JPS5910557A - Trans-4-(trans-4'-alkylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid ester of 3-alkyloxy-6-hydroxy-phthalonitrile - Google Patents

Trans-4-(trans-4'-alkylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid ester of 3-alkyloxy-6-hydroxy-phthalonitrile

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JPS5910557A
JPS5910557A JP11951382A JP11951382A JPS5910557A JP S5910557 A JPS5910557 A JP S5910557A JP 11951382 A JP11951382 A JP 11951382A JP 11951382 A JP11951382 A JP 11951382A JP S5910557 A JPS5910557 A JP S5910557A
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JP
Japan
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trans
liquid crystal
compound
formula
carbon atoms
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JP11951382A
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Japanese (ja)
Inventor
Toyoshirou Isoyama
磯山 豊志郎
Takashi Inukai
犬飼 孝
Kenji Furukawa
古川 顕治
Kenji Terajima
寺島 兼詞
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JNC Corp
Original Assignee
Chisso Corp
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Publication date
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Abstract

NEW MATERIAL:A compound of the formula (R1 is 1-10C alkyl; R2 is 1-10C straight chain alkyl). EXAMPLE:trans-4-(trans-4'-Pentylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid ester of 3-butyloxy-6-hydroxy-phthalonitrile. USE:A liquid crystal composition which is a colorless substance having a remarkably high negative dielectric anisotropy value without absorbing light at >=350nm wavelength. PROCESS:A 3-alkyloxy-6-hydroxy-phthalonitrile is dissolved in a basic solvent, e.g. pyridine, and a solution containing a trans-4-(trans-4'-alkylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid halide dissolved in an inert solvent, e.g. toluene, is added to the resultant solution and reacted therewith to give the aimed compound of the formula.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な液晶物質に関し、更に詳しくは誘電異方
性が負で、かつその値が著るしく大きな液晶化合物に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a novel liquid crystal material, and more particularly to a liquid crystal compound having negative dielectric anisotropy and a significantly large value.

誘電異方性が負の液晶材料は電圧の印加により液晶層が
動的散乱を生ずることを応用した光散乱型の液晶表示装
置、及び液晶の傾きを制御することにより液晶の複屈折
性を利用l〜て偏光板により多色表示をするいわゆるI
) A P型液晶表示装置、更には特定の色素を含有さ
せた液晶材料を用いるいわゆるゲスト・ホスト(Gue
st・Ho5t )型の色表示装置の重要な措成要素で
あることは既に一般によ〈知られている。
Liquid crystal materials with negative dielectric anisotropy are used in light-scattering type liquid crystal display devices that utilize the dynamic scattering of the liquid crystal layer when voltage is applied, and utilize the birefringence of liquid crystals by controlling the tilt of the liquid crystal. The so-called I displays multicolors using polarizing plates.
) AP-type liquid crystal display devices, and even so-called guest-host devices that use liquid crystal materials containing specific dyes.
It is already generally known that the color display device is an important component of the color display device of the st.Ho5t) type.

本発明の目的の一つはこれらの液晶表示装置に用いられ
る液晶材料を碍成するために好適な、誘[i方性が負で
大きい新規な液晶化合物を提供することにある。
One of the objects of the present invention is to provide a novel liquid crystal compound having large negative diisotropy and suitable for forming liquid crystal materials used in these liquid crystal display devices.

前記の如き液晶表示装置に於ては、電圧の印加に対して
液晶が応答を開始するに必要な最低電圧、即ちしきい電
圧を低下させるためには、又目視に対して充分1よコン
トラストを示すに必要な動作型1圧を低下させるために
は、液晶材料の誘電異方性(Δε)は大きな負の値をも
つことが要求される。しかるにたとえば誘電異本性が負
の液晶としてよ(知られているMBr3A(メトキシベ
ンジリデンブチルアニリン)では△εは約−0,5、又
安息香酸フェニルエステル類よりなる液晶では△εは高
々−0,4の程度である。従って△εが更に大きな負の
値を持つ液晶物質の出現が望まれていた。
In the above-mentioned liquid crystal display device, in order to lower the minimum voltage required for the liquid crystal to start responding to an applied voltage, that is, the threshold voltage, the contrast must be sufficiently increased by 1 for visual viewing. In order to reduce the operating type 1 voltage required to indicate this, the dielectric anisotropy (Δε) of the liquid crystal material is required to have a large negative value. However, for example, when using a liquid crystal with negative dielectric anisotropy (known as MBr3A (methoxybenzylidene butylaniline), Δε is about -0.5, and for liquid crystals made of benzoic acid phenyl esters, Δε is at most -0, Therefore, it has been desired to develop a liquid crystal material in which Δε has an even larger negative value.

その様な要望に応える物質の一つとして分子の側方にジ
アノ基を1個有する物質が提案されていたが、本発明者
らはこの様な目的に適した△εが四に大きな化合物とし
て2つのCN基を同一側に有する。液晶化合物を発明し
、特許出願した。即!−)特願昭53−11591号で
は次式(n)(上式でR1,几2は水素又は炭素数1〜
1゜のアルキル基又はアルキルオキシ基を示ス)で表わ
される化合物を提案!−1更に低い液晶温度範囲を有す
る化合物とし゛C1次式(nt)の化合物 (几1は炭素数3〜5のアルキル基を、几2は炭素数1
〜10のアルキル基を示す) を特願昭53−140710号、特願昭53−1455
08号及び特願昭54−9917号として出願し、更に
それらの化合物の性能を補足し得る化合物として (■(1は炭素数1〜1oのアルキル基、几!は炭素数
2〜7のアルキル基を示す) を特願昭54−34545号として出願し、更に(IV
)式に於てR1が炭素数3〜1oの分枝アルキル基であ
る物質について特願昭56−141375号として出願
している。
A substance having one diano group on the side of the molecule has been proposed as one of the substances that can meet such demands, but the present inventors have proposed a compound with the fourth largest Δε suitable for this purpose. It has two CN groups on the same side. Invented a liquid crystal compound and applied for a patent. Immediately! -) In Japanese Patent Application No. 11591/1982, the following formula (n) (in the above formula, R1 and 2 are hydrogen or carbon numbers 1 to 1)
We propose a compound represented by a 1° alkyl group or an alkyloxy group)! -1 A compound having a lower liquid crystal temperature range is a compound of the linear formula (nt) (where 1 is an alkyl group having 3 to 5 carbon atoms, and 2 is an alkyl group with 1 carbon number).
to 10 alkyl groups) are disclosed in Japanese Patent Application No. 140710/1982 and Japanese Patent Application No. 1455/1983.
08 and Japanese Patent Application No. 54-9917, and furthermore, as a compound that can supplement the performance of those compounds (■ (1 is an alkyl group having 1 to 1 o carbon atoms, 几! is an alkyl group having 2 to 7 carbon atoms) (indicating a group) was filed as Japanese Patent Application No. 54-34545, and further (IV
), in which R1 is a branched alkyl group having 3 to 1 o carbon atoms, has been filed as Japanese Patent Application No. 141375/1983.

本発明者らは、誘電異方性が大きな負の値を有する液晶
組成物を提供するという上記の目的に副って到達できる
限界値を更に拡大するべく更に検討を重ねた結果、J記
(1)式の化合物が好適な物質であることを見出し本発
明に到達した。
The present inventors have conducted further studies in order to further expand the limit value that can be reached in conjunction with the above-mentioned objective of providing a liquid crystal composition having a large negative dielectric anisotropy. The present invention was achieved by discovering that the compound of formula 1) is a suitable substance.

即ち本発明は一般式 (但し、上式に於て几1は炭素数1〜10直鎖又は分枝
アルキル基を示1−1R・2は炭素数1〜10の直鎖ア
ルキル基を示す) テ表ワされるろ一アルキルオキシ−6−ヒドロキシ−7
タロニト11ルのトラ〉/スー4−(トランス−イーア
ルキルシフ【]ヘギシル)シクロヘギサンカノ「、ボン
酸ニスプツト類及びぞのl’!! 進法である。
That is, the present invention relates to the general formula (however, in the above formula, 1 represents a straight chain or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and 1-1R.2 represents a straight chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms) Alkyloxy-6-hydroxy-7
talonite 11 l tora〉/su 4-(trans-earkyl shift[]hegysyl) cyclohegysancano ", bonic acid nisputs and the l'!! system.

実用的液晶組成物はなるべく広い温度範囲にわたって液
晶状態を保つことが要求されるが、単一物質で実用的に
使用できるような液晶温度範囲を有するものは今のとこ
ろ7【く、少くとも数種の物質を混合することによって
実用に剛える広い温度範囲にわたって使用できる液晶組
成物を得ているのが現状である。従一つでその素材とな
る各化合物壷」、異った液晶温度範囲を有するものの少
くとも数種類が必要である。本発明の化合物は誘電異方
性が負でその絶体値が大きな値を有し、且つ従来知られ
でいるものとは異った特徴的温斤範囲をイ」するもので
ある。本発明の(1)式の化合物lの性質について更に
詳しく述べれば、前記化合物(It)に比して概して幾
分低い融点を有しく融点が低いといつことは液晶の使用
可能温度範囲の下限が広がるので液晶組成物の素材とし
て好せしいことである)、しかもはは同程度の透明応を
有する。更に化合物(+)は化合物(n)に比して粘度
のより低い組成物を与えることが出来るといつ利点があ
る。又、化合物(1)は上記化合物(m)に比して遥か
に高い透明点を有するという特長を有する。又、化合物
(1)は上記化合物(IV)と類似して化学構造を有す
る。しかし、(1)は(V)に比してより低い融点と、
かなり高い透明点を有する。これらの特性から本発明の
化合物(1)は、化合物(II)、([[)、(M)、
と併用することによりこれら既知の物質を用いて到達し
うる限界を越した、より広い液晶温度範囲を有する液晶
組成物を調製することを可能にするものである。
Practical liquid crystal compositions are required to maintain a liquid crystal state over as wide a temperature range as possible, but so far there are only seven compositions with a liquid crystal temperature range that can be used practically using a single substance, and at least a few. At present, it is possible to obtain liquid crystal compositions that can be used over a wide temperature range in practical use by mixing different substances. At least several types of compound pots with different liquid crystal temperature ranges are required. The compound of the present invention has a negative dielectric anisotropy, a large absolute value, and a characteristic temperature range different from those conventionally known. To explain in more detail the properties of the compound l of formula (1) of the present invention, it generally has a somewhat lower melting point than the compound (It), and a low melting point means that it is at the lower end of the usable temperature range of liquid crystals. It is preferable as a material for liquid crystal compositions because it spreads out), and has the same degree of transparency. Furthermore, compound (+) has the advantage of being able to provide compositions with lower viscosity than compound (n). Compound (1) also has a feature of having a much higher clearing point than the above-mentioned compound (m). Moreover, compound (1) has a chemical structure similar to the above-mentioned compound (IV). However, (1) has a lower melting point than (V),
It has a fairly high clearing point. Based on these properties, the compound (1) of the present invention is a compound (II), ([[), (M),
By using these materials in combination, it is possible to prepare a liquid crystal composition having a wider liquid crystal temperature range that exceeds the limits that can be reached using these known substances.

本発明の化合物(+)は約−15〜−22にも達する大
きな負の誘電異方性を有し、又、350m以上の波長の
光を吸収しない無色の物質であってこの点に関しては既
発間の化合物(II)、帽)、(■)と全く同様であり
化合物(■)、(III)、(■)に匹敵するすぐれた
性質を有する。
The compound (+) of the present invention has a large negative dielectric anisotropy reaching about -15 to -22, and is a colorless substance that does not absorb light with a wavelength of 350 m or more. It is exactly the same as the compounds (II), (III), and (■), and has excellent properties comparable to the compounds (■), (III), and (■).

本発明の化合物0)の一部のもの(主としてR1が直鎖
アルキル基のもの)の相転位温度を第1表に示す。
Table 1 shows the phase transition temperatures of some of the compounds 0) of the present invention (mainly those in which R1 is a straight-chain alkyl group).

第  1  表 量 上表に於てCは固相、Sはスメクチック相、Nはネマチ
ック相、■は透明相を示し、各文字欄の黒丸は左欄の化
合物がその液晶相を示すことを表わし、黒丸間の数字が
その両黒丸の示す相の間の転移温度を示す。
1. In the above table, C indicates solid phase, S indicates smectic phase, N indicates nematic phase, ■ indicates transparent phase, and black circles in each character column indicate that the compound in the left column indicates its liquid crystal phase. , the number between the black circles indicates the transition temperature between the phases indicated by both black circles.

第1表により明らかなように、これらの物質のうちある
ものはネマチック相を、他のものはスメクチック相及び
ネマチック相を又あるものはスメクチック相のみを示す
るものである。これらの化合物は誘電異方性が大きな負
の値をするネマチック液晶組成物の成分として使用する
場合には主材料であるネマチック液晶に添加使用する故
、これらの化合物(T)自体がスメクチック相を示すも
のであっても何等の障害をも生じるものではない。
As is clear from Table 1, some of these materials exhibit a nematic phase, others a smectic phase and a nematic phase, and some only a smectic phase. When these compounds are used as components of nematic liquid crystal compositions whose dielectric anisotropy has a large negative value, they are added to the nematic liquid crystal that is the main material, so these compounds (T) themselves have a smectic phase. Even if it is indicated, it will not cause any trouble.

本発明の第二の目的は誘電異方性が負の大きな値を有す
るネマチック液晶材料に添加してコレステリック液晶組
成物を調製するために極めて好適なカイラル物質を提供
することにある。
A second object of the present invention is to provide a chiral substance which is extremely suitable for preparing a cholesteric liquid crystal composition by adding it to a nematic liquid crystal material having a large negative dielectric anisotropy.

誘電異方性が負のコレステリック液晶組成物は、ネマチ
ック−コレステリック相転位の原理にもとづく液晶表示
に使用される。その一つとしていわゆる逆Whi te
−Tayler型ゲスト・ホスト効果によるポジ型カラ
ー表示が知られている。この場合に於て駆動電圧を出来
得る限り低電圧化させるために誘電異方性がなるべく大
きな負の値であるととが望ましく、従って添加するカイ
ラル物質も分子の短軸方向に大きな極性を有するもので
あることが望ましいことは当然である。
Cholesteric liquid crystal compositions with negative dielectric anisotropy are used in liquid crystal displays based on the principle of nematic-cholesteric phase transition. One of them is the so-called reverse white
-Positive color display based on the Taylor type guest-host effect is known. In this case, in order to reduce the driving voltage as low as possible, it is desirable that the dielectric anisotropy be as large a negative value as possible, and therefore the chiral substance added also has a large polarity in the short axis direction of the molecule. Of course, it is desirable that the

しかるに従来よ〈使用されているカイラル物質は、4−
(2−メチル−ブチルオキシ)−4’−シ丁ノビフェニ
ル(下記A >、 4  (2) fノ+、−ブチル>
−4’−シアノピーフェニル(前記B)、4−(2−−
メチル−ブチルオキシ)安息香酸p−シア/′フェール
エステル(下記C)の様す分子長軸方向に大きな極性を
有するものであった。
However, conventionally, the chiral substances used are 4-
(2-Methyl-butyloxy)-4'-sitenobiphenyl (following A>, 4 (2) f+, -butyl>
-4'-cyanopephenyl (above B), 4-(2--
It had large polarity in the direction of the long axis of the molecule, like methyl-butyloxy)benzoic acid p-thia/'fer ester (C below).

これらは元来誘電異方性が正のネマチック液晶を使用す
る捩れネマチック表示(TND)のために開発されたも
のであって、誘電異方性が負の液晶材料に添加すれば、
負の値を打ら消すような逆効果をもたらすものである。
These were originally developed for twisted nematic displays (TND) that use nematic liquid crystals with positive dielectric anisotropy, and when added to liquid crystal materials with negative dielectric anisotropy,
This has the opposite effect of canceling out negative values.

これに対して本発明の(1)式に於てR1が炭素数4〜
10の光学活性アJ・キル基である化合物群は、分子短
軸方向に強い極性を有する故、負の誘電異方性を有する
ネマチック液晶材料への力・fラル添加剤としてすぐれ
ている。本発明のカイラル物質のうチ光学活性な5−(
2−シアノしブチルオキシ)−6−ヒドロキシ−フタロ
ニトリルのトランス−4−()ランス−4′−アJレキ
ルシク口ヘキシル)シクロヘキサンカルボン酸エステル
類、即ち(+)式に於てR,が光学活性な2−メチルブ
チル基であるもの(即ち下記(Ia )式のもの)の相
転位温度を第2表に示ず。
On the other hand, in formula (1) of the present invention, R1 has 4 to 4 carbon atoms.
The group of compounds that are optically active AJ-kyl groups in No. 10 have strong polarity in the short axis direction of the molecules, and therefore are excellent as force/fral additives for nematic liquid crystal materials having negative dielectric anisotropy. The chiral substance of the present invention has optically active 5-(
trans-4-()trans-4'-(2-cyanobutyloxy)-6-hydroxy-phthalonitrile, i.e., R in the (+) formula is optically active. Table 2 does not show the phase transition temperature of the 2-methylbutyl group (ie, those of the following formula (Ia)).

艙2表 上表に於−L Chはコレステリック相を示し、そ  
 □の他は第1表と同じ。
In the upper table of the 2nd table, -L Ch indicates cholesteric phase;
□Others are the same as Table 1.

第2表の数字が示す様に本発明の(Ia)式の化合物は
200℃に近い透明点を有し、カイラル添加剤としてネ
マチック液晶組成物に添加した場合にその透明点、即ち
得られるコレステリック相の上限温度を、前記化合物(
A)、(B)、(C)の如くに低下させることなく、却
って上昇させるのに役立つ。これが(Ia)式の化合物
のすぐれた竹長である。もとより、カイラル添加剤の効
能はへεの値や液晶温度範囲の広さめみで決められるも
のではなく、コレステリック構造を誘起する能ツバ即ち
、力1ラル添加剤をどの程度の量添加するとどの程度短
いコレステリックピツチが誘起されるかも重要である。
As shown by the numbers in Table 2, the compound of formula (Ia) of the present invention has a clearing point close to 200°C, and when added to a nematic liquid crystal composition as a chiral additive, the clearing point, that is, the cholesteric The upper limit temperature of the phase of the compound (
Rather than lowering it like in A), (B), and (C), it helps to raise it. This is an excellent example of the compound of formula (Ia). Of course, the effectiveness of chiral additives is not determined by the value of ε or the breadth of the liquid crystal temperature range, but rather by the ability to induce cholesteric structure, i.e., the amount of chiral additive added. It is also important that a short cholesteric pitch is induced.

この能力に於ては第2表の化合物は前記の化合物(A)
、(C)に匹敵するが、化合物(13)に比べでは劣る
In this capacity, the compounds of Table 2 are similar to the above-mentioned compound (A).
, (C), but inferior to compound (13).

以十述べた外に本発明の(+)式の化合物は第1表、第
2表に示すような広い温度範囲に互ってスメクチック相
を呈することを利用して以下に記す様な用途にも使用で
きる。スメクチック状態は従来ネマチック状態に比較し
2て産業的利用に於て遅れていたが、との叡年来その利
用に関する基礎的研究は盛X7におとなわれている。本
発明の(1)式の化合物はスメクチック相を呈する物質
のなかでも特に分子短軸方向に極めて大きな分極を有し
、従って極めて大きい負の誘電異方性をもつ。この様な
スメクチック液晶は、例えば液晶表示素子への利用を考
えるならば、分子をガラス基板に対して垂直あるいは垂
直に近く配向させ、従ってスメクチック層がガラス基板
に対し゛τ丁5に7′【るように配向さ・)1″t−′
−ザー光あるいはマトリックス状に配し7た抵抗体を熱
源とし”Cスメクチック相をネマチック相に変え、これ
に電圧を印加して液晶分子の民情方向を電界方向とは垂
直の方向へ揃えることにより、液晶中に添加しである二
色性色素が液晶分子と同一方向に7rらび発色するゲス
ト・ホスト型表示や、カイラル物質を添加することによ
り逆Wb i tC−1,”ayl e+型表示を行な
った後、分子配向を子のま\に保ったttスメクチック
相まで冷却するいわゆる熱書き込みポジ型液晶表示素子
を作る場合において、誘電異方性が大きな負の値である
ことは好まt2い性質である。特に第2表の(Ia)式
の化合物がカイラル性を有するスメクチック相を呈し、
目つ誘電異方性が大きな負の値を有していることは注目
すべきことである。
In addition to the above, the compound of formula (+) of the present invention can be used for the following uses by utilizing the fact that it exhibits a smectic phase over a wide temperature range as shown in Tables 1 and 2. can also be used. The industrial use of the smectic state has traditionally been delayed compared to the nematic state, but basic research into its use has been carried out since the 2000s. The compound of formula (1) of the present invention has particularly large polarization in the short axis direction of the molecule among substances exhibiting a smectic phase, and therefore has extremely large negative dielectric anisotropy. When considering the use of such smectic liquid crystals in, for example, liquid crystal display devices, molecules are oriented perpendicularly or nearly perpendicularly to the glass substrate, so that the smectic layer is aligned with the glass substrate at 1″t-′
- By using laser light or resistors arranged in a matrix as a heat source, the smectic phase is changed to a nematic phase, and a voltage is applied to align the direction of the liquid crystal molecules perpendicular to the direction of the electric field. , a guest-host type display in which a dichroic dye added to the liquid crystal emits 7r color in the same direction as the liquid crystal molecules, and a reverse Wb it C-1, "ayl e+ type display by adding a chiral substance. It is preferable that the dielectric anisotropy has a large negative value when producing a so-called thermal writing positive type liquid crystal display device in which the liquid crystal is cooled down to the tt smectic phase in which the molecular orientation is kept as it is. It is a nature. In particular, the compound of formula (Ia) in Table 2 exhibits a smectic phase having chirality,
It is noteworthy that the dielectric anisotropy has a large negative value.

最近カイラルスメクチック相のうちのあるもの即ちカイ
ラルスメクチックC相及びカイラルスメクチックH相が
強誘電性を有し1、極めて高速な電気光学的スイッチツ
ク素子に利用できることが注目されている。この場合に
液晶物質としては誘電異方性が負の物質が適することが
知られている。従って本発明の化合物のうち第2表□に
示]〜た物質はこの用途に適[7ていると考えられる。
Recently, attention has been drawn to the fact that certain chiral smectic phases, ie, chiral smectic C phase and chiral smectic H phase, have ferroelectric properties 1 and can be used in extremely high-speed electro-optic switching devices. In this case, it is known that a material with negative dielectric anisotropy is suitable as the liquid crystal material. Therefore, among the compounds of the present invention, the substances shown in Table 2 □ are considered to be suitable for this use.

本発明の化合物0)は次に記す方法によってS好適にへ
製造されろ。即ち、3−アルキルオキシ−6−ヒドロキ
シ−フタロニトリル(アルキル基は、一般式(+)のR
1に相当するもの)をピリジンの様な塩基性溶媒に溶解
させ、この溶液ニ、トランス−4−(+・ランス−イー
アルキルシクロヘキシル)シクロヘキサンカルボン酸類
(アルキル基は一般式(1)のIt、に相当するもの)
と塩化チオニルの様なハロゲン化剤とから常法に従って
製造された酸ノ・ロゲン化物を適当な不活性溶媒(例え
ばトルエン)に溶かした溶液を加えて反応させることに
よって化合物(1)が製造される。ここでトランス−4
−(トランス−イー−アルキルシクロヘキシル)シクロ
ヘキサンカルボン酸類は既知の物質であり、3−アルキ
ルオキシ−6−ヒトロキシーフタロニトリルは2.6−
ジシアツーノ・イドロキノンを、p−トルエンスルホン
酸アルキルエステルノ様すフルキル化剤でアルキル化す
ることによって製造される。そのいくつかの化合物の融
点を第3表に示す。
Compound 0) of the present invention is preferably prepared by the method described below. That is, 3-alkyloxy-6-hydroxy-phthalonitrile (the alkyl group is R of the general formula (+)
1) in a basic solvent such as pyridine, and in this solution 2, trans-4-(+.trans-e-alkylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acids (the alkyl group is It of general formula (1), )
Compound (1) is produced by adding and reacting a solution of an acid halogenide prepared by a conventional method with a halogenating agent such as thionyl chloride and a suitable inert solvent (e.g. toluene). Ru. Here trans-4
-(trans-e-alkylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acids are known substances, and 3-alkyloxy-6-hydroxyphthalonitrile is a 2.6-
It is produced by alkylating dicyazunohydroquinone with a furkylating agent such as p-toluenesulfonic acid alkyl ester. The melting points of some of the compounds are shown in Table 3.

第3表 以下実施例により本発明の化合物につき更に詳細に説明
する。
The compounds of the present invention will be explained in more detail with reference to Table 3 and Examples below.

実施例1[3−ブチルオキシ−6−ヒ1゛ロキシーフタ
ロニトリルのトラン、スー4− (トランス−イーペンチルシクロヘキ シル)シクロヘキサンカルボン酸エス テル(0)式に於てR+ ”” C4Il−、几2−C
HH11のもの)の製造1 トランス−4−()ランス−4′−ペンチルシクロヘキ
シル)シクロへギサンカルボン酸5.62に塩化チオニ
ル30+++/!を加え湯浴上で1.5時間還流加熱し
、のち過剰の塩化ヂメニルを減圧下留去することにより
トランス−4−(トランス−47−ベ/チルシクロヘキ
シル)シクロヘキサンカルボン酸塩化物の固体をえた。
Example 1 [3-Butyloxy-6-hyroxyphthalonitrile tolan,su-4-(trans-ypentylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid ester (0) In the formula, R+ "" C4Il-, 几2-C
HH11) Preparation 1 trans-4-()trans-4'-pentylcyclohexyl)cyclohegysancarboxylic acid 5.62 to thionyl chloride 30+++/! was added and heated under reflux on a water bath for 1.5 hours, and then excess dimenyl chloride was distilled off under reduced pressure to obtain a solid of trans-4-(trans-47-be/tylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid chloride. .

このものは精製することなく無水のトルエンに溶解して
次のIZ程に使用した。一方3−ブチル−6−ヒトロキ
シーフタロニトリルは公知の方法(特開昭55−721
56に記載)により製造され、とのもの4.49を70
meの無水ピリジンに溶解し、これを水冷攪拌している
ところへ先の酸塩化物のトルエン溶液を滴加して反応さ
せた。滴加後80℃に゛C2時間加熱後、氷と6N塩酸
を加え”U酸性とし41機層をとり、これを水、水酸化
ナトリウム水溶液、水で逐次洗浄した。トルエンを減圧
留去し、・得られる残留物を酢酸エチルより再結晶する
ことによって目的物であるろ−ブチルオキシ−6−ヒド
ロキシーフ2ロニトリルノトランス−4−()ランス−
4′−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキサンカルボ
ン酸エステルを無色結晶体として得た。収量6.22゜
物性値に先の第1表に示しである通りである。第1表に
示したその他の化合物もtlは同様の方法により製造さ
れた。
This product was dissolved in anhydrous toluene and used in the next IZ step without being purified. On the other hand, 3-butyl-6-hydroxyphthalonitrile was prepared by a known method (Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-721
56), and 4.49 to 70
Me was dissolved in anhydrous pyridine, and while this was being stirred while cooling with water, the above toluene solution of the acid chloride was added dropwise to cause a reaction. After the dropwise addition, the mixture was heated to 80°C for 2 hours, and then added with ice and 6N hydrochloric acid to make it acidic. 41 layers were taken, and this was washed successively with water, an aqueous sodium hydroxide solution, and water. Toluene was distilled off under reduced pressure,・The obtained residue is recrystallized from ethyl acetate to obtain the target product, ro-butyloxy-6-hydroxyph-2ronitrilenottrans-4-()trans-
4'-pentylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid ester was obtained as colorless crystals. The yield was 6.22°, and the physical properties were as shown in Table 1 above. The other compounds shown in Table 1 were also produced by the same method.

lt例2[ろ−(2−メチルブチルオキシ)−6−ヒト
ロキシーフタロニトリルのト ランス−4−(トランス−4′−プロピルシクロヘキシ
ル)シクロヘキサンカ ルボン酸エステル((1)式に於てR言が光学活性な2
−メチル−ブチル基、 g、=c、)(7のもの)の製造例〕 p−)ルエンスルホン酸クロライドと市販の(ハ)2−
メチル−1−ブタノールとから公知の方法により合成さ
れた(−)2−ブチルしブチル−p−トルエンスルホン
酸エステル114Fヲ、2 、3−ジシアノ−p−ノ・
イドロキノン75f、苛性ソーダ18.8F、水440
−とともに還流下に15時間加熱攪拌し、冷却後、10
%苛性ソーダ水溶液400−を加えて10分間撹拌し、
吸引r過によって不溶物を除去【7、ν液を塩酸で酸性
にすると固体が分離する。この固体は3−(2−メチル
ブチルオキシ)−6−ヒトロキシーフタロニトリルと原
料の2,5−ジシアノ−p−ノ・イドロキノンを含有し
ている。この固体を1tのトルエンと加熱し熱濾過する
と、r液より結晶が析出する。これをメタノールより再
結晶することによって無色リンベン状結晶の3−(2−
メチルブチルオキシ)−6−ヒトロキシーフタロニトリ
ル(m、 p、 164−165℃)をえた。
lt Example 2 [trans-4-(trans-4'-propylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid ester of ro-(2-methylbutyloxy)-6-hydroxyphthalonitrile (in formula (1), the R word is optical) active 2
-Methyl-butyl group, g, = c,) (Production example of 7) p-) Luenesulfonic acid chloride and commercially available (c) 2-
(-)2-Butyl-p-toluenesulfonic acid ester 114F, 2,3-dicyano-p-no. synthesized from methyl-1-butanol by a known method.
Hydroquinone 75F, caustic soda 18.8F, water 440
- and stirred under reflux for 15 hours, and after cooling, 10
Add 400% caustic soda aqueous solution and stir for 10 minutes.
Insoluble matter is removed by suction and filtration [7. When the liquid is made acidic with hydrochloric acid, solids are separated. This solid contains 3-(2-methylbutyloxy)-6-hydroxyphthalonitrile and the raw material 2,5-dicyano-p-no-hydroquinone. When this solid is heated with 1 t of toluene and filtered hot, crystals are precipitated from the r liquid. By recrystallizing this from methanol, 3-(2-
methylbutyloxy)-6-hydroxyphthalonitrile (m, p, 164-165°C) was obtained.

一方、トランス−4−(トランス−4′−プロピルシク
ロヘキシル)シクロヘキザンカルボン酸5.Ofに塩化
チオニル50meを加え、湯浴上で1.5時間還流加熱
し、過剰の塩化チオニルは減圧下に留去する仁とにより
トランス−4−()う7スー4′−プロピルシクロヘキ
シル)シクロヘキサンカルボン酸塩化物の固体を得り。
On the other hand, trans-4-(trans-4'-propylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid 5. Add 50 me of thionyl chloride to the mixture, heat under reflux on a water bath for 1.5 hours, and remove excess thionyl chloride by distilling off under reduced pressure to obtain trans-4-(4'-propylcyclohexyl)cyclohexane. Obtain a solid carboxylic acid chloride.

このものは精製することなく無水のトルエンに溶解して
次の工程に使用した。即ち先に得られり3−(2−メチ
ル−ブチル)オキシ−6−ヒドロキシ−フタロニトリル
4.7fを70m!の無水ピリジンに溶解して水冷攪拌
し、とこえ上記の酸塩化物のトルエン溶液を滴加し、8
0℃で2時間加熱後、氷と6N塩酸を加えて酸性として
から有機層を分けとり、これを水、水酸化ナトリウム水
溶液、水で逐次洗浄した。トルエンを減圧留去し、得ら
れた残留物を酢酸エチ/L、から再結晶することによっ
て目的物である3−(2−メチルブチルオキシ)−6−
ヒドロキシ−フタロニトリルのトランス−4−(トラン
ス−4′−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキサンカ
ルボン酸エステルの精製された無色の結晶体5.52を
得た。
This product was dissolved in anhydrous toluene and used in the next step without purification. That is, 70 m of 4.7 f of 3-(2-methyl-butyl)oxy-6-hydroxy-phthalonitrile obtained first! was dissolved in anhydrous pyridine and stirred while cooling with water, and a toluene solution of the above acid chloride was added dropwise to give 8.
After heating at 0° C. for 2 hours, the mixture was made acidic by adding ice and 6N hydrochloric acid, and the organic layer was separated and washed successively with water, an aqueous sodium hydroxide solution, and water. Toluene was distilled off under reduced pressure, and the resulting residue was recrystallized from ethyl acetate/L to obtain the target product, 3-(2-methylbutyloxy)-6-
5.52 purified colorless crystals of trans-4-(trans-4'-propylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid ester of hydroxy-phthalonitrile were obtained.

このものは先の第2表に示すような相転位を示した。即
ち融点96℃に於てスメクチック液晶となりこのスメク
チック相は176℃に於てコレステリック相に変り、更
に温度上昇させて181℃になると等方性液体となる。
This product exhibited phase transitions as shown in Table 2 above. That is, it becomes a smectic liquid crystal at a melting point of 96°C, this smectic phase changes to a cholesteric phase at 176°C, and when the temperature is further increased to 181°C, it becomes an isotropic liquid.

又、誘電異方性が−5である市販の液晶組成物LIXO
N BN−34(チッソ■製)に本物質を10、Owt
 %添加して誘起されるコレステリックピッチを測定し
たところ185μmであった。これより本物質の固有コ
レステリックピッチを外挿して求めると19μmなる値
が得られる。
In addition, a commercially available liquid crystal composition LIXO having a dielectric anisotropy of -5
This substance was added to N BN-34 (manufactured by Chisso ■) at 10% Owt.
The cholesteric pitch induced by the addition of 1.5% was measured and found to be 185 μm. By extrapolating the inherent cholesteric pitch of this material, a value of 19 μm is obtained.

実施例5(使用例1) トランス−4−フロビルシクロヘキサンカルボン酸p−
メトキシフェニルエステル 10部(重量、以下同じ) トランス−4−プロピルシクロヘキサンカルボン酸p−
エトキシフェニルエステル 10部トランス−4−ブチ
ルシクロヘキサンカルボン酸p−メトキシフェニルエス
テル  20部トランス−4−ブチルシクロヘキサンカ
ルボンHp−エトキシフェニルエステル  20部トラ
ンス−4−ペンチルシクロヘキサンカルボン酸p−メト
キシフェニルエステル 20部トランス−4−ペンチル
シクロヘキサンカルボン酸p−ペンチルフェニルエステ
ル 20部よりなる液晶組成物(以下液晶紹成物へと略
記)は透明点(N−I点)63℃を有し、その誘電異方
性(△ε)は−10である。この液晶組成物Aの85部
に本発明の(+)式で示される化合物のうちR7がC,
H,、でR+が夫h C71l1. CJ(、及びC4
H,である化合物各々5部づつを添力1比て得られる液
晶組成物(以下、液晶組成物Bと略記)はN−1点78
℃を有し、△εは−31であった。
Example 5 (Use Example 1) Trans-4-furoylcyclohexanecarboxylic acid p-
Methoxyphenyl ester 10 parts (weight, same below) trans-4-propylcyclohexanecarboxylic acid p-
Ethoxyphenyl ester 10 parts trans-4-butylcyclohexanecarboxylic acid p-methoxyphenyl ester 20 parts trans-4-butylcyclohexanecarboxylic acid p-ethoxyphenyl ester 20 parts trans-4-pentylcyclohexanecarboxylic acid p-methoxyphenyl ester 20 parts trans A liquid crystal composition (hereinafter abbreviated as liquid crystal introduction product) consisting of 20 parts of -4-pentylcyclohexanecarboxylic acid p-pentylphenyl ester has a clearing point (N-I point) of 63°C, and its dielectric anisotropy ( Δε) is −10. In 85 parts of this liquid crystal composition A, among the compounds represented by the formula (+) of the present invention, R7 is C,
H,, and R+ is husband h C71l1. CJ (and C4
A liquid crystal composition (hereinafter abbreviated as liquid crystal composition B) obtained by adding 5 parts of each compound of
℃, and Δε was -31.

この液晶組成物Bに市販の二色性色素である1) −1
6(LIDH社製)を2重量係添加し、垂直配向処理を
↓・こなったセルギャップ10μmの液晶表示セルに注
入し、その電気光学特性を測定したところ、【7きい値
電圧は2.[]Vであった。
A commercially available dichroic dye 1)-1 is added to this liquid crystal composition B.
6 (manufactured by LIDH) was injected into a liquid crystal display cell with a cell gap of 10 μm that had undergone vertical alignment treatment, and its electro-optical properties were measured. []V.

本発明の化合物を添加していない組成物、即ち液晶組成
物Aを使用したものでは、そのしきい値電圧は6.2■
であった。この様に本発明の(+)式の化合物はその添
加により、1)N−1点が向上し、△εの絶対値を大き
くすることができ、又電気光学特性のしきい値電圧を下
げることができ、非常に有用であることがわかる。
In the case of a composition in which the compound of the present invention is not added, that is, liquid crystal composition A, the threshold voltage is 6.2
Met. As described above, by adding the compound of formula (+) of the present invention, 1) the N-1 point can be improved, the absolute value of Δε can be increased, and the threshold voltage of electro-optic properties can be lowered. can be found to be very useful.

実施例4(使用例2) 実施例3の液晶組成物A85重員部に本発明の(+)式
で示される化合物のうち、It、がC、R7で凡1がc
、iIq及びC,H,、である化合物各々15部づつを
添加して得らiする液晶組成物Cil:N−1点768
℃であり、△εは−3,6であった。実施例6と同様に
二色性色素D−16を2重量%添加して電気光学的特性
を測定したところ、そのしきい値電圧は1.8Vであっ
た。。
Example 4 (Use Example 2) Of the compounds represented by the formula (+) of the present invention in the liquid crystal composition A85 of Example 3, It is C, R7 is C, and 1 is C.
, iIq and C, H, , a liquid crystal composition obtained by adding 15 parts each of the compounds Cil: N-1 point 768
℃, and Δε was −3.6. When 2% by weight of dichroic dye D-16 was added in the same manner as in Example 6 and the electro-optical properties were measured, the threshold voltage was 1.8V. .

実施例5(使用例6) 実施例6の液晶組成物895部に、本発明の(+)式で
表わされる化合物のうちR,が光学活性2−メチルブチ
ル基でR2がC,H,である化合物5部及び−71色性
色素を添加し、実施例6と同様f:cセルギャップ1[
〕μmの液晶表示用セルに注入し、逆ホワイト・テーラ
−型表示素子を作製し、電極間に′ilf、川を印加す
るとポジ型カラー表示素子を得ることができた。−その
電気光学的効果のしきい値電圧は1.7vであった。
Example 5 (Use Example 6) 895 parts of the liquid crystal composition of Example 6 was added with a compound represented by the formula (+) of the present invention in which R is an optically active 2-methylbutyl group and R2 is C, H, 5 parts of the compound and -71 chromatic dye were added, and the same f:c cell gap as in Example 6 was obtained.
] μm liquid crystal display cell to produce an inverse White-Taylor type display element, and by applying 'ilf and river between the electrodes, a positive type color display element could be obtained. - The threshold voltage of its electro-optical effect was 1.7v.

以   上 特許出願人 チッソ株式会社that's all Patent applicant: Chisso Corporation

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一般式 (但し上式に於て几1は炭素数1〜10の直鎖又は分枝
アルキル基を示し、R2は炭素数1〜10の直鎖アルキ
ル基を示す) で表わされる6−アルキルオキシ−6−ヒトロキシーフ
タロニトリルのトランス−4()ランス−4′−アルキ
ルシクロヘキシル)シクロヘキサンカルボン酸エステル
類。
(1) 6 represented by the general formula (in the above formula, 1 represents a straight chain or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R2 represents a straight chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms) - trans-4()trans-4'-alkylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid esters of alkyloxy-6-hydroxyphthalonitrile.
(2)(+)式に於てR+が炭素数4〜10の光学活性
アルキル基である特許請求の範囲第1項記載のカルボン
酸エステル類。
(2) The carboxylic acid esters according to claim 1, wherein in the formula (+), R+ is an optically active alkyl group having 4 to 10 carbon atoms.
(3)2.3−ジシアノ−p−ハイドロキノンの直φβ
又は分枝アル斗・ルのモノエーテルにトランス−t−(
トランス−4′−アルキルシクロヘキシル)シクロ−\
キサン刀ルボン酸ハライドを塩基性溶媒中で反応させる
ことを特徴とする一般式 (但]2、上式に於−C几変は炭素数1〜10の直鎖又
は分枝アルギル基を示し、It、は炭素数1〜10の直
鎖アルキル基を示す) テ表わされる6−アルキルオキシ−6−ヒトロキシーフ
タロニトリルのトランス−4−(トランス−4′−アル
キルシクロへキシル)シクロヘキサンカルボン酸エステ
ル類の製造法。
(3) Direct φβ of 2.3-dicyano-p-hydroquinone
or trans-t-(
trans-4'-alkylcyclohexyl)cyclo-\
A general formula characterized by reacting a xanate carboxylic acid halide in a basic solvent (however) 2, in the above formula, -C represents a straight chain or branched argyl group having 1 to 10 carbon atoms, It represents a straight-chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms) trans-4-(trans-4'-alkylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid ester of 6-alkyloxy-6-hydroxyphthalonitrile represented by Te manufacturing method of types.
(4)一般式 (但11、上式に於て几1は炭素数1〜1oの直頓又は
分枝アルキル基を示し2、几2は炭素数1〜10の直鎖
のアルキル基を示す)で表ワされる6−アルキルオキシ
−6−ヒドロキ゛ンーフタロニトリルのトランス−4−
(トランス−4′−アルキルシクロヘキシル)シクロヘ
ギザンカルボン酸エステル!1jlBl!又はそれ以」
−含有するξとを特徴とするネマグツク液晶組成物。
(4) General formula (11, in the above formula, 1 represents a straight or branched alkyl group having 1 to 1 carbon atoms, 2 represents a straight chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms) ) trans-4- of 6-alkyloxy-6-hydroquinphthalonitrile
(trans-4'-alkylcyclohexyl)cyclohegizancarboxylic acid ester! 1jlBl! or more”
- A Nemagtsuku liquid crystal composition characterized by containing ξ.
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US7307182B2 (en) 2005-09-14 2007-12-11 Fujifilm Corporation 2,3-dicyanohydroquinone derivative and uses of the same
CN102344815A (en) * 2011-07-12 2012-02-08 石家庄诚志永华显示材料有限公司 Negative dielectric anisotrophy liquid crystal mixture

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DE2933563A1 (en) * 1979-07-18 1981-02-05 Bbc Brown Boveri & Cie ANISOTROPE CONNECTIONS WITH NEGATIVE DK ANISOTROPY

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