JPS6143150A - p−シアノビフエニル−〔p−(ω−アルコキシアルキル)〕−ベンゾエ−ト化合物および液晶組成物 - Google Patents

p−シアノビフエニル−〔p−(ω−アルコキシアルキル)〕−ベンゾエ−ト化合物および液晶組成物

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JPS6143150A
JPS6143150A JP16449584A JP16449584A JPS6143150A JP S6143150 A JPS6143150 A JP S6143150A JP 16449584 A JP16449584 A JP 16449584A JP 16449584 A JP16449584 A JP 16449584A JP S6143150 A JPS6143150 A JP S6143150A
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Hiroshi Fujimura
浩 藤村
Kaoru Kodera
小寺 薫
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Casio Computer Co Ltd
Showa Kako Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
Showa Kako Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C255/00Carboxylic acid nitriles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/29Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with halogen-containing compounds which may be formed in situ
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/20Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers
    • C09K19/2007Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers the chain containing -COO- or -OCO- groups

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] この発明は、p−シアノビフェニル−[p −(ω−ア
ルコキシアルキル)1−ベンゾエート化合物および液晶
組成物に関する。
[従来の技術] 液晶の電気化学的効果を利用した液晶表示素子は、時計
、電子式卓上計算機、テレビ等の文字、数字、画像など
の表示装置に広く使用されている。液晶の電気化学的効
果には、例えば、動的散乱(OS)効果、ねじれネマテ
ィック(TN)効果、ゲスト・ホス) (G−H)効果
、電界制御複屈折(DAP)効果などがあり、それぞれ
各種の表示装置の用途に応じて利用されている。また、
TN効果あるいはG−H効果を利用した液晶素子として
、液晶組成物に対する光の透過と遮断とを電界によって
制御するタイプの光シヤツター素子も知られている。
このような液晶素子を電気的に駆動させる方法としては
、スタティック駆動方式、ダイナミック駆動方式などが
あり、また液晶に印加される駆動電圧には、交番電圧が
用いられている。さらに。
液晶を電気的に制御するための電圧の印加力法として、
液晶の誘電分散現象を利用し、低周波数電圧を印加した
ときに液晶分子軸を電界方向に配列させ、高周波数電圧
を印加したときに液晶分子軸を電界方向と直交する方向
に配列させるようにした2周波駆動力式もある。
いづれの液晶素子に用いられる液晶にあっても、その液
晶素子の用途、利用する電気化学的効果、駆動方式、印
加される電圧の波形等に応じて、所定の使用温度、応答
速度、駆動電圧、粘度等の特性を満足することが要求さ
れる。
ところで、L記各種の特性を単一の液晶化合物で満足さ
せることはできないので、通常、液晶素子に用いられる
液晶材料としては、それぞれ異なる特性を満足する複数
種の液晶を混合した組成物が用いられており、各液晶化
合物の有する特性の相補的な効果により全体として上記
特性を満足するようにしている。
[発明が解決しようとする問題点] 上記の液晶組成物中には、一般に、その使用温度範囲を
拡大し高い温度でも液晶相を示すべく、高いネマティッ
ク−等吉相転移点(N−1点)を有する液晶化合物が用
いられているが、従来より知られているこの種の液晶化
合物は、誘電異方性(Δε)の大きいものでは粘度が高
かったり、他の液晶化合物との相溶性が悪く、また液晶
相を示す温度範囲も比較的狭いものであった。あるいは
、粘度が低いものにあっては誘電異方性が小さいという
ように、従来では、誘電異方性が大きく、他の液晶との
相溶性が良好で、しかも他の液晶と混和したときに全体
の粘度を高めることのない液晶化合物は知られていなか
った。
したがって、この発明の目的は、11点が高く、誘電異
方性が大きく、しかも他の液晶との相溶性に優れ(結晶
−ネマチイック相転移点(C−N点)が低い)、かつ他
の液晶化合物と混合してもその粘度をあまり上昇させる
ことのない液晶として有用な化合物を提供することにあ
る。また、この発明は、そのような化合物を含むことに
よって、使用温度範囲が広く、粘度も低く、しかも低い
電圧による駆動に適した液晶組成物を提供することも目
的とする。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するために、この発明によれば、一般式 %式%() (ここで、Rは炭素数1〜8のアルキル基、およびnは
1〜3のgI数)で示されるP−シアノビフェニル−[
p−(ω−フルコキシアルキル)]−ベンゾエート化合
物が提供される。
上記式(I)において、Rは1個〜6個の炭素原子を有
するアルキル基・であることが特に好ましい、Rで表X
れるアルキル基の炭素数が9以上になると、スメクティ
ック相が現れやすくなり、ネマティック相が現れにくく
なり、実用上好ましくなくなる。
上記式(I)で示されるこの発明の化合物は、以下のよ
うに製造できる。
すなわち、まず、式 %式%() (ここで、nは一般式(I)の場合と同じ)で示される
ω−フェニルアルキルアルコ−Jしを塩化アセチルのよ
うなアセチル化剤と反応させることによって、式 %式%() で示されるl−7セチルー4−(ω−アヤチルオキシア
ルキル)−ベンゼンを得る。この反応は、塩化アルミニ
ウムのようなルイス酸の存在下、適当な有機溶媒(例え
ばヘキサン)中で、−5℃〜θ℃の低温でおこなう。式
(^)のアルコール対しアセチル化剤は2倍モル量以」
−用いる。得られた式(B)の化合物に水酸化ナトリウ
ムを反応させて加水分解させて式 %式%() で示されるl−アセチル−4−(ω−ヒドロキシアルキ
ル)−ベンゼンを得る。この加水外解反応は、1〜3規
定濃度の水酸化ナトリウムを用い、80℃〜98℃の温
度でおこなう。
つぎに、式(C)の化合物をテトラヒドロフランのよう
な有機溶媒中、例えば5〜lO℃の温度でアルキル化剤
と反応させて式 %式%() (ここで、Rは一般式(1)の場合と同じ)で示される
l−アセチル−4(ω−アルコキシアルキル)−ベンゼ
ンを得る。この反応に用いられるアルキル化剤としては
、例えば、ジメチル硫#(Rがメチル基の場合)、ジエ
チル硫酸(Rがエチル基の場合)、ハロゲン化アルキル
(Rが炭素数3〜8のアルキル基の場合)等を用いるこ
とができる。こ′の反応は、水素化ナトリウムの存在下
でおこなわれる。
ついで、式(D)の化合物を、40〜80℃の温度で次
亜塩素酸ナトリウムのような酸化剤を用いて酸化して式 で示されるp−(ω−アルコキシアルキル)安息香酸を
得る。用いる酸化剤の量は、式(D)の化合物に対して
等モル畢以上である。
最後に、式(D)の化合物、をほぼ等モル量の4−シア
ノ−4°−ヒドロキシビフェニルと反応させることによ
って一般式(I)で示されるこの発明の化合物が得られ
る。この反応は、ジシクロへキシルカルボジイミドの存
在下に、酢酸エチル、ピリジン等の有機溶媒中、25℃
の温度でおこなわれる。
こうして得られるこの発明の化合物は、時計。
電子式卓上計算機、テレビ、光シヤツター素子、ドツト
マトリックス表示液晶素子、2周波駆動型液晶素子等に
用いられる液晶組成物の一成分として用いられる。この
発明の化合物とともに用いられる他の液晶としては、シ
ッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ系、エステル系、トラン
ス−シクロヘキサン系、ビフェニル系、ジオキサン系、
ピリミジン系液晶等各種液晶がある。
[実施例] 以下、この発明の実施例を記載する。
(A)ヘキサン3001を一10℃に冷却し、無水塩化
アルミニウム195−6グラムを加え、同温度で攪拌下
に、フェネチルアルコール60.0グラムを徐々に滴下
した0滴下終了後、反応温度を一5〜θ℃に保持し、塩
化アセチル116グラムを加え、塩酸ガスの発生が認め
られなくなるまで約3時間攪拌した。しかる後、反応混
合物を氷水中に加え、ベンゼンで抽出し、ベンゼン相を
水洗した。このベンゼン相に2N水酸化ナトリウム40
01を加え、95℃に加熱して溶媒を回収しつつ加水分
解をおこなった。ついで、これを氷水に加えて反応生成
物を析出させ、ろ別し、水洗して粗製P−7セチルフエ
ネチルアルコール(式(C)においてn=2)70グラ
ムを得た。
(B)−上記(A)で得たP−7セチルフエネチルアル
コール7グラムを無水テトラヒドロフラン601に溶解
し、温度を5〜10℃に保ちながら、50%水素化ナト
リウム54.0グラムを加え、攪拌下にジエチル硫@1
0m1を徐々に加えた0反応温度を50℃に上昇させて
反応を完結させた後、反応混合物をベンゼンで抽出し、
ベンゼン相を水洗した後、これに7%次亜塩素酸ナトリ
ウム水溶液を加え、ベンゼンを回収しつつ温度を80℃
に上昇させて酸化反応を完結させた。しかる後、亜硫酸
ナトリウムを加えて過剰の次亜塩素酸す叶すウムを消失
させ、さらに活性炭を加えた後、ろ過し、水相を塩酸で
中和することによって粗製p−(β−エトキシエチル)
−安息香酸(式(El)において、n=2およびR=エ
チル基)4.5グラムを得た。
(C)上記(B)で得たp−(β−エトキシエチル)−
安息香酸3.θグラムを酢酸エチル201およびピリジ
ン10m1の混合溶媒に溶解し、温度を25℃に保ち、
4−シアノ−4°−ヒドロキシビフェニル3.9グラム
を加えた。この混合物を攪拌しながら、ジシクロへキシ
ルカルボジイミド5.2グラムを加え、同温度゛で3日
間反応させた。この混合物をろ過し、ベンゼンで洗浄し
て副生じたジシクロヘキシル尿素を分離し、母液を濃縮
した。この濃縮物にメタノールを加えて粗製p−シアノ
ビフェニル−[p−(β−エトキシエチル)’:f−ベ
ンゾエートを析出させた。この粗製生成物をベンゼンに
溶解し、これにシリカゲルを加えた後、ろ過し、母液を
濃縮した。この濃縮物にメタノールを加えて結晶を析出
させ、これをエタノールから再結晶させることによって
目的とする精!l!p−シアノビフェニル−[p−(β
−エトキシエチル)]−ベンゾエート2,9グラムを得
た。この最終化合物の赤外線吸収スペクトル(KBrペ
レット)を第1図に示す、この化合物のC−8点は12
4℃であり、11点は170℃以上であった壷 実施例1のCB)において、ジエチル硫酸の代りに等モ
ル量のジメチル硫酸を用いた以外は、実施例1と同様に
して所望化合物を得た。この化合物の赤外線吸収スペク
トル(KBrベレット)を第2図に示す、この化合物の
C−8点は125℃であり、11点は170℃以上であ
った。
実施例 3 −    I  に いてn=2tiR=
タチル で る   の (A)実施例1 (A)で得たP−アセチルフヱネチル
アルコール7.0グラムを無水テトラヒドロラテン60
1に溶解し、温度を5〜lO℃に保ちながら、50%水
素化ナトリウム4.0グラムを加え、攪拌下にn−ブチ
ルプロミド10m1とヘキサメチルホスホルアミド11
を添加し、温度を徐々に20〜25℃に上昇させて反応
を完結させた。この反応混合物にメタノールを加えて過
剰の水害化ナトリウムを分解させた。この反応混合物を
、減圧下に乾固し、ベンセンで抽出し、水洗した。この
ベンゼン相を濃縮して粗製p−7セチルーβ−n−ブト
キシエチルベンゼンを得た。これに、次亜塩素酸ナトリ
ウム溶液を加え、攪拌下に40℃で反応させた。この反
応混合物をベンゼンで洗浄し、水相に亜硫酸ナトリウム
を加えた後、活性炭で処理し、塩酸酸性として粗製P−
(β−n−ブトキシエチル)−安息香酸2.5グラムを
得た。
CB)上記(A)で得たp−(β−n−ブトキシエチル
)−安息香酸な等モル量の割合で用いた以外は実施例1
 (C)と同様にして所望のp−シアノビフェニル−[
p−(β−n−プ)キシエチル)]ベベンゾニーを得た
。この化合物の赤外線吸収スペクトル(KBrペレット
)を第3図に示す、この化合物の04点は88℃であり
、11点は170℃以上であった。
実施例 4 上記実施例で得た化合物を、他の液晶混合物(すなわち
、4−エトキシフェニル−トランス−4−プロピルシク
ロヘキシルカルボキシレート30重量部、4−ブトキシ
フェニル−トランス−4−プロピルシクロヘキシルカル
ボキシレート30重量部および4−エトキシフェニル−
トランス−4−ブチルシクロへキシルカルボキシレート
30重量部)に配合し、その液晶組成物の25℃におけ
る粘度、および200Hzの電圧を印加したときのΔε
を測定した。結果を以下の表1に示す・ 表  1 [発明の効果] 以上述べたように、この発明のp−シアノビフェニル−
[P−(ω−フルコキシアルキル)]−ベンゾエート化
合物は、液晶として、Δεが大きく、液晶層を示す温度
範囲が広く、またC−8点が低いことから他の液晶との
相溶性が優れてl、%るとともに、他の液晶と混合して
も、その粘度を大幅に上昇させんことがない。
また、この発明の化合物を配合した液晶@酸物は、この
発明の化合物の上記特性に起因して、使用温度範囲が広
く、またΔ(が大きい割には粘度が低く、シかも低電圧
で動作し得る(Δεが大きいことによる)。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は、それぞれ、この発明の実施例1〜3
で得た化合物の赤外線吸収スペクトル線図。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (ここで、Rは炭素数1〜8のアルキル基、およびnは
    1〜3の整数)で示されるp−シアノビフェニル−[p
    −(ω−アルコキシアルキ ル)]−ベンゾエート化合物。
  2. (2)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (ここで、Rは炭素数1〜8のアルキル基、およびnは
    1〜3の整数)で示されるp−シアノビフェニル−[p
    −(ω−アルコキシアルキ ル)]−ベンゾエート化合物を少なくとも1種含有する
    ことを特徴とする液晶組成物。
JP16449584A 1984-08-06 1984-08-06 p−シアノビフエニル−〔p−(ω−アルコキシアルキル)〕−ベンゾエ−ト化合物および液晶組成物 Pending JPS6143150A (ja)

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EP85109702A EP0171040A1 (en) 1984-08-06 1985-08-02 P-Cyanobiphenylyl-[p-(omega-alkoxyalkyl)]-benzoate compound and liquid crystal material

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