JPS60222458A - ｐ−置換フエニルイソチオシアネ−ト類 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶組成物の一成分として有用な新規な液晶化
合物およびそれを含有する液晶組成物に関する。

〔発明の背景及び従来技術〕

液晶表示素子は液晶物質が持つ光学異方性および誘砥異
方性を利用したものであり、その表示様式によってＴＮ
型（ねじれネマチック型）、Ｄｓ型（動的散乱型）、ゲ
スト・ホスト壓、ＤＡＰ型など各種の方式に分けられ、
それぞれの使用に適する液晶物質の性質は異なる。いず
れの液晶物質も水分、空気、熱、光等に安定であること
が必要である事は共通しており、室温を中心として出来
るだ吋広い温度範囲で液晶相を−示すものがめられてい
る。

しかしながら、現在のところ、単一化合物では液晶温度
範囲、動作電圧、応答性能等の緒特性に優れ、実用にで
きるものはないので、実際には数種の液晶化合物や非液
晶化合物を混合して得られる液晶組成物が使用されてい
る。

すなわち、表示素子に使用される液晶組成物には、前述
した液晶相が実用の温度を含む広い温度範囲で存在する
ことのほかに、粘度が小さいこと、動作のしきい電圧が
低く小電力で駆動できること、動作の応答速度が大きい
ことなどが一般に要求される。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、液晶物質に添加してその液晶組成物の
要求されているかかる特性を改善できる新規な液晶化合
物を提供することにある。

〔発明の構成〕

即ち本発明の第１は一般式 Ｒ→に二二Ｘ匹セツニＸ≦巨巨Ｅ）Ｎ＝Ｃ＝８（夏）（
上式に於てＲは炭素数１〜１０のアルキル基を示し、会
は−（）−（１，４−）ランス−シクロヘキシレン基）
又は＋（１，４−７−１−二しン基を示す）で表わされ
るｐ−置換フェニルインチオシアネート類及び少くとも
その１種を１成分として含有する液晶組成物である。

〔発明の作用及び効果〕

本発明の（１）式の化合物は広い温度範囲にわたって液
晶性を示し、又、インチオシアナート基（−Ｎ＝Ｃ＝８
基）を有するために正の誘電異方性を示し、比較的長大
な分子構造を有する割合に、対応するシアノ化合物（（
り式の化合物の−Ｎ−Ｃ＝Ｓ基の代りに一〇Ｎ基を有す
る化合物）に比べて、それらを成分とする液晶組成物の
粘度を上昇させることが少ないという優れた特徴を有す
る。（１）式の化合物が低粘度であるということは、先
に本発明者らが発明して出願した（特願昭５９−５８５
号）次式（ＩＩ）の化合物と共通した特性である。

８つ（防Ｎ＝Ｃ−８（１） （１）式の化合物は更に具体的には次の（ＩＡ）？（Ｉ
Ｂ）の２つの化合物群に分けられる。

ｕｅＮ＝ｃ＝ｓ　（ＩＡ） 即ちｐ−（４−）７ンスー（４’　−）　？ンスーアル
キルシクロヘキシル）シクロヘキシル〕フェニルインチ
オシアネート類、及び Ｒ（）Ｄ（叉Ｎ＝Ｃ＝、８　（ＩＢ） 即ちｐ　−（４−（，４’−）　９ンスーアルキルシク
ロヘキシル）フェニル〕フェニルインチオシアネート類
。

（ＩＡ）式に於てＲがＣ３Ｈ７のもの及び（ＩＢ）式に
於てＲがｃｓＨｔ□のものの物性値を対応するシアノ化
合物（ＩＩＩ　Ａ）及び（ＩＩＢ）のそれと比較して下
表に示す。

第１表 ＊１）Ｃ−結晶相、９ｘスメクチツク相。

Ｎ＝ネマチック相、Ｉ＝等方相（透明相）ＣＩＡ）式と
（ＩＩＡ）式の化合物を比較した場合両化合物の融点及
び液晶温度範囲はほぼ同一であるが、（ＩＡ）式の化合
物はスメクチック相は示さずネマチック相のみを示すと
いう違いがある。

又、（ＩＢ）式と（ＩＢ）式の化合物を比較した場合＃
′１（ＩＢ）式の化合物の融点及び透明点（Ｎ−ＩＡ）
の方が約２０℃高−０ 更に本発明の（１）式の化合物の室温付近での訪電異方
性値ΔＣの外挿値は約１４〜２０であり、これは対応す
るシアノ化合物のそれとほぼ同一でβる。

本発明の（１）式の化合物は他の既知の液晶化合物との
相溶性がすぐれ、例えば安息香酸フェ二ｋ　！　スフ−
ｋ　系、シクロヘキサンカルボン＃ｆｉ、７エ二ルエス
テル系、シクロヘキサンカルボン酸シクロヘキシルエス
テル系、シクロヘキシルベンゾニトリル系、シクロヘキ
シルフェニル系、ビフェニル系、フェニル−ｍ−ジオキ
サン系、フェニルピリミジン系、シッフ塩基系、アゾキ
ク系などの各液晶化合物及び本出願が先に出願中のシク
ロヘキサンカルボン酸４−インチオシアナートフェニル
エステル系液晶化合物（特願昭５８−２４８，９３４号
）、４−（トランス−４−アル中ルシクロヘキシル）フ
ェニルインチオシアナート系液晶化合物（特願５９−５
８５号）などのいずれか一種又は数種の混合物と混合し
て新規な液晶組成物を得ることができる。

〔化合物の製法〕

本発明の化合物は以下に示す方法によって最も好適に製
造することができる。

　９ＮＨ２ Ｒ−く）−く囚〉−く巨）−ＮＨ，＋０８□十Ｒ’−Ｎ
−Ｃ＝Ｎ−Ｒ’最後のアミン化合物から目的愉を得る反
応はＪ、Ｃ，Ｊｏｃｈｉｍａの方法（Ｃｈｅｗ、　Ｂａ
ｒ、、　１０１．１７４６（１９６Ｂ）　）を適用した
ものでるるか、その他Ｊ、Ｌ　Ｈｏｄｇｋｉｎｇらの方
法（Ｊ、　Ｏｒｇ、　Ｃｈｅｍ、、　２９゜３Ｑ９Ｂ（
１９６４）　）を適用してもよい。又アミノ化合物は前
記の方法の他 Ｒｉ防ＮＨ。

などの通常知られている化学的方法を適用することによ
っても容易に合成される。

〔実施例〕

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。

実施例１　（ｐ　−（４−トランス−（４′−）ランス
−プロピルシクロヘキシル）シクロ ヘキシル〕フェニルインチオシアネー ）　（（ＩＡ）式に於てＣ３Ｈ，のもの）の！Ｒ造〕 原料のｐ−（４−１）ンスー（４’−）　５ンスープロ
ビルシクロヘキシル）シクロヘキシル〕ベンゾニトリル
は公知の液晶化合物で、本実施例に於ては特開ｕ８５ｓ
−１０５５２号記載の方法により製造されたものを使用
した。このニトリル５０？を５０９の苛性カリ、　９０
０ｓｄのエタノール、２５０ｍの水と６時間還流下に加
熱撹拌したのち生成物を戸別しエタノールで洗浄、乾燥
して５３．５　ｒのｐ−〔４−トランス−（４’−）ラ
ンスーグロビルシク四ヘキシル）シクロヘキシル〕べ／
ズアミドを得た。この１１換ベンズアミド５３２を、５
５ｔのナトリウムメトキシドを含む２７１のメタノール
に加え、約５℃に保ちながら臭素２０ｍを滴加し、４０
℃で１時間加熱後、更に２時間還流下に加熱した。メタ
ノールを留去した後、残留物を２．５１のエタノールよ
り再結晶して３５１Ｆの無色結晶（融点１７０．５℃）
を得た。このものがｐ−〔４−トランス＝（４′−トラ
ンス−プロビルシクロヘキシル）シクロヘキシル〕フェ
ニルカルバミン酸メチルエステルである。このカルバミ
ン酸エステル３４ｔをエタノールＩＩｌ、水１００　ｍ
、苛性カリ５０ｆと共に２０時間還流加熱した後、溶媒
を留去し、残留物をトルエンで抽出し、そのトルエン層
を水洗して後トルエンを留去し、残留物をエタノールよ
り熱濾過、再結晶してｌ’ｉ’ｒｏ淡黄色物質を得た。

このものがｐ−〔４−トランス−（４’−トランス−プ
ロピル）シクロヘキシルコアニリンであり、融点１１１
’ＣでスメクチックＢ相を、１６９℃でネマチック相を
、１９２℃で等吉相を示した。

このアニリン１６．２ｆを１２５ｄのピリジンに溶解し
、それをジシクロへキシルカルボジイミド１１．２Ｆ、
二硫化炭素２１．５ｍ、ピリジン１００ｍの混合液に一
１０℃で滴下し、その温度で２時間、更に室温で３時間
撹拌してのち溶媒を留去した。その残留物よりトルエン
で目的物を抽出し、トルエン層は稀塩酸、次いで水で洗
浄してからトルエンを留去し、残留物を酢酸エチルより
再結晶して１４ｆの無色結晶を得た。このものが最終目
的物であるｐ　−（４−）ランス−（４’−）ランス−
プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル〕フェニルイ
ンチオシアネートである。このものは融点７７．１℃で
ネマチック相となり２４Ｑ８℃で等吉相となる。又この
ものの元素分析値は次の如く理論値とよく一致している
。

分析値００　理論値（チ）（Ｃ２２Ｈ３□ＮＢとして）
Ｃ’ｉ’７．２　’ｉ’７．３６ Ｈ９，１９，１５ Ｎ　４．０　４．１０ 実施例２　（ｐ　−（４−（４’−トランス−ペンチン
チルシクロヘキシル）フェニル〕フ ェニルインチオシアネート（（ＩＢ）式でＲがＣ５Ｈ１
□のもの）の製造〕 ｐ−（４−（４’−トランス−ペンチルシクロヘキシル
）フェニル〕ベンゾニトリル５０１Ｆを５０９の苛性カ
リ、１１の７５チエタノールとともに４時間還流下に加
熱撹拌した後、生成物を戸別し、エタノールで洗浄、乾
燥して５３・６ｔのｐ−（４−ｆｔ：＝（４′−トラン
ス−ペンチルシクロヘキシル）フェニル〕ベンズアミド
を得た。

この置換ベンズアミド３０Ｆを、３５２のナトリウムメ
トキシドを含む２１のメタノールに加え、約ｌＯ℃で臭
＄１２−を滴加した後４０℃で１時間反応させ、更に約
ｌＯ℃で臭素１２−を滴加した後４０℃で１時間反応さ
せ、更に約１０℃で臭＄１２−を滴加した後４０℃で２
時間反応させ、メタノールを留去してから残留物を３！
のエタノールにより熱濾過して１５．３　ｔの無色結晶
を得た。このものはｐ　−（４−（４’　−）ランス−
ペンチルシクロヘキシル）フェニル〕フェニルカルバミ
ン酸メチルエステルである。

このカルバミン酸エステル１５ｆを５５０−の９５％エ
タノール、２６ｖの苛性カリと２０時間還流加熱した後
、水を加えてから生成物をトルエン抽出し、トルエン層
は水洗しテ後トルエンを留去しエタノールより再結晶し
て８．５ｆの淡黄色結晶を得た。このものはｐ−（４−
（４’−）９ンスーペンチルシクロヘキシル）フェニル
コアニリンであり、融点１０６℃でスメクチックＡ相を
１６１℃でネマチック相を、１８１．５℃で等吉相を示
した。

このアニリン８ｔを４０＋ｄのピリジンで溶解し、これ
をジシクロカルボジイミド５．３ｖ、二硫化炭素１０．
４　ｔ、ピリジン５０ｍの混合液に一１０℃で滴加し、
その温度で２時間、更に室温で３時間反応させた後、溶
媒を留去し、残留物より目的物をトルエン抽出し、その
トルエン層を稀塩酸、次いで水で洗浄してからトルエン
を留去し、残留物を酢酸エチルより再結晶して７．１ｆ
の無色結晶を得た。このものが目的物であるｐ−（４−
（４’−）ランス−ペンチルシクロヘキシル）フェニル
〕フェニルインチオシアネートである。このものは融点
１２１．１℃でネマチック相を、２３４．０℃で等吉相
を示した。又このものの元素分析値は次の通り理論値と
よく一致している。

分析値（％）　理論値（％）　（Ｃ２４Ｈ２９ＮＳとし
て）ＣＢｏ、０　Ｂｏ、１７ Ｈ７，１’ｉ’、ｏｌ Ｎ　３．８　３．９０ 実施例３（組成物） ０３Ｈ，べ＝〉（ΣトＣＮ　３０チ　（重量、以下同じ
）Ｃ，Ｈ，□〈違つづＮ　４０％ ０７Ｈ１５℃＋ＣＮ　３０％ よりなる液晶組成物（以下液晶組成物Ａと略称する）は
透明点（Ｎ−Ｉ点）が５２．１℃、２０℃での粘度（η
２゜）が２３．４ＣＰ、折率異方性（八ｎ）が０．１１
９、誘電異方性（６審）が１１．２、ＴＮ方式のしきい
′電圧が１．５４’／、飽和電圧が２．１３　Ｖである
。この液晶組成物Ａ８５重量部に対して本発明の化合物
の１つであるＣＩＡ）式でＲが０３Ｈ７の化合物（実施
例１の化合物）１５部を添加して得られる液晶組成物は
透明点が７２．７℃、η１．が２６．２　ｃｐ、　△ｎ
が０．１３３．△ｅが１１．７、ＴＮ方式のしきい電圧
が１．６　’ｉ’　Ｖ、飽和電圧が２．３４　Ｖとなっ
た。即ち、本発明の化合物を用いることにより透明点が
２０℃も上昇し、それにもかかわらず粘度の上昇はわず
かである。又Δｎも大きくなっている。

尚、比較のために本発明の化合物と同様な目的に使用さ
れる既知化合物の１つであるＣ、Ｈ□□−Ｃべ互パ回＞
ＣＮ　１５部を組成物Ａ８５部に加えて得られる液晶組
成物の４性値を測定したところ、透明点は７２℃、η、
。け２７．８℃、Δｎは０．１４０、△＃は１１．６、
ＴＮ方式のしきい電圧は１．７５　Ｖ、飽和電圧は２．
４０Ｖで透明点は同程度に上昇したが、粘度及びしきい
電圧は本発明の化合物を使用した場合より高くなってい
る。

実施例４（組成物） 実施例３に於ける組成物Ａ９０部に、本発明の化合物の
１つである（ＩＢ）式でＲがＣ５ＨＩｔのもＯ（実施例
２の化合物）１０部を加えて得られる液晶組成物は透明
点が６４℃、り、。

が２７．７　ｃｐ、　Δｎが０．１３５、ΔＣが１１．
５、ＴＮ方式に於けるしきい電圧が１．５８Ｖ、飽和電
圧が２．２１　Ｖであった。即ち、透明点の上昇及びし
きい電圧の低下という効果は認められるが、実施例２の
化合物と比較して粘度の上昇が大きいという点では劣る
。しかしΔｎを大きくする効果は実施例１の化合物より
大きい。

実施例５（組成物） Ｃ，Ｈ，＋ＮＣ８３ＦＮｂ ｃ　３Ｈ，＞　Ｎｃｓ　２８　％ Ｃ４Ｈ０ｉＮ０８　６％ Ｃ３Ｈ，４ＮＣ８２０％ Ｃ６Ｈ，、（）○→ｃｓ　ｓ％ なる組成の液晶組成物を調製し、その特性を測定したと
ころ、次の様な値であった。

透明点７２．５℃、Δ６　ｔｔ＝　１２．４、Δｎ　−
０，２０５、しきい電圧（ｖｌ、）　＝　１．　ｓ　１
　ｖ、飽和電圧（ｖ９０）＝２．５０　Ｖ　、立ち上り
時間（τｒｉｓｅ　）　ｌ　４　ｒｎｓｅｃ　。

立ち下り時間（τｄｅｃａｙ）　２４ｍ５ｅｃ上記の如
くこの組成では△ｎが大きく、応答速度の早い液晶組成
物を得ることができた。

以　上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式 （但し、上式に於てＲは炭素数１〜１０のアランスーシ
   クロヘキシレン基）又はＸφＸ（ｌ、４−フェニレン基
   ）を示す） で表わされるｐ−置換フェニルインチオシアネート類。
2. （２）一般式 ％式％（１） （但し、上式に於てＲＦｉ炭素数１−Ｎｏのアランスー
   シクロヘキシレン基）又ハ＜φＸ（１，４−フェニレン
   基）を示す） で表わされるｐ−置換フェニルイソチアシアネート類を
   少くとも１種類、少くとも１成分として含有することを
   特徴とする液晶組成物。