JPH02256635A - フェニルビシクロヘキサン誘導体 - 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、電気光学的表示材料として有用なフェニルビ
シクロヘキサン誘導体に関する。

〔従来の技術〕

液晶表示セルの代表的なものにジー・エイチ・バイルマ
イヤー（Ｇ、Ｈ，Ｈｅｉｌｍｅｉｅｒ　）等（Ａｐｐｌ
。

Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔｅｒｓ、　、ｌｌ　、　４６　（１
９６８））によって提案された動的散乱効果型セル（ダ
イナミック・スキャッタリング・モード・セル）または
エム・シャツ）　（Ｍ、　５ｃｈａｄｔ）等〔＾ｐｐ１
．Ｐｈｙａ、Ｌｅｔｔｅｒｓ＋　」Ｌ＊１２７　（１９
７１））によって提案された電界効果型セル（フィール
ド・エフェクト・モード・セル）またはジー・エイチ・
バイルマイヤー（（１；、　　Ｈ。

Ｈｅｉｌｍｅｉｅｒ　）等（Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅ
ｔｔｅｒｓ、　」Ｌ、　９１（１９６Ｂ）　）によって
提案されたゲスト・ホスト型セル等がある。

これらの液晶表示セルに用いられる液晶材料には種々の
特性が要求されるが、室温を含む広い温度範囲でネマチ
ック相を有することは各種表示セルに共通して要求され
ている重要な特性である。

このような特性を有する実用可能な液晶材料の多くは、
通常、室温付近にネマチック相を有する化合物と室温よ
り高い温度領域にネマチック相を有する化合物から成る
数種又はそれ以上の成分を混合することによって調製さ
れる。現在実用的に使用される上記の如き混合液晶の多
（は、少なくとも一３０℃〜＋６５℃の全温度範囲に亘
ってネマチック相を有することが要求されているが液晶
表示セルの応用製品の多様化に伴ない、ネマチック液晶
温度範囲を更に高温側に拡張した液晶材料が要望されて
おり、このため、最近では特にネマチック相−等方性液
体相転移温度（Ｎ−Ｉ点）の高いネマチック液晶化合物
が必要とされている。

さらにＧ　、　Ｂａｕｅｒによって、Ｍｏｂ　Ｃｒｙｓ
ｔ　、　Ｌｉｑ。

Ｃｒｙｓｔ、ＪＬＬ、　４５（１９８１）に報告されて
いるように、セル外観を損う原因となるセル表面での干
渉縞の発生を防止するために、セルに充填される液晶材
料の屈折率の異方性（Δｎ）とセルにおける液晶層の厚
さ（ｄ）μ−の積を成る特定の値に設定する必要がある
。実用的に使用される液晶表示セルではΔｎ−ｄの値が
０．５．１．０．１．６又は２．２のいずれかに設定さ
れている０通常、Δｎ−ｄの値を０、５に設定した場合
、視角特性が良くなるという特徴があり、Δｎ−ｄの値
を１．０，１．６又は２．２に設定した場合、正面から
のコントラストが良くなるという特徴がある。従って、
どの方向からも見やすい視角特性を重視する液晶表示セ
ルの場合は、Δｎ−ｄの値を０．５に設定し、特に正面
からのコントラストを重視する液晶表示セルの場合は、
Δｎ−ｄの値を１．０．１．６又は２．２に設定するの
が普通である。

一方、実用的に使用されている液晶表示セルにおける液
晶層の厚さは、通常、６〜１０μ−の限定された範囲で
成る値に設定されるため、Δｎ・ｄの値を０．５に設定
する場合は、Δｎの値の小さな液晶材料が必要となり、
Δｎ−ｄの値を１．０．１、６又は２．２に設定する場
合は、逆に、Δｎの値の大きな液晶材料が必要となる。

このように、液晶表示セルの表示特性に応じてΔｎの値
が小さい液晶材料とΔｎの値が大きい液晶材料が必要と
される。

通常Ｎ−１点の高いネマチック液晶化合物の中にはΔｎ
の値が小さいものが少なく、この両方の要求を満足する
液晶化合物を提供することが難しいとされている。

このような要求に応えるために、特開昭５７−１６５３
２８号公報には、４−置換ビシクロヘキシル４′−置換
ベンゼンの如き２００℃前後にＮ−１点を有し、Δｎの
小さい化合物が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、これらの化合物は、実用的に汎用されて
いるネマチック混合液晶に対して溶解性が悪いという欠
点を有している。このため低温で結晶が析出し、あるい
はスメクチック相が現出するという好ましからざる性賞
を有している。

本発明が解決しようとする課題は、高いＮ−１点を有し
、Δｎが小さいという特徴をもち、かつ汎用されている
ネマチック混合液晶に対する溶解性に優れた新規な液晶
化合物を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題を解決するために 一般式 〔式中、Ｒ１は炭素原子数１〜１０の直鎖状アルキル基
を表わし、Ｒ２は炭素原子数１〜７の直鎖状アルキル基
を表わし、ｎは１〜５を表わす。

シクロヘキサン環は全てトランス配置である。〕で表わ
される化合物を提供する。

本発明に係る式（１，）の化合物は、次の製造方法に従
って製造することができる。

第２段階 ↓ （上記反応式における、Ｒ’、Ｒ”、ｎは式（Ｉ）にお
けるＲ’Ｒ”、ｎと同様の意味をもつ。）第１段階−式
（ＩＩ）の化合物をジメチルスルホキサイドの如き極性
溶媒中で、カリウム−１−ブトキサイドの如き強塩基の
存在下、式（ＩＩＩ）のベンジルアルコールと室温上反
応させて、式（ＩＶ）の化合物を製造する。

第２段階−式（ＩＶ）の化合物を、無水テトラヒドロフ
ラン（以下、ＴＨＦという。）中で金属マグネシウムと
１〜２時間反応させて、式（Ｖ）の化合物を製造する。

第３段階−式（Ｖ）の化合物の溶液に、式（、ＶＩ）の
化合物の無水ＴＨＦ溶液を２０〜２５°Ｃで加えた後、
２時間反応させる。反応終了後、９％塩酸を加えた後、
通常の処理を施して、式（■）の化合物を製造する。

第４段階−式（■）の化合物をトルエンに溶解し、硫酸
水素カリウムを触媒量加え、５〜６時間除水しながら、
加熱還流する。

反応混合物を冷却した後、溶媒層を飽和食塩水で水洗し
、乾燥した後、゛溶媒を減圧留去する。反応粗生成物を
エタノールの如きアルコール系溶媒から再結晶させて精
製して、式（■）の化合物を製造する。

第５段階−式（■）の化合物をエタノールの如きアルコ
ール中で、ラネーニッケルを触媒として、接触還元させ
て、式（ＩＸ）の化合物を製造する。

第６段階−式（ＩＸ）の化合物を無水ＴＨＦに溶解し、
ナトリウムハイドライドを触媒として、ヨウ化アルキル
と反応させる。反応混合物に９％塩酸を加えて、過剰の
触媒を分解した後、トルエンで抽出、水洗、乾燥した後
、溶媒を減圧留去し、反応粗生成物をエタノールの如き
アルコール系溶媒から再結晶させて精製して、式（Ｉ）
の化合物を製造する。

斯くして製造された本発明に係わる式（１）の化合物の
代表的なものの転移温度を第１表に掲げた。

／ 第１表 （表中、Ｃは結晶相、Ｎはネマチック相、Ｓはスメクチ
ック相、■は等方性液体相を夫々表わす。）本発明に係
わる式（Ｉ）の化合物は、極弱い正または弱い負の誘電
率の異方性を有するネマチック液晶化合物であり、従っ
て例えば、負又は弱い正の誘電率の異方性を有する他の
ネマチック液晶化合物との混合物の状態で動的光散乱型
表示セルの材料として使用することができ、また強い正
の誘電率の異方性を有する他のネマチック液晶化合物と
の混合物の状態で電界効果型表示セルの材料として使用
することができる。

このように、式（Ｉ）の化合物と混合して使用すること
のできる好ましい代表例としては、例えば４−ｉｆｆ換
安息香酸４′−置換フェニルエステル、４−置換シクロ
ヘキサンカルボン酸４′−置換フェニルエステル、４−
置換シクロヘキサンカルボン酸４′−置換ビフェニルエ
ステル、４−（４−置換シクロヘキサンカルボニルオキ
シ）安息香酸４′−置換フェニルエステル、４−（４−
置換シクロヘキシル）安息香酸４′−置換フェニルエス
テル、４−（４−置換シクロヘキシル）安息香酸４’−
ｉ１換シクロヘキシルエステル、４−を換４’−置換ビ
フェニル、４−置換フェニルー４′−置換シクロヘキサ
ン、４−置換４１−置換ターフエニル、４装置ＩＡビフ
ェニル４′−置換シクロヘキサン、２−（４−置換フェ
ニル）−５−置換ビリミジンなどを挙げることができる
。

第２表は、（１）本発明に係わる式（Ｉ）の化合物と、
（２）式（１）の化合物の化学構造に類似しており、か
つ混合液晶のＮ−１点を上昇させる目的で使用されてい
る材料の中で特に優れた公知化合物（ａ）、（ロ）、（
Ｃ）の各々を、ネマチック液晶材料として現在母体液晶
として実用的に汎用されている混合液晶（Ａ）に溶解し
、−２０℃で結晶の析出もしくはスメクチック相の現出
のない最大重量％（すなわち−２０℃での熔解性）を求
め、その時の混合液晶のＮ−１点とΔｎの値を掲示した
ものである。

尚、混合液晶（Ａ）は 及び から成るものである。

また、化合物（ａ）は式 化合物（ロ）は式 （特開昭５７−１６５３２８号） 化合物（Ｃ）は式 ％式％） （関東化学■の市販品） で各々表わされるものである。化合物（姐（ロ）および
（ロ）の転移温度を第３表に示した。

第２表の本発明の阻１の化合物と公知の類イ以化合物（
ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）の対比から明らかなように、
本発明に係る式（１）の化合物は、実用的に汎用されて
いる混合液晶に溶解性が良好で容易にＮ−１点を高くせ
しめることができ、Δｎをさほど上昇させないことが理
解できる。化合物（ａ）とΦ）は溶解性が悪く、Ｎ−１
点を実用的に上昇することができず、化合物（ｂ）はＮ
−１点を上昇することはできるが、Δｎを顕著に上昇し
てしまうことが理解できる。

実施例１ 式　ｎｏｃｕ　ｔ＠　　の化合物１０．８ｇ（０，１０
モル） をジメチルスルホキサイド１５０ｎｉ、に溶解させた後
、カリウム−も−ブトキサイド１５　ｇ　（０，１３モ
ル）を無水ＴＨＦ１００ｍｆに懸濁させた溶液を加え、
室温で３０分間反応させた。次に、式Ｂｒ＋ＣＨｚＢｒ
の化合物２０ｇ（０，０８０モル）を無水ＴＨＦ５０ｎ
＋４！に溶解させた溶液を２０分間で滴下した後、室温
で３時間攪拌した。反応終了後、氷水３００ｍｊ２に反
応混合物を加え、酢酸エチル２００ｍｆで２回抽出し、
水洗、乾燥した後、溶媒を減圧留去し、得られた粗生成
物をエタノールから再結晶させて精製して、下記化合物
１８ｇ（０，０６６モル）を得た。

次に、金属マグネシウム０．９ｇ（０，０３７グラム原
子）を無水ＴＨＦ１０ｍｆに加え、上記化合物８．７　
ｇ　（０，０３３モル）を無水ＴＨＦ２０　麟ｌに溶解
させた溶液を１０分間かけて滴下した後、室温で２時間
反応させて、下記化合物を含有する反応液を得た。

次に、式ｎ−ＣＪ７（ＨΣ−ＣとＯの化合物４．５ｇ（
０，０２０モル）を無水ＴＨＦ２０ｍｆに溶解させた溶
液を、上記反応液に１０分間かけて滴下し、その後、２
時間室温で反応させた０反応終了後、反応混合物を９％
塩酸１００ｍＡに加え、トルエンで抽出、水洗、乾燥し
た後、溶媒は減圧留去して、下記化合物を得た。

Ｈ 上記化合物をトルエン２００ｍｆに溶解し、ｐ−トルエ
ンスルホン酸０．５ｇを加え、除水装置を用いて除水し
ながら３時間加熱還流させた０反応終了後、有機層を２
回水洗、乾燥後、溶媒を減圧留去し、残渣をエタノール
から再結晶させて精製して、下記化合物６．７ｇ（０，
０１７モル）を得た。

上記化合物６．７　ｇ　（０，０１７モル）をエタノー
ル１５０ａ＋ｆに溶解させ、ラネーニッケルを触媒とし
て水素圧５　ｋｇ／ｄで４時間接触還元させた。

触媒を除去後、溶媒を減圧留去して得られた残渣をメタ
ノールから再結晶させて精製して、下記化合物３．２　
ｇ　（０，０１０モル）を得た。

上記化合物２ｇ（０，００６４モル）をジメチルスルホ
キサイド３０＋＋＋ｊ！に溶解させた溶液に、カリウム
−ｔ−ブトキサイド０．９３ｇ（０，００８３モル）を
加え、室温で３０分間攪拌した後、ヨウ化メチルＩｇ（
０，００７０モル）を加えて、室温で２時間反応させた
０反応終了後、反応液に水５０鵬ｌを加え、酢酸エチル
５０ｓｊ！で２回抽出した後、水洗、乾燥後、溶媒を減
圧留去して得られた残渣をエタノールから再結晶させて
精製して、下記化合物１．５　ｇ　（０，００４５モル
）を得た。

るネマチック混合液晶に溶解性が良い。

従って、本発明に係わる式（１）の化合物を、実用的に
汎用されているネマチック混合液晶に混合することによ
って、Ｎ−１点の高い、Δｎの比較的小さい実用液晶を
作製することができる。

本発明に係わる式（Ｉ）の化合物は、高温駆動特性及び
視角特性に優れた液晶表示セルの材料として有用である
。

代理人　弁理士　　高　橋　勝　利 転移温度　　　　　　３９°Ｃ（Ｃ→５）１５９°Ｃ（
Ｃ，−３） １６７°Ｃ（Ｎ、−１） 〔発明の効果〕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒ＾１は炭素原子数１〜１０の直鎖状アルキル
   基を表わし、Ｒ＾２は炭素原子数１〜７の直鎖状アルキ
   ル基を表わし、ｎは１〜５を表わす。 シクロヘキサン環は全てトランス配置である。〕で表わ
   される化合物。 ２、ｎが１である請求項１記載の化合物。 ３、Ｒ＾１がｎ−プロピル基であり、Ｒ＾２がメチル基
   である請求項２記載の化合物。