JPS6388156A - 新規な4−シクロヘキシル安息香酸化合物 - Google Patents

新規な4−シクロヘキシル安息香酸化合物

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JPS6388156A
JPS6388156A JP62033604A JP3360487A JPS6388156A JP S6388156 A JPS6388156 A JP S6388156A JP 62033604 A JP62033604 A JP 62033604A JP 3360487 A JP3360487 A JP 3360487A JP S6388156 A JPS6388156 A JP S6388156A
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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】 本発明は液晶化合物として有用なシクロヘキサン誘導体
を製造するだめの新規中間体化合物およびその製造方法
に関する。さらに、詳しく言えば、本発明は、一般式 (式中R3は121固までの炭素原子を有するアルキル
基である) テ示すしる4 −C4−(R3)−シクロヘキシルツー
安息香酸化合物およびその製造方法に関する。
一般式(■)で示される化合物は一般式、(式中R3は
前記の意味を有する)で示される相当する4−[4−(
R”)−シクロヘキシルツーアセトフェノン化合物を次
亜塩素酸ナトリウムを用いて酸化することにより製造す
ることができる。
原料化合物である式(V)で示されるアセトフェノン化
合物は、たとえば、下記の如くして製造することができ
る。
一般式、 〔式中、R3は前記の意味を有する〕 で示される化合物をフェニルリチウムまたはフェニルマ
グネシウムハライド、好ましくはフェニルマグネシウム
プロミドと反応させた後に、加水分解し、一般式 で示される化合物を得、このアルコール体のシス−トラ
ンス異性体を分離した後に、通常の方法、例えば、ベン
ジル位の炭素原子の立体配置を保持しつつあるいは変換
しつつ進行する接触水素添加によって還元し、一般式■ 〔式中、R3は前記と同意義である。〕で示される化合
物を生成させる。生成する式(IV)で示される4−(
R3)−1−フェニルシクロヘキサン化合物を次いで塩
化アルミニウムの存在下でアセチルクロリrと反応させ
て式(V)で示される4 −C4−(R3)−シクロヘ
キシル〕−アセトフェノンを得る。
一般式(II)の化合物を製造するだめの出発物質は既
知であるかまたは文献既知の方法で容易に製造し得る。
例えば、式(II)の4−アルキル−シクロへキサノン
化合物は相当する4−アルキルフェノール化合物の接触
水素添加によって4−アルキルシクロへキサノール化合
物を生成させ、これをケトン化合物に酸化することによ
り製造することができる。
前記の基R3は、直鎖状または分枝状であることができ
、好ましくは1〜10個、特に3〜8の炭素原子を有す
る。
基R3が分枝状アルキル基である場合に、これらは好ま
しくは多くて1つの分枝を有する。分枝状アルキル基と
しては、結合炭素またはそれに続く2つの炭素のいずれ
かが分枝しているものが好ましい。これらの中で重要な
のは、比較的長い炭素鎖を有し、その1位、2位または
3位にメチルまだはエチル基を有する分枝状残基であり
、例えばインプロピル、1−メチルプロピル、2−メチ
ルプロピル、1−メチルブチル、2−メチルブチル、3
−メチルブチル、l−メチル啄ンチル、1−エチルスン
チル、2−メチルペンチル、l−メチルヘキシル、2−
エチルヘキシルまたは1−メチルヘプチル基などである
本発明に係る式(I)で示される化合物は液晶組成物の
調製用基材化合物として啄めて有用な化合物、たとえば
一般式 〔式中、R3は炭素原子数が12を超えないアルキル基
を表わす。〕 で示される新規なシクロヘキサン誘導体の製造に糎めて
有用な中間体である。
一般式(A)で示される化合物群は、既知のp、p’−
二置換安息香酸フェニルエステル類及びp 、 p’−
二置換ビフェニル誘導体と同様、無色であって、それら
に匹敵する化学的安定性を有する。
驚くべきことに、これら化合物の液晶メンフェイズの温
度範囲は、大抵の場合、類似て置換された従来から知ら
れている化合物よりも、より好ましいものである。予想
されなかったことであるが、これらは更に、上記した公
知の液晶誘電体用基材化合物より遥かに粘度が低い。
ネマチックまたはネマチック−コレステリック液晶物質
は、電場の影響下で光散乱、複屈折、反射能または色な
どの光学的性質が著しく変化する特性を有するが故に、
電気光学表示素子に広く利用されている。このような表
示素子の機能は、例えばねじれセル(tyisted 
cθ11)中のシャット−へりフリツヒ効果、整列相の
歪、動的散乱現象またはコレステリック−ネマチック相
転移などに基づいている。 ゛ これらの効果を電子装置素子として工業的に利用するた
めには、種々の要求に応じ得る液晶物質が必要となる。
ここで特に重要とされるのは、湿気や空気および物理的
影響(例えば熱、赤外、可視または紫外部領域の光の幅
対、および直流または交流電場)に対する化学安定性で
ある。さらに工業的に使用し得る液晶物質には、少くと
も+10゛C〜十ω°Cの温度範囲で、好ましくはO′
C〜60°Cにおいて液晶メンフェイズとして存在し、
周囲温度での粘度が低い、好ましくは70Cpを超えな
いものが要求される。最後に、可視光領域で固有の吸収
を示さないこと、即ち無色であることが要求される。
電子装置素子用誘電体に要求される安定性を満たしてお
り、まだ無色である、多くの液晶物質が既に知られてい
る。例えばp 、 p’−二置換安息香酸フェニルエス
テル(西独国特許公開公報第2.139,628号参照
)及びp、p’−二置換ビフェニル誘導体(西独国特許
出願公開公報第2,356,085号参照)などが特に
あげられる。この両者の化合物群には、その他の液晶メ
ソフェイズを有する公知の化合物と同様、要求される1
0°C−(イ)°Cの温度範囲で液晶ネマチックメソフ
ェイズを形成する化合物は存在しない。従って、一般に
は液晶誘電体として使用し得る物質を得るために二乃至
三種以上の化合物を混合する。この目的のためには通常
、一種は低融点かつ低透明点の成分、他の一種はそれよ
り明かに高い融点かつ高い透明点を有する成分からなる
少くとも二種黒土の成分を混合する。これにより、通常
融点の低い方の成分より低い融点を有し、透明点は両成
分の透明点の中間にある混合物が得られる。
しかし最適な誘電体は、この方法では得ることができな
い。何故なら高融点かつ高透明点の成分がほとんど常に
混合物の粘度を高くする原因となるからである。これを
用いて製造された電気−光学変換表示素子は転換時間(
スイッチタイム)が長くなり望ましくない。
従って、・前記式FA)で示される化合物は要求される
温度範囲でネマチック相を示し1周囲温度において液晶
セル中で十分に短い転換時間が得られる液晶組成物の製
造に有用である。
一般式(A)で示されるシクロヘキサン誘導体は、4.
4′−二置換フェニルシクロヘキサン類であって、基R
3と置換フェニル残基はシクロヘキサン分子上に於てト
ランス立体配置をとっている。
これらの化合物は、+10程度の正の誘電異方性を有す
る。従って、これらは、ネマチックねじれセル中のシャ
ツトーヘルフリッヒ効果に基づいて作動するか、または
コレステリック−ネマチックフェイズ転移現象を利用す
る表示素子用誘電体組成物の構成成分として特に適して
いる。
一般式(Alで示される化合物群においてアルキル基は
直鎖状であっても分枝状であってもよい。
R3が直鎖状アルキル基を表わす場合は、このアルキル
基が1〜10、好ましくは3〜8の炭素原子を有する一
般式(A)の化合物が好ましい。
一般式(A)で示される什合物ておける分枝状アルキル
基Rは二以上の分枝を有していないことが好ましい。分
枝状アルキル基としては、結合炭素またはそれに続く2
つの炭素のいずれがが分枝しているものが好ましい。こ
れらの中で重要なのは、比較的長い炭素鎖を有し、その
1位、2位または3位にメチルまたはエチル基を有する
分枝状残基であり、例えばイソプロピル、1−メチルプ
ロピル、2−メチルプロピル、1−メチルブチル、2−
メチルブチル、3−メチルブチル、1−メチル啄ンチル
、1−エチルRンチル、2−メチルペンチル、1−メチ
ルヘキシル、2−エチルヘキシルまたは1−メチルヘプ
チル基などである。
この様な化合物が不斉置換炭素原子を有する場合、それ
らは光学的に活性であり、コレステリック−ネマチック
相転移に基づいて作動する液晶表示素子における誘電体
組成物に好都合に使用し得る。
本発明に係る一般式(I)で示される化合物からの一般
式(A)で示される化合物の製造はそれ自体既知の方法
で行なうことができる。たとえば、一般式(A)で示さ
れる化合物は本発明に係る式(I)で示される4−C4
−(F’−3)−シクロヘキシル〕−安息香酸をチオニ
ルクロリド、次いでアンモニア、次いでオキシ塩化燐と
反応させることにより相当するベンゾイルクロリド及び
ベンズアミドを経由してニトリルに変換することによっ
て得ることができる。
一般式(A)で示される化合物群は、電気−光学表示素
子の製造に使用される液晶組成物の価値ある成分である
これらの液晶組成物ば2またはそれ以上の成分からなり
、少くともその一つは一般式fA)で示される化合物で
ある。場合によりこれと共存していてもよいその他の成
分は、アゾベンゼン類、アゾキシベンゼン類、ビフェニ
ル類、シック塩基類、特にベンジリデン誘導体、フェニ
ルベンゾエート類、所望によりハロゲン化されているス
チルベン類、ジフェニル−アセチレン誘導体、ジフェニ
ルニトロン類及び置換ケイヒ酸類からなる群から選ばれ
るネマチックまだはネマトゲニックな化合物であること
が好ましい。このような、その他の成分となり得る最も
重要な化合物としては、下記の一般式(B)で示される
化合物群をあげることができる。
〔式中、Aは−CH=CH−1−CX’=CH−1−C
H=CX’−1−C=C−1−N=N−1−N(0)=
N−1−N=N (0)−1−〇−C○−1−CH=N
(○)−1−N(0)−CH−1またはc−c−重結合
であり、X′はハロゲン原子、好ましくは塩素原子であ
り、R5及びR6は同一または異なって、炭素原子数が
18を超えない、好ましくば8を超えないアルキル、ア
ルコキシ、アルカノイル、アルカノイルオキシまたはア
ルコキシカルボニルオキシ基を表わすか、あるいは基R
5及びR6の一方がシアン、ニトロまたはイソニトリル
基であってもよい。〕 これらの化合物の大部分において、R5及び鳥は異なっ
ていることが好ましく、これらの基の一方は通常アルキ
ルまたはアルコキシ基である。
しかし、上記の置換分を改変した多種多様の置換分を有
する化合物もまた、好適に使用される。
このようなネマチック物質の多くは市販されているもの
を使用することができる。
これらの液晶組成物は、通常一般式(A)で示される化
合物及び所望により一般式(B)で示される化合物を少
くとも40重量部、好ましくは50〜99重量部、更に
特に好ましくは60〜98重量部含有している。この内
、少くとも15重量部、通常は頷重量部以上が一種また
はそれ以上の一般式(A)で示される化合物で構成され
ていることが好ましい。しかし、2種以上の一般式(A
)の化合物からのみ構成される液晶組成物を製造するこ
とも可能である。
これらの液晶組成物は、適当な添加物を加えることによ
って、従来から知られている全ゆるタイプの液晶表示素
子に使用することができるように改変することができる
。このような添加物は知られており、また適切な文献に
詳細に記載されている。例えば、誘電異方性、粘度、伝
導率および/まだはネマチックフェイズの配向性などを
変化せしめる物質を加えることができ、この様な物質に
ついては例えば西独国特許第2.209,127号、同
2 、240 、864号、同2,321.632号、
同2,338,281号及び同2.450.088号明
細書などに記載されている。
以下に実施例および参考例を挙げて本発明を更に詳細に
説明する。例中、m、 p、及びC,p、は各各摂氏で
表わした融点及び透明点を意味する。
まだ、b、 p、は沸点を表わす。特に指摘しない以上
、部またはチは各々重量部または重量部を表わす。
実施例1 (a)4−n−ペンチルフェノール2807を氷酢酸1
.56に溶かした溶液を二酸化白金127と混合し、常
温で、水素圧6気圧で水素添加する。
次いで触媒を炉去し、溶媒を留去し、残留する4−n−
−<フチルーシクロヘキサノールl12圧下で蒸留する
。留液86.4″?をジエチルエーテル250m1に溶
解し、はげしく攪拌しながら重クロム酸ナトリウムニ水
和物52 rを水25rnl及び濃硫酸39 mlに溶
かした溶液と混合する。反応混合物を更に2.5時間攪
拌した後有機層を分離し、これを各200′mlの水で
2回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後蒸発させ
る。残留する4−n  Oンチルーシクロヘキサノンを
減圧下で蒸留する。b、 1:1.101°C/ 0.
1 mmHg同様にして、以下の化合物が製造される。
4−メチルシクロヘキサノン、t)、p、169°C4
−エチルシクロヘキサノン、b、p、135°C/II
l[]mHg 4−n−プロピルシクロヘキサノン、b、P、49’C
/ 0.2 mmHg 4−イソプロピルシクロヘキサノン、b、 p。
163°c 7 o、s mmHg 4− n−ブチルシクロヘキサノン、b、 p、 71
 ’C/ 0 、2 mmHg 4−(1−メチルプロピル)−シクロヘキサノン 4−(2−メチルプロピル)−7クロヘキサノン 4−(1−メチルブチル)−シクロヘキサノン 4−(2−メチルブチル)−シクロヘキサノン 4−(3−メチルブチル)−シクロヘキサノン 4−n−へキシルシクロヘキサノン、b、p。
102°C/ 0.4 mmHg 4−(1−メチル啄ンチル)−シクロヘキサノン 4−(2−#チルペンチル)−7クロヘキサノン 4−n−ヘプチルシクロヘキサノン、b、p。
110 ’C/ 0.4 mmHg 4−(1−メチルヘキシル)−シクロヘキサノン 4−n−オクチルシクロヘキサノン 4−(2−エチルヘキシル)−シクロヘキサノン 4−(1−エチルヘプチル)−シクロヘキサノン 4−n−ノニルシクロヘキサノン 4−n−デシルシクロヘキサノン 4−n−ドデシルシクロヘキサノン (b)  uエチルエーテル400m1にブロモベンゼ
ン807及びマグネシウム切削屑13 fを加えて調製
したフェニルマグネシウムプロミド溶液に、冷却下で攪
拌しみから、4− n −Aメチルシクロヘキサノン6
5ノをジエチルエーテル200m1に溶かした溶液を1
時間を要して滴加する。反応混合物を更に1時間加熱沸
騰させた後、氷水1tに濃塩酸5Q mlを加えた溶液
に注ぐ。エーテル層を分離し、水層をジエチルエーテル
100m1ずつで2回抽出する。エーテル層を合わせ、
中性になるまで5%重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄し、
無水硫酸ナトリウムで乾燥した後蒸発させる。残留物を
シリカゲルで充填したカラムを用いて分離する。石油エ
ーテル(沸点範囲:・10〜60’C)で溶出した1−
フェニル−シス−4−n−ヘンチル−r−シクロヘキサ
ノールをエタノール1tに溶解し、湿ったラネーニッケ
ル757の存在下、常温、常圧で、72時間水素添加す
る。
触媒を戸去し、FWからエタノールを留去し、残留チル
4− n −ヘンチルー1−フェニルシクロヘキサンを
減圧下で蒸留する。b、 1)、 105〜110”C
/ 0.02 mmHg (C)  塩化アルミニウム167をジクロロメタン1
00+++/!に懸濁した液を、氷冷しながらアセチル
クロライド7.92、次いで4  n  6ンチルー1
−フェニルシクロヘキサン田7を含む溶液と混合する。
反応混合物を更に2時間攪拌した後、氷300ノに注ぎ
、析出した水酸化アルミニウムを再溶解させるに十分な
濃塩酸と混合する。有機層を分離し、水層をジクロロメ
タン100m1ずつで2回洗浄する。有機層を合わせ、
無水塩化カルシウムで乾燥した後蒸発させる。残留する
4−(4−n−−2ンチルシクロヘキシル)−アセトフ
ェノンを減圧下で蒸留する。b、 p、 153 ”C
/ 0.02 mmHg (d)水酸化ナトリウム282と臭素33.65’を水
160m/!に溶かした溶液に、常温で攪拌しながら、
4−(4−n−ペンチルシクロヘキシル)−アセトフェ
ノン192をジオキサン70 mlに溶かした溶液を加
える。この反応混合物を1時間攪拌し、次いで亜硫酸水
素ナトリウム102を水100mA’に溶かした溶液を
加えた後、塩酸を加えて田を約5に調節する。この水溶
液をジクロロメタン100m/!ずつで2回抽出するこ
とにより4−(4−n−ペンチルシクロヘキシル>−安
息香酸を分離し、この抽出液を水洗した後蒸発させる。
参考例1 実施例1(d)で得られた4−(4−n−ペンチルシク
ロヘキシル)−安息香酸にチオニルクロライド40 m
lを加えて2゜5時間加熱沸騰させる。
過剰のチオニルクロライドを留去した後、残留する4−
(4−n−ペンチルシクロヘキシル)ベンゾイルクロリ
ドを無水ジオキサン30(ll+Jに溶解し、この溶液
を25チアンモニア水溶液140m1と混合する。この
反応混合物を氷水2tに注キ、析出Lり4− (4−n
−,2ンチルシクロヘキシル)−ベンズアミドを濾過し
て乾燥する。
このベンズアミド12.65’を40°Cでジメチルホ
ルムアミド200 rnlに溶解する。この溶液に、関
°Cで、オキシ塩化燐26りを加分を要して加える。
1時間後、反応混合物を氷水600m1に注ぎ、ジクロ
ロメタン200m1ずつで4回抽出し、抽出液を水洗し
、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後蒸発させることによ
り、4−n−ペンチルー1=(4−シアノフェニル)−
シクロヘキサン余得る。これは減圧下で蒸留することに
より精製する。b、p、168°C/ 0.05 mm
Hg  ; m、 p、30°C;c、p。
あ°C;粘度21cplo’c) 同様にして、以下の化合物を製造することができる。
4−メチル−1−(4−シアノフェニル)−シクロヘキ
サンm、p、38°C,C,I)、−25°C(単変性
) 4−エチル−1−(4−シアノフェニル)−シクロヘキ
サンm、p、40’C,C,p、4°C(単変性)4−
n−プロピル−1−(4−シアノフェニル)−シクロへ
キサ7  m、]D、42°C: C,p、45°C4
−n−ブチル−1−(4−シアノフェニル)−シクロヘ
キサ7  m、p、41”C; C,1)、41°C4
−n−へキシル−1−(4−シアノフェニル)−シクロ
ヘキサ7  m、 p、42’C; C,p、47°C
4−n−ヘプチル−1−(4−7アノフエニル)−シク
ロヘキサ7  m、p、30’c ; C,p、59°
C4−n−オクチル−1−(4−シアノフェニル)−シ
クロヘキサンm、p、33°C,C,I)、54°C4
−n−ノニル−1−(4−シアノフェニル)−シクロヘ
キサ7  m、I)、35°C,C,p、57°C4−
n−デシル−1−(4−シアノフェニル)−シクロヘキ
サン 4−n−ウンデシル−1−(4−シアノフェニル)−シ
クロヘキサン 4−n−ドデシル−1−(4−シアノフェニル)−シク
ロヘキサ7  m、p、48”(:’、 C,p、60
’C4−イソプロピル−1−(4−7アノフエニル)−
シクロヘキサン 4−(1−メチルプロピル)−1−(4−シアノフェニ
ル)−シクロヘキサン 4−(1−メチルブチル)−1−(4−シアノフェニル
)−シクロヘキサン 4−(2−メチルブチル)−1−(4−シアノフェニル
)−シクロヘキサン m、 p、 25°c 、 c、
’p。
−10”(Z’ 4−(1−メチルペンチル)−1−(4−シアノフェニ
ル)−シクロヘキサン 4−(2−メチルペンチル)−1−(4−シアノフェニ
ル)−シクロヘキサン 4−(3−メチルペンチル)−1−(4−シアノフェニ
ル)−シクロヘキサン m、p、27°C1c、p、−
4°C 4−(2−エチルヘキシル)−1−(4−77/フエニ
ル)−シクロヘキサン m、 p、 26 ’C1C,
I)、−21°C 4−(1−メチルヘプチル)−1−(4−シアノフェニ
ル)−シクロヘキサン m、 p、 27°C1c、p
、 −6°C 以下の例は一般式(A)で示される化合物を使用する液
晶組成物に関するものである。
例  1 4−n−ベンチルー1−(4−シアノフェニル)−シク
ロヘキサン40重量部%4”−ヘプテ/L、−1(4−
シアノフェニル)−シクロヘキサン5重量部及び4−n
−ブチルオキシ=1−(4−シアノフェニル)−シクロ
ヘキサン35重量部からなる混合物は正の誘電異方性(
Δε〜10)を示す。プレート距離が10ミクロンであ
る、ねじれネマチックセル中のこの誘電体は、交差偏光
子間で明るく透明であるが、1.5vの電圧をかけると
電極間部位は暗く見える。
例  2 4−n−ベンチルー1−(4−シアノフェニル)−シク
ロヘキサン37.5iti部、 4− n −ヘプチル
−1−(、i−シアノフェニル)−シクロヘキサン5重
量部、4−n−ブチルオキシ−1−(4−シアノフェニ
ル)−シクロヘキサン31重量部、コレステロール啄う
ルゴネ−ト3 重”ft部及び4−N、N−、)エチル
アミノフェニル−アゾ−(5−二トロ)−チアゾール0
.5重量部からなる混合物は、プレート距離が15ミク
ロンである液晶セル中の誘電体としては平面−コレステ
リツク配向をとり、濃青色を示す。このセルの向いあっ
た透明電極に”OV/ 50 Hzの交流電圧をかける
と、これらの電極間に存在する誘電体の部分が透明に見
える。
例  3 4−n−プロピル−1−(4−シアノフェニル)−シク
ロヘキサン29 ’M t 部、4 n  Oメチル−
1−(4−シアノフェニル)−シクロヘキサン41重量
部及び4−n−へブチル−1−(4−シアノフェニル)
−シクロヘキサン3Oit t 部からなる混合物は、
−5°C〜+51°Cの温度範囲でネマチックフェイズ
を示し、誘電異方性は+ 10.1、加°Cに於ける粘
度は21 Cpである。
例  4 4−n−オクチルオキシ−47−ジアノビフェニル30
重量部、4−n−プロピル−1−(4−シアノフェニル
)−シクロヘキサン21 fi 置部、4−n−ベンチ
ル−1−(4−シアノフェニル)−ンクロヘキサン路重
量部及び4−n−へブチル−1−(4−シアノフェニル
)−シクロヘキサン21重量部からなる混合物は、−7
°C〜+56°Cの温度範囲でネマチックフェイズを示
し、誘電異方性は+11.3、冗°Cに於ける粘度は2
9Cpである。

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 ) (式中R^3は12個までの炭素原子を有するアルキル
    基である)で示される4−〔4−(R^3)−シクロヘ
    キシル〕−安息香酸化合物。
  2. (2)式 I ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中R^3は12個までの炭素原子を有するアルキル
    基である)で示される4−〔4−(R^3)−シクロヘ
    キシル〕−安息香酸化合物の製造方法であって、相当す
    る4−〔4−(R^3)−シクロヘキシル〕−アセトフ
    ェノン化合物を次亜塩素酸ナトリウムを用いて酸化する
    ことを特徴とする製造方法。
JP62033604A 1976-08-14 1987-02-18 新規な4−シクロヘキシル安息香酸化合物 Granted JPS6388156A (ja)

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