JP3170808B2 - Disiloxane liquid crystal compound - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はジシロキサン構造を有す
る液晶化合物、および該化合物を有効成分として含有す
る液晶組成物に関する。The present invention relates to a liquid crystal compound having a disiloxane structure and a liquid crystal composition containing the compound as an active ingredient.

【０００２】[0002]

【従来の技術】液晶を利用した表示素子は、時計、電卓
等に広く使用されている。これらの液晶表示素子は液晶
物質の光学異方性および誘電異方性を利用したものであ
る。液晶相にはネマチック液晶相、スメクチック液晶
相、コレステリック液晶相があり、そのうちネマチック
液晶相を利用したものが最も広く実用化されている。2. Description of the Related Art Display elements utilizing liquid crystals are widely used in watches, calculators, and the like. These liquid crystal display devices utilize the optical anisotropy and the dielectric anisotropy of a liquid crystal material. The liquid crystal phase includes a nematic liquid crystal phase, a smectic liquid crystal phase, and a cholesteric liquid crystal phase. Among them, a liquid crystal phase using the nematic liquid crystal phase is most widely used.

【０００３】それらには、液晶表示に応用されている電
気光学効果に対応して、ＴＮ（ねじれネマチック）型、
ＤＳ（動的散乱）型、ゲスト・ホスト型、ＤＡＰ型等の
表示素子がある。There are TN (twisted nematic) types corresponding to the electro-optic effect applied to liquid crystal displays.
There are display elements of a DS (dynamic scattering) type, a guest-host type, a DAP type, and the like.

【０００４】それぞれに使用される液晶物質は自然界の
なるべく広い温度範囲で液晶相を示すものが望ましい。
現在のところ、単一の液晶物質でそのような条件をみた
す物質はなく、数種の液晶物質、またはさらに非液晶物
質を混合して実用に供している。これらの物質は、また
水分、光、熱、空気等に対して安定であることを要求さ
れている。It is desirable that the liquid crystal material used in each case exhibits a liquid crystal phase in a temperature range as wide as possible in nature.
At present, no single liquid crystal material satisfies such conditions, and several liquid crystal materials or non-liquid crystal materials are mixed for practical use. These materials are also required to be stable to moisture, light, heat, air and the like.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前記のような液晶混合
物、すなわち液晶組成物は低温から高温まで、ネマチッ
ク液晶温度範囲を有することが望まれる。It is desired that the above liquid crystal mixture, that is, the liquid crystal composition has a nematic liquid crystal temperature range from a low temperature to a high temperature.

【０００６】本発明の目的は、広い温度範囲で液晶相を
示し、また他の液晶混合物あるいは液晶混合物と非液晶
物質との混合物に少量混合して、もとの液晶混合物の粘
度をそれ程高めることなく、液晶温度範囲を拡大する新
規の液晶化合物および該化合物を含有する液晶組成物を
提供することである。It is an object of the present invention to exhibit a liquid crystal phase in a wide temperature range, and to increase the viscosity of the original liquid crystal mixture by mixing a small amount with another liquid crystal mixture or a mixture of a liquid crystal mixture and a non-liquid crystal substance. Another object of the present invention is to provide a novel liquid crystal compound which extends the liquid crystal temperature range and a liquid crystal composition containing the compound.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決するため鋭意研究を行った。その結果、ジシロキサン
構造を有するエステルの誘導体が約１５０℃から２７０
℃程度まで液晶相を示し、また他の液晶組成物に少量加
えることにより、液晶組成物のＮ−Ｉ点を上昇させるこ
とができることを見い出し、本発明を完成した。Means for Solving the Problems The present inventor has made intensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, the derivative of the ester having a disiloxane structure is changed from about 150 ° C. to 270 ° C.
It has been found that the liquid crystal phase exhibits a liquid crystal phase up to about ° C, and that the NI point of the liquid crystal composition can be increased by adding a small amount to another liquid crystal composition, thereby completing the present invention.

【０００８】すなわち本発明は、下記一般式で表され
るジシロキサン液晶化合物および該化合物を有効成分と
して含有する液晶組成物により構成される。That is, the present invention comprises a disiloxane liquid crystal compound represented by the following general formula and a liquid crystal composition containing the compound as an active ingredient.

【０００９】[0009]

【化２】 （但し、式において、Ｒは炭素数１〜１５の直鎖状ま
たは枝分かれ状のアルキル基またはアルコキシ基、ｍは
３〜１０の整数を示す。）Embedded image (In the formula, R represents a linear or branched alkyl group or alkoxy group having 1 to 15 carbon atoms, and m represents an integer of 3 to 10.)

【００１０】本発明の化合物の製造方法としては、例え
ば下記反応式によって示される反応によって製造し得
る。The compound of the present invention can be produced, for example, by a reaction represented by the following reaction formula.

【００１１】[0011]

【数１】 または(Equation 1) Or

【数２】 (Equation 2)

【００１２】[0012]

【化３】 Embedded image

【００１３】[0013]

【化４】 Embedded image

【００１４】[0014]

【化５】 Embedded image

【００１５】[0015]

【化６】 Embedded image

【００１６】すなわち、ピリジンの存在下、特開平２−
１８０８９０号に記載の１，３−ビス（４−塩化カルボ
ニルフェニルオキシアルキル）−１，１，３，３−テト
ラメチルシロキサンと２倍モルの２−フルオロ−４−
（３−アルキル−５−ピリミジル）フェノールを反応さ
せるか、または特開平２−２１２４７７号に記載のω−
アルケニルオキシ安息香酸２−フルオロ−４−（３−ア
ルキル−５−ピリミジル）フェニルエステルと１，１，
３，３−テトラメチルシロキサンを白金触媒の作用下に
反応させることによって製造することができる。That is, in the presence of pyridine,
No. 180890, 1,3-bis (4-carbonylphenyloxyalkyl chloride) -1,1,3,3-tetramethylsiloxane and a 2-fold molar amount of 2-fluoro-4-
(3-alkyl-5-pyrimidyl) phenol is reacted, or ω- described in JP-A-2-212577.
Alkenyloxybenzoic acid 2-fluoro-4- (3-alkyl-5-pyrimidyl) phenyl ester and 1,1,
It can be produced by reacting 3,3-tetramethylsiloxane under the action of a platinum catalyst.

【００１７】また、本発明の液晶組成物は、前記式に
示す本発明の化合物を少なくとも一成分含有することを
特徴とする。本発明の液晶組成物の成分にできる本発明
の化合物以外の他の成分としては、例えばエステル系、
シッフ塩基系、ビフェニル系、フェニルシクロヘキサン
系、複素環系等の化合物をあげることができる。Further, the liquid crystal composition of the present invention is characterized by containing at least one component of the compound of the present invention represented by the above formula. Other components other than the compound of the present invention that can be used as components of the liquid crystal composition of the present invention include, for example, ester compounds,
Examples thereof include Schiff base compounds, biphenyl compounds, phenylcyclohexane compounds, and heterocyclic compounds.

【００１８】本発明の化合物は広い温度範囲でネマチッ
ク液晶相を示し、かつ液晶から液体になる温度（Ｎ−Ｉ
点）が高い。また液晶組成物に少量添加することによ
り、液晶組成物の液晶−液体点（Ｎ−Ｉ点）を上昇させ
ることができ、また粘度をそれ程高くしない。The compound of the present invention exhibits a nematic liquid crystal phase in a wide temperature range, and has a temperature at which a liquid crystal is converted to a liquid (NI).
Point) is high. Also, by adding a small amount to the liquid crystal composition, the liquid crystal-liquid point (NI point) of the liquid crystal composition can be increased, and the viscosity is not so high.

【００１９】本発明の化合物は、多くの液晶化合物、す
なわち、エステル系、シッフ塩基系、ビフェニル系、フ
ェニルシクロヘキサン系、複素環系等との相溶性がよ
く、本発明の化合物を液晶化合物に少量添加することに
よって△ｎ（≡ｎ‖−ｎ⊥、すなわち液晶軸方向に平行
な屈折率と直角な屈折率との差）を大きくすることがで
きる。The compound of the present invention has good compatibility with many liquid crystal compounds, that is, ester type, Schiff base type, biphenyl type, phenylcyclohexane type, heterocyclic type and the like. By adding, it is possible to increase {n ({n} -n}, that is, the difference between the refractive index parallel to the liquid crystal axis direction and the refractive index perpendicular to the liquid crystal axis direction).

【００２０】[0020]

【実施例】以下実施例によって、本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はこの実施例によって何等限定され
るものではない。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

【００２１】（実施例１）１，３−ビス｛４−［２−フ
ルオロ−４−（５−ブチル−２−ピリミジル）フェニル
オキシカルボニルフェノキシ］プロピル｝−１，１，
３，３−テトラメチルシロキサンの製造 （式において、ｍ＝３、Ｒ＝Ｃ₄Ｈ₉−）：１，３−ビ
ス（４−塩化カルボニルフェニルオキシプロピル）−
１，１，３，３−テトラメチルシロキサン５．３ｇ
（０．０１モル）をトルエン５０mlに溶解し、これを２
−フルオロ−４−（５−ブチル−２−ピリミジル）フェ
ノール５．４ｇ（０．０２２モル）をピリジン１０mlと
トルエン５００mlに溶かしたものに加えよく攪拌した。
得られた液を一晩放置した後、水５００ml中に注ぎ、ト
ルエン１００mlを加えて抽出処理した後トルエン層を２
Ｎ苛性ソーダ水溶液で洗浄し、次いで中性になるまで水
洗した。水洗後のトルエン層を無水硫酸ナトリウムで乾
燥後減圧下でトルエンを留去し、残った油状物に対し活
性アルミナのカラムを用いてトルエン溶媒でクロマト処
理を行った。溶出したトルエン溶液を減圧にしてトルエ
ンを留去し、残った固形物をアセトンで再結晶処理して
目的とする１，３−ビス｛４−［２−フルオロ−４−
（５−ブチル−２−ピリミジル）フェニルオキシカルボ
ニルフェノキシ］プロピル｝−１，１，３，３−テトラ
メチルシロキサンを得た。収量は２．２ｇ（収率２４
％）であった。結晶−ネマチック相転移温度は１４４
℃、ネマチック相−等方性液体転移温度（Ｎ−Ｉ点）は
２７０℃であった。Example 1 1,3-bis {4- [2-fluoro-4- (5-butyl-2-pyrimidyl) phenyloxycarbonylphenoxy] propyl} -1,1,
(In the formula, m = 3, R = C 4 H 9 -) preparation of 3,3-tetramethylsiloxane: 1,3-bis (4-carbonyl chloride phenyloxy propyl) -
5.3 g of 1,1,3,3-tetramethylsiloxane
(0.01 mol) was dissolved in 50 ml of toluene.
5.4 g (0.022 mol) of -fluoro-4- (5-butyl-2-pyrimidyl) phenol was dissolved in 10 ml of pyridine and 500 ml of toluene, and the mixture was stirred well.
The resulting solution was allowed to stand overnight, then poured into 500 ml of water, extracted with 100 ml of toluene, and extracted with
It was washed with an aqueous solution of N sodium hydroxide and then with water until neutral. After washing with water, the toluene layer was dried over anhydrous sodium sulfate, and toluene was distilled off under reduced pressure. The remaining oil was subjected to a chromatography treatment with a toluene solvent using an activated alumina column. The eluted toluene solution was depressurized to remove toluene, and the remaining solid was recrystallized with acetone to give the desired 1,3-bis {4- [2-fluoro-4-
(5-butyl-2-pyrimidyl) phenyloxycarbonylphenoxy] propyl} -1,1,3,3-tetramethylsiloxane was obtained. The yield was 2.2 g (yield 24
%)Met. The crystal-nematic phase transition temperature is 144
° C, the nematic phase-isotropic liquid transition temperature (NI point) was 270 ° C.

【００２２】なお、１，３−ビス（４−塩化カルボニル
フェニルオキシプロピル）−１，１，３，３−テトラメ
チルシロキサンの代わりに１，３−ビス（４−塩化カル
ボニルフェニルオキシアルキレン）−１，１，３，３−
テトラメチルシロキサンをまた２−フルオロ−４−（５
−ブチル−２−ピリミジル）フェノールの代わりに２−
フルオロ−４−（５−アルキル−２−ピリミジル）フェ
ノールを用いる以外は前記と同様にしてアルキレンおよ
びアルキル基の異なる種々のエステル化合物を製造する
ことができる。It should be noted that instead of 1,3-bis (4-carbonylphenyloxypropyl chloride) -1,1,3,3-tetramethylsiloxane, 1,3-bis (4-carbonylphenyloxyalkylene chloride) -1 , 1,3,3-
Tetramethylsiloxane is also used in 2-fluoro-4- (5
2-butyl-2-pyrimidyl) phenol instead of 2-
Various ester compounds having different alkylene and alkyl groups can be produced in the same manner as described above except that fluoro-4- (5-alkyl-2-pyrimidyl) phenol is used.

【００２３】（実施例２）応用例１ （Ａ） トランス−４−プロピル−（４−シアノフェニル）シクロヘキサン ３０重量％ トランス−４−ペンチル−（４−シアノフェニル）シクロヘキサン ４０重量％ トランス−４−ヘプチル−（４−シアノフェニル）シクロヘキサン ３０重量％ なる組成の液晶組成物（Ａ）のＮ−Ｉ点は５２．３℃、
△ε（≡ε‖−ε⊥、液晶軸方向に平行な誘電率と直角
な誘電率との差）は＋１０．７、２０℃における△ｎは
０．１１９、粘度は２１．７c.p.である。液晶セルとし
て、酸化ケイ素をコーティングし、ラビング処理した酸
化スズ透明電極を有する基板を対向させて組み立てた。
電極間距離が９μｍのものを用意し、前記の液晶混合物
（Ａ）を封入して、２０℃で、その特性を測定したとこ
ろ、しきい値電圧Ｖ_thは１．６０Ｖであった。Example 2 Application Example 1 (A) Trans-4-propyl- (4-cyanophenyl) cyclohexane 30% by weight trans-4-pentyl- (4-cyanophenyl) cyclohexane 40% by weight Trans-4- The NI point of the liquid crystal composition (A) having a composition of heptyl- (4-cyanophenyl) cyclohexane 30% by weight was 52.3 ° C.
Δε (Δε‖−ε⊥, the difference between the dielectric constant parallel to the liquid crystal axis direction and the dielectric constant perpendicular to the liquid crystal axis) is +10.7, Δn at 20 ° C. is 0.119, and the viscosity is 21.7 c.p. It is. As a liquid crystal cell, a substrate having a tin oxide transparent electrode coated with silicon oxide and subjected to rubbing treatment was assembled to face the liquid crystal cell.
A device having a distance between the electrodes of 9 μm was prepared, the liquid crystal mixture (A) was sealed therein, and its characteristics were measured at 20 ° C .. As a result, the threshold voltage V _th was 1.60 V.

【００２４】この液晶組成物（Ａ）９５重量％に本発明
の実施例１で製造した１，３−ビス｛４−［２−フルオ
ロ−４−（５−ブチル−２−ピリミジル）フェニルオキ
シカルボニルフェノキシ］プロピル｝−１，１，３，３
−テトラメチルシロキサン５重量％溶解した組成物のＮ
−Ｉ点は５９．５℃、誘電率異方性△ε＝（ε‖−ε
⊥）は＋９．５、屈折率異方性△ｎ＝（ｎ‖−ｎ⊥）は
０．１２１、粘度は２１．６c.p.、しきい値電圧Ｖ_thは
１．６５Ｖであった。このようにＮ−Ｉ点は上昇したに
もかかわらず、粘度もあまり変化せず△ｎは大きくなっ
た。95% by weight of the liquid crystal composition (A) was added to 1,3-bis {4- [2-fluoro-4- (5-butyl-2-pyrimidyl) phenyloxycarbonyl) prepared in Example 1 of the present invention. Phenoxy] propyl} -1,1,3,3
-N of the composition dissolved in 5% by weight of tetramethylsiloxane
−I point is 59.5 ° C., dielectric anisotropy △ ε = (ε‖−ε
⊥) was +9.5, the refractive index anisotropy △ n = (n‖−n⊥) was 0.121, the viscosity was 21.6 cp, and the threshold voltage V _th was 1.65 V. Although the NI point increased in this manner, the viscosity did not change much and Δn increased.

【００２５】[0025]

【発明の効果】本発明の化合物は、広い温度範囲でネマ
チック液晶相を示し、かつ高いＮ−Ｉ点を示し、液晶組
成物に少量添加することにより粘度を高めることなく液
晶組成物のＮ−Ｉ点を上昇させ、△ｎを大きくすること
ができる。また多くの液晶化合物、すなわちエステル
系、シッフ塩基系、ビフェニル系、フェニルシクロヘキ
サン系、複素環系等との相溶性が良好であり、本発明の
化合物を液晶組成物に少量添加することによって、粘度
をそれ程上昇させずに△ｎを大きくすることができる。
これらの化合物はＳＴＮ（スーパートウィステッドネマ
チック）型表示素子に有利に応用できる。実用上の効果
の大きい発明である。The compound of the present invention exhibits a nematic liquid crystal phase over a wide temperature range and a high NI point, and can be added to a liquid crystal composition in a small amount without increasing the viscosity of the liquid crystal composition without increasing the viscosity. By raising the point I, Δn can be increased. In addition, the compound has good compatibility with many liquid crystal compounds, that is, esters, Schiff bases, biphenyls, phenylcyclohexanes, and heterocyclics. Can be increased without significantly increasing the value of .DELTA.n.
These compounds can be advantageously applied to STN (Super Twisted Nematic) type display devices. This is an invention having a great practical effect.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 一般式で表されるジシロキサン液晶化
合物。 【化１】 （但し、式において、Ｒは炭素数１〜１５の直鎖状ま
たは枝分かれ状のアルキル基またはアルコキシ基、ｍは
３〜１０の整数を示す。）1. A disiloxane liquid crystal compound represented by a general formula. Embedded image (In the formula, R represents a linear or branched alkyl group or alkoxy group having 1 to 15 carbon atoms, and m represents an integer of 3 to 10.) 【請求項２】 請求項１記載のジシロキサン液晶化合物
を少なくとも一種類含有する液晶組成物。2. A liquid crystal composition comprising at least one kind of the disiloxane liquid crystal compound according to claim 1.