JPS625941A - アントラキノン化合物及びこれを含有する液晶組成物 - Google Patents

アントラキノン化合物及びこれを含有する液晶組成物

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JPS625941A
JPS625941A JP60291950A JP29195085A JPS625941A JP S625941 A JPS625941 A JP S625941A JP 60291950 A JP60291950 A JP 60291950A JP 29195085 A JP29195085 A JP 29195085A JP S625941 A JPS625941 A JP S625941A
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Yasuyoshi Morishita
恭好 森下
Daisaku Matsunaga
代作 松永
Shoji Oiso
大磯 昭二
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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】
産業上の利用分野 本発明は新規なアントラキノン化合物及、びその応用に
関する。 更に詳しくはゲスト−ホスト型液晶表示素子用色素とし
て有用な新規アントラキノン化合物に関するものである
。 従来の技術 二色性色素を含有し誘電異方性が正又は負のネマチック
又はコレステリック液晶を2枚の電極でサンドインチし
て電圧を印加し表示を行う方法はゲスト−ホスト表示素
子としてすでに知られている。 この表示素子は電卓、ウォッチ等に使用されているツィ
ステッド−ネマチック(TNJ素子に比べると (1)  表示の視野範囲が広い。 (2)  色相の選択自由度が太きい。 (3)偏光板の使用枚数がへる。 等の利点がある。 このゲスト−ホスト表示素子は二色性色素の分子配列方
向を変化させて液晶層を通過する光の吸収変化により表
示を行う方式であるため、使用する二色性色素は次にあ
げるような項目を満足することが必要である。即ち (1)実用的な着色濃度が得られる程度にホスト液晶に
溶解すること。 (2)表示コントラストへ寄与する二色性が大きいこと
。 (3)耐光性を含む各種の耐久性に優れていること。 などである。 このような二色性色素は単独でも使用されるが、種々の
色素を配合して得られる黒色系配合色素を液晶に溶解し
たものを光シヤツターとした多色カラー表示は車載用等
で実用化されて(為る。 黒色系配合色素の配合成分として、あるいは単独で使用
される従来の青色二色性色素は耐光堅牢度の点からその
ほとんどがアントラキノン系色素に限られている。 発明が解決しようとする問題点 ゲスト−ホスト型液晶表示素子用色素として6一 単独であるいは黒色系色素の配合成分として使用されて
いる赤味から緑味の青色系色素は耐光堅牢度の点から前
記したようにそのほとんどがアントラキノン系色素であ
るがその二色性、溶解度は十分な水準にあるとはいいが
たくアントラキノン系青色色素でその二色性、溶解度が
ともに良好なものの開発が望まれている。 問題点を解決するための手段 本発明者らは、色相が赤味から緑味の青色を呈し、その
二色性、溶解度がともに良好なゲスト−ホスト型液晶表
示素子用アントラキノン系色素について鋭意研究したと
ころ、式(1)〔式(1)中、Xが水素又はアミノのと
きはYはヒドロキシを、XがヒドロキシのときはYは水
素、アミノ又はヒドロキシを表し、Zは酸素原子、硫黄
原子を表す。R1及びR2の一方は水素、ルト位で結合
しているものとする。) Ra、 R5はそれぞれ独立
に水素、フッ素、塩素、臭素、シアノ、メチル、エチル
、メトキシ又はエトキシを表す。又、R4,R6はそれ
ぞれ独立に水素;フッ素;塩s:臭素’;シアノ;トリ
フロロメチル;ノナフロロブチル: R?’;  S 
R7;  C0R8:す。そしてR7はシクロヘキシル
、シクロヘキシルオキシ、フェニル、フェノキシで置換
していてもよいC+−12のアルキル又はアルコキシ(
これらにおいて炭素鎖は1〜3個の酸素原子で中断され
ていてもよい) ;(C2H40J171CH2CH=
CHL2:’   O(C2H40〕mcI42cH=
cHR12:     (CH2)。C00Rs  を
表ス。R8はC1〜8のアルキルを表し、R9+ Rl
oのうち一方は水素又は01〜6のアルキル乞表し、他
方は01〜6のアルキルを表す。更にI(nは少なくと
も3つ以上の水素がフッ素により置換されたC2〜9の
アルキルを表し、R12は水素、メチル、フェニルを表
し、mは0,1又は2を、n’&’!、 O,]、 2
又は3を表す。〕 で表される新規なアントラキノン化合物がそれらの性質
を具備していることを見出し本発明を完成させた。 本発明の弐(r)で表されるアントラキノン化合物は種
々の方法で合成することができるが、その−例を以下に
示す。式(II 〔式(印中、X、 Y、 Rs+ Raは前記と同じ意
味を表し、Z+は塩素又は臭素を表し、Z2及びZ3の
一方は水素を、かつ0■基のオルト位、他方は塩素又は
臭素を表す。但し塩素又は臭素はヒドロキシのオルト位
で結合しているものとする。〕で表されるアントラキノ
ン化合物と式<m)〔式(1
【T)中、Z、 Rs、 
R6は前記と同じ意味を表す。〕 で表されるフェノール誘導体あるいはチオフェノール誘
導体を無溶媒あるいは溶媒の存在下、必要に応じて酸結
合剤と共に加熱下で反応させるか、あるいは式(T)で
X、 Yのうち一方が水素で他の一方がヒドロキシのと
きは式(IV)〔式(fV)中、Xl、Y、はいづれが
−万がアミノであり、他の一方がヒドロキシを表し、Z
、 R,。 R2、R3,R4、R5,R6は前記と同じ意味を表す
。〕で表されるアントラキノン化合物のアミン基をジア
ゾ化しひき続き脱ジアゾ化することにより合成すること
ができる。 IO− 式(■の化合物と式(lnJの化合物を反応させる際に
、場合により使用される溶媒の具体的な例としては、N
−メチルピロリドン、N、N−ジメチルホルムアミド、
ジメチルスルホキシドナトがあげられる。また式(1’
Hの化合物と式(JFDの化合物を反応させる際に必要
に応じ共存させる酸結合剤としては水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸
水素ナトリウムなどがあげられ、その使用量は式(印の
アントラキノン化合物1モルに対して1モル以上、好ま
しくは1〜3モルである。 式(fVJの化合物から式(I)の化合物の合成は、式
(fV)の化合物を硫酸あるいは酢酸のような酸性溶媒
中で亜硝酸ナトリウムでジアゾ化し、得られたジアゾニ
ウム塩をエタノール、イソプロパツールあるいはジメチ
ルホルムアミドなどの溶媒に加え50〜100℃で脱ジ
アゾ化するかあるいはジメチルホルムアミド中で亜硝酸
イソアミルなどと共に30〜100℃に加熱することに
よって達成される。 本発明の式(I)で表されるアントラキノン化合物を用
いて液晶組成物を調製する場合、これらの化合物の1種
又は2種以上をホスト液晶に対して0.01〜25重量
%、好ましくは0.1〜5重量%添加して調製すること
ができる。本発明の化合物は他の二色性色素配合して黒
色系配合色素として用いることもできる。又、本発明の
液晶組成物には他の光学活性物質などが併用されてもよ
い。 本発明の液晶組成物を調製する為のホスト液晶化合物と
しては誘電異方性が正又は負のビフェニル系、ターフェ
ニル系、フェニルシクロヘキサン系、シクロヘキシルシ
クロヘキサン系、エステル系、ピリミジン系、ジオキサ
ン系、シクロヘキシルメチルエーテル系、シッフ系、ア
ゾ系、アゾキシ系液晶などの混合系が用いられ本発明の
液晶組成物は前記ホスト液晶化合物に式(■)のアント
ラキノン化合物を加えて均一に混合することによって得
られる。また液晶はネマチック、ツイスト−ネマチック
、コレステリック−ネマチック相転移型、スメクチック
などいづれでもよく、表示方法としては液晶の誘電異方
性の正負に基づくいづれの方法でもよい。 本発明のアントラキノン化合物はホスト液晶に対する溶
解性かたかく又本発明の化合物を含有した液晶組成物は
二色性が良好でかつ耐光堅牢度においてもすぐれた効果
をもたらす。 本発明のアントラキノン化合物は液晶組成物の調製用と
して以外に常法により疎水性繊維の染色に供してもすぐ
れた結果を与える。 実施例 以下実施例によって本発明を更に詳細に説明する。実施
例において1部」、[%]はそれぞれ重量部、重量%を
意味する。 実施例1゜ N−メチルピロリドン30部中にp −n−ブチルフェ
ノール15.8部、炭酸カリウム3部を加え窒素気流中
で150℃まで昇温して脱水を行う。 次いで100℃まで冷却し、1−(p−n−ブチルアユ
1ツノ)−5−アミノ−4,8−ジヒドロキシ一3,7
−ジプロムアントラキノン11,2部を加え160℃ま
で昇温して160〜165℃で3時間反応する。反応終
了後70℃まで冷却し、メタノール35部を加え析出し
た結晶ヲ戸別し、メタノール、水で洗浄したのち乾燥す
る。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精
製すると下記式の色素が4.2部得られた。 融点 107〜110℃ λmax   627nm(キシレン中)この色素のア
セトン溶解色は青色であった。 得られた色素をMe rck社製の液晶ZLI−156
5に1%添加して本発明の液晶組成物をえた。次にこの
液晶組成物をホモジニアス配向処理を施した2枚の透明
ガラス電極基板を約8μmの間隔で対向せしめたセル中
に封入し電圧をオン、オフすると良好なコントラストが
得られ、その二色比は10.5であった。又、この色素
の液晶に対する溶解性を測定したところ、前記ZT、l
−1565に対して5.4%(20℃)と良好であった
。前記色素のその他の液晶中でこの二色比、溶解度を表
1に示す。 表1゜ 又、前記化合物は液晶中での耐光堅牢度においても良好
であった。 実施例2゜ p −’−n−ペンチルフェノール23部、水酸化カリ
ウム1.4部を窒素気流中で150℃まで昇温しで脱水
を行う。 次いで100℃まで冷却して]−(p−n−ブチルアニ
リノ)−5−アミノ−4,8−ジヒドロキシ−3,7−
ジプロムアントラキノン5.6部を加え165℃まで昇
温して、165〜170℃で2時間反応する。反応終了
後室温まで冷却してその反応液を5%水酸化ナトIJウ
ム水溶液500部に投入し、沖過、水洗、乾燥する。得
られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製する
と下記式の色素が2゜5部得られた。 融点 128〜130℃ λmax   627nm  (キシレン中)この色素
のアセトン溶解色は青色であった。 得られた色素をMerck社製の液晶ZLI−1565
に1%添加して本発明の液晶組成物をえた。次いでこの
液晶組成物を実施例1と同様にセル中に封入し電圧をオ
ン、オフすると良好なコントラストが得られ、その二色
比は11,0であった。 又、この色素の液晶に対する溶解度が良好であり、液晶
中での耐光堅牢度もすぐれていた。 実施例3、 実施例1における1−(p−n−ブチルアニリノ)−5
−アミノ−4,8−ジヒドロキシ−3,7−ジブロムア
ントラキノンのかわりに1−(p−トルイジノノー5−
了ミノー4.8−ジヒドロキシ−3,7−ジブロムアト
ラキノンを用いて実施例1と同様な反応を行うと下記式
の色素が得られた。 融点 168〜169°C λmax   627nm  (キシレン中2この色素
のアセトン溶解色は青色であった。 得られた色素Merck社製ZLI−1565に1%添
加して本発明の液晶組成物をえた。次いでこの液晶組成
物を実施例1と同様にセル中に封入し宝玉なオン、オフ
すると良好なコントラストが得られその二色比は103
であった。又、この色素の液晶に対する溶解度は良好で
あり、液晶中での耐光堅牢度もすぐれていた。 実施例4 実施例3で合成した下記式 の化合物6.6部をN、N−ジメチルホルムアミド10
0部中に溶解し50℃まで昇温する。同温度で亜硝酸イ
ソアミル12部を滴下し50〜55°Cで3時間反応す
る。反応終了後室温まで冷却し、氷水中に投入し、析出
した結晶を屏過、水洗し乾燥する。得られた粗生成物を
カラムクロマトグラフィーで精製すると下記式の色素が
25部得られた。 融点 146〜147°C λmax’  58’lnm  (キシレン中]この色
素のアセトン溶解色は帯赤青色であった。 得られた色素をMerck社製のZT、l−1565に
1%添加し本発明の液晶組成物をえた。次いでこの液晶
組成物を実施例1と同様にセル中に封入し電圧をオン、
オフすると良好なコントラストが得られ、その子色比は
9.5であった。又、この色素の液晶に対する溶解度は
良好であり、液晶中での耐光堅牢度もすぐれていた。 実施例5゜ 実施例1における] −’(p’7 n−ブチル7=l
J))−5−アミノ−4,8−ジヒドロキシ−3,7−
ジブロムアントラキノンのかわりに]  (p  n−
ブチルアニリノ)−8−アミノ−4,5−ジヒドロキシ
−3,6−ジブロムアントラキノンを用いて実施例1と
同様な反応を行うと下記式の色素が得られた。 融点 232〜234℃ λma、x  、  、660nm  (キシレン中)
この色素のアセトン溶解色は帯緑青色であった。 得られた色素をMerck社製のZLI−1565に0
.5%添加し本発明の液晶組成物をえた。次いでこの液
晶組成物を実施例1と同様にセル中に封入1−電圧をオ
ン、オフすると良好なコントラストが得られその二色比
は83であった。又、この色素の液晶中での耐光堅牢度
がすぐれていた。 実施例6 実施例2におけるp−n−ペンチルフェノールのかワリ
にp −n−ペンチルオキシフェノールを用いて実施例
2と同様な反応を行うと下肥式の色融点 104〜10
5°C λmax   6.27 nm  (キシレン中)この
色素のアセトン溶解色は青色であった。 得られた色素をMerck社製のZLT−1565に1
%添加し本発明の液晶組成物をえた。次いでこの液晶組
成物を実施例1と同様にセル中に封入し電圧をオン、オ
フすると良好なコントラストが得うれその二色比はJO
97であった。又、この色素の液晶に対する溶解度は良
好であり、液晶中での耐光堅牢度もすぐれていた。 また、この色素な誘電異方性が負のZLI−28、06
(Merck社製)に1%添加して得られた液晶組成物
をホメオトロピイク配向処理を施した2枚の透明ガラス
電極基板を約8μmの間隔で対向せしめたセル中に封入
し電圧をオン、オフすると良好なコントラストが得られ
、その二色比は10.5であった。又、この色素の液晶
に対する溶解性ケ測定(20℃)したところ、前記ZL
I−1565゜ZLI−2806に対してそれぞれ3.
9%、2.9%と良好であった。 実施例7゜ 実施例5で合成した下記式 の化合物を用いて実施例4と同様な反応を行うと下記式
の色素が得られた。 融点 85〜88°G λmax 、   603 nm  (キシレン中)こ
の色素のアセトン溶解色は青色であった。得られた色素
をMerck社製のZLI−1565に1%添加した本
発明の液晶組成物を実施例1と同様にセル中に封入し電
圧をオン、オフすると良好なコントラストが得られその
二色比は8.5であった。 又、この色素の液晶に対する溶解度は4.8%(=20
℃)と良好であり、液晶中での耐光堅牢度もすぐれてい
た。 実施例8゜ 実施例1におけるpn−ブチルフェノールのかわりにp
−メチルメルカプトフェノールヲ用いて実施例1と同様
な反応を行うと下記式の色素が得られた。 融点 198〜199°C λmax   627nm  (キシレン中〕この色素
のアセトン溶解色は青色であった。 得られた色素をMerck社製のZLI−1565に1
%添加した本発明の液晶組成物を実施例】と同様にセル
中に封入し電圧をオン、オフすると良好なコントラスト
が得られ、その二色比は9.4であった。又、この色素
の液晶に対する溶解度は良好であり、液晶中での耐光堅
牢度もすぐれていた。 実施例9゜ 実施例1におけるp−n−プチルフェノールノかわりに
p−メチルチオフェノールを用いて実施例1と同様な反
応を行うと下記式の色素が得られた。 融点 244〜245°G λmax   6560m (キシレン中うこの色素の
アセトン溶解色は帯緑青色であった。 得られた色素をMe r ck社製のZLI−1565
に1%添加した本発明の液晶組成物を実施例1と同様に
セル中に封入し電圧をオン、オフすると良好なコントラ
ストが得られ、その二色比は6.6であった。又、この
色素の液晶に対する溶解度は良好であり、液晶中での耐
光堅牢度は非常にすぐれていた。 実施例10゜ 実施例5におけるp−n−ブチルフェノールのかわりに
p−ペンチルメルカブトフェノールヲ用いて実施例1と
同様な反応を行うと下記式の色素が得られた。 融点 170〜172℃ λmax   660nm  (キシレン中〕この色素
のアセトン溶解色は帯緑青色であった。 得られた色素をMerck社製のZLI−15,65に
1%添加した本発明の液晶組成物を実施例1と同様にセ
ル中に封入し電圧をオン、オフすると良好なコントラス
トが得られ、その二色比は8.1であった。又、この色
素の液晶に対する溶解度は良好であり、液晶中での耐光
堅牢度もすぐれていた。 実施例] 1゜ N−メチルピロリドン30 部中K p−n−ペンチル
オキシフェノール7.2部、炭酸カリウム1.5部を加
え窒素気流中で150℃まで昇温して脱水を行う。次い
で100℃まで冷却し、]−(1)−n−ブチルアニリ
ノノー5−アミノ−4,8−ジヒドロキシ−3,7−ジ
プロムアントラキノン11,2部を加え140℃まで昇
温して140−145℃で3時間反応する。反応終了後
70℃まで冷却しメタノール35部を加え析出した結晶
を炉別し、メタノール、水で洗浄したのち乾燥する。得
られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製する
と下記式の色素が3.5部得られた。 融点 199〜2016C λmax   642nm  (キシレン中」この色素
のアセトン溶解色は青色であった。 得られた色素をMerck社製の液晶Z1.T−156
5に1%添加した本発明の液晶組成物を実施例]と同様
にセル中に封入し電圧をオン、オフすると良好なコント
ラストが得られ、その二色比は9.4であった。又、こ
の色素の液晶に対する溶解度が良好であり、液晶中での
耐光堅牢度もすぐれていた。 実施例12゜ 実施例2におけるI −(p−n−ブチルアニリノノー
5−アミノ−4,8−ジヒドロキシ″−3,7−ジブロ
ムアントラキノンのかわりに1− (p−n−ブチルア
ニリノJ −4,5,8−トリヒドロキシ−3,7−ジ
ブロムアントラキノンを用いて実施例2と同様な反応を
行うと下記式の色素が得られた。 融点 132〜135℃ λmax   6]5nm  (キシレン中)この色素
のアセトン溶解色は青色であった。得られた色素の液晶
中での二色比、溶解度が良好であり、液晶中での耐光堅
牢度もすぐれていた。 実施例13〜142゜ 実施例1〜12に準じて式(I)で表されるアントラキ
ノン化合物を合成、液晶組成物を調製した。 表2〜4に式■〜(■」で表されるアントラキノン化合
物の構造式及びキシレン中でのλmaxを示した。 またRa、RsについてはR4,R6に対してオルト位
、メタ位のものをそれぞれ0−2m−で表した。 =29− 発明の効果 液晶物質に優れた溶解度を示し、かつ二色性のすぐれた
赤味ないし緑味の青色系アントラキノン化合物が得られ
た。このものは耐光堅牢度も良好なので液晶組成物を調
製する上で極めて利用価値が高い。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) 〔式(I)中、Xが水素又はアミノのときはYはヒドロ
    キシを、XがヒドロキシのときはYは水素、アミノ、又
    はヒドロキシを表し、Zは酸素原子、硫黄原子を表す。 R_1及びR_2の一方は水素を、他方は塩素、臭素又
    は▲数式、化学式、表等があります▼ を表す。(但し塩素、臭素又は▲数式、化学式、表等が
    あります▼は ヒドロキシのオルト位で結合しているものとする。)R
    _3、R_5はそれぞれ独立に水素、フッ素、塩素、臭
    素、シアノ、メチル、エチル、メトキシ又はエトキシを
    表す。又、R_4、R_6はそれぞれ独立に水素;フッ
    素;塩素;臭素;シアノ;トリフロロメチル;ノナフロ
    ロブチル;R_7;−S−R_7;−COR_8;▲数
    式、化学式、表等があります▼;▲数式、化学式、表等
    があります▼;−NHCOR_8;−NHCOOR_8
    ;▲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▼又は▲数式、化
    学式、表等があります▼を表す。そしてR_7はシクロ
    ヘキシル、シクロヘキシルオキシ、フェニル、フェノキ
    シで置換していてもよい C_1_〜_1_2のアルキル又はアルコキシ(これら
    において炭素鎖は1〜3個の酸素原子で中断されていて
    もよい);−(C_2H_4O)_mCH_2CH=C
    HR_1_2;−O(C_2H_4O)_mCH_2C
    H=CHR_1_2;−(CH_2)_nCOOR_8
    を表す。R_8はC_1_〜_8のアルキルを表し、R
    _9、R_1_0のうち一方は水素又はC_1_〜_6
    のアルキルを表し、他方はC_1_〜_6アルキルを表
    す。更にR_1_1は少なくとも3つ以上の水素がフッ
    素により置換されたC_2_〜_9のアルキルを表し、
    R_1_2は水素、メチル、フェニルを表し、mは0、
    1又は2を、nは0、1、2又は3を表す。〕 で表されるアントキノン化合物。
  2. (2)式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) 〔式( I )中、Xが水素又はアミノのときはYはヒド
    ロキシを、XがヒドロキシのときはYは水素、アミノ、
    又はヒドロキシを表し、Zは酸素原子、硫黄原子を表す
    。R_1及びR_2の一方は水素を、他方は塩素、臭素
    又は▲数式、化学式、表等があります▼ を表す。(但し塩素、臭素又は▲数式、化学式、表等が
    あります▼は ヒドロキシのオルト位で結合しているものとする。)R
    _3、R_5はそれぞれ独立に水素、フッ素、塩素、臭
    素、シアノ、メチル、エチル、メトキシ又はエトキシを
    表す。又、R_4、R_6はそれぞれ独立に水素;フッ
    素;塩素;臭素;シアノ;トリフロロメチル;ノナフロ
    ロブチル;R_7;−S−R_7;−COR_8;▲数
    式、化学式、表等があります▼;▲数式、化学式、表等
    があります▼;−NHCOR_8;−NHCOOR_8
    ;▲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▼又は−OR_1
    _1を表す。そしてR_7はシクロヘキシル、シクロヘ
    キシルオキシ、フェニル、フェノキシで置換していても
    よいC_1_〜_1_2のアルキル又はアルコキシ(こ
    れらにおいて炭素鎖は1〜3個の酸素原子で中断されて
    いてもよい);−(C_2H_4O)_mCH_2CH
    =CHR_1_2;−O(C_2H_4O)_mCH_
    2CH=CHR_1_2;−(CH_2)_nCOOR
    _8を表す。R_8はC_1_〜_8のアルキルを表し
    、R_9、R_1_0のうち一方は水素又はC_1_〜
    _6のアルキルを表し、他方はC_1_〜_6のアルキ
    ルを表す。更にR_1_1は少なくとも3つ以上の水素
    がフッ素により置換されたC_2_〜_9のアルキルを
    表し、R_1_2は水素、メチル、フェニルを表し、m
    は0、1又は2を、nは0、1、2又は3を表す。〕 で表されるアントラキノン化合物を1種又は2種以上含
    有することを特徴とする液晶組成物。
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