JPH05504356A - 液晶シアノアルカン類及びシアノアルケン類 - Google Patents
液晶シアノアルカン類及びシアノアルケン類Info
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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】
液晶シアノアルカン類及びシアノアルケン類本発明は、液晶特性を示すシアノア
ルカン類及びシアノアルカン類、並びに、それらを組み込んだ液晶材料及びデバ
イスに関する。
液晶材料及びデバイスはよく知られており、一般には有用なネマチック(N)及
びスメクチック(S)、特に電気光学的特性を示すスメクチックC及びI(Sc
、Sり液晶相が利用されている。S0相は、材料中に光学活性化合物が存在する
ときに強誘電性キラルスメクチックC(30本)相を形成するという最も有用な
特性を示す。
液晶材料は概して化合物の混合物であり、この種の混合物及び/またはその成分
化合物の望ましい要件は、調製し易いこと、有用な型の液晶相が好ましくは室温
を含む広い温度範囲で維持されること、などである、特定用途毎に別の望ましい
要件、例えば有用な複屈折、誘電的異方性、温度上昇に伴うS、−SAのような
有用な相転移シーケンスが更に要求され、Sc材料の場合には、高度な自発分極
(Ps)を呈する混合物を形成できる能力が要求される。
液晶相を示す材料は多数知られており、例えば、欧州特許出顆公開第0.117
.631号に開示された式:〔式中、R及びR′はアルキル〕の化合物がある。
別の有用な構造型は例えば、PCT/英国特許出願87100441に開示され
た式
〔式中、R及びR′はアルキル〕の化合物である。
液晶化合物中のわずかな構造的変異がその液晶特性に対して予想外の劇的な効果
を有し得ることはもはや常識となっている。従って、本発明の目的は、新規な構
造型を開発し、液晶相を示す構造型、特に有用な型を同定することである。
本発明によれば、一般式Iニ
ス1
〔R及びR1は個別に、C5〜CI、のアルキル、アルコキシ、ペルフルオロア
ルキルまたはペルフルオロアルコキシを示し。
環A、B、C及びDは個別に、1つまたは2つのハロゲン置換基で置換されるか
もしくは末I換のフェニル、またはトランス−シクロヘキシルまたは(2,2,
2)ビシクロオクチルを示し、a、b、cまたはdの各々は、(a + b+c
+d)が2または3であるという条件で個別にOまたは1を示し:
リンクA及びCは個別に単結合、CH2CH2、COO500C,CH2Oまた
はocHzを示し:n−m及びpは、(n十m+p)が0でないという条件で個
別に0または1〜4の整数を示し:
W及びzは個別に−cH=C(CN)−及び−C(CN)=CH−から選択され
;
X及びYは個別に一〇HCN−及び−C(CN )、−から選択され;
w、)c、y及び2は、X及び/またはyが1のときにW及び2が0であり、更
にw、x、y及びZの少なくとも1つが1であるという条件でOまたは1を示す
〕で示される新規なシアノアルカン類及びアルケン類が提供される。
R及びR1は非対称に置換された鎖を含む直鎖または分枝鎖でよい、環A、B、
CまたはDが置換基を含むときは、これらの置換基は有効な置換位置のいずれに
存在してもよい、−CHCN一単位が存在するとき、この単位は非対称に置換さ
れていてもよくまたはラセミ体でもよい。
液晶材料の調製容易性及び有用性の観点から特に好ましいと考えられる構造につ
いて以下に検討する。
好ましくは、R及びR’は個別に、n−アルキルもしくはn−アルコキシ、また
は非対称1換アルキルもしくはアルコキシを示す、好ましくは、環A及びBはシ
クロヘキシルを示す、好ましくは、環C及びDがハロゲン置換フェニルのとき、
ハロゲンはフッ素である。好ましくは、リンクA及びCは単結合である。好まし
くは、C及びdがOのとき、R’はアルキルである。好ましくは、環Aだけが(
2,2,2)ビシクロオクチルである。
式■に示す環BとCとの間のシアノアルカンまたはシアノアルケンブリッジに関
する変形の好ましいいくつかの組み合わせを以下に示す:
(A)n、w、y、z、P=o;x、m=1;X=CHCN(B)w、m、y、
z+p=o:n−x=1;X=CHCN(C)w、m、y、z、p=o;n、x
=1 ;X=C(CN)2<D)n、x、m、y +z、P=o;w=1;W=
−CH=C(CN)(E)w+y+z、p−0;x+m=1;n=2 ; X=
CHCNまたはC(CN )z
(F )n 、w−z 、p =○;x、y=1:m=4;X、Y=C)(CN
これらの組み合わせを具体化する構造の特定例を以下の表1に示す0表1中の大
文字は上記の組み合わせを示す。
衣」−
これらの式のうちで、IAI、IA4、IA5、IB2、IB3及びIB4の化
合物が特に好ましい。
式Iの化合物、例えば表1に挙げた化合物は、公知の化合物を出発材料として多
くの調製経路でまたは当業者に自明のその変形によって調製し得る。化合物IA
及びIBに達する全体経路A及びBを添付の流れ図で概略的に示す。
ステップA1及びB1では、リチウムジイソプロピルアミド(LDA)をカップ
リング試薬として使用し、ステ・ンブA2及びB2では臭素化生成物をフェニル
ホウ酸と力・ノブリングさせる。フェニルホウ酸の製造方法は周知であり、例え
ば出発フェニルをトリーイソプロピルボレートと反応させる。適宜置換した出発
フェニル、例えば2−または3−フルオロ、または2.3−ジフルオロアルキル
またはアルコキシフェニルを使用することによって、対応する4−フェニルホウ
酸を調製し得る。
この種のフェニルホウ酸の製造方法を経路Gで示す。
経路Gのステップでは以下の処理を行なう。
G1:1−ブロモアルカン、K 2 CO3、アセトンの還流:G2:n−ブチ
ルリチウムとの反応、次いで一78°Cでトリーイソプロピルボレートとの反応
;G3:フリーデル・クラフッ付加:
G41例えば水和ヒドラジンを用いた還元;G5:M、F、Hawthorne
、J、Org、Chem。
(1957>、Ll、1001参照;
G6:n−ブチルリチウム。
G7:R−CH○。
G8:(i )P2O3、(ii )P d / C、Hz。
フェニルホウ酸を調製するために経路Gを使用した実施例は、英国特許出願公開
第8,806,220号及びPCT/欧州特許出願88100724に記載され
ている。これらの文献の記載内容は本明細書に含まれるものとする。
従って、経路A及びBは汎用性があること、及び、特定構造について図示してい
るが別の構造型を製造するためにどのように応用できるかということは当業者に
明らかであろう。
構造型C,D及びEの化合物、例えばIC1ID及びIFの化合物は、対応する
ケトンを四塩化チタンと反応させた後、該ケトンとトリメチルシリルシアニド(
T M S −CN)とを反応させることによって頂製し得る。多くの適当なケ
トンが知られているが、ケトンへの合成経路もよく知られており、例えばアシル
クロリドを用いるフリーデルクラフッ付加、またはニトリルとグリニヤール試薬
との反応などがあるので、市販のケトンを入手できないときはケトンを合成する
とよい。
式Iの化合物を公知の液晶化合物と混合して有用な液晶材料を形成し得る。従っ
て本発明はまた、少なくとも1種の式Iの化合物を含む化合物の混合物から成る
液晶材料を提供する0本発明のこの特徴によれば、構造型A及びB、例えばIA
及びIBの化合物がスメクチックC液晶材料の成分として好ましい、その理由は
、SC相を示すため、負の誘電異方性(Δε)を有するため及び複屈折くΔn)
が小さいためである。
例えば構造型A及びBの式■の化合物、特に式IA及びIBの化合物は、公知の
化合物と共にSC混合物に使用でき、これらの公知の化合物と共にまたは個別に
S。相を形成する。このタイプの特に好ましい化合物は式IIA及び■B。
〔式中、R,及びR2は個別にC2〜C1□のアルキルまたはアルコキシを示す
〕で示される化合物である。
B0混合物中に存在する〈1種以上の)式Iの化合物が非対称置換基を含む場合
、例えばR= R’または−CH(CN)−が非対称置換されている場合、SC
相は強誘電性Sc*相でもよい0選択的にまたは付加的に、混合物は、SC相を
S−相となるように誘発し得る公知の非対称置換化合物を含有してもよい、この
種の多くの化合物が公知であるが、好ましい化合物は、PCT/英国特許出11
87100441に記載の化合物、特に式■:
〔式中、(F)は、指示された環が側部フッ素置換基を含み得ることを示し、R
3はC3〜、2のn−アルキルまたはn−アルコキシを示し、R2はC1〜1.
のアルキルまたはn−アルキルまたは分枝鎖または光学活性アルキルを示す〕の
化合物である。
本発明のこの特徴によれば、限定的ではないが典型的には、S−混合物は、95
重量%以下の式nAまたはIIBの化合物と15重量%以下の式■の化合物と2
5重量%以下の式Iの化合物とを、全体が100重量%となるように含む。
このような本発明の液晶材料は、公知のタイプの液晶電気光学的ディスプレイデ
バイスで使用され得る。
式Iの化合物の調製経路を概略的に示す図1、図2及び図3を参照しながら本発
明の実施例を以下に説明する。どの場合にも、PCT/欧州特許出願88100
724の実施例に記載された方法でホウ酸を調製した。どの場合にも、液晶転移
温度を℃で示し、例えばに70 SAは、70℃で固体結晶がSA液晶に転移す
ることを意味する。
(1)化合物・
の調製
BL 1−4−ブロモフェニル−1−シアノ−2−トーンスー4−へプ ルシク
ロヘ シル)エタンナトリウム乾燥テトラヒドロフラン(10ml)及び分子ふ
るいで乾燥したヘキサメチルホスホラミド(HMPA)(5ml)中のトランス
−4−ヘプチル−シクロヘキシルメチル−トルエン−4−スルホネ−1−(2,
8g、7.7mmol)と4−ブロモフェニルアセトニトリル(1,37g、7
.0mmol)との攪拌冷却(−70℃)混合物に、リチウムジイソプロピルア
ミド(L D A)(T HF中1.5)(5,13m1.7.7mmol)を
乾燥窒素下で滴下した0反応混合物を一70℃で1時間攪拌し、次いで室温に温
めて一夜維持し、GCによってモニタした0反応混合物を水(50ml)に注ぎ
、生成物をエーテル(2X20ml)に抽出した。
合わせた抽出物を水洗し乾燥(M g S○、)シた。減圧下に溶媒を除去し、
粗生成物をカラムクロマトグラフィー〔シリカゲル、クロロホルム−軽油(沸点
40〜60℃)(1・2)で溶出〕で精製した。収量1.43 g、収率52%
、融−4−イル−1−トランス−4−ヘブ ルシクロヘ シル)エタン
ステップB1の生成物(2,64mmol)と、4−デシロキシフェニルホウ酸
(0,99g、3.43mmol)と、テトラキス(トリフェニルホスフィン)
パラジウム(○〉<0.4g−0,34mmo l>と、2Mの炭酸ナトリウム
溶液(3ml)と、ベンゼン(10ml)と、メタノール(1ml)との攪拌混
合物を乾燥窒素下に還流下で4時間加熱し、反応をGCによってモニタした0反
応混合物を冷却し、2Mの炭酸ナトリウム溶液(100ml)を添加し、次いで
水性アンモニア(2ml>及びエーテル(100ml)を添加した。
有機層を分離し、水性層をエーテル(50ml)で洗浄した。
合わせたエーテル抽出物を水洗し、乾燥(M g S○、)シた。
減圧下に溶媒を除去し、粗生成物をカラムクロマトグラフィー〔シリカゲル;ジ
クロロメタン:軽油(沸点60〜80’C(3:1)で溶出〕で精製した。収率
62%でエタノールから再結晶させた。
(2)化合物:
の調製
この化合物は、ステップB1の生成物と4−デシロキシ−2−フルオロフェニル
ホウ酸とを使用して(1)と同様の方法で調製した。ジクロロメタン:軽油(沸
点40〜60”C)(1: 5)を使用しシリカゲルで選択した。収率64%で
エタノールから再結晶させた。
(1)化合物:
の調製
、へIJ−ブロモフェニル−2−シアノ−2−トーンスー4−へブ ルーシ ロ
ヘ シル)エタン標記化合物をトランス−4−へブチルシクロへキシルアセトニ
トリルと4−ブロモベンジルプロミドとから上記実施例1のステップB1と同様
にして調製した。収率59%、融点60〜62°C0
A2 1−シアノ−2−(4′−テコキシビフェニル−4−イル−2−トーンス
ー4−ヘブ ルシクロへ シルツム乙
標記物質をステップA1の生成物と4−デシキシフェニルホウ酸とを使用しステ
ップB2と同様にして調製した。
〔シリカゲル:クロロホルム−軽油(沸点40〜60”C(1:5)で溶出〕:
収収率6駕
(2)化合物:
の調製
標記化合物を、1−(4−ブロモフェニル)−2−シアノ−2−(トランス−4
−へブチルシクロヘキシル)エタンと4−テコキシ−2−フルオロフェニルホウ
酸とを使用してAl−A2と同様にして調製した.〔シリカゲル;ジクロロメタ
ン−軽油(沸点40〜60”C)(1 : 5)で溶出〕;収収率3丸
(3)化合物。
CN
の調製
標記化合物を、1−(4−ブロモフェニル)−2−シアノ−2−(トランス−4
−ヘプチルシクロヘキシル)エタンと4−テコキシ−3−フルオロフェニルホウ
酸とを使用してAl−A2と同様にして調製した.〔シリカゲル;ジクロロメタ
ン−軽油(沸点40〜60℃)(1 : 5)で溶出〕;収収率2九
及111
化合物。
の調製
ケ)・ン1−(4’−デシロキシビフェニル−4−イル)−2−(トランス−4
−ヘプチルシクロヘキシル)エタノンを、Mo1.Cryst.Liq.Cry
st(1988)に記載の対応するオクチルオキシ化合物で使用された方法と同
様の方法で調製した0代替経路としては欧州特許出願公開第0、117,631
号の実施例1に記載の経路がある.収率は18%であった。
このケトンを得るための別の経路では、1−(4−ブロモフェニル)−2−(ト
ランス−4−ヘプチルシクロヘキシル)エタン−1−オン(1 、0 g、2.
64mmol)と、4−デシロキシフェニルホウl!!2(0 、9 9 g、
3.43mmo+)とを反応させ、次いで、前記B2と同様の手順で処理する。
カラムクロマトグラフィ一段階でシリカゲルを使用し、溶出剤としてはジクロロ
メタン:軽油(沸点40〜60℃)(1=1)を使用した.収量0.85g、収
率61%でエタノールから再結晶化した.ケトンは液晶転移に106 5Q13
5 Sc 142 SA 1681を示した。
分子ふるいで乾燥したジクロロメタン(5ml)中の上記ケトン(0.467m
mol)の溶液に、乾燥窒素下に0℃で四塩化チタン(0.54 5mmo I
、滴下)を添加した。
30分後、トリメチル−シリルシアニド(TMS−CN)(0.934mmol
)を0℃で添加し、混合物を室温で72時間攪拌した。
反応混合物を水に注ぎ、粗生成物をジクロロメタン(2X25ml)に抽出した
0合わせた抽出物を水洗し乾燥(M g Sc,)シた.減圧下に溶媒を除去し
、粗生成物をカラムクロマトグラフィー〔シリカゲル;ジクロロメータンー軽油
(沸点40〜60℃)(1 : 5)で溶出〕で精製した.生成物をエタノール
から再結晶させた.収率50%同様の経路を使用して以下のケトン類を調製した
二K 106 Sol 35 Scl 47 SAI 60 1(溶出剤ニジク
ロロメタン:軽油(40〜60”C)1:2、収率26%でエタノールから再結
晶化)。
K117 So 132Sc 141SA 163I(溶出剤;クロロホルム:
軽油(40〜60”C)1 : 2、収率10%でエタノールから再結晶化〉。
K (56Ss) 58 SAI 28 I(溶出剤ニジクロロメタン・軽油(
40〜60”C)4:1、収率93%で軽油(40〜60℃)から再結晶化)。
K122 SR130SA 152I
(1−ペンチルビシクロ(2,2,2)オクタン4−酢酸から、アシルクロリド
(sOcl、経由)を経由し、M o l 。
Cryst、Liq、Cryst(1988)に記載の経路で調製した。溶出剤
;クロロホルム:軽油(40〜60’C)1・2、収率19%で軽油から再結晶
化)。
化合物:
K (56Ss) 68S^138 Iを以下に示す別の経路で調製した。
ナトリウム乾燥エーテル(25ml)中の4−ブロモ−4′デコキシー2−フル
オロビフェニル(公知)(6,1g、15mmo+)と金属マグネシウム(0,
4g、16.6mg原子)とから成るグリニヤール試薬を無水条件下に50”C
で調製し、反応をGCによってモニタした。ナトリウム乾燥エーテル(10ml
)中のトランス−4−へブチルシクロヘキシル−アセトニトリル(1,1g、5
mmol)の溶液を添加し、反応混合物を還流下に一夜加熱した0反応混合物を
冷却し、氷(100g)及び36%塩酸(10ml)に注いだ、有機層を分屋し
、水性層をエーテル(25ml)で洗浄した0合わせたエーテル抽出物を水性炭
酸ナトリウム(10%)(50ml)及び水で洗浄し、次いで乾燥(MgSQ、
)した、減圧下に溶媒を除去し、粗生成物をカラムクロマトグラフィー〔シリカ
ゲル;クロロホルム:軽油(沸点40〜60℃)(1:2)で溶出〕で精製した
。収量1.75g、収率64%でエタノールから再結晶化した。
41色r
化合物:
の調製
0℃、無水窒素下に、分子ふるいで乾燥したジクロロメタン<5ml>中の2−
(トランス−4−へブチルシクロヘキシル)−1−(4−オクトキシフェニル)
エタノン(0,2g、0.467mmol)の溶液に四塩化チタン(55μl、
0.545mmo l)を滴下した。30分後に、O”CでTMS−CN(0,
142m 1.0.934mmo l)を添加し、次いで混合物を室温で72時
間攪拌した0反応混合物を水に注ぎ、粗生成物をジクロロメタン(2X25ml
)に抽出した。
合わせた抽出物と水洗し乾燥(M g S O,、)した、減圧下に溶媒を除去
し、粗生成物をカラムクロマトグラフィー〔シリカゲル;ジクロロメタン−軽油
(沸点40〜60℃)(1:2)で溶出〕で精製した。収量0.15g、収率6
8%でエタノールから再結晶化した。
上記実施例及び関連方法で調製したシアノ化合物の液晶転移(0℃)を次表にま
とめる。
に41S461
八
K 127 I
K 155B88 I
K 71.5 S 16152162 N 173 IK 106.5 1
K 535B70 X
K 104 (S893) X
11匠i:経路Cの代表的実施例
CI チオニルクロリド(75ml)及びD M F (3滴)中のトランス−
4−へブチルシクロへキシル−カルボン酸(3)(Loglo、044mo l
)の溶液を還流下に攪拌しながら3時間加熱した。冷却後に、余剰のチオニルク
ロリドを減圧下に除去した。残渣を乾燥エーテル(50ml)で処理し、減圧下
に再度濃縮した。
乾燥エーテル(50ml)を乾燥窒素下にリチウムアルミニウム水素化物(3,
35g10.088mo !>に慎重に添加した。この攪拌懸濁液に、粗酸塩化
物溶液を乾燥エーテル(20〜30m1>中で室温で1時間を要して添加した。
攪拌懸濁液を還流下に2時間加熱し、次いで冷却した。余剰のL L A I
H+を破墳するために水(1,5m1)を添加した。混合物に希HC] (10
%)を添加して反応を停止させた。溶液をエーテル(3xlOOml>で抽出し
、合わせた有機抽出物を水洗(3x50ml)L、乾燥(MgSO4)L、減圧
下に溶媒を除去した。Pi渣を125℃/ 0 、1 m m Hgで蒸留する
ことによって精製し、無色油状の生成物を得な。
収率75%。
C2アルコールを含まないクロロホルム(47ml)中のアルコール(4)(L
oglo、047mo l>の攪拌溶液に0℃でピリジン(7,6m 110.
094mo りを添加した。
この混合物にトシルクロリド(13,44g10.071mo 1)を少量ずつ
添加した。混合物を0℃で2時間攪拌し、次いで室温で更に2時間攪拌した。エ
ーテル(120ml)及び水(28ml)を添加した。有機層を分離し、希HC
I、水、5%N a HCO!及び水で順次洗浄した。乾燥<M g S O4
)t&に、減圧下に溶媒を除去し、粗残渣をフラッシュ−シリカクロマトグラフ
ィーく石油、エーテル40/60中の2%ジエチルエーテル)で精製した。生成
物は白色固体であった。収率67%;融点33〜35℃。
C3250m1フラスコ内で微粉状のコハク酸無水物(Loglo、1mo I
)を粉末状A I Cl 3(27g / 0 、2m01)と完全に混合した
。ブロモベンゼン(37,5m110.36mo+)を添加し、混合物を攪拌し
、100〜110℃で1時間加熱した。HCIの蒸気が発生し、固体は溶解して
暗赤色の溶液を生じた0反応混合物を冷却し、濃HCI(30ml>を含む氷水
に注いだ、混合物と酢酸エチル(3X150ml)で抽出した0合わせた有機抽
出物を2MのNaOH水溶液(3X150ml)で洗浄した0合わせた水性抽出
物を濃HCIで酸性化した。沈殿した固体生成物を炉別し、ポンプで乾燥した。
エタノールから再結晶させると結晶質の酸が得られた。収率64%、融点141
fAHC] (22,3ml)及び水(57ml)の混合物を室温で5〜10分
間攪拌した。溶液を傾瀉し、アマルガム化した亜鉛に、水(30ml)と濃HC
I(80ml>と氷酢酸(2ml)とトルエン(40ml)とβ−(p−プロモ
ーベンゾイル)プロパンM(20g10.078mol)とを添加した。
混合物を攪拌し、還流下に9時間加熱した。冷却後に、有機層を分離し、水洗し
て乾燥(MgSO,)L、た、濾過後に、減圧下に溶媒を除去し、残渣を蒸留し
た。生成物を146”C/ 0 、5 m m Hgで収集した。収率55%。
C5DMF(数滴)を含むチオニルクロリド<100m1)中の酸(7)(Lo
glo、04mo +)の溶液を室温で一夜攪拌した0次いで減圧下にチオニル
クロリドを除去して粗絞塩化物を与えた。酸塩化物をジグリム(20ml)に溶
解し、この溶液を攪拌水性アンモニア(35%、200m1)にゆっくりと添加
した。得られた混合物を更に30分間攪拌した。固体を一過し、冷水で洗浄した
。乾燥(真空オーブン、50℃)後に、サンプルを石油、エーテル40/60及
び酢酸エチルから再結晶させた。材料バルクをそれ以上精製しないで次のステッ
プに移した。収率83%。
C6乾燥DMF(170m l)中のアミド<8>(7,0g10.029mo
+)の攪拌溶液に、乾燥DMF(170ml)中のチオニルクロリド(2+10
.29mo l)の溶液を室温で滴下した0次いで、水(500ml)に注いで
、生成物をエーテル(3X100ml)で抽出した0合わせた有機抽出物を水、
水性NaHC○、溶液、水で洗浄し、乾燥(Mgso、)した、減圧下に溶媒を
除去した後の黒色残渣を減圧下に蒸留した。生成物を150〜b
で収集した。収率83%。
C7乾燥窒素下、0℃で、乾燥THF(25m l)中のジイソプロピルアミン
(4,7m110.035mol)の攪拌溶液に−n−BuLi(13,6ml
の2.5M溶液10.034mo l)を添加した。0℃で30分間攪拌後に、
温度を一78℃に下げ、ニトリル(9)(6g10.027mo l)を滴下し
た。混合物を一78℃で更に1時間攪拌した9次に、乾燥THF(8ml)中の
トシレート(5)(10,1glo、027mol)の溶液を滴下し、混合物を
一78°Cで1時間攪拌し、次いで室温まで温度を上昇させた。−夜攪拌後に、
水性NH4Cl溶液によって反応を停止させ、エーテル(3X50ml)で抽出
した0合わせた有機抽出物を、水、飽和ブラインで洗浄し、乾燥(MgSO<)
した、減圧下に溶媒を除去し、残渣をフラッシュ−シリ力りロマトグラフィー(
溶出剤二石油、エーテル40/60中の5%ジエチルエーテル)で処理した。生
成物は結晶質固体であった。
収率24%。
C8室温で乾燥窒素下に、ベンゼン(30ml)及び2MのN a 2 CO水
溶液(30ml)中のニトリル(10)(1g/2.39mmol)とテトラキ
ス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0,15g10.13mmo
l)との攪拌混合物に、4−ペンチルフェニルホウ酸<0.7 g/3.15m
1)の溶液を添加した。攪拌混合物を還流下に加熱し、反応をTLCによってモ
ニタした0反応が終了すると混合物を冷却し、多少のエーテルと多少の水とによ
って希釈した。混合物をエーテル(3X50ml)で抽出した0合わせた有機抽
出物をブラインで洗浄し乾燥(MgSO,)シた。
減圧下に溶媒を除去し、残渣をフラッシュ−シリ力りロマトグラフィー(溶出剤
二石油、エーテル40/60中の40%ジクロロメタン)で精製した。固体生成
物がヘキサンから再結晶化した。収率83%、4−ペンチルフェニルホウ酸を用
いて調製した生成物は、1−(トランス−4−へブチルシクロヘキシル)−2−
シアノ−4−(4−ペンチルビフェニル−4′−イル)ブタン(表3の化合物1
a>であった。
種々のホウ酸を使用し同様の手順で以下の化合物を調製した。
1−(トランス−4−へブチルシクロヘキシル)−2−シアノ−4−(4−ヘキ
ソキシビフェニル−4′−イル)ブタンく表3の化合物1b);フラッシュ−シ
リカクロマトグラフィー(溶出剤二石油、エーテル40/60中の40%ジクロ
ロメタン)で精製し、次いでヘキサン/酢酸エチルから再結晶化、収率97%。
1−(トランス−4−ヘプチルシクロヘキシル)−2−シアノ−4−(4−オク
トキシビフェニル−4′−イル)ブタン(表3の化合物IC);フラッシュ−シ
リカクロマトグラフィー(溶出剤:石油、エーテル40/60中の30%ジクロ
ロメタン)で精製し、次いで石油、エーテル40/60から再結晶化、収率26
%。
1−(トランス−4−ヘプチルシクロヘキシル)−2−シアノ−4−(4−テコ
キシビフェニル−4′−イル)ブタン(表3の化合物1d):フラッシューシリ
カクロマトグラフイー(溶出剤:石油、エーテル40/60中の30%ジクロロ
メタン)で精製し、次いで石油、エーテル40/60から再結晶化、収率33%
。
1−(トランス−4−へブチルシクロヘキシル)−2−シアノ−4−(2−フル
オロ−4−オクトキシビフェニル−4′−イル)ブタン(表3の化合物1e):
フラッシューシリカクロマトグラフィ−(溶出剤:石油、エーテル40/60中
の30%ジクロロメタン)で精製し、次いで石油、エーテル40/60から再結
晶化、収率20%。
1−(トランス−4−ヘプチルシクロヘキシル)−2−シアノ−4−(2,3−
ジフルオロ−4−オクトキシビフェニル−4′−イル)ブタン(表3の化合物1
f):フラッシューシリカクロマトグラフィー〈溶出剤二石油、エーテル40/
60中の30%ジクロロメタン)で精製し、次いでエタノールから再結晶化、収
率33%。
調製された誘導体及びそれぞれの転移温度の一覧を表3に示す。
表3=化合物1a〜での転移温度
化合物 Y AE 転移温度/℃
1 a C5Hz HHK 86.55A93.O11b −OC,H,、HH
K116.0(SA105.5)11c −〇C,H,? HHK115.8S
A116.911d −○C,,H,,HHK109.5SA113.611e
OCmHl、F HK 63.03A76、OIIf −OC*H+t F
F K 4B、7SA61.511克九虹:経路りの代表的実施例
M
Di この方法はステップC1で使用した方法に従う、生成物を蒸留(沸点14
0〜150℃10.25mmHg>によって精製した。収率70%。
D2 この方法はステップC2で使用した方法に従う、生成物をフラッシュ−シ
リカクロマトグラフィー(溶出剤二石油、エーテル40/60中の2%ジエチル
エーテル)で精製した。収率92%。
ユ ビベルジン(0,4m1)登含むピリジン(25ml>中のp−ブロモベン
ズアルデヒド(10g10.05mo l)とマロン酸(11,44g10.1
1mo l)の攪拌溶液を100〜110℃で3時間加熱した。冷却後の溶液を
、濃HCI<25m1)を含む水<200m1)に攪拌しながら注いだ、沈殿し
た生成物をr過し、水洗し、乾燥した。生成物をエタノールから再結晶させた。
融点254〜256℃。
収率98%。
工1 この方法はステップC5で使用した方法に従う、生成物を酢酸エチル/エ
タノールから晶出させることによって精製した。融点206〜209℃、収率9
7%。
二 pt○2触媒(0,2g)を含むエタノール/THF(200ml)中のア
ミド(16)(7,6g10.034mo +)の溶液を、水素下にガス吸収が
止むまで攪拌した。触媒をヂ別し、減圧下に溶媒を除去した。生成物を酢酸エチ
ルから再結晶化によって精製した。融点138〜138℃、収率95%。
D6 この方法はステップC6で使用した方法に従う、生成物を蒸留(沸点13
5℃10.lmmHg>によって精製した。収率83%。
D7 この方法はステップC7で使用した方法に従う、生成物をフラッシュ−シ
リ力りロマトグラフィ−(溶出剤二石油、エーテル40/60中の5%ジエチル
エーテル)で精製した。収率54%。
LL この方法はステップC8で使用した方法に従う、生成物をフラッシュ−シ
リ力りロマトグラフィ−(溶出剤二石油、エーテル40/60中の30%ジクロ
ロメタン)で精製し、次いでヘキサンから再結晶させた。収率91%、4−ペン
チルフェニルホウ酸を使用して調製した化合物は、1−(4−1ランス−ヘプチ
ルシクロヘキシル)−3−シアノ−4−(4−ペンチルビフェニル−4′−イル
)ブタン(表4の化合物2a)であった。
稽々のホウ酸を使用し同様にして以下の系を調製した。
1−(4−トランス−へ1チルシクロヘキシル)−3−シアノ−4−(4−ヘキ
ソキシビフェニル−4′−イル)ブタン(表4の化合物2b);フラッシュ−シ
リカクロマトグラフィー(溶出剤二石油、エーテル40/60中の40%ジクロ
ロメタン)で精製し、次いで酢酸エチル/石油、エーテル40/60から再結晶
化、収率87%。
1−(4−1ランス−4−ヘアチルシクロヘキシル)−3−シアノ−4−(4−
オクトキシビフェニル−4′−イル)ブタン(表4の化合¥’1J2c);フラ
ッシュ−シリカクロマトグラフィー(溶出剤:石油、エーテル40/60中の3
0%ジクロロメタン)で精製し、次いでエタノール/酢酸エチルから再結晶化、
収率98%。
1−(4−)ランス−4−へブチルシクロヘキシル)−3−シアノ−4−く4−
テコキシビフェニル−4′−イル)−ブタン(表4の化合物2d);フラッシュ
−シリ力りロマトグラフィ−(溶出剤:石油、エーテル40/60中の35%ジ
クロロメタン)で精製し、次いでエタノール/酢酸エチルから再結晶化、収率7
3%。
1−(4−トランス−へブチルシクロヘキシル)−3−シフ/−4−(2−フル
オロ−4−オクトキシビフェニル−4′−イル)ブタン(表4の化合物2e);
フラッシュ−シリカクロマトグラフィー(溶出剤:石油、エーテル40/60中
の35%ジクロロメタン)で精製し、次いでエタノール/酢酸エチルから再結晶
化、収率66%。
1−(4−)ランス−ヘプチルシクロヘキシル)−3−シアノ−4−(2,3−
ジフルオロ−4−オクトキシビフェニル−4′−イル)ブタン(表4の化合物2
f);フラッシュ−シリカクロマトグラフィー(溶出剤二石油、エーテル40/
60中の35%ジクロロメタン)で精製し、次いでエタノール/酢酸エチルまた
はアセトンから再結晶化、収率58%。
調製された誘導体及び夫々の転移温度の一覧を表4に示す。
表4:化合物2a〜での転移温度
化合物 X AE 転移温度/℃
2a −CsH+、 HHK 98.O5A91.7 I2b −0(、aHl
) HHK113.5(SA119.5)I2c −OCsHlt HHK 1
10.O3A116.4 I2d −QC,。H,、HHK106.3SA11
3.812e 0CIH17F HK 72.9SC81SA86 I2f −
OC,H,? F F K 92.2SA94.5111色L 経路Gの代表的
実施例
化合物
の調製
Gl アセトン(150ml)中の1−ブロモヘキサン(60g)の溶液を、ア
セトン(600ml)中の4−ブロモフェノール(71g)とKtC○s<12
0g)との攪拌混合物に室温で滴下した。攪拌混合物を還流下に43時間(即ち
、glcが完全反応を示すまで)加熱した。生成物をエーテルで2回抽出し、合
わせたエーテル抽出物を水、5%NaOH水で洗浄し、乾燥(M g S○、)
シた。溶媒を二vacuoで除去し、残渣を蒸留(沸点=100〜110℃、0
.1mmHg)すると無色液体(79,4g、86%)が得られた。
G2 乾燥THF(250m l )中のGl(72g)とMg(7,75g)
とから調製したグリニヤール試薬の溶液を、乾燥N2下に、乾燥THF(40m
l)中のトリーイソプロピルボレート<109.1g)の攪拌冷却(−78℃)
溶液に滴下した。攪拌混合物を室温に温めて一夜維持し、10%HCI(320
ml)と共に室温で1時間攪拌した。生成物をエーテルに2回抽出し、合わせた
エーテル抽出物を水洗し、乾燥(MgSO,)した、溶媒をin vacuoで
除去して、無色固体(61,2g、99%)を得た。Ii点=80〜85℃。
式Iの化合物を使用して得られる本発明の液晶材料及びデバイスの実施態様を図
6に基づいて説明する。
図6において、液晶セルは、例えば酸化スズまたは酸化インジウムの透明導電層
3を表面に有するガラススライド2と、透明導電層5を表面に有するガラススラ
イド4との間にサンドイッチされたキラルスメクチック相を示す液晶材料層1を
含む0層3.5を担持するスライド2.4は夫々、ポリイミドポリマーの薄膜6
.7によって被覆されている。セルを組立てるまえに、薄膜6.7を柔らかい布
で所与の方向に摩擦する。摩擦方向が平行になるようにセルを組立てる0例えば
ポリメチルメタクリレートから成るスペーサ8がスライド2.4を所望の間隔、
例えば5μだけ離間させている。
液晶材料1をスライド2.4とスペーサ8との間のスペースに充填し、スペーサ
8を公知の方法で真空中でシールすることによって、スライド2.4間に液晶材
料1を導入する。液晶分子がスライド2.4の摩擦方向と容易に整列するように
、スライド2.4間に導入されるときの液晶材料がスメクチックA、ネマチック
またはく材料を加熱して得られる)等方性液相であるのが好ましい。
偏光軸が薄膜6.7の摩擦方向に平行になるように偏光子9を配置し、偏光軸が
該摩擦方向に垂直になるように検光子(交差偏光子)10を配置する。
く図示しない慣用電源から)約+IOVと一10Vとの間で変化する矩形波電圧
を層3及び5と接触させることによってセルに印加するとき、セルは電圧の符号
変化に応じて上記のごとく暗状態と閉状体との間で高速スイッチングされる。
図6に示すセル構造に基づく(図示しない)変形デバイスでは、層3及び5を、
例えば、慣用のディスプレイで用いられる文字、数字、語句または図形のような
1つ以上のディスプレイ記号を与えるように、ホトエツチングまたはマスク越し
の蒸着などの公知の方法によって選択的に形成し得る。これによって形成される
電極部分は、多重動作を含む多様な方法でアドレスされ得る。
液晶材料1は、前記実施例に記載した混合物のいずれでもよい。
〔N
Ts = Ftレニン −4−ス+1/4 $−1−N
!」1
〔R及びR1は個別に、01〜C12のアルキル、アルコキシ、ペルフルオロア
ルキルまたはペルフルオロアルコキシを示し;
環A、B、C及びDは個別に、1つまたは2つのハロゲン置換基で置換されるか
もしくは未置換のフェニル、トランス−シクロヘキシルまたは(2,2,2)ビ
シクロオクチルを示し、a、b、cまたはdの各々は、(a+b+c+d)が2
または3であるという条件で個別にOまたは1を示し;
リンクA及びCは個別に単結合、CH,CH2、COO100C,CH,Oまた
はOCHzを示し:n、m及びpは、(n+m+p)が0でないという条件で個
別にOまたは1〜4の整数を示し、;W及び2は個別4:lニーCH=C(CN
)−及び−C(CN)=CH−から選択され:
X及びYは個別に−CHCN−及び−C(CN)2−から選択され;
W、x、y及びZは、X及び/またはyが1のときにW及び2が0であり、更に
w、x、y及びZの少なくとも1つが1であるという条件でOまたは1を示す〕
で示される液晶特性を示すシアノアルカン及びシアノアルケンが提供される。
国際調査報告
Claims (20)
- 1.一般式I: 式I ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、R及びR1は個別に、C1〜C12のアルキル、アルコキシ、ペルフル オロアルキルまたはペルフルオロアルコキシを示し; 環A、B、C及びDは個別に、1つまたは2つのハロゲン置換基で置換されるか もしくは未置換のフェニル、またはトランス−シクロヘキシルまたは(2、2、 2)ビシクロオクチルを示し、a、b、cまたはdの各々は、(a+b+c+d )が2または3であるという条件で個別に0または1を示し; リンクA及びCは個別に、単結合、CH2CH2、COO、OOC、CH2Oま たはOCH2を示し;n、m及びpは、(n+m+p)が0でないという条件で 個別に0または1〜4の整数を示し; W及びZは個別に、−CH=C(CN)−及び−C(CN)=CH−から選択さ れ; X及びYは個別に、−CHCN−及び−C(CN)2−から選択され; w、x、y及びzは、x及び/またはyが1のときにw及びzが0であり、更に w、x、y及びzの少なくとも1つが1であるという条件で0または1を示す〕 で示される液晶特性を示すシアノアルカン及びシアノアルケン。
- 2.R及びR1がn−アルキルもしくはn−アルコキシ、または非対称置換アル キルもしくはアルコキシであることを特徴とする請求項1に記載のシアノアルカ ン及びシアノアルケン。
- 3.環A及びBがシクロヘキシルであることを特徴とする請求項1に記載のシア ノアルカン及びシアノアルケン。
- 4.環C及びDがハロゲン置換フェニルのとき、ハロゲンがフッ素であることを 特徴とする請求項1に記載のシアノアルカン及びシアノアルケン。
- 5.リンクA及びCが単結合であることを特徴とする請求項1に記載のシアノア ルカン及びシアノアルケン。
- 6.c及びdが0であり、R1がアルキルであることを特徴とする請求項1に記 載のシアノアルカン及びシアノアルケン。
- 7.環Aだけが(2、2、2)ビシクロオクチルであることを特徴とする請求項 1に記載のシアノアルカン及びシアノアルケン。
- 8.n、w、y、z、p=0;x、m=1;XはCHCNであることを特徴とす る請求項1に記載のシアノアルカン及びシアノアルケン。
- 9.w、m、y、z、p=0;n、x=1;XはCHCNであることを特徴とす る請求項1に記載のシアノアルカン及びシアノアルケン。
- 10.w、m、y、z、p=0;n、x=1;Xは−C(CN)2−であること を特徴とする請求項1に記載のシアノアルカン及びシアノアルケン。
- 11.n、x、m、y、z、p=0;w=1;Wは−CH=C(CN)−である ことを特徴とする請求項1に記載のシアノアルカン及びシアノアルケン。
- 12.w、y、z、p=0;x、m=1;n=2;XはCHCNまたは−C(C N)2−であることを特徴とする請求項1に記載のシアノアルカン及びシアノア ルケン。
- 13.n、w、z、p=0;x、y=1;m=4;及びX、YはCHCNである ことを特徴とする請求項1に記載のシアノアルカン及びシアノアルケン。
- 14.式IA1、IA4、IA5、IB2、IB3またはIB4: ▲数式、化学式、表等があります▼IA1▲数式、化学式、表等があります▼I A4▲数式、化学式、表等があります▼IA5▲数式、化学式、表等があります ▼IB2▲数式、化学式、表等があります▼IB3▲数式、化学式、表等があり ます▼IB4で示されることを特徴とする請求項1に記載のシアノアルカン及び シアノアルケン。
- 15.化合物の少なくとも1種が請求項1に記載の誘導体であることを特徴とす る化合物の混合物から成る液晶材料。
- 16.混合物が更に、少なくとも1種の式IIA:▲数式、化学式、表等があり ます▼IIA〔R1及びR2は個別にC2〜C12のアルキルまたはアルコキシ である〕の化合物を含むことを特徴とする請求項15に記載の液晶材料。
- 17.混合物が更に、少なくとも1種の式IIB1、式IIB2または式IIB 3: ▲数式、化学式、表等があります▼IIB1▲数式、化学式、表等があります▼ IIB2▲数式、化学式、表等があります▼IIB3〔式中、R1及びR2は個 別にC2〜C12アルキルまたはアルコキシを示す〕の化合物を含むことを特徴 とする請求項15に記載の液晶材料。
- 18.混合物が代替的または付加的に、少なくとも1種の式III: ▲数式、化学式、表等があります▼III〔式中、R1はC1〜12のn−アル キルまたはn−アルコキシを示し、R2はC1〜15のアルキルまたはn−アル キルまたは分枝鎖または光学活性アルキルを示す〕の化合物を含むことを特徴と する請求項16または17に記載の液晶材料。
- 19.混合物が95重量%以下の式IIAまたはIIBの化合物と、15重量% 以下の式IIIの化合物と、25重量%以下の式Iの化合物とを、全体が100 重量%となる量で含むことを特徴とする請求項15から18のいずれか一項に記 載の液晶材料。
- 20.請求項15に記載の材料を組み込んでいることを特徴とする液晶電気光学 的ディスプレイデバイス。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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