JPS6366144A - 新規な4−シクロヘキシルアセトフエノン化合物 - Google Patents

新規な4−シクロヘキシルアセトフエノン化合物

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JPS6366144A
JPS6366144A JP62033603A JP3360387A JPS6366144A JP S6366144 A JPS6366144 A JP S6366144A JP 62033603 A JP62033603 A JP 62033603A JP 3360387 A JP3360387 A JP 3360387A JP S6366144 A JPS6366144 A JP S6366144A
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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
を製造するための新規な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’)−シクロヘキシル〕−ア
セトフエノン化合物およびその製造方法に関する。
一般式(1)で示される新規化合物は一般式(財)(式
中R3は前記と同じ意味を有する)で示される相当する
4−(R5)−1−フェニルシクロヘキサン化合物を塩
化アルミニウムの存在下でアセチルクロリPと反応させ
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(■)で示される4−(R’)−1
−フェニルシクロヘキサン化合物ハ、たとえば一般式 (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P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することによ
り得られる。
一般式(II)の化合物を製造するための出発物質は既
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(If)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、直鎖状または分枝鎖状であることがで
き、好ましくは炭素原子1〜10個、特に3〜8個を有
する。基R3が分枝鎖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。分校状アル
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−メチルペンチル、1−
エチルペンチル、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−メチルへジチル基
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極めて有用な化合物、例えば、
一般式、 R3べ發(ΣCN   (A) (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極めて
有用な中間体である。
一般式(ハ))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
置換ピ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ソフェイズの温
度範囲は、大抵の場合、類似に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(tvristed
 cell )中のシャット−へり7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輻
射、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℃〜+60℃の温度範囲で、好ましくは0℃〜
60℃において液晶メソ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70 cp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、また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(
***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(***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10℃〜
60℃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、一般には液晶防電体
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
以上の成分を混合する。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力るからである。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(A)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、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
R3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(A)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1〜1
0、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)で示される化合物に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
校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、比較的長い災素鎖を有し、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
分校状残基であり、例えばイソゾロビル、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、6−メチルブチル、1−メチルペンチル
、1−エチルペンチル、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
チル基なとである。
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(1)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(1)で表わされる4−[4
−(R3)−シクロヘキシル〕−アセトフェノンを次亜
塩素酸ナトリウムで酸化して4−[4−(R’)−シク
ロヘキシルシー安息香酸に導き、これをチオニルクロ9
11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(勾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は2またはそれ以上の成分からカリ
、少くともその一つは一般式(A)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、所望によりハロダン化されているス
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
るネマチックまたはネマトrニツタ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−、−CX’=CH−、−C
H=CM’−1−C2C−、−N=N−、−N(0)−
N−、−N=N(0)−、−0−CO−1−co−o−
、−5−co−1−c’o−s−、−〇−co−C>O
−co−5−CO−0−O)−C□−0−、+co−o
−、+o−co−1+co−s−、+5−co−、−C
H=N−、−トCH−1−CH=N(0)−、−N(0
)=CH−5またはc−c−重結合であり、X′はハロ
)y’ y fg、子、好ましくは塩素原子であり、R
5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、好ましくは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R5及び
R6の一方がシアノ、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R6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20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/また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***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
々とに記載されている。
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。
また、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%を表わす。
実施例 1 (a)4−n−ペンチルフェノール280gを氷酢酸1
.51に溶かした溶液を二酸化白金12IIと混合し、
常温で、水素圧6気圧で水素添加する。次いで触媒を戸
去し、溶媒を留去し、残留する4−n−ペンチル−シク
ロヘキサノールを減圧下で蒸留する。留液86.4gを
ジエチルエーテル2501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52gを水251及
び濃硫酸39t/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 WLl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−
べ/チルーシクロヘキサノンを減圧下で蒸留する。b、
p、 101℃10.1簡Hg 。
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、 b、p、 169℃4
−エチルシクロヘキサノン、bp、135℃/1■Hg 4−n−:l;’ロピルシク口ヘキサノン、 b、p。
49℃10.2鱈Hg 4−イソプロピルシクロヘキサノン、b、p。
163℃10.8■Hg 4−n−ブチルシクロヘキサノン、b、p、 71℃/
 0.2 m Hg 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)−シクロヘキサノン 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−ヘキシルシクロヘキサノン、b、p。
102℃/ 0.4 mHg 4−(1−メチルペンチル)−シクロヘキサノン 4−(2−メチルペンチル)−シクロヘキサノン 4−n−へプチルシクロヘキ? / 7 、 b、p。
110℃/ 0.4 m Hg 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−メチルヘプチル)−シクロヘキサノン 4−n−ノニルシクロヘキサノ/ 4−n−デシルシクロへキサノン 4−n−)’7’シルシクロヘキサノン(b)  ジエ
チルエーテル400dにブロモベンゼン80g及びマグ
ネシウム切削屑13Iiを加えて調製したフェニルマグ
ネシウムゾロミP溶液に、冷却下で攪拌しながら、4−
n−ペンチルシクロへキサノン65gをジエチルエーテ
ル2001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11に
濃塩酸5(1i1を加えた溶液に注ぐ。
エーテル層を分離し、水層なジエチルエーテル100−
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
点範囲二40〜60℃)で溶出した1−フェニル−シス
−4−n−ペンチル−r−シクロヘキサノールをエタノ
ール111に溶解し、湿ったラネーニッケル75yの存
在下、常温、常圧で、7217一 時間水素添加する。触媒を戸去し、F液からエタノール
を留去し、残留する4−n−ペンチル−1−フェニルシ
クロヘキサンを減圧下で蒸留する。b、p、 105〜
110℃10.02■Hg0(C)  塩化アルミニウ
ム16yをジクロロメタン100a/に懸濁した液を、
氷冷しながらア′セチルクロライド7、9.9、次いで
4−n−ペンチル−1−フェニルシクロヘキサy 23
 ti ヲttr溶液と混合する。反応混合物を更に2
時間攪拌した後、氷6001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、水層なジクロロメタン100d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。
fi留する4−(4−n−ペ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。
156℃10.02■Hg 。
参考例 1 水酸化ナトリウム28.9と臭素3 !1.61を水1
60m−/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19Fをジオキサン701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、次いで亜硫酸水素す)
 IJウム10.Fを水100−に溶かした溶液を加え
た後、塩酸を加えて−を約5に調節する。この水溶液を
ジクロロメタン1001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、1香酸
を分離し、この抽出液を水洗した後蒸発させる。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P40d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)ペンソ
イルクロリPを無水ジオキサン300dに溶解し、この
溶液を25%アンモニア水溶液140dと混合する。こ
の反応混合物を氷水2ノに注ぎ、析出L?、=4−(4
−n−ペンチルシクロヘキシル)−ベンズアミドをヂ過
して乾燥する。このベンズアミド12.6.9を40℃
でジメチルホルムアミ)’ 200 mに溶解する。こ
の溶液に、50℃で、オキシ塩化燐26gを30分を要
して加える。
1時間後、反応混合物を氷水600 wllに注ぎ、ジ
クロロメタン2001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−1−(4−シアノフェニル)
−シクロヘキサンヲ得る。これは減圧下で蒸留すること
により精製する。b、p、 168℃10.05mHg
 : m、p、 30℃:c、p。
56℃:粘度21cp(20℃) 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,p、−25℃(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、p、 4℃(単変性)4
−n−プロピル−1−(4−シアノフェニル)−シクロ
ヘキサン、m、p、42℃: c、p、 45℃4−n
−ブチル−1−(4−シアノフェニル)−シクロヘキサ
ン、m、p、41℃: C,p、 41℃4−n−へキ
シル−1−(4−シアノフェニル)−シクロヘキサン、
m、p、 42℃: c、p、 47℃4−n−へブチ
ル−1−(4−シアノフェニル)−シクロヘキサン、m
、p、 30℃:c、p、59℃4−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、p、54℃4−n−ノニル−1−(4−シ
アノフェニル)−シクロヘキサン、m、p、35℃、c
、p、57℃4−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−rデシル−1−(4−シアノフェニル)−シク
ロヘキサン、m、p、48℃、c、p、60℃4−イソ
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、p、−10
℃ 4−(1−メチルペンチル)−1−(4−シフ/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−(6−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℃、c、p、
 −4℃ 4−(2−エチルヘキシル)−1−(4−シアノフェニ
ル)−シクロヘキサン、m、p、26℃、c、p、−2
1℃ 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℃、c、p、 −
6℃ 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−ペンチル−1−(4−シアノフェニル)−シク
ロヘキサン40ii量部、4−n−ヘプチル−1−(4
−シアノフェニル)−シクロヘキサン25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(Δl〜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、t5Vの電圧をかける
と電極間部位は暗く見える。
例  2 4−n−ペンチル−1−(4−シアノフェニル)−シク
ロヘキサン37.5重1に部、 4− n−へ7チルー
1−(4−シアノフェニル)−シクロヘキサン25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34重量部、コレステロールペラル
ゴネート6重量部及び4− N、N−ジエチルアミノフ
ェニル−アゾ−(5−ニトロ)−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20V150Hzの交流電圧をかげると、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29M1n、4−n−ペンチル−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30重量部から々る混合物は、−5℃〜+51℃
の温度範囲でネマチックフェイズを示し、誘電異方性ハ
+10.1.20℃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60
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 lit部、4−n−ペンチル
−1−(4−シアノフェニル)−シクロヘキサン28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
℃〜+56℃の温度範囲でネマチックフェイズを示し、
誘電異方性は+11.3.20℃に於ける粘度は29 
cpである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 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〕−
    アセトフェノン化合物。 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〕−
    アセトフェノン化合物の製造方法であつて、相当する4
    −(R^3)−1−フェニルシクロヘキサン化合物を塩
    化アルミニウムの存在下でアセチルクロリドと反応させ
    ることを特徴とする製造方法。
JP62033603A 1976-08-14 1987-02-18 新規な4−シクロヘキシルアセトフエノン化合物 Granted JPS6366144A (ja)

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