JPH03127777A - ピリミジン誘導体およびそれを含有する液晶組成物 - 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〕 本発明は液晶表示装置に用いられるネマチック液晶組成
物の成分として有用なピリミジン誘導体に関する。

〔発明の概変〕

本発明は一般式 （上式中、ＲおよびＲ′は炭素原子数が１〜］Ｏの直鎖
アルキル基を示し、シクロヘキサン環はトランス配置で
ある。） で表わされる新規なピリミジン誘導体である。本発明の
化合物は屈折率の異方性（△ｎ）が小さい特徴を有する
。

したがって、本発明の化合物と他のネマチック波晶化合
物又はその類似化合物を混合することにより、視角依存
性の小さいネマチック液晶組成物を提供することができ
る。

〔従来の技術〕

ネマチック液晶の電気光学効果を利用した液晶表示装置
は広い分野に応用されており、その表示方式には動的散
乱型、ゲスト−ホスト型、捩れネマチック型（ＴＮ型）
、スーパーツィステッド、ネマチック型（ＳＴＮ型）、
スーパーツィステッド複屈折率型（ＳＢＥ型）などが知
られている。

また、これらの表示装置を作動させる駆動方式にはスタ
ティック駆動方式、ダイナミック駆動方式（時分割駆動
方式）、アクティブマトリックス駆動方式、２周波駆動
方式等がある。これらのうちでダイナミック駆動方式を
用いたＴＮ型の表示方式の液晶表示装置が最も普及して
いる。また、最近ではＴＮ型よりさらに高■、１７分割
駆動が可能なＳＴＮ表示方式の表示装置が開発され、商
品化されつつある。

液晶表示装置の特徴としては （１）小型、薄型化が容易である。

（２）駆動電圧が低い。

（３）消費電圧が小さい。

（４）受光素子であるため、長時間使用しても目が疲れ
ない。

等があり、これらの特徴を生かして、従来より種々の商
品に応用されてきた。すなわち、ダイナミック駆動方式
のＴＮ型液晶表示装置がウォッチ、電卓、オーディオ機
器、カメラ、各種計測器等の表示に広く使用されている
。また、最近ではアクティブマトリックス駆動方式のＴ
ＮＮ型液晶表示装 置がカラーテレビ、ＳＴＮ型液晶表示装置がパソコンや
ワープロのデイスプレィにと非常に画素数が多い表示に
応用されつつあり、将来はＣＲＴに代る表示装置として
注目されており、今後もその応用分野はますます拡大し
て行くことが予想される。それに伴って液晶表示装置に
使用される液晶材料に要求される特性も変化して行くで
あろうが、次に揚げた特性は基本的なものでありあらゆ
る液晶表示装置に必要不可欠なものと考えられる。

１）着色がなく、熱、光、電気的・化学的に安定である
こと。

２）動作温度範囲か室温付近でできるたけ広いこと。

３）駆動電圧が低いこと。

４）電圧−輝度特性の立上りが急峻であり、そのしきい
値電圧の温度依存性が小さいこと。

５）電圧−輝度特性の視角範囲が広いこと。

６）電気光学的な応答速度が速いこと。

〔発明が解決しようとする課題〕

これらの特性のうち、１）を満足する化音物は多数知ら
れているが、２）以下の特性を＋１を一成分で満足する
化合物は知られていない。そこで、複数の液晶化合物又
はその類似化合物を混合したｉｌｌｌ粗晶物を用いてい
る。また、１）〜６）の特性のうち、すべてに満足が得
られる液晶組成物を混合することは実質的に不可能であ
り、用途により、これらの数項目を重視した液晶組成物
を用いている。しかし、種々改良がなされているものの
視角範囲の広い液晶組成物で満足なものはほとんど得ら
ていないのが実状である。視角依存性はプレチルトに起
因しているといわれているが、これを改良する方法とし
ては△ｎの小さな液晶材料を混合することが考えられる
。他の方法としてはコントラスト−△ｎ−ｄ（ここでｄ
は液晶セル厚み）曲線の一次ピーク（△ｎ−ｄ÷１．１
）を利用することにより視角が広くできることが知られ
ているが、この場合にもｄの値は量産技術上あまり薄く
できないため△ｎを小さくしなければならない。

したがって、上記のいずれの場合にも△ｎの小さい戚晶
祠料が必要となる。

そこで、本発明の「１的は他の複数のネマチック液晶化
合物又はその類似化合物と混合することにより視角範囲
の広いネマチック液晶組成物を得ることができる△ｎの
小さいピリミジン誘導体を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は一般式 （上式中、ＲおよびＲ′は炭素原子数が１〜１０の直鎖
アルキル基を示し、シクロヘキサン環はトランス配置で
ある。）で表わされるピリミジン誘導体。

本発明の化合物（１）は、例えば次の反応により製造す
ることができる。即ち、２−（トランス４′−アルキル
シクロへキシル）エチルマロン酸ジエチル（２）とトラ
ンス−４−アルキルシクロヘキサンカルボアミジン塩酸
塩（３）をエタノル中ですトリウムエトキシド ２−（トランス−４′−アルキルシクロヘキシル）５−
　［２’−（＋・ランス−４″′−アルキルシクロヘキ
シル）エチル］−４，６−シヒドロキシピリミジン（４
）を得る。化合物（４）をジエチルアニリン存往下にオ
キシ塩化りんて塩素化して２（トランス−４′−アルキ
ルシクロヘキシル）５−　［２’　−（１−ランス−４
″′−アルキルシフＲ％　ＣＨ２ＣｌＩ２　ＣＩｌ　（
ＣＯＯＣ２１１５）　２（２） ロヘキシル）エチル］−４，６−ジクロロピリミジン（
５）を得る。化合物（５）をエタノール中ＣＨ３ＣＯ０
Ｋ７ｒ’住下にパラジウム−カーボンを触媒として水素
で還元して本発明の化合物である２−（トランス−４′
−アルキルシクロヘキシル）５−［２’　−（＋−ラン
ス−４−アルキルシクロへキシル）エチル］ピリミジン
（１）を得る。

また化合物（２）は次の反応により製造することができ
る。即ち、トランス−４−アルキルシクロヘキサンカル
ボン酸（６）をＮａＡｐＨ２（ＯＣ２Ｈ４０ＣＨ３）２
を用いてトルエン中で還元してトランス−４−アルキル
シクロへキシルメタール（７）を得る。化合物（７）を
ピリジン存７［下にＳＯＣρ２で塩素化してトランス−
４−アルキルシクロヘキシルメチルクロライド（８）を
得る。化合物（８）をＤＭＳＯ中でＮａＣＮでシアノ化
してトランス−４−アルキルシクロへキシルアセトニト
リル タノ−中でＫ　Ｏ　Ｈと水を用いて加水分８１１　して
トランス−４−アルキルシクロヘキシル酢酸（１０）Ｎ
ｉ＋２ を得る。化合物（１の） きと同様に反応させて２ ルキルシクロヘキシル） を得る。化合物（１１） きと同様に反応させて２ ルキルシクロヘキシル） を化合物（７）を得たと （トランス−４′−ア ］−エタノール（１１） を化合物（８）を得たと （トランス−４′−ア １−クロロエタン（１ ２）を得る。化合物（１２）とマロン酸ジエチル（１３
）をエタノール中でＮａ０Ｃ２Ｈ５を用いて反応させ化
合物（２）を得る。次に化合物（３）は次の反応により
製造することができる。即ち、化合物（６）をＳＯＣ，
１）２用いて塩素化して、トランス−４−アルキルシク
ロヘキサンカルボニルクロライド（１４）を得る。化合
物（１４）をアンモニア水と反応させトランス−４−ア
ルキルシクロヘキサンカルボアミド（１５）を得る。化
合物（１５）を５ＯＣＮ２を用いて脱水反応させトラン
ス−４−アルキルシクロへキサンカルボニＩ・リル（１
６）を得る。化合物（１６）をエタノル中でＨＣρと反
応させトランス−４−アルキルシクロヘキサンカルボイ
ミダート塩酸塩（１７）を得る。化合物（１７）をエタ
ノール中でＮＨ３と反応させトランス−４−アルキルシ
クロへキサンカルボアミジン塩酸塩（３）を得る。

〔実　施　例〕

以下、実施例と応用例により本発明をさらに詳しく説明
する。

１ 実施例１２−（＋−ランス−４′−プロピルシクロヘキ
シル）エチルマロン酸ジエチル（化合物（２）でＲ−Ｃ
３Ｈ，のちの）の製造方法。

トランス−４−プロピルシクロヘキサンカルボン酸３６
０ｇ　（２，０モル）をトルエン６００ｃｍ’に分散さ
せＮ　ａ　ＡＤ　Ｈ２（ＯＣ２Ｈ４０ＣＨ３）２の７０
％トルエン溶液８４０ｃｍ３　（６゜０モル）を撹ｒ１
！シながら滴下し、９ｏ℃で３時間撹拌した。反応波に
］０％ＨＣ，Ｑ溶波を滴下し、分離したトルエン層を１
０％ＩＣ，Ｑ溶液と水で洗浄した。トルエンを留去し、
残った油状物質を減圧蒸留（８５℃／２ｍｎＨｇ）して
トランス−４プロピルシクロヘキシルメタノ一ル３００
ｇ（１゜９モル）を得た。この化合物を乾燥したピリジ
ン１６０ｇ　（２，０モル）に溶解し、氷水冷却撹押下
に５ｏ（４）２２７４ｇ　（２，３モル）を滴下した。

反応物を１０５−−１１０℃で２時間撹拌し、冷却して
から１０％ＨＣ１！溶戚中に注ぎ、クロロホルムで抽出
し、１０％塩酸と水で洗浄した。クロロホルムを留去し
、残った油状物質を減圧蒸留　２ （８０℃／３ｍｍＨｇ）してトランス−４−プロピルシ
クロヘキシルメチルクロライド３１．３ｇ（１，８モル
）を得た。この化合物をジメチルスルホキシド３６０ｃ
＋ｎ３に溶解し、Ｎ　ａ　ＣＮ　９２　ｙ；　（］、　
。

９モル）を加えて撹拌しながら１４０℃まで１加熱した
。冷却してから反応物に水を加えクロロホルムで抽出し
、水で洗浄した。クロロホルムを留去し、残った油状物
質を減圧蒸溜（１１５℃／３゜５ｍｍＨｇ）してトラン
ス−４−プロピルシクロヘキシルアセトニトリル２９１
ｇ（１，８モル）を得た。これをエタノール１．２００
ｃｍ’に溶解し、水１．２６ｃｍ３と水酸化カリウム４
６４ｇを加えて１０時間環流した。反応物中のエタノー
ルを留去し、残渣を水１．２００ｃｍ’に溶解し、濃塩
酸１０００ｃｒｎ３を加え、クロロホルムで抽出し、水
で洗浄した。クロロホルムを留去してトランス−４プロ
ピルシクロヘキシル酢酸３２５ｇ　（１，８モル）を得
た。これをトルエン５００ｃｍ３に溶解し、ＮａＡｌ　
Ｈ２（ＯＣｚ　Ｈ３０ＣＨ３）２の７０％トノ「乙ン溶
液１２３（’）ｃｍ’　　（４，４モル）を撹拌しなが
ら滴下し、８０−９０℃で３時間撹拌した。

反応波を撹拌しながら１０％塩酸を滴下し、分離した油
層を１０％塩酸、水の順序で洗浄し、トルエンを留去し
た。残った液体を減圧蒸留（１０５℃／　３　ｍ諧Ｈｇ
）してトランス−４−プロピル−１（２−ヒドロキシエ
チル）シクロヘキサン２７７ｇ　（１，６モル）を得た
。このアルコールの６５ｇ　（０，３８モル）を脱水ピ
リジン３２ｇ（０゜４０モル）に溶解し、水冷撹拌下に
ＳＯＣＲ２５５ｇ　（０，５モル）を滴下し、１０５−
１．１０℃で５時間撹拌した。反応物をＨＣｇ６０ｃｍ
３と氷４０ｇ中に注ぎ、クロロホルムで抽出し、１０％
ＨＣ，Ｑ、水の順序で洗浄し、クロロホルムを留去した
。残った液体を減圧蒸留（９０℃／３ｍｍＨｇ）してト
ランス−４−プロピル−１−（２−クロロエチル）シク
ロヘキサン６３．５ｇ　（０，３４モル）を得た。エタ
ノール３４０ｃｍ３にすトリウム７．８ｇ　１．３４モ
ル）を溶解し、マロン酸ジエチル６５．６ｇ　（０，４
１モル）とトランス４−プロピル−１−（２−クロロエ
チル）シクロ　４ ヘキサン６３．５ｇを加え１０時間環流した。反応物中
のエタノールを留去し、残渣に水３００ｃｍ３を加えて
クロロホルムで抽出し、水で洗浄後クロロホルムを留去
した。残った液体を減圧蒸留（１５１℃／３ｍ＋ｗＨｇ
）して２−（＋−ランス−４プロピルシクロヘキシル）
エチルマロン酸、ジエチル６５ｇ　１．２１モル）を得
た。

実施例２ トランス−４−ペンチルシクロヘキサンカルボアミジン
塩酸塩の製造方法。

トランス−４−ペンチルシクロヘキサンカルボン酸１−
９８ｇ（１，０モル）とＳＯＣＮ２２３７ｇ　（２，０
モル）を５時間環流した。過剰なＳＯＣ，Ｑ２を減圧下
に留去し、トランス−４−ペンチルシクロヘキシサンカ
ルボニル、クロライド２０６ｇ　（０，９５モル）を得
た。濃ＮＨ３水５００ｃｍ３を氷冷撹拌しながら上記の
配クロライド２０６ｇを滴下した。生成した結晶を濾過
し、水洗した。結晶をアセトンから再結晶して１７７ｇ
（０゜９０モル）を得た。これを５ＯＣ４Ｊ　２５３５
ｇ　５ （４，５モル）と共に］０時間環流した。過剰な５ＯＣ
Ｎ２を留去し残渣を減圧蒸留（１０５℃／３．５ｍｍＨ
ｇ）してトランス−４−ペンチルシクロヘキサンカルボ
ニトリル１１７ｇ　（０，８２モル）を得た。これをエ
タノール２５０ｃｍ’に溶解し、乾燥したＨＣ，Ｑガス
を飽和するまで吸収させて、５℃以下に２日間放置した
。反応物中のエタノールを約半分留去してから再結晶し
てトランス４−ペンチルシクロヘキサン力ルポイミダー
ト塩酸塩１８２ｇ（０，７１モル）を得た。これをＮＨ
３を飽和させたエタノール６００（７）３に加え、１晩
撹拌した。反応液中のエタノ−を約２／３留去してから
再結晶してｌ・ランス−４−ペンチルシクロヘキサンカ
ルボアミジン塩酸塩１１−７ｇ（０，５９モル）得た。

実施例３ ２−（１−ランス−４′−ペンチルシクロヘキシル）−
５−［２’　］　−（］トランスー４＃−プロピルシク
ロヘキシルエチル］ピリミジンの製造方法。

　６ メタノール８０ｃｍ’にナトリウム］−，９ｇ　（０゜
０８モル）を溶解し、実施例１て得た２−（トランス−
４−プロピルシクロヘキシル）エチルマロン酸ジエチル
６．３ｇ　（０，０２モル）と実施例２で得たトランス
−４−ペンチルシクロヘキサンカルボアミジン塩酸塩５
．６ｇ　（０，０２４モル）を加えて７時間環流した。

反応物を濃ＨＣ９２０ａｍ３と氷５０ｇ中に注ぎ、析出
した黄色結晶を濾過し水で洗浄した。結晶をエタノール
２００（７）３と共に加熱撹拌し、濾過してエタノール
で洗浄し２−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル
）５−　［２−（）ランス−４′　−プロピルシクロヘ
キシル）エチル］−４，６−シヒドロヒキピリミジン６
．３ｇ　（０，０１５モル）を得た。これをＰＯＣ，９
３４５ｃｍ’とＮ、　Ｎ−ジエチルアニリン６．０ｃｏ
＋３と共に１．００時間環流した。過剰なｐｏｃｋ３を
留去し、残渣をクロロホルムに溶解し２０％ＮａＯＨ水
溶液６０ｃＩＴ１３と氷］、　Ｏｏ　ｇ　ｒｌ＋に注ぎ
、クロロホルムを１０％ＮａＯＨ水溶液、水、］Ｏ％Ｈ
ＣｆＩ、水の順序で洗浄した。クロロホルムを留失し、
残渣をアセトンとメタノールの混合溶媒から再結晶して
２−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）−５−
［２−Ｃトランス４−プロピルシクロヘキシル）エチル
１−４゜６−シクロロピリミジン６、Ｏｇ　（０，０１
２モル）を得た。これをエタノール２４０ｃｍ３に溶解
し、５％Ｐｄ−Ｃｏ、６ｇ、ｌ！：ＣＨ３ＣＯ０Ｋ４゜
４Ｋ　（０，０４８モル）を加えて６０℃に加熱撹拌下
に水素ガスを吸収させた。

反応物を濾過し、濾液中のエタノールを留去し、残渣を
アセトンとメタノールの混合溶媒から再結晶して２−（
トランス−４′−ペンチルシクロヘキシル）−５−［２
’　−（）ランス−４′−プロピルシクロヘキシル）エ
チル］ピリミジン１．５ｇ（０，００４モル）を得た。

この化合物の相転位温度をＤＳＣにより測定した結果は
次のとおりてあった。

　８ （ここで、Ｃは結晶、Ｓ、およびＳ２はスメクチック相
、■は等方性波体を示す。） 実施例３と同様な合成方法により下記の化合物を合成し
た。

２−（トランス−４′−ペンチルシクロヘキシル）−５
−［２’　−（＋−ランス−４′−ブチルシクロヘキシ
ル）エチル］ピリミジン 応用例 市販のネマチック液晶組成物Ｚ　Ｌ　Ｉ　−１，５６５
（メルク社製）に本発明の化合物２−（１−ランス４−
ペンチルシクロヘキシル）−５−［２’（トランス−４
″−ブチルシクロへキシル）エチルコピリミジンを混合
した液晶組成物［Ａ］、および比較例として４−（＋−
ランス−４′−ペンチルシクロヘキシル）−４′−シア
ノビフェニルを混合した液晶組成物［Ｂ］を作った。

液晶組成物［Ａ］ １　つ ＺＬＩ 　５６５ ９０重量％ １０重量％ 液晶組成物［Ｂ］ ＺＬＩ−１５６５ ９０重量％ これらの液晶即成物のネマチック−等方性液体相転温度
（Ｎ−１点）△ηを測定した。また、ＴＮ型の液晶表示
セル（セル厚９μｍ）に封入して、視角依存性を測定し
た。なお、視角依存性αは次式で定義した。

これらの結果を第１表に示した。

第　　　　１　　　　表 〔発明の効果〕 以上述べたように、 本発明の化合物は△ｎが小 ２ｒ） さいことが明らかとなった。また、本発明の化０物と他
の液晶組成物を混合することにより視角依７Ｉ性の小さ
な液晶組成物が得られることが確認できた。

以　　　」ニ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（１） （上式中、ＲおよびＲ′は炭素原子数が１〜１０の直鎖
   アルキル基を示し、シクロヘキサン環はトランス配置で
   ある。） で表わされるピリミジン誘導体。