JP6459813B2 - Novel azo dichroic dye, and liquid crystal composition and liquid crystal element containing the azo dichroic dye - Google Patents
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Description
本発明は、本発明は、液晶表示などに用いられる新規なアゾ系二色性色素、並びに、該アゾ系二色性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 azo dichroic dye used for liquid crystal display and the like, and a liquid crystal composition and a liquid crystal element containing the azo dichroic dye.
従来、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して、ホストとなる液晶(以下、単に「ホスト液晶」ともいう。)中にゲストとなる二色性色素を配合した液晶組成物をセル中に封印したものが知られている。この液晶素子は、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により表示を切り替える方式を採用している。このゲストホスト方式は、バックライトを用いているため、電力消費の少ない反射液晶素子として期待されている。 Conventionally, many types of liquid crystal display elements have been proposed. For example, as a guest-host type liquid crystal element, a liquid crystal composition containing a dichroic dye serving as a guest in a liquid crystal serving as a host (hereinafter also simply referred to as “host liquid crystal”) is sealed in a cell. It has been. This liquid crystal element employs a method of switching the display by changing the light absorption state of the cell by changing the orientation of the dichroic dye in accordance with the movement of the liquid crystal by the electric field. Since this guest-host system uses a backlight, it is expected as a reflective liquid crystal element with low power consumption.
ここで、ホスト液晶と共に液晶組成物を構成する二色性色素には、適切な光吸収特性、高い二色比のオーダーパラメーター(S値)、ホスト液晶に対する高い溶解性、及び耐久性などの性質が要求される。 Here, the dichroic dye constituting the liquid crystal composition together with the host liquid crystal has properties such as suitable light absorption characteristics, a high dichroic order parameter (S value), high solubility in the host liquid crystal, and durability. Is required.
この種の液晶素子に用いられる二色性色素としては、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。これに対してアゾ系色素は、一般的に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して所望のブラックの液晶組成物を構成する用途等において、混色する色素の数および各添加量をアントラキノン系の色素に比べて少なくでき、かつ高コントラスト化が可能であるという利点を有する。 As dichroic dyes used in this type of liquid crystal element, anthraquinone dyes and azo dyes are known. In general, anthraquinone dyes are capable of obtaining various colors from yellow to cyan depending on the molecular structure, and are said to have excellent light resistance, but have the disadvantages of a small extinction coefficient and sharp absorption spectrum. is there. In contrast, azo dyes generally have a high dichroic ratio and a large extinction coefficient. Furthermore, because the absorption spectrum is broad, the number of colorants to be mixed and the amount of each additive are compared with those of anthraquinone dyes in applications such as mixing with other dichroic dyes to form a desired black liquid crystal composition. It has the advantage that it can be reduced and the contrast can be increased.
アゾ系二色性色素としては、例えば、特許文献1にチエノチアゾール環を有するジスアゾ系二色性色素が開示され、特許文献2には高いオーダーパラメーター(S値)を持つ複素環アゾ系二色性色素が開示され、また特許文献3〜5にも高いS値を持つ種々のアゾ系二色性色素が開示されている。
As the azo dichroic dye, for example, Patent Document 1 discloses a disazo dichroic dye having a thienothiazole ring, and Patent Document 2 discloses a heterocyclic azo dichroic dye having a high order parameter (S value). Various azo dichroic dyes having high S values are disclosed in
二色性色素は、必須の特性である二色比のオーダーパラメーター(S値)が高いことが求められている。それと同時に、ゲストホスト方式の液晶素子で用いる場合には、ホスト液晶への溶解性が高いことが求められる。しかしながら、従来の高S値の二色性色素はホスト液晶への溶解性が十分ではなく、さらなる改善が求められている。また、ホスト液晶への溶解性は、通常、低温になると低下する傾向にあるため、低温における溶解性が小さい二色性色素は、液晶素子が低温に晒された場合に析出してしまうという問題をも生じさせ得る。なお、本明細書中でいう溶解度は、特に断りのない限り、−10℃、100h撹拌した場合の溶解度を測定している。 Dichroic dyes are required to have high dichroic ratio order parameter (S value), which is an essential characteristic. At the same time, when used in a guest-host type liquid crystal element, it is required to have high solubility in the host liquid crystal. However, conventional high S value dichroic dyes are not sufficiently soluble in the host liquid crystal, and further improvements are required. In addition, since the solubility in the host liquid crystal usually tends to decrease at low temperatures, the dichroic dye having low solubility at low temperatures precipitates when the liquid crystal element is exposed to low temperatures. Can also be produced. In addition, unless otherwise indicated, the solubility as used in this specification has measured the solubility at -10 degreeC and 100 h stirring.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。すなわち本発明は、高い二色比(もしくはコントラスト)のオーダーパラメーター(S値)を保持しつつ、ホスト液晶に対する溶解性が改善された、新規なアゾ系二色性色素を提供することにある。また本発明の他の課題は、高コントラストな表示を実現し得る、液晶組成物及び液晶素子を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems. That is, the present invention is to provide a novel azo dichroic dye having improved solubility in a host liquid crystal while maintaining an order parameter (S value) having a high dichroic ratio (or contrast). Another object of the present invention is to provide a liquid crystal composition and a liquid crystal element capable of realizing a high contrast display.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、芳香族アゾ化合物の特定の芳香環が、置換基を有する1,4−フェニレン基であって、該置換基は、1,4−フェニレン基の2位及び3位、5位及び6位、2位及び5位、並びに3位及び6位のいずれかで置換する、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖の、アルキル基又はアルコキシ基であり、ただし、該置換基は共に連結して環を形成してもよい、のいずれかとすることにより、高いオーダーパラメーター(S値)を保持しつつ、ホスト液晶に対する溶解性を改善できること、更にはこの置換基の導入による極大吸収波長の変化が小さいことを見出した。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。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the specific aromatic ring of the aromatic azo compound is a 1,4-phenylene group having a substituent, and the substituent is 1,4. -A linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, which is substituted at any of the 2-position, 3-position, 5-position and 6-position, 2-position and 5-position, and 3-position and 6-position of the phenylene group. Or an alkoxy group, wherein the substituents may be linked together to form a ring, thereby improving solubility in the host liquid crystal while maintaining a high order parameter (S value). It was also found that the change in the maximum absorption wavelength due to the introduction of this substituent is small. The present invention has been accomplished based on these findings.
すなわち本発明は、例えば以下(1)〜(13)の具体的態様を提供する。
(1)下記一般式(I)で表される、アゾ系二色性色素。
Ar1、Ar2は、それぞれ独立して、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1,4−ナフチレン基を表し、但しAr2のうち少なくとも1つは、置換基を有する1,4−フェニレン基であって、該置換基は、1,4−フェニレン基の2位及び3位、5位及び6位、2位及び5位、並びに3位及び6位のいずれかで置換する、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖の、アルキル基又はアルコキシ基である。ただし、該置換基は共に連結して環を形成してもよく、
X1は、酸素原子又は−NR1−を表し、ここでR1は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアルコキシ基を表し、
L1は、環状構造及びアゾ結合を含まない、二価の連結基又は直接結合を表し、
A1は、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−ジイル基を表し、
B1、B2は、環状構造及びアゾ結合を含まない、二価の連結基又は直接結合を表し、
n1は、1以上の整数を表し、ここでn1が2以上の場合、一般式(I)中に存在する2以上のAr1は同一であっても異なっていてもよく、
n2は、1以上の整数を表し、ここでn2が2以上の場合、一般式(I)中に存在する2以上のAr2は同一であっても異なっていてもよく、
n3は、0以上の整数を表し、ここでn3が2以上の場合、一般式(I)中に存在する2以上のA1は同一であっても異なっていてもよい。)
但し、Y1、Y2は、それぞれ独立して、下記一般式で表される一価の置換基である。
A2〜A5は、それぞれ独立して、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−ジイル基を表し、
B3、B4は、それぞれ独立して、環状構造及びアゾ結合を含まない、二価の連結基又は直接結合を表し、
R2、R3は、それぞれ独立して、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアルコキシ基を表し、
n4〜n7は、それぞれ独立して、1以上の整数を表し、ここでn4〜n7が2以上の場合、式中に存在する2以上のA2〜A5はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
That is, the present invention provides the following specific embodiments (1) to (13), for example.
(1) An azo dichroic dye represented by the following general formula (I):
Ar 1 and Ar 2 each independently represents a 1,4-phenylene group which may have a substituent, or a 1,4-naphthylene group which may have a substituent, provided that Ar 2 At least one of them is a 1,4-phenylene group having a substituent, and the substituent is the 2-position, 3-position, 5-position, 6-position, 2-position and 5-position of the 1,4-phenylene group. And a linear or branched alkyl group or alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, which is substituted at any one of the 3-position and the 6-position. However, the substituents may be linked together to form a ring,
X 1 represents an oxygen atom or —NR 1 —, wherein R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, or an alkoxy group,
L 1 represents a divalent linking group or a direct bond that does not contain a cyclic structure and an azo bond,
A 1 represents a 1,4-phenylene group which may have a substituent or a (E) -cyclohexane-1,4-diyl group which may have a substituent,
B 1 and B 2 represent a divalent linking group or a direct bond that does not contain a cyclic structure and an azo bond,
n 1 represents an integer of 1 or more, and when n 1 is 2 or more, two or more Ar 1 present in the general formula (I) may be the same or different,
n 2 represents an integer of 1 or more, and when n 2 is 2 or more, 2 or more Ar 2 present in the general formula (I) may be the same or different,
n 3 represents an integer of 0 or more. Here, when n 3 is 2 or more, two or more A 1 present in the general formula (I) may be the same or different. )
However, Y 1 and Y 2 are each independently a monovalent substituent represented by the following general formula.
A 2 to A 5 each independently represents a 1,4-phenylene group which may have a substituent or a (E) -cyclohexane-1,4-diyl group which may have a substituent. Represent,
B 3 and B 4 each independently represent a divalent linking group or a direct bond that does not contain a cyclic structure and an azo bond,
R 2 and R 3 each independently represents an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, or an alkoxy group,
n 4 ~n 7 each independently represents an integer of 1 or more, wherein when n 4 ~n 7 is 2 or more, there are two or more A 2 to A 5 present in Formula identical Or different. )
(2)前記R2、R3が、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基である、上記(1)に記載のアゾ系二色性色素。
(3)前記一般式(I)が、下記一般式(II);
(4)下記一般式(Ia)〜(Ic)のいずれかで表される、上記(1)又は(2)に記載のアゾ系二色性色素。
(3) The general formula (I) is represented by the following general formula (II);
(4) The azo dichroic dye according to (1) or (2), which is represented by any one of the following general formulas (Ia) to (Ic).
(5)前記B1又はB2が、アルカンジオール、アルケンジオール又はアルキンジオールから水素を除いた残基である、上記(1)乃至(4)のいずれか一項に記載のアゾ系二色性色素。
(6)前記X1が、酸素原子又は−NH−である、上記(1)乃至(5)のいずれか一項に記載のアゾ系二色性色素。
(7)前記n1が1であり、前記Ar1が置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基である、上記(1)乃至(6)のいずれか一項に記載のアゾ系二色性色素。
(8)前記n3が1又は2であり、前記A1が置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基である、上記(1)乃至(7)のいずれか一項に記載のアゾ系二色性色素。
(9)前記B2が、アルカンジオールの水酸基から水素を除いた、炭素数2〜8のアルカンジオール残基である、上記(1)乃至(8)のいずれか一項に記載のアゾ系二色性色素。
(10)前記n4〜n7が2であり、前記A2及びA5は置換基を有していてもよい(E)−シクロヘキサン−1,4−ジイル基であり、前記A3及びA4は置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基である、上記(1)乃至(9)のいずれか一項に記載のアゾ系二色性色素。
(11)前記R2及びR3が、炭素数3〜8のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基又はアルコキシ基である、上記(1)乃至(10)のいずれか一項に記載のアゾ系二色性色素。
(5) The azo dichroism according to any one of (1) to (4) above, wherein B 1 or B 2 is a residue obtained by removing hydrogen from alkanediol, alkenediol, or alkynediol. Pigment.
(6) The azo dichroic dye according to any one of (1) to (5), wherein X 1 is an oxygen atom or —NH—.
(7) The azo according to any one of (1) to (6), wherein n 1 is 1 and Ar 1 is a 1,4-phenylene group which may have a substituent. Dichroic dyes.
(8) In the case of n 3 is 1 or 2, wherein A 1 is optionally may 1,4-phenylene group optionally having a substituent, according to any one of the above (1) to (7) An azo dichroic dye.
(9) The azo group according to any one of (1) to (8), wherein B 2 is an alkanediol residue having 2 to 8 carbon atoms, wherein hydrogen is removed from a hydroxyl group of alkanediol. Color pigment.
(10) n 4 to n 7 are 2, A 2 and A 5 are optionally substituted (E) -cyclohexane-1,4-diyl groups, and A 3 and A 5 The azo dichroic dye according to any one of (1) to (9), wherein 4 is a 1,4-phenylene group which may have a substituent.
(11) The azo group according to any one of (1) to (10), wherein R 2 and R 3 are an alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, or alkoxy group having 3 to 8 carbon atoms. Color pigment.
(12)上記(1)乃至(11)のいずれか1項に記載のアゾ系二色性色素及び液晶化合物を含有する、液晶組成物。
(13)上記(12)に記載の液晶組成物を含む液晶層を有する、液晶素子。
(12) A liquid crystal composition comprising the azo dichroic dye according to any one of (1) to (11) and a liquid crystal compound.
(13) A liquid crystal element having a liquid crystal layer containing the liquid crystal composition according to (12).
本発明によれば、高いオーダーパラメーター(S値)を保持しつつ、ホスト液晶に対する溶解性が改善された、新規なアゾ系二色性色素を提供することができる。また、このアゾ系二色性色素を用いることにより、高コントラストの表示を行い得る液晶組成物及び液晶素子を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a novel azo dichroic dye having improved solubility in a host liquid crystal while maintaining a high order parameter (S value). Further, by using this azo dichroic dye, it is possible to provide a liquid crystal composition and a liquid crystal element capable of performing high contrast display.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施することができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the following embodiments are examples for explaining the present invention, and the present invention is not limited thereto, and does not depart from the gist thereof. Any change can be made within the range.
[二色性色素]
本実施形態のアゾ系二色性色素は、下記一般式(I)で表される。
The azo dichroic dye of this embodiment is represented by the following general formula (I).
上記一般式(I)中、Ar1、Ar2は、それぞれ独立して、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1,4−ナフチレン基を表す。但しAr2のうち少なくとも1つは、置換基を有する1,4−フェニレン基であって、該置換基は、1,4−フェニレン基の2位及び3位、5位及び6位、2位及び5位、並びに3位及び6位のいずれかで置換する、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖の、アルキル基又はアルコキシ基である。ただし、該置換基は共に連結して環を形成してもよい。
置換基が環を形成している場合には、その環を構成する一部に酸素、窒素、硫黄等を含む複素環であってもよい。また環を構成する原子数は、フェニレン基と共有する原子を除き、通常3〜12、好ましくは3〜6、特に好ましくは3又は4である。
またかかる環は、ハロゲン原子、メチル基、メトキシ基、キノンなどで置換されていても良い。
また、例えば2位及び3位の位置に炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖の、アルキル基又はアルコキシ基で置換されている1,4−フェニレン基が、更に5位や6位を、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアルキル基又アルコキシ基で置換されていてもよい。
また、X1は、酸素原子又は−NR1−を表し、R1は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアルコキシ基を表す。さらに、L1は、環状構造及びアゾ結合を含まない二価の連結基又は直接結合を表す。A1は、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−ジイル基を表す。また、B1、B2は、環状構造及びアゾ結合を含まない二価の連結基又は直接結合を表す。
In the general formula (I), Ar 1 and Ar 2 are each independently a 1,4-phenylene group which may have a substituent, or a 1,4-optional which has a substituent. Represents a naphthylene group. However, at least one of Ar 2 is a 1,4-phenylene group having a substituent, and the substituent is the 2-position, 3-position, 5-position, 6-position, and 2-position of the 1,4-phenylene group. And a C1-C10 linear or branched alkyl group or alkoxy group substituted at any one of the 5-position and 3-position and 6-position. However, the substituents may be linked together to form a ring.
When the substituent forms a ring, it may be a heterocycle containing oxygen, nitrogen, sulfur, etc. as part of the ring. The number of atoms constituting the ring is usually 3 to 12, preferably 3 to 6, particularly preferably 3 or 4, excluding atoms shared with the phenylene group.
Such a ring may be substituted with a halogen atom, a methyl group, a methoxy group, a quinone or the like.
In addition, for example, a 1,4-phenylene group substituted with a linear or branched alkyl group or alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms at the 2-position and 3-position, further at the 5-position or 6-position, It may be substituted with a linear or branched alkyl group or alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms.
X 1 represents an oxygen atom or —NR 1 —, and R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, or an alkoxy group. Further, L 1 represents a divalent linking group or a direct bond not containing a cyclic structure and an azo bond. A 1 represents a 1,4-phenylene group which may have a substituent or a (E) -cyclohexane-1,4-diyl group which may have a substituent. B 1 and B 2 represent a divalent linking group or a direct bond not containing a cyclic structure and an azo bond.
本発明において、色素が高いコントラストのオーダーパラメーター(S値)を保持しつつ、ホスト液晶に対する溶解性が改善された理由は、以下のように推測している。一般に色素が液晶とより平行に配列すればオーダーパラメーター(S値)は高くなるが、分子を伸長させる必要があるために溶解度は低下し、組成化が困難になる。そこで本発明者らは検討の結果、アゾ系の二色性色素では、色素同士の会合により、溶解性が低下するものと仮定し、この会合を減らしかつ、オーダーパラメーター(S値)を下げないためにどのような構造とするべきかについて鋭意検討した。その結果、本発明の一般式(I)のAr2の特定の位置の組み合わせにアルキル基又はアルコキシ基、より好ましくはこれらが共に連結して環を形成している置換基を導入することにより、同理由が改善したことによる溶解度の向上を得ることができ、高いオーダーパラメーター(S値)を保持することができ、従来両立させることが困難であった2つの特性を達成できたと考えている。
したがって、このAr2とその周辺の構造の他、例えばY1、Y2等は、本発明の効果を発現することに大きな障害にならない、つまり大きくオーダーパラメーター(S値)に影響を与えない範囲を考え、選択している。
また本発明の置換基の導入では、極大吸収波長の変化がほとんどないことから、液晶組成物とした時の色調等の制御が容易になるという利点も持っている。
In the present invention, the reason why the solubility in the host liquid crystal is improved while the dye retains the high contrast order parameter (S value) is presumed as follows. In general, if the dye is arranged more parallel to the liquid crystal, the order parameter (S value) is increased, but the molecule is required to be elongated, so that the solubility is lowered and composition is difficult. Thus, as a result of the study, the present inventors have assumed that the solubility of azo-based dichroic dyes decreases due to the association between the dyes, and this association is reduced and the order parameter (S value) is not lowered. In order to achieve this, we have intensively studied what kind of structure it should be. As a result, by introducing an alkyl group or an alkoxy group, more preferably a substituent in which these are linked together to form a ring, to the combination of specific positions of Ar 2 in the general formula (I) of the present invention, The improvement in solubility due to the improvement of the same reason can be obtained, a high order parameter (S value) can be maintained, and two characteristics that have been difficult to achieve in the past have been achieved.
Therefore, in addition to this Ar 2 and its surrounding structure, for example, Y 1 , Y 2, etc., do not become a major obstacle to manifesting the effects of the present invention, that is, a range that does not greatly affect the order parameter (S value). Think and choose.
In addition, the introduction of the substituent of the present invention has an advantage that the color tone and the like in the liquid crystal composition can be easily controlled because there is almost no change in the maximum absorption wavelength.
ここで、上記一般式(I)中、n1は、1以上の整数を表す。ここでn1が2以上の場合、一般式(I)中に存在する2以上のAr1は同一であっても異なっていてもよい。また、n2は、1以上の整数を表す。ここでn2が2以上の場合、一般式(I)中に存在する2以上のAr2は同一であっても異なっていてもよい。さらに、n3は、0以上の整数を表す。ここでn3が2以上の場合、式(I)中に存在する2以上のA1は同一であっても異なっていてもよい。 Here, in the general formula (I), n 1 represents an integer of 1 or more. Here, when n 1 is 2 or more, the two or more Ar 1 present in the general formula (I) may be the same or different. N 2 represents an integer of 1 or more. Here, when n 2 is 2 or more, the 2 or more Ar 2 present in the general formula (I) may be the same or different. N 3 represents an integer of 0 or more. Here, when n 3 is 2 or more, two or more A 1 present in the formula (I) may be the same or different.
また、上記一般式(I)中、Y1、Y2は、それぞれ独立して、下記一般式で表される一価の置換基である。
上記Y1、Y2中のA2〜A5は、それぞれ独立して、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−ジイル基を表す。また、B3、B4は、それぞれ独立して、環状構造及びアゾ結合を含まない二価の連結基又は直接結合を表す。さらに、R2、R3は、それぞれ独立して、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアルコキシ基を表す。 A 2 to A 5 in Y 1 and Y 2 are each independently a 1,4-phenylene group which may have a substituent or (E) -cyclohexane which may have a substituent. It represents a -1,4-diyl group. B 3 and B 4 each independently represent a divalent linking group or a direct bond not containing a cyclic structure and an azo bond. Further, R 2 and R 3 each independently represents an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, or an alkoxy group.
上記Y1、Y2中のn4〜n7は、それぞれ独立して、1以上の整数を表す。ここでn4〜n7が2以上の場合、式中に存在する2以上のA2〜A5はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。これらY1、Y2の構造は、従来の二色性色素に一般に使用されているものであり、本発明の特徴、つまり効果を得るために必須の「Ar2のうち少なくとも1つは、置換基を有する1,4−フェニレン基であって、該置換基は、1,4−フェニレン基の2位及び3位、5位及び6位、2位及び5位、並びに3位及び6位のいずれかで置換する、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖の、アルキル基又はアルコキシ基であり、ただし、該置換基は共に連結して環を形成してもよく」、に係わるAr2から離れた位置にあるため、本発明の効果に大きな影響を与えず、それぞれの構造に対し、特定の置換基で置換されたAr2の効果をそれぞれ得ることができると考えられる。 N 4 to n 7 in Y 1 and Y 2 each independently represent an integer of 1 or more. Here, when n 4 to n 7 is 2 or more, two or more A 2 to A 5 present in the formula may be the same or different. These structures of Y 1 and Y 2 are those commonly used in conventional dichroic dyes, and at least one of Ar 2 that is essential for obtaining the characteristics of the present invention, that is, effects, is a substitution. 1,4-phenylene group having a group, wherein the substituent is the 2-position and 3-position, 5-position and 6-position, 2-position and 5-position, and 3-position and 6-position of the 1,4-phenylene group, Ar 2 related to “a linear or branched alkyl group or alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, which may be substituted with any one of them, wherein the substituents may be linked together to form a ring”. Therefore, it is considered that the effect of Ar 2 substituted with a specific substituent can be obtained for each structure without greatly affecting the effect of the present invention.
<Ar2及びn2>
Ar2が置換基を有する1,4−フェニレン基又は1,4−ナフチレン基である場合、その置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、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等が挙げられる。そして置換基を有する1,4−フェニレン基であって、該置換基は、1,4−フェニレン基の2位及び3位、5位及び6位、2位及び5位、並びに3位及び6位のいずれかで置換する、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖の、アルキル基又はアルコキシ基である。ただし、該置換基は共に連結して環を形成してもよい。その具体例としては、2,3の位置が共に炭素数1〜10の直鎖もしくは分岐アルキル基又は炭素数1〜10の直鎖もしくは分岐アルコキシ基で置換されている1,4−フェニレン基、5,6の位置が共に炭素数1〜10の直鎖もしくは分岐アルキル基又は炭素数1〜10の直鎖もしくは分岐アルコキシ基で置換されている1,4−フェニレン基、2,5の位置が共に炭素数1〜10の直鎖もしくは分岐アルキル基又は炭素数1〜10の直鎖もしくは分岐アルコキシ基で置換されている1,4−フェニレン基、3,6の位置が共に炭素数1〜10の直鎖もしくは分岐アルキル基又は炭素数1〜10の直鎖もしくは分岐アルコキシ基で置換されている1,4−フェニレン基が挙げられ、これら置換基はいずれも共に連結して環を形成してもよい。
必須となる置換基が共に連結して環を形成している場合には、得られた環が好ましくは置換基を有していてもよい炭素数5又は6のシクロアルカンであり、具体的には、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、エチルシクロペンタン、ジメチルシクロペンタン、メチルエチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサンである。
また、2位及び3位、5位及び6位、2位及び5位、並びに3位及び6位のいずれかで置換する、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖の、アルキル基又はアルコキシ基は、環を形成しない場合、2,3の位置、5,6の位置、2,5の位置、3,6の位置のいずれかが同じアルキル基又はアルコキシ基で置換されていることが好ましく、特に好ましくは、これがメチル基又はエチル基であることである。
<Ar 2 and n 2 >
When Ar 2 is a 1,4-phenylene group or 1,4-naphthylene group having a substituent, examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a cyano group, a nitro group, an alkylsulfonyl group, and a halogenated alkyl group. , Halogen atoms, alkoxycarbonyl groups and the like. And a 1,4-phenylene group having a substituent, which is substituted at the 2-position, 3-position, 5-position, 6-position, 2-position and 5-position, and 3-position and 6 of the 1,4-phenylene group. It is a C1-C10 linear or branched alkyl group or alkoxy group substituted at any of the positions. However, the substituents may be linked together to form a ring. Specific examples thereof include a 1,4-phenylene group in which both of the
When the essential substituents are linked together to form a ring, the obtained ring is preferably a cycloalkane having 5 or 6 carbon atoms which may have a substituent, specifically Is cyclopentane, methylcyclopentane, ethylcyclopentane, dimethylcyclopentane, methylethylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, dimethylcyclohexane.
In addition, a linear or branched alkyl group or alkoxy having 1 to 10 carbon atoms, which is substituted at any of 2-position, 3-position, 5-position and 6-position, 2-position and 5-position, and 3-position and 6-position When the group does not form a ring, it is preferable that any one of the
炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖の、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、n−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、オクチル基等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらの中でも、好ましくは炭素数1〜9の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基であり、さらに好ましくは炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基であり、最も好ましくは炭素数1〜3の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基である。 Examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, and hexyl group. An octyl group and the like can be mentioned, but the invention is not particularly limited thereto. Among these, Preferably it is a C1-C9 linear or branched alkyl group, More preferably, it is a C1-C4 linear or branched alkyl group, Most preferably, it is carbon number. 1 to 3 linear or branched alkyl groups.
炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖の、アルコキシ基としては、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−ブトキシ基等が挙げられるが、これらに特に限定されない。アルコキシ基の炭素数は、1〜10であり、好ましくは1〜4、さらに好ましくは1〜3である。これらアルコキシ基は直鎖状でも分岐状でもよい。 Examples of the linear or branched alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms include 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. However, it is not particularly limited to these. Carbon number of an alkoxy group is 1-10, Preferably it is 1-4, More preferably, it is 1-3. These alkoxy groups may be linear or branched.
また本発明の炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアルキル基は、その一部がハロゲン原子を有しても良く、その場合の好ましいハロゲン化アルキル基としては、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等が挙げられるが、これらに特に限定されない。ハロゲン原子を有するアルキル基の炭素数は、好ましくは1〜4、さらに好ましくは1〜3である。特に好ましくは、炭素数1〜3のフルオロアルキル基である。 In addition, a part of the linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms of the present invention may have a halogen atom. In this case, preferred halogenated alkyl groups include a trifluoromethyl group, a pen A taloethyl group, a heptafluoropropyl group, a nonafluorobutyl group and the like can be mentioned, but the invention is not particularly limited thereto. Carbon number of the alkyl group which has a halogen atom becomes like this. Preferably it is 1-4, More preferably, it is 1-3. Particularly preferred is a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ、好ましくはフッ素、塩素、臭素である。 Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and iodine, preferably fluorine, chlorine and bromine.
また本発明の炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアルコキシ基は、その一部がカルボニル基を有しても良く、その場合の好ましいカルボニル基を有するアルコキシ基としては、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等が挙げられるが、これらに特に限定されない。カルボニル基を有するアルコキシ基の炭素数は、2〜10が好ましく、より好ましくは2〜4、さらに好ましくは2〜3である。 Further, a part of the linear or branched alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms of the present invention may have a carbonyl group. In this case, as the preferable alkoxy group having a carbonyl group, a methoxycarbonyl group, Examples thereof include, but are not limited to, an ethoxycarbonyl group, a propoxycarbonyl group, an isopropoxycarbonyl group, an n-butoxycarbonyl group, an isobutoxycarbonyl group, a sec-butoxycarbonyl group, and a tert-butoxycarbonyl group. 2-10 are preferable, as for carbon number of the alkoxy group which has a carbonyl group, More preferably, it is 2-4, More preferably, it is 2-3.
これらの中でも、ホスト液晶に対する溶解性を高める観点から、Ar2は、1,4−フェニレン基、1,4−ナフチレン基、1,4−(2,3−ジメチル)フェニレン基、1,4−(5,6,7,8−テトラヒドロ)ナフチレン基、4,7−インダン基のいずれかであることが好ましい。 Among these, from the viewpoint of increasing the solubility in the host liquid crystal, Ar 2 is a 1,4-phenylene group, a 1,4-naphthylene group, a 1,4- (2,3-dimethyl) phenylene group, 1,4- A (5,6,7,8-tetrahydro) naphthylene group or a 4,7-indane group is preferred.
一般式(I)中、n2は、1又は2であることが好ましい。
ここで、n2が1の場合、ホスト液晶に対する溶解性を高める観点から、Ar2は、置換基を有していてもよい1,4−(5,6,7,8−テトラヒドロ)ナフチレン基又は置換基を有していてもよい4,7−インダン基であることが好ましい。
また、n2が2の場合、ホスト液晶に対する溶解性を高める観点から、一般式(I)中に存在する2つのAr2のうち少なくも一方のAr2は、置換基を有していてもよい1,4−(5,6,7,8−テトラヒドロ)ナフチレン基又は置換基を有していてもよい4,7−インダン基であることが好ましい。また、他方のAr2は、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1,4−ナフチレン基であることが好ましい。このとき2以上のAr2の結合順は任意である。
In general formula (I), n 2 is preferably 1 or 2.
Here, when n 2 is 1, Ar 2 is a 1,4- (5,6,7,8-tetrahydro) naphthylene group which may have a substituent from the viewpoint of enhancing the solubility in the host liquid crystal. Or it is preferable that it is a 4,7-indane group which may have a substituent.
Also, when n 2 is 2, from the viewpoint of enhancing the solubility host liquid crystal, also one of Ar 2 less of the general formula (I) of the two present in the Ar 2 are have a substituent A good 1,4- (5,6,7,8-tetrahydro) naphthylene group or a 4,7-indane group which may have a substituent is preferable. The other Ar 2 is preferably a 1,4-phenylene group which may have a substituent or a 1,4-naphthylene group which may have a substituent. At this time, the bonding order of two or more Ar 2 is arbitrary.
<Ar1及びn1>
Ar1は、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1,4−ナフチレン基を表す。n1は、1以上の整数を表す。ここでn1が2以上の整数の場合、上記一般式(I)中に複数のAr1が存在することになるが、このとき複数存在するAr1は、同一であっても異なっていてもよい。特に好ましくは、n1が1であり、Ar1が置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基である。Ar1の置換基としては、前述のとおり、本発明の効果を阻害しない範囲であれば特に限定されず、アルキル基、アルコキシ基、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等が挙げられる。このうち好ましくはアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子である。
<Ar 1 and n 1 >
Ar 1 represents a 1,4-phenylene group which may have a substituent or a 1,4-naphthylene group which may have a substituent. n 1 represents an integer of 1 or more. Here, when n 1 is an integer of 2 or more, there are a plurality of Ar 1 in the general formula (I). At this time, a plurality of Ar 1 may be the same or different. Good. Particularly preferably, n 1 is 1, and Ar 1 is a 1,4-phenylene group which may have a substituent. As described above, the substituent for Ar 1 is not particularly limited as long as it does not inhibit the effect of the present invention, and an alkyl group, an alkoxy group, a cyano group, a nitro group, an alkylsulfonyl group, a halogenated alkyl group, a halogen atom, and the like. An atom, an alkoxycarbonyl group, etc. are mentioned. Of these, an alkyl group, an alkoxy group, a halogenated alkyl group, and a halogen atom are preferable.
<X1及びR1>
X1は、酸素原子又は−NR1−を表す。ここでR1は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基又はアルコキシ基を表す。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、オクチル基等が挙げられるが、これらに限定されない。また、アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基等が挙げられるが、これらに限定されない。さらに、アルキニル基としては、エチニル基、プロパ−2−イン−1−イル基等が挙げられるが、これらに限定されない。また、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が挙げられるが、これらに限定されない。これらの中でも、R1は、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基が好ましい。
<X 1 and R 1 >
X 1 represents an oxygen atom or —NR 1 —. Here, R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group or an alkoxy group. Examples of the alkyl group include, but are not limited to, 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. Examples of the alkenyl group include, but are not limited to, a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, a butenyl group, a pentenyl group, a hexenyl group, and a heptenyl group. Furthermore, examples of the alkynyl group include, but are not limited to, an ethynyl group and a prop-2-yn-1-yl group. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group, a tert-butoxy group, a hexyloxy group, and an octyloxy group. However, it is not limited to these. Among these, R 1 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
<L1>
L1は、環状構造及びアゾ結合を含まない、二価の連結基又は直接結合を表す。この二価の連結基としては、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の直鎖状又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の直鎖状又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の直鎖状又は分岐状のアルキニレン基;オキシカルボニル基、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等のアルキレン基で置換されていてもよいオキシカルボニル基;カルボニルオキシ基、メチレンカルボニルオキシ基等のアルキレン基で置換されていてもよいカルボニルオキシ基、アルキレンオキシ基、アルキレンカルボニル基等が挙げられるが、これらに限定されない。これらの中でも、L1は、メチレン基が好ましい。
<L 1 >
L 1 represents a divalent linking group or a direct bond that does not contain a cyclic structure and an azo bond. Examples of the divalent linking group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, an isopropylene group, a butylene group, an isobutylene group, a sec-butylene group, a tert-butylene group, a hexylene group, and an octylene group. A linear or branched alkylene group of 2 to 10 carbon atoms such as vinylene group, propenylene group, isopropenylene group, butenylene group, isobutenylene group, sec-butenylene group, tert-butenylene group, hexenylene group, octenylene group, etc. A linear or branched alkenylene group having 2 to 10 carbon atoms such as an ethynylene group, a propynylene group, an isopropynylene group, a butynylene group, an isobutynylene group, a sec-butynylene group, a tert-butynylene group, a hexynylene group, and an octynylene group. Linear or branched alkynylene group; oxycarboni Group, methyleneoxycarbonyl group, ethyleneoxycarbonyl group, propyleneoxycarbonyl group, isopropyleneoxycarbonyl group, oxycarbonyl group optionally substituted by alkylene group such as tert-butyleneoxycarbonyl group; carbonyloxy group, methylenecarbonyl Examples include, but are not limited to, a carbonyloxy group, an alkyleneoxy group, and an alkylenecarbonyl group that may be substituted with an alkylene group such as an oxy group. Among these, L 1 is preferably a methylene group.
<A1及びn3>
A1は、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−ジイル基を表す。n3は、0以上の整数を表す。ここでn3が2以上の整数の場合、上記一般式(I)中に複数のA1が存在することになるが、このとき複数存在するA1は、同一であっても異なっていてもよい。好ましくはn3が0であるか、又は、n3が1又は2であり且つA1が置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基である。ここで、n3が2の場合、上記一般式(I)中に存在する2つのA1がともに無置換の1,4−フェニレン基(すなわち、ビフェニル)であるか、又は、少なくとも一方のA1が置換基として1〜4個のハロゲン原子を有する1,4−フェニレン基であり且つ他方のA1が無置換の1,4−フェニレン基である(すなわち、ハロゲン置換ビフェニル)であることが好ましい。このとき2以上のA1の結合順は任意である。
<A 1 Oyobin 3>
A 1 represents a 1,4-phenylene group which may have a substituent or a (E) -cyclohexane-1,4-diyl group which may have a substituent. n 3 represents an integer of 0 or more. Here, when n 3 is an integer of 2 or more, there are a plurality of A 1 in the general formula (I). At this time, a plurality of A 1 may be the same or different. Good. Preferably n 3 is 0, or n 3 is 1 or 2, and A 1 is a 1,4-phenylene group which may have a substituent. Here, when n 3 is 2, two A 1 present in the general formula (I) are both unsubstituted 1,4-phenylene groups (ie, biphenyl), or at least one A 1 is a 1,4-phenylene group having 1 to 4 halogen atoms as a substituent, and the other A 1 is an unsubstituted 1,4-phenylene group (that is, a halogen-substituted biphenyl). preferable. At this time, the joining order of two or more A 1 is arbitrary.
<B1及びB2>
B1及びB2は、それぞれ独立して、環状構造及びアゾ結合を含まない二価の連結基又は直接結合を表す。この二価の連結基としては、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の直鎖状又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の直鎖状又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の直鎖状又は分岐状のアルキニレン基;1,2−エタンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等のアルカンジオールの水酸基から水素を除いた、アルカンジオール残基;オキシカルボニル基、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等のアルキレン基で置換されていてもよいオキシカルボニル基;カルボニルオキシ基、メチレンカルボニルオキシ基等のアルキレン基で置換されていてもよいカルボニルオキシ基、アルキレンオキシ基、アルキレンカルボニル基等が挙げられるが、これらに限定されない。これらの中でも、B1及びB2のいずれか一方が炭素数2〜8のアルカンジオール残基であり且つ他方が直接結合であることが好ましく、より好ましくは、B1及びB2のいずれか一方が炭素数4〜6のアルカンジオール残基であることである。
<B 1 and B 2>
B 1 and B 2 each independently represent a divalent linking group or a direct bond not containing a cyclic structure and an azo bond. Examples of the divalent linking group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, an isopropylene group, a butylene group, an isobutylene group, a sec-butylene group, a tert-butylene group, a hexylene group, and an octylene group. A linear or branched alkylene group of 2 to 10 carbon atoms such as vinylene group, propenylene group, isopropenylene group, butenylene group, isobutenylene group, sec-butenylene group, tert-butenylene group, hexenylene group, octenylene group, etc. A linear or branched alkenylene group having 2 to 10 carbon atoms such as an ethynylene group, a propynylene group, an isopropynylene group, a butynylene group, an isobutynylene group, a sec-butynylene group, a tert-butynylene group, a hexynylene group, and an octynylene group. Linear or branched alkynylene group; 1,2-ethane All, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,4-pentanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol Alkanediol residues obtained by removing hydrogen from the hydroxyl group of alkanediol such as oxycarbonyl group, methyleneoxycarbonyl group, ethyleneoxycarbonyl group, propyleneoxycarbonyl group, isopropyleneoxycarbonyl group, tert-butyleneoxycarbonyl group, etc. An oxycarbonyl group optionally substituted with an alkylene group; a carbonyloxy group optionally substituted with an alkylene group such as a carbonyloxy group or a methylenecarbonyloxy group, an alkyleneoxy group, an alkylenecarbonyl group, etc. Limited to There. Among these, it is preferable that either one of B 1 and B 2 are directly bonded and the other is an alkane diol residue having 2 to 8 carbon atoms, more preferably, one of B 1 and B 2 on the other hand Is an alkanediol residue having 4 to 6 carbon atoms.
<R2及びR3>
R2及びR3は、各々独立して、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基を表す。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、オクチル基等が挙げられるが、これらに限定されない。また、アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基等が挙げられるが、これらに限定されない。さらに、アルキニル基としては、エチニル基、プロパ−2−イン−1−イル基等が挙げられるが、これらに限定されない。また、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が挙げられるが、これらに限定されない。R2及びR3は、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数2〜10のアルキニル基、炭素数1〜10のアルコキシ基が好ましく、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基、炭素数1〜10の直鎖状のアルコキシ基がより好ましく、炭素数3〜8の直鎖状のアルキル基、炭素数3〜8の直鎖状のアルコキシ基がさらに好ましい。とりわけ、ホスト液晶に対する溶解性を高める観点から、R2及びR3は、低極性で極性分子長を伸張する構造、液晶分子の部分構造などが好ましく、炭素数4〜7の直鎖状のアルキル基が特に好ましく、炭素数5〜7の直鎖状のアルキル基が特に好ましい。また、ホスト液晶に対する溶解性を高める観点から、R2及びR3の炭素数の総和は、7〜13が好ましく、より好ましくは10〜12である。また、これらのアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基は、ハロゲン原子で置換されていても良く、特に水素が全てハロゲン原子で置き換えられたフルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基が好ましい。
<R 2 and R 3 >
R 2 and R 3 each independently represents an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, or an alkoxy group. Examples of the alkyl group include, but are not limited to, 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. Examples of the alkenyl group include, but are not limited to, a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, a butenyl group, a pentenyl group, a hexenyl group, and a heptenyl group. Furthermore, examples of the alkynyl group include, but are not limited to, an ethynyl group and a prop-2-yn-1-yl group. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group, a tert-butoxy group, a hexyloxy group, and an octyloxy group. However, it is not limited to these. R 2 and R 3 are each a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms. Preferably, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a linear alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms is more preferable, a linear alkyl group having 3 to 8 carbon atoms, or 3 carbon atoms. A linear alkoxy group of ˜8 is more preferred. In particular, from the viewpoint of increasing the solubility in the host liquid crystal, R 2 and R 3 preferably have a low polarity and a structure that extends the polar molecular length, a partial structure of the liquid crystal molecule, etc., and a linear alkyl having 4 to 7 carbon atoms. Group is particularly preferable, and a linear alkyl group having 5 to 7 carbon atoms is particularly preferable. In addition, from the viewpoint of increasing the solubility in the host liquid crystal, the total number of carbon atoms of R 2 and R 3 is preferably 7 to 13, and more preferably 10 to 12. Further, these alkyl group, alkenyl group, alkynyl group and alkoxy group may be substituted with a halogen atom, and a fluoroalkyl group and a fluoroalkoxy group in which all of hydrogen is replaced with a halogen atom are particularly preferable.
<A2及びA5並びにn4及びn7>
A2及びA5は、それぞれ独立して、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−ジイル基を表す。n4及びn7は、各々独立して、1以上の整数を表す。ここでn4又はn7が2以上の整数の場合、上記一般式(I)中に複数のA2又はA5が存在することになるが、このとき複数存在するA2又はA5は、同一であっても異なっていてもよい。特に好ましくは、n4及びn7が1であり、A2及びA5が置換基を有していてもよい(E)−シクロヘキサン−1,4−ジイル基である。
<A 2 OyobiA 5 Narabinin 4 Oyobin 7>
A 2 and A 5 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. Represents. n 4 and n 7 each independently represents an integer of 1 or more. Here, when n 4 or n 7 is an integer of 2 or more, a plurality of A 2 or A 5 are present in the general formula (I). At this time, a plurality of A 2 or A 5 is They may be the same or different. Particularly preferably, n 4 and n 7 are 1, and A 2 and A 5 are optionally substituted (E) -cyclohexane-1,4-diyl groups.
<A3及びA4並びにn5及びn6>
A3及びA4は、それぞれ独立して、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−ジイル基を表す。n5及びn6は、各々独立して、1以上の整数を表す。ここでn5又はn6が2以上の整数の場合、上記一般式(I)中に複数のA3又はA4が存在することになるが、このとき複数存在するA3又はA4は、同一であっても異なっていてもよい。特に好ましくは、n5及びn6が1であり、A3及びA4が置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基である。
<A 3 OyobiA 4 Narabinin 5 Oyobin 6>
A 3 and A 4 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. Represents. n 5 and n 6 each independently represents an integer of 1 or more. Here, when n 5 or n 6 is an integer of 2 or more, a plurality of A 3 or A 4 are present in the general formula (I). At this time, a plurality of A 3 or A 4 is They may be the same or different. Particularly preferably, n 5 and n 6 are 1, and A 3 and A 4 are 1,4-phenylene groups which may have a substituent.
なお、A2〜A5において、1,4−フェニレン基及び(E)−シクロヘキサン−1,4−ジイル基が有していてもよい置換基としては、アルコキシ基、アルキル基等の電子供与性の基;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等の電子吸引性の基等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらの具体例については、Ar2において説明したものと同様である。 In addition, in A 2 to A 5 , examples of the substituent that the 1,4-phenylene group and (E) -cyclohexane-1,4-diyl group may have include an electron donating property such as an alkoxy group and an alkyl group. Groups such as cyano group, nitro group, alkylsulfonyl group, halogenated alkyl group, halogen atom, alkoxycarbonyl group and the like, but not limited thereto. Specific examples thereof are the same as those described in Ar 2 .
<B3及びB4>
B3及びB4は、それぞれ独立して、環状構造及びアゾ結合を含まない、二価の連結基又は直接結合を表す。B3及びB4の好ましい態様は、B1及びB2と同様である。
<B 3 and B 4>
B 3 and B 4 each independently represent a divalent linking group or a direct bond that does not contain a cyclic structure and an azo bond. A preferred embodiment of B 3 and B 4 are the same as B 1 and B 2.
また、上記一般式(I)で表されるアゾ系二色性色素の中でも、下記一般式(II)で表されるものがより好ましい。
上記一般式(I)又は(II)で表されるアゾ系二色性色素は、アルキル置換された1,4−フェニレン基がAr2として導入されていることにより、高いオーダーパラメーターとホスト液晶への高い溶解性が両立しているという利点を備えたものとなる。
また、より好ましくは、下記一般式(Ia)〜(Ic)のいずれかで表されるアゾ系二色性色素である。
The azo dichroic dye represented by the general formula (I) or (II) has a high order parameter and a host liquid crystal due to the introduction of an alkyl-substituted 1,4-phenylene group as Ar 2 . It has the advantage that high solubility is compatible.
More preferably, it is an azo dichroic dye represented by any one of the following general formulas (Ia) to (Ic).
上記一般式(Ia)〜(Ic)中、Qの具体例としては、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、エチルシクロペンタン、ジメチルシクロペンタン、メチルエチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン等の置換基を有していてもよい炭素数5又は6のシクロアルカンが挙げられる。置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、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等が挙げられ、特に好ましくは炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアルキル基、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖のアルコキシ基である。 In the above general formulas (Ia) to (Ic), specific examples of Q include cyclopentane, methylcyclopentane, ethylcyclopentane, dimethylcyclopentane, methylethylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, dimethylcyclohexane, etc. And a cycloalkane having 5 or 6 carbon atoms which may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a cyano group, a nitro group, an alkylsulfonyl group, a halogenated alkyl group, a halogen atom, and an alkoxycarbonyl group, and particularly preferably a linear or branched group having 1 to 10 carbon atoms. A chain alkyl group, or a linear or branched alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms.
上記一般式(Ia)〜(Ic)で表されるアゾ系二色性色素は、シクロアルカンQと1,4−フェニレン基とが縮合した縮合環がAr2として導入されていることにより、高いオーダーパラメーターを保持しながらも、ホスト液晶への溶解性がより一層高められているという利点を備えたものとなる。 The azo dichroic dyes represented by the general formulas (Ia) to (Ic) are high because a condensed ring in which a cycloalkane Q and a 1,4-phenylene group are condensed is introduced as Ar 2. While maintaining the order parameters, the solubility in the host liquid crystal is further enhanced.
<分子量>
上記のアゾ系二色性色素は、ホスト液晶への溶解性及び応答速度の点から、分子量は通常3000以下であり、好ましくは1500以下である。また、分子量は450以上が好ましく、550以上がより好ましい。
<Molecular weight>
The above azo dichroic dye has a molecular weight of usually 3000 or less, preferably 1500 or less, from the viewpoint of solubility in the host liquid crystal and response speed. The molecular weight is preferably 450 or more, and more preferably 550 or more.
<具体例>
上記一般式(I)又は(Ia)〜(Ic)で表されるアゾ系二色性色素の部分構造例を以下に例示するが、本発明はその要旨を越えない限り、これらに特に限定されるものではない。
<Specific example>
Examples of partial structures of the azo dichroic dyes represented by the above general formulas (I) or (Ia) to (Ic) will be exemplified below, but the present invention is not particularly limited to these unless it exceeds the gist. It is not something.
このうち特に好ましい部分構造としては、Ar1からAr2までに相当する部分が、以下の部分構造を有することである。
<合成方法>
上記一般式(I)で表されるアゾ系二色性色素は、既知の方法、例えばA.V.Ivashchenko著「Dichroic Dye for Liquid Crystal Display」(CMC社、1994年発行)、堀口博著「総説合成染料」(三共出版、1968年発行)、特開平10−60446号公報及びこれらに引用されている文献に記載の方法等を用いて反応させることにより合成できる。
The azo dichroic dye represented by the general formula (I) can be obtained by a known method such as A.I. V. Cited by Ivashchenko, “Dicroic Dye for Liquid Crystal Display” (CMC, published in 1994), Horiguchi Hiroshi, “Review Synthetic Dye” (Sankyo Publishing, published in 1968), Japanese Patent Laid-Open No. 10-60446 It can be synthesized by reacting using methods described in the literature.
[液晶組成物]
上記一般式(I)で表されるアゾ系二色性色素の1種又は2種以上を、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、液晶組成物を調製することができる。具体的には、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等が挙げられる。また、例えば特開平3−14892号公報などに記載の化合物も好適に使用可能である。
[Liquid crystal composition]
Mixing one kind or two or more kinds of azo dichroic dyes represented by the above general formula (I) into various host liquid crystal compounds or host liquid crystal compositions containing these compounds by a known method. Thus, a liquid crystal composition can be prepared. Specifically, biphenyl showing a nematic or smectic phase described in pages 154 to 192 and pages 715 to 722 of the “Liquid Crystal Device Handbook” (Nikkan Kogyo Shimbun, published in 1989) edited by the 142th Committee of the Japan Society for the Promotion of Science. Examples thereof include various host liquid crystal compounds such as phosphatides, phenylcyclohexanes, phenylpyrimidines, and cyclohexylcyclohexanes, or host liquid crystal compositions containing these compounds. Further, for example, compounds described in JP-A-3-14892 can be suitably used.
好ましいホスト液晶の種類は駆動方式により異なるが、例えば駆動方式がアクティブマトリックス型である場合はフッ素系液晶が好ましい。ホスト液晶化合物としては、例えば、下記一般式(VIII)〜(XII)で表されるNp型液晶化合物やNn型液晶化合物が挙げられる。 The type of the preferred host liquid crystal varies depending on the driving method. For example, when the driving method is an active matrix type, fluorine-based liquid crystal is preferable. Examples of the host liquid crystal compound include Np-type liquid crystal compounds and Nn-type liquid crystal compounds represented by the following general formulas (VIII) to (XII).
〔式(VIII)〜(XII)中、環Bは、シクロヘキサン環、ベンゼン環、ジオキサン環、又はピリミジン環を示し、qは1〜3の整数を示す。Zは、直接結合、−CO−O−、−CH2CH2−、−CH=CH−、又は−C≡C−を示す。Y1及びY3は各々独立して、水素原子、又はフッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を示し、Y2はフッ素原子、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。Y7及びY8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。Y11及びY13はシアノ基を示す。Y4、Y5、Y6、Y9、Y10、Y12、及びY14は各々独立して、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、又は炭素数2〜10のアルコキシアルキル基を示す。〕 [In Formulas (VIII) to (XII), Ring B represents a cyclohexane ring, a benzene ring, a dioxane ring, or a pyrimidine ring, and q represents an integer of 1 to 3. Z represents a direct bond, —CO—O—, —CH 2 CH 2 —, —CH═CH—, or —C≡C—. Y 1 and Y 3 each independently represent a hydrogen atom or a halogen atom such as a fluorine atom or a chlorine atom, and Y 2 represents a halogen atom such as a fluorine atom or a chlorine atom, or a halogen atom such as a fluorine atom or a chlorine atom. A C1-C7 alkyl group as a substituent, also an alkenyl group, an alkoxy group, a substituted alkyl group, a substituted alkenyl group, a cyclohexyl group having a substituted alkoxy group as a substituent, or a substituted alkyl group thereof, substituted The phenyl group which has an alkenyl group and a substituted alkoxy group as a substituent is shown. Y 7 and Y 8 each independently represent a cyano group or a halogen atom such as a fluorine atom or a chlorine atom. Y 11 and Y 13 represent a cyano group. Y 4 , Y 5 , Y 6 , Y 9 , Y 10 , Y 12 , and Y 14 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or 1 to 10 carbon atoms. Or an alkoxyalkyl group having 2 to 10 carbon atoms. ]
なお、本実施形態の液晶組成物としては、上記一般式(I)で表されるアゾ系二色性色素以外の二色性色素、及び、コレステリルノナノエート等の、液晶相を示しても示さなくてもよい光学活性物質や、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の各種添加剤を含有していてもよい。 The liquid crystal composition of the present embodiment also shows a dichroic dye other than the azo dichroic dye represented by the general formula (I) and a liquid crystal phase such as cholesteryl nonanoate. Various additives such as an optically active substance that is not necessary, an ultraviolet absorber, and an antioxidant may be contained.
液晶組成物中における上記一般式(I)で表されるアゾ系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はその合計として、0.05重量%以上、15重量%以下が好ましく、より好ましくは0.1重量%以上、5重量%以下である。 The content ratio of the azo dichroic dye represented by the general formula (I) in the liquid crystal composition is not particularly limited, but when it contains two or more, It is preferably from 15% by weight to 15% by weight, more preferably from 0.1% by weight to 5% by weight.
上記一般式(I)で表されるアゾ系二色性色素は、通常、クロロホルム中で、390〜650nmに吸収極大波長を有する。 The azo dichroic dye represented by the general formula (I) usually has an absorption maximum wavelength at 390 to 650 nm in chloroform.
ここで、クロロホルム中での吸収極大波長は、二色性色素1mgを秤量し、クロロホルムに溶解して1mg/100mlとなるように調製した後、光路長1cmの石英セルに溶液を入れ、クロロホルムをリファレンスとして分光光度計U4100(日立ハイテクノロジーズ社製)を用い、380nm〜780nmの吸光度を測定することにより求めることができる。 Here, the absorption maximum wavelength in chloroform was measured by weighing 1 mg of the dichroic dye and dissolving it in chloroform so as to be 1 mg / 100 ml. Then, the solution was put in a quartz cell having an optical path length of 1 cm. Using a spectrophotometer U4100 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) as a reference, it can be determined by measuring absorbance at 380 nm to 780 nm.
また、上記一般式(I)で表されるアゾ系二色性色素は、好ましくは0.81以上、より好ましくは0.82以上のオーダーパラメーター(S値)を有する。ここで、二色性色素のオーダーパラメーター(S値)は、二色比の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を示す。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 azo dichroic dye represented by the general formula (I) preferably has an order parameter (S value) of 0.81 or more, more preferably 0.82 or more. Here, the order parameter (S value) of the dichroic dye is based on the following formula described in the “Liquid Crystal Device Handbook” edited by the 142th Committee of the Japan Society for the Promotion of Science based on the spectroscopic measurement of the dichroic ratio. Can be sought.
S = (A // − A⊥ ) / ( 2A⊥ + A // )
Here, "A //" and "A ⊥", respectively, indicating the absorbance of the dye to light polarized parallel and perpendicular to the orientation direction of the liquid crystal. The S value theoretically takes a value in the range of 0 to 1, and as the value approaches 1, the contrast as a guest-host type liquid crystal element is improved.
[液晶素子]
上記一般式(I)で表されるアゾ系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、液晶素子とすることができる。液晶素子としては種々の種類があるが、本実施形態の液晶素子は、その適用範囲は特に限定されず、例えば、松本正一、角田市良著「液晶の最新技術」(工業調査会、1983年発行)第34頁、J.L.Fergason,SID85Digest,68(1985)、日本学術振興会第142委員会編「液晶デバイスハンドブック」(日刊工業新聞社、1989発行)第315〜329頁等に記載されているHeilmeier型ゲストホスト、相転移型ゲストホスト等のゲストホスト効果を利用した各種液晶素子として構成することができる。
[Liquid crystal element]
By sandwiching a liquid crystal layer containing the liquid crystal composition containing the azo dichroic dye represented by the general formula (I) between two substrates with electrodes, at least one of which is transparent, can do. There are various types of liquid crystal elements, but the application range of the liquid crystal elements of this embodiment is not particularly limited. For example, Shoichi Matsumoto and Ryo Tsunoda, “Latest Technology for Liquid Crystals” (Industry Research Committee, 1983). (Issued in year), p. L. Heilmeier-type guest host described in Fergason, SID85Digest, 68 (1985), “Liquid Crystal Device Handbook” (Nikkan Kogyo Shimbun, 1989), pages 315 to 329, etc. It can be configured as various liquid crystal elements utilizing a guest host effect such as a type guest host.
透明な電極の基板としては、特に限定されないが、ガラス板、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂等の各種合成樹脂板が好適に用いられる。基板上に形成される透明電極層としては、特に限定されないが、酸化インジウム、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化スズ等の金属酸化物からなるものが好適に用いられる。透明電極層の液晶に接する表面は、必要に応じて配向処理を施すことができる。該配向処理の方法としては、例えばオクタデシルジメチル〔3−(トリメトキシシリル)プロピル〕アンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド等を塗布して垂直配向する方法、ポリイミドを塗布して平行配向する方法、綿布、脱脂綿等でラビングして平行配向にする方法、SiOxを斜めの角度から蒸着して平行配向する方法等の公知の方法を適宜用いることができる。 Although it does not specifically limit as a board | substrate of a transparent electrode, Various synthetic resin boards, such as a glass plate, an acrylic resin, a polycarbonate resin, an epoxy resin, are used suitably. Although it does not specifically limit as a transparent electrode layer formed on a board | substrate, What consists of metal oxides, such as an indium oxide, an indium tin oxide (ITO), a tin oxide, is used suitably. The surface of the transparent electrode layer in contact with the liquid crystal can be subjected to an alignment treatment as necessary. Examples of the alignment treatment method include a method in which octadecyldimethyl [3- (trimethoxysilyl) propyl] ammonium chloride, hexadecyltrimethylammonium bromide and the like are applied for vertical alignment, a method in which polyimide is applied in parallel alignment, and a cotton cloth. Well-known methods such as a method of rubbing with absorbent cotton or the like for parallel orientation and a method of vapor-depositing SiOx from an oblique angle for parallel orientation can be appropriately used.
2枚の電極付基板は互いに配向処理面が対向するように配置され、スペーサー等を介して一体化することで、2枚の電極付基板間にその間隔が例えば1〜50μm、好ましくは1〜15μmとなるように空間を設けた素子(セル)を形成し、この空間の中に液晶を封入する。 The two electrode-attached substrates are arranged so that the alignment treatment surfaces face each other, and are integrated through a spacer or the like so that the distance between the two electrode-attached substrates is, for example, 1 to 50 μm, preferably 1 to An element (cell) having a space so as to be 15 μm is formed, and liquid crystal is sealed in this space.
本実施形態の液晶素子は、液晶素子のモードに関して種々のものに適用可能である。とりわけ、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は、偏光板を用いなくても高コントラストで表示が明るいため、反射型液晶表示素子として特に好ましい。 The liquid crystal element of the present embodiment can be applied to various types of liquid crystal element modes. In particular, a phase transition mode obtained by adding an optically active substance to a nematic liquid crystal composition is particularly preferable as a reflective liquid crystal display element because a high contrast and bright display can be achieved without using a polarizing plate.
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はホスト液晶化合物分子、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, 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 host 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、ホスト液晶化合物分子6はコレステリック相を示し、二色性色素分子7もホスト液晶化合物分子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。一方、電圧印加時には(図1)、ホスト液晶化合物分子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、この液晶素子は、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 host liquid crystal compound molecule 6 exhibits a cholesteric phase, and the dichroic dye molecule 7 also exhibits a cholesteric structure together with the host liquid crystal compound molecule 6. Therefore, even if the incident light 1 is natural light, It is absorbed by the dichroic dye molecule 7 without using a polarizing plate. On the other hand, when voltage is applied (FIG. 1), the host liquid crystal compound molecules 6 and the dichroic dye molecules 7 are arranged in the direction of the electric field, so that light is transmitted and reflected by the reflective layer 9. Thus, this liquid crystal element can control transmission and absorption of light depending on the presence or absence of an electric field.
本実施形態の二色性色素は、高いオーダーパラメーターを有するのみならず、ホスト液晶に対する溶解性が殊に高められたものであるため、これを用いた液晶組成物及び液晶素子は、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に好適に利用することができる。 The dichroic dye of this embodiment not only has a high order parameter, but also has a particularly high solubility in the host liquid crystal. Therefore, a liquid crystal composition and a liquid crystal device using the same are used in computers, watches, and the like. It can be suitably used for various electro-optical devices such as display elements for calculators, electro-optical shutters, electro-optical apertures, optical communication optical path switching switches, optical modulators, and the like.
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。なお、以下において特に断りのない限り、「部」は「質量部」を表す。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited at all by these Examples. The present invention can adopt various conditions as long as the object of the present invention is achieved without departing from the gist of the present invention. In the following, “part” means “part by mass” unless otherwise specified.
(実施例1)
実施例1のアゾ系二色性色素は、以下の手順で合成した。
The azo dichroic dye of Example 1 was synthesized by the following procedure.
中間体M52(450mg,0.94mmol)をNMP:DMF=8:17(23ml)に希釈し、氷浴にて冷却した。35%塩酸水溶液(0.26ml,2.8mmol)、亜硝酸ナトリウム(68mg,0.95mmol)の水(0.5ml)水溶液を滴下し、5℃以下を保ちながら1時間攪拌し、ジアゾニウム塩溶液を得た。別のフラスコに中間体M08(587mg,0.94mmol)及びテトラヒドロフラン(25ml)を仕込み、氷浴にて冷却した。ここに、前述で調製したジアゾニウム塩溶液をゆっくりと滴下し、30分攪拌した。反応液を室温に昇温後、酢酸ナトリウム(10g)の水(150ml)溶液を滴下し、ろ過して得られた固体をシリカゲル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、150ml,クロロホルム)にて精製し、留出部を50ml程度まで濃縮した。濃縮後の溶液を30分静置後にろ過し、実施例1の化合物(102mg,収率10%)を取得した。質量分析(MALDI−MS)により、水素付加分子イオンを確認し、上記式で表されるアゾ系二色性色素であると同定した。 Intermediate M52 (450 mg, 0.94 mmol) was diluted to NMP: DMF = 8: 17 (23 ml) and cooled in an ice bath. A 35% aqueous hydrochloric acid solution (0.26 ml, 2.8 mmol) and an aqueous solution of sodium nitrite (68 mg, 0.95 mmol) in water (0.5 ml) were added dropwise, and the mixture was stirred for 1 hour while maintaining the temperature at 5 ° C. or lower, and a diazonium salt solution Got. A separate flask was charged with intermediate M08 (587 mg, 0.94 mmol) and tetrahydrofuran (25 ml) and cooled in an ice bath. The diazonium salt solution prepared above was slowly added dropwise thereto and stirred for 30 minutes. The temperature of the reaction solution was raised to room temperature, a solution of sodium acetate (10 g) in water (150 ml) was added dropwise, and the solid obtained by filtration was subjected to silica gel column chromatography (N60 silica gel neutral, 150 ml, chloroform, manufactured by Kanto Kagaku). The distillate was concentrated to about 50 ml. The concentrated solution was allowed to stand for 30 minutes and then filtered to obtain the compound of Example 1 (102 mg, yield 10%). The hydrogenated molecular ions were confirmed by mass spectrometry (MALDI-MS), and identified as an azo dichroic dye represented by the above formula.
(比較例1)
比較例1のアゾ系二色性色素は、実施例1と同様の条件で中間体M59と中間体M08から合成した。
The azo dichroic dye of Comparative Example 1 was synthesized from Intermediate M59 and Intermediate M08 under the same conditions as in Example 1.
(実施例2)
実施例2のアゾ系二色性色素は、実施例1と同様の条件で中間体M47と中間体M19から合成した。
The azo dichroic dye of Example 2 was synthesized from Intermediate M47 and Intermediate M19 under the same conditions as in Example 1.
(比較例2)
比較例2のアゾ系二色性色素は、実施例1と同様の条件で中間体M53と中間体M19から合成した。
The azo dichroic dye of Comparative Example 2 was synthesized from Intermediate M53 and Intermediate M19 under the same conditions as in Example 1.
(実施例3)
実施例3のアゾ系二色性色素は、以下の手法で合成した。
The azo dichroic dye of Example 3 was synthesized by the following method.
中間体M49(346mg,0.62mmol)をジメチルホルムアミド(15ml,43VR)に希釈させ、中間体M07(350mg,0.62mmol,1MR)、炭酸カリウム(171mg,1.24mmol,2MR),テトラn−ブチルアンモニウムヨージド(10mg)を添加した。4日間室温にて反応後、水(20ml)を添加し、析出した固体をろ過し、シリカゲルカラム(吸着法、関東化学製N60中性 100ml+富士シリシア製DNHシリカゲル30ml+同社製NHシリカゲル30ml、クロロホルム/へキサン=1/1−1/0)にて精製し、留出部を液量が約50ml程度になるまで濃縮後、ろ過し、黄褐色固体として実施例3の化合物(220mg,LCarea99%,収率33%)を取得した。質量分析(MALDI−MS)により、水素付加分子イオンを確認し、上記式で表されるアゾ系二色性色素であると同定した。 Intermediate M49 (346 mg, 0.62 mmol) was diluted in dimethylformamide (15 ml, 43VR), intermediate M07 (350 mg, 0.62 mmol, 1MR), potassium carbonate (171 mg, 1.24 mmol, 2MR), tetra n- Butylammonium iodide (10 mg) was added. After reacting at room temperature for 4 days, water (20 ml) was added, the precipitated solid was filtered, and a silica gel column (adsorption method, N60 neutral 100 ml manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., 30 ml DNH silica gel produced by Fuji Silysia + 30 ml NHK silica gel produced by the same company, chloroform / The product was purified by hexane = 1 / 1-1 / 0), and the distillate was concentrated until the liquid volume became about 50 ml, filtered, and the compound of Example 3 (220 mg, LCarea 99%, Yield 33%) was obtained. The hydrogenated molecular ions were confirmed by mass spectrometry (MALDI-MS), and identified as an azo dichroic dye represented by the above formula.
(実施例4)
実施例4のアゾ系二色性色素は、実施例3と同様の手法で中間体M48と中間体M54から合成した。
The azo dichroic dye of Example 4 was synthesized from Intermediate M48 and Intermediate M54 in the same manner as in Example 3.
(比較例3)
比較例3のアゾ系二色性色素は、実施例1と同様の条件で中間体M53と中間体M55から合成した。
The azo dichroic dye of Comparative Example 3 was synthesized from Intermediate M53 and Intermediate M55 under the same conditions as in Example 1.
(実施例5)
実施例5のアゾ系二色性色素は、実施例1と同様の条件で中間体M47と中間体M32から合成した。
The azo dichroic dye of Example 5 was synthesized from Intermediate M47 and Intermediate M32 under the same conditions as in Example 1.
(比較例4)
比較例4のアゾ系二色性色素は、実施例1と同様の条件で中間体M53と中間体M32から合成した。
The azo dichroic dye of Comparative Example 4 was synthesized from Intermediate M53 and Intermediate M32 under the same conditions as in Example 1.
(実施例6)
実施例6のアゾ系二色性色素は、実施例1と同様の条件で中間体M49と中間体M08から合成した。
The azo dichroic dye of Example 6 was synthesized from Intermediate M49 and Intermediate M08 under the same conditions as in Example 1.
(実施例7)
実施例7のアゾ系二色性色素は、実施例1と同様の条件で中間体M49と中間体M35から合成した。
The azo dichroic dye of Example 7 was synthesized from Intermediate M49 and Intermediate M35 under the same conditions as in Example 1.
(実施例8)
実施例8のアゾ系二色性色素は、実施例1と同様の条件で中間体M47と中間体M34から合成した。
The azo dichroic dye of Example 8 was synthesized from Intermediate M47 and Intermediate M34 under the same conditions as in Example 1.
(比較例5)
比較例5のアゾ系二色性色素は、実施例1と同様の条件で中間体M53と中間体M34から合成した。
The azo dichroic dye of Comparative Example 5 was synthesized from Intermediate M53 and Intermediate M34 under the same conditions as in Example 1.
(中間体の合成)
実施例1〜8及び比較例1〜5に使用される中間体は、以下の手順で合成した。
(Synthesis of intermediate)
The intermediates used in Examples 1-8 and Comparative Examples 1-5 were synthesized by the following procedure.
<中間体M07及びM08の合成>
中間体M01(関東科学製、7.5g,30.6mmol)及び1,4−ジブロモブタン(東京化成製、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M02(9.62g,収率82%)を取得した。
1H-NMR(400 MHz, CDCl3):7.12-7.16(m, 2H), 6.82-6.86(m, 2H), 4.00(t, J = 6.0 Hz, 2H), 3.51(t, J = 6.8 Hz, 2H), 2.39-2.47(m, 1H), 2.05-2.12(m, 2H), 1.87-1.98(m, 6H), 1.21-1.48(m, 13H), 1.00-1.11(m, 2H), 0.92(t, J = 7.0 Hz, 3H)
Intermediate M01 (Kanto Kagaku, 7.5 g, 30.6 mmol) and 1,4-dibromobutane (Tokyo Kasei, 19.8 g, 91.8 mmol, 3MR) were diluted in acetone (60 ml, 30.6 mmol). , Potassium carbonate (8.5 g, 61.2 mmol, 2MR) was added, and the mixture was heated to reflux for 18 hours. The reaction liquid 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 M02 (9.62 g, yield 82%) as a white solid.
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): 7.12-7.16 (m, 2H), 6.82-6.86 (m, 2H), 4.00 (t, J = 6.0 Hz, 2H), 3.51 (t, J = 6.8 Hz , 2H), 2.39-2.47 (m, 1H), 2.05-2.12 (m, 2H), 1.87-1.98 (m, 6H), 1.21-1.48 (m, 13H), 1.00-1.11 (m, 2H), 0.92 (t, J = 7.0 Hz, 3H)
中間体M03(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M04(14.3g,収率85%)を取得した。
1H-NMR(400 MHz, CDCl3):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 = 7.2 Hz, 3H)
Intermediate M03 (Tokyo Kasei, 15.0 g, 70.0 mmol) was diluted in ethanol (300 ml, 20 VR), 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 give an intermediate M04 (14.3 g, yield 85%) as a white solid. Acquired.
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): 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 = 7.2 Hz, 3H)
中間体M04(3.49g,14.4mmol)及びM02(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M05(8.01g,LCarea97%)を取得した。 Intermediates M04 (3.49 g, 14.4 mmol) and M02 (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 added and the mixture was heated to 60 ° 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 M05 (8.01 g, LCarea 97%) as a white solid.
LiAlH4(1.09g,28.8mmol,2MR)を脱水テトラヒドロフラン(関東化学品、405VR)ml)にて懸濁させ、氷冷下、中間体M05(7.82g,14.4mmol)の脱水テトラヒドロフラン(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M06(5.74g,収率80%)を取得した。 LiAlH 4 (1.09g, 28.8mmol, 2MR ) and dehydrated tetrahydrofuran (Kanto Chemical products, 405VR) were suspended in ml), under ice-cooling, anhydrous tetrahydrofuran intermediate M05 (7.82 g, 14.4 mmol) (40 ml, 5VR) Suspension solution was added dropwise little by little. The reaction was warmed to room temperature, and further allowed to react for 1 hour, and then slowly dropped into an ice-cooled 1N aqueous hydrochloric acid solution (160 ml). The 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 M06 (5.74 g, 80% yield) was obtained as a white solid.
中間体M06(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M07(5.78g、収率90%)を取得した。 Intermediate M06 (5.7 g, 11.4 mmol) was diluted in chloroform (60 ml, 10 VR) and triphenylphosphine (4.49 g, 17.1 mmol), carbon tetrabromide (5.31 g, 6.0 mmol) was added. The mixture was added and reacted for 12 hours. Methanol (120 ml) was added dropwise to the reaction solution, and the precipitated solid was filtered to obtain Intermediate M07 (5.78 g, yield 90%) as a pale yellowish white solid.
中間体M07(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M08(5.60g,収率87%)を取得した。 Intermediate M07 (5.7 g, 10.3 mmol) was diluted in N, N-dimethylformamide (57 ml, 10 VR) and potassium carbonate (1.71 g, 12.4 mmol, 1.2 MR) was added to 60 ° C. For 1 hour. The reaction solution was cooled to room temperature, water (100 ml) was slowly added dropwise, the precipitated solid was filtered, and the crystals were washed with methanol (20 ml). Intermediate M08 (5.60 g, yield 87%) was obtained as white crystals.
<中間体M19の合成>
中間体M11(8.00g,33.75mmol)をエタノール(160mL)に溶解させ、硫酸(1mL)を添加し、7時間加熱還流した。反応液を室温に冷却し、水(160mL)を添加し、酢酸エチルにて抽出した。有機層を無水硫酸ナトリウムにて乾燥し、ろ過後して得られたろ液を濃縮し中間体M12(8.823g,収率99%)を取得した。 Intermediate M11 (8.00 g, 33.75 mmol) was dissolved in ethanol (160 mL), sulfuric acid (1 mL) was added, and the mixture was heated to reflux for 7 hours. The reaction mixture was cooled to room temperature, water (160 mL) was added, and the mixture was extracted with ethyl acetate. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate and the filtrate obtained after filtration was concentrated to obtain Intermediate M12 (8.823 g, yield 99%).
中間体M12(2.17g,8.18mmol)、中間体M13(p−(tert−ブチルジメチルシリルオキシ)フェニルボロン酸、東京化成製、2.27g,9.00mmol)、炭酸カリウム(2.26g,16.4mmol)、テトラヒドロフラン(100mL)、水(50mL)の混合物に窒素雰囲気下でテトラトリフェニルホスフィンパラジウム(0.236g,0.204mmol)を加え、6時間加熱還流した。反応液を室温に冷却し、クロロホルムにて抽出した。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、得られた残渣をシリカゲルカラム(SiO2:300mL,クロロホルム〜酢酸エチル)にて精製し粗体の中間体M14を得た。この粗体の中間体M14をエタノール(60mL)に溶解し、硫酸(1mL)を添加し、3時間加熱還流した。反応液を室温に冷却し、水(60mL)を添加し、クロロホルムにて抽出した。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、中間体M15(1.540g,収率64%)を取得した。 Intermediate M12 (2.17 g, 8.18 mmol), Intermediate M13 (p- (tert-butyldimethylsilyloxy) phenylboronic acid, manufactured by Tokyo Chemical Industry, 2.27 g, 9.00 mmol), potassium carbonate (2.26 g) , 16.4 mmol), tetrahydrofuran (100 mL), and water (50 mL) were added tetratriphenylphosphine palladium (0.236 g, 0.204 mmol) under a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated to reflux for 6 hours. The reaction solution was cooled to room temperature and extracted with chloroform. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, the filtrate after filtration was concentrated, and the resulting residue was purified with a silica gel column (SiO 2 : 300 mL, chloroform to ethyl acetate) to obtain crude intermediate M14. It was. This crude intermediate M14 was dissolved in ethanol (60 mL), sulfuric acid (1 mL) was added, and the mixture was heated to reflux for 3 hours. The reaction solution was cooled to room temperature, water (60 mL) was added, and the mixture was extracted with chloroform. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, and the filtrate after filtration was concentrated to obtain Intermediate M15 (1.540 g, yield 64%).
中間体M15(1.54g,5.26mmol)及び中間体M02(2.01g,5.26mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド(45mL)に希釈し、炭酸カリウム(1.46g,10.53mmol)を添加し、60℃で2時間攪拌した。反応液を室温に冷却し、水(45mL)を添加した。沈殿をろ取、メタノールで洗浄して、中間体M16(2.68g,収率95%)を取得した。 Intermediate M15 (1.54 g, 5.26 mmol) and intermediate M02 (2.01 g, 5.26 mmol) were diluted in N, N-dimethylformamide (45 mL) and potassium carbonate (1.46 g, 10.53 mmol). And stirred at 60 ° C. for 2 hours. The reaction was cooled to room temperature and water (45 mL) was added. The precipitate was collected by filtration and washed with methanol to obtain Intermediate M16 (2.68 g, yield 95%).
水素化リチウムアルミニウム(0.351g,9.27mmol)のテトラヒドロフラン(27mL)の溶液に、氷冷下、中間体M16(2.68g,4.63mmol)のテトラヒドロフラン(27mL)溶液を滴下し、氷冷下のまま、1時間攪拌した。反応溶液を氷水にゆっくり滴下し、水層をクロロホルムにて抽出し、さらに有機層を1M塩酸で洗浄した。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、中間体M17(2.04g,収率82%)を得た。 To a solution of lithium aluminum hydride (0.351 g, 9.27 mmol) in tetrahydrofuran (27 mL) was added dropwise a solution of intermediate M16 (2.68 g, 4.63 mmol) in tetrahydrofuran (27 mL) under ice cooling, followed by ice cooling. Stirring was continued for 1 hour. The reaction solution was slowly added dropwise to ice water, the aqueous layer was extracted with chloroform, and the organic layer was washed with 1M hydrochloric acid. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, and the filtrate after filtration was concentrated to obtain Intermediate M17 (2.04 g, yield 82%).
中間体M17(1.26g,2.34mmol)と四臭化炭素(4.68g,5.53mmol)をテトラヒドロフラン(12mL)に添加し、氷冷下、トリフェニルホスフィン(1.23g,5.53mmol)を加えた。反応溶液を室温にもどし、1時間攪拌した。メタノール(36mL)を加え、氷冷した後、30分攪拌した。沈殿物をろ取し、中間体M18(1.01g,収率73%)を得た。 Intermediate M17 (1.26 g, 2.34 mmol) and carbon tetrabromide (4.68 g, 5.53 mmol) were added to tetrahydrofuran (12 mL), and triphenylphosphine (1.23 g, 5.53 mmol) was added under ice cooling. ) Was added. The reaction solution was returned to room temperature and stirred for 1 hour. Methanol (36 mL) was added, and the mixture was cooled with ice and stirred for 30 minutes. The precipitate was collected by filtration to obtain Intermediate M18 (1.01 g, yield 73%).
1−ナフチルアミン(0.726g,5.07mmol)と中間体M18(3.0g,5.07mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド(30mL)に溶解し、炭酸カリウム(1.401g,10.14mmol)を添加し、60℃で6時間攪拌した。反応液を室温に冷却し、水(30mL)を添加し、沈殿をろ取、メタノールで洗浄して、中間体M19(2.78g,収率85%)を取得した。 1-naphthylamine (0.726 g, 5.07 mmol) and intermediate M18 (3.0 g, 5.07 mmol) were dissolved in N, N-dimethylformamide (30 mL) and potassium carbonate (1.401 g, 10.14 mmol). And stirred at 60 ° C. for 6 hours. The reaction mixture was cooled to room temperature, water (30 mL) was added, and the precipitate was collected by filtration and washed with methanol to obtain Intermediate M19 (2.78 g, yield 85%).
<中間体M32の合成>
中間体M26(東京化成、3.0g,14.3mmol)およびM27(5.45g,1MR)をN,N−ジメチルホルムアミド(30ml,10VR)に希釈し、炭酸カリウム(3.98g,28.7mmol,2.0MR)を添加し、50℃にて6時間、80℃にて2時間反応した。室温に冷却後、水(30ml)を添加し、析出した固体をろ過しながら水(50ml)、ヘキサン(30ml)にて順次洗浄した。白色固体として中間体M28(7.31g,収率95%)を取得した。 Intermediates M26 (Tokyo Kasei, 3.0 g, 14.3 mmol) and M27 (5.45 g, 1MR) were diluted in N, N-dimethylformamide (30 ml, 10VR) and potassium carbonate (3.98 g, 28.7 mmol). , 2.0 MR), and reacted at 50 ° C. for 6 hours and at 80 ° C. for 2 hours. After cooling to room temperature, water (30 ml) was added, and the precipitated solid was washed successively with water (50 ml) and hexane (30 ml) while filtering. Intermediate M28 (7.31 g, 95% yield) was obtained as a white solid.
中間体M28(3.50g,6.51mmol)及びM29(東京化成、989mg,6.51mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド(35ml,10VR)に希釈し、炭酸カリウム(1.80g,2MR)を添加し、5分間窒素下で攪拌後、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)(225mg,3mol%)を添加して、80℃にて8時間反応した。反応液を室温に冷却後、水(20ml)を添加して析出した固体をろ過し、さらにテトラヒドロフラン(20ml)及びメタノール(60ml)にて再沈殿精製し、白色固体として中間体M30(4.90g,収率:暫定100%)を取得した。 Intermediates M28 (3.50 g, 6.51 mmol) and M29 (Tokyo Kasei, 989 mg, 6.51 mmol) were diluted in N, N-dimethylformamide (35 ml, 10VR) and potassium carbonate (1.80 g, 2MR) was diluted. After addition and stirring for 5 minutes under nitrogen, tetrakistriphenylphosphine palladium (0) (225 mg, 3 mol%) was added, and the mixture was reacted at 80 ° C. for 8 hours. After cooling the reaction solution to room temperature, water (20 ml) was added and the precipitated solid was filtered and further purified by reprecipitation with tetrahydrofuran (20 ml) and methanol (60 ml) to obtain intermediate M30 (4.90 g) as a white solid. , Yield: provisional 100%).
中間体M30(3.68g,6.51mmol)をクロロホルム(50ml,12VR)に希釈し、トリフェニルホスフィン(2.56g,9.8mmol,1.5MR)、四臭化炭素(2.59g,7.81mmol,1.2MR)を添加して16時間反応した。反応液にメタノール(70ml)を滴下し、析出した固体をろ過し、メタノール(15ml)、テトラヒドロフラン(5ml)にて懸洗し、灰白色固体として中間体M31(2.13g、収率2工程52%)を取得した。
1H-NMR(400 MHz, CDCl3):7.45-7.54(m, 4H), 7.09-7.15(m, 3H), 6.80-6.87(m, 3H), 4.77(d, J = 5.6 Hz, 2H), 4.11(t, J = 6.4 Hz, 2H), 3.98(t, J = 6.4 Hz, 2H), 2.39-2.46(m, 1H), 1.81-1.92(m, 8H), 1.55-1.60(m, 2H), 1.22-1.48(m, 13H), 1.03-1.10(m, 2H), 0.92(t, J = 6.4 Hz, 3H)
Intermediate M30 (3.68 g, 6.51 mmol) was diluted in chloroform (50 ml, 12 VR), triphenylphosphine (2.56 g, 9.8 mmol, 1.5 MR), carbon tetrabromide (2.59 g, 7 .81 mmol, 1.2 MR) was added and reacted for 16 hours. Methanol (70 ml) was added dropwise to the reaction solution, the precipitated solid was filtered, washed with methanol (15 ml) and tetrahydrofuran (5 ml), and the intermediate M31 (2.13 g, yield 2 steps 52% as an off-white solid) ).
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): 7.45-7.54 (m, 4H), 7.09-7.15 (m, 3H), 6.80-6.87 (m, 3H), 4.77 (d, J = 5.6 Hz, 2H) , 4.11 (t, J = 6.4 Hz, 2H), 3.98 (t, J = 6.4 Hz, 2H), 2.39-2.46 (m, 1H), 1.81-1.92 (m, 8H), 1.55-1.60 (m, 2H ), 1.22-1.48 (m, 13H), 1.03-1.10 (m, 2H), 0.92 (t, J = 6.4 Hz, 3H)
中間体M31(2.00g,3.19mmol)、1−ナフチルアミン(東京化成品、457mg,3.19mmol)をN,N−ジメチルホルムアミド(16ml,8VR)に希釈し、炭酸カリウム(882mg,6.38mmol,2.0MR)を添加して80℃にて3時間反応させた。反応液を室温に冷却し、水(50ml)をゆっくり滴下し、析出した固体をろ過し、メタノール(30ml)、酢酸エチル(5ml)の混合溶媒にて懸洗した。灰白色結晶として中間体M32(1.79g,収率81%)を取得した。 Intermediate M31 (2.00 g, 3.19 mmol), 1-naphthylamine (Tokyo Chemicals, 457 mg, 3.19 mmol) were diluted in N, N-dimethylformamide (16 ml, 8VR), and potassium carbonate (882 mg, 6.19). 38 mmol, 2.0 MR) was added and reacted at 80 ° C. for 3 hours. The reaction solution was cooled to room temperature, water (50 ml) was slowly added dropwise, the precipitated solid was filtered, and washed with a mixed solvent of methanol (30 ml) and ethyl acetate (5 ml). Intermediate M32 (1.79 g, 81% yield) was obtained as off-white crystals.
<中間体M34、M35、M54、M55の合成>
中間体M34,M35,M54,M55は、特開2009−7485号公報に記載の手法にて合成した。 Intermediates M34, M35, M54, and M55 were synthesized by the method described in JP2009-7485A.
<中間体M47,M48,M49の合成>
中間体M43(関東科学、17.3g,55.9mmol)及びM44(和光純薬10.0g,55.9mmol,1MR)をN,N−ジメチルホルムアミド(80ml,8VR)に希釈し、炭酸カルシウム(15.4g,118mmol,2MR)を添加して窒素下で10分間攪拌した。テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)(1.61g,2.5mol%)を添加して80℃下で2時間反応させた。反応液を室温に冷却後、水(100ml)を添加し、析出した固体をろ過し、茶色粉末固体として粗体の中間体M45(20.3g,暫定収率100%)を取得した。 Intermediates M43 (Kanto Kagaku, 17.3 g, 55.9 mmol) and M44 (Wako Pure Chemicals 10.0 g, 55.9 mmol, 1MR) were diluted in N, N-dimethylformamide (80 ml, 8VR) and calcium carbonate ( 15.4 g, 118 mmol, 2MR) was added and stirred for 10 minutes under nitrogen. Tetrakistriphenylphosphine palladium (0) (1.61 g, 2.5 mol%) was added and reacted at 80 ° C. for 2 hours. After cooling the reaction solution to room temperature, water (100 ml) was added, and the precipitated solid was filtered to obtain crude intermediate M45 (20.3 g, provisional yield 100%) as a brown powder solid.
中間体M45(20.3g,55.9mmol)を4N塩酸−ジオキサン溶液(国産化学、300ml,15VR)に懸濁させ、水(2ml,0.1VR)を添加して60℃にて8時間反応させた。反応液を室温に冷却後、氷冷した10%NaOH水溶液(200ml,10VR)にゆっくり滴下し、さらに10%NaOH水溶液にてpH8以上になるまでpHを調整した。この液を室温に戻し、クロロホルム(200ml×2回)にて抽出し、硫酸マグネシウムにて乾燥し、ろ過して得られたろ液を濃縮して中間体M46(16.7g、2工程収率93%)を取得した。
1H-NMR(400 MHz, CDCl3):7.46-7.49(m, 2H), 7.40-7.43(m, 2H), 7.24-7.27(m, 2H), 6.74-6.78(m, 2H), 3.71(br-s, 2H), 2.48-2.52(m, 1H), 1.88-1.97(m, 5H), 1.46-1.57(m, 2H), 1.24-1.37(m, 8H), 1.07-1.12(m, 2H), 0.93(t, J = 7.2 Hz, 3H)
Intermediate M45 (20.3 g, 55.9 mmol) was suspended in 4N hydrochloric acid-dioxane solution (Kokusan Kagaku, 300 ml, 15 VR), water (2 ml, 0.1 VR) was added, and the reaction was carried out at 60 ° C. for 8 hours. I let you. After cooling the reaction solution to room temperature, it was slowly added dropwise to an ice-cooled 10% NaOH aqueous solution (200 ml, 10VR), and the pH was adjusted to 10 or more with a 10% NaOH aqueous solution. This solution was returned to room temperature, extracted with chloroform (200 ml × 2 times), dried over magnesium sulfate, and the filtrate obtained by filtration was concentrated to obtain an intermediate M46 (16.7 g, 2-step yield of 93). %).
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): 7.46-7.49 (m, 2H), 7.40-7.43 (m, 2H), 7.24-7.27 (m, 2H), 6.74-6.78 (m, 2H), 3.71 ( br-s, 2H), 2.48-2.52 (m, 1H), 1.88-1.97 (m, 5H), 1.46-1.57 (m, 2H), 1.24-1.37 (m, 8H), 1.07-1.12 (m, 2H ), 0.93 (t, J = 7.2 Hz, 3H)
中間体M46(3.00g,9.33mmol)を酢酸:プロピオン酸=17:8(300ml,100VR)に希釈し、氷浴にて冷却した。亜硝酸ナトリウム(926mg,1.43mmol)を少量ずつ添加し、5℃以下を保って1時間攪拌してジアゾ二ウム塩溶液を得た。別のフラスコに2,3,4,5−テトラヒドロ−1−ナフチルアミン(2.75g,18.7mmol)を仕込み、メタノール:水=4:1(300ml)にて懸濁させ、氷浴にて冷却した。この溶液に、前述で調製した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、1時間攪拌した。反応液をろ過して得られた固体をテトラヒドロフラン(300ml)に希釈し、シリカゲル(関東科学社製N60シリカゲル 中性、50ml)を添加して30分撹拌し、濾過した。得られたろ液を濃縮し、クロロホルム(300ml)に希釈しなおし、再度液量が20ml程度になるまで濃縮し、濾過し、赤オレンジ色固体として中間体M47(2.71g,収率60%)を取得した。 Intermediate M46 (3.00 g, 9.33 mmol) was diluted to acetic acid: propionic acid = 17: 8 (300 ml, 100 VR) and cooled in an ice bath. Sodium nitrite (926 mg, 1.43 mmol) was added little by little, and the mixture was stirred for 1 hour while maintaining at 5 ° C. or lower to obtain a diazonium salt solution. In a separate flask, 2,3,4,5-tetrahydro-1-naphthylamine (2.75 g, 18.7 mmol) was charged, suspended in methanol: water = 4: 1 (300 ml), and cooled in an ice bath. did. To this solution, the diazonium salt solution prepared above was slowly dropped at 5 ° C. or lower and stirred for 1 hour. The solid obtained by filtering the reaction solution was diluted in tetrahydrofuran (300 ml), silica gel (N60 silica gel neutral, 50 ml, manufactured by Kanto Kagaku) was added, and the mixture was stirred for 30 minutes and filtered. The obtained filtrate was concentrated, re-diluted in chloroform (300 ml), concentrated again to a liquid volume of about 20 ml, filtered, and intermediate M47 (2.71 g, 60% yield) as a red-orange solid. Acquired.
中間体M47(1.50g,2.69mmol)をN−メチル−2−ピロリドン:ジメチルホルムアミド=8:17(60ml)に希釈し、氷浴にて冷却した。35%塩酸水溶液(0.73ml,8.07mmol)、亜硝酸ナトリウム(195mg,2.82mmol)の水(0.5ml)水溶液を滴下し、5℃以下を保って1時間攪拌してジアゾ二ウム塩溶液を得た。別のフラスコにフェノール(2.50g,26.9mmol)及び酢酸ナトリウム(8.0g)を仕込み、水(100ml)にて懸濁させ、氷浴にて冷却した。この水溶液に、前述で調製したジアゾ二ウム塩溶液をpH8〜9を保った状態でゆっくりと滴下し、1時間攪拌した。反応液に水(50ml)、メタノール(50ml)を滴下し、ろ過して得られた固体をクロロホルム(300ml)にて希釈し、ろ過して得られたろ液を濃縮した。この残渣に酢酸エチル(30ml)を添加し、攪拌してろ過し、濃オレンジ色固体として中間体M48(812mg,収率52%)を取得した。 Intermediate M47 (1.50 g, 2.69 mmol) was diluted with N-methyl-2-pyrrolidone: dimethylformamide = 8: 17 (60 ml) and cooled in an ice bath. A 35% aqueous hydrochloric acid solution (0.73 ml, 8.07 mmol) and an aqueous solution of sodium nitrite (195 mg, 2.82 mmol) in water (0.5 ml) were added dropwise, and the mixture was stirred for 1 hour while maintaining at 5 ° C. or less. A salt solution was obtained. A separate flask was charged with phenol (2.50 g, 26.9 mmol) and sodium acetate (8.0 g), suspended in water (100 ml), and cooled in an ice bath. The diazonium salt solution prepared above was slowly added dropwise to this aqueous solution while maintaining pH 8 to 9, and stirred for 1 hour. Water (50 ml) and methanol (50 ml) were added dropwise to the reaction solution, the solid obtained by filtration was diluted with chloroform (300 ml), and the filtrate obtained by filtration was concentrated. To this residue was added ethyl acetate (30 ml), stirred and filtered to obtain Intermediate M48 (812 mg, 52% yield) as a dark orange solid.
中間体M49は、中間体M46と4−アミノインダンから、中間体M47の合成手法と同様の手法で製造した。 Intermediate M49 was produced from intermediate M46 and 4-aminoindan by a method similar to the method for synthesizing intermediate M47.
<中間体M53の合成>
M46(2.10g,6.53mmol)を酢酸(42ml,20VR)に懸濁させ中間体M51(994mg,6.53mmol)を添加し、2時間攪拌した。水(20ml)を添加し、ろ過して得られた固体を乾燥し、中間体M52(2.14g,収率72%)を取得した。 M46 (2.10 g, 6.53 mmol) was suspended in acetic acid (42 ml, 20VR), and intermediate M51 (994 mg, 6.53 mmol) was added and stirred for 2 hours. Water (20 ml) was added, and the solid obtained by filtration was dried to obtain Intermediate M52 (2.14 g, yield 72%).
中間体M52(2.10g,4.60mmol)をエタノール(63ml、30VR)に懸濁させ、硫化ナトリウム・9水和物(2.24g,2.05MR)の水(6.7ml)溶液を添加し、油浴温度75℃にて3時間攪拌した。反応液を室温に冷却後、水(50ml)を添加し、ろ過して得られた固体をテトラヒドロフラン(3ml)及びメタノール(30ml)にて懸洗し、黄色固体として中間体M53(2.15g、収率:定量的)を取得した。
1H-NMR(400 MHz, CDCl3):8.40-8.43(m, 2H), 8.05-8.09(m, 4H), 7.78-7.82(m, 2H), 7.62-7.65(m, 2H), 7.35(d, J = 5.6 Hz, 2H), 2.53-2.57(m, 1H), 1.91-1.99(m, 5H), 1.48-1.56(m, 2H), 1.26-1.36(m, 8H), 1.09-1.15(m, 2H), 0.93 (t, J = 6.4Hz, 3H)
Intermediate M52 (2.10 g, 4.60 mmol) was suspended in ethanol (63 ml, 30 VR) and a solution of sodium sulfide 9 hydrate (2.24 g, 2.05 MR) in water (6.7 ml) was added. The mixture was stirred at an oil bath temperature of 75 ° C. for 3 hours. The reaction mixture was cooled to room temperature, water (50 ml) was added, and the solid obtained by filtration was washed with tetrahydrofuran (3 ml) and methanol (30 ml) to give intermediate M53 (2.15 g, Yield: quantitative) was obtained.
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): 8.40-8.43 (m, 2H), 8.05-8.09 (m, 4H), 7.78-7.82 (m, 2H), 7.62-7.65 (m, 2H), 7.35 ( d, J = 5.6 Hz, 2H), 2.53-2.57 (m, 1H), 1.91-1.99 (m, 5H), 1.48-1.56 (m, 2H), 1.26-1.36 (m, 8H), 1.09-1.15 ( m, 2H), 0.93 (t, J = 6.4Hz, 3H)
(アゾ系二色性色素の評価)
〔二色性色素のλmaxおよび電圧無印加時のS値の評価〕
得られた二色性色素「実施例化合物1−8」および「比較例化合物1−5」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製した。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 azo dichroic dyes)
[Evaluation of λmax of dichroic dye and S value when no voltage is applied]
The obtained dichroic dyes “Example Compound 1-8” and “Comparative Example Compound 1-5” are Nn-type liquid crystal mixtures containing a fluorine-based compound as a main component, with an NI point of 90 ° C. and Δε of −4. And 2 were dissolved at a concentration of 0.1% by weight to prepare guest-host liquid crystal compositions. 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 //)
<電圧印加時の二色性色素のS値の評価>
得られた二色性色素「実施例化合物1−8」および「比較例化合物1−5」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91℃でΔεが−4.1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製した。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)
<Evaluation of S value of dichroic dye during voltage application>
The obtained dichroic dyes “Example Compound 1-8” and “Comparative Example Compound 1-5” are Nn-type liquid crystal mixtures containing a fluorine-based compound as a main component, having an NI point of 91 ° C. and Δε of −4. Each was dissolved in a concentration of 0.5% by weight to prepare a guest-host liquid crystal composition. The glass substrate with a transparent electrode coated, cured and rubbed with a polyimide resin was opposed to this, and sealed in a cell having a gap of 12 μm configured so that the liquid crystal was vertically aligned. A function generator 33120A (manufactured by Agilent) was used to amplify a rectangular wave 1Kz5V with a bipolar power source (manufactured by Kikusui Electronics), and the absorbance (A20V) when an amplitude of 20V was applied and the absorbance when no voltage was applied (A0V) were measured. The order parameter (S * value) at the absorption peak (λmax) was determined from the following equation.
S * = (A 20V -A 0V ) / (2A 0V + A 20V )
<二色性色素の溶解度の評価>
各化合物の液晶に対する溶解度を次の通り測定した。−10℃に冷却下液晶を振とう器で振とうさせているところへ、化合物を2%添加し、−10℃、100hr振とうさせた。シリンジフィルター0.2ミクロンで濾過した。得られた液晶溶液を適当な濃度にクロロホルムで希釈して、測定光路長10mmの石英セルを使用して、日立分光光度計U−4100にて吸収スペクトルの測定を行い、吸収極大波長λmax(nm)における吸光度とあらかじめ測定したモル吸光係数ε(Lmol−1・cm−1)との関係から各化合物の濃度を求めた。
以上の結果を、それぞれ対比の対象となる群に分けて、表1〜表6に示す。
<Evaluation of solubility of dichroic dye>
The solubility of each compound in the liquid crystal was measured as follows. To the place where the liquid crystal was shaken with a shaker at −10 ° C., 2% of the compound was added, and shaken at −10 ° C. for 100 hours. Filter through a 0.2 micron syringe filter. The obtained liquid crystal solution was diluted with chloroform to an appropriate concentration, and an absorption spectrum was measured with a Hitachi spectrophotometer U-4100 using a quartz cell having a measurement optical path length of 10 mm, and an absorption maximum wavelength λmax (nm ) And the relationship between the molar extinction coefficient ε (Lmol −1 · cm −1 ) measured in advance and the concentration of each compound was determined.
The above results are shown in Tables 1 to 6 divided into groups to be compared.
表1から明らかなとおり、本発明の実施例1のアゾ系二色性色素は、比較例1のアゾ系二色性色素と比べて、吸収極大波長は同等でありながらも、高いオーダーパラメーターとホスト液晶混合物に対する高い溶解度とが両立したものとなっていることがわかる。とりわけ、本発明の実施例1のアゾ系二色性色素は、比較例1のアゾ系二色性色素と比べて、ホスト液晶混合物に対する溶解度が38.9%も高められていることがわかる。 As is clear from Table 1, the azo dichroic dye of Example 1 of the present invention has the same absorption maximum wavelength as the azo dichroic dye of Comparative Example 1, but a high order parameter. It can be seen that the high solubility in the host liquid crystal mixture is compatible. In particular, it can be seen that the azo dichroic dye of Example 1 of the present invention has 38.9% higher solubility in the host liquid crystal mixture than the azo dichroic dye of Comparative Example 1.
表2から明らかなとおり、本発明の実施例2のアゾ系二色性色素は、比較例2のアゾ系二色性色素と比べて、吸収極大波長は同等でありながらも、高いオーダーパラメーターとホスト液晶混合物に対する高い溶解度とが両立したものとなっていることがわかる。とりわけ、本発明の実施例2のアゾ系二色性色素は、比較例2のアゾ系二色性色素と比べて、ホスト液晶混合物に対する溶解度が327.3%も高められていることがわかる。 As is apparent from Table 2, the azo dichroic dye of Example 2 of the present invention has the same absorption maximum wavelength as the azo dichroic dye of Comparative Example 2, but a high order parameter. It can be seen that the high solubility in the host liquid crystal mixture is compatible. In particular, it can be seen that the azo dichroic dye of Example 2 of the present invention has a solubility of 327.3% in the host liquid crystal mixture as compared with the azo dichroic dye of Comparative Example 2.
表3から明らかなとおり、本発明の実施例3及び4のアゾ系二色性色素は、比較例3のアゾ系二色性色素と比べて、吸収極大波長は同等でありながらも、高いオーダーパラメーターとホスト液晶混合物に対する高い溶解度とが両立したものとなっていることがわかる。とりわけ、本発明の実施例3及び4のアゾ系二色性色素は、比較例3のアゾ系二色性色素と比べて、ホスト液晶混合物に対する溶解度がそれぞれ136.4%、763.6%も高められていることがわかる。 As is apparent from Table 3, the azo dichroic dyes of Examples 3 and 4 of the present invention have the same absorption maximum wavelength as that of the azo dichroic dye of Comparative Example 3, but have a high order. It can be seen that the parameters are compatible with the high solubility in the host liquid crystal mixture. In particular, the azo dichroic dyes of Examples 3 and 4 of the present invention have a solubility in the host liquid crystal mixture of 136.4% and 763.6%, respectively, as compared with the azo dichroic dye of Comparative Example 3. You can see that it has been raised.
表4から明らかなとおり、本発明の実施例5のアゾ系二色性色素は、比較例4のアゾ系二色性色素と比べて、吸収極大波長は同等でありながらも、高いオーダーパラメーターとホスト液晶混合物に対する高い溶解度とが両立したものとなっていることがわかる。とりわけ、本発明の実施例5のアゾ系二色性色素は、比較例4のアゾ系二色性色素と比べて、ホスト液晶混合物に対する溶解度が10倍以上にも高められていることがわかる。 As is apparent from Table 4, the azo dichroic dye of Example 5 of the present invention has an absorption maximum wavelength equivalent to that of the azo dichroic dye of Comparative Example 4, but a high order parameter. It can be seen that the high solubility in the host liquid crystal mixture is compatible. In particular, it can be seen that the solubility of the azo dichroic dye of Example 5 of the present invention in the host liquid crystal mixture is 10 times or more higher than that of the azo dichroic dye of Comparative Example 4.
表5から明らかなとおり、本発明の実施例6のアゾ系二色性色素は、比較例1のアゾ系二色性色素と比べて、吸収極大波長は同等でありながらも、高いオーダーパラメーターとホスト液晶混合物に対する高い溶解度とが両立したものとなっていることがわかる。とりわけ、本発明の実施例6のアゾ系二色性色素は、比較例1のアゾ系二色性色素と比べて、ホスト液晶混合物に対する溶解度が566.7%も高められていることがわかる。 As is clear from Table 5, the azo dichroic dye of Example 6 of the present invention has the same absorption maximum wavelength as the azo dichroic dye of Comparative Example 1, but has a high order parameter. It can be seen that the high solubility in the host liquid crystal mixture is compatible. In particular, it can be seen that the azo dichroic dye of Example 6 of the present invention has 566.7% higher solubility in the host liquid crystal mixture than the azo dichroic dye of Comparative Example 1.
表6から明らかなとおり、本発明の実施例7及び8のアゾ系二色性色素は、比較例5のアゾ系二色性色素と比べて、吸収極大波長は同等でありながらも、高いオーダーパラメーターとホスト液晶混合物に対する高い溶解度とが両立したものとなっていることがわかる。とりわけ、本発明の実施例7及び8のアゾ系二色性色素は、比較例5のアゾ系二色性色素と比べて、ホスト液晶混合物に対する溶解度がそれぞれ46.7%、53.3%も高められていることがわかる。 As is clear from Table 6, the azo dichroic dyes of Examples 7 and 8 of the present invention have an absorption maximum wavelength equivalent to that of the azo dichroic dye of Comparative Example 5, but at a high order. It can be seen that the parameters are compatible with the high solubility in the host liquid crystal mixture. In particular, the azo dichroic dyes of Examples 7 and 8 of the present invention have a solubility in the host liquid crystal mixture of 46.7% and 53.3% as compared with the azo dichroic dye of Comparative Example 5, respectively. You can see that it has been raised.
以上の結果から、本発明のアゾ系二色性色素化合物は、高いオーダーパラメーター(S値)を有し、且つ、ホスト液晶に対する溶解性が高められた化合物であり、これを用いて作製した液晶組成物及び液晶素子は、コントラストの高い表示を実現できることが裏付けられた。 From the above results, the azo dichroic dye compound of the present invention is a compound having a high order parameter (S value) and enhanced solubility in the host liquid crystal, and a liquid crystal produced using this compound. It was confirmed that the composition and the liquid crystal element can realize a display with high contrast.
本発明のアゾ系二色性色素化合物は、高いオーダーパラメーター(S値)を有し、且つ、ホスト液晶に対する溶解性が高められていることから、種々のモードの液晶組成物及び液晶素子において、広く且つ有効に利用可能であり、特に、Heilmeier型ゲストホスト、相転移型ゲストホスト等のゲストホスト効果を利用した各種液晶素子用途において、殊に有効に利用可能である。また、本発明の液晶組成物及び液晶素子は、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において、広く且つ有効に利用可能である。 Since the azo dichroic dye compound of the present invention has a high order parameter (S value) and has improved solubility in the host liquid crystal, in various modes of liquid crystal compositions and liquid crystal elements, It can be used widely and effectively, and in particular, it can be used particularly effectively in various liquid crystal device applications using the guest host effect such as a Heilmeier type guest host and a phase transition type guest host. The liquid crystal composition and liquid crystal element of the present invention are used in 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, etc. It can be used widely and effectively.
1・・・入射光
3・・・透明ガラス基板
4・・・透明電極
5・・・配向膜
6・・・ホスト液晶化合物分子
7・・・二色性色素分子
9・・・反射層
10・・・反射光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (12)
(式中、Ar1、Ar2は、それぞれ独立して、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1,4−ナフチレン基を表し、但しAr2のうち少なくとも1つは、2位及び3位、又は5位及び6位に、置換基を有していてもよいシクロペンタン又はシクロヘキサンが置換している1,4−フェニレン基であって、
X 1は、酸素原子又は−NR1−を表し、ここでR1は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアルコキシ基を表し、
L1は、環状構造及びアゾ結合を含まない、二価の連結基又は直接結合を表し、
A1は、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−ジイル基を表し、
B1、B2は、環状構造及びアゾ結合を含まない、二価の連結基又は直接結合を表し、
n1は、1以上の整数を表し、ここでn1が2以上の場合、一般式(I)中に存在する2以上のAr1は同一であっても異なっていてもよく、
n2は、1以上の整数を表し、ここでn2が2以上の場合、一般式(I)中に存在する2以上のAr2は同一であっても異なっていてもよく、
n3は、0以上の整数を表し、ここでn3が2以上の場合、一般式(I)中に存在する2以上のA1は同一であっても異なっていてもよい。)
但し、Y1、Y2は、それぞれ独立して、下記一般式で表される一価の置換基である。
A2〜A5は、それぞれ独立して、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−ジイル基を表し、
B3、B4は、それぞれ独立して、環状構造及びアゾ結合を含まない、二価の連結基又は直接結合を表し、
R2、R3は、それぞれ独立して、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアルコキシ基を表し、
n4〜n7は、それぞれ独立して、1以上の整数を表し、ここでn4〜n7が2以上の場合、式中に存在する2以上のA2〜A5はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
上記一般式(I)が、下記一般式(Ia)〜(Ic)のいずれかで表される、アゾ系二色性色素。
(In the formula, Ar 1 and Ar 2 each independently represent a 1,4-phenylene group which may have a substituent, or a 1,4-naphthylene group which may have a substituent. However, at least one of Ar 2 is a 1,4-phenylene group substituted with cyclopentane or cyclohexane which may have a substituent at the 2-position and 3-position, or the 5-position and 6-position. There ,
X 1 represents an oxygen atom or —NR 1 —, wherein R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, or an alkoxy group,
L 1 represents a divalent linking group or a direct bond that does not contain a cyclic structure and an azo bond,
A 1 represents a 1,4-phenylene group which may have a substituent or a (E) -cyclohexane-1,4-diyl group which may have a substituent,
B 1 and B 2 represent a divalent linking group or a direct bond that does not contain a cyclic structure and an azo bond,
n 1 represents an integer of 1 or more, and when n 1 is 2 or more, two or more Ar 1 present in the general formula (I) may be the same or different,
n 2 represents an integer of 1 or more, and when n 2 is 2 or more, 2 or more Ar 2 present in the general formula (I) may be the same or different,
n 3 represents an integer of 0 or more. Here, when n 3 is 2 or more, two or more A 1 present in the general formula (I) may be the same or different. )
However, Y 1 and Y 2 are each independently a monovalent substituent represented by the following general formula.
A 2 to A 5 each independently represents a 1,4-phenylene group which may have a substituent or a (E) -cyclohexane-1,4-diyl group which may have a substituent. Represent,
B 3 and B 4 each independently represent a divalent linking group or a direct bond that does not contain a cyclic structure and an azo bond,
R 2 and R 3 each independently represents an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, or an alkoxy group,
n 4 ~n 7 each independently represents an integer of 1 or more, wherein when n 4 ~n 7 is 2 or more, there are two or more A 2 to A 5 present in Formula identical Or different. )
An azo dichroic dye, wherein the general formula (I) is represented by any one of the following general formulas (Ia) to (Ic).
請求項1に記載のアゾ系二色性色素。 R 2 and R 3 are an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group,
The azo dichroic dye according to claim 1.
(式中、n2は2以上の整数を表し、Ar6は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1,4−ナフチレン基を表し、その他の符号は前記一般式(I)で説明したものと同義である。)
で表される、請求項1又は2に記載のアゾ系二色性色素。 The general formula (I) is represented by the following general formula (II):
(In the formula, n 2 represents an integer of 2 or more, and Ar 6 represents a 1,4-phenylene group which may have a substituent, or a 1,4-naphthylene group which may have a substituent. The other symbols are the same as those described in the general formula (I).)
The azo dichroic dye according to claim 1 or 2, represented by:
請求項1乃至3のいずれか一項に記載のアゾ系二色性色素。 B 1 or B 2 is a residue obtained by removing hydrogen from alkanediol, alkenediol, or alkynediol,
The azo dichroic dye according to any one of claims 1 to 3 .
請求項1乃至4のいずれか一項に記載のアゾ系二色性色素。 X 1 is an oxygen atom or -NH-.
The azo dichroic dye according to any one of claims 1 to 4 .
請求項1乃至5のいずれか一項に記載のアゾ系二色性色素。 N 1 is 1, and Ar 1 is a 1,4-phenylene group which may have a substituent;
The azo dichroic dye according to any one of claims 1 to 5 .
請求項1乃至6のいずれか一項に記載のアゾ系二色性色素。 N 3 is 1 or 2, and A 1 is an optionally substituted 1,4-phenylene group.
The azo dichroic dye according to any one of claims 1 to 6 .
請求項1乃至7のいずれか一項に記載のアゾ系二色性色素。 B 2 is an alkanediol residue having 2 to 8 carbon atoms in which hydrogen is removed from the hydroxyl group of alkanediol.
The azo dichroic dye according to any one of claims 1 to 7 .
請求項1乃至8のいずれか一項に記載のアゾ系二色性色素。 N 4 to n 7 are 2, A 2 and A 5 are optionally substituted (E) -cyclohexane-1,4-diyl groups, and A 3 and A 4 are substituted. A 1,4-phenylene group optionally having a group;
The azo dichroic dye according to any one of claims 1 to 8 .
請求項1乃至9のいずれか一項に記載のアゾ系二色性色素。 R 2 and R 3 are an alkyl group having 3 to 8 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, or an alkoxy group.
The azo dichroic dye according to any one of claims 1 to 9 .
液晶組成物。 Containing the azo dichroic dye according to any one of claims 1 to 10 and a liquid crystal compound,
Liquid crystal composition.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015141539A JP6459813B2 (en) | 2015-07-15 | 2015-07-15 | Novel azo dichroic dye, and liquid crystal composition and liquid crystal element containing the azo dichroic dye |
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