JPH0158178B2

JPH0158178B2 -

Info

Publication number: JPH0158178B2
Application number: JP20406781A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Goto; Susumu Tokita; Hiromichi Inoe; Masahiro Fukui
Original assignee: Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp
Priority date: 1981-12-17
Filing date: 1981-12-17
Publication date: 1989-12-11
Also published as: JPS58105951A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は新規な有機化合物に関し更に詳しくは
誘電異方性が正の新規な化合物に関するものであ
る。正の誘電異方性を有する液晶物質は、捩れた
配列を持つたネマチツク液晶を用いる液晶表示素
子、いわゆるTN型セルに利用できる他、適当な
色素物質を添加して、ゲスト・ホスト効果を応用
したカラー液晶表示素子にも利用される。これら
の液晶材料は単独の化合物ではその諸性能即ち液
晶温度範囲、動作電圧、応答性能等で実用的な使
用に耐える物は少く、実用的には数種の液晶混合
物または非液晶化合物を混合してある程度の使用
に耐え得るものを得ているのが現状である。本発
明の目的は、この様な実用的な性能のすぐれた、
且つ安定な液晶組成物を構成する一成分として有
用な化合物を提供することにある。即ち本発明は次式（）で表わされる、４―
（トランス―4′―アルキルシクロヘキシル）フタ
ロニトリル類及びその製法に関するものである。（上式に於てＲは炭素数が２〜４までのアルキ
ル基を示す。）公知の誘電異方性の大きな化合物としては、一
般式が

【式】（式中Ｒは直鎖アルキル基を示す）で示される化合物である。
（特開昭56−120659）。しかし該化合物は比較的粘
度が高く、相溶性も充分ではないなどの欠点があ
る。また誘電異方性が正で安定な液晶性化合物と
しては一般式が

【式】（式中Ｒは直鎖アルキル基を示す）で示される化合物
がある。しかし該化合物は誘電異方性が小さいた
め多量に混合しても駆動電圧を余り下げることは
ない。本発明の化合物（）は、上記の如き欠点のな
い、即ち誘電異方性が大きく、しかも他の化合物
との相溶性にすぐれた化合物であるが、液晶相は
示さずこの化合物単独では表示素子用としての実
用性はない。しかし化学的に安定な化合物であり
他の液晶化合物との相溶性にすぐれ、誘電率異方
性Δεが大きく本化合物を含む液晶組成物の駆動
電圧を下げる特徴がある。更に本化合物を使用す
ることにより電圧―輝度立上り特性（急峻度）が
向上し、又屈折率異方性Δηが小さく、本化合物
を使用することにより視覚特性のすぐれた液晶組
成物を得ることができる。次に本発明の化合物の製法を示す。まず化学式
でその概略を示す。（上記に於てＲは前記と同じ、ＸはＩ、Br、
Clを示す。）先ず、既知物質４―（トランス―4′―アルキル
シクロヘキシル）アセトフエノン（）（例えば
特開昭53−23957号など）を原料とし、塩酸ヒド
ロキシルアミンと反応させて対応するオキシム
（）を作り、これを適当な酸触媒（例えば硫酸、
スルホン酸、ポリりん酸、酸塩化物）と加熱し、
酸アミド（）を得る。またこの化合物（）は
既知物質

【式】（Ｒは直鎖アルキル基を示す）から得られるアミド化合
物に臭素および塩基性触媒を作用させ対応するア
ニリン誘導体

〔４―（トランス―4′―プロピルシクロヘキシル）フタロニトリルの製造〕

〔ステツプＡ〕４―（トランス―4′―プロピルシクロヘキシル
ノアセトフエノン（）1000ｇ（4.1モル）をエ
タノール2000mlに溶解させ、それにヒドロキシル
アミン371ｇ（5.34モル）と炭酸カルシウム373・
２ｇ（2.7モル）を１の水に溶解して調製した
ヒドロキシルアミン水溶液を約30時間で加え、還
流下にて２時間反応させる。反応終了後エタノー
ルをできるだけ留去し生成物をトルエンにて抽出
する。抽出溶液を水洗し、トルエンを濃縮除去す
る。残渣を2.0のエタノールから再結晶させる
と、無色針結晶の４―（トランス―4′―プロピル
シクロヘキシル）アセトフエノンオキシム（）
650ｇを得る。この物は、融点152.3〜154.7℃で
あつた。〔ステツプＢ〕ポリリン酸3000ｇに〔ステツプＡ〕の４―（ト
ランス―4′―プロピルシクロヘキシル）アセトフ
エノンオキシム（）200ｇ（0.768モル）を反応
温度が80℃を越えない様な速度にて徐々に加え
る。添加終了後、反応混合物を氷水約５に注意
しながら加え充分に撹拌した後、析出した反応生
成物を吸引過により収得し得られた粗結晶を充
分に乾燥後、１のエタノールから再結晶させる
と４―（トランス―4′―アルキルシクロヘキシ
ル）アセトアニリド（）140ｇを得る。この物
は融点167.2℃〜168.1℃であつた。〔ステツプＣ〕〔ステツプＢ〕の４―（トランス―4′―プロピ
ルシクロヘキシル）アセトアニリド（）200ｇ
（0.77モル）を酢酸1500mlに50℃にて溶解させ50
〜55℃で臭素135.5ｇ（0.847モル）を徐々に加え
る。その後、１時間撹拌を継続する。撹拌終了後
反応物を氷水３にあけ、10％―チオ硫酸ソーダ
溶液300mlを加える。得られた粗結晶をエタノー
ル：水の混合溶媒から再結晶するとｐ―（トラン
ス―４―プロピルシクロヘキシル）―Ｏ―ブロモ
アセトアニリド（）160ｇを得る。この物の融
点は138.5〜141.5℃であつた。〔ステツプＤ〕〔ステツプＣ〕のｐ―（トランス―４―プロピ
ルシクロヘキシル）―Ｏ―ブロムアセトアニリド
（）166ｇ（0.49モル）を熱エタノール900mlに
溶解させ、濃塩酸130mlを徐々に加え３時間加熱
撹拌する。得られた塩酸塩に2N―カセイソーダ
水300mlを加えて、撹拌し、析出した油状物をト
ルエン400mlにて抽出し、抽出溶液を水洗した後、
トルエンを濃縮除去する。残渣を減圧蒸留し、
175〜180℃／3mmHｇの留分を集めヘキサン100
mlで再結晶すると、ｐ―（トランス―４―プロピ
ルシクロヘキシル）―Ｏ―ブロモアニリン（）
74ｇを得る。この物は融点61.2〜62.3℃であつ
た。〔ステツプＥ）〔ステツプＤ〕のｐ―（トランス―４―プロピ
ルシクロヘキシル）―Ｏ―ブロモアニリン（）
50ｇ（0.169モル）にシアン化第１銅18ｇ（0.20
モル）Ｎ，Ｎ―ジメチルホルムアミド100mlを加
え、７時間加熱還流させる。反応終了後、室温ま
で放冷し28％アンモニア水108ｇを加え、30分間
激しく撹拌を行い更にトルエン120mlを加え生成
物を抽出する。抽出溶液を6N―塩酸次いで2N―
カセイソーダ水、更に水洗浄し、その後トルエン
を留去する。濃縮残渣を熱ヘキサン100mlで３回
抽出し、抽出液を濃縮する。その濃縮物をヘキサ
ン50mlで再結晶するとｐ―（トランス―４―プロ
ピルシクロヘキシル）―Ｏ―シアノアニリン
（）14ｇが得られる。この物は融点134.1〜
135.9℃であつた。〔ステツプＦ〕〔ステツプＥ〕のｐ―（トランス―４―プロピ
ルシクロヘキシル）―Ｏ―シアノアニリン12ｇ
（0.05モル）に、濃硫酸20ｇを水100mlに溶解させ
たものをフラスコの周囲を冷却しながら加える。
亜硝酸ナトリウム4.14ｇ（0.06モル）を水11mlに
溶解させた溶液を０℃前後で徐々に加える。撹拌
１時間後、ヨウ化カリウム8.3ｇ（0.05モル）を
水18mlに溶解させた溶液を徐々に加え、その後２
時間撹拌を継続し、更に50〜60℃で１時間反応さ
せる。反応物をトルエン100mlにて抽出し、抽出
溶解を2N―カセイソーダ水で洗浄し、更に水洗
浄した後にトルエンを濃縮する。残渣を減圧蒸留
し190〜200℃／1mmHｇの留分を集めヘキサン
20mlで再結晶するとｐ―（トランス―４―プロピ
ルシクロヘキシル）―Ｏ―シアノヨードベンセン
（）9.0ｇを得る。この物は融点55〜57.1℃であ
つた。〔ステツプＧ〕４―（トランス―4′―プロピルシクロヘキシ
ル）―Ｏ―シアノヨードベンゼン3.6ｇ（0.01モ
ル）とシアン化第１銅1.1ｇ（0.012モル）及び
Ｎ，Ｎ―ジメチルホルムアミド80mlの混合物を、
６時間加熱還流させる。室温まで放冷後28％―ア
ンモニア水6.7ｇを加える。トルエン200mlにて抽
出し、抽出液を6N―塩酸、次に2N―カセイソー
ダ水、更に水で洗浄し、共沸によりトルエン溶液
中の水分を除去し、活性アルミナを充填したカラ
ム中にて展開し目的物を精製した。留出したトル
エン溶液を濃縮し、生じた粗結晶をヘキサン５ml
で再結晶すると目的物である４―（トランス―
4′―プロピルシクロヘキシル）フタロニトリル
（）1.5ｇが得られる。この物は融点49.5〜50.1
℃である。この物の元素分析値は次の如く計算値
とよく一致している。実測値計算値（C₁₇H₂₀N₂として）Ｃ 80.6％ 80.91％Ｈ 7.8％ 7.99％Ｎ 11.0％ 11.10％同様にして他の炭素数のアルキル基をもつ
（）式の化合物も製造できる。実施例２（応用例１）からなる組成の液晶組成物Ｎ―Ｉ点は53.5℃であ
る。この液晶組成物を、ガラス基板に形成させた
SiO₂膜をラビングして表面配向処理を施したセ
ル厚10μm液晶セルに封入したところ誘電率異方
性Δεは12.0、屈折率異方性Δηは0.125.32Hzの短形
波を使用して測定した室温におけるしきい電圧は
1.28V、飽和電圧は1.86Vであつた。本発明の
（）式の化合物を入れない時のＮ―Ｉ点は72.3
℃、Δεは11.5、Δηは0.14、しきい電圧は1.69V、
飽和電圧は2.37Vであつた。この様に本発明の化
合物は液晶組成物の駆動電圧をげる一成分として
その効果は著しい。実施例３（応用例２）電圧―輝度立上り特性を示す急峻度は次式で表
わされる。γ値が小さい程優れている。 γ＝V₅₀／V₁₀ 但し、V₅₀、V₁₀は各々、光透過率が50％およ
び10％のときの印加電圧を表す。上記液晶組成物のＮ―Ｉ点は66℃、V₁₀＝
1.96V、V₅₀＝2.23Vでγ＝1.14であつた。上記液
晶組成物中最後の化合物

【式】の代りに本発明の実施例１の化合物を同量使用した液晶組
成物のＮ―Ｉ点は37℃、V₁₀、V₅₀は各々1.75V、
および1.95Vでγ＝1.11と小さくなり、本化合物
を使用することにより急峻度が向上した。

Claims

【特許請求の範囲】１一般式（上式に於て、Ｒは炭素数が２〜４のアルキル
基を示す。）で表わされる４―（トランス―4′―アルキルシク
ロヘキシル）フタロニトリル。２一般式（上式に於て、Ｒは炭素数が２〜４のアルキル
基を示す。）で表わされる４―（トランス―4′―アルキルシク
ロヘキシル）フタロニトリルを少くとも一種含有
することを特徴とする液晶組成物。