JPH0259530A

JPH0259530A - トラン誘導体化合物及びそれを含有する液晶組成物

Info

Publication number: JPH0259530A
Application number: JP63210810A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Takeda; 勝彦武田; Tamon Tachibana; 橘　多聞; Tetsuhito Aihara; 徹人相原
Original assignee: Seimi Chemical Co Ltd
Current assignee: Seimi Chemical Co Ltd
Priority date: 1988-08-26
Filing date: 1988-08-26
Publication date: 1990-02-28
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: JP2619006B2

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］本発明は液晶電気光学素子に用いられるトラン誘導体化
合物及びそれを含有する液晶組成物に関するものである
。

［従来の技術］液晶表示素子は、時計、電卓をはじめ、近年では、測定
器、自動車用計器、複写器、カメラ等、種々の用途に使
用され始めており、広い動作温度範囲、低動作電圧、高
速応答性、化学的安定性等の種々の性能要求がなされて
いる。

しかし、現在のところこれらの特性を単独の材料で全て
満たす材料はな（、複数の液晶、及び、非液晶の材料を
混合して液晶組成物とじて要求性能を満たしている状態
である。このため各種特性の全てではな（、−もしくは
二重上の特性に優れた液晶材料または非液晶材料の材料
開発が望まれている。

［発明の解決しようとする課題］液晶を用いた表示素子分野において、ＴＮ型セルでは、
セル外観を損なう原因となるセル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異
方性値（△ｎ）とセルの厚さ（ｄ）μｍ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、△ｎｄの値が一定とされている。

このように△ｎｄの値が一定値に設定されるから、△ｎ
の大きな材料を使用すれば、ｄの値を小ならしめること
ができる。ｄの値が小となれば、応答時間（τ）は、よ
く知られたταｄ２の関係式に従って小となる。従って
、△ｎの値が大きな液晶材料は、応答速度が速く、しか
も干渉縞のない液晶表示セルを製作するのに極めて重要
な材料である。

一方、実用可能な液晶材料の多（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とからなる数種またはそ
れ以上の成分を混合することにより調整される。

最近では、液晶表示セルの応用製品の多様化に伴い、動
作温度範囲を高温側に拡大した液晶材料が要求されてお
り、このため、特にネマチック相−等方性液体相（Ｎ−
Ｉ）転移温度（透明点）の高いネマチック液晶化合物が
必要とされている。

従って、Δｎの値が太き（、Ｎ−Ｉ転移温度が高く、さ
らに、他の液晶材料または非液晶材料との相溶性に優れ
、化学的にも安定な材料を提供することは重要な課題で
ある。

［課題を解決するための手段］本発明は、前述の問題点を解決すべく新規な材料を提供
するものであり、一般式（式中（）　はトランス−１，４−ジ置換シクロヘキサ
ン環を示し、　Ｒ及びＲｏは夫々独立に炭素数１〜ｌＯ
の直鎖アルキル基（これらの基中の１個のＣＨ２基又は
隣接していない２個のＣＨ，基は、酸素原子により置き
換えられていてもよい）を示す）で表されるトラン誘導
体化合物及びその少なくも１種を組成物中に含有するこ
とを特徴とする液晶組成物を提供するものである。

本発明の一般式（Ｉ）の化合物は、大きな屈折率異方性
（八〇）と、高いＮ−Ｉ転移温度を有する新規な材料で
あり、他の液晶組成物に混合することにより、その△ｎ
を大きくし、ネマチック相温度範囲を高温側に拡大せし
めるものである。

また、他の液晶材料または非液晶材料との相溶性に優れ
、化学的にも安定な材料である。

本発明の一般式（Ｉ）の化合物は、他の液晶材料、非液
晶材料に少なくとも１種を混合することにより、液晶組
成物として使用される。

本発明の化合物として混合させる物質としては、例えば
以下のようなものがある。

以下の式でのＲ，Ｒ’は、本発明でのＲ，Ｒ’とは異な
り、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ
基等の基を表す。

Ｒ−＠−Ｎ＝Ｎ　＠Ｒ’ ＵＲ召Ｓ＠Ｒ゛なお、これらの化合物は単なる例示にすぎな（、水素原
子のハロゲン原子、シアノ基、メチル基等への置換、シ
クロヘキサン環、ベンゼン環の他の六員環、五員環等へ
の置換、環の間の結合基の変更等種々の材料が選択使用
される。

本発明の組成物は、液晶セルに注入されて用いられる。

代表的な液晶セルとしては、ツイストネマチック（ＴＮ
）液晶素子があり、ガラス、プラスチック等の透明基板
内面にＩｎ２Ｏ３−３ｎＯ□等の透明電極を所望のパタ
ーン状に形成して、必要に応じて、ＳｉＯ□、ポリイミ
ド等のオーバーコートをし、水平配向層を形成した基板
を相対向せしめ周辺をシールし、液晶を注入し、注入口
を封止したものであり、この両外面に偏光板を積層して
使用される。又、この外、最近注目されている高ツイス
ト角のスーパーツイストネマチック（ＳＴＮ）型、相転
移型、ゲストホスト型、動的散乱型又はそれらを組み合
せて用いられても良いし、電気的にでなく熱による書き
込みをするタイプのものに用いてもよい。

さらにセルの構造としては透明基板と透明電極の間に、
ＳｉＯ□、　Ａｌ□０８等のアンダーコート層を設けた
り、反射性電極を用いたり、複層電極を用いたり、カラ
ー偏光板を用いたり、カラーフィルターを用いたり、半
導体基板を用いたり、複層素子としたりする等種々の応
用が可能であり、時計、電卓、計測器、自動車用計器、
ゲーム、コンピュータ一端末機等種々の用途に使用可能
である。

本発明の一般式（１）の化合物は例えば、次のような方
法に従って製造される。

（式中（）　、　Ｒ及びＲｏは夫々式（Ｉ）における分
、　Ｒ及びＲｏと同じ意味を持つ。）↓ Ｒ召４殖２ＣＯＣ１（＋ｎ）即ち、式（ＩＩ）の化合物を塩化チオニルと反応させ酸
塩化物（ＩＩＩ）とする。この（ｆｆＩ）を無水塩化ア
ルミニウム存在下、式（ｒｖ　）の化合物と反応させ、
式（Ｖ）の化合物を得る。この（Ｖ）を水素化リチウム
アルミニウムにより還元し、アルコール（Ｖｌ）とする
。この（Ｖｌ）を硫酸水素カリウムにより脱水し、スチ
ルベン（■）を得る。この（■）に臭素を付加させ、ジ
ブロマイド（■）とし、ついで１．５−ジアザビシクロ
［５，４，Ｏｌウンデセン−５を用いて脱臭化水素を行
えば、一般式（Ｉ）の化合物が得られる。なお、この製
造法は単なる例示に過ぎなく、種々の製造方法が使用で
きる。

［実施例］以下実施例により、本発明の化合物の製造法、及び、本
発明の化合物を用いた液晶組成物により、本発明を更に
詳しく説明する。

実施例１ｐ−（トランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）−
フェニル酢酸４６．１ｇ　（０，１７７ｍｏｌ）に四塩
化炭素Ｈ１Ｏｍｌ、及び塩化チオニル３７ｍ１を加え、
さらにこれにジメチルアニリンを数滴加え、室温下で２
４時間撹拌した後、溶媒及び過剰の塩化チオニルを留去
し、残渣としてｐ−（トランス−４−ｎ−プロピルシク
ロヘキシル）−フェニル酢酸クロリドを得た。

ジクロロエタン２５０ｍ１中に無水塩化アルミニウム２
６．０ｇ　（０，１９５ｍｏｌ）を加え、撹拌しながら
一１５℃で、１−フェニル−２−（トランス−４−ｎ−
プロピルシクロヘキシル）エタン４０．８ｇ（０，１７
７ｍｏｌ）を滴下した。これに、先に合成したｐ−（ト
ランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）−フェニル
酢酸クロリドとジクロロエタン２００ｍ１の混合物を一
２０℃で滴下し、さらに同温度で３時間撹拌した。次い
で、この反応液を３％希塩酸１０１００Ｏに加え、トル
エンにて抽出し、水洗、乾燥の後、トルエンを留去し、
エタノール−トルエン混合溶媒により再結晶を行い、下
記化合物６６．９ｇ（０，１４２ｍｏｌ）を得た。

この化合物を無水テトラヒドロフラン５００ｍ１に溶解
した溶液を、水素化リチウムアルミニウム５．９３ｇ　
（０，１５６ｍｏｌ）と無水テトラヒドロフラン２００
ｍ１の混合溶液に滴下し、室温で１５時間撹拌した。こ
れに、ｌＯ％希塩酸４００ｍ１を加え、トルエンにて抽
出し、水洗、乾燥の後、トルエンを留去し、下記化合物
を得た。

ｎ＋４この化合物を、トルエン８００ｍ１に溶解し、硫酸水素
カリウム４．８３ｇ　（０，０３５５ｍｏｌ）を加え、
３０分間加熱還流した。冷却後、トルエン８００ｍ１を
追加し、水洗、乾燥の後、トルエンを留去し、エタノー
ル−トルエン混合溶媒により再結晶を行い、下記化合物
５６．４ｇ　（０，１２４ｍｏｌ）を得た。

この化合物をクロロホルム１０１００Ｏに溶解し、室温
で臭素２１．７ｇ（０，１３６ｍａｌｌを滴下した。室
温で１時間撹拌した後、これを冷却し、析出した結晶を
ろ取し、メタノールによる洗浄の後、乾燥した。

得られた化合物を、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド　５
００ｍ１に溶解し、１．５−ジアザビシクロ［５，４゜
０１ウンデセン−５３７，８ｇ　（０，２４８ｍｏｌ）
を加え、２０時間加熱還流した。冷却後、水５００ｍ１
を加え、析出した結晶をろ取し、乾燥の後、アルミナ−
トルエンのカラムクロマトにかけ、溶媒留去後、トルエ
ン−エタノール混合溶媒により再結晶を行い、目的とす
る下記化合物３９．５ｇ　（０゜０８６８ｍｏｌ）を得
た。収率４９．０％　融点（Ｃ−Ｎ）１５０、４℃、透
明点２６１．４℃。

’Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣ１ａ溶媒、ＴＭＳ内部標準）スペ
クトルの帰属は以下の通りであった。

δ（ｐｐｍ）０．８４−２．６５　（ｃｏｍｐｌｅｘ　ｍ、　ａｌｉ
ｐｈａｔｉｃ、３８Ｈ）７．１２−７．４５　（ｍ、　
ａｒｏｍａｔｉｃ、　８Ｈ）同様にして、ｐ−（トラン
ス−４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）−フェニル酢酸
に代え、対応するｐ−（トランス−４−ｎ−アルキルシ
クロヘキシル）−フェニル酢酸、ｐ−（トランス−４−
ｎ−アルコキシシクロヘキシル）−フェニル酢酸等を用
い、また、１−フェニル−２−（トランス−４−ｎ−プ
ロピルシクロヘキシル）エタンに代え、対応するｌ−フ
ェニル−２−（トランス−４−ｎ−アルキルシクロヘキ
シル）エタン、ｌ−フェニル−２−（トランス−４−〇
−アルコキシシクロヘキシル）エタン等を使用すること
により、以下に示す化合物を合成できる。

ｎ−Ｃ４ＨｅＨ＝（：　−ＧΣＣＨ，ＣＩ（２＜ＥＸ：
Ｈ。

ｎ−ＣＪ４Σ〈彊）（ミＣ〈φΣＧ（、ＣＨ，＜戸〉１
−Ｃ７山ｓｎ−Ｃ５Ｈ＋　、（α〉へｇ）（ミＣ（冗）
（Ｈ２Ｏ（２＜Ｅ）’０−ｎ−Ｃ３ｌ−１ｔｎ−Ｃ６Ｈ
＋　＋ｅミＣ（〈）（Ｈ２Ｑ４２−／□−ｎ−Ｃ４Ｈ９
ｎ−ＣａＨＩ　Ｉ　ｍミＣ（φ）−ＣＨ，ＣＨ，＜Ｅ）
（ｌ−ｎ−Ｃ６ＨｌｃＨ，ｏｃＨ２＜戸〉べＺシくミＣ
（〈シーＣａ１（２ＣＨ２＜α）−ｃ２Ｈ，。

ＣＨ３０ＣＨ，＜瞑＋ミＣ−＠）−ｃ）Ｉ２ＣＨ２＜Ｅ
＞ｎ−Ｃ，ＪＩ。

ＣＨａＯＱ（ｚｍミｃ（ｐΣＣＨ２ＣＨ２＜ＥΣｎ−Ｃ
５Ｈｌ　３実施例−２メルク社製液晶組成物ＺＬＩ−１５６５の透明点（Ｔｃ
）は８５．９℃、屈折率異方性値（△ｎ）は０．１２４
５である。上記の組成物９０重量％に本発明の実施例−
１の化合物１０重量％を加えると、組成物の透明点（Ｔ
ｃ）は１０５．２℃、屈折率異方性値（Δｎ）は０．１
３８１となった。

［発明の効果］以上の如く、本発明は新規な化合物である。

般式屈折率異方性値（△ｎ）を太き（し、かつ動作温度範囲
を高温側に拡大せしめ、化学的にも安定な液晶組成物を
構成させつる効果を生ずる優れたものである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ）（式中▲数式、化学式、表等があります▼はトランス−
１，４−ジ置換シクロヘキサン環を示し、Ｒ及びＲ’は
夫々独立に炭素数１〜１０の直鎖アルキル基（これらの
基中の１個のＣＨ＿２基又は隣接していない２個のＣＨ
＿２基は、酸素原子により置き換えられていてもよい）
を示す）で表されるトラン誘導体化合物。
（２）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ）（式中▲数式、化学式、表等があります▼はトランス−
１，４−ジ置換シクロヘキサン環を示し、Ｒ及びＲ’は
夫々独立に炭素数１〜１０の直鎖アルキル基（これらの
基中の１個のＣＨ＿２基又は隣接していない２個のＣＨ
＿２基は、酸素原子により置き換えられていてもよい）
を示す）で表されるトラン誘導体化合物の少なくも１種
を組成物中に含有することを特徴とする液晶組成物。