JPS6038345A - 新規ネマチツク液晶化合物 - Google Patents

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】 本発明は電気光学的表示材料として有用なシクロヘキサ
ンカルボン酸誘導体の新規ネマチック液晶化合物に関す
。

本発明によって提供される新規ネマチック液晶化合物は
で表わされる　１−（）ランス（エカトリアル−エカト
リアル）−４−アルキルシクロヘキシル）−２−（）ラ
ンス（エカトリアル−エカトリアル）−４−アルキルシ
クロへキサンカルボニルオキシフェニル）エタンである
。

液晶表示セルの代表的なものにエム・シャットＣＭ−８
ｃｂａｄｔ）等［ＡＰＰＬＩＥＤ　ＰＨＹＳＩＣ８ＬＥ
ＴＴＥＲｓｌＢ　１２７〜１２Ｂ（１９７１）］によっ
て提案されたＭＪＫＪ果型セル（フィールド・エフェク
ト・モード・セル）又はジー・エイチ拳バイルマイヤー
（Ｇ１１ＨＨｅｉｌｍｅｉｅｒ）等［ＰＲＯＣＥＥＤ　
ＩＮＧ　ＯＲ−’ＴＨＥ　１．Ｅ、Ｅ、Ｅ、−脹−１１
６２〜１１７１（１９６Ｂ））によって提案された動的
光散型セル（ダイミック・スキャツタリング書モードー
セル）又はジー・エイチ・バイルマイヤー（ＧｅＨＨｅ
ｉｌｍｅｉｅｒ）等［：ＡＰＰＬＩＥＤ　ＰＨＹＳＩＣ
８ＬＥＴＴＥＲ８１３，９１（１９６Ｂ））あるいはデ
ィーφエル拳ホワイト（ＤＬＷｈｉｔｅ）等ＣＪｏｕｎ
ＮＡｔ　ＯＦ　ＡＰＰＬＩＥＤ　ＰＨＹ８ＩＣ８４５，
４７１Ｂ（１９７４））によって提案されたゲスト・ホ
スト型セルなどがある。

これらの液晶表示セルに甲いられる液晶材料には種々の
特性が要求されるが、 室温を含む広い温度範囲でネマチック相を有することは
各種表示上ルに共通して要求されている重要な特性であ
る。

このような特性を有する実用可能な材料の多くは、通常
、室温付近にネマチック相を有する化合物と室温より高
い温度領域にネマチック相を有する化合物から成る数種
又はそれ以上の成分を混合することによって調製される
。現在実用的に使用される上官この如き混合液晶の多く
は、少なくとも一３０℃〜＋６５℃の全温度範囲に亘っ
てネマチック相を有することが要求されている。かかる
要求を満すために、室温よシ高い温度領域にネマチック
相を有する化合物として、４．４’−を換ターフェニル
、４．４’−置換ビフェニルシクロヘキサン、４．４’
−置換ベンゾイルオキシ安息香酸フェニルエステルの如
き、約１００℃の結晶相−ネマチック相転移温度（Ｃ−
Ｎ点）を有すると共に約２００℃のネマチック相−等方
性液体相転移温度（Ｎ−Ｉ点）を有する化合物が使用さ
れる場合が多い。しかしながら、これらの化合物は、混
合液晶のＮ−Ｉ点を６５℃又はそれ以上の温度とするの
に充分な量を混合した場合、得られる混合液晶の粘度を
上昇せしめ、このことによって応答速度を低下せしめる
好ましからざる性質を有している。

本発明に係る式（Ｉ）の化合物は、この性質が改良され
た新規な化合物である。即ち、式（Ｉ）＋７）化合物は
、他の１種又は２種以上のネマチック液晶化合物と混合
することによって６５℃以上のＮ−Ｉ点を有する実用可
能な混合液晶を調製する際、前記公知の液晶化合物に比
べて混合液晶の粘度上昇を遥かに小幅に抑えることがで
きる。更に、式（Ｉ）の化合物は、本出願人が特開昭５
４−８’５６９４号公報の中で時分割駆動特性の優れた
ネマチック液晶材料として報告した４、４’−［換シク
ロヘキシルカルボン酸フェニルエステルと極めて良好な
相溶性を有するから、これらの化合物と混合することに
よって更に優れた混合液晶を得ることができる。

本発明に係る式（ｒ）の化合物は次の製造方法に従って
製造することができる。

５− 第２段階　ｌ 第３段階　↓ 第１段階−アニソールに二硫化炭素あるいはニトロベン
ゼン中で式（２）の化合物と無水塩化アルミニウムを反
応させて（ＩＩＩ）の化合物を製造する。

第２段階−第１段階で製造された式（ＩＩＩ）の化合物
にジエチレングリコールあるいはトリエチレングリコ−
□ル中でヒドラジンと水酸化カリウムを反応させて式（
■）の化合物を６− 製造する。

第３段階−ロー一第２段階で製造された式（ＩＶ）の化
合物に水あるいけ酢酸中で臭化水素水あるいはヨウ化水
素水と反応させて式（Ｖ）の化合物を製造する。

第４段階−−−第３段階で製造された式（Ｖ）の化合物
に、エーテル、ベンゼン、トルエンの如き不活性有機溶
媒中で、ピリジンの如き塩基性化合物を触媒として式（
Ｖｒ）の化合物を反応させ本発明に係る式（１）のｆヒ
自物を製造する。

欺くして製造された式（［）の化合物の転移温度を第１
表に掲げる。

／ ／ 第　１　表 、％　ＲＲ’　転移温度（℃） Ｉ　ＣｚＨｎ　ｎ　ｃ、Ｈ２ＳＯ（Ｃ−＋Ｎ）　１４５
　（ＮｎＩ　）２　ｎ　Ｃ５Ｈ７ｎ−ＣａＨ２１０２（
Ｃ−＋Ｎ）　１６３（ＮｐＩ　）３　ｎ−Ｃ４Ｈｇ−ｎ
−Ｃ３Ｈ７−１１０（Ｃ→Ｎ）１（Ｓｏ　（ＮＯＩ）４
　ｎ−Ｃ，Ｈ，、−ｎ−ＣｊＨ７−１２２（ｃ−＋Ｎ）
１６３　（Ｎ０Ｉ）５　ｎ−Ｃ’ｌＨ，−Ｃ，Ｈ，−８
５（Ｃ→Ｎ）１４７　（ＮＯＩ）６　ｎ　Ｃｓ１（ｏ　
ＣｚＨＢ　８９（Ｃ−’）Ｎ）　１４９（ＮｉＩ）７　
ｎ−Ｃ，Ｈ，、−Ｃ，Ｈ！−９６（Ｃ−＋Ｎ）１４８　
（ＮｉＩ）８　ｎ　Ｃ５Ｈ７ｎ　ｃ、■、　１０９　（
Ｃ−＋Ｎ）　１５７　（Ｎ口１　）９　ｎ−Ｃ，Ｉ（、
、−ｎ−Ｃ４Ｈ，−１１５（Ｃ−１Ｎ）１５５　（Ｎｉ
Ｉ）１０　ｎ　ＣＩＨ？　ｎ　ＣｓＨｏ　１２０（Ｃ−
＋Ｎ）　１６２（ＮｐＩ）１１　ｎ　−Ｃ，Ｈ，、−ｎ
　−Ｃ，Ｈ，、−１３１（Ｃ−＋Ｎ）　１＜Ｓ２　（Ｎ
ｚ■）表中、Ｃは結晶相、Ｎはネマチック相、■は等方
性液体相を夫々表わす。

本発明に係る式（Ｉ）の化合物は弱い負の誘電率異方性
を有するネマチック液晶化合物であり、従って例えば、
負又は弱い正の誘電率異方性を有する他のネマチック液
晶化合物との混合物の状態で動的光散乱型表示セルの材
料として使用することができ、また強い正の誘電率異方
性を有する他のネマチック液晶化合物との混合物の状態
で電界効果型表示セルの材料として使用することができ
る。

このように、式（【）の化合物と混合して使用すること
のできる好ましい代表例としては、例えば４，４′−置
換安息香酸フェニルエステル、４．４’−置換シクロヘ
キサンカルボン酸フェニルエステルＪ　４　、４’−置
換シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル、５（４
−ｆｌｔ、換シクロヘキサンカルボニルオキシ）安息香
酸４′−置換フェニルエステル４（４−置換シクロヘキ
シル）安息香酸４′−置換フェニルエステル、４（４−
置換シクロヘキシル）安息香酸４′−置９− 換シクロヘキシルエステル、４．４’−ビフェニル、４
．４’−フェニルシクロヘキサン、　４　、４’−ｆｉ
１ｍターフェニル、４．４′−ビフェニルシクロヘキサ
ン、２（４’−ｆ換フェニル）５−置換ビリミジンなど
を挙げることができる。

第２表は時分割駆動特性の優れたネマチック液晶材料と
して現在汎用されている母体液晶（（転）の８０］ｉ１
％と第１表に示し要式（【）の化合物／Ｉ６１乃至４１
１の各々の２０重量％とから成る各混合液晶について測
定されたＮ−Ｉ点と粘度を掲示し、比較のために母体液
晶（Ａ）自体について測定されたＮ−Ｉ点と粘度を掲示
したものである。尚、母体液晶（Ａ）は、 及び １０− 第　２　表 Ｎ−Ｉ点　粘度 （℃）　（センチボイズ／２０℃） （Ａ）　４２．５　２１．２ （Ａ）土層１　６２．９　２３．５ （４）＋Ａ２　６７．２　２３．５ （）、”）−４−４６”）　６５．９　２３．８（Ａ）
土層４　６７．５　２４．０ （Ａ）−１−４５６５，４２３，５ （Ａ）＋Ｉ６６　６３．７　２３．７ （Ａ）−１４７６五６　２４．２ （Ａ）　＋／１６Ｂ　６５．３２５．８（Ａ）　＋４９
　６５．０　２４．２ （Ａ）→−ＡＩＯ６７，１２４，０ （Ａ）十、％１１　６７．１　２４．５第２表に掲示し
たデータから、式（Ｉ）の化合物は、混合液晶の粘度を
大幅上昇せしめることなく、混合液晶のＮ−１点を実用
上充分なまでに上昇せしめ得ることが理解できるであろ
う。約２４センチボイズ／２０℃なる粘度値は、現在の
平均的実用水準にある６５℃以上のＮ−Ｉ点をもつ各種
の混合液晶の粘度値を比較してかなり低い値である。

このように低い粘度の混合液晶が得られるところに式（
Ｄの化合物の実用上の高い価値がある。

本発明の効果は、下記の比較実験によっても明らかにさ
れる。化学構造が本発明に係る式（【）の化合物に類似
しており、且つ混合液晶のＮ−Ｉ点を高める目的で広く
使用されている式 の公知化合物を前記の母体液晶（Ａ）に種々の割合で混
合した。

同様に本発明に係る化合物の１つ、即ち式（４２） の化合物を母体液晶（Ａｌに種々の割合で混合した。斯
くして得られた２種類の混合液晶について、夫々のＮ−
Ｉ点と粘　′度を測定した。これらの測定結果に基いて
、添付図面の第１図にＮ−Ｉ点と添加量の関係を、第２
図に粘度と添加量の関係を、第３図にはＮ−Ｉ点と粘度
の関係を示した。

これらの事実から、本発明に係る式（Ｉ）の化合物は代
表的な公知の類似化合物に比べてＮ−Ｉ点の上昇に伴う
粘度の上昇が遥かに小さいことが理解できるであろう。

実施例に 硫化炭素１ＱＱａｊ中に無水塩化アルミニウム１６．０
ｇ（０，１２０ｍｏｌ）を加え室温で攪拌しながら、こ
れにトランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキシル酢酸ク
ロライド２０．５１０．１００ｍｏｌ）を滴下し、更に
室温で攪拌しな１３− がらア二ンール１０．８ＩＣ０，１００ｍｏｌ）を滴下
し、これらを３０℃から３５℃の間で５時間反応させた
。反応混合物を、それから二硫化炭素を留去した後、氷
水中に加え、これらを６０℃で１時間攪拌した。冷却後
、反応生成物をエーテルで抽出し、抽出液を水洗、乾燥
後、この液からエーテルを留去した。得られた反応生成
物をエタノールから再結晶させて精製し、下記化合物１
９．８ｇ（０，０７２２ｍｏｌ）この化合物にトリエチ
レングリコール１２０１１ξ８０％ヒドラジンハイドラ
イド１２．６１　（０，２０２ｍｏｌ）及び８５％水酸
化カリウム１６．５１　（０，２４７ｍｏｌ）を加え、
これらを攪拌しながら温度を徐々に上げ、これらを１６
０℃で５時間反応させた。冷却後に水２００−を加えた
後、反応生成物をベンゼンで抽出した。抽出液を水で洗
浄後、１４− この液からベンゼンを留去し、これに氷酢酸１５０ｇ＋
／！及び４７％臭化水素水２７ｃｃを加え、これらを８
時間還流温度で反応させた。反応終了後冷却し、水３０
０ｃｃを加えた後に反応生成物をエーテルで抽出した。

抽出液を水で洗浄し、無水硫酸す）　ＩＪウムで乾燥し
た後、この液からエーテルを留去し得られた反応生成物
をｎ−ヘキサンから再結晶させて精製し、下記化合物１
２．５ｇ（０，０５０［１ｍｏｌ）を得た。

ｒｒｏ−（５５）−ｃｒｔ、ｃｒ＋φつｎ−ｃ、Ｈ７ｍ
、ｐ、　９８℃上記化合物１２．５ｇ　（０，０５００
ｍｏｌ）をトルエン１００ｄに溶解させ、これにピリジ
ン７．９０Ｉ　Ｃ０，０７５０ｍｏｌ）を加え、室温で
攪拌しながらトランス−４−ｎ−エチルシクロヘキサン
カルボニルクロライド９．４３ｇ（０，０５００ｍｏｌ
）を滴下した。滴下終了後２時間還流温度で反応させ、
反応終了後反応生成物をトルエンで抽出した。抽出液を
水洗、乾燥後、この液からトルエンを留去し、得られた
反応生成物をメタノール−エタノールから再結晶させて
下記化合物１５．６１　（０，０４０７ｍｏｌ　）を得
た。

収率　４０．７％ 転移温度　８０℃（Ｃ−＋Ｎ） １４５℃（Ｎｘｌ） 実施例２ 実施例１と同様の要領で下記化合物を得た。

収率　４３．８％ 転移温度　１０２℃（Ｃ−＋Ｎ　） １６３℃（ＮｇＩ） 実施例３ 実施例１と同様の要領で下記化合物を得た収率　４１．
２％ 転移温度　１１０℃（Ｃ→Ｎ） １６０℃（Ｎ口■） 実施例４ 実施例１と同様の要領で下記化合物を得た。

収率　４３．５％ 転移温度　１２２℃（Ｃ−＋Ｎ） １６３℃（Ｎ口Ｉ） 実施例５ 実施例１と同様の要領で下肥の化合物を得た。

収率　４０．３％ 転移温度　８３℃（Ｃ−＋Ｎ） １４７℃（Ｎ口■） １７− 実施例６ 実施例１と同様の要領で下記の化合物を得た。

収率　５９７％ 転移温度　８９℃（Ｃ−＋Ｎ） １４９℃（ＮＯＩ） 実施例７ 実施例１と同様の要領で下記の化合物をイ＃た。

収率　４１．２％ 転移温度　９６℃（Ｃ−＋Ｎ） １４８℃（Ｎ口Ｉ） 実施例日 実施例１と同様の要領で下記の化合物を得た。

収率　４３．０％ 転移温度　１０９℃（Ｃ−＋Ｎ） １５７℃（Ｎ口Ｉ） １８− 実施例９ 実施例１と同様の要領で下記の化合物を得た。

収率　４２．４％ 転移温度　１１５℃（Ｃ−＋Ｎ　） １５５℃（Ｎ襲■） 実施例１０ 実施例１と同様の要領で下記の化合物を得た。

収率　４１．１％ 転移温度　１２０℃（Ｃ→Ｎ） １６２℃（Ｎ口■） 実施例１１ 実施例１と同様の要領で下記の化合物を得た収率　４０
，９％ 転移温度　１３１℃（Ｃ−＋Ｎ） １６２℃（Ｎ口Ｉ）

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は、本発明化合物（＊１）及
び公知化合物（ａ）を母体液晶ｆＡ１に夫々添加して得
られる各混合液晶における、添加量とＮ−Ｉ点、添加量
と粘度、Ｎ−１点と粘度の各関係図表を夫々示している
。 代理人　弁理士　高　橋　勝　利 第１図 、　（Ａ）＋　（Ｎｏ２　）、＋：対する（　Ｎｏ２ン
Ｒ１，ｆ（Ａ）＋　（（１−）　ｔ＝ｊ’ｎ４　（（Ｌ
　）　ｆ）重量２ζ殆２図 ｉｏ　２０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式 で表わされる化合物。