JPS6126899B2 - - Google Patents

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JPS6126899B2
JPS6126899B2 JP14071078A JP14071078A JPS6126899B2 JP S6126899 B2 JPS6126899 B2 JP S6126899B2 JP 14071078 A JP14071078 A JP 14071078A JP 14071078 A JP14071078 A JP 14071078A JP S6126899 B2 JPS6126899 B2 JP S6126899B2
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JP
Japan
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liquid crystal
trans
phthalonitrile
pentyloxy
compound
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Application number
JP14071078A
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Japanese (ja)
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JPS5566556A (en
Inventor
Takashi Inukai
Hiromichi Inoe
Kenji Furukawa
Hideo Sato
Shigeru Sugimori
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Original Assignee
Chisso Corp
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Publication date
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Priority to CA335,840A priority patent/CA1131655A/en
Priority to CH845579A priority patent/CH642345A5/en
Priority to GB7932598A priority patent/GB2035303B/en
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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な液
晶化合物及びその類似物質に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a novel liquid crystal substance, and more particularly to a liquid crystal compound having a negative dielectric anisotropy and a significantly large value, and substances similar thereto.

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して偏光板により
多色表示をするいわゆるDAP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料を用い
るいわゆるゲト・ホスト(Guest・Host)型の色
表示装置の重要な構成要素であることは既に一般
によく知られている。
Liquid crystal materials with negative dielectric anisotropy are used in light-scattering type liquid crystal display devices that take advantage of the fact that the liquid crystal layer causes dynamic scattering when a voltage is applied, and that utilize the birefringence of liquid crystals by controlling the tilt of the liquid crystal. The so-called DAP type liquid crystal display device displays multiple colors using a polarizing plate.
Furthermore, it is already well known that it is an important component of a so-called Guest-Host type color display device that uses a liquid crystal material containing a specific dye.

本発明はこれらの液晶表示装置に用いられる液
晶材料を構成するために好適な、誘電異方性が負
で大きい新規な液晶化合物を提供するものであ
る。
The present invention provides a novel liquid crystal compound having negative and large dielectric anisotropy and suitable for constituting liquid crystal materials used in these liquid crystal display devices.

上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、即ち閾電圧を低下させるためには、又目視に
対して充分なコントラストを示すに必要な動作電
圧を低下させるためには、液晶料の誘電異方性
(△ε)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導異方性が負の液晶とし
てよく知られているMBBA(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
香酸フエ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。従つて△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る。
その様な要望に応える物質の一つとして分子の側
方にシアノ基を1個有する物質が提案されてい
る。
In the above-mentioned liquid crystal display device, it is necessary to lower the minimum voltage required for the liquid crystal to start responding to applied voltage, that is, the threshold voltage, and to show sufficient contrast for visual viewing. In order to reduce the required operating voltage, the dielectric anisotropy (Δε) of the liquid crystal material is required to have a large negative value. However, for example, in MBBA (methoxybenzylidene butylaniline), which is well known as a liquid crystal with negative induced anisotropy, △ε is approximately -0.5, and in liquid crystals made of benzoic acid phenyl esters, △ε is at most -0.4. It is. Therefore, it is desired to develop a liquid crystal material in which Δε has an even larger negative value.
A substance having one cyano group on the side of the molecule has been proposed as one of the substances that can meet such demands.

即ちビス―(4′―n―アルキルベンジリデン)
―2―シアノ―1,4―フエニレンジアミン や4―アルキル―4′―ビフエニルカルボン酸4―
アルキル2―シアノフエニルエステル などが出願、公開されている。これらのCN基を
1個有する物質は△εの値はたしかに前のMBBA
等に比較して負の大きい値を示すがその液晶温度
範囲は室温より高いためこれだけで使用すること
は出来ず、室温に於て液晶状態を保つためには液
晶温度範囲が室温にあり、−△ε値の小さい他の
液晶材料と混合して使用される。しかし上記の様
な動作電圧の低下の効果をもたらす程度にこれら
の物質を添加することによつて他の物性、即ち応
答速度などには好ましくない影響が表われる。そ
れはこれ等の物質が比較的分子量が大きな物質で
あるために粘度の増大するためと推定される。従
つて添加量を出来るだけ少くして且つ充分な効果
を得るためには△εが更に負の大きな値を有する
物質が望まれるわけである。
i.e. bis-(4'-n-alkylbenzylidene)
-2-cyano-1,4-phenylenediamine or 4-alkyl-4'-biphenylcarboxylic acid 4-
Alkyl 2-cyanophenyl ester etc. have been applied for and published. The value of △ε for these substances with one CN group is certainly the same as that of the previous MBBA.
It shows a large negative value compared to , etc., but since the liquid crystal temperature range is higher than room temperature, it cannot be used alone.In order to maintain the liquid crystal state at room temperature, the liquid crystal temperature range must be at room temperature. It is used in combination with other liquid crystal materials that have a small Δε value. However, when these substances are added to such an extent as to bring about the effect of lowering the operating voltage as described above, other physical properties, such as response speed, are adversely affected. It is presumed that this is because these substances have relatively large molecular weights, which increases their viscosity. Therefore, in order to reduce the amount added as much as possible and obtain a sufficient effect, it is desirable to use a substance in which Δε has a larger negative value.

本発明者らはこの点に着目しCN基を2個側方
に、しかも同じ側に有する液晶化合物を探索した
結果、先に次式の化合物を発明し特許出願した
(特願昭53―115591号)。
The present inventors focused on this point and searched for a liquid crystal compound having two CN groups on the same side, and as a result, invented a compound of the following formula and filed a patent application (Japanese Patent Application No. 115591-1985). issue).

(但し上式に於てR1,R2は水素又は炭素数1
〜10のアルキル基又はアルキルオキシ基を表わ
す) この化合物は誘電異方性が−20を越え、前記
()式の化合物の誘電異方性が−4であることと
比較すれば明らかな様に、極めて大きな負の誘電
異方性の値を有しているということができる。し
かるに、この()式の化合物は比較的高い融点
(C―N点)を有するために、室温付近に於て液
晶状態を保つ液晶組成物の構成成分として、その
使用量(使用比率)をあまり高めることはできな
かつた。そのために()式の化合物を含有する液
晶材料の負の誘電異方性の値の大きさにも実用上
自からある程度の限界があつた。
(However, in the above formula, R 1 and R 2 are hydrogen or carbon number 1
~10 alkyl group or alkyloxy group) This compound has a dielectric anisotropy of more than -20 and the above-mentioned
As is clear from the fact that the dielectric anisotropy of the compound of formula () is -4, it can be said that it has an extremely large negative dielectric anisotropy value. However, since the compound of formula () has a relatively high melting point (C-N point), its amount (use ratio) should not be used too much as a component of a liquid crystal composition that maintains a liquid crystal state near room temperature. I couldn't raise it. Therefore, there is a practical limit to the magnitude of the negative dielectric anisotropy of a liquid crystal material containing the compound of formula ().

本発明者らは、この限界値を更に拡大すること
が可能な、低い融点と誘電異方性の負の大きい値
を持つ新規な化合物を探究した結果、本発明に到
達した。
The present inventors have arrived at the present invention as a result of searching for a new compound with a low melting point and a large negative value of dielectric anisotropy that can further expand this limit value.

即ち、本発明は一般式 (但し上式に於てRは炭素数1〜10の直鎖のア
ルキル基を示す) で表わされる3―n―ペンチルオキシ―6―(ト
ランス―4′―アルキルシクロヘキサンカルボキ
シ)―フタロニトリル及びその製造法である。
That is, the present invention is based on the general formula (However, in the above formula, R represents a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.) 3-n-pentyloxy-6-(trans-4'-alkylcyclohexanecarboxy)-phthalonitrile and its It is a manufacturing method.

本発明の化合物()は化合物()を用いた場合
に到達できる限界値を更に拡大することを可能に
するものである。即ち化合物()は化合物()と
比較してかなり低い融点で融解して等方性液体に
なるが、この等方性液体を冷却するとあまり低す
ぎない温度に於てスメクチツク状態を程する。こ
のことがこの化合物()を前記の利用目的への適
用性を有する1の要因となる。更にその第2の要
因として化合物()は約−17〜−18にも達する大
きな負の誘電異方性を有する。更に化合物()は
化学的に安定であり、又360nm以上の波長の光を
吸収しない無色の物質であることは、他の既知の
実用的液晶のいずれと組み合わせてもその安定性
を害することがないといことを意味する。この化
合物()の具体例としては 3―n―ペンチルオキシ―6―(トランス―4′―
メチルシクロヘキサンカルボキシ)―フタロニト
リル、 3―n―ペンチルオキシ―6―(トランス―4′―
エチルシクロヘキサンカルボキシ)―フタロニト
リル、 3―n―ペンチルオキシ―6―(トランス―4′―
プロピルシクロヘキサンカルキシ)―フタロニト
リル、〔m・p、87℃、S―I点55℃(モノトロ
ピツク、以下同様)〕 3―n―ペンチルオキシ―6―(トランス―4′―
ブチルシクロヘキサンカルボキシ)―フクロニト
リル、〔m・p、82〜83℃ 、、S―I点66〜67
℃〕 3―n―ペンチルオキシ―6―(トランス―4′―
ペンチルシクロヘキサカルボキシ)―フタロニト
リル、〔m・p、95〜101.5℃、S―I点76〜77
℃〕 3―n―ペンチルオキシ―6―(トランス―4′―
ヘキシルシクロヘキサンカルボキシ)―フタロニ
トリル、〔m・p、92〜93℃、S―I点83℃〕 3―n―ペンチルオキシ―6―(トランス―4′―
ヘプチルシクロヘキサンカルボキシ)―フタロニ
トリル、〔m・p、94〜5℃。、S―I点84〜85
℃〕 などがあげられる。
The compound () of the present invention makes it possible to further expand the limit values that can be reached when using the compound (). That is, Compound () melts at a much lower melting point than Compound () and becomes an isotropic liquid, but when this isotropic liquid is cooled, it enters a smectic state at a temperature that is not too low. This is one of the reasons why this compound () has applicability to the above-mentioned purposes. Furthermore, as a second factor, the compound () has a large negative dielectric anisotropy reaching about -17 to -18. Furthermore, compound () is chemically stable and is a colorless substance that does not absorb light with a wavelength of 360 nm or longer, meaning that its stability will not be impaired when combined with any other known practical liquid crystals. It means that there is no. A specific example of this compound () is 3-n-pentyloxy-6-(trans-4'-
Methylcyclohexanecarboxy)-phthalonitrile, 3-n-pentyloxy-6-(trans-4'-
Ethylcyclohexanecarboxy)-phthalonitrile, 3-n-pentyloxy-6-(trans-4'-
3-n-pentyloxy-6-(trans-4'-
butylcyclohexanecarboxy)-fucuronitrile, [m・p, 82~83℃, SI point 66~67
°C] 3-n-pentyloxy-6-(trans-4'-
(pentylcyclohexacarboxy)-phthalonitrile, [m/p, 95-101.5°C, SI point 76-77
°C] 3-n-pentyloxy-6-(trans-4'-
3-n-pentyloxy-6-(trans-4'-
heptylcyclohexanecarboxy)-phthalonitrile, [m.p., 94-5°C. , S-I point 84-85
°C] etc.

これ等の化合物は下記の方法で製造される。ま
ず2,3―ジシアノ―p―ハイドロキノンをアル
カリの存在下にp―トルエンスルホン酸ペンチル
エステル、ペンチルプロミドのようなペンチル化
剤と処理してそのモノペンチルエーテルを得、こ
れにトランス―4―アルキルシクロヘキサンカル
ボン酸ハライドをピリジンの如き塩基性、溶媒中
で作用させる。或は2,3―ジシアノ―p―ハイ
ドロキノンにピリジンの如き塩基性溶媒中で1モ
ル強のトランス―4―アルキルシクロヘキサンカ
ルボン酸ハライドを作用させてモノエステル化
し、このモノエステルにジアゾペンタンを作用さ
せる。この原料の2,3―ジシアノ―p―ハイド
ロキノンは古くから知られた物質であり、文献
Thiele and Meisenheimer、Berichte、33、
675、(1900)に従つて合成することが出来る。又
トランス―4―アルキルシクロヘキサンカルボン
酸は相当する置換安息香酸を水素添加することに
よつて合成される。これ等の方法はいずれもn―
ペンチル基以外の他のアルキルエーテルについて
もも同様に適用出来る。即ちペンチル化剤の代り
にブチル化剤を使用することによつて3―n―ブ
チルオキシ―6(トランス―4′―アルキルシクロ
ヘキサンカルボキシ)フタロニトリルを得ること
が出来る。それらは例えば3―n―ブチルオキシ
―6(トランス―4′―ブチルシクロヘキサンカル
ボキシ)フタロニトリル〔m・p、83℃、S―I
点51.5℃(モノトロピツク)〕、3―n―ブチルオ
キシ―6(トランス―4′―ペンチルシクロヘキサ
ンカルボキシ)フタロニトリル〔m・p、92℃、
S―I点64℃(モノトロピツク)〕、3―n―ブチ
ルオキシ―6(トランス―4′―ヘキシルシクロヘ
キサンカルボキシ)フタロニトリル〔m・p、87
℃、S―I点70℃(モノトロピツク)〕等が得ら
れるが、これ等は本発明の範囲外である。
These compounds are produced by the following method. First, 2,3-dicyano-p-hydroquinone is treated with a pentylating agent such as p-toluenesulfonic acid pentyl ester or pentyl bromide in the presence of an alkali to obtain its monopentyl ether, and trans-4- An alkylcyclohexanecarboxylic acid halide is reacted in a basic solvent such as pyridine. Alternatively, 2,3-dicyano-p-hydroquinone is monoesterified by reacting a little over 1 mole of trans-4-alkylcyclohexanecarboxylic acid halide in a basic solvent such as pyridine, and diazopentane is reacted with this monoester. . This raw material, 2,3-dicyano-p-hydroquinone, is a substance that has been known for a long time and has been published in the literature.
Thiele and Meisenheimer, Berichte, 33;
675, (1900). Trans-4-alkylcyclohexanecarboxylic acid is also synthesized by hydrogenating the corresponding substituted benzoic acid. All of these methods are n-
The same applies to alkyl ethers other than pentyl groups. That is, by using a butylating agent instead of a pentylating agent, 3-n-butyloxy-6(trans-4'-alkylcyclohexanecarboxy)phthalonitrile can be obtained. They are, for example, 3-n-butyloxy-6(trans-4'-butylcyclohexanecarboxy)phthalonitrile [m.p., 83°C, S-I
point 51.5℃ (monotropic)], 3-n-butyloxy-6(trans-4'-pentylcyclohexanecarboxy)phthalonitrile [m・p, 92℃,
SI point 64℃ (monotropic)], 3-n-butyloxy-6(trans-4'-hexylcyclohexanecarboxy)phthalonitrile [m/p, 87
℃, SI point of 70℃ (monotropic)], but these are outside the scope of the present invention.

本発明の化合物()は他のネマチツク化合物に
混合して誘電率異方性が大きな負の値を有する液
晶混合物を作るのに利用出来る。これ等の液晶混
合物はいわゆるゲスト・ホスト効果、DAP効
果、DSM効果による表示素子に於て従来の液晶
材料に比らべて低い電圧での使用を可能にする。
The compound () of the present invention can be mixed with other nematic compounds to prepare a liquid crystal mixture having a large negative dielectric anisotropy. These liquid crystal mixtures allow use at lower voltages than conventional liquid crystal materials in display elements with the so-called guest-host effect, DAP effect, DSM effect.

化合物()を添加するためのベースになる液晶
材料は△εが負の値の液晶、又は正であつても小
さい値の液晶である。例えばMBBA(メトキシペ
ンジリデンブチルアニリン)、EBBA(エトキシ
ベンジリデンブチルアニリン)で代表されシツフ
系液晶化合物、シアノ基をパラ位に有しないエス
テル系液晶(例えばp―メトキシ安息香酸p′―ペ
ンチルフエニルエステル)、又p―メトキシ―
p′―ブチルアゾキシベンゼン、p―メトキシ―
p′―エチルアゾキシベンゼンの様なアゾキシベン
ゼン系液晶化合物などがあげられる。又化合物
()の大きな負の誘電異方性の故に、このものを
誘電異方性が正の液晶材料に微量添加することに
よつてベース液晶の他の特性を殆んど変えること
なく、誘電異方性の値のみを減少させるのに役立
つ。
The liquid crystal material that becomes the base for adding the compound () is a liquid crystal whose Δε has a negative value, or a liquid crystal whose value is small even if it is positive. For example, Schiff liquid crystal compounds represented by MBBA (methoxypenzylidene butylaniline) and EBBA (ethoxybenzylidene butylaniline), ester liquid crystals that do not have a cyano group in the para position (for example, p-methoxybenzoic acid p'-pentylphenyl ester) ), also p-methoxy-
p'-butylazoxybenzene, p-methoxy-
Examples include azoxybenzene-based liquid crystal compounds such as p'-ethylazoxybenzene. Compound
Because of the large negative dielectric anisotropy of (), by adding a small amount of this material to a liquid crystal material with positive dielectric anisotropy, the dielectric anisotropy can be reduced without changing the other properties of the base liquid crystal. It only helps to decrease the sexual value.

以下に実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。
The present invention will be explained in more detail below using Examples.

実施例1 (()でRがn―C5H11のものの製
造) 2,3―ジシアノ―p―ハイドロキノン50g、
5%苛性ソーダ水溶液375ml、p―トルエンスル
ホン酸n―ペンチルエステル113gを1の三つ
口フラスコ中で還流下に7時間撹拌加熱した後、
分液斗に移し、トルエンと苛性ソーダ水溶液を
加えて、2,3―ジシアノ―p―ハイドロキノン
モノペンチルエーテル及び未反応の2,3―ジシ
アノ―p―ハイドロキノンをアルカリ水層中に抽
出した。そのアルカリ水層を塩酸で酸性にして析
出する固体を集め、それを1のトルエンに溶解
して熱過することにより原料未反応物である
2,3―ジシアノハイドロキノンは殆んど除去さ
れる。過したトルエン溶液を冷却すると粗2,
3―ジシアノ―p―ハイドロキノンモノペンチル
エーテルが析出するのでこれを過別、含水メタ
ノールより再結晶してm・p、150〜153℃の結晶
を得た(収量21g)。一方トランス―p―ペンチ
ルシクロヘキサンカルボン酸19.8gを5.0mlの塩化
チオニルと還流下に40分加熱し、過剰の塩化チオ
ニルを溜去して酸塩化物を得た。これを100mlの
トルエン溶液として先の2,3―ジシアノ―p―
ハイドロキノンモノペンチルエーテル20gを300
mlのピリジンに溶解したもののへ水冷撹拌下に滴
下した。50℃で1時間加熱撹拌後冷却し、氷と
6N塩酸を加えて酸性とし、更にトルエン200mlを
追加して分液し、水洗、2N苛性ソーダ水での洗
浄、再水性を経てからトルエンを溜去し、残留物
をエタノールから再結晶して目的物である3―ペ
ンチルオキシ―6―(トランス―4′―n―ペンチ
ルシクロヘキサンカルボキシ)―フタロニトリル
の無色の結晶31.7gを得た。このものは一旦95℃
で融解し、この融解中に針状結晶を生じる。この
針状結晶は101.5℃で融解して等方性液体を生じ
る。この等方性液体は冷却すると76〜77℃でスメ
クチツク液晶となる(モノトロピツク)。
Example 1 (Production of a product in which R is n-C 5 H 11 in ()) 50 g of 2,3-dicyano-p-hydroquinone,
After stirring and heating 375 ml of 5% aqueous sodium hydroxide solution and 113 g of p-toluenesulfonic acid n-pentyl ester under reflux in a three-necked flask for 7 hours,
The mixture was transferred to a separatory funnel, toluene and an aqueous caustic soda solution were added, and 2,3-dicyano-p-hydroquinone monopentyl ether and unreacted 2,3-dicyano-p-hydroquinone were extracted into the alkaline aqueous layer. The alkaline aqueous layer is acidified with hydrochloric acid, the precipitated solid is collected, and the solid is dissolved in toluene (1) and heated to remove most of the unreacted raw material 2,3-dicyanohydroquinone. When the filtered toluene solution is cooled, crude 2,
Since 3-dicyano-p-hydroquinone monopentyl ether was precipitated, it was filtered and recrystallized from water-containing methanol to obtain crystals with m.p. of 150 to 153°C (yield: 21 g). On the other hand, 19.8 g of trans-p-pentylcyclohexanecarboxylic acid was heated with 5.0 ml of thionyl chloride under reflux for 40 minutes, and excess thionyl chloride was distilled off to obtain an acid chloride. Add the above 2,3-dicyano-p- to 100ml of toluene solution.
Hydroquinone monopentyl ether 20g 300
ml of pyridine was added dropwise to the solution while cooling with water and stirring. After heating and stirring at 50℃ for 1 hour, cool and add to ice.
Add 6N hydrochloric acid to make it acidic, then add 200ml of toluene to separate the liquid, wash with water, wash with 2N caustic soda water, rehydrate, then distill off the toluene, and recrystallize the residue from ethanol to obtain the desired product. 31.7 g of colorless crystals of 3-pentyloxy-6-(trans-4'-n-pentylcyclohexanecarboxy)-phthalonitrile were obtained. This thing is once 95℃
During this melting, needle-like crystals are produced. The needle-like crystals melt at 101.5°C to form an isotropic liquid. When this isotropic liquid is cooled, it becomes a smectic liquid crystal (monotropic) at 76-77°C.

実施例2 (()式でRがn―C4H9のものの製
造) 18.4gのトランス―p―ブチルシクロヘキサン
カルボン酸と塩化チオニル50mlを還流下に40分加
熱し、過剰の塩化チオニルを溜去して酸塩化物を
得た。一方2,3―ジシアノ―p―ハイドロキノ
ン16gを60mlのピリジンに溶解し、水冷撹拌下に
上記の酸塩化物のトルエン溶液を滴下し、更に50
℃に加熱、30分撹拌した。これに氷と6N塩酸を
加え析出物を過して集め、これを含水メタノー
ル、次いでトルエンから再結晶することによつて
m・p、153〜154℃の結晶10.3gを得た。このも
のは2,3―ジシアノ―p―ハイドロキノンのト
ランス―p―n―ブチルシクロヘキサンカルボン
酸のモノエステルである。これの5gを100mlのエ
ーテルに溶解し0℃に冷却してから小過剰のジア
ゾペンタンのエーテル溶液を滴下した。滴下後5
時間室温に放置して後、水流ポンプによる減圧下
にエーテルを溜去し、残留物をエタノールより再
結晶して5.1gの無色の結晶、即ち目的物である3
―n―ペンチルオキシ―6―(トランス―4′―n
―ブチルシクロヘキサンカルボキシ)―フタロニ
トリルを得た。このものはm・p、82〜83℃で等
方性液体となり66〜67℃でスメクチツク液晶とな
る(モノトロピツク)。
Example 2 (Production of formula () where R is n-C 4 H 9 ) 18.4 g of trans-p-butylcyclohexanecarboxylic acid and 50 ml of thionyl chloride were heated under reflux for 40 minutes, and excess thionyl chloride was distilled off. The acid chloride was obtained. On the other hand, 16 g of 2,3-dicyano-p-hydroquinone was dissolved in 60 ml of pyridine, and the toluene solution of the above acid chloride was added dropwise with stirring while cooling with water.
The mixture was heated to ℃ and stirred for 30 minutes. Ice and 6N hydrochloric acid were added to this, and the precipitate was collected by filtration, and this was recrystallized from water-containing methanol and then toluene to obtain 10.3 g of crystals with m.p. of 153-154°C. This is a monoester of trans-pn-butylcyclohexanecarboxylic acid of 2,3-dicyano-p-hydroquinone. 5 g of this was dissolved in 100 ml of ether, cooled to 0°C, and a small excess of an ether solution of diazopentane was added dropwise. After dripping 5
After standing at room temperature for an hour, the ether was distilled off under reduced pressure with a water jet pump, and the residue was recrystallized from ethanol to yield 5.1 g of colorless crystals, the desired product 3.
-n-pentyloxy-6-(trans-4'-n
-butylcyclohexanecarboxy)-phthalonitrile was obtained. This material becomes an isotropic liquid at m/p of 82 to 83°C and becomes a smectic liquid crystal (monotropic) at 66 to 67°C.

ここで使用したジアゾペンタンはD、W、
Adamson and J・Kenner、J・Chem・
Soc・、1935、286、J・Chem・Soc・、1937、
1551の記載に従つて合成した。
The diazopentanes used here were D, W,
Adamson and J. Kenner, J. Chem.
Soc・, 1935, 286, J.Chem・Soc・, 1937,
Synthesized as described in 1551.

又、以上と同様にして得られた()式でRが
C3H7、n―C6H13及びn―C7H15の化合物の融点
などは、先に化合物名を例示したところに示し
た。
Also, in the formula () obtained in the same manner as above, R is
The melting points and the like of the compounds C 3 H 7 , n-C 6 H 13 and n-C 7 H 15 are shown above in the examples of the compound names.

実施例3 (使用例1) p―メトキシ安息香酸p′―ペンチルフエニルエ
ステル2部、p―ヘキシルオキシ安息香酸p′―ペ
ンチルフエニルエステル1部よりなる液晶混合物
は15〜48℃のネマチツク温度範囲を有し△εは+
0.1である。これをベースの液晶として、その9g
に3―n―ペンチルオキシ―6―(トランス―4
―ヘキシルシクロヘキサンカルボキシ)―フタロ
ニトリル(()式でR=C6H13のもの)0.9gを混
合したものを、垂直配向処理した電極間距離約10
μmのセルに封入し周波数1KHzで電圧電流特性
を測定すると、△εとして−1.5という値が得ら
れた。この結果から外挿法によつて()式の化合
物(但しR=C6H13)自体の△εとして−17とい
う値が求められる。この混合物にゲストとして
BDH社製のD―16なる色素分子を1重量%添加
していわゆるゲスト・ホスト効果を観測したとこ
ろ、この効果の閾電圧は3.0V、飽和電圧は4.0V
であつた。このことは()式の化合物が高い負の
△ε値を有することにより液晶の配向状態の変化
に要する電圧が著るしく減少していることを示し
ている。
Example 3 (Use Example 1) A liquid crystal mixture consisting of 2 parts of p-methoxybenzoic acid p'-pentylphenyl ester and 1 part of p-hexyloxybenzoic acid p'-pentylphenyl ester had a nematic temperature of 15 to 48°C. has a range and △ε is +
It is 0.1. Using this as a base liquid crystal, its 9g
3-n-pentyloxy-6-(trans-4
A mixture of 0.9 g of -hexylcyclohexanecarboxy)-phthalonitrile (R = C 6 H 13 in the formula ()) was vertically aligned and the distance between the electrodes was approximately 10.
When the voltage-current characteristics were measured at a frequency of 1 KHz by enclosing it in a micrometer cell, a value of -1.5 was obtained for Δε. From this result, a value of -17 is determined as Δε of the compound of formula (2) (where R=C 6 H 13 ) itself by extrapolation. as a guest in this mixture
When we added 1% by weight of dye molecules called D-16 manufactured by BDH and observed the so-called guest-host effect, the threshold voltage for this effect was 3.0V and the saturation voltage was 4.0V.
It was hot. This shows that the compound of formula () has a high negative Δε value, and therefore the voltage required to change the alignment state of the liquid crystal is significantly reduced.

実施例4 (使用例2) p―メトキシ安息香酸p′―n―ペンチルフエニ
ルエステル33.5部、 p―ヘキシルオキシ安息香酸p′―n―ペンチル
フエニルエステル16.5部、 トランス―4―n―ブチルシクロヘキサンカル
ボン酸―p′―エトキシフエニルエステル16.5部、 トランス―4―n―ブチルシクロヘキサンカル
ボン酸―p′―ヘキシルオキシフエニルエステル
33.5部よりなる液晶組成物の△εは負であり、そ
のN―I点は58.4℃で、これを−5℃で長時間保
存しても結晶の析出はみとめられない。これに
BDH社製のアントラキノン系色素D―16をゲス
トとして1重量%添加したものを垂直配向処理を
ほどこした厚さ10μmのセルに封入し、波長
670nmの光を用い電圧による光透過度の変化を測
定することによりゲスト・ホスト効果を観測しそ
の動作特性を求めたところ、そのしきい電圧は
4.8V、飽和電圧は6.3Vであつた。一方このベー
ス液晶80部に本願発明の3―n―ペンチルオキ
シ―6―(トランス―4′―ペンチルシクロヘキサ
ンカルボキシ)フタロニトリル6部、3―n―
ペンチルオキシ―6―(トランス―4′―ヘキシル
シクロヘキサンカルボキシ)フタロニトリル8
部、3―n―ペンチルオキシ―6―(トランス
―4′―ヘプチルシクロヘキサンカルボキシ)フタ
ロニトリル6部の3種の化合物の混合物、計20部
を添加して液晶組成物を得た。この液晶組成物の
△εは−3.8でありN―I点は50.5℃4あつた。
この液晶組成物をホストとして先と同じゲストに
なる色素を加えて同じ様にしてゲスト・ホスト効
果を観測しその動作特性を求めたところ、その閾
電圧は1.7V、飽和電圧は2.6Vであつた。これは
本発明の化合物を添加しない場合の値に比らべ大
分低い値である。
Example 4 (Use Example 2) 33.5 parts of p-methoxybenzoic acid p'-n-pentylphenyl ester, 16.5 parts of p-hexyloxybenzoic acid p'-n-pentylphenyl ester, trans-4-n-butyl 16.5 parts of cyclohexanecarboxylic acid p'-ethoxyphenyl ester, trans-4-n-butylcyclohexanecarboxylic acid p'-hexyloxyphenyl ester
The Δε of the liquid crystal composition consisting of 33.5 parts is negative, its NI point is 58.4°C, and no crystal precipitation is observed even if it is stored at -5°C for a long time. to this
1% by weight of anthraquinone dye D-16 manufactured by BDH Co., Ltd. was added as a guest and was sealed in a 10 μm thick cell that had been subjected to vertical alignment treatment.
The guest-host effect was observed by measuring the change in light transmittance due to voltage using 670 nm light, and its operating characteristics were determined, and the threshold voltage was found to be
The voltage was 4.8V, and the saturation voltage was 6.3V. On the other hand, to 80 parts of this base liquid crystal, 6 parts of 3-n-pentyloxy-6-(trans-4'-pentylcyclohexanecarboxy)phthalonitrile of the present invention, 3-n-
Pentyloxy-6-(trans-4'-hexylcyclohexanecarboxy)phthalonitrile 8
A total of 20 parts of a mixture of three types of compounds, 1 part and 6 parts of 3-n-pentyloxy-6-(trans-4'-heptylcyclohexanecarboxy)phthalonitrile, was added to obtain a liquid crystal composition. The Δε of this liquid crystal composition was -3.8, and the NI point was 50.5°C4.
Using this liquid crystal composition as a host, we added the same guest dye as before, observed the guest-host effect in the same way, and determined its operating characteristics.The threshold voltage was 1.7V, the saturation voltage was 2.6V. Ta. This value is much lower than the value when the compound of the present invention is not added.

この様に本発明の()式の化合物を添加するこ
とによりしきい電圧及び飽和電圧を低下させるこ
とが出来るということは、ゲスト・ホスト効果で
ポジタイプの色表示を行う際の動作電圧を著るし
く低下させることを意味し、液晶を利用する上で
非常に意義の大きいことである。
The fact that the threshold voltage and saturation voltage can be lowered by adding the compound of formula () of the present invention in this way means that the operating voltage when performing positive color display due to the guest-host effect is significantly increased. This is a very significant point when using liquid crystals.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一般式 (但し上式に於てRは炭素数1〜10のアルキル
基を示す) で表わされる3―n―ペンチルオキシ―6―(ト
ランス―4′―アルキルシクロヘキサンカルボキ
シ)―フタロニトリル。 2 2,3―ジシアノ―p―ハイドロキノンのモ
ノ―n―ベンチルエーテルに、トランス―4―ア
ルキルシクロヘキサンカ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 (但し上式に於てRは炭素数1〜10のアルキル
基を示す) で表わされる3―n―ペンチルオキシ―6―トラ
ンス―4′―アルキルシクロヘキサンカルボキシ)
―フタロニトリルの製造法。 3 2,3―ジシアノ―p―ハイドロキノンの4
―アルキルシクロヘキサンカルボン酸とのモノエ
ステルに、1―ジアゾペンタンを反応させること
を特徴とする一般式 (但し上式に於てRは炭素数1〜10のアルキル
基を示す) で表わされる3―n―ペンチルオキシ―6―(ト
ランス―4′―アルキルシクロヘキサンカルボキ
シ)―フタロニトリルの製造法。 4 一般式 (但し上式に於てRは炭素数1〜10のアルキル
基を示す) で表わされる3―n―ペンチルオキシ―6―(ト
ランス―4′―アルキルシクロヘキサンカルボキ
シ)―フタロニトリルであるところの液晶組成物
用配合剤。
[Claims] 1. General formula (However, in the above formula, R represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.) 3-n-pentyloxy-6-(trans-4'-alkylcyclohexanecarboxy)-phthalonitrile. 2 General formula characterized by reacting mono-n-bentyl ether of 2,3-dicyano-p-hydroquinone with trans-4-alkylcyclohexanecarboxylic acid halide in a basic solvent (However, in the above formula, R represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. 3-n-pentyloxy-6-trans-4'-alkylcyclohexanecarboxy)
-Production method of phthalonitrile. 3 4 of 2,3-dicyano-p-hydroquinone
-A general formula characterized by reacting 1-diazopentane with a monoester with alkylcyclohexanecarboxylic acid (However, in the above formula, R represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.) A method for producing 3-n-pentyloxy-6-(trans-4'-alkylcyclohexanecarboxy)-phthalonitrile. 4 General formula (However, in the above formula, R represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.) A liquid crystal of 3-n-pentyloxy-6-(trans-4'-alkylcyclohexanecarboxy)-phthalonitrile represented by Compounding agents for compositions.
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