JPS62555A - 非イオン性アゾ化合物およびこれからなる液晶用二色性色素 - Google Patents

非イオン性アゾ化合物およびこれからなる液晶用二色性色素

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JPS62555A
JPS62555A JP3481586A JP3481586A JPS62555A JP S62555 A JPS62555 A JP S62555A JP 3481586 A JP3481586 A JP 3481586A JP 3481586 A JP3481586 A JP 3481586A JP S62555 A JPS62555 A JP S62555A
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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】 本発明は青紫色〜青色を呈する非イオン性アゾ化合物、
更に詳しくは約580 nm以上の長波長域に吸収極大
波長を有する非イオン性アゾ化合物およびこれからなる
液晶用二色性色素、更にはこれらの二色性色素を含有す
る液晶組成物に関する。
近年ゲスト−ホスト効果に基づくカラー液晶表示素子の
開発が盛んとなり、自動車のスピードメ−タ、複写機の
表示等に実用されるに至っている。これらの素子におい
て、液晶層は光シヤツターとして機能し、特にブラック
シャッターとして主に用いられている。仁のため最近で
は特性の優れた黒色液晶が重要となっている。この黒色
液晶は通常液晶に三原色である黄、赤および青色の二色
性色素を混合することにより調製され、現在のところ色
素としては非イオン性でコントラストの因子であるオー
ダーパラメータ(Sで表わされる)、溶解性、耐久性の
良好なものが要求さね、主に黄色、赤色色素としてアブ
色素が、青色色素としてキノン系染料が用いら1ている
ホストである液晶は室内、外のいずれの用途であるかに
よってかなり異なり、自動車のスピードメータなどで代
表される室外用途には素子が広範囲の使用温度に耐える
ために広温度領域を有する低粘性液晶が用いられ、室内
では低粘性から高粘性に至る各厘の液晶が用いられる。
この低粘性液晶に対して二色性色素はその構造の違いに
より異なりtこ挙動を示す。すなわちキノン系染料は(
1)特に低温時液晶の粘度をとげる、(2)アゾ色素に
比して吸光度が小さい為に同じ濃度をうる為には多量の
染料を必要とする。(8)オーダーパラメータが小さく
なる、+41浴解性が小さくなる 等の特徴を有する。
−′Bアゾ色素はIIIIIF晶の粘度を昇に及ぼす影
響は比較的小さい、+21e光度が大きいので少量で所
望の濃度を達成できる、(8)オーダパラメータは比較
的大きくなる、(4)広い吸収帯幅を有するので少数の
色素で黒色を調色することができる等の特徴を有する。
従って室外用途において良好な表示特性を現わる為には
特にアゾ色素が有効であるとされ、室内用とも相俟りて
青色系二色性アゾ色素の開発が待たれている。
ところで非イオン性アゾ色素の吸収は分子内電荷移動で
生じ、この移動が大きくなるとその吸収はより長波長側
で起るとされている。そしてこの移動を大きくする手段
としてカプラーとなるベンゼン環には大きな電子供与性
を有する基を、ジアゾ成分となるアニリン誘導体には大
きな電子吸引性を有する基を1〜lk個導入し青色アゾ
色素を得る努力がなされ、多くの分散染料が開発されて
きた。しかしアゾ色素では分子中會こ存在するアゾ基の
数が増えるにつれて鮮明度を失う傾向があり、このため
分散染料では主に七ノアゾ染料が開発されてきた。これ
らの染料はS値が非常に小さく二色性色素として使用す
るには適当な材料ではない。
表示コントラストを良くする為にオーダーパラメータの
大きな色素が必要となり、ベンゼン系ジスアゾ、トリス
アゾ色素が注目され、現在黄色〜赤紫色に多くの有用な
色素が見い出されている。
青色色素としては特開昭52〜2885号、同 58−
142968号等にチアゾール基を有する複素環系青色
色素が開示されているがベンゼン系色素については殆ん
ど皆無といっても過言ではない。これは非イオン性ベン
ゼン系トリスアゾ色素の構造と色との関係がいまだ解明
されておらず、青色色素を創製することが非常に困難な
作業であること、青色色素はキノン系でまかなおうとす
る技術動向があったこと等に大きな要因があると考えら
れる。
一方、本発明者らの試験によればベンゼン系アゾ色素の
方がチアゾール核を有する複素環系アゾ色素より耐光性
に優れていることが判明しているので実用上の観点より
すればベンゼン系青色色素の開発が一層重要である。
本発明者らはこれらの従来技術に鑑み、鋭意検討した結
果、ベンゼン系トリスアゾ化合物において、ジアゾ成分
であるアニリン誘導体のアミノ残基を除いたアゾ基に特
定の構造、すなわちり青色アゾ化合物が得られ、しかも
これらの化合物が有用な液晶用二色性アゾ色素となるこ
とを見い出し本発明を完成したものである。
本発明は一般式(1) で表される非イオン性トリスアゾ化合物に関するもので
、上式において人はパラ位に水素原子または非イオン性
置換基を有し、オルソまたはメタ位にメチル基、エチル
基、メトキシ基、トリフルオロメチル基、シア/基また
はハロゲンで表すレル低分子置換基を有してもよいアニ
リン誘導体を表し、代表例としては次式で示されるよう
なものがある。
R→Q四−(If) Zl この式において、Rは0nH2n+1− ; C!1H
2n+10− ;’n’2n+I 00mR2m−; 
0nHbCJnH2n+x+He0H2−: 0nH2
n40H20−;CnH2n+]02S−: 02N−
; 0nHzn+x+NHOH2−;C,IH2計1+
0H2NH−; ON ; ON3 ; 1’ ; (
!1 ; Brなどのハロゲン等を表し”nH2n−)
1  で表されるアルキル基は直鎖状でも分岐状でもよ
<、n、IIIはOまQ6o−@−、@−60(y、舎
crM2au4 。
80H20H2+ 、 +0H20+ r +QHzO
+ 。
9NHaH4、<ΣaH2x(Σ  などを表し、■は
1または2、Wは1〜8の正数を表す。またPはOまた
は1を表し、Zlはメチル基、エチル基などの低級アル
キル基、メトキシ基、 ON、  QIF3 。
?、(1,Brなどのハロゲンを表す。
を表し、川はアルキル基またはアルキルオキシアルキル
基、RBハR1:アルコキシカルボニルオキシアルキル
基:アルキルカルボニルオキシアルキル基;(テ”+9
0−6または%n5等のアリールアル午ル基;−06R
5等のアリールオキシアルキル基;または+R6#n”
s等のシクロアルキルアルキル基を表し、”3 t R
4はアルキル基を表し、R6はアルキル基、アルコキシ
基、アルフキジアルキル基またはハロゲンを表す。また
z8゜z3はメチル基、エチル基またはメトキシ基を表
し、Mは炭素原子または窒素原子を表し、Xは1または
2、YはOまたは1〜4の正数を表す。含窒素環および
○環内のHは飽和環を示す。
本発明ンこなるアゾ色素は常法により、次の順序でジア
ゾ化、カップリング反応を繰り返し合成される。
このようにして得られる粗麺色素はカラムクロマトグラ
フィー、再結晶などの精製手段を用いて、実用レベルま
で繰り返し精製され、使用に供される。
次に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するO 実施例1 (第1表化合物N002の合成)DMF49
mlで懸濁し酢酸250mxを加えて、この液を10〜
15°CでNhNo20.7 gを用いてジアゾ化取す
る。この粗製色素はOHg012に溶解されSingを
用いたカラムで精架される。精製色素は1m社(クロロ
ホルム) 582111m、融点187°Cを示す。
実施例2(第1表化合物No、18の合成)て、撹拝下
内温35〜40°CでNaNO20,7g水溶の酢酸1
2m1液を加えて、約2時間カップリング反応せしめ、
反応液をMeOH中へ注ぎ得られる結r 晶を趣取する。この粗製色素は8109カラムで、OR
2(1+12により精製される。精製色素はλm&Lx
(クロロホルム)590mm、融点204°Cを示す。
実施例3 (第1表化合物NO,14の合成)実施例2
で合成されたNO,18の化合物 1gをDMSO3Q
ml中に懸濁し、aucx 0.8 gを加えて内温1
800〜190°0で2時間反応させ、反応液をMeO
H中べ注ぎ得らる固形物を備取する。この粗製色素t’
siogカラムで精製する。精製品は1m+−x(クロ
ロホルム)595nm、融点288°Oを示す。
実施例4(第1表化合物No、 21の合成)リジン2
2m1に懸濁し、これに酢酸110m1を加えた液を5
〜lO°Cに保ち、これにNmNO20,2g水溶液を
0.9gを含む酢酸液を加えて、2時間反応し、その伊 後反応液をMeOH中へ注ぎ生ずる結晶を嚇取する。こ
の粗製物は8108カラムで精製される。精製品は1m
ax(クロロホルム)592mm、融点210°0を示
ス。
いて、実施例1と同様の方法で目的色素を得る。
精製色素はλmax(クロロホルム)fillnm、 
 融点182°0を示す。
これらの実施例と同様の方法により本発明になる他の化
合物も得ることが出来る。第1表に代表例を挙げる。
第   1   表 I  C5Htt0 0    Hにfりc!、、  
582ell。
s  C8H1702S  OH9Xmぐ::;:xi
  605CH。
9    02N     OBr   に)−mぐI
::=  623an。
11 C4H910H狡<::: sas第1表におい
て色素の吸収極大波長は試料をクロロホルムに溶解し、
島津製作所製分光光度計MPS−5000を用いて20
°Cにおいて測定されか。
アニリン誘導体の相違に基づくアゾ化合物のλl!l&
LXに及ぼす効果について考察すると、この誘導体の置
換基が電子供与性から電子吸引性に変化するにつれ、λ
mawは長波長シフトする。電子供与性が大から殆んど
零に至るまではλwaxの変化は殆んどないか極めて小
さく、零から電子吸引性が大となるとkrnyはかなり
大きな変化を示す。この様子はハメットの置換基定数の
変化にほぼ対応している。アルコキシ基(δp′ニーα
5〜−α2)とアルキル基(δp;−02−(L l 
)との間ではλwaxは殆んど差はなく、アルキルオキ
シアルキル基、アルキルオキシアルキルオキシ基なども
同様であり、これらとアルキルスルホニ・ル基(δ鱈α
7)とでは約20n!11の差・がある。7エδp値を
とるものと思われる。これらのことからも明らかなよう
にδpが小さい程λm&Xは短波長シフトするが、本発
明では特定の構造を採用することによりアニリン誘導体
の置換基の種類にかかわらずλff1式はけぼ5son
m以上を示す青色化合物を提供することが出来る。尚ハ
メットの置換基定数については「化学反応における平衡
と速度」井本英−著(東京化学同人社)などの書に記載
されている。
カップラーBの1 maxに及ぼす効果について考察す
ると 9−N3: 二の場合にはR1とR2のアルキル
基の炭素数が2以上では約3〜5■程度であり第1表N
o。
5〜8からも知ることができる。R1=R8=CH3ノ
場合は前者より約10〜15閾短波長シフトする。zg
がHとアルキル基とでは後者が約10〜15 nm長波
長シフ゛卜する。これはz8が5または7位に置換され
たテトラヒドロキノリン環でもほぼ同様である。テトラ
ヒドロキノリン環のNに結合する1112の種類に体 よりλm&xは約5 nmの相違を示すが、この環自件
はジアルキルアミノベンゼン環に比し約10〜15 n
m長波長シフト効果を示すのでR2の種類に関係なく青
色色素を与える。従ってこの環の5又は7位にメチル、
メトキシ基などを導入しf:場合はMaxの長%2.が
アルキル基、メトキシ基の場合は水素の場合とほぼ同じ
であるが、ハロゲン、トリフルオロメチル基のように電
子吸引性基の場合には長波長シフトに効果がある。しか
し液晶に同いられる場合にはS値を下げる欠点を有する
第     2     表 第2表は代表的色素の広m変領域低粘性液晶ZLI−1
95715(メtL/y社製)中での吸収極大波長nm
およびオーダーパラメータ(S)を示したものであり、
Sは次式より求められる。
ここでDは二色性比であり、これは色素のα5wt%液
を2枚の透明電極付きのガラス基板間に封入し、ホモジ
ニアス配向させ、この配向方向に平行および垂直方向の
電界を持つ直線偏光をあてrこ場合の色素の吸収極大波
長における分子長軸方向と短軸方向の吸光度を求めその
比より求められる。
第2表からもわかるように本発明になる色素は液晶用二
色性色素として良好なS値を有する。これらの中でも第
1表の一般式でP=1である色素群は一智好ましい。
二色性色素は通常ホスト液晶に対して0.01〜1ty
iit%、好ましく1.tO,1〜5%のl!lIr!
ILで、使用目的、方法に応じて選択使用さむ、本発明
における色素群もこれらの範囲において十分使用される
ものである。またこわらの色素は一極のみでも、或は二
種以J:混合して使用されても良い。そして青色液晶組
成物として、あるいは黄色および赤色系色素とともに黒
色組成物として、更には目的に応じて他のカラー液晶組
成物として実用に供される。
本発明になる色素は広温度域、低粘性液晶は勿論のこと
、粘性の大きな液晶にも用いられ、さらには液晶がネマ
チックでも、スメクチック、コレステリック−ネマチッ
ク相転移型等いずれのものでも良い。また液晶の誘電異
方性が正負いずれでも使用される。
It、本発明になる青色アゾ化合物については主に液晶
用二色性色素について説明したが、本発明になるアゾ化
合物は青色アゾ色素として赤色光吸収剤として、有機溶
剤との溶液として或はプラスチック固溶体等として、さ
ら:ζは光変調用材料として有用されるものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (Aはパラ位に水素原子または非イオン性置換基を有し
    、オルソまたはメタ位にメチル基、エチル基、メトキシ
    基、トリフルオロメチル基、シアノ基またはハロゲンを
    有してもよいアニリン誘導体のアミノ残基を表し、Bは ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
    表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
    表等があります▼または▲数式、化学式、表等がありま
    す▼ を表し、R_1はアルキル基またはアルキルオキシアル
    キル基、R_2はR_1、アルコキシカルボニルオキシ
    アルキル基、アルキルカルボニルオキシアルキル基、ア
    リールアルキル基、アリールオキシアルキル基またはシ
    クロアルキルアルキル基を表し、R_3、R_4はアル
    キル基を表し、R_5はアルキル基、アルコキシ基、ア
    ルコキシアルキル基またはハロゲンを表す。またZ_2
    、Z_3はメチル基、エチル基またはメトキシ基を表し
    、Mは炭素原子または窒素原子を表し、Xは1または2
    、Yは0、1〜4の正数を表す。)で表される非イオン
    性アゾ化合物。
  2. (2)特許請求の範囲第(1)項記載の非イオン性アゾ
    化合物からなる液晶用二色性色素。
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