少なくとも1つの成分が、一般
    式: 【化1】 (式中、R1 は7〜9個の炭素原子を有する直鎖状のア
    ルキル基を表わし、そしてR2 は6〜11個の炭素原子
    を有する直鎖状のアルキル基を表わす)で示される化合
    であることを特徴とする混合物
  2. 【請求項2】 R1 がオクチルを表わす請求項1記載の
    合物。
  3. 【請求項3】 R2 がヘプチル、オクチルまたはノニル
    を表わす請求項1または2記載の合物。
  4. 【請求項4】 R1 がオクチルを表わし、そしてR2
    ヘプチルを表わす請求項1〜3のいずれか1項記載の
    合物。
  5. 【請求項5】 R1 がオクチルを表わし、そしてR2
    オクチルを表わす請求項1〜3のいずれか1項記載の
    合物。
  6. 【請求項6】 R1 がオクチルを表わし、そしてR2
    ノニルを表わす請求項1〜3のいずれか1項記載の
    物。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項記載の混合
    物を含む光学的又は電気光学的デバイス。
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