JPH0867641A - ジエン化合物及び液晶媒質 - Google Patents
ジエン化合物及び液晶媒質Info
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Abstract
するネマチック媒質の成分として適しており、そして公
知の種々の化合物の欠点の改善された、中でも高い透明
点を有する新規な液晶化合物を見出す。 【構成】 下記式Iの新規なジエン化合物を用いる。 【化1】 但しこの式においてnは0又は1、sは2、環Aはtran
s−1,4−シクロヘキシレン、Zは単結合、環Bは
1,4−フェニレン、rは1、RはCNが好ましい。
Description
に関する。
あり、r は1、2又は3であり、s は1又は2であ
り、
3−ジオキサン−2,5−ジイルであり、
ジオキサン−2,5−ジイル、1個又は2個のCH基が
Nにより置き換えらていてもよい、弗素化されていな
い、又はモノ又はポリ弗素化された1,4−フェニレン
であるか、又は中央部分
−、CH=CH−、−C≡C−、−CO−O−、−CH
2 O−、−OCH2 −及び−O−CO−よりなる群から
選ばれた架橋基又は2つのこのような架橋基のいずれか
の所望の組み合わせであって、その際2つのO原子は直
接互いに結合していることはなく、そしてR は−C
N、−NCS、ハロゲン、又はいずれも12個までの炭
素原子を有していずれも置換されていないか、又は弗素
及び/又は塩素でモノ置換又はポリ置換されているアル
キル、アルケニル、アルコキシ又はアルケニルオキシ基
である。
9号は、類似の、例えば下記式
物はSTNディスプレーにおいて利用するための全ての
要求条件、中でも透明点についての要求を満足していな
い。
4号及びヨーロッパ特許EP−A−0122389号に
開示されている類似の化合物と同様に、式Iの化合物は
種々の液晶媒質、中でもねじれセルの原理に基づくディ
スプレー用のそれの成分として使用することができる。
物質は、例えば過度に高い融点、過度に低い透明点、
熱、光又は電場に対する不適当な安定性、低過ぎる電気
抵抗、高すぎる閾値電圧の温度依存性及び好ましくない
誘電的及び/又は弾性的な諸性質のようななんらかの欠
点を有している。
の液晶媒質、中でも正の誘電異方性を有するネマチック
媒質の成分として適しており、そして公知の種々の化合
物の上述のような欠点を持たないか、又は低い限度でし
かそのような欠点を持たない新規な液晶化合物を見出す
ことである。
化合物を提供することによって達成された。本発明者等
は式Iの各種化合物が種々の液晶媒質の成分として極め
て適していることを見出した。中でもそれらは広いネマ
チック範囲、低温度にまで達する優れたネマチック形成
性、良好な化学的安定性、閾値電圧の低い温度依存性及
び/又は低い光学異方性を有する液晶媒質を得るのに用
いることができる。加えて、これらの新規な化合物はそ
のような媒質の他の諸成分に対して良好な溶解度及び高
い正の誘電異方性、並びに同時に好ましい旋回粘度及び
優れた種々の弾性的諸性質を有する。式Iの化合物は種
々のSTNディスプレーが非常に急峻な電気光学的特性
曲線及び短い応答時間を有することを可能にする。
個の炭素原子を有するアルキル基又はアルコキシ基)を
含む化合物も強誘電性のスメクチック液晶混合物の成分
として適している。
であり、そして電気光学的用途に好ましい温度範囲にお
いて種々の液晶メソ相を形成する。
ら式Iの化合物を種々の液晶媒質の成分として使用する
方法、式Iの少なくとも1つの化合物を含む液晶媒質及
びこのような液晶媒質を含む電気光学的ディスプレーに
関する。
Z、R及び
2n+1は好ましくは直鎖状である。従ってCn H2n+1は好
ましくはメチル、エチル又はn−プロピル、或いは同様
に好ましくはHである。nは好ましくは0又は1であ
る。sは好ましくは2である。
又は弗素化されたアルキル又はアルコキシ、特に好まし
くしは−OCH2 CF3 、OCHFCF3 、−CF3 、
−OCHF2 又は−OCF3 である。R=CN、r=
1、そして
い。
る。Zは好ましくは単結合である。
ットガルトのGeorg−Thieme−Verlag
刊行のHouben−Weylの“Methoden
der Organischen Chemie”のよ
うな標準的著作)に記述されているような、公知の適当
な反応条件のもとで公知の種々の方法によって作られ
る。ここで、公知の種々の変法も用いることができるけ
れども、ここでは詳細には記述しない。
ら分離することなくその場で形成させることもできるけ
れども、これに変えてそれらを直ちに式Iの各化合物に
変えてもよい。
のホスホニウム塩とWittigの方法によって反応さ
せて式Iの化合物を作り、これをE/Z異性化させる。
のものは公知であり、そしていくつかのものは、文献よ
り公知の種々の化合物から有機化学の標準的方法によっ
てなんら困難なく作ることができる。この合成に好適な
式IIの前駆体は、例えば下記の合成反応式により得る
ことができる:
合物を、国際特許出願WO87/05599の方法によ
ってオルトチタン酸クロルトリアルキル又はオルトジル
コン酸クロルトリアルキルと反応させて第3級シクロヘ
キサノールを作る。水を除去し、二重結合を水素化し、
そして異性化した後に通常的方法によって trans−シク
ロヘキサンカルボキシレートが得られる。この後者を通
常的な標準方法によって式IIの適当な前駆体に変え
る。
は、例えば下記の反応式で与えられる:
体の代わりに下記
て得られる。ブロムビフェニル化合物は繊維金属触媒を
用いたカプリング反応によって公知の態様で作ることが
できる〔E.Poetsch:“Kontakte(D
armstadt)”1988(2),p15〕。
基RがこのRに転化することのできる基で置き換えられ
ているような前駆体を用いて記述した合成を実施するこ
とにより修飾してもよいことは明らかである。例えばア
ルコキシ化合物はエーテル裂開によって対応するフェノ
ールに変えることができ、このものからOCF3 及びO
CF2 H化合物はCCl4 /HF又はCClF2 /Na
OHとの反応による通常的方法によって作ることができ
る。対応する安息香酸化合物はそのニトリルに変える
か、又はSF4 で処理することによってそのCF3 化合
物に変えることができる。
igの方法により反応させるのが有利であることがしば
しば明らかである。式IIIの化合物は上記したシクロ
ヘキシルメチルアルコール類から下記の反応式、すなわ
ち
inの方法によってそのトシレートを経て対応するヨー
ド化合物に変えることができ、これらは次にPPh3 を
含むアセトニトリルの中で沸騰させることにより対応す
るホスホニウム塩に変えられる。
ド化合物(酸素の不存在のもとにマイナス70℃におい
てヘキサン中のn−BuLiで処理することによって作
られる)は種々のアルデヒド類と反応して主にcis−
オレフィン化合物を与える。これらのcis−オレフィ
ン化合物はE.Vedejs及びP.C.Fuchsの
亜燐酸ベタイン法〔JACS 95,822(197
3)〕によるか、又はベンゼンスルフィン酸ナトリウム
/1N塩酸による処理によってそのトランス型オレフィ
ン化合物を与える。
いし40種類、中でも4ないし30種類の化合物を、本
発明に従う1つ以上の化合物に加えて、追加的構成成分
として含む。これらの媒質は好ましくは本発明に従う1
つ以上の化合物に加えて7ないし25種類の成分を含
む。これら他の成分は好ましくは種々のネマチック又は
ネマチック形成性(モノトロープ性又は等方性)の物質
より選ばれ、中でもビフェニル類、ターフェニル類、安
息香酸フェニル又は同シクロヘキシル、シクロヘキサン
カルボン酸のフェニル又はシクロヘキシルエステル、シ
クロヘキシル安息香酸のフェニル又はシクロヘキシルエ
ステル、シクロヘキシルシクロヘキサンカルボン酸のフ
ェニル又はシクロヘキシルエステル、安息香酸の、シク
ロヘキサンカルボン酸の、及びシクロヘキシルシクロヘ
キサンカルボン酸のシクロヘキシルフェニルエステル、
フェニルシクロヘキサン類、シクロヘキシルビフェニル
類、フェニルシクロヘキシルシクロヘキサン類、シクロ
ヘキシルシクロヘキサン類、シクロヘキシルシクロヘキ
セン類、シクロヘキシルシクロヘキシルシクロヘキセン
類、1,4−ビス−シクロヘキシルベンゼン類、4,
4’−ビス−シクロヘキシルビフェニル類、フェニル−
又はシクロヘキシル−ピリミジン類、フェニル−又はシ
クロヘキル−ジオキサン類、フェニル−又はシクロヘキ
シル−1,3−ジチアン類、1,2−ジフェニルエタン
類、1,2−ジシクロヘキシルエタン類、1−フェニル
−2−シクロヘキシルエタン類、1−シクロヘキシル−
2−(4−フェニルシクロヘキシル)エタン類、1−シ
クロヘキシル−2−ビフェニルイルエタン類、1−フェ
ニル−2−シクロヘキシルフェニルエタン類及びトラン
類の群からの物質より選ばれる。これらの化合物の中の
1,4−フェニレン基は弗素化されていていもよい。
もっとも重要な化合物は下記式1、2、3、4及び5、
すなわち R’−L−E−R” 1 R’−L−COO−E−R” 2 R’−L−OOC−E−R” 3 R’−L−CH2 CH2 −E−R” 4 R’−L−C≡C−E−R” 5 によって特徴付けることができる。
であっても異なっていてもよいL及びEはそれぞれ互い
に独立に、−Phe−、−Cyc−、−Phe−Phe
−、−Phe−Cyc−、−Cyc−Cyc−、−Py
r−、−Dio−、−G−Phe−及び−G−Cyc−
並びにそれらの鏡像異性体〔但しPheは置換されてい
ないか、又は弗素置換された1,4−フェニレンを、C
ycはtrans−1,4−シクロヘキシレン又は1,
4−シクロヘキセニレンを、Pyrはピリミジン−2,
5−ジイル又はピリジン−2,5−ジイルを、Dioは
1,3−ジオキサン−2,5−ジイルを、そしてGは2
−(trans−1,4−シクロヘキキシル)エチル、
ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイ
ル又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイルを表す〕に
より形成される基よりなる2価の残基である。
c、Phe又はPyrである。Eは好ましくはCyc、
Phe又はPhe−Cycである。本発明に従う媒質は
好ましくは前記式1、2、3、4及び5においてL及び
EがCyc、Phe及びPyrよりなる群から選ばれる
化合物より選ばれた1種以上の成分と、及び同時に、前
記式1、2、3、4及び5において残基L及びEの一方
がCyc、Phe及びPyrよりなる群から選ばれ、そ
して他方の残基が−Phe−Phe−、−Phe−Cy
c−、−Cyc−Cyc−、−G−Phe−及び−G−
Cyc−よりなる群から選ばれる化合物より選ばれた1
種以上の成分と、並びに場合により前記式1、2、3、
4及び5において残基L及びEが−Phe−Cyc−、
−Cyc−Cyc−、−G−Phe−及び−G−Cyc
−よりなる群から選ばれる化合物より選ばれた1つ以上
の成分とを含む。
化合物は、前記式1値2、3値4及び5においてR’及
びR”がそれぞれ互いに独立に8個までの炭素原子を有
するアルキル、アルケニル、アルコキシ、アルケニルオ
キシ又はアルカノイルオキシである化合物である。これ
らの化合物の殆どにおいてR’及びR”は互いに異なっ
ており、これらの残基の一方は通常はアルキル又はアル
ケニルである。従属式1b、2b、3b、4b及び5b
の化合物は前記式1、2、3、4及び5においてR”が
−CN、−CF3 、−OCF3 、−OCHF2 、F、C
l又は−NCSである化合物であって、この場合にRは
前記従属式1aないし5aの化合物についてあげた意味
を有し、そして好ましくはアルキル又はアルケニルであ
る。R”は特に好ましくは−F、Cl、CF3 、−OC
HF2 及び−OCF3 よりなる群から選ばれる。しかし
ながら前記式1、2、3、4及び5の化合物の中の上述
した各置換基の他の変形物は共通である。このような物
質又はそれらの混合物の多くは文献より知られた方法に
より、又はそれに類似した方法により得ることができ
る。
物よりなる群(第1群)からの諸成分に加えて、本発明
に従う媒質は式1b、2b値3b、4b及び5bの化合
物よりなる群(第2群)からの各成分をも含み、その際
それらの割合は好ましくは次のようであるのがよい: 第1群:20ないし90%、中でも30ないし90% 第2群:10ないし80%、中でも10ないし50% (本発明に従う各成分の割合の合計及び第1群と第2群
との化合物の割合の合計は100%である) 本発明に従う媒質は好ましくは1ないし40%、特に好
ましくは5ないし30%の本発明に従う化合物を含む。
別な好ましい媒質は40%以上、中でも45ないし90
%の本発明に従う化合物を含む。それらの媒質は好まし
くは3、4又は5種類の本発明に従う化合物を含む。
る。一般に、各成分を好都合には高められた温度におい
て相互に溶解させる。適当な添加物によってそれら液晶
相は本発明に従い、それらを従来開示されている全ての
型の液晶ディスプレー要素において使用することができ
るような態様で修飾することができる。
そして文献において詳細に記述されている(ワインハイ
ムのVerlag Chemieより1980年刊行の
H.Kelker/R.Hatz:“Handbook
of Liquid Crystals”)。例えば
着色ゲスト−ホスト系の製造のために多色性染料を添加
することができ、或いはまた誘電異方性、粘度及び/又
は各ネマチック相の配向を修飾するための種々の物質を
添加することができる。
ーにおいて使用するのに適している。
液晶化合物の構造を省略記号によって示してあるが、こ
れらの各化学式への変換は以下の表A及び表Bに従って
行われる。Cn H2n+1及びCm H2m+1の全ての残基は直
鎖状アルキル基であって、それぞれn個又はm個の炭素
原子を有する。表Bにあげた記号法は自明である。表A
においては親構造についての省略記号だけがあげられて
いる。個別の場合において親構造についての省略記号に
続いてハイフンで隔てて各置換基R1 、R2 、L1 及び
L2 の記号があげられている。
を必要とすることなく本発明をその完全な範囲まで利用
できると信じられる。従って以下にあげる個々の好まし
い具体例は単に説明的なものであって、いかなる態様に
おいてもここに記述される開示の残分を限定しようとす
るものではない。
で表わしてあり、そして特に記述しない限り全ての部及
び%は重量基準である。以上及び以下において引用され
る特許出願、特許及び刊行文献の全ての開示並びに対応
のドイツ特許出願P4419585.0の開示はここに
参考文献として採用される。
ある。m.p.は融点を、そしてc.p.は透明点を表
わす。以上及び以下において%は重量基準であり、温度
は℃で表わしてある。「通常的に後処理する」は水を加
え、その混合物をジクルロメタン又はメチル−tert
−ブチルエーテルで抽出し、有機相を分離し、乾燥して
蒸発させ、そしてその生成物を結晶化及び/又はクロマ
トグラフィーにより精製することを意味する。
す) N :ネマチック相 Ch:コレステリック相 I :等方性相 各記号の間の数字は転移温度を℃で表わしたものであ
る。
フェニルホスホニウムブロミドの懸濁液を−10℃に冷
却する。32.6mlのBuLi溶液(n−ヘキサン中
15%)及び、更に15分間攪拌した後に、50mlの
THFの中に溶解したtrans−4−(p−シアノフ
ェニル)シクロヘキサンカルバルデヒドを滴加する。反
応混合物を更に3時間攪拌した後にこれを室温まで温め
て通常的に後処理する。このE/Zの混合物(10.7
g)を50mlのトルエンの中に溶解し、1.73gの
ベンゼンスルフィン酸ナトリウム及び16.2mlの1
N塩酸を加え、そしてこの混合物を1夜還流する。通常
的に後処理することにより目的生成物が得られる。
3、Δε=16.08 この目的生成物は従来技術からのモノエン化合物に比し
て極めて高いN−I透明点を有する(記載の第2頁参
照)。
に、攪拌しながら5℃において0.5モルの臭素を滴加
する。この混合物を更に3℃において2時間攪拌し、1
夜攪拌し、亜硫酸水素ナトリウム溶液、水及び10%水
酸化ナトリウム溶液で洗浄し、そして通常のように後処
理する。段階2.2
の0.035モルの溶液を150mlのTHFの中に溶
解させた上記式2の0.07モルに加える。この溶液を
1時間還流させ、そして室温に冷却し、水を加え、そし
てこの混合物をHClで酸性化して通常的に後処理す
る。段階2.3
クロルメタンの中に溶解し、79.6ミリモルのピリジ
ニウムクロロクロメート及び11gのセライト(Cel
ite)を加え、そしてこの混合物を室温において4時
間攪拌する。この反応混合物を蒸発させ、そして残渣を
シリカゲルを通してメチル−tert−ブチルエーテル
とともに濾過する。段階2.4
アミド(THFの中の0.1モル溶液)を、窒素雰囲気
のもとに0℃において50mlのTHFの中の91.4
ミリモルの4−ペンテニルトリフェニルホスホニウムブ
ロミドに滴加する。この反応混合物を更に15分間攪拌
し、そして50mlのTHFの中に溶解した上記式4の
化合物の31.4ミリモルを−70℃において滴加す
る。この混合物を攪拌しながら室温まで温め、水及び塩
化ナトリウム溶液を加え、そしてこの混合物を2N塩酸
で酸性化して通常的に後処理する。段階2.5
物を30mlのトルエンの中に溶解して6.2ミリモル
のベンゼンスルフィン酸ナトリウム及び8.5mlの1
N塩酸とともに還流させる。次にこの混合物を通常的に
後処理する。段階2.6
4モルの上記式6の化合物及び0.04モルのCuCn
を170℃において24時間攪拌する。この混合物を室
温に冷却して通常的に後処理する。混合物例 例A
各反応成分及び/又は操作条件で以上の諸例において用
いたものと置き換えることによって同様に成功裏に繰り
返すことができる。
な特徴を容易に確認でき、そして本発明の精神と範囲と
から逸脱することなく本発明の種々の変形態様及び種々
の変更を採用してこれをそれぞれの用途及び条件に適合
させることができる。
Claims (8)
- 【請求項1】 下記式Iのジエン化合物。 【化1】 但しこの式においてn は0、1、2、3、4又は5で
あり、r は1、2又は3であり、s は1又は2であ
り、 【化2】 は trans−1,4−シクロヘキシレン又は trans−1,
3−ジオキサン−2,5−ジイルであり、 【化3】 は trans−1,4−シクロヘキシレン、trans-1,3−
ジオキサン−2,5−ジイル、1個又は2個のCH基が
Nにより置き換えらていてもよい、弗素化されていな
い、又はモノ又はポリ弗素化された1,4−フェニレン
であるか、又は中央部分 【化4】 が 【化5】 か、又は 【化6】 であり、Z は単結合であるか、又は−CH2 CH2
−、CH=CH−、−C≡C−、−CO−O−、−CH
2 O−、−OCH2 −及び−O−CO−よりなる群から
選ばれた架橋基又は2つのこのような架橋基のいずれか
の所望の組み合わせであって、その際2つのO原子は直
接互いに結合していることはなく、そしてR は−C
N、−NCS、ハロゲン又はいずれも12個までの炭素
原子を有し、またいずれも置換されていないか、又は弗
素及び/又は塩素でモノ置換又はポリ置換されているア
ルキル、アルケニル、アルコキシ又はアルケニルオキシ
基である。 - 【請求項2】 下記従属式Ia、すなわち 【化7】 〔但しこの式においてn及びRは請求項1に定義した通
りである〕の、請求項1のジエン化合物。 - 【請求項3】 下記従属式Ib、すなわち 【化8】 〔但しこの式においてn、Z及びRは請求項1に定義し
た通りである〕の、請求項1のジエン化合物。 - 【請求項4】 下記従属式Ic、すなわち 【化9】 〔但しこの式においてn、R及び 【化10】 は請求項1に定義した通りであり、そしてL1 及びL2
はそれぞれ互いに独立にH又はFである〕の、請求項1
のジエン化合物。 - 【請求項5】 L1 =R=L2 =Fである、請求項4の
ジエン化合物。 - 【請求項6】 請求項1の式Iのジエン化合物を電気光
学的ディスプレーのための液晶媒質として使用する方法
において、請求項1の式Iのジエン化合物を電気光学的
ディスプレー用液晶媒質の中に採用することよりなる方
法。 - 【請求項7】 少なくとも2つの液晶成分を有する電気
光学的ティスプレーのための液晶媒質において、少なく
とも1つの成分が請求項1の式Iのジエン化合物であ
る、上記液晶媒質。 - 【請求項8】 液晶セルに基づく電気光学的ディスプレ
ーにおいて、このセルが請求項7の液晶媒質を含んでい
る、上記ディスプレー。
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