JPH01275569A - アリルフルオロピリミジニルフェノール類のエステル誘導体およびその液晶組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアリルフルオロピリミジニルフェノール類のエ
ステル誘導体および該化合物を有効成分として含有する
液晶組成物に関する。

〔従来の技術〕

液晶を利用した表示素子は時計、電卓等に広く使用され
ている。

これらの液晶表示素子は液晶物質の光学異方性および誘
電異方性を利用したものである。液晶相にはネマチック
液晶相、スメクチック液晶相、コレステリック液晶相が
あり、そのうちネマチック液晶を利用したものが最も広
く実用化されている。

それらには液晶表示に応用されている電気光学効果に対
応して、ＴＮ（ねじれネマチック型）、ＤＳ（動的散乱
）型、ゲスト・ホスト型、ＤＡＰ型等の表示素子がある
。それぞれに使用される液晶物質は自然界のなるべく広
い温度範囲で液晶相を示すものが望ましい。

現在のところ、単一の液晶物質で、そのような条件をみ
たす物質はなく数種の液晶物質、または、さらに非液晶
物質を混合して実用に供している。

これらの物質は水分、光、熱、空気等に対しても安定で
あることを要求されている。

〔発明が解決しようとする課題〕 近年、表示素子の多駆動表示が望まれているが、従来の
ＴＮ型方式では表示部位が劣るため、新たに一連のＳＴ
Ｎ　（スーパーツイスト）型表示素子がＭ、シャットら
（Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｔｔ、、　５０．２３
６（１９ｆ３７））によって開発され、多駆動表示でも
表示品位が優れたものである。

液晶分子の配列したものを連続体物質と見なすとき、液
晶分子の配列が場所とともに変化しているのをその連続
体物質がひずんでいると考えることができる。このひず
みには広がり（Ｓｐｌａｙ　）、ねじれ（Ｔｗｉｓｔ　
）　、曲げ（Ｂａｎｄ　）の３つの基本的なものがある
。液晶の弾性率は一様に配向したセルに磁界あるいは電
界を印加した時のしきい値から求められる。広がり、ね
じれ、曲がりの弾性率を夫々Ｋｌ、Ｒ２、Ｒ３とする。

また液晶の誘電率に関しては、軸方向に平行な誘電率を
ε１１、直角な方向をε土とするとき ΔεミεＩＩ−ε土〉０　および　くＯの２つの場合が
あり、前者をｐ形液晶、後者をｎ形液晶と呼んでいる。

Ｎ−Ｉ点はネマチック液晶から等方性液体になる温度を
云い、Ｎ−１点の高い液晶は高い温度でも、これを用い
た液晶素子が使用できる。低温から高温までネマチック
相を示す液晶が理想である。

ＳＴＮ方式に望まれる液晶の性質はに３／Ｋｌが大きく
、Δε／ε上は小さい値が望まれている。

即ちに３／Ｋｌが大きく、Δε／ε上が小さいとマルチ
プレックス特性が良くなり、より多桁駆動ができるよう
になる。逆にに３／Ｋｌが小さく、Δε／ε上が大きい
ほどしステリシスが出にくくなる一方マルチプレックス
特性が良くない、このようにＳＴＮ方式は多桁駆動でき
るのが特徴であり、より多桁駆動できる液晶化合物の出
現が望まれている。

（Ｈ，５ｃｈａｄｔ、　Ｆ、　Ｌａｅｎｈｏｕｔｓ、　
５ｏｃｉｅｔｙ　ｆｏｒ’Ｉｎｆｏｒｎａｔｉｏｎ　　
Ｄｉｓｐｌａｙ、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　　Ｓｙ
ｌｐｏｓｉｕｎＤｉｇｅｓｔ　　ｏｆ　　Ｔｅｃｈｎｉ
ｃａｌ　　Ｐａｔｅｒｓ　Ｖａｔ、　　Ｘ　ＶＩＩＩ　
　ＮｅｗＯｒｌｅａｎｓ、　　Ｌｏｕｉｓｉａｎａ、　
　Ｈａｙ　１２−１４．（１９８７）　　３７２−３７
５）本発明はＳＴＮ型表示素子を用いて多駆動表示をし
た場合にも、適応する、Ｋ３／Ｋｌが比較的大きく、相
溶性に優れた化合物であって他の液晶組成物に配合して
Ｎ−Ｉ点を上昇させることが可能な新規の液晶用化合物
を提供することを目的とする。

更に該化合物を配合した液晶組成物を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は次の一般式〔Ｉ〕で表わされるアリルフルオロ
ピリミジニルフェノール類のエステル誘導体である。

（但し〔Ｉ〕式においてＲ１，Ｒ２はそれぞれ直鎖また
は枝分れした炭素数１〜１５のアルキル基またはアルコ
キシ基を示し、 からなる群から選ばれた一つであることを示す。）本発
明はまた該化合物を少なくとも一種類含有する液晶組成
物である。

本発明のアリルフルオロピリミジニルフェノール類のエ
ステル誘導体以外の他の成分で、液晶組成物の成分にで
きる化合物としては、例えばエステル系、シッフ塩基系
、ビフェニル系、フェニルシクロヘキサン系、複素環系
等の液晶化合物を挙げることができる。

本発明のアリルフルオロピリミジニルフェノール類のエ
ステル誘導体の製造方法としては、例えば次式の反応に
よって製造できる。

ピリジン （上式中のＲ，Ｒ２，−■−は前記と同じであす る。） すなわちアリル−ピリミジニルフルオロフェニルエーテ
ル誘導体をジエチルアニリンを溶媒として、煮沸還流し
て、２−アリル−４−ピリミジニル−６−フルオロフェ
ノール誘導体を製造した。

この２−アリル−４−ピリミジニル−６−フルオロフェ
ノール誘導体に目的物に対応するカルボン酸クロリドを
加え、ピリジン存在下に反応を行い目的とするエステル
化合物を製造した。

〔実施例〕

以下に実施例によって本発明を更に具体的に説明するが
、本発明はこの実施例によって同等限定されるものでは
ない。

実施例において、Ｃ−Ｎ点は結晶相がらネマチック相へ
の転移点温度を示す。またＮ−Ｉ点は前記のごとく、ネ
マチック相より等方性液体への転移点温度を示す。

屈折率に関しては、液晶の軸方向に平行な屈折”率をｎ
１１、直角な方向をｎ上とするときΔｎ”ｎ１１　　　
ｎ上〉０ このΔｎの値は屈折率の異方性を表わし、このΔｎの大
きさは応答速度について考えるとき重要である、同じ光
学効果を生じさせるにも、Δｎが大きいと使用する液晶
セルの厚みが薄くてすみ、同じ電圧印加でも電界強度を
強くすることがソ゛き、液晶セル動作の応答速度を速く
することができる。

しかしΔｎは小さいと視角特性が良い。

本実施例でＣ−Ｎ点、Ｎ−Ｉ点の測定はメトラー社ＦＰ
−８０、ＦＰ−８２を偏光顕微鏡につけて測定した。

Δεは横河−ヒュレットパッカード社製ＬＣＲメーター
４２７４Ａ型で、Δｎはライツーヴエツラー社のマイク
ロリフラクトメータで測定した。

また前記のごとく、Δε＝ε１１−ε上で液晶の誘電率
の異方性を表わすが、ＴＮ表示方式の動作におけるしき
い値電圧（ｖｔｈ）は ｖｔｈ　　ｏｃ　　Ｊ「７Ｔ丁 で表わされ−ＡＪＴＴに逆比例する。従って時計用表示
としてみた場合、低電圧駆動が消費電力的に重要な要因
であるので、しきい値電圧を下げるためには、Δεの大
きな液晶が望ましいことになる。

（実施例１） （１）２−フルオロ−４−（２−（５−プロピル）ピリ
ミジニルクー６−アリルフェノールの製造。

２−（３−フルオロ−４−ヒドロキシフェニル）−５−
プロピルピリミジン１０ｇ　（０，０４モル）と無水炭
酸カリウム８０ｇにアセトン５００ｍ１を加え、よく撹
拌しながら臭化アリル１０ｇ（０，０４モル）を加えた
。

そのまま室温で２時間撹拌した後に、マントルヒータで
加熱し、還流を４８時間行った。

反応終了後不溶物をシ戸別し、炉液からアセトンを減圧
留去した。

残った油状物をトルエンを溶媒として活性アルミナでカ
ラムクロマトグラフィーを行った。トルエンを留去し、
残った油状物をエタノールを溶媒として再結晶を行った
。かくして得たものが２−°（３−フルオロ−４−アリ
ルオキシフェニル）−５−プロピルピリミジンである。

このものをＮ、Ｎ−ジエチルアニリン４０ｍ１に溶かし
、８時間窒素雰囲気下に還流した。放冷後５００ｍ１の
６Ｎ塩酸に反応液を加えた。−晩放置後、析出した沈澱
物をシ戸別し、少量の水でよく洗い、減圧にてよく乾燥
した。このものが２−フルオロ−４−（２−（５−プロ
ピル）ピリミジニルクー６−アリルフェノールの塩酸塩
である。このものをそのままつざの反応に用いた。

（２）トランス−４−（トランス−４−プロピルシクロ
ヘキシル）シクロヘキサンカルボン酸２−フルオロ−４
−〔２〜（５−プロピル）ピリミジニルクー６−アリル
フェニルエステルのｙＡ造。

２−フルオロ−４−（２−（５−プロピル）ピリミジニ
ルクー６−アリルフェノール２，７ｇ（０，０１モル）
をピリジン２００１＋に溶かし、激しく撹拌しながら、
この溶液にトランス−４−（トランス−４−プロピルシ
クロヘキシル）シクロヘキサンカルボン酸の酸クロリド
２．６ｇ（０，０１モル）を加え、トルエン１００ｍ１
を加えよく撹拌した。−晩放置後、反応物を水１００ｍ
１に性態し、トルエン層を分取して、２Ｎ水酸化ナトリ
ウムで洗い、ついで中性になるまで水でトルエン層を洗
った。

この後、無水硫酸ナトリウムでトルエン層を乾燥後、ト
ルエンを減圧にして留去した。残った固形物をエタノー
ル中より再結晶し、目的の化合物を製造した。得られた
化合物のＣ−Ｎ点１３１．６〜１３２゜３℃、Ｎ−Ｉ点
２１１．５℃、収量２−　Ｏｇ　（収率４ｏ％）であっ
た。またに３／Ｋｌは１．８２、Δε／ε土は２．４１
であった。

（実施例２） 実施例１において、トランス−４−（トランス−４−プ
ロピルシクロヘキシル）シクロヘキサンカルボン酸クロ
リドの代りに対応するトランス＝４−（トランス−４−
プロピルシクロヘキシル）フェニルカルボン酸クロリド
を用いて、実施例１と同様にエステル化合物を製造した
。

得られた化合物のＣ−Ｎ点９１．０〜９１．７℃、Ｎ−
Ｉ点１７１．８°Ｃであった。またに３／Ｋｌは１．９
４、Δε／ε１は２．３６であった。

（実施例３） 実施例１においてトランス−４−（トランス−４−プロ
ピルシクロヘキシル）シクロヘキサンカルボン酸クロリ
ドの代りに対応するトランス−４−ヘプチル−シクロヘ
キサンカルボン酸クロリドを用いて、他は実施例１と同
様にエステル化合物を製造した。

得られた化合物のＣ−Ｎ点は６７．５〜６８．５℃、モ
ノトロピック液晶転移温度はく６０．６℃）であった（
括弧はモノトロピック転移点を示す）。

（実施例４） 本発明の液晶化合物以外の液晶化合物としてトランス−
４−プロピル−（４′　−シアノフェニル）シクロヘキ
サン　　　　　　２４！１１％トランスー４−ベンチル
ー（４′　−シアノフェニル）シクロヘキサン　　　　
　　３６重量％トランス−４−ヘプチル−（４′　−シ
アノフェニル）シクロヘキサン　　　　　　２５重量％
トランス−４−ペンチル−（４′　−シアノフェニル）
シクロヘキサン　　　　　１５重量％なる液晶組成物（
Ａ）のＮ−Ｉ点は７２．０℃、Δεは＋１１．０．２０
℃における粘度は２８ＣＰ、Δｎは０．１４０．に３／
Ｋｌは１．８２である。

液晶セルとしては、酸化ケイ素をコーチイブし、ラビン
グ処理した酸化スズ透明電極を有する基板を対向させて
組立てた電極間圧１１０μｍのものを用意した。

上記の液晶組成物（Ａ＞を封入して２０℃でその特性を
測定したところ、しきい値電圧は１．８２Ｖであった。

この液晶組成物（Ａ）８５重呈％に本発明の実施例２で
製造したトランス−４−（トランス−４−プロビルシク
ロヘキシル）シクロヘキサンカルボンＰｉ２−フルオロ
−４−（２−＜５−プロピル）ピリミジニルツー６−ア
リルフェニルエステル１５重量％を溶解した組成物のＮ
−Ｉは８４．３℃、Δεは１０．６．Δｎは０．１３５
となり、粘度は３９ｃｐである。に３／Ｋｌは１．９４
で、ＳＴＮ用として好適である。

なお、一般にＲ；ΔｎＸｄ　　（ｃｔは電極間距離）で
表わされるリターデーションは常光と異常光の光路差を
示す量であるが、透過率を縦軸に、Ｒを横軸にとって透
過率を表わすと、ΔｎＸｄ＝０．４８の所に第１の極小
点、ΔｎＸｄ＝１．０５の所に第２の極小点がある。こ
の２点が一般に使用されているが第１は視角特性がよい
が、ｄのコントロールが難しく、第２では易しい。しか
しΔｎの大きなものは粘度ηが大きく、Δｎの小さいも
のがηが低いので、ｄのコントロールが難しくても、第
１の極小点が良くなってくる。

〔発明の効果〕

本発明のアリルフルオロピリミジニルフェノール類のエ
ステル誘導体は新規な化合物であり、液晶表示用に使用
して有用な化合物である。

また、本発明の化合物は、他の多くの液晶化合物、すな
わちエステル系、シック塩基系、ビフェニル系、フェニ
ルシクロヘキサン系、複素環系等の液晶化合物との相溶
性がよく、本発明の化合物を液晶組成物に少量添加する
ことによって、そのＮ−１点を上昇させることができる
。

その上、本発明の化合物を液晶組成物に加えるとに３／
Ｋｌの値を大きくすることができるため、ＳＴＮ型表示
素子用の液晶組成物に好適な化合物である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、次の一般式〔 I 〕で表わされるアリルフルオロピ
   リミジニルフェノール類のエステル誘導体。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・［ I ］ （但し〔 I 〕式においてＲ＾１、Ｒ＾２はそれぞれ直
   鎖または枝分れした炭素数１〜１５のアルキル基または
   アルコキシ基を示し、 −■−は▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、
   化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があ
   ります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
   表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
   、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
   表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
   表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
   表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
   表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼ からなる群から選ばれた一つであることを示す。）２、
   請求項１記載のアリルフルオロピリミジニルフェノール
   類のエステル誘導体を少なくとも一種類含有する液晶組
   成物。