JPS59128367A - Cyanophenyl ester derivative - Google Patents

Abstract

NEW MATERIAL:The compound of formula I (R is 1-10C straight or branched- chain alkyl; n is 0 or 1). EXAMPLE:trans-4-(trans-4-Methoxymethylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid 4-cyanophenyl ester. USE:A liquid crystal composition. Since the compound exhibits nematic phase over a wide temperature range, it raises the N-I pont of a liquid crystal system at a small dose even if the system has low viscosity. PROCESS:The compound of formula I can be prepared by (1) reducing 4-(trans-4- alkoxymethylcyclohexyl)benzoic acid of formula II in isoamyl alcohol with metallic sodium, (2) reacting the resultant compound of formula III with thionyl chloride to obtain the acid chloride of formula IV, and (3) reacting the product with 4-cyanophenyl derivative of formula V in pyridine.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は広い液晶温度範囲をもつ、誘電異方性が正の液
晶物質及びそれらを含む液晶組成物に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to liquid crystal substances having a wide liquid crystal temperature range and positive dielectric anisotropy, and liquid crystal compositions containing them.

液晶表示素子は液晶物質の特性である光学異方性及び誘
電異方性を利用したものである。液晶表示素子にはＴＮ
（ねじれネマチック）型、ＤＳ（動的散乱）型、ゲスト
・ホスト型、ＤＡＰ型など種々の方式のものがアシ、そ
れぞれの方式により使用される液晶物質に要求される特
性は異る。しかしいずれの方式に於ても液晶物質は水分
、熱、空気、光などに安定であることが必要であり、又
出来るだ′け広い温度範囲で液晶相を示す物質が望まし
い。しかし現在のところ単一の化合物ではこの様な条件
をみたす様なものはなく、数種の液晶物質を混合したも
のを使用しているのが現状であス。最近になつて特に低
温（−２０°Ｃ位）から高温（８０〜９０°Ｃ）で作動
する表示装置が要求される様になって来たが、従来知ら
れている様な化合物だけの組み合わせではその様な要求
をみたすことが困難であった。Liquid crystal display elements utilize optical anisotropy and dielectric anisotropy, which are characteristics of liquid crystal materials. TN for liquid crystal display element
There are various types such as (twisted nematic) type, DS (dynamic scattering) type, guest-host type, and DAP type, and the properties required of the liquid crystal material used for each type are different. However, in either method, the liquid crystal material must be stable against moisture, heat, air, light, etc., and it is desirable that the material exhibits a liquid crystal phase over as wide a temperature range as possible. However, at present, there is no single compound that satisfies these conditions, and currently a mixture of several types of liquid crystal substances is used. Recently, there has been a demand for display devices that operate from low temperatures (approximately -20°C) to high temperatures (80 to 90°C), but only combinations of conventionally known compounds have been required. It was difficult to meet such demands.

本発明の化合物はこの様な要求をみたすべく考えられた
ものである。The compounds of the present invention were designed to meet these demands.

即ち、本発明は一般式 （上式中Ｒは炭素数１〜１０の直鎖又は分岐アルキル基
を示し、ｎ１ｄＯ又は１を示す）テ表ワサレルトランス
−４−（トランス−４−アルコキシメチルシクロヘキシ
ル）シクロヘキサンカルボン酸−４−シアノフェニルエ
ステル銹導体である。That is, the present invention relates to the general formula (in the above formula, R represents a straight chain or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and represents n1dO or 1). ) Cyclohexanecarboxylic acid-4-cyanophenyl ester rust conductor.

本発明の化合物は高温領域で広い液晶温度範囲を持つ。The compound of the present invention has a wide liquid crystal temperature range in the high temperature region.

例えばトランス−４−（トランス−４−メトキシメチル
シクロヘキシル）−シクロヘキサンカルボン酸−４−シ
アノフェニルエステルのＣ−Ｎ点は９９．７〜１０２．
２℃、Ｎ−Ｉ点は２８８．８°Ｃのように高い温度まで
、広い温度範囲でネマチック相を示すので、他の液晶系
にこの化合物を少量添加するだけでそれ程粘度をあげず
にＮ−Ｉ点を上げることができる。For example, the C-N point of trans-4-(trans-4-methoxymethylcyclohexyl)-cyclohexanecarboxylic acid-4-cyanophenyl ester is 99.7 to 102.
Since it shows a nematic phase over a wide temperature range, up to temperatures as high as 2°C and N-I point of 288.8°C, adding a small amount of this compound to other liquid crystal systems can produce N without increasing the viscosity. -You can raise your I points.

つぎに本発明の化合物の製造法について述べる。まず既
知の方法で製造された４−（トランス−４−アルコキシ
メチルシクロヘキシル）安息香酸をイソアミルアルコー
ル溶媒中、金属ナトリウムの作用で還元してトランス−
４−（トランス−４−アルコキシメチルシクロヘキシル
）シクロヘキサンカルボン酸とする。これと塩化チオニ
ルを反応させて酸塩化物とし、ついで４−シアンフェノ
ール誘導体をピリジン中で作用させると目的のトランス
−４−（トランス−４−アルコキシメチルシクロヘキシ
ル）シクロヘキサンカルボン酸−４−シアノフェニルエ
ステルが得られる。Next, a method for producing the compound of the present invention will be described. First, 4-(trans-4-alkoxymethylcyclohexyl)benzoic acid produced by a known method is reduced by the action of metallic sodium in an isoamyl alcohol solvent to trans-
4-(trans-4-alkoxymethylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid. This is reacted with thionyl chloride to form an acid chloride, and then a 4-cyanphenol derivative is reacted in pyridine to obtain the desired trans-4-(trans-4-alkoxymethylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid-4-cyanophenyl ester. is obtained.

以上を化学式で示すと （１） （上式中Ｒ＋　ｎは前記に同じ） 以下実施例によシ本発明を更に詳細に説明する。If the above is expressed as a chemical formula, (1) (R+n in the above formula is the same as above) The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below.

実施例１〔トランス−４−（トランス−４−メトキシメ
チルシクロヘキシル）シクロヘキサンカルボンｅ−４−
シアノフェニルエステルの製造〕 （１）トランス−４−（トランス−４−メトキシメチル
シクロヘキシル）シクロヘキサンカルボン酸の製造 ４−（）ランス−４−メトキシメチルシクロヘキシル）
安息香酸１０１ｆイソアミルアルコール２５００　ｍｌ
と共にかくはんし、９０’Ｃまで加熱する。金属ナトリ
ウム８ｏダを加えると激しく反応しはじめる。そのまま
還流をつづけながら８時間で金属ナトリウムを更に１２
０２加えると反応液はしだいに均一になる。反応終了後
、放冷して１００°Ｃにする。次に水を加えながらイン
アミルアルコールを留去する。水は２０００　ｔｅｌ加
えた。次いで６Ｎ塩酸を２１加え完全に酸性にする。析
出した沈澱を沖過、水洗し、よく乾燥してつぎの反応に
用いた。Example 1 [trans-4-(trans-4-methoxymethylcyclohexyl)cyclohexanecarbone-4-
Production of cyanophenyl ester] (1) Production of trans-4-(trans-4-methoxymethylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid 4-()trans-4-methoxymethylcyclohexyl)
Benzoic acid 101f isoamyl alcohol 2500 ml
Stir together and heat to 90'C. When 80 da of metallic sodium is added, a violent reaction begins. While continuing to reflux, an additional 12% of metallic sodium was added over 8 hours.
When 02 is added, the reaction solution gradually becomes homogeneous. After the reaction is complete, let it cool to 100°C. Next, in-amyl alcohol is distilled off while adding water. 2000 tel of water was added. Next, add 21 hours of 6N hydrochloric acid to make it completely acidic. The deposited precipitate was filtered, washed with water, thoroughly dried, and used in the next reaction.

（１１）エステル化 トランス−４−（トランス−４−メトキシメチルシクロ
ヘキシル）シクロヘキサンカルボン酸２．６１　（０，
０１モル）に塩化チオ二に１−Ｏｓ＋１を加えて加温す
る。１時間位で均一になジ、更に約１時間加熱した後、
減圧にして過剰の塩化チオニルを留去すると残った油状
物がトランス−４−（）、５ンｘ−４−メ）キシメチル
シクロヘキシル）シクロヘギサンカルボン酸酸塩化物で
ある。一方４−シアノフェノール１．２１（０，０１モ
ル）をピリジン１ｏｔｎｔに溶かし、これにさきの酸塩
化物を加え、よく攪拌してから１晩放置する。そこへト
ルエン２００　ｍｌを加え、そのトルエン層を最初は、
６Ｎ−ＨＣｌで、次いで２Ｎ−ＮａＯＨ水溶液で、最後
は水で中性になるまで次々に洗浄する。それを無水硫酸
す）　ＩＪウムで乾燥後減圧にしてトルエンを完全に留
去して残った結晶をエタノールから再結晶させると目的
のトランス−４−（トランス−４−メトキシメチルシク
ロヘキシル）シクロヘキサンカルボン酸−４−シアノフ
ェニルエステルの結晶が１．８ｇ得られた。収率４８％
ｏＣ−Ｎ点は９９．７〜１０２．２℃、Ｎ−Ｉ点は２８
８．８℃であった。(11) Esterified trans-4-(trans-4-methoxymethylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid 2.61 (0,
1-Os+1 is added to thiodichloride (01 mol) and heated. It will turn out evenly in about 1 hour, and after heating for another 1 hour,
Excess thionyl chloride was distilled off under reduced pressure, and the remaining oil was trans-4-(),5-x-4-methoxymethylcyclohexyl)cyclohegysancarboxylic acid chloride. Separately, 1.21 (0.01 mol) of 4-cyanophenol was dissolved in 1 otnt of pyridine, the above acid chloride was added thereto, the mixture was stirred thoroughly and left overnight. Add 200 ml of toluene there, and the toluene layer is initially
Wash successively with 6N HCl, then with 2N NaOH aqueous solution, and finally with water until neutral. After drying with sulfuric anhydride), the toluene is completely distilled off under reduced pressure and the remaining crystals are recrystallized from ethanol to obtain the desired trans-4-(trans-4-methoxymethylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid. 1.8 g of -4-cyanophenyl ester crystals were obtained. Yield 48%
oC-N point is 99.7-102.2℃, N-I point is 28
The temperature was 8.8°C.

実施例２ 同様な方法で実施例１の４−シアノフェノールの代すに
４−シアノ−４′−ヒドロキシビフェニルを用いて４−
（）ランス−４−メトキシメチルシクロヘキシル）シク
ロヘキサンカルボン酸−４’−シア／−４−ビフェニリ
ルエステルを製造した。Ｃ−Ｎ点は１８８．４〜１８５
．６°Ｃ１Ｎ−Ｉ点は３００°Ｃ以上であった。Example 2 In a similar manner, 4-cyano-4'-hydroxybiphenyl was used in place of 4-cyanophenol in Example 1 to produce 4-
() Lance-4-methoxymethylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid-4'-cya/-4-biphenylyl ester was produced. C-N point is 188.4-185
．． The 6°C1N-I point was 300°C or higher.

実施例２（使用例） トランス−４−プロピル−（４′−シアノフェニル）シ
クロヘキサン　　　２８％ トランス−４−ベンチルー（４’−シアノフェニル）シ
クロヘキサン　　　４２％ トランス−４−へブチル−（４′−シアノフェニル）シ
クロヘキサン　　　３０％ なる組成の液晶組成物のＮ−Ｉ点は５２°Ｃであしきい
電圧は１．５８Ｖ、飽和電圧は２．１２Ｖであった。又
粘度は２０°Ｃで２８　ｃｐであった。Example 2 (Usage example) Trans-4-propyl-(4'-cyanophenyl)cyclohexane 28% Trans-4-benzene(4'-cyanophenyl)cyclohexane 42% Trans-4-hebutyl-(4'-cyano The liquid crystal composition having a composition of 30% (phenyl)cyclohexane had an N-I point of 52°C, a threshold voltage of 1.58V, and a saturation voltage of 2.12V. The viscosity was 28 cp at 20°C.

この液晶組成物９５部に実施例１で製造したトランス−
４−（トランス−４−メトキシメチルシクロヘキシル）
シクロヘキサンカルボン酸−４−シアノフェニルエステ
ル５部を加えたネマチック組成物のＮ−Ｉ点は６０°Ｃ
，Ｌきい電圧は１．５５Ｖ、飽和電圧は２．８０Ｖであ
った。To 95 parts of this liquid crystal composition was added the trans-transformer prepared in Example 1.
4-(trans-4-methoxymethylcyclohexyl)
The N-I point of the nematic composition containing 5 parts of cyclohexanecarboxylic acid-4-cyanophenyl ester is 60°C.
, the L threshold voltage was 1.55V, and the saturation voltage was 2.80V.

又粘度は２０°Ｃで２５　ｃｐであった。The viscosity was 25 cp at 20°C.

以上that's all

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）一般式 （上式中Ｒは炭素数１〜１０の直鎖又は分岐アルキル基
を示し、ｎはＯ又は１である）で表わされるトランス−
４−（トランス−４−アルコキシメチルシクロヘキシル
）シクロヘキサンカルボン酸−４−シアノフェニルエス
テル誘導体。(1) A trans-
4-(trans-4-alkoxymethylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid-4-cyanophenyl ester derivative. （２）一般式 （上式中Ｒは炭素数１〜１０の直鎖又は分岐アルキル基
を示し、ｎは０又はｌでおる）で表わされるトランス−
４−（トランス−４−アルコキシメチルシクロヘキシル
）シクロヘキサンカルボン酸−４−シアノフェニルエス
テル誘導体を少くとも一成分含むことを特徴とする液晶
組成物。(2) A trans-
1. A liquid crystal composition comprising at least one component of a 4-(trans-4-alkoxymethylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid-4-cyanophenyl ester derivative.