JP3257006B2 - 不飽和エステル類 - Google Patents

不飽和エステル類

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JP3257006B2 JP33553791A JP33553791A JP3257006B2 JP 3257006 B2 JP3257006 B2 JP 3257006B2 JP 33553791 A JP33553791 A JP 33553791A JP 33553791 A JP33553791 A JP 33553791A JP 3257006 B2 JP3257006 B2 JP 3257006B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な不飽和エステル
類および該不飽和エステル類を含有する液晶組成物に関
する。
【0002】
【従来の技術】液晶を利用した表示素子は、時計、電卓
などに広く使用されているが、これらの液晶表示素子は
液晶物質の光学異方性および誘電異方性を利用したもの
である。液晶相はネマチック液晶相、スメクチック液晶
相、コレステリック液晶相があり、そのうちネマチック
液晶相を利用したものが最も広く実用化されて、スメク
チック液晶の応用開発もさかんに行なわれている。
【0003】それらには、液晶表示に応用されている電
気光学効果に対応して、TN(ねじれネマチック)型、
DS(動的散乱)型、ゲスト・ホスト型、DAP型など
の表示素子がある。それぞれに使用される液晶物質は自
然界のなるべく広い温度範囲で液晶相を示すものが望ま
しい。現在のところ、単一の液晶物質で、そのような条
件をみたす物質はなく、数種の液晶物質、またはさらに
非液晶物質を混合して実用に供している。これらの物質
はまた水分、光、熱、空気などに安定であることが要求
されている。
【0004】近年、表示素子の大型化が望まれている
が、従来のTN型方式では表示品位が劣るため、新たに
一連のSTN(スーパーツイスト)型表示素子がM.シ
ャット、F.リーンフーツ(Appl. Phys. Lett., 50, 23
6 (1987))により開発されいる。これは大型化しても表
示品位が劣らないものである。この方式に望まれる液晶
の性質はK3 /K1 が大きく、K2 /K1 は小さ
く、Δε/εは小さい値が望まれている。(M. Schadt,
F. Leenhouts:Societyfor Information Display Inter
national Symposium Digest of Technical Papars Vo
l. X VIII,New Orleans, Lousiana,May 12-14(1987) 37
2-375 )。たゞし、K1 は広がりの弾性定数、K2
ねじれの弾性定数、K3 は曲がりの弾性定数であり、
一様に配向したセルに磁界あるいは電界を印加した時の
しきい値から求められる。また、△εは誘電率異方性を
示し、配向ベクトルに垂直な方向の誘電率をε⊥、配向
ベクトルに平行する方向の誘電率をε‖とすると、△ε
=ε‖−ε⊥により求められる値である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は他の液
晶化合物との相溶性に優れており、液晶組成物に加える
ことにより、K3 /K1 およびN‐I点を上昇させる
性質を有する新規化合物を提供することである。他の目
的は、該化合物を含有する液晶組成物を提供することで
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決するため鋭意研究を重ねた結果、液晶組成物に加え
ると該組成物のK3 /K1 およびN‐I点が上昇する
不飽和エステル類を見出し、本発明を完成するに至っ
た。すなわち
【0007】本発明の不飽和エステル類は、一般式
【化19】 (こゝで、R1は直鎖もしくは枝分れした炭素数1〜1
5のアルキル基、R2は直鎖もしくは枝分れした炭素数
2〜15のアルケニル基またはアルキニル基を示し、A
【化20】
【化21】
【化22】
【化23】
【化24】
【化25】
【化26】
【化27】 を示し、XはHもしくはFを示す。但し、Aがビフェニ
ル−4,4’−ジイル基である場合は、R 2 は2−プロ
ピニルではない。)で表わされることを特徴とする。
【0008】また、本発明の液晶組成物は、一般式
【化28】 (こゝで、R 1 は直鎖もしくは枝分れした炭素数1〜1
5のアルキル基、R 2 は直鎖もしくは枝分れした炭素数
2〜15のアルケニル基またはアルキニル基を示し、A
【化29】
【化30】
【化31】
【化32】
【化33】
【化34】
【化35】
【化36】 を示し、XはHもしくはFを示す。但し、Aがビフェニ
ル−4,4’−ジイル基である場合は、R 2 は2−プロ
ピニルではない。)で表わされる不飽和エステル類を少
なくとも一種類含有することを特徴とする。
【0009】本発明の不飽和エステル類は、例えば下記
の式によって示される反応によって製造できる。
【化37】 (こゝで、R1,R2,Aは前記と同じ)すなわち、カル
ボン酸(a)を過剰の塩化チオニルと反応し、酸クロリ
ド(b)とし、ついでこの酸クロリドをピリジンの存在
下アルコールと反応して目的の不飽和エステル類を得
る。
【0010】本発明の液晶組成物は、前記の化1で示さ
れる不飽和エステル類を少くとも一成分として含有す
る。本発明の液晶組成物の成分にできる本発明の不飽和
エステル類以外の成分としては、例えばエステル系、シ
ッフ塩基系、ビフェニル系、フェニルシクロヘキサン
系、複素環系などの化合物をあげることができる。
【0011】これらの具体例としてはつぎの化合物を示
すことができる。エステル系の液晶化合物としては、ト
ランス‐4‐アルキルシクロヘキサンカルボン酸‐4‐
アルキルフェニルエステル、トランス‐4‐アルキルシ
クロヘキサンカルボン酸‐4‐アルコキシフェニルエス
テル、4‐アルコキシ安息香酸‐4‐アルキルフェニル
エステル、4‐アルキル安息香酸‐4‐シアノフェニル
エステル、4‐(トランス‐4‐アルキルシクロヘキシ
ル)安息香酸‐4‐シアノフェニルエステルなど、
【0012】シッフ塩基系液晶化合物としては、4‐ア
ルコキシベンジリデン‐4‐アルカノイルオキシアニリ
ン、4‐アルコキシベンジリデン‐4‐アルアルキルア
ニリン4‐アルコキシベンジリデン‐4‐シアノアニリ
ンなど、ビフェニル系液晶化合物としては、4′‐アル
キル‐4‐シアノビフェニル、4′‐アルコキシ‐4‐
シアノビフェニル、4′‐アルコキシ‐4‐アルキルビ
フェニルなど、フェニルシクロヘキサン系化合物として
は、トランス‐4‐アルキル‐(4‐シアノフェニル)
シクロヘキサン、トランス‐4‐アルキル‐(4‐アル
コキシフェニル)シクロヘキサンなど、
【0013】複素環系液晶化合物としては、5‐アルキ
ル‐2‐(4‐シアノフェニル)‐1,3‐ジオキサ
ン、5‐アルキル‐2‐(4‐シアノフェニル)ピリジ
ン、5‐シアノ‐2‐(4‐アルキルフェニル)ピリジ
ンなどをあげることができる。
【0014】
【実施例】以下に実施例によって本発明をさらに詳細に
説明する。 実施例1 下記の式で示される4´‐(トランス‐4‐ペンチルシ
クロヘキシル)ビフェニル‐4‐カルボン酸 2‐ブチ
ニルの製造:
【化38】 4´‐(トランス‐4‐ペンチルシクロヘキシル)ビフ
ェニル‐4‐カルボン酸の3.5gを塩化チオニル10
ミリリットルとともに80℃に加熱し、反応液は2時間
で均一になる。さらに1.5時間反応をつづけて後、過
剰の塩化チオニルを減圧にて留去して、油状の上記カル
ボン酸の塩化物を得た。一方、2‐ブチニルアルコール
(2‐ブチン‐1‐オールもしくは3‐メチル‐プロパ
ルギルアルコール)の2gをピリジンの20ミリリット
ルに混合した液に、上記の酸塩化物を加えたのちトルエ
ン100ミリリットルを加え、一晩放置する。このトル
エン溶液を分液漏斗で、まず6N塩酸で、ついで2N水
酸化ナトリウム溶液で、最後に水で中性になるまで洗浄
し、無水硫酸ナトリウムで乾燥する。その後、トルエン
を減圧で留去し、残った油状物をエタノールで再結晶し
て目的の4´‐(トランス‐4‐ペンチルシクロヘキシ
ル)ビフェニル‐4‐カルボン酸2‐ブチニルを得た。
収量は3.1g(収率77%)であった。結晶‐スメク
チック相転移温度(C‐S点)は94〜95℃、スメク
チック相‐透明転移温度(S‐I点)は149℃であっ
た。
【0015】実施例2 2‐ブチニルアルコール2gを2‐ペンテニルアルコー
ル(2‐ペンテン‐1‐オール)2.5gにかえ他は実
施例1と同様に行ない次式で示される化合物を得た。相
転移点を表1に示す。
【化39】
【0016】実施例3 2‐ブチニルアルコール2gを3‐ペンテニルアルコー
ル(3‐ペンテン‐1‐オール)2.5gにかえ他は実
施例1と同様に行ない、次式で示される化合物を得た。
相転移点を表1に示す。
【化40】
【0017】実施例4 4´‐(トランス‐4‐ペンチルシクロヘキシル)ビフ
ェニル‐4‐カルボン酸の3.5gを2‐フルオロ‐4
(トランス‐4‐エチルシクロヘキシル‐トランス‐4
‐シクロヘキシル)フェニルカルボン酸3.2gにかえ
他は実施例1と同様に行ない、次式で示される化合物を
得た。相転移点を表1に示す。
【化41】
【0018】実施例5 4´‐(トランス‐4‐ペンチルシクロヘキシル)ビフ
ェニル‐4‐カルボン酸の3.5gをトランス、トラン
ス‐4´‐プロピルビシクロヘキサン‐4‐カルボン酸
3.0gにかえ他は実施例1と同様に行ない、次式で示
される化合物を得た。相転移点を表1に示す。
【化42】
【0019】実施例6 4´‐(トランス‐4‐ペンチルシクロヘキシル)‐4
‐ビフェニルカルボン酸の3.5gをトランス、トラン
ス4′‐ペンチルビシクロヘキサン‐4‐カルボン酸
3.2gにかえ他は実施例1と同様に行ない、次式で示
される化合物を得た。相転移点を表1に示す。
【化43】
【0020】実施例7 2‐ブチニルアルコール2.0gを3‐ヘキシニルアル
コール(3‐ヘキシン‐1‐オール)2.5gにかえ他
は実施例5と同様に行ない、次式で示される化合物を得
た。相転移点を表1に示す。
【化44】
【0021】実施例8 4´‐(トランス‐4‐ペンチルシクロヘキシル)ビフ
ェニル‐4‐カルボン酸の3.5gを4´´‐ペンチル
テルフェニル‐4‐カルボン酸3.5gに、2‐ブチニ
ルアルコール2gを3‐ブチニルアルコール(3‐ブチ
ン‐1‐オール)2.0gにかえる以外は実施例1と同
様に行ない、次式で示される化合物を得た。相転移点を
表1に示す。
【化45】
【0022】実施例9 3‐ブチニルアルコール2.0gを3‐ペンチニルアル
コール(3‐ペンチン‐1‐オール)2.5gにかえる
以外は実施例8と同様に行ない、次式で示される化合物
を得た。相転移点を表1に示す。
【化46】
【0023】実施例10 3‐ブチニルアルコール2.0gを2‐ブチニルアルコ
ール2.0gにかえる以外は実施例8と同様に行った。
相転移点を表1に示す。
【化47】
【0024】
【表1】
【0025】(参考例) (a).つぎの組成の液晶混合物(A)を調製した。 トランス‐4‐プロピル‐(4‐シアノフェニル)シクロヘキサン 30重量% トランス‐4‐ペンチル‐(4‐シアノフェニル)シクロヘキサン 40重量% トランス‐4‐ヘプピル‐(4‐シアノフェニル)シクロヘキサン 30重量% この液晶混合物(A)のN‐I点は52.1℃、20℃
における屈折異方性Δn(=n‖−n⊥であり、配向ベ
クトルに平行な方向の屈折率と垂直な方向の屈折率の
差)は0.119、粘度は21.7c.p.であった。K3
/K1 は1.82である。
【0026】(b).液晶セルとして、酸化ケイ素をコ
ーティングしてラビング処理した酸化スズ透明電極を有
する基板を電極間距離10μmに対向させて組立てた。
この液晶セルに前記の液晶混合物(A)を封入して、2
0℃で、その特性を測定したところ、誘電率異方性Δε
(=ε‖−ε⊥であり、配向ベクトルに平行な誘電率と
配向ベクトルに垂直な誘電率との差)は+10.7、し
きい値電圧Vthは1.60Vであった。
【0027】(実施例11)(応用例1) (a).参考例(a)の液晶混合物(A)90重量%
に、実施例4で製造した2‐フルオロ‐4(トランス‐
4‐エチルシクロヘキシル‐トランス‐4‐シクロヘキ
シル)フェニルカルボン酸2‐ブチニルを10重量%溶
解した組成物のN‐I点は53.1℃、誘電率異方性Δ
εは11.5、屈折率異方性Δnは0.115、しきい
値電圧Vthは1.65Vであった。K3 /K1
1.91であった。参考例の組成物とくらべてK3
1 の値は大きくなり、N‐I点も上昇しSTN型表
示素子用として好適な液晶組成物を得た。
【0028】
【発明の効果】本発明の不飽和エステル類は、他の多く
の液晶化合物、すなわちエステル系、シッフ塩基系、ビ
フェニル系、フェニルシクロヘキサン系、複素環系など
の液晶化合物との相溶性がよい。他の液晶組成物は、本
発明の不飽和エステル類を加えることにより、Δnを小
さく保持でき、しきい値電圧をそれ程上昇させることが
なく、K3 /K1 の値を大きくできる。そのためST
N型表示素子用の液晶組成物に好適な化合物である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G02F 1/13 500 G02F 1/13 500 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 69/753 C07C 69/767 C09K 19/12 C09K 19/30 C09K 19/42 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式 【化1】 (こゝで、R1は直鎖もしくは枝分れした炭素数1〜1
    5のアルキル基、R2は直鎖もしくは枝分れした炭素数
    2〜15のアルケニル基またはアルキニル基を示し、A
    は 【化2】 【化3】 【化4】 【化5】 【化6】 【化7】 【化8】 【化9】 を示し、XはHもしくはFを示す。但し、Aがビフェニ
    ル−4,4’−ジイル基である場合は、R 2 は2−プロ
    ピニルではない。)で表わされる不飽和エステル類。
  2. 【請求項2】 一般式 【化10】 (こゝで、R 1 は直鎖もしくは枝分れした炭素数1〜1
    5のアルキル基、R 2 は直鎖もしくは枝分れした炭素数
    2〜15のアルケニル基またはアルキニル基を示し、A
    【化11】 【化12】 【化13】 【化14】 【化15】 【化16】 【化17】 【化18】 を示し、XはHもしくはFを示す。但し、Aがビフェニ
    ル−4,4’−ジイル基である場合は、R 2 は2−プロ
    ピニルではない。)で表わされる不飽和エステル類を少
    なくとも一種類含有する液晶組成物。
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