JPH0542437B2 - - Google Patents

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JPH0542437B2
JPH0542437B2 JP9418385A JP9418385A JPH0542437B2 JP H0542437 B2 JPH0542437 B2 JP H0542437B2 JP 9418385 A JP9418385 A JP 9418385A JP 9418385 A JP9418385 A JP 9418385A JP H0542437 B2 JPH0542437 B2 JP H0542437B2
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JP
Japan
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liquid crystal
compound
point
formula
crystal composition
Prior art date
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JP9418385A
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Japanese (ja)
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JPS61254581A (en
Inventor
Shigeru Sugimori
Yasuyuki Goto
Tetsuya Ogawa
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JNC Corp
Original Assignee
Chisso Corp
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Publication date
Application filed by Chisso Corp filed Critical Chisso Corp
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Publication of JPH0542437B2 publication Critical patent/JPH0542437B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Heterocyclic Compounds That Contain Two Or More Ring Oxygen Atoms (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

産業上の利用分野 本発明は新規な化合物であるハロゲノ1,3−
ジオキサン誘導体およびこの誘導体を含有する液
晶組成物に関する。 従来技術とその問題点 液晶を応用した表示素子は液晶物質の持つ光学
異方性あるいは誘導異方性を利用したものであ
り、その表示様式によつてTN型(ねじれネマチ
ツク型)、DS型(動的散乱型)、ゲスト・ホスト
型、DAP型など各種の方式がある。これらの方
式に使用される液晶物質に要求される性質はそれ
ぞれ異なり、なるべく広い温度範囲で液晶相を示
すことおよび水分、熱、光、空気等に対して安定
であることは共通して要求される。現在のところ
単一化合物でそのような要求を全て満たすものは
なく、数種の液晶化合物または液晶類似化合物を
混合して得られる液晶組成物を使用している。 発明の目的 本発明の目的は誘導率の異方性の大きな液晶化
合物を提供することにある。また液晶組成物とし
て他の成分と混合して使用する場合に相溶性がよ
く得られた液晶組成物の粘度上昇を低くおさえる
化合物を提供することにある。 発明の構成 本発明は一般式 (式中でnは1ないし10の整数、ZはF、Brお
よびClから選ばれた基を示す。)にて示される1,
3−ジオキサン誘導体および該化合物を含有する
ことを特徴とする液晶組成物である。 一般式()で示される化合物は次の反応式で
示される既知の方法で製造することができる。式
中でnおよびZは前述のとおりである。 すなわち、置換ベンジルクロリド()と4−
ヒドロキシベンズアルデヒド()をアセトン溶
媒中無水炭酸カリウムの存在下に反応させて4−
(ハロゲノベンジルオキシ)ベンズアルデヒド化
合物()を得る。次にこのアルデヒド化合物
()とプロパンジオール化合物()とを不活
性有機溶媒中で後述の触媒の存在下、常圧にて還
流温度にて反応させる。 ()と()の反応において有機溶媒として
はベンゼン、トルエン、クロロホルム、四塩化炭
素、塩化メチレン等が適しており、触媒としては
塩化アルミニウム、四塩化スズ、四塩化チタンな
どのルイス酸や硫酸、リン酸などの鉱酸、トルエ
ンスルフオン酸などが使用できる。反応物に溶剤
抽出、水洗、乾燥、再結晶などの一連の精製処理
を施すことによつて目的とする()式の化合物
を単離できる。 なお環化反応の際にジオキサン環に関してトラ
ンス体の()とシス体の()が生成するが、
(トランス体:シス体=3:1)、目的の化合物は
トランス体であり、シス体方の融点が低く溶剤に
対する溶解度も大きいので、再結晶を1回又はそ
れ以上行うことにより、シス体と分離されたトラ
ンス体のみを得ることができる。 また()の2−アルキル1,3−プロパンジ
オールはアルキルマロン酸ジエチルエステルを水
素化リチウムアルミニウムで還元することにより
得られる。 本発明の化合物を製造する場合に用いる前述の
置換ベンジルクロリド()の例としては、次の
化合物を示すことができる。 o−ハロゲノベンジルクロリド、m−ハロゲノ
ベンジルクロリド、およびp−ハロゲノベンジル
クロリドでハロゲンがF、BrまたはClで示され
る化合物。 一般式()で示される本発明の化合物は他の
液晶化合物または液晶組成物と混合して新規な液
晶組成物として使用することができる。 一般式()で示される化合物と混合する他の
液晶化合物としては以下に示すような一般式で示
される化合物群に含まれる1種あるいは2種以上
の化合物を使用できる。一般式()で示される
化合物の液晶組成物中の含有量は好ましくは1〜
30wt%、より好ましくは5〜20wt%である。 なお、上記各式中、Rはアルキルを、Xは
Industrial Application Field The present invention is directed to a novel compound, halogeno-1,3-
The present invention relates to a dioxane derivative and a liquid crystal composition containing this derivative. Conventional technology and its problems Display elements using liquid crystals utilize the optical anisotropy or induced anisotropy of liquid crystal materials, and are classified into TN type (twisted nematic type) and DS type ( There are various methods such as dynamic scattering type), guest-host type, and DAP type. The properties required of the liquid crystal materials used in these methods are different, but they are commonly required to exhibit a liquid crystal phase over as wide a temperature range as possible and to be stable against moisture, heat, light, air, etc. Ru. At present, there is no single compound that satisfies all such requirements, and liquid crystal compositions obtained by mixing several types of liquid crystal compounds or liquid crystal-like compounds are used. OBJECT OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid crystal compound with large dielectric anisotropy. Another object of the present invention is to provide a compound that exhibits good compatibility and suppresses the increase in viscosity of a liquid crystal composition when mixed with other components when used as a liquid crystal composition. Structure of the invention The present invention is based on the general formula (In the formula, n is an integer from 1 to 10, Z represents a group selected from F, Br and Cl.) 1,
A liquid crystal composition containing a 3-dioxane derivative and the compound. The compound represented by the general formula () can be produced by a known method represented by the following reaction formula. In the formula, n and Z are as described above. That is, substituted benzyl chloride () and 4-
4-
(halogenobenzyloxy)benzaldehyde compound () is obtained. Next, this aldehyde compound () and the propanediol compound () are reacted in an inert organic solvent in the presence of a catalyst described below at normal pressure and reflux temperature. In the reaction between () and (), benzene, toluene, chloroform, carbon tetrachloride, methylene chloride, etc. are suitable as organic solvents, and as catalysts, Lewis acids such as aluminum chloride, tin tetrachloride, titanium tetrachloride, sulfuric acid, Mineral acids such as phosphoric acid, toluenesulfonic acid, etc. can be used. The desired compound of formula () can be isolated by subjecting the reaction product to a series of purification treatments such as solvent extraction, water washing, drying, and recrystallization. In addition, during the cyclization reaction, trans-isomer () and cis-isomer () are generated regarding the dioxane ring, but
(trans form: cis form = 3:1), the target compound is the trans form, and the cis form has a lower melting point and greater solubility in solvents, so by performing recrystallization one or more times, the cis form can be converted to the cis form. Only the separated trans isomer can be obtained. The 2-alkyl 1,3-propanediol () can be obtained by reducing alkyl malonic acid diethyl ester with lithium aluminum hydride. Examples of the above-mentioned substituted benzyl chloride () used in producing the compound of the present invention include the following compounds. Compounds in which halogen is represented by F, Br or Cl in o-halogenobenzyl chloride, m-halogenobenzyl chloride and p-halogenobenzyl chloride. The compound of the present invention represented by the general formula () can be mixed with other liquid crystal compounds or liquid crystal compositions and used as a new liquid crystal composition. As the other liquid crystal compound to be mixed with the compound represented by the general formula (), one or more compounds included in the group of compounds represented by the general formula shown below can be used. The content of the compound represented by the general formula () in the liquid crystal composition is preferably 1 to 1.
It is 30wt%, more preferably 5 to 20wt%. In addition, in each of the above formulas, R represents alkyl, and X represents

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】または[expression] or

【式】を、Yは−CN、ハロゲン、 R′またはOR′を、R′はアルキル基を、mは1また
は2をそれぞれ示す。 本発明の効果 一般式()で示される本発明の化合物で、特
に前述の()式でp位置に置換基を有するもの
は誘電率の異方性が大きくその透明点が高い為に
本発明の化合物を使用することにより得られた液
晶組成物の駆動電圧を低下させ、その透明点を上
昇させる事ができる。 以下実施例によつて本発明を更に具体的に説明
するが、本発明はこれらの例に限定されるもので
はない。 実施例 1 5−プロピル−2−〔4′−(4″−フルオロベンジ
ルオキシ)フエニル〕−1,3−ジオキサン アセトン200mlに4−ヒドロキシベンズアルデ
ヒド()6.1g(0.05モル)を溶解しこれに無
水炭酸カリウム34.6g(0.25モル)を加え加熱還
流させた。これに4−フルオロベンジルクロリド
()10.8g(0.075モル)を加えた。続いて反応
混合物を加熱還流下に10時間反応させ、しかる後
に反応混合物を500mlの水に加え析出した結晶を
別した。粗結晶をエチルアルコールから再結晶
して4−(4′−フルオロベンジルオキシ)ベンズ
アルデヒド()6.3g(68%)を得た。この物
の融点は97.7〜98.8℃であつた。 4−(4′−フルオロベンジルオキシ)ベンズア
ルデヒド()5g(21.7ミリモル)、2−プロ
ピル−1,3−プロパンジオール()2.6g
(21.7ミリモル)、p−トルエンスルホン0.01gを
乾燥したトルエン100mlに加えこれらを還流し、
デイーン・スターク・トラツプで反応物によつて
生成する水を分離し、更に水が留出しなくなるま
で還流を続けた。反応終了後室温にまで冷却し
た。トルエン層を5%炭酸水素ナトリウム水溶液
100mlで2回洗浄し、続いて水で中性になるまで
洗浄した。トルエン溶を無水硫酸ナトリウムで乾
燥し、しかる後にトルエンを留去し得られた油状
物をエチルアルコールから2回再結晶を行い、目
的物である5−プロピル−2−〔4′−(4″−フルオ
ロベンジルオキシ)フエニル〕−1,3−ジオキ
サン3.7g(収率52%)を得た。 この物は液晶相を示し C−S点(結晶−スメクチツク相転移点)76.3℃ S−N点(スメクチツク−ネマチツク相転移点)
93.2℃ N−I点(ネマチツク−等方性液相転移点)
111.8℃を示した。 実施例 2〜4 実施例1に準じた方法により次に示す化合物を
得た。 5−プロピル−2−〔4′−(4″−クロロベンジル
オキシ)フエニル〕1,3−ジオキサン C−N点(結晶−ネマチツク相転移点);117.8
℃ N−I点;128.8℃ 5−ペンチル−2−〔4′−(4″−クロロベンジル
オキシ)フエニル〕−1,3−ジオキサン C−S点;773℃ S−I点(スメクチツク−
等方性液相転移点);138.1℃ 5−ペンチル−2−〔4′−(3″−フルオロベンジ
ルオキシ)フエニル〕−1,3−ジオキサン C−I点(結晶−等方性液相転移点);57.5℃
S−I点;56.7℃ 実施例 5 Aトランス−4−プロピル−(4′−シアノフ エニル)シクロヘキサン 30重量% トランス−4−ベンチル−(4′−シアノフ エニル)シクロヘキサン 40重量% トランス−4−ヘプチル−(4′−シアノフ エニル)シクロヘキサン 30重量% なる組成の液晶組成物Aのネマチツク−透明点は
52.1℃、誘電異方性値は+11.2、20℃での粘度は
23.4c.p.である。 ケイ素でコーテイングしてラビング処理した厚
さ10μmのTNセルに前記液晶組成物Aを入れて、
20℃でその特性を測定したところ、しきい電圧は
1.54V、飽和電圧は2.13Vであつた。この液晶組
成物A85重量%に本発明の化合物の1つである5
−ベンチル−2−〔4′−(4″−フルオロベンジルオ
キシ)フエニル〕−1,3−ジオキサン15重量%
を加えた液晶組成物のN−I点は58℃、誘電異方
性は13.5、20℃での粘度は25c.p.であつた。この
液晶組成物を前述のTNセルに封入したものの動
作しきい電圧は1.47Vに、飽和電圧は2.01Vに低
下した。
[Formula], Y represents -CN, halogen, R' or OR', R' represents an alkyl group, and m represents 1 or 2, respectively. Effects of the present invention Among the compounds of the present invention represented by the general formula (), especially those having a substituent at the p position in the above-mentioned formula () have a large dielectric constant anisotropy and a high clearing point, so the present invention By using the compound, the driving voltage of the obtained liquid crystal composition can be lowered and the clearing point thereof can be increased. EXAMPLES The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited to these Examples. Example 1 5-Propyl-2-[4′-(4″-fluorobenzyloxy)phenyl]-1,3-dioxane Dissolve 6.1 g (0.05 mol) of 4-hydroxybenzaldehyde () in 200 ml of acetone and add anhydrous solution to the solution. 34.6 g (0.25 mol) of potassium carbonate was added and heated to reflux. 10.8 g (0.075 mol) of 4-fluorobenzyl chloride () was added to this. The reaction mixture was then heated to reflux for 10 hours, and then The reaction mixture was added to 500 ml of water and the precipitated crystals were separated. The crude crystals were recrystallized from ethyl alcohol to obtain 6.3 g (68%) of 4-(4'-fluorobenzyloxy)benzaldehyde (). The melting point was 97.7-98.8°C. 5 g (21.7 mmol) of 4-(4'-fluorobenzyloxy)benzaldehyde (), 2.6 g of 2-propyl-1,3-propanediol ()
(21.7 mmol) and 0.01 g of p-toluenesulfone were added to 100 ml of dry toluene and the mixture was refluxed.
Water produced by the reactants was separated using a Dean-Stark trap, and reflux was continued until no more water was distilled out. After the reaction was completed, the mixture was cooled to room temperature. Add toluene layer to 5% sodium hydrogen carbonate aqueous solution
Washed twice with 100 ml followed by water until neutral. The toluene solution was dried over anhydrous sodium sulfate, and then the toluene was distilled off. The resulting oil was recrystallized twice from ethyl alcohol to obtain the target product, 5-propyl-2-[4'-(4" 3.7 g (yield: 52%) of -fluorobenzyloxy)phenyl]-1,3-dioxane was obtained. This material exhibited a liquid crystal phase, with a C-S point (crystalline-smectic phase transition point) of 76.3°C and an S-N point. (Smektic-nematic phase transition point)
93.2℃ N-I point (nematic-isotropic liquid phase transition point)
It showed 111.8℃. Examples 2 to 4 The following compounds were obtained by a method similar to Example 1. 5-Propyl-2-[4'-(4''-chlorobenzyloxy)phenyl]1,3-dioxane C-N point (crystal-nematic phase transition point); 117.8
℃ N-I point; 128.8℃ 5-pentyl-2-[4'-(4''-chlorobenzyloxy)phenyl]-1,3-dioxane C-S point; 773℃ S-I point (smectic-
Isotropic liquid phase transition point); 138.1℃ 5-pentyl-2-[4'-(3''-fluorobenzyloxy)phenyl]-1,3-dioxane C-I point (crystal-isotropic liquid phase transition point); 57.5℃
SI point; 56.7°C Example 5 A trans-4-propyl-(4'-cyanophenyl)cyclohexane 30% by weight trans-4-bentyl-(4'-cyanophenyl)cyclohexane 40% by weight trans-4-heptyl-( The nematic clearing point of liquid crystal composition A having a composition of 30% by weight of 4'-cyanophenyl)cyclohexane is
At 52.1℃, the dielectric anisotropy value is +11.2, and the viscosity at 20℃ is
It is 23.4 cp. The liquid crystal composition A is placed in a 10 μm thick TN cell coated with silicon and rubbed,
When its characteristics were measured at 20℃, the threshold voltage was
The voltage was 1.54V, and the saturation voltage was 2.13V. 5% of the compound of the present invention is added to 85% by weight of this liquid crystal composition A.
-bentyl-2-[4′-(4″-fluorobenzyloxy)phenyl]-1,3-dioxane 15% by weight
The liquid crystal composition containing the above had an N-I point of 58°C, a dielectric anisotropy of 13.5, and a viscosity at 20°C of 25 c.p. When this liquid crystal composition was sealed in the aforementioned TN cell, the operating threshold voltage decreased to 1.47V and the saturation voltage decreased to 2.01V.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一般式 (式中でnは1ないし10の整数、ZはF、Brお
よびClから選ばれた基を示す。) にて示される1,3−ジオキサン誘導体。 2 一般式 (式中でnは1ないし10の整数、ZはF、Brお
よびClから選ばれた基を示す。) にて示される1,3−ジオキサン誘導体を含有す
ることを特徴とする液晶組成物。
[Claims] 1. General formula (In the formula, n is an integer from 1 to 10, and Z represents a group selected from F, Br, and Cl.) A 1,3-dioxane derivative represented by the following. 2 General formula (In the formula, n is an integer from 1 to 10, and Z represents a group selected from F, Br, and Cl.) A liquid crystal composition characterized by containing a 1,3-dioxane derivative represented by the following formula.
JP9418385A 1985-05-01 1985-05-01 1,3-dioxane derivative Granted JPS61254581A (en)

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