JPH0133091B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、液晶混合系の挙動、特に低粘性、溶
解性に優れる液晶性化合物に関する。 ネマチツク液晶は電場の影響で、光散乱、複屈
析などの光学的性質が著しく変化する性質をも
ち、様々な表示原理を応用した電気光学的表示装
置に広く利用されている。代表的な電気光学的表
示素子として、ねじれ配向をもつネマチツク液晶
を利用したねじれネマチツク型表示素子。これに
二色性染料あるいは多色性染料を添加してゲス
ト・ホスト効果をもたせた表示素子。更にコレス
テリツク液晶あるいは光学活性物質を添加したネ
マチツク液晶の配向を電界により制御する相転移
型ゲスト・ホスト表示素子が注目されている。 これらに用いられる液晶材料に共通して要求さ
れる条件として、 (1) 室温を被い、かつ広い液晶温度範囲をもつこ
と。 (2) 応答性を確保するために低粘性であること。 (3) 表示コントラストを高めるためには、屈析率
異方性（Δn）が小さいこと。 (4) 湿気、光、熱などに対して安定であること。 (5) 液晶組成物を形成するための溶解性が高いこ
と。 などがある。 しかしこのような性質を、すべて満足するよう
な単一化合物は、今のところ知られておらず、幾
種類かの化合物を組み合わせた液晶組成物によつ
て、一応の目的を達しているのが現状である。ま
たこうした液晶組成物の調合技術により、前述し
た要求条件のなかでも、特に(1)の液晶温度範囲に
ついては、容易に改良できる。従つて、ここで特
に要求される化合物は、低粘性、溶解性に優れ、
Δnが小さく、安定な化合物である。 本発明の目的は、上記したような種々の電気光
学的表示素子に用いられる液晶組成物の一材料と
して有益に使用される液晶性化合物を提供するこ
とである。 即ち、本発明は、一般式

【式】 （式中、R₁がC₃H₇−ではR₂はC₃H₇−を示し、
R₁がC₄H₉−ではR₂はC₃H₇−、C₄H₉−、C₅H₁₁
−、C₆H₁₃−、C₇H₁₅−、C₈H₁₇−を示す）で表
わされる４−ｎ−アルコキシ−（トランス−4′−
ｎ−アルキルシクロヘキシル）−ベンゼンである。 該化合物は次のようにして合成される。 市販の４−（トランス−4′−ｎ−アルキルシク
ロヘキシル）−ベンゾニトリル〔メルク社製〕を
文献（Mol.Cryst.Liq.Cryst、1979.Vol56 Letters
P51〜56）の方法に従い、４−（トランス−4′−ｎ
−アルキルシクロヘキシル）−アニリンとし、常
法により４−（トランス−4′−ｎ−アルキルシク
ロヘキシル）−フエノールとした後、ハロゲン化
アルキルで縮合すれば４−ｎ−アルコキシ−（ト
ランス−4′−ｎ−アルキルシクロヘキシル）−ベ
ンゼンが得られる。 以下に反応工程を示し、その概略を説明する。 Step １：市販の４−（トランス−4′−ｎ−アル
キルシクロヘキシル）−ベンゾニトリルを水、エ
タノール混合溶媒中で苛性カリと煮沸、分解し、
４−（トランス−4′−ｎ−アルキルシクロヘキシ
ル）−ベンズアミドを得る。 Steq ２：このベンズアミドをナトリウム金属
を溶かした乾燥メタノールに溶解し、臭素を加え
混合、加熱し、メチル−４−（トランス−4′−ｎ
−アルキルシクロヘキシル）−フエニルカーバメ
イトを得る。 Steq ３：このフエニルカーバメイトを80％エ
タノール中で苛性カリと煮沸、分解し、４−（ト
ランス−4′−ｎ−アルキルシクロヘキシル）−ア
ニリンを得る。 Steq ４：このアニリンを70％硫酸と混合、亜
硝酸ソーダによりジアゾ硫酸塩溶液を作成する。
ジアゾ硫酸塩溶液を加水分解し、４−（トランス
−4′−ｎ−アルキルシクロヘキシル）−フエノー
ルを得る。 Steq ５：このフエノールと臭化アルキルをエ
タノール中、苛性カリを用いて縮合し、係わる−
４−ｎ−アルコキシ−（トランス−4′−ｎ−アル
キルシクロヘキシル）−ベンゼンを製取する。 本発明の化合物は、20〜40℃附近にネマチツク
液晶温度範囲をもち、安定性に優れている。その
うえ、これらの粘度η（20℃）は、10〜15cpであ
り、一般に知られている液晶化合物のそれが、25
〜60cpであることと比較すれば、非常に低い。
粘度が低いことが有利であることは、ねじれネマ
チツク型表示素子に於いて、低温時での応答速度
が速くなることで明らかである。また、これらの
複屈析異方性Δnは、約0.1と比較的小さい。相転
移型ゲスト・ホスト表示素子などの表示コントラ
ストを高めるために、Δnが小さい方が有利であ
ることは周知のとおりである。また、これらの融
点は33.5〜45℃と低く、融解熱エンタルピーΔH
は7.9Kcal／Molと小さいため、他の液晶化合物
と混合時に於ける溶解性も高い。 このように、本発明の化合物は、前述した種々
の電気光学的表示素子に要求される条件を充分満
たすことのできるものである。 以下、実施例により、本発明の化合物の製造方
法及び有用性を更に詳しく説明する。 実施例 １ 〔４−ｎ−ブトキシ−（トランス−4′−ｎ−ブ
チルシクロヘキシル）−ベンゼンの製造〕 Step １：市販の４−（トランス−4′−ｎ−ブチ
ルシクロヘキシル）−ベンゾニトリル24.1ｇと苛
性カリ35ｇを、70％エタノール750mlに溶解し、
16時間還流下に加熱した。還流後、析出した結晶
を濾過し、水洗、乾燥した。これは４−（トラン
ス−4′−ｎ−ブチルシクロヘキシル）−ベンズア
ミドである。 Step ２：乾燥メタノール4300mlに、ナトリウ
ム金属96ｇを溶解し、室温に冷却した。この溶液
に、上記酸アミド15.5ｇを溶解し、激しく撹拌し
つつ、臭素48.6mlを加え、引き続き４時間穏やか
に加熱した。反応後メタノールを留去し、残留物
に3000mlの水を加え、かき混ぜ、析出した沈澱物
を濾過し、水洗、乾燥した。これは、メチル−４
−（トランス−4′−ｎ−ブチルシクロヘキシル）−
フエニルカーバメイトである。 Step ３：上記カーバメイト8.7ｇを苛性カリ
228ｇを溶解した、80％エタノール860ml溶液に加
え、冷却器の上部に窒素を充填したゴム風船を備
え、24時間還流下に加熱した。還流後エタノール
を留去し、残留物を300mlの水に注ぎ込み、この
水溶液をエーテル抽出した。エーテル層を数回水
洗し、無水硫酸ソーダで乾燥後、エーテルを留去
した。更に残留物を減圧蒸留し、bp140〜160
℃／２mmHgの留分を採つた。これは、４−（トラ
ンス−4′−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）−アニ
リンである。 Step ４：上記アニリン5.4ｇを濃硫酸12mlと混
合し、均一な混合物となる様にした。更に40％硫
酸12mlを加え、十分かき混ぜ、氷冷した。一方、
亜硝酸ソーダ2.7ｇ、水６ml溶液をつくり、冷却
下、前記アニリン−硫酸混合物に徐々に加え、ジ
アゾ硫酸塩溶液をつくつた。ジアゾ化が進行中、
50％硫酸溶液を湯浴上で約90℃に加熱し、反応が
完了したジアゾ硫酸塩溶液を少量ずつ注ぎ込み、
加水分解した。その後、冷却固化した結晶を濾過
し、水洗、乾燥後、減圧下（２mmHg）で昇華製
取した。これは、４−（トランス−4′−ｎ−ブチ
ルシクロヘキシル）−フエノールである。 Step ５：上記フエノール１ｇと苛性カリ0.27
ｇをエタノール10mlに溶解し、臭化ブチル0.7ｇ
を加え、６時間還流下に加熱した。反応後エタノ
ールを留去し、水20mlを加えて、析出した臭化カ
リウムを溶解し、生成物をエーテル抽出した。エ
ーテル層を10％NaOH、および水で各々３回ず
つ洗浄した後、エーテルを留去し、残留物をエタ
ノールにより再結晶した。これは、係わる４−ｎ
−ブトキシ−（トランス−4′−ｎ−ブチルシクロ
ヘキシル）−ベンゼンである。該化合物の遷移点
を表−１に示す。 実施例 ２〜６ 実施例１（Step4）で得た４−（トランス−4′−
ｎ−ブチルシクロヘキシル）−フエノールと対応
する臭化プロピル、臭化ペンチル、臭化ヘキシ
ル、臭化ヘプチル、臭化オクチルと各々反応せし
め、下記の化合物を製取した。 実２：４−ｎ−プロポキシ（トランス−4′−ｎ
−ブチルシクロヘキシル）−ベンゼン 実３：４−ｎ−ペンチルオキシ（トランス−
4′−ｎ−ブチルシクロヘキシル）−ベンゼン 実４：４−ｎ−ヘキシルオキシ（トランス−
4′−ｎ−ブチルシクロヘキシル）−ベンゼン 実５：４−ｎ−ヘプチルオキシ（トランス−
4′−ｎ−ブチルシクロヘキシル）−ベンゼン 実６：４−ｎ−オクチルオキシ（トランス−
4′−ｎ−ブチルシクロヘキシル）−ベンゼン 尚、これらの遷移点を表１に示す。 実施例 ７ 実施例１と同様にして、市販の４−（トランス
−4′−ｎ−プロピルシクロヘキシル）−ベンゾニ
トリルを、４−（トランス−4′−ｎ−プロピルシ
クロヘキシル）−フエノールとし、臭化プロピル
と反応せしめ、４−ｎ−プロポキシ−（トランス
−4′−ｎ−プロピルシクロヘキシル）−ベンゼン
を製取した。該化合物の遷移点を表１に示す。

【表】 尚、表１に掲げた化合物の赤外線吸収スペクト
ルを、第１図〜第７図に示す。 実施例８ 応用例 よりなる液晶組成物〔組成物Ａと示す〕に、本発
明の化合物

【式】を20wt ％、40wt％、60wt％混合した液晶組成物〔各々、
組成物Ｂ、組成物Ｃ、組成物Ｄと示す〕を作り、
各々の屈析率異方性Δn、誘電率異方性Δεを調べ
た。また、これらをクロム錯体等の処理剤で垂直
配向処理を施した厚さ8μｍの液晶表示セルに充
填し、動作電圧V_th、V_satおよび応答速度τ_ON、
τ_OFFを測定した。これらの結果を表２に示す。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は、下記に示す化合物の各々赤
外線吸収スペクトルを示す図である。 第１図：４−ｎ−ブトキシ−（トランス−4′−ｎ
−ブチルシクロヘキシル）−ベンゼン、第２図：
４−ｎ−プロポキシ−（トランス−4′−ｎ−ブチ
ルシクロヘキシル）−ベンゼン、第３図：４−ｎ
−ペンチルオキシ−（トランス−4′−ｎ−ブチル
シクロヘキシル）−ベンゼン、第４図：４−ｎ−
ヘキシルオキシ−（トランス−4′−ｎ−ブチルシ
クロヘキシル）−ベンゼン、第５図：４−ｎ−ヘ
プチルオキシ−（トランス−4′−ｎ−ブチルシク
ロヘキシル）−ベンゼン、第６図：４−ｎ−オク
チルオキシ−（トランス−4′−ｎ−ブチルシクロ
ヘキシル）−ベンゼン、第７図：４−ｎ−プロポ
キシ−（トランス−4′−ｎ−プロピルシクロヘキ
シル）−ベンゼン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式が【式】で示 される化合物に於いて、R₁は炭素数３個または
   ４個の直鎖アルキル基であり、R₁が炭素数３個
   のアルキル基の場合、R₂は炭素数３個の直鎖ア
   ルキル基であり、R₁が炭素数４個の直鎖アルキ
   ル基の場合、R₂は炭素数３〜８個の直鎖アルキ
   ル基である液晶性化合物。