JPS58170733A - Liquid crystal ester compound - Google Patents

Abstract

NEW MATERIAL:The compound of formula I (the group of formula II is formula IIIor formula IV; R1 and R2 are 1-8C alkyl). EXAMPLE:trans-4-(trans-4'-Propylcyclohexyl)cyclohexylcarboxylic acid methyl ester. USE:A liquid crystal compound especially useful as a low-viscosity component of a liquid crystal composition for high time-sharing driving. It has low viscosity, excellent stability, high compatibility with other liquid crystal compounds, good response, especially short rise time, and small temperature dependency of driving voltage, and is useful as an electro-optical displaying material. PROCESS:The compound of formula I can be prepared by refluxing 4-(trans-4'- alkylcyclohexyl)benzoic acid or trans-4-(trans-4'-alkylcyclohexyl)-cyclohexanecarboxylic acid in an alkyl alcohol in the presence of a small amount of concentrated sulfuric acid.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気光学的表示材料として有用な新規の液晶化
合物に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to novel liquid crystal compounds useful as electro-optic display materials.

現在表示素子として広く用いられているのはネマチック
液晶である。これら表示の方法を原理方法で大別すると
Ｔｌｉ型（ねじれネマデック型）Ｄ８型（動的散乱型）
、ＤＡＰ型（電界制御複屈折量）、ＰＣ屋（コレステリ
ックーネマデック相転移８１１）％二色性色素を用いた
Ｇ）１型（ゲスト・ホスト型）などが代表的なものであ
る。Nematic liquid crystals are currently widely used as display elements. These display methods can be roughly divided into principle methods: Tli type (twisted nemadec type) and D8 type (dynamic scattering type).
Typical examples include the DAP type (electric field controlled birefringence), the PC type (cholesteric-nemadec phase transition 811)% G) type 1 (guest-host type) using a dichroic dye.

スメクチック液晶は、これ迄実用上広く用いられる事は
なかったが、ネマチック液晶との相容性次第ではネマチ
ック液晶に添加し、その特性を向上させる事が出来、更
に近年は、熱書き込み方式のマトリックス表示により大
容量の情報が表示可能となり実用化が急がれており、又
、ＴＮ型よりも早い応答性能を有する表示方法の開発が
盛んになっている。これら表示素子に使用される液晶材
料は現在の所、単独の化合物ではその＃＃特性即ち液晶
温度範囲、動作電圧、応答性能等で実用的な使用に耐え
るものはなく、数種類、場合によっては２０種１ｓ程度
の液晶化合物を混合して実用に耐えるものを得て居るの
が現状である。特に最近は液晶表示素子は自゛動車轡に
も使用される様になり、より広い温［１１囲で使用でき
るもの、又低温での応答適度の早いものが求められて来
ている。この様な液晶組成物を構成するためには、その
成分として、高温液晶化合物（液晶温度の上限が高いも
の）と低粘度の液晶化合物が不可欠である。通常、前者
の液晶化合物は本質的に粘度が高く、又、後者の低粘度
液晶化合物は充分満足できる程粘度が低くなく、その上
液晶温度範囲が低い方にあって組成物全体の液晶温度範
囲を下げる様な働きをするため、その添加量も限られる
。従って、より低粘廖で、かつ、なるべく液晶温度範囲
の嵩い化合物がのぞまれている：、。本発明の目的は、
この様な目的に使用される低粘度液晶成分として有用な
化合物を提供することにある。Until now, smectic liquid crystals have not been widely used in practice, but depending on their compatibility with nematic liquid crystals, they can be added to nematic liquid crystals to improve their properties. Displays can display a large amount of information, and there is an urgent need to put them into practical use, and there is active development of display methods that have faster response performance than the TN type. Currently, there are no single compounds of liquid crystal materials used in these display elements that can withstand practical use in terms of characteristics such as liquid crystal temperature range, operating voltage, response performance, etc.; At present, liquid crystal compounds of about 1 s are mixed to obtain products that can withstand practical use. Particularly recently, liquid crystal display elements have come to be used in automobiles, and there is a demand for devices that can be used over a wider range of temperatures (11 degrees Celsius) and ones that have a moderately fast response at low temperatures. In order to constitute such a liquid crystal composition, a high temperature liquid crystal compound (one with a high upper limit of liquid crystal temperature) and a low viscosity liquid crystal compound are essential as its components. Usually, the former liquid crystal compound inherently has a high viscosity, and the latter low viscosity liquid crystal compound does not have a sufficiently low viscosity, and furthermore, the liquid crystal temperature range is on the lower side of the liquid crystal temperature range of the entire composition. Because it acts to lower Therefore, a bulky compound with lower viscosity and preferably a liquid crystal temperature range is desired. The purpose of the present invention is to
The object of the present invention is to provide a compound useful as a low-viscosity liquid crystal component used for such purposes.

即ち、本発明は一般式 ％式％（１） （上式に於て−（）は舎又はＱであ り、Ｒ１％　Ｒ１はいずれも炭素数１〜８のアルキル基
を示す） で表わされる液晶化合物である。That is, the present invention provides a liquid crystal represented by the general formula % (1) (in the above formula, -() is a symbol or Q, and each R1 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms). It is a compound.

本発明の（１１式の化合物は液晶温度範囲が広く、低粘
度で、安定性にすぐれた新規な液晶化合物である。この
化合物単独でば実用的に使用できないが、他の液晶化合
物との相溶性にすぐれているので例えばビフェニル系、
エステル系、アゾキシ系、シクロヘキサンカルボン酸エ
ステル系、フェニルシクロヘキサン系、フェニルピリミ
ジン系、フェニルメタジオキサン系などの液晶と混合し
て使用する。又：（０式の化合物は応答時性、轡に急峻
性（電圧立上り特性が鋭いこと）が夷好で、駆動電圧の
温度依存性の小さいことから高時分ｌ１１１′駆動用の
液晶組成物の構成成分としても有用なものである。（り
式の化合物は次の様な工程により製造することができる
。The compound (formula 11) of the present invention is a novel liquid crystal compound with a wide liquid crystal temperature range, low viscosity, and excellent stability.This compound cannot be used practically alone, but it can be used in combination with other liquid crystal compounds. For example, biphenyl type, as it has excellent solubility.
It is used in combination with ester-based, azoxy-based, cyclohexanecarboxylic acid ester-based, phenylcyclohexane-based, phenylpyrimidine-based, and phenylmetadioxane-based liquid crystals. Also: (The compound of formula 0 has good response time and steepness (sharp voltage rise characteristics), and has small temperature dependence of driving voltage, so it is suitable for use as a liquid crystal composition for long-time l111' driving. It is also useful as a constituent component. (The compound of the formula can be produced by the following steps.

まず、べΣとがイコトのもの、即ちト（トランス−４′
−アルキルシクロへキシル）　安息１１酸のアルキルエ
ステルは既知の方法で製造された４−（）ランス−４′
−アルキルンクロヘキシル）安息香酸なアルキルアルコ
ール中で少量の―硫スー４′−アルキルシクロヘキＶル
）シクロヘキサンカルボン酸のアルキルエステルの場合
は、同様にしてトランス−４−（トランス−４′−アル
キルシクロへキシル）シクロヘキサンカルボン酸をアル
キルアルコール中で少量の濃硫酸と還流することにより
得られる。First, be Σ is equal to Ikoto, that is, t(trans-4'
-alkylcyclohexyl) alkyl esters of benzoic acid are 4-() lance-4' prepared by known methods.
In the case of a small amount of alkyl ester of -sulfur-4'-alkylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid in an alkyl alcohol such as trans-4-(trans-4'-alkylcyclohexyl)benzoic acid, Hexyl)cyclohexanecarboxylic acid is obtained by refluxing it with a small amount of concentrated sulfuric acid in an alkyl alcohol.

以下実施例により本発明の化合物の製造法及び性質、更
に液晶材料としての使用の詳細を説明する。The details of the production method and properties of the compound of the present invention, as well as its use as a liquid crystal material, will be explained below with reference to Examples.

実施例１ 〔トランス−４−（トランス−１′−フロビルシクロヘ
キシル）シクロへキチンカルボン鹸メチルエステルの製
造〕 トランス−４−（）ランス−４／−フロビルシクロヘキ
シル）シクロヘキサンカルボン酸６８．２ｆ　（０，２
７モル）にメチルアルコール２０〇−と濃硫酸１５−を
加え加温し４時間還流する。Example 1 [Production of trans-4-(trans-1'-furobylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid methyl ester] trans-4-()trans-4/-furobylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid 68.2f ( 0,2
7 mol) of methyl alcohol and 15% of concentrated sulfuric acid were added, heated, and refluxed for 4 hours.

のち冷却し水２００−とトルエン１００ｗｔを加え、分
岐漏斗に移す。トルエン層を１００−の水で３回水洗し
トルエンを留去する。残留物にニブルアルコール４０−
を加え再結晶しｒ別、乾燥することによって目的のトラ
ンス−４−（トランス−４′−プロピルシクロへキシル
）シクロへキチンカルボン鹸メチルエステル６５１が祷
られた。収率９ｏ、２−０ この物の融点（Ｃ−Ｎ点）は３４．２℃、透明点（Ｎ−
Ｉ点）は６２．８℃であった。又この化合物の元素分析
値は次の如く針算潅とよく一致しＣ７ａ６１　　　　　
　７ａ６４ ＨＩＬ３０　　　　　　　１１３５ 実施例２ 実施例１に於けるトランス−４−（トランス−４′−プ
ロビルシクロヘキシル）シクロへキチンカルボン酸の代
りに、トランス−４−（トランス−４′−メチルシクロ
ヘキシル）シクロヘキサンカルボン酸、トランス−４−
（トランス−４′−エチルシクロヘキシル）シクロヘキ
サンカルボン酸、トランス−４−（トランス−４′、−
ブチルシクロへキシル）シクロヘキサンカルボン酸、ト
ランス−４−（トランス−４′−ペンチルシクロヘキシ
ル）シクロヘキサンカルボン酸、トランス一番−（トラ
ンス−４′−へキシルＶりロヘキシル）シクロヘキサン
カルボン酸又はトランス−４−（）２ンスー４′−へブ
チルシクロへキシル）シクロヘキサンカルボン酸な用い
、又、メチルアルコールの代りにエチルアルコール、プ
ロピルアルコール、ブチルアルコールもペンチルアルコ
ール、へキシルアルコール、ヘプチルアルコール等とそ
れぞれ反応する事によって得られた（夏）式の化合物の
物性を第１表に、第１・表 実施例１０ （４−（）ランス−４′−ペンチルシクロヘキシル）安
息香酸メチルエステルの製造〕４−（）ランス−４′−
ペンチルシクロへキシル）安息香酸１３，８　Ｆ　（０
，０５モル）にメチルアルコール５０−と濃硫酸番−を
加え、加温し４時間還流する。冷却後、水２０−とトル
エン３０−を加え分液漏斗に移す。トルエン層を２０−
の水で３回洗浄し、トルエンを留去量る残留物をエチル
アルコールから再結晶しｒ別。After cooling, add 200 g of water and 100 wt of toluene, and transfer to a branch funnel. The toluene layer was washed three times with 100-g water and the toluene was distilled off. Nibble alcohol 40-
The desired product, trans-4-(trans-4'-propylcyclohexyl)cyclohexyl methyl ester 651, was obtained by recrystallization, separation, and drying. Yield 9o, 2-0 The melting point (C-N point) of this product is 34.2°C, the clearing point (N-
Point I) was 62.8°C. In addition, the elemental analysis value of this compound is in good agreement with the calculation, as shown below, and is C7a61.
7a64 HIL30 1135 Example 2 Trans-4-(trans-4'-propylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid in Example 1 was replaced with trans-4-(trans-4'-methylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid. acid, trans-4-
(trans-4'-ethylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid, trans-4-(trans-4', -
butylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid, trans-4-(trans-4'-pentylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid, trans-ichiban-(trans-4'-hexylV-lylohexyl)cyclohexanecarboxylic acid or trans-4-( )2-4'-hebutylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid, and ethyl alcohol, propyl alcohol, butyl alcohol can also be obtained by reacting with pentyl alcohol, hexyl alcohol, heptyl alcohol, etc. instead of methyl alcohol. The physical properties of the compound of formula (Natsu) obtained are shown in Table 1. ′−
Pentylcyclohexyl)benzoic acid 13,8 F (0
, 05 mol) were added with 50% methyl alcohol and concentrated sulfuric acid, heated and refluxed for 4 hours. After cooling, add 20 mm of water and 30 mm of toluene and transfer to a separatory funnel. The toluene layer is 20-
The mixture was washed three times with water, and the toluene was distilled off. The residue was recrystallized from ethyl alcohol and separated.

乾燥することによって目的の４−（４−）ランス−４−
ペンチルシクロヘキシル＞　安息香酸メチルエステル１
２．１　Ｆを得た。収率８３．６　噂。By drying the desired 4-(4-) lance-4-
Pentylcyclohexyl> Benzoic acid methyl ester 1
2.1 F was obtained. Yield 83.6 Rumor.

この物の融点（Ｃ−Ｉ点）は５４．２℃、又トランス一
番−ペンテル−１−（４−シアノフェニル）シクロヘキ
サンとの温金物にして測定し外挿される（Ｎ−１点）は
４８℃であった。この化合物の元素分析値は、次の如く
計算値とよく一致した。The melting point (C-I point) of this product is 54.2°C, and the extrapolated value (N-1 point) is The temperature was 48°C. The elemental analysis values of this compound were in good agreement with the calculated values as shown below.

実測値ｅｌｌｌ　　　計算値Ｓ）　（Ｃｎ　ＨｎＯｚと
して）ｅ　　　７ＱＩＯ７Ｑ１２ ＨＱ７１５　　　　　　　　　　鼠７日実施例１１ 実施例１０に於ける４−（トランス−４′−ペンチルシ
クロヘキシル）安卑香酸の代りに４−（トランス−４′
−メチルシクロヘキシル）安息香酸、番−（トランス−
４′−エチルシクロヘキシル）安息香酸、４−（）ラン
ス−４′−プロピルシクロヘキシル）安息香酸、４−（
）ランス−４′−ブチルシクロへキシル）安息香酸、４
−（トランス−４′−へキシルシクロヘキシル）安息香
酸又は４−（トランス−４′−へプチルシクロヘキンル
）安息香酸を用い、又メチルアルコールの代りにエチル
アルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、
ペンチルアルコール、ヘキシルアルコール又はへブチル
アルコールとそれぞれ反応する事によって得られた（１
）式の化合物の物性を第２表に実施例１１の結果と共に
示す。Actual value ell Calculated value S) (as Cn HnOz) e 7QIO7Q12 HQ715 Rat 7 days Example 11 4-(trans-4'-pentylcyclohexyl)benzoic acid in Example 10 was replaced with 4-(trans- 4′
-methylcyclohexyl)benzoic acid, trans-
4'-Ethylcyclohexyl)benzoic acid, 4-() lance-4'-propylcyclohexyl)benzoic acid, 4-(
) lance-4'-butylcyclohexyl) benzoic acid, 4
-(trans-4'-hexylcyclohexyl)benzoic acid or 4-(trans-4'-heptylcyclohexyl)benzoic acid, and instead of methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, butyl alcohol,
Obtained by reacting with pentyl alcohol, hexyl alcohol or hebutyl alcohol (1
) The physical properties of the compound of the formula are shown in Table 2 together with the results of Example 11.

実施例５ Ｃ３Ｈ７電３〉イコＳＮ　　　２１８１１（重量、以下
同じ）Ｃ＠　Ｈｌ　１　ＭΣＣＮ２８部 Ｃ，Ｈｌ、　−く３下＝：〉−一くζ＝二＞ＣＮ　　　
２１　、＠からなる液晶組成物のネマチック液晶温度範
囲（ＭＲ）は−３〜５２．５℃、２０℃に於ける粘ｔ　
ｖ意ｏは２３ｃｐ・誘電率異方性Δｇは１１．３（１１
１＝　１６，２、Ｃ工＝４．９＞光学的異方性Δｎは０
．１２０であった。これをセル厚１０声のＴＮセルに封
入した際のしきい電圧１．＋　Ｖ　、飽和電圧は２．２
ｖであった。この組成物に本発明の化合物の一つである
実施例６の化合物１５部及び実施例８の化合物１５部を
加えた液晶組成物のＭ）Ｌは−３〜５３．３℃、η２０
は２０，５ｃｐｓΔ　−は　７．９　　（ｇ１１４１２
．５　　、　Ｃ工＝ａ、６）、Δｎは０．０９６であり
上記と同じセルに封入した際のしきい電圧は１．６ｉ５
Ｖ、飽和電圧は２．２Ｖであった。又、急峻性、即ち飽
和電圧／しきい電圧を本発明の化合物の添加前後で比較
すると−１，４７から１．３３に向上した。Example 5 C3H7 Electric 3〉IcoSN 21811 (Weight, same below) C@Hl 1 MΣCN28 part C, Hl, -ku3 lower=:〉-ichikuζ=2>CN
The nematic liquid crystal temperature range (MR) of the liquid crystal composition consisting of
vo is 23 cp and dielectric anisotropy Δg is 11.3 (11
1=16,2, C=4.9>optical anisotropy Δn is 0
．． It was 120. When this is sealed in a TN cell with a cell thickness of 10 tones, the threshold voltage is 1. + V, saturation voltage is 2.2
It was v. M)L of the liquid crystal composition obtained by adding 15 parts of the compound of Example 6 and 15 parts of the compound of Example 8, which are one of the compounds of the present invention, to this composition is -3 to 53.3°C, η20
is 20,5 cpsΔ - is 7.9 (g11412
．． 5, C = a, 6), Δn is 0.096, and the threshold voltage when sealed in the same cell as above is 1.6i5
V, the saturation voltage was 2.2V. Further, when comparing the steepness, that is, the saturation voltage/threshold voltage before and after adding the compound of the present invention, it improved from -1.47 to 1.33.

以上that's all

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）一般式 数１〜８のアルキル基を示す） で表わされる液晶化合物。(1) General formula (represents an alkyl group of numbers 1 to 8) A liquid crystal compound represented by （２）一般式 ％式％ 数１〜８のアルキル基な示す） で表わされる液晶化合物を少くとも１種含有することを
待機とする液晶組成物。(2) A liquid crystal composition containing at least one liquid crystal compound represented by the general formula %.