JPH0141621B2 - - Google Patents
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- JPH0141621B2 JPH0141621B2 JP56159593A JP15959381A JPH0141621B2 JP H0141621 B2 JPH0141621 B2 JP H0141621B2 JP 56159593 A JP56159593 A JP 56159593A JP 15959381 A JP15959381 A JP 15959381A JP H0141621 B2 JPH0141621 B2 JP H0141621B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- water
- trans
- heptane
- compound
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Liquid Crystal Substances (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
本発明は正の誘電異方性を有する新規な液晶化
合物に関する。正の誘電異方性を示す液晶物質は
その化学的及び誘電的異方性を利用して捩れた液
晶配列を持つネマチツク液晶を用いる表示素子
（いわゆるTNセル）やゲスト・ホスト効果を応
用したカラー表示素子等に使用される用途があ
る。これらの液晶材料は単独の化合物ではその諸
性能即ち液晶温度範囲、しきい電圧、応答速度、
安定性等の点で実用的使用に耐えるものはなく、
実用的には数種の液晶化合物或いは非液晶化合物
の混合物が使用されている。 本発明は実用的な性質がすぐれた、誘電異方性
が正の液晶組成物を構成する成分として有用な化
合物を提供するものである。 即ち、本発明の化合物は次の一般式（）で表
わされるトランス―４―アルキルオキシメチル―
１―（4′―シアノフエニル）シクロヘキサンであ
る。 （式中Ｒはメチル基又はエチル基を示す） 本発明の（１）式の化合物は、誘電異方性値△
εが正で大きく、かつ屈折率異方性値△ｎが小さ
いという特徴を有している。 以下に本発明の化合物と、従来よく知られてい
る△εが正で割合大きい液晶化合物の△ε及び△
ｎの値を示す。
合物に関する。正の誘電異方性を示す液晶物質は
その化学的及び誘電的異方性を利用して捩れた液
晶配列を持つネマチツク液晶を用いる表示素子
（いわゆるTNセル）やゲスト・ホスト効果を応
用したカラー表示素子等に使用される用途があ
る。これらの液晶材料は単独の化合物ではその諸
性能即ち液晶温度範囲、しきい電圧、応答速度、
安定性等の点で実用的使用に耐えるものはなく、
実用的には数種の液晶化合物或いは非液晶化合物
の混合物が使用されている。 本発明は実用的な性質がすぐれた、誘電異方性
が正の液晶組成物を構成する成分として有用な化
合物を提供するものである。 即ち、本発明の化合物は次の一般式（）で表
わされるトランス―４―アルキルオキシメチル―
１―（4′―シアノフエニル）シクロヘキサンであ
る。 （式中Ｒはメチル基又はエチル基を示す） 本発明の（１）式の化合物は、誘電異方性値△
εが正で大きく、かつ屈折率異方性値△ｎが小さ
いという特徴を有している。 以下に本発明の化合物と、従来よく知られてい
る△εが正で割合大きい液晶化合物の△ε及び△
ｎの値を示す。
【表】
上記の△ε及び△ｎは、次の４成分
からなる母液晶組成物に、前記各液晶化合物を更
に15％添加したものについて得られる測定値から
外挿して得られたものである。 上表の△εの値からわかる様に本発明の化合物
の△εは
に15％添加したものについて得られる測定値から
外挿して得られたものである。 上表の△εの値からわかる様に本発明の化合物
の△εは
第１段階
水素化アルミニウムリチウム11.1ｇ（0.293モ
ル）に乾燥したテトラヒドロフラン（THF）420
mlを加え激しく撹拌したところへ、トランス―４
―フエニルシクロヘキサンカルボン酸メチル
（）64.0ｇ（0.298モル）をTHF70mlに溶解した
溶液を反応温度を20℃以下に保ちながら滴下す
る。滴下終了後55℃まで加温して、２時間反応さ
せ冷却する。次に酢酸エチル12mlと水100mlを加
えたのち18％硫酸350mlを加えるとテトラヒドロ
フラン層と水層の２層に分離される。ｎ―ヘプタ
ン200mlを加え分液ロートに移し水500mlで水洗し
たのち２％炭酸ナトリウム水溶液500mlで洗浄し、
更に水で水層が中性になるまで洗浄する。ヘプタ
ン、THFを溜去し釜に残つた固体をヘプタン20
mlで再結晶し別してから結晶を乾燥すると４―
フエニル―シクロヘキシルメチルアルコール
（）51.4ｇが得られた。融点47.3〜48.5℃。 第２段階 第１段階で得られた化合物（）50ｇ（0.268
モル）を乾燥ピリジン110c.c.に溶解し５℃以下に
冷却したところへ、ｐ―トルエンスルホン酸クロ
リド50.1ｇ（0.263モル）を乾燥トルエン70mlに
溶解した溶液を、滴下ロートより小量づつ滴下し
反応温度が10℃をこえない様に滴下する。滴下が
終了したら冷浴を取に除き室温で４時間撹拌した
のち水100mlとトルエン300mlを加え撹拌する。分
液ロートに移しトルエン層を6N―HCl水100mlで
２回洗浄し次に水200mlで１回洗浄、更に2N―
NaOH水100mlで２回洗浄してから水200mlで４
回洗浄する。トルエンを減圧下で溜去し、生じた
結晶をトルエン90mlから再結晶し、別結晶を乾
燥するとｐ―トルエンスルホン酸（トランス―４
―フエニルシクロヘキシルメチル）エステル
（）77ｇが得られた。融点108.0〜108.7℃。 第３段階 メチルアルコール250mlを室温で撹拌しておき、
ここへ金属ナトリウム17.4ｇ（0.755モル）を細
かく切つたものを少量づつ加えてナトリウムメト
キシドを作る。金属ナトリウム片がなくなつてか
ら、第２段で得られた化合物（）200ｇ（0.581
モル）を乾燥トルエン600mlに溶解した溶液を、
滴下斗より内温が50〜60℃の範囲を保つ様に
徐々に加える。滴下終了後４時間還流してから冷
却し、水20mlを加えて分液斗に移し、トルエン
層を水で洗浄し水層が中性になるまで洗浄する。
トルエンを減圧下で溜去したのち減圧蒸溜し沸点
が105〜108℃／1.5mmHgの留分を集めるとトラン
ス―４―メチルオキシメチル―１―フエニルシク
ロヘキサン（）が100.0ｇ得られた。 第４段階 １三口フラスコに第３段で得られた化合物
（）100.0ｇ（0.490モル）、酢酸344ml、水91ml、
ヨウ素酸20.6ｇ（0.117モル）、ヨウ素54.5ｇ
（0.215モル）、四塩化炭素40ml、濃硫酸14mlを加
え撹拌しマントルヒーターで加熱し３時間還流す
る。反応終了後室温に冷却したところへ10％のチ
オ硫酸ナトリウム水を加え過剰のヨウ素の色を消
失させる（約15c.c.）。ｎ―ヘプタン200mlを加え分
液斗に移しｎ―ヘプタン層を水層が中性になる
まで水洗しｎ―ヘプタンを減圧下で溜去し残溜物
をｎ―ヘキサン50mlに溶解し、−10〜−20℃にて
12時間放置し、生じた結晶を別し乾燥するとト
ランス―４―メチルオキシメチル―１―（4′―ヨ
ウドフエニル）シクロヘキサン（）81.3ｇが得
られた。融点40.3〜42.3℃。 第５段階 300ml三口フラスコに第４段階で得られた化合
物（）20ｇ（0.061モル）とシアン化第一銅6.3
ｇ（0.071モル）、Ｎ，Ｎ―ジメチルホルムアミド
（DMF）63mlを加え撹拌し、マントルヒーターに
て加熱し６時間還流する。反応終了後室温に冷却
し、28％アンモニア水18mlを加え撹拌したのちヘ
プタン50mlを加え抽出し、ヘプタン層中の不溶解
物を吸引過で取り除き、別液を分液斗に移
しヘプタン層を6N―HCl50mlで洗浄し、次に2N
―NaOH水50mlで洗浄したのち更に中性になる
まで水洗する。ヘプタン層を無水硫酸ナトリウム
10ｇで乾燥したのちカラムに充填した活性アルミ
ナ層に通す。活性アルミナ層を通過したヘプタン
溶液を減圧下で濃縮し、生じた粗結晶をエタノー
ル10mlから再結晶し別乾燥することによつて目
的のトランス―４―メチルオキシメチル―１―
（4′―シアノフエニル）シクロヘキサン（）6.4
ｇが得られた。この物の融点（Ｃ―Ｉ点）は59.9
℃、又この物とトランス―４―ペンチル―１―
（4′―シアノフエニル）シクロヘキサンとの混合
物にして測定し外挿されることの物のＮ→Ｉ点は
29.1℃であつた。又この化合物の元素分析値は次
の如く計算値と良く一致している。 実測値(%) 計算値(%)(C15H19NOとして) Ｃ 78.5 78.57 Ｈ 8.3 8.35 Ｎ 6.0 6.10 実施例 ２ 実施例１に於ける第３段階のメチルアルコール
の代りにエチルアルコールを使用する他は実施例
１と同様にして、以下の化合物を合成した。 トランス４―エチルオキシメチル―１―（4′―
シアノフエニル）シクロヘキサン、mp.44.0〜
44.5℃，Ｎ―Ｉ点−2.4℃ 実施例３ （使用例１） からなる液晶組成物のネマチツク液晶温度範囲
（MR）は−10〜72.3℃，20℃に於ける粘度η20は
29cp、誘電率異方性△εは11.5（ε‖＝15.9，ε⊥
＝4.4）でこれをセル厚10μｍのTNセルに封入し
た際のしきい電圧は1.69V、飽和電圧は2.37Vで
あつた。 この組成物に本発明の化合物の１つである
ル）に乾燥したテトラヒドロフラン（THF）420
mlを加え激しく撹拌したところへ、トランス―４
―フエニルシクロヘキサンカルボン酸メチル
（）64.0ｇ（0.298モル）をTHF70mlに溶解した
溶液を反応温度を20℃以下に保ちながら滴下す
る。滴下終了後55℃まで加温して、２時間反応さ
せ冷却する。次に酢酸エチル12mlと水100mlを加
えたのち18％硫酸350mlを加えるとテトラヒドロ
フラン層と水層の２層に分離される。ｎ―ヘプタ
ン200mlを加え分液ロートに移し水500mlで水洗し
たのち２％炭酸ナトリウム水溶液500mlで洗浄し、
更に水で水層が中性になるまで洗浄する。ヘプタ
ン、THFを溜去し釜に残つた固体をヘプタン20
mlで再結晶し別してから結晶を乾燥すると４―
フエニル―シクロヘキシルメチルアルコール
（）51.4ｇが得られた。融点47.3〜48.5℃。 第２段階 第１段階で得られた化合物（）50ｇ（0.268
モル）を乾燥ピリジン110c.c.に溶解し５℃以下に
冷却したところへ、ｐ―トルエンスルホン酸クロ
リド50.1ｇ（0.263モル）を乾燥トルエン70mlに
溶解した溶液を、滴下ロートより小量づつ滴下し
反応温度が10℃をこえない様に滴下する。滴下が
終了したら冷浴を取に除き室温で４時間撹拌した
のち水100mlとトルエン300mlを加え撹拌する。分
液ロートに移しトルエン層を6N―HCl水100mlで
２回洗浄し次に水200mlで１回洗浄、更に2N―
NaOH水100mlで２回洗浄してから水200mlで４
回洗浄する。トルエンを減圧下で溜去し、生じた
結晶をトルエン90mlから再結晶し、別結晶を乾
燥するとｐ―トルエンスルホン酸（トランス―４
―フエニルシクロヘキシルメチル）エステル
（）77ｇが得られた。融点108.0〜108.7℃。 第３段階 メチルアルコール250mlを室温で撹拌しておき、
ここへ金属ナトリウム17.4ｇ（0.755モル）を細
かく切つたものを少量づつ加えてナトリウムメト
キシドを作る。金属ナトリウム片がなくなつてか
ら、第２段で得られた化合物（）200ｇ（0.581
モル）を乾燥トルエン600mlに溶解した溶液を、
滴下斗より内温が50〜60℃の範囲を保つ様に
徐々に加える。滴下終了後４時間還流してから冷
却し、水20mlを加えて分液斗に移し、トルエン
層を水で洗浄し水層が中性になるまで洗浄する。
トルエンを減圧下で溜去したのち減圧蒸溜し沸点
が105〜108℃／1.5mmHgの留分を集めるとトラン
ス―４―メチルオキシメチル―１―フエニルシク
ロヘキサン（）が100.0ｇ得られた。 第４段階 １三口フラスコに第３段で得られた化合物
（）100.0ｇ（0.490モル）、酢酸344ml、水91ml、
ヨウ素酸20.6ｇ（0.117モル）、ヨウ素54.5ｇ
（0.215モル）、四塩化炭素40ml、濃硫酸14mlを加
え撹拌しマントルヒーターで加熱し３時間還流す
る。反応終了後室温に冷却したところへ10％のチ
オ硫酸ナトリウム水を加え過剰のヨウ素の色を消
失させる（約15c.c.）。ｎ―ヘプタン200mlを加え分
液斗に移しｎ―ヘプタン層を水層が中性になる
まで水洗しｎ―ヘプタンを減圧下で溜去し残溜物
をｎ―ヘキサン50mlに溶解し、−10〜−20℃にて
12時間放置し、生じた結晶を別し乾燥するとト
ランス―４―メチルオキシメチル―１―（4′―ヨ
ウドフエニル）シクロヘキサン（）81.3ｇが得
られた。融点40.3〜42.3℃。 第５段階 300ml三口フラスコに第４段階で得られた化合
物（）20ｇ（0.061モル）とシアン化第一銅6.3
ｇ（0.071モル）、Ｎ，Ｎ―ジメチルホルムアミド
（DMF）63mlを加え撹拌し、マントルヒーターに
て加熱し６時間還流する。反応終了後室温に冷却
し、28％アンモニア水18mlを加え撹拌したのちヘ
プタン50mlを加え抽出し、ヘプタン層中の不溶解
物を吸引過で取り除き、別液を分液斗に移
しヘプタン層を6N―HCl50mlで洗浄し、次に2N
―NaOH水50mlで洗浄したのち更に中性になる
まで水洗する。ヘプタン層を無水硫酸ナトリウム
10ｇで乾燥したのちカラムに充填した活性アルミ
ナ層に通す。活性アルミナ層を通過したヘプタン
溶液を減圧下で濃縮し、生じた粗結晶をエタノー
ル10mlから再結晶し別乾燥することによつて目
的のトランス―４―メチルオキシメチル―１―
（4′―シアノフエニル）シクロヘキサン（）6.4
ｇが得られた。この物の融点（Ｃ―Ｉ点）は59.9
℃、又この物とトランス―４―ペンチル―１―
（4′―シアノフエニル）シクロヘキサンとの混合
物にして測定し外挿されることの物のＮ→Ｉ点は
29.1℃であつた。又この化合物の元素分析値は次
の如く計算値と良く一致している。 実測値(%) 計算値(%)(C15H19NOとして) Ｃ 78.5 78.57 Ｈ 8.3 8.35 Ｎ 6.0 6.10 実施例 ２ 実施例１に於ける第３段階のメチルアルコール
の代りにエチルアルコールを使用する他は実施例
１と同様にして、以下の化合物を合成した。 トランス４―エチルオキシメチル―１―（4′―
シアノフエニル）シクロヘキサン、mp.44.0〜
44.5℃，Ｎ―Ｉ点−2.4℃ 実施例３ （使用例１） からなる液晶組成物のネマチツク液晶温度範囲
（MR）は−10〜72.3℃，20℃に於ける粘度η20は
29cp、誘電率異方性△εは11.5（ε‖＝15.9，ε⊥
＝4.4）でこれをセル厚10μｍのTNセルに封入し
た際のしきい電圧は1.69V、飽和電圧は2.37Vで
あつた。 この組成物に本発明の化合物の１つである
【式】を20部加
えた液晶組成物のMRは−15〜62.5℃、η20は
30cp，△εは12.7（ε‖＝18.1，ε⊥＝5.4）であり
上記と同じセルに封入した際のしきい電圧は
1.39V、飽和電圧は2.02Vであり、いずれも低く
なつている。 実施例４ （使用例２） からなる液晶組成物のネマチツク液晶温度範囲は
−10〜70.3℃、20℃に於ける粘度η20は27.6cp誘電
率異方性△εは−0.9（ε‖＝3.7，ε⊥＝4.6）でこ
れをセル厚10μmのTNセルに封入した場合は△
εが負のため正常な作動できない。この組成物に
本発明の化合物の
30cp，△εは12.7（ε‖＝18.1，ε⊥＝5.4）であり
上記と同じセルに封入した際のしきい電圧は
1.39V、飽和電圧は2.02Vであり、いずれも低く
なつている。 実施例４ （使用例２） からなる液晶組成物のネマチツク液晶温度範囲は
−10〜70.3℃、20℃に於ける粘度η20は27.6cp誘電
率異方性△εは−0.9（ε‖＝3.7，ε⊥＝4.6）でこ
れをセル厚10μmのTNセルに封入した場合は△
εが負のため正常な作動できない。この組成物に
本発明の化合物の
【式】10部と
【式】５部、
【式】５部を加
えた液晶組成物のMRは−20〜60.2℃，η20は
31cp，△εは3.6（ε‖＝9.2，ε⊥＝5.6）であり上
記と同じセルに封入した際のしきい電圧は
1.71V、飽和電圧は2.31Vであつた。 実施例５ （使用例３） からなる液晶組成物のＮ―Ｉ点は61.1℃，20℃に
於ける粘度η20は18cp、誘電率異方性△εは2.2
（ε11＝6.1，ε1＝3.9）、屈折率異方性△ｎは0.066
で、これをセル厚10μのTNセルに封入した際の
しきい値電圧は2.6Vであつた。 この組成物に本発明の化合物の１つである
31cp，△εは3.6（ε‖＝9.2，ε⊥＝5.6）であり上
記と同じセルに封入した際のしきい電圧は
1.71V、飽和電圧は2.31Vであつた。 実施例５ （使用例３） からなる液晶組成物のＮ―Ｉ点は61.1℃，20℃に
於ける粘度η20は18cp、誘電率異方性△εは2.2
（ε11＝6.1，ε1＝3.9）、屈折率異方性△ｎは0.066
で、これをセル厚10μのTNセルに封入した際の
しきい値電圧は2.6Vであつた。 この組成物に本発明の化合物の１つである
【式】を15部加
えた液晶組成物のＮ―Ｉ点は56.0℃、η20は
21.0cp、△εは5.3（ε11＝9.8，ε1＝4.5），△ｎは
0.071であり、上記と同じセルに封入した際のし
きい値電圧は2.4Vであり、△ｎの値を上昇させ
ることなく、しきい値電圧を降下させることがで
きた。
21.0cp、△εは5.3（ε11＝9.8，ε1＝4.5），△ｎは
0.071であり、上記と同じセルに封入した際のし
きい値電圧は2.4Vであり、△ｎの値を上昇させ
ることなく、しきい値電圧を降下させることがで
きた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一般式 （上式中Ｒはメチル基又はエチル基を示す）で
表わされるトランス―４―アルキルオキシメチル
―１―（4′―シアノフエニル）シクロヘキサン。 ２ 一般式 （上式中Ｒはメチル基又はエチル基を示す）で
表わされるトランス―４―アルキルオキシメチル
―１―（4′―シアノフエニル）シクロヘキサンを
少くとも１種含有することを特徴とする液晶組成
物。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15959381A JPS5859956A (ja) | 1981-10-07 | 1981-10-07 | トランス−４−アルキルオキシメチル−１−（４′−シアノフエニル）シクロヘキサン類 |
| US06/425,162 US4468340A (en) | 1981-10-04 | 1982-09-27 | Liquid-crystalline phenylcyclohexane derivatives |
| CH5862/82A CH654828A5 (de) | 1981-10-07 | 1982-10-06 | Fluessigkristall-phenylcyclohexan-derivate. |
| DE3237020A DE3237020C2 (de) | 1981-10-07 | 1982-10-06 | Trans-4-Alkyloxymethyl-1-(4'-cyanophenyl)cyclohexane und trans-4-Alkyloxymethyl-1-(4"-cyano-4'-biphenylyl)cyclohexane, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15959381A JPS5859956A (ja) | 1981-10-07 | 1981-10-07 | トランス−４−アルキルオキシメチル−１−（４′−シアノフエニル）シクロヘキサン類 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5859956A JPS5859956A (ja) | 1983-04-09 |
| JPH0141621B2 true JPH0141621B2 (ja) | 1989-09-06 |
Family
ID=15697090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15959381A Granted JPS5859956A (ja) | 1981-10-04 | 1981-10-07 | トランス−４−アルキルオキシメチル−１−（４′−シアノフエニル）シクロヘキサン類 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5859956A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2750436B2 (ja) * | 1988-09-19 | 1998-05-13 | チッソ株式会社 | アルケニルエーテル化合物及びそれを含む液晶組成物 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57140737A (en) * | 1981-02-25 | 1982-08-31 | Kanto Kagaku Kk | Colorless liquid crystal substance, colorless liquid crystal composition, and display element of liquid crystal |
-
1981
- 1981-10-07 JP JP15959381A patent/JPS5859956A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5859956A (ja) | 1983-04-09 |
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