JPS5813531A - 液晶性化合物 - 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】 本発明は、液晶混合系の挙動、特′に低活性、Ｓ屏！Ｉ
Ｃ優れる液晶性化合物に関する。

ネマチック液゛晶は電場の影響で、光散乱、複屈折など
の光学的性質が著しく変化する性質をもち、様々な゛表
示ＩＥｌｌを応用した電気光学的表示装置に広く利用さ
れている。代表的な電気光学的表示素子として、ねじれ
配向をもつネマチック液晶を利用したねじれネマチック
減表示素子、これにゴ色性染料あるいは多色性染料を添
加してゲスト・ホスト効果をもたせた表示軍子。更にコ
レステリック液晶あるいは光学活性物質を添加したネマ
チツ・り液晶の配向を電界により制御する相転移型ゲス
ト・ホスト表示素子が注目されている。

これらに用いられる液晶材料に共通して要求される条件
として、 （１）　　１温を被い、かつ広い液晶温度範囲をもつこ
と。

（２）　　応答性を確保する穴めに低粘性であること。

（３）　　表示コントラストを高めるためには、屈折率
異方性（ｊ　ｎ）が小さい゛こと。

（４）　　湿気、光、熱などに対して安定であること。

（６）液晶組成物を形成するための溶解性が高いこと。

などがある、　　　　− しかしこのような性質を、すべて満足するような単一化
合物は、今のとζろ知ら、れでおらず、幾種類かの化合
物を組み合わせた液晶組成物によって、一応の目的を達
しているのが現状である。・ま究こりした液晶組成物の
調合技術により、前述し大要求条件のなかでも％　４１
に１１）の液晶温度範囲に□′）％／％て轄、容易に改
曳できる。従って、ここで特に要求される化合物は、低
活性、溶解性に優れ、Δｎが小さく、安定な化合物であ
る。

本発明の目的は、上記したような種々の電気光学的表示
素子に用いられる液晶組成物の一材料として有益に使用
される液晶性化合物を提慎することである。

即ち、本発明は、一般式 ％式％ （式中、Ｒ１がａｓ　Ｈ，−ではＲｓは０ｓｌｈ　　を
示し、Ｒ１が０４１＝−でｔｊＲｓは’Ｉ　ＨＶ−＠　
０４　Ｈｅ−ｔｏ＝ａｔｔ−、ｃ＠１ｉｔｓ　　　　ｅ
　　ｃｙｌｉｔｉ　　　　ｔ　　’ＩＩＩツー門示す）
で表わされる４τｎ−アル〒、キシ−（トランス−４′
−ｎ−アルキルシクロヘキシル）−ベンゼンである。

賦化合物は次のようにして合成される。

市販の４−（）ランス−４′−ｎ−アルキルシクロヘキ
シル）−ベンゾニトリル〔メル／社１ｌｏｔ文献（Ｍｏ
Ｌ　０ｒｙｓｔ、　Ｔ、＋ｉｑ、　０ｒｙｓｔ、　１９
７９４０１５４　　Ｌｅｔｔ＠ｒｓ　Ｐ５１〜５６）の
方法に従い、４−（）９ンスー４′−ｎ−アルキルシク
ロヘキシル）−アニリンとし、常法により４−（トラン
ス−４′−ｎ−アルキルシクロヘキシル）−フェノール
と　・しり後、へ田、ゲン化アルキルで縮合すれば、４
−ｎ−アルコキシ−（トランス−４−ｎ−アルキルシク
ロヘキシル）−ベンゼンが得ｃｔする。

以下に反応工程を示し、その概−を説明す°る。

８ｔ＠ｐ５ ｘｉ−■−ｆＤ−ＯＨＲｔ−■−〇−ＯＲ＊Ｒ１Ｂｒ ＯＨ ！ｌｔ＠ｐｌ：市販の４−（トラ、ンスー４／　＋＋＋
　ｎ　−アルキ、ルシク冒ヘキシル）−ヘンゾニ、）Ｑ
ルを水＃エタノール混合溶媒中で胃性ソーダ、と４沸９
分解し５ａ−（トランス−４′二ｎ−アルキルシクロへ
キシル）−ベンズア２ドを得、る、。

８ｔ＠ｑ２：このペンズアｔドをナトリウム金属を溶か
し穴乾燥メタノールに溶屏し、臭素を加、メチル−４−
（トランス−４′− シク酵ヘキシル）−フェニルカニバ メイ）を得る。

゛　　　ルカーパメイトを８０ 嘔エタノール中で苛性ソーダと煮沸１分解し、４−”（
）ランス−４′−ｎ−アルキルシクロヘキシル）−アニ
リンを得る。

ｓｔ＠ｑ　４　　：このアニリンを７０嘔硫酸と混合、
ジアゾ硫酸塩ｓ１［を加水分解し％４−（トランス−４
′−ｎ−アルキルシクロヘキシル）−フェノールを得る
ン ｅｔ＠ｑ　５　　：このフェノールと臭化アルΦルヲエ
タノ・−ル中、苛性ソーダを用いて縮合し、−わる−４
−ｎ−フルコキシ−（トランス−４′−ｎ−アルキルシ
クロヘキシル）−ベンゼンを横取する。

本発明の化合物は、２０〜４０℃附近にネマチック液晶
温度範囲をもち、安定性に優れて−る。

そのうえ、これらの粘度マ（２０℃）は、１゛Ｏ〜１５
６１１でｉす、一般に知られている液晶化合物のそれが
、２５〜６００ｐであることと比較すれ。

ば、非常に低い、ｉ度が門いことが有利であることは、
ねじれネマチック型表示素千に於いて、低温ｉ＋の応答
速度が速くなることで明らかである。

ｔた、これらの複屈折異方性Δｎは、約α１と比較的小
さい、相転移型ゲスト・ホスト表示素子などの表示コン
トラストを高めるために、ノｎ′が小さい方が有利であ
ることは周知のとおりである。

また、これらの融点は５＆゛５〜４５℃と抵く、融解熱
エンタルピーｌＩ！はス？　Ｋ＋！６１／Ｍｏｌ　　゛
と小さ４／−＆りめ、他の液晶化合物と混合時に於ける
溶瑯性４高い。

このように、本発明の化合物は、前述し斥種々の電気光
学的表示素子に要求される条件を充分満尺すことのでき
るものである。

以下、実権例により、本発明の化合物の製造方法及び有
用性を更に詳しく説明する。

実施例ｔ 〔４−ｎ−ブトキシ−（トランス−４′−ｎ−ブチルシ
クロヘキシル）−ベンゼンの１１造）１１ｔ＠ｐ１：市
販の４−（）う／スー４’−！ｌ−プチルシク四ヘキシ
ル）−ベンゾニトリル２４．１ｔと苛性ソーダ５ｓｔｔ
、ｙａ＠エタノール７５０ど１ ｓｄＫ＠解し、１６時間還流下に加熱した。還流後、析
出し次結晶を濾過し、水洗、乾燥した。これは４−（）
ランス−４′−ｎニプチルックロヘキシル）−ペンズア
Ｚドである。

８ｔｅｐ２：乾燥メタノール４３００−に、ナトリウム
金属９６ｆｔ＠解←、室温に冷却し次。

この１ＩｔＫ、上紀酸ア２ド１’　ａ　５　ｆをｆＩＩ
解し、激しく攪拌しつつ、臭素４ａ６１′−を加え、引
き続き４時間穏やかに加熱した０反応後エタノールを留
去し、残留物ｉｃｓ、ｏｏｏ−の水を加え、かき混ぜ、
析出した沈澱物を濾過し、水洗、乾燥し几、これは、メ
チル−４−（トランス−４′−ｎ−ブチルシクロヘキシ
ル）−フェニルカーバメイトである。

８ｔｅｐ　　Ｓ　　：上記カーバメイト＆１ｆｔ苛性ソ
ーダ２２８２１に＠解した、８０−エタノール８４０−
溶液に加え、冷却器の上５に窒素を充填したゴム風船を
備え、２４時間還流下に加熱した。還流後ニーノールを
留去し、残留物を５ｏｎ−の水に注ぎ込み、この水溶液
をエーテル抽出した。エーテル層を数回水洗し、無水硫
酸ソーダで乾燥後、エーテルを留去した。更に残留物を
減圧蒸留し、ｂｐ１４Ｇ　〜１６０℃７２１１１　Ｈｇ
　（Ｆ）留分を採ツタ。

これは、４−（）ランス−４′−ｎ−ベンチルシフ繋ヘ
キシル）−アニリンでアル。

８ｔｅｐ４：上記７二りｙ＆４ｆを淡硫酸１２−と混合
し、均一な混合物となる様にした。更に４０％＠酸１１
ｓｌＩｌｔ２Ｆｏえ、十分力ｌｆｆ１−１’、氷冷シた
。一方、亜硝酸ソーダ２．７ｆ、水６ａｔＱｆｉｌをつ
くり、冷却下、前記アニ１】ンー硫酸混合物に徐々に加
え、ジアゾ硫酸塩溶液をつくった。ジアゾ化が進行中、
ｓｏｂ硫酸溶液を湯浴上で約９０℃に加熱し、反応が完
了したジアゾ硫酸塩溶液を少量ずつ注ぎ込み、加水分解
し炎。その後、冷却固化した結晶を濾過し、水洗、乾燥
後、減圧下（２ｓｓＨｇ）で昇華１１］１１２した。こ
れは、４−（トランス−４’−真−ブチルシクロヘキシ
ル）−フェノールである。

８ｔ・ｐ５　：上記フェノール１ｔと水酸化カリ、りＡ
ｌ１７ｆｔｚｌ／−ルｌ　ｒＪｄＫ＠解し、Ａ化ブチル
（Ｌ７Ｆを加え、６時間還流下に加熱した。

反応後エタノールを留去し、水２０−を加えて、析出し
た臭化カリウムを溶解し、生成物をエーテル抽出°した
。エーテル層ｔ−１０％　Ｎ　ａ　ＯＨ％および水で各
々ｓＩＩずつ洗浄し穴径、エーテルを留去し、残留物を
エタノールにより再結晶した。これは、係わる４−ｎ−
ブトキシ−（トランス−４′−ｎ−フチ°ルシク四ヘキ
シル）−ベンゼンである。

該隼合物の遷移点を４！−Ｉ　Ｋ示す。

実権例２〜６ 実施例１（８ｔ・ｐ４）で得た。４−（）ランス−４’
−ｎ−７’チルシクロヘキシル）−フェノ−２ル゛と対
応する臭化プロピル、臭化ペンチル、臭化ヘキシル、臭
化ヘプチル、臭化オクチルと各々反応せしめ、下記の化
合物を製織４．ｌ、−た。

実２：４−ｎ−ブトキシ−（トランス−４′−ｎ−フロ
ビルシクキヘキシル）−ベンゼン実ｓ：４−ｎ−プトキ
・シー（トランス−４′−ｎ−ペンチルシクロヘキシル
）−ベンゼン、実４　：　４−　ｎ−ブトキシ−（トラ
ンス−４′−ｎ−へキシルシクロヘキシル）−ペンイン
実５：４−ｎ−ブトキシ−（トランス−４′−ｎ−へブ
チルシクロヘキシル）−ベンゼン実６：４−ｔｓ−ブト
キシ−（トランス−４′−ｎ−オクチルシクロヘキシル
）−ベンゼン閘、これらの遷移点を表ＩＫ示す。

実施例２　　。

実施例１と同様にして、市販の４−（トランス−４’　
−Ｈ−）ａ　ヒルシクロ゛へΦシル）−ベンゾニトリル
を、４−（トランス−４′−ｎ−ブチルシクロヘキシル
）−フェノールとじ％　臭化フＯヒルと反応せしめ、４
−ｎ−プロ示キシ−（トランス−４’　−ｎ−プロピル
シクロヘキシル）−ベンゼンｔ１１取した。核化合物の
遷移点をｌ！ＩＫ示す。

表　　　ｔ ｗｉ、表ＩＫ掲げた化合物の赤外線吸収スペクトルを、
第、１−図〜第７図に示す。

実施例ａ　応用例　　　′　１ ｎ−ＯｓＨｙ　−り）−０００−ｏ−００雪Ｈ’ｓ　　
　　　　　　　１　　五　５ｖｔｇｂｎ−０＠１ｌｙ−
＠−０００−（）−００４１１＠−ｎ　　　！ｌｌ０ｖ
ｔ９１ｎ−０４Ｈ＠÷ｏｏｏ−Ｑ−００ｓ　ＩＩｓ　　
　２６−５　ｗｔ　１６ｎ−Ｏｓｉｌｔｌ−８−０００
−０−００Ｈｓ　　　　２＆０ｗｔ９Ｇよりなる液晶組
成物〔組成物ムと示す〕に、本発明の化合物（１１−０
４Ｂ＠　−＠−０−ＯＣｓ　１！ｓ　）を２ａｗｔ９１
．４０　ｗｔ％、　６０　ｖｔ％混合ｔ、＊を晶組広物
〔各々、組成物Ｂ９組成物０９組成物りと示す〕を作り
、各々の屈折率異方性Δｎ、誘電率異方性ΔＣを調べた
。また、これらをりＵム錯体等の処理剤で一直配向処理
を施した厚さ８ＩＩ鵠の液晶表示セルに充填し１．動作
電圧ｖｔｍ　、　７ｓａｌ　　および応答速度ずｏｘ、
ｖｏνν　を一定した。これらの結果を表２に示す。

一定条件（Ａｎ　　：５８９鰺　２０℃ｊｇ　　　　　
：ｌＫ１１ｍ２０℃ ｖｔｍ、Ｖｓａ＊　：　３２　Ｈｉｉ　、　２０℃ｌｒ
ｏｇ、ｒｏｙｙ　：　Ｓ　２　Ｈｍ、　ｖｍａｔ駆動、
２０℃

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は、下記に示す化合物の各々赤外線吸収
スペクトルである。 第１図：４−ｎ−ブトキシ−（トラ′ンスー４′−ｎ−
ブチルシクロヘキシル）−ベンゼ ン 第２５１：４−ｎ−プロポキレ−（トランス−４′−ｎ
−ブチルシクロヘキシル）−ベン ゼン 第３５５：４−ｎ−ペンチルオキシ−（トランス−４’
−！ｌ−ブチルシクロへ午シル）−ベンゼン 第４９ｇ１：４−ｎ−へキシルオキシ−（トランス−４
’　−ｎ−ブチルシクロヘキシル）−ベンゼン 第５　図：　４−　ｎ−へブチルオキタ−（トランス−
４′−ｎ−ブチルシクロヘキシル）−ベンゼン 第６図：４−ｎ−オクチルオキシ−（トランスを 一４′−ｎ−ブチルシクロヘキシル）−ベンゼン 第゛７図：４−ｎ−プロポキシ−（トランス−４′−ｎ
−プロピルシクロヘキシル）−ベ ンゼン 以上 出願人　株式会社−霧訪精工金 代理人　　　　　最上　　務

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一般式がＲ１→・＜）　ＯＲｓ　　で示される化合物に
   於いてｂＲｓ＃ｉ炭素数５個または４個の直鎖アルキル
   基であり％Ｒ１が炭素数５個のアル侍ル基の場合、Ｒｓ
   は庚素数墨個の直鎖アルキル基であ軽、Ｒ１が炭素数４
   個の直鎖アルキル基の場合％Ｒ１は炭素数Ｓ〜８個の直
   鎖アルキル基である液晶性、化合物。