JPH0225894B2 - - Google Patents
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- JPH0225894B2 JPH0225894B2 JP59011809A JP1180984A JPH0225894B2 JP H0225894 B2 JPH0225894 B2 JP H0225894B2 JP 59011809 A JP59011809 A JP 59011809A JP 1180984 A JP1180984 A JP 1180984A JP H0225894 B2 JPH0225894 B2 JP H0225894B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- formula
- compounds
- alkyl
- mixture
- liquid crystal
- Prior art date
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Liquid Crystal Substances (AREA)
Description
本発明は、ジ置換エタン並びに液晶材料及び装
置に於けるその使用に関する。
デジタル計算機、時計、メーターや簡単なワー
ドデイスプレイの如きデイスプレイ装置で電気光
学効果を発現させるべく液晶材料を使用すること
は、公知である。しかし乍ら、全ての面で理想的
な液晶材料は公知でなく、当業界では通常性質を
改善すべくかなりの労力が費されている。
一般に液晶材料は特に選択された混合組成物か
らなり、改良された複教の性質を有する新規な混
合物を形成することにより材料の改善がなされて
いる。
電気光学用液晶混合物の組成は、利用されるべ
きデイスプレイ効果及びその効果に必要な特殊は
性質に依存している。種々のデイスプレイ効果を
以下例示する。全ての種類のデイスプレイ効果に
対して、混合物が、下記の一般的性質を可能な限
り最良に組合せて示すことが望ましい。
(i) 液晶温度範囲が室温(20℃)を含めて出来る
限り広いこと;
(ii) 融点(固体−液晶転移温度)が出来る限り低
いこと;
(iii) クリアリング点(液晶−等方性液体転移温
度)が出来る限り高いこと;
(iv) ポジ又はネガ(適切な)誘電異方性(分子軸
に平行で測定した誘電率マイナス分子軸に直角
で測定した誘導率)が、デイスプレイ電圧を最
小にすべく出来る限り大きいこと;
(v) 粘度がデイスプレイ切換速度を最小にすべく
出来る限り低いこと;
(vi) 電気光学応答の温度変化が出来る限り小さい
こと;
(vii) 化学的及び光化学的安定性が良好であるこ
と;
特殊な用途で有用な特殊な性質を更に例示す
る:
(viii) マルチプレツクス性(multiplexibility)が
良好であること;
(ix) 誘導異方性が周波数により切換可能であるこ
と;
及び
(x) 特定の大きさの複屈折を有すること;
所要の性質を組合せて有する液晶混合組成物
は、種々の性質を有する成分を混合して得られ
る。
自動車のダツシユボード上にあるデイスプレイ
に対して要求される種々の性質を満たすことは、
特に難しいとされている。前記の場合、−20乃至
−30℃の低温で切換を迅速に行うべく粘度は低く
なければならず、而もクリアリング点は高く(>
90℃)、且つオフ状態のデイスプレイ部分を介す
る裏面照射により光が“漏れる(bleed
through)”のを防ぐべく高い複屈折率を有して
いなければならない。
製造コストを最小にすべく、所要の性質を満足
に組合せて有しながら混合物中の成分教は最小で
あることが望ましい。従つて、使用される個々の
成分が所要の性質を複数有することが望ましい。
更に成分数を最小にすべく個々の成分の相互溶解
性は良好であることが望ましい。
本発明の目的は、電気光学デイスプレイ、特に
自動車のダツシユボード上に使用されるべきデイ
スプレイ用液晶混合組成物にとつて適当な成分と
なる新規な液晶化合物を提供することである。
本発明のフツ素化された化合物は、下記式を
有する。
〔式中、R1は12個までの炭素原子を有するア
ルキルであり、R2は水素、12個までの炭素原子
を有するアルキル、
The present invention relates to di-substituted ethane and its use in liquid crystal materials and devices. The use of liquid crystal materials to produce electro-optical effects in display devices such as digital calculators, clocks, meters and simple word displays is known. However, no liquid crystal material is known that is ideal in all respects, and considerable effort is typically expended in the industry to improve its properties. Liquid crystal materials generally consist of specially selected mixture compositions, and improvements in the materials are made by forming new mixtures with improved compound properties. The composition of the electro-optical liquid crystal mixture depends on the display effect to be utilized and the special properties required for that effect. Various display effects are illustrated below. For all types of display effects, it is desirable that the mixture exhibits the best possible combination of the following general properties. (i) The liquid crystal temperature range should be as wide as possible, including room temperature (20℃); (ii) The melting point (solid-liquid crystal transition temperature) should be as low as possible; (iii) The clearing point (liquid crystal - isotropic liquid (iv) positive or negative (appropriate) dielectric anisotropy (permittivity measured parallel to the molecular axis minus conductivity measured perpendicular to the molecular axis) to minimize the display voltage; (v) The viscosity is as low as possible to minimize display switching speed; (vi) The temperature change in the electro-optical response is as small as possible; (vii) Chemical and photochemical stability. (viii) Good multiplexibility; (ix) Induced anisotropy can be switched by frequency. and (x) having birefringence of a specific magnitude; A liquid crystal mixture composition having a desired combination of properties is obtained by mixing components having various properties. Meeting the various characteristics required for displays on automobile dashboards is
It is said to be particularly difficult. In the above case, the viscosity must be low for rapid switching at low temperatures of -20 to -30°C, and the clearing point must be high (>
90°C), and backside illumination through the off-state display section causes light to "bleed".
It is desirable to have a high birefringence to prevent "through". To minimize manufacturing costs, it is desirable to have a minimum amount of constituents in the mixture while still having a satisfactory combination of the desired properties. Therefore, it is desirable that the individual components used have more than one of the desired properties.
Furthermore, in order to minimize the number of components, it is desirable that the individual components have good mutual solubility. The object of the present invention is to provide new liquid crystal compounds which are suitable components for liquid crystal mixture compositions for displays to be used in electro-optical displays, in particular on automobile dashboards. The fluorinated compound of the present invention has the following formula: [wherein R 1 is alkyl with up to 12 carbon atoms, R 2 is hydrogen, alkyl with up to 12 carbon atoms,
【式】【formula】
【式】及び[Formula] and
【式】から選択され、ここでR3は12個
までの炭素原子を有するアルキルであり、
selected from formula where R 3 is alkyl having up to 12 carbon atoms;
【式】は1,4二置換されている場合にト
ランス配置であるシクロヘキサン環を示し、
[Formula] represents a cyclohexane ring in the trans configuration when it is 1,4-disubstituted,
【式】はベンゼン環を示し、X,Y及びZ
のそれぞれはベンゼン環の1個以上の側位にある
水素またはフツ素を個々に表わし、但しX,Yま
たはZの1つがフツ素であり、R1及びR2がn−
アルキルであるときはR1及びR2の2つの基中の
炭素原子の合計数は10未満である〕。
ネマチツク液晶混合物に使用する場合、式で
表わされる化合物中のアルキル基は直鎖状である
ことが好ましい。しかし乍ら、キラルなネマチツ
ク(光学的に活性な)混合物に使用する場合、分
子中に含される1個又はそれ以上のアルキル基
は、例えば(+)−CH3(CH2)oCH(CH3)CH2
(式中、nは1乃至8であり、(+)−はポジテ
イブな光学回転角度を有するキラルな基例えば
(+)−2−メチルブチルを表わす)の形のキラル
な基であり得る。
式を有する化合物の具体例を次に示す。
式中、各RAは独立にアルキル基例えば炭素数
1〜12好ましくは炭素数1〜8のn−アルキル基
であり、RBは独立に水素又はアルキル基であり
例えば炭素数1〜12好ましくは炭素数1〜8のn
−アルキル基である。
式a及びbの化合物の場合にも、一般式
で記載した但し書き条件が適用される。即ち、
RAがn−アルキル基であり且つRBはn−アルキ
ルの場合2個の基に含まれる炭素原子の総数は10
未満である。好ましくは、RA及びRBに含まれる
炭素原子の総数は4〜8である。
式a及びbと同じ一般式を有する化合物で
あつて、末端のn−アルキル基の炭素数は10であ
り末端のn−アルキル基又はn−アルコキシ基の
炭素原子と酸素原子の総数が10である化合物は、
本出願の優先権の基となる英国特許出願第
8302119号の出願後に発表された欧洲特許出願第
84194号で提案されている。しかし乍ら、前記欧
洲特許出願に於いてこれらの化合物の性質は何ら
記載又は示唆されていない。以下に示す如く、こ
れらの化合物は、対応する式a及びbの化合
物に比してポジテイブはネマチツク化合物との混
合物中での単射(injected)スメクチツクの挙動
の点でかなり劣る。従つて、前記欧洲特許出願で
提案された化合物は本発明の範囲から除外され
る。
式a乃至jを有する化合物は液晶化合物と
して有用な式Iの化合物の一例であり、
式k
を有する化合物は式を有するある種の液晶化合
物、特に式a及びe(式中、X,Y及びZは
H又はFであり、少なくとも1つはFである)の
化合物の合成に於ける中間体として有用な化合物
の一例である。
式の化合物は、電気光学デイスプレイ用液晶
材料中の極めて興味ある成分となり得る。例えば
式a及びb(式中、RA及びRBはn−アルキル
基である)の化合物は、実施例に記載する如く次
の優れた利点を有する。
(i) 融点が低く、一般に30℃未満であり、低融点
を有する液晶混合物を処方する際に有利であ
る;
(ii) クリアリング点が高く約100℃であり、且つ
ネマチツク範囲も極めて広く約70℃であり、ネ
マチツク範囲の広い液晶混合物を処方する際に
有利である;
(iii) 望ましくないスメクチツク相が実際にない;
(iv) ポジテイブな誘導異方性を有するネマチツク
材料と組合せてスメクチツク相を形成する傾向
がない;
(v) ポジテイブな誘導異方性を有するネマチツク
材料に対する溶解性が高い;
(vi) クリアリング点の高い成分を既に含有せしめ
たポジテイブなネマチツク材料との混合物中に
添加された場合クリアリング点を上昇させる性
質を有する;
(vii) 粘度が比較的低く且つ公知のネマチツク混合
物の粘度を低下させる性質を有する;
(viii) 低温度で切換時間の早い混合物の基礎を形成
し得る;
(ix) 熱的性質及び粘度が同等な他の公知の材料に
比較して複屈折率が高い;
(x) 閾値電圧の温度依存性が極めて低い;
() 化学的及び光化学的安定性が良好であ
る;
前記の如く種々の性質が魅力的に組合されてい
るので、公知の混合物に比して優れた性質を有す
る液晶混合物が形成され得る。
基[Formula] represents a benzene ring, and each of X, Y and Z individually represents hydrogen or fluorine at one or more side positions of the benzene ring, provided that one of X, Y or Z is fluorine; , R 1 and R 2 are n-
When alkyl, the total number of carbon atoms in the two groups R 1 and R 2 is less than 10]. When used in nematic liquid crystal mixtures, the alkyl group in the compound represented by the formula is preferably linear. However, when used in chiral nematic (optically active) mixtures, one or more alkyl groups contained in the molecule may be used, for example (+)-CH 3 (CH 2 ) o CH ( CH 3 )CH 2 (wherein n is 1 to 8 and (+)- represents a chiral group having a positive optical rotation angle, such as (+)-2-methylbutyl); could be. Specific examples of compounds having the formula are shown below. In the formula, each R A is independently an alkyl group, for example, an n-alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 to 8 carbon atoms, and R B is independently hydrogen or an alkyl group, preferably 1 to 12 carbon atoms. is n having 1 to 8 carbon atoms
- is an alkyl group. In the case of compounds of formulas a and b, the proviso conditions described for the general formula also apply. That is,
When R A is an n-alkyl group and R B is n-alkyl, the total number of carbon atoms contained in the two groups is 10
less than Preferably, the total number of carbon atoms included in R A and R B is 4-8. A compound having the same general formula as formulas a and b, the number of carbon atoms in the terminal n-alkyl group is 10, and the total number of carbon atoms and oxygen atoms in the terminal n-alkyl group or n-alkoxy group is 10. A certain compound is
UK patent application no. on which the priority of this application is based
European patent application number announced after filing No. 8302119
Proposed in No. 84194. However, the properties of these compounds are not described or suggested in the European patent application. As will be shown below, these compounds exhibit significantly poorer injected smectic behavior in mixtures with positive nematic compounds than the corresponding compounds of formulas a and b. Therefore, the compounds proposed in the European patent application are excluded from the scope of the present invention. Compounds having formulas a through j are examples of compounds of formula I that are useful as liquid crystal compounds; Compounds having the formula are intermediates in the synthesis of certain liquid crystal compounds having the formula, particularly compounds of formulas a and e, where X, Y and Z are H or F, and at least one is F. This is an example of a compound that is useful as a body. Compounds of the formula can be very interesting components in liquid crystal materials for electro-optic displays. For example, compounds of formulas a and b (wherein R A and R B are n-alkyl groups) have the following outstanding advantages as described in the Examples. (i) It has a low melting point, generally below 30°C, which is advantageous in formulating liquid crystal mixtures with a low melting point; (ii) It has a high clearing point, about 100°C, and a very wide nematic range, about 70° C., which is advantageous when formulating liquid crystal mixtures with a wide nematic range; (iii) virtually no undesirable smectic phases; (iv) smectic phases in combination with nematic materials with positive induced anisotropy. (v) High solubility in nematic materials with positive induced anisotropy; (vi) Addition to mixtures with positive nematic materials that already contain components with high clearing points. (vii) have a property of relatively low viscosity and reduce the viscosity of known nematic mixtures; (viii) form the basis of mixtures with low temperatures and fast switching times; (ix) High birefringence compared to other known materials with comparable thermal properties and viscosity; (x) Extremely low temperature dependence of threshold voltage; () Chemical and photochemical stability Good properties; Owing to the attractive combination of various properties mentioned above, liquid crystal mixtures can be formed which have superior properties compared to known mixtures. basis
【式】
(式中、RA及びXは前記と同義である)を含
む液晶化合物は公知である(英国特許公開第
2023136号及び第2093057号明細書参照)。しかし
乍ら、一般に、式特に式a及びbを有する
新規化合物は、予期せぬことに前記した如く公知
化合物に比して所望の性質を全体的に良好に組合
せて有する。
例えば、式を有する化合物は、式A
(式中、R′Bはアルキル、アルコキシ又はシア
ノ基である)の公知化合物に比較してより高いク
リアリング点を有するが、それと相対的に融点及
び粘度は有意に上昇していない。
同様に、式を有する化合物は、式B
又は式C
を有するクリアリング点の高い公知添加物に比し
て融点及び粘度はより低く、ポジテイブなネマチ
ツク材料に対する溶解性はよりすぐれている。
更に、式を有する化合物は一般に式Bを有す
る化合物よりより反応性に富んでおり、以下に記
載するある種の特定用途に使用されるネガテイブ
な誘電異方性を有する材料に添加されるか又は該
材料として使用され得る。式Bを有する化合物の
場合、高いポジテイブな誘電異方性を有するので
一般にこの目的には不適である。
式を有する化合物の断然顕著な性質は、望ま
しくないスメクチツク相を抑制し除去する側位の
フツ素原子の影響に由来する。このことは、側位
にフツ素原子を有する化合物と有しない化合物と
の相転移を比較した第1表及び第2表から明らか
である。[Formula] (wherein R A and X have the same meanings as above) are known (UK Patent Publication No.
2023136 and 2093057). However, in general, the new compounds having the formulas a and b in particular unexpectedly have a better overall combination of desirable properties than the known compounds as mentioned above. For example, a compound having the formula A (wherein R' B is an alkyl, alkoxy or cyano group), it has a higher clearing point compared to the known compounds, but the melting point and viscosity are not significantly increased relative to it. Similarly, a compound having the formula B or formula C Compared to known additives with high clearing points, the melting point and viscosity are lower and the solubility in positive nematic materials is better. Furthermore, compounds having formula B are generally more reactive than compounds having formula B and may be added to materials with negative dielectric anisotropy used in certain specific applications as described below. It can be used as such material. Compounds of formula B have a high positive dielectric anisotropy and are therefore generally unsuitable for this purpose. By far the most remarkable properties of the compounds having the formula derive from the influence of the pendant fluorine atoms, which suppress and eliminate undesirable smectic phases. This is clear from Tables 1 and 2, which compare the phase transitions of compounds with and without fluorine atoms at side positions.
【表】【table】
【表】
第1表及び第2表中K,S,N及びIは夫々固
体、スメクチツク、ネマチツク及び等方性相を表
わし、K−N等は転位温度(℃)を表わす。表
中、アルキル鎖は全て直鎖状である。S−Sはス
メクチツク相−他相への転移を表わす。
上記の如く、側位にフツ素原子を含まない化合
物の場合スメクチツク相は一般に且つしばしば
100℃以上で持続するのに対し、式を有する化
合物の場合該スメクチツク相は室温(20℃)で極
めて稀れにみられる。よつて、新規化合物の共融
混合物を調製することによつてネマチツク範囲を
低温にまで広げることができる。
本明細書中“混合物E”と呼称される、
R1=n−C3H7 R2=n−C3H7 26重量%
R1=n−C3H7 R2=n−C5H11 35重量%
R1=n−C5H11 R2=C2H5 39重量%
から成る混合物は、スメクチツク相を形成するこ
となく−13.5℃の融点乃至103.5℃のクリアリン
グ点の範囲でネマチツク相を示し、フリージング
点が低く且つ低温で迅速に切換え得る液晶混合物
に対して有利な基礎となる。
従つて、本発明の一つの好ましい具体例に依れ
ば、ネマチツク又はキラルな液晶材料は2種以上
の式の化合物を含む混合物から成る。そのよう
な混合物のネマチツク又はキラルなネマチツク温
度範囲は極めて広い。この混合物は、同種の化合
物の同族体、例えば2種以上の式aの化合物を
含み得る。
また、同じ一般式を有するが例えばX及びYに
あるフツ素の位置の点で異なる構造異性体の関係
にある、化合物を組合せても良い。即ち、(例え
ば式a及びbに於いて)X=F及びY=Hの
化合物を一方の化合物とし、他方を他は同じ構造
であるがY=FでX=Hの化合物としても良い。
前記異性体は同様の性質を有するが、それらを混
合すると融点を極めて有効に低下させることがで
きる。
側位のフツ素原子の働きによつて、予期せぬこ
とにスメクチツク相が抑制されるばかりか“単射
スメクチツク相”として公知のスメクチツク相の
形成が抑制され得る。
市販の電気光学液晶デイスプレイの大部分は、
ねじれネマチツク効果により作動するねじれネマ
チツクデイスプレイである。
ねじれネマチツクデイスプレイからの光の強度
出力を印加電圧に対しプロツトして得られるカー
ブが、所謂光学閾値(ホモジニアスな配置からホ
メオトロピツクな配置へと急速な変化を受ける液
晶分子に対応する)領域で出来る限り急勾配を示
すことが望ましい。光出力(lightoutput)対電
圧曲線の勾配は、デイスプレイ中に使用される液
晶材料に依存する。
現在市販のねじれネマチツクデイスプレイの大
部分はマルチプレクス式デイスプレイ、即ちデイ
スプレイの個々にアドレスされる要素がデイスプ
レイパネルの片面上の一方のセツトの電極とパネ
ルの他方面上のもう一方のセツトの電極(各セツ
トの各電極は所与の行又は列にある全ての要素で
共有されている)との共通部分の領域により規定
されているデイスプレイである。マルチプレクス
により限られたデイスプレイ領域上にデイスプレ
イされるべき情報の量は増大し、且つアドレスさ
れるべきデイスプレイ要素の数当りに使用する電
極コネクシヨンの数は少なくて済む。
マルチプレクス式ねじれネマチツクデイスプレ
イで使用される適当なマルチプレクス性
(multiplexibilety)を有する液晶材料を製造する
には、2種のネマチツク成分、即ち、一方の成分
は末端にシアノ基を有する化合物(以下“シアノ
材料”と略称する)1種又はそれ以上から形成さ
れ、他方の成分は末端にシアノ基を持たない化合
物(以下“非シアノ材料”と略称する)1種又は
それ以上から形成される2種のネマチツクを混合
して形成するのが最も適切な方法であると当業界
で一般に認識されている。
前記非シアノ材料の誘電異方性は小さい。この
非シアノ材料が2種の成分から成る混合物中少な
くとも30重量%占めるのが望ましい。
ねじれネマチツク効果は、液晶材料がネマチツ
ク相にある時のみ発現し、例えば材料がスメクチ
ツク相状態にある場合には前記効果は示されな
い。シアノ材料を非シアノ材料と混合すると、
その混合物は“単射スメクチツク”相として当
業界で公知の好ましくないスメクチツク相を示
し、前記スメクチツク相は温度対組成グラフ又は
相ダイアグラム上に区域(area)として現われ
る。但し、夫々の材料は純粋であればネマチツク
液晶相しか示さない。30重量%以上の非シアノ材
料を含む組成は電気化学操作上好ましいとされて
いる組成に近いが、この場合単射スメクチツク相
ダイアグラム上でピークに達する傾向にある。当
業界の常識に依れば、シアノ材料と非シアノ材料
との所与の混合物の場合単射スメクチツク相が占
領する相ダイアグラム上の区域が小さければ小さ
く且つ単射スメクチツク相を呈し始める温度が低
いほど、マルチプレクス式ねじれネマチツク装置
で使用される混合物としてより有用となる。
いずれにせよ、市販のねじれネマチツク効果デ
イスプレイに使用される材料は約−10℃またはそ
れ以下に下がつてもネマチツク相を示さなければ
ならない。換言すれば、ねじれネマチツクデイス
プレイに使用されるべきシアノ材料と非シアノ材
料の混合物は、この温度で単射スメクチツク相を
示してはならない。
当業界の一般常識では、光出力対電圧曲線の勾
配は一般に、ねじれネマチツクデイスプレイ中に
液晶材料として、短鎖の末端基を有する同族体よ
りもn−アルキル基又はn−アルコキシ基の如き
比較的鎖長の長い末端基を有する成分を含む組成
物を使用すると険しくなるとされている。しかし
乍ら、比較的鎖長の長い末端基を有する化合物
は、一般に比較的短鎖の末端基を有する同族体に
比してスメクチツク相を形成する傾向が強いこと
も、当業界では認識されている。
ねじれネマチツクデイスプレイで使用されるシ
アノ材料がシアノビフエニル類の化合物例えば4
−n−アルキル−4′−シアノビフエニルから成る
のが、好ましい。色々理由はあるが、光出力対電
圧曲線の勾配が比較的急である点で前記化合物が
好ましい。しかし乍ら、これらの化合物は、非シ
アノ材料との混合物で単射スメクチツク相を形成
する傾向を示す。
従つて所与の非シアノ材料を通常の電気光学デ
イスプレイに於いて頻繁に利用するためには、広
く利用されている市販のシアノ材料特にシアノビ
フエニル化合物を含む材料と混合物を形成し得る
ことが特に重要であり、また個々の化合物は、単
射スメクチツク相を示す傾向が最も少ないシアノ
材料の個々の化合物を形成するものでなければな
らない。
式の化合物の中でも好ましい化合物は単射ス
メクチツク相を形成する傾向が殆んどなく、よつ
て本発明化合物はマルチプレクス式ねじれネマチ
ツクデイスプレイ用として適した混合物中の“非
シアノ”成分として極めて好適な化合物であり、
而も長鎖シアノ成分を使用することにより閾値の
勾配も改善され得る。例えば、式の化合物の三
元共融混合物である混合物E90重量%と4−シア
ノ−4′−エチルビフエニル10重量%との混合物、
又は前記三元共融混合物75重量%とトランス−4
−n−プロピル−1−(4−シアノフエニル)−シ
クロヘキサン25重量%との混合物の場合、−40℃
でも単射スメクチツク相を示さなかつた。この性
質は、自動車業界で要求される性質である低温で
迅速に切換わることが要求される性質を満たす混
合物を処方する際に極めて有利である。
スメクチツク相特に単射スメクチツク相を形成
する傾向を最小にすべく、式に於けるR1及び
R2(特にこれらの基がn−アルキル基である場
合)、就中、式a及びbに於けるRA及びRB中
の炭素原子の総数は10未満であることが好まし
く、望ましくは総数は4乃至8である。個々の基
に於ける炭素原子の数は5もしくはそれ未満であ
ることが好ましい。
式を有する化合物の混合物、例えば末端基の
RA及びRBがn−アルキル基である式a及び
bの化合物を含有する混合物の場合、各化合物の
末端の炭素数は好ましくは4乃至8である。前記
した混合物Eの場合のように、各化合物の夫々の
末端基の炭素数はこの範囲で異なることがより好
ましい。
式を有する化合物は、ネマチツク又はキラル
なネマチツク液晶化合物を使用することが好適で
あるとされている電気光学装置以外の分野でも使
用可能である。例えば、式を有する化合物を、
例えば英国特許公開第2083244号及び第2085585号
明細書に記載されている分野で使用される温度に
敏感な例えば熱変色性材料の高クリアリング点成
分として混合させても良い。
式の化合物はそれ自体公知の手順を含む合成
ルートで製造し得る。このルートは全体としては
新規である。例えば次のルート1及び2が使用し
得る。
ここで、R1及びR2は同一か又は異なるアルキ
ル基であり、[Table] In Tables 1 and 2, K, S, N, and I represent solid, smectic, nematic, and isotropic phases, respectively, and K-N, etc. represent dislocation temperature (°C). In the table, all alkyl chains are linear. SS represents the transition from smectic phase to other phases. As mentioned above, in compounds that do not contain fluorine atoms in side positions, the smectic phase generally and often occurs.
It persists above 100°C, whereas in the case of compounds having the formula the smectic phase is extremely rarely seen at room temperature (20°C). Thus, by preparing eutectic mixtures of new compounds, the nematic range can be extended to lower temperatures. Referred to herein as "Mixture E", R 1 = n −C 3 H 7 R 2 = n −C 3 H 7 26% by weight R 1 = n −C 3 H 7 R 2 = n −C 5 H 11 35% by weight R 1 = n −C 5 H 11 A mixture consisting of 39% by weight of R 2 = C 2 H 5 exhibits a nematic phase in the range of melting point of −13.5°C to clearing point of 103.5°C without forming a smectic phase, has a low freezing point, and has a low freezing temperature. This provides an advantageous basis for rapidly switchable liquid crystal mixtures. According to one preferred embodiment of the invention, therefore, the nematic or chiral liquid crystal material consists of a mixture containing compounds of two or more formulas. The nematic or chiral nematic temperature range of such mixtures is extremely wide. The mixture may contain congeners of the same type of compound, for example two or more compounds of formula a. Further, compounds having the same general formula but having different structural isomer relationships, for example in terms of the positions of fluorine in X and Y, may be combined. That is, one compound may be a compound in which X=F and Y=H (for example, in formulas a and b), and the other compound may be a compound having the same structure but with Y=F and X=H.
Although the isomers have similar properties, mixing them can very effectively lower the melting point. Due to the action of the lateral fluorine atoms, not only the smectic phase is unexpectedly suppressed, but also the formation of the smectic phase, known as the "injection smectic phase", can be suppressed. The majority of commercially available electro-optical liquid crystal displays are
It is a twisted nematic display that operates by the twisted nematic effect. The curve obtained by plotting the light intensity output from a twisted nematic display against the applied voltage forms in the so-called optical threshold region (corresponding to liquid crystal molecules undergoing a rapid change from homogeneous to homeotropic arrangement). It is desirable that the slope be as steep as possible. The slope of the lightoutput versus voltage curve depends on the liquid crystal material used in the display. The majority of twisted nematic displays currently on the market are multiplexed displays, meaning that the individually addressed elements of the display have one set of electrodes on one side of the display panel and another set of electrodes on the other side of the panel. (each electrode of each set is shared by all elements in a given row or column). Multiplexing increases the amount of information to be displayed on a limited display area and requires fewer electrode connections per number of display elements to be addressed. In order to produce liquid crystal materials with suitable multiplexibility for use in multiplexed twisted nematic displays, two nematic components, one component containing a terminal cyano group (hereinafter referred to as The other component is formed from one or more compounds having no terminal cyano group (hereinafter referred to as "non-cyano material"). It is generally recognized in the art that the most suitable method is to form a nematic mixture of seeds. The non-cyano material has a small dielectric anisotropy. Preferably, the non-cyano material comprises at least 30% by weight of the two-component mixture. The twisted nematic effect occurs only when the liquid crystal material is in the nematic phase; for example, the effect is not exhibited when the material is in the smectic phase. When a cyano material is mixed with a non-cyano material, the mixture exhibits an undesirable smectic phase known in the art as a "smectic" phase, which smectic phase appears as an area on a temperature versus composition graph or phase diagram. appear. However, if each material is pure, it exhibits only a nematic liquid crystal phase. Compositions containing 30% by weight or more of non-cyano materials are close to compositions that are considered preferred for electrochemical operation, but in this case they tend to reach a peak on the injection smectic phase diagram. According to common knowledge in the art, for a given mixture of cyano material and non-cyano material, the smaller the area on the phase diagram occupied by the injected smectic phase, the smaller and the lower the temperature at which the injected smectic phase begins to appear. The more useful it is as a mixture for use in multiplexed twisted nematic devices. In any event, the materials used in commercially available twisted nematic effect displays must exhibit a nematic phase even when cooled to about -10 DEG C. or below. In other words, mixtures of cyano and non-cyano materials to be used in twisted nematic displays must not exhibit a smectic phase at this temperature. Conventional wisdom in the art is that the slope of the light output versus voltage curve is generally lower for liquid crystal materials in twisted nematic displays, such as n-alkyl or n-alkoxy groups, than for congeners with shorter chain end groups. It is believed that the use of compositions containing components with terminal groups with long target chain lengths results in increased risk. However, it is also recognized in the art that compounds with relatively long chain end groups generally have a greater tendency to form smectic phases than congeners with relatively short chain end groups. There is. The cyano materials used in twisted nematic displays are cyano biphenyl compounds, e.g.
-n-alkyl-4'-cyanobiphenyl. Among other reasons, the above compounds are preferred because the slope of the light output versus voltage curve is relatively steep. However, these compounds exhibit a tendency to form injectable smectic phases in mixtures with non-cyano materials. Therefore, in order for a given non-cyano material to be frequently utilized in conventional electro-optic displays, it is particularly important that it is capable of forming mixtures with widely available commercially available cyano materials, especially materials containing cyanobiphenyl compounds. and the individual compounds should form the individual compounds of the cyano material with the least tendency to exhibit injective smectic phases. Preferred compounds of the formula have little tendency to form single-shot smectic phases and the compounds of the invention are therefore highly suitable as "non-cyano" components in mixtures suitable for use in multiplexed twisted nematic displays. It is a compound that
Moreover, the slope of the threshold value can also be improved by using long-chain cyano components. For example, a mixture of 90% by weight of mixture E, which is a ternary eutectic mixture of compounds of formula, and 10% by weight of 4-cyano-4′-ethylbiphenyl,
or 75% by weight of the ternary eutectic mixture and trans-4
-40°C in the case of a mixture with 25% by weight of -n-propyl-1-(4-cyanophenyl)-cyclohexane
However, it did not show any injective smectic phase. This property is extremely advantageous in formulating mixtures that meet the requirements of the automotive industry, which require rapid switching at low temperatures. To minimize the tendency to form smectic phases, especially injective smectic phases, R 1 and
R2 (especially when these groups are n-alkyl groups), especially the total number of carbon atoms in R A and R B in formulas a and b is preferably less than 10, preferably the total number is 4 to 8. Preferably, the number of carbon atoms in each group is 5 or less. A mixture of compounds having the formula, e.g.
In the case of mixtures containing compounds of formulas a and b in which R A and R B are n-alkyl groups, the number of terminal carbon atoms in each compound is preferably 4 to 8. As in the case of mixture E described above, it is more preferable that the number of carbon atoms in each terminal group of each compound differs within this range. The compounds having the formula can also be used in fields other than electro-optical devices, where it is preferred to use nematic or chiral nematic liquid crystal compounds. For example, a compound having the formula
It may also be incorporated as a high clearing point component of temperature sensitive, e.g. thermochromic materials used in the fields described, for example, in GB 2083244 and GB 2085585. Compounds of formula may be prepared by synthetic routes including procedures known per se. This route is entirely new. For example, the following routes 1 and 2 can be used. Here, R 1 and R 2 are the same or different alkyl groups,
【式】は側位が
フルオロ置換された4,4′−ビフエニリルであ
る。
ルート5,6,7及び8の出発物質は係属中の
英国特許出願第8319849号に記載のようにして製
造し得る。
式の化合物は、比較的小さい誘電異方性を有
しており、特に適当な誘電異方性を有する混合物
にするべく(式の化合物より大きい)正又は負
の誘電異方性の液晶物質(材料)(これらは公知
であり本明細書中で夫々「正物質」又は「負物
質」と指称する)に添加することができる。当業
者には周知のように、液晶材料の誘電異方性は電
気光学的作動を得るのに必要であり、(所与の振
動数での)液晶物質の符号は、この物質を使用す
る電気光学デバイスの種類に応じて選択される。
適当に低い融点の化合物が高誘電異方性化合物
として好ましい。例えば、以下の公知の類の化合
物は正物質として適切である。
ここで、各Rは夫々n−アルキル又はn−アル
コキシであり、各RAは夫々n−アルキルである。
或いは(又は更に加えて)、式の化合物は、
例えば、混合物の融点、粘度を低下するために、
又は多様性を改善するために、他の誘電異方性の
小さい化合物に添加することができる。そのよう
な他の化合物の例としては以下の類の化合物があ
る。
ここで、各Rは夫々n−アルキル又はn−アル
コキシであり、各RAは夫々n−アルキルであり、
各R′1は夫々n−アルキル、n−アルコキシ又は
水素であり、X=H又はFであり、Q=ハロゲン
例えばCl又はFである。
このように、式の1種以上の化合物は、式
a〜iの1種以上の化合物に更に任意に式a
〜nの化合物の1種以上に添加することができ
る。
更に前記の混合物には他の高清澄点(clear−
ing point)化合物を含ませてもよい。このよう
な化合物には例えば次のようなものから選択され
る1種以上の化合物がある。
ここでR,RA,X及びYは上記のものである。
他の特定の公知添加剤例えば次式のようなキラ
ル添加剤を、必要に応じて混合物中に混入しても
よい。
ここでRC=(+)−2−メチルブチル、RD=
(+)−2−メチルブトキシである。
式の化合物を上記したような他の類の化合物
とブレンドして得られる液晶材料は次のようなも
のである。
(i) 多様化デバイスを含めてねじれネマチツク効
果デバイスに使用する正のネマチツク材料;
この種のデバイスの例は以下に記載する。
(ii) Fre〓edericksz効果デバイス(負のネマチツク
タイプ)に使用する好ましくは多色性染料をも
含む負材料;
このようなデバイスでは分子配列は電場によ
つてホメオトロピツク組織(OFF状態)から
約一組織(ON状態)に変換され得、以下にそ
の例を記載する。
(iii) 分子配列が電場によつて均一組織(OFF状
態)からホメオトロピツク組織(ON状態)へ
変換される(正のネマチツクタイプの)
Fre〓edericksz効果デバイスに使用する好ましく
は多色性染例をも含む正のネマチツク材料;
(iv) 適切な抵抗率(約109ohm−cm)を有するコ
レステリツク(キラルネマチツク)である負材
料;分子配列が電場によつて均一組織(OFF
状態)から散乱フオーカルコニツク(focal
conic)組織(ON状態)に変換されるコレス
テリツク記憶モードデバイスに使用。
(v) 好ましくは多色性染料をも含む、コレステリ
ツクである強負材料;
分子配列が電場により弱散乱即ち清澄な表面
整列ホメオトロピツク組織(OFF状態)から
強散乱ねじれ均一組織(ON状態)へ変化する
コレステリツク−ネマチツク相変化効果デバイ
ス(正のコントラストタイプ)に使用。
(vi) 好ましくは多色性染料をも含む、コレステリ
ツクである正材料;分子配列が電場によつて散
乱フオーカルコニツク組織(OFF状態)から
清澄ホメオトロピツク組織(ON状態)に変換
されるコレステリツク−ネマチツク相変化効果
デバイス(負のコントラストタイプ)に使用。
(vii) 適当な抵抗率(約109ohm−cm)の負のネマ
チツク材料;分子配列が電場によつて清澄ホメ
オトロピツク組織(OFF状態)から乱散乱組
織(ON状態)に変化する動的散乱効果デバイ
スに使用。
(vii) 材料の誘導異方性が(低周波数で)正
(OFF状態)から高周波数電場の印加により負
(ON状態)に変化する2周波数スイツチング
効果デバイス(ねじれネマチツク効果デバイス
でよい)に使用するネマチツク材料;
(ix) 同時係属中の英国特許出願第8317355号に記
載のデバイスに適する材料。
上記デバイスの構造及び操作並びにこれらに使
用するのに適した材料の一般的種類はそれ自体公
知である。
ねじれネマチツク効果デバイス、コレステリツ
ク−ネマチツク相変化効果(負のコントラストタ
イプ)デバイス又はFre〓edericksz効果(正のネマ
チツクタイプ)デバイスに液晶材料を使用する場
合、これらの材料は好ましくは次の成分を含有す
る。即ち、式の化合物1種以(成分A)及び式
a〜iの化合物1種以上(成分B)並びに任
意に以下のもの1種以上を含む。
成分C:式a〜nの化合物1種以上;
成分D:式a〜lの化合物1種以上;
成分E:キラル添加剤1種以上。
ねじれネマチツク効果及びFre〓edericksz(正ネ
マチツク)効果の場合、材料の種々の成分の割合
(%)は以下のとうりである(合計は100%にす
る)。
成分A:5〜95重量%(典型的には5〜75重量
%)
成分B:5〜95重量%(典型的には10〜50重量
%)
成分C:0〜90重量%(典型的には5〜25重量
%)
成分D:0〜30重量%(典型的には0〜20重量
%)
成分E:0〜5重量%(典型的には0〜1重量
%)
相変化(負のコントラストタイプ)の場合には
次の割合を使用し得る。
成分A〜D:上記割合
成分E:2〜20重量%(典型的には4〜5重量
%)。
Fre〓edericksz(正のネマチツク)及び相変化
(負のコントラストタイプ)効果では、全混合物
の1.5〜15%を形成する多色性染料を液晶材料に
添加するのが好ましい。適する染料は英国特許出
願公開第2081736A号、第208219A号及び第
2093475A号に記載されている。典型的には、添
加した各染料化合物は全混合物の1〜3重量%を
形成する。
式の化合物を含む液晶混合物は公知の方法で
形成し得る。例えば適格な重量割合の構成成分を
単に一緒に加熱して全体として等方性の液体を形
成する(例えば約100℃)。
本発明の態様であるより一般的な混合物の1例
を提供するには、上記式の化合物少なくとも1
種を、上記用途の1種以上に使用するのに適した
以下の公知の類の化合物1種以上と混合すればよ
い(現実の用途は混合物の特性に依存する。)
ここで[Formula] is 4,4'-biphenylyl substituted with fluoro at the side position. The starting materials for routes 5, 6, 7 and 8 may be prepared as described in co-pending UK Patent Application No. 8319849. The compound of the formula has a relatively small dielectric anisotropy, and in particular a liquid crystal substance with a positive or negative dielectric anisotropy (greater than the compound of the formula) is used to obtain a mixture with a suitable dielectric anisotropy. materials) (these are known and are referred to herein as "positive material" or "negative material", respectively). As is well known to those skilled in the art, dielectric anisotropy in liquid crystal materials is necessary to obtain electro-optic operation, and the sign of a liquid crystal material (at a given frequency) is Selected depending on the type of optical device. A compound with an appropriately low melting point is preferred as the highly dielectric anisotropic compound. For example, the following known classes of compounds are suitable as positive substances: Here, each R is each n-alkyl or n-alkoxy, and each R A is each n-alkyl. Alternatively (or in addition), a compound of formula
For example, to lower the melting point, viscosity of the mixture,
Or it can be added to other compounds with low dielectric anisotropy to improve diversity. Examples of such other compounds include the following classes of compounds: Here, each R is each n-alkyl or n-alkoxy, and each R A is each n-alkyl,
Each R' 1 is respectively n-alkyl, n-alkoxy or hydrogen, X=H or F and Q=halogen, such as Cl or F. Thus, one or more compounds of formula a may be further optionally added to one or more compounds of formula a to i.
It can be added to one or more of the compounds of ~n. In addition, the above mixtures have other clear-
ing point) compounds may be included. Such compounds include, for example, one or more compounds selected from the following: Here, R, R A , X and Y are as defined above. Certain other known additives, such as chiral additives of the following formula, may be incorporated into the mixture if desired. where R C =(+)-2-methylbutyl, R D =
(+)-2-methylbutoxy. Liquid crystal materials obtained by blending compounds of the formula with other classes of compounds as described above are as follows. (i) Positive nematic materials for use in twisted nematic effect devices, including diversified devices; examples of devices of this type are described below. (ii) Negative materials, preferably also containing pleochroic dyes, for use in Fre-edericksz effect devices (negative nematic type); in such devices the molecular arrangement is changed from the homeotropic organization (OFF state) to approximately can be converted into one tissue (ON state), an example of which is described below. (iii) The molecular arrangement is transformed by an electric field from a homogeneous organization (OFF state) to a homeotropic organization (ON state) (of positive nematic type).
(iv) a negative material which is a cholesteric (chiral nematic) with a suitable resistivity (approximately 10 9 ohm-cm); The arrangement becomes uniform (OFF) due to the electric field.
focal state) scattered from the focal state (focal
conic) used for cholesteric storage mode devices that are converted to tissue (ON state). (v) A strongly negative material that is cholesteric and preferably also contains a pleochroic dye; the molecular arrangement changes from a weakly scattering or clear surface-aligned homeotropic structure (OFF state) to a strongly scattering twisted uniform structure (ON state) by an electric field. Used in cholesteric-nematic phase change effect devices (positive contrast type). (vi) a cholesteric positive material, preferably also containing a pleochroic dye; a cholesteric-nematic material whose molecular arrangement is converted by an electric field from a scattering focal conic structure (OFF state) to a clear homeotropic structure (ON state); Used for phase change effect devices (negative contrast type). (vii) Negative nematic material with appropriate resistivity (approximately 10 9 ohm-cm); dynamic scattering effect where the molecular arrangement changes from a clear homeotropic organization (OFF state) to a scattering organization (ON state) depending on the electric field. Used for devices. (vii) Used in two-frequency switching effect devices (which may be twisted nematic effect devices) where the induced anisotropy of the material changes (at low frequencies) from positive (OFF state) to negative (ON state) by application of a high frequency electric field. (ix) a material suitable for the device described in co-pending British Patent Application No. 8317355; The construction and operation of the devices described above and the general types of materials suitable for their use are known per se. When liquid crystal materials are used in twisted nematic effect devices, cholesteric-nematic phase change effect (negative contrast type) devices or Frequency effect (positive nematic type) devices, these materials preferably contain the following components: do. That is, one or more compounds of the formula (component A) and one or more compounds of formulas a to i (component B) and optionally one or more of the following: Component C: one or more compounds of formulas a to n; component D: one or more compounds of formulas a to l; component E: one or more chiral additives. For the twisted nematic effect and the normal nematic effect, the percentages of the various components of the material are as follows (totaling to 100%): Component A: 5-95% by weight (typically 5-75% by weight) Component B: 5-95% by weight (typically 10-50% by weight) Component C: 0-90% by weight (typically Component D: 0-30% by weight (typically 0-20% by weight) Component E: 0-5% by weight (typically 0-1% by weight) Phase change (negative contrast type) the following proportions may be used: Components A to D: Above proportions Component E: 2 to 20% by weight (typically 4 to 5% by weight). For Frequency (positive nematic) and phase change (negative contrast type) effects, it is preferred to add pleochroic dyes to the liquid crystal material forming 1.5 to 15% of the total mixture. Suitable dyes include British Patent Application Publication Nos. 2081736A, 208219A and
Described in No. 2093475A. Typically, each dye compound added forms 1-3% by weight of the total mixture. Liquid crystal mixtures containing compounds of formula may be formed by known methods. For example, appropriate weight proportions of the components may simply be heated together to form a generally isotropic liquid (eg, at about 100° C.). To provide one example of a more general mixture that is an embodiment of the invention, at least one compound of the above formula
The seeds may be mixed with one or more of the following known classes of compounds suitable for use in one or more of the above applications (the actual application will depend on the properties of the mixture): here
【式】はトランス−1,4−ジ 置換シクロヘキサン環、[Formula] is trans-1,4-di substituted cyclohexane ring,
【式】は1,4
−ジ置換ビシクロ(2,2,2)オクタン環、X
は1,4フエニレン基[Formula] is a 1,4-disubstituted bicyclo(2,2,2)octane ring,
is 1,4 phenylene group
【式】4,4′− ビフエニル基[Formula] 4,4'- biphenyl group
【式】2,6− ナフチル基[Formula] 2,6- naphthyl group
【式】又はトランス−
1,4−ジ置換シクロヘキサン環、Y1はCN,
R′、ハロゲン又はCO,O−X−Y1(Y1はCN,
R′又はOR′であり、R及びR′はアルキル基であ
る。又、上記化合物の1個のベンゼン環のHがハ
ロゲン例えばFで置換された誘導体も使用し得
る。
好ましくは、式の化合物1種以上は混合物の
5〜95重量%を構成する。
本発明の第2の面に於いて、液晶デバイスは、
少なくとも1個が光学的に透明な2個の誘電性基
板、基板間にサンドイツチされた液晶材料層、並
びに、基板の内面に設けられかつ液晶材料層を横
切る電場を印加してそこで電気光学効果を生起せ
しめ得る電極を含んでおり、この液晶材料が上記
式の化合物で構成されるか又はこの化合物を含
有することを特徴とする。
この第2の面のデバイスは、多重方式で操作さ
れてもよいしそうでなくてもよいねじれネマチツ
ク効果デバイス、コレステリツク−ネマチツク相
変化効果デバイス、Fre〓edericksz効果デバイス又
は2−周波数スイツチング効果デバイスでよく、
これらは公知の方法で構成され得、更に上記した
他のデバイスのいずれでもよい。これらのデバイ
ス中で式の化合物を使用する種々の方法は上記
に概説したとおりであり、当業者には明らかであ
ろう。
式を有する化合物の製造及び特性に関する実
施例を以下に記載する。実施例中では次の略号を
使用する。
mp=融点
K−N=結晶からネマチツク液晶への遷移温度
N−I=ネマチツクから等方性液体への遷移温
度
bp=沸点
S=スメクチツク
SA=スメクチツクA
S−N=スメクチツクからネマチツクへの遷移
温度
K−S=結晶性固体からスメクチツクへの遷移
温度
ch−I=コレステリツク(キラルネマチツク)
から等方性液体への遷移温度
k−ch=結晶性固体からコレステリツクへの
遷移温度
s−ch=スメクチツクからコレステリツクへ
の遷移温度
△n=589.6nmで測定した20℃での複屈折
η=材料ZLI1132(EMerck社から人手可能)と
の溶液中で測定した20℃での外挿ネマチツ
ク粘度
glc=気−液クロマトグラフイー
実施例 1
前記ルート1による1−(トランス−4−n−
ペンチルシクロヘキシル)−2−(4−エチル−
2−フルオロ−4−ビフエニイル)−エタンの
製造
ステツプ 1の1:
フリーデルクラフツアシル化による4−(トラ
ンス−4−n−ペンチルシクロヘキシルアセチ
ル)−2′−フルオロ−4′−エチル−ビフエニイ
ルの製造
4−エチル−2−フルオロビフエニル(13.0
g)を、塩化メチレン(30ml)中の三塩化アルミ
ニウム(9.54g)撹拌懸濁液に一度加え、次いで
トランス−4−n−ペンチルシクロヘキシルアセ
チルクロリド(15g)の塩化メチレン(30ml)溶
液を30分かけて滴下した。室温で3.5時間撹拌後、
反応混合物を氷(250g)及び塩酸(25ml〕中に
注ぎ入れ、生成物を350ml次いで250mlの石油エー
テル(bp60〜80℃)で抽出した。抽出物を合せ、
水洗(150ml)し、無水硫酸ナトリウムで乾燥さ
せ、蒸発固化させた。残渣(26.8g)を工業用メ
チル化スピリツトから0℃で結晶化させて、
mp72〜73℃の4−(トランス−4−n−ペンチル
シクロヘキシルアセチル)−2′−フルオロ−4′−
エチルビフエニル13.2g(収率51.5%)を得た。
第3表に示したステツプ1a1の生成物の類似物
質は、類似の出発物質から同様の方法で製造し
た。[Formula] or trans-1,4-disubstituted cyclohexane ring, Y 1 is CN,
R', halogen or CO, O-X-Y 1 (Y 1 is CN,
R' or OR', and R and R' are alkyl groups. Further, derivatives of the above compounds in which H in one benzene ring is substituted with a halogen such as F may also be used. Preferably, one or more compounds of formula constitute from 5 to 95% by weight of the mixture. In a second aspect of the invention, the liquid crystal device includes:
two dielectric substrates, at least one of which is optically transparent, a layer of liquid crystal material sandwiched between the substrates, and an electric field applied to the inner surface of the substrates and across the layer of liquid crystal material to produce an electro-optic effect therein. The liquid crystal material is characterized in that it consists of or contains a compound of the above formula. This second plane device may be a twisted nematic effect device, a cholesteric-nematic phase change effect device, a Frequency switching effect device, or a two-frequency switching effect device, which may or may not be operated in a multiplexed manner. ,
These may be constructed in a known manner and may also be any of the other devices described above. Various methods of using compounds of formula in these devices are outlined above and will be apparent to those skilled in the art. Examples regarding the preparation and properties of compounds having the formula are described below. The following abbreviations are used in the examples. mp = Melting point K-N = Transition temperature from crystal to nematic liquid crystal N-I = Transition temperature from nematic to isotropic liquid bp = Boiling point S = Smectic S A = Smectic A S-N = Transition from smectic to nematic Temperature K-S = transition temperature from crystalline solid to smectic ch-I = cholesteric (chiral nematic)
transition temperature from crystalline solid to isotropic liquid k-ch = transition temperature from crystalline solid to cholesteric s-ch = transition temperature from smectic to cholesteric △n = birefringence at 20 °C measured at 589.6 nm η = material Extrapolated nematic viscosity at 20°C measured in solution with ZLI1132 (manually available from Emerck) glc = gas-liquid chromatography Example 1 1-(trans-4-n-
pentylcyclohexyl)-2-(4-ethyl-
Steps for producing 2-fluoro-4-biphenyyl)-ethane 1 of 1: Production of 4-(trans-4-n-pentylcyclohexylacetyl)-2'-fluoro-4'-ethyl-biphenyl by Friedel-Crafts acylation 4-ethyl-2-fluorobiphenyl (13.0
g) was added once to a stirred suspension of aluminum trichloride (9.54 g) in methylene chloride (30 ml), followed by a solution of trans-4-n-pentylcyclohexylacetyl chloride (15 g) in methylene chloride (30 ml) for 30 min. It dripped. After stirring at room temperature for 3.5 hours,
The reaction mixture was poured into ice (250 g) and hydrochloric acid (25 ml) and the product was extracted with 350 ml then 250 ml petroleum ether (bp 60-80°C). The extracts were combined and
It was washed with water (150 ml), dried over anhydrous sodium sulfate, and evaporated to solidification. The residue (26.8 g) was crystallized from industrial methylated spirits at 0°C.
4-(trans-4-n-pentylcyclohexylacetyl)-2'-fluoro-4'- at mp72-73℃
13.2 g (yield 51.5%) of ethylbiphenyl was obtained. Analogues of the product of Step 1a1 shown in Table 3 were prepared in a similar manner from similar starting materials.
【表】
ステツプ 1b1:
フアンミンロン還元による1−(トランス−4
−n−ペンチルシクロヘキシル)−2−(4′−エ
チル−2′−フルオロ−4−ビフエニルイル)−
エタンの製造
ステツプ1の1で製造したケトン(13.0g)、
99%抱水ヒドラジン(13ml)、水酸化カリウム
(7g)及びジゴール(digol)(100ml)とを撹拌
しながら還流冷却器下で120〜125℃に4時間加熱
し、その後過剰の抱水ヒドラジンを蒸留して温度
を175℃に上昇させた。混合物を16時間加熱還流
し、次に冷却し、500gの氷水中に注いだ。有機
生成物を石油エーテル(bp60〜80゜、2×250ml)
で抽出し、抽出物を水洗し、無水硫酸ナトリウム
上で乾燥し、蒸発させると、黄色油(13.8g)が
得られた。該油を石油スピリツト(bp60〜80℃)
(60ml)に溶解し、シリカゲル(28g)上の塩基
性アルミナ(40g)のカラムに吸着させた。石油
スピリツト(550ml)で溶出させると、ネマチツ
ク油として生成物(10.gg)が得られ、これを
工業用メチル化スピリツト(30ml)から−25℃で
結晶化させた。
1−(トランス−4−n−ペンチルシクロヘキ
シル)−2−(4′−エチル−2′−フルオロ−4−ビ
フエニルイル)−エタンは、K−N(融点)、N−
I(クリアリング点)103.50℃を有する無色結晶
状固体(8.3g、収率67%)となつた。また、過
冷却液体で20℃で測定した粘度及び589.6nmの複
屈折は、各々32.6cSt、0.145であつた。
第4表に示したステツプ1b1の生成物の類似化
合物は、ステツプ1b1に記載した方法で適当なケ
トンのフアンミンロン還元により製造した。[Table] Step 1b1: 1-(trans-4
-n-pentylcyclohexyl)-2-(4'-ethyl-2'-fluoro-4-biphenylyl)-
Production of ethane The ketone produced in step 1 (13.0g),
99% hydrazine hydrate (13 ml), potassium hydroxide (7 g) and digol (100 ml) were heated to 120-125°C under a reflux condenser with stirring for 4 hours, then excess hydrazine hydrate was removed. The temperature was increased to 175°C by distillation. The mixture was heated to reflux for 16 hours, then cooled and poured into 500 g of ice water. The organic product was dissolved in petroleum ether (bp60-80゜, 2 x 250ml)
The extract was washed with water, dried over anhydrous sodium sulphate and evaporated to give a yellow oil (13.8g). The oil is converted into petroleum spirits (bp60~80℃)
(60 ml) and adsorbed onto a column of basic alumina (40 g) on silica gel (28 g). Elution with petroleum spirits (550ml) gave the product (10.gg) as a nematic oil, which was crystallized at -25°C from industrial methylated spirits (30ml). 1-(trans-4-n-pentylcyclohexyl)-2-(4'-ethyl-2'-fluoro-4-biphenylyl)-ethane has K-N (melting point), N-
The result was a colorless crystalline solid (8.3 g, 67% yield) with a clearing point of 103.50°C. Furthermore, the viscosity and birefringence at 589.6 nm measured at 20° C. in a supercooled liquid were 32.6 cSt and 0.145, respectively. Analogues of the products of Step 1b1 shown in Table 4 were prepared by the Huangminlon reduction of the appropriate ketones in the manner described in Step 1b1.
【表】
ステツプ1a1で使用した出発原料の1つである
4−エチル−2−フルオロビフエニルは、次のよ
うに製造した:4−アセチル−2−フルオロビフ
エニル(150g)、99%抱水ヒドラジン(150ml)、
水酸化カリウム(105g)、ジゴール(900ml)及
びキシレン(150ml)を撹拌しながら125℃に16時
間加熱し、その後キシレン及び過剰の抱水ヒドラ
ジンを内部温度が165℃に達するまで蒸留した。
混合物を3時間還流加熱し、40゜まで冷却して、
水5中に注いだ。生成物を石油エーテル
(bp60−80゜、2×2)で抽出し、抽出物を水洗
し、無水硫酸ナトリウムで乾燥して、蒸発させ
た。4−エチル−2−フルオロビフエニル(95
g、理論値の68%)は、bp130°/0.8mmの無色油
であつた。他の4−アルキル−2−フルオロビフ
エニルは、2−フラオロ−4−ビフエニルイルマ
グネシウムブロミドとn−アルキルブロミドとの
反応により製造したが、このものは第5表に示す
性質を有する無色油であつた。Table: 4-Ethyl-2-fluorobiphenyl, one of the starting materials used in step 1a1, was prepared as follows: 4-acetyl-2-fluorobiphenyl (150 g), 99% hydrated. hydrazine (150ml),
Potassium hydroxide (105g), digol (900ml) and xylene (150ml) were heated with stirring to 125°C for 16 hours, then the xylene and excess hydrazine hydrate were distilled off until an internal temperature of 165°C was reached.
The mixture was heated to reflux for 3 hours, cooled to 40°,
Pour into water 5. The product was extracted with petroleum ether (bp 60-80°, 2x2), the extracts were washed with water, dried over anhydrous sodium sulfate and evaporated. 4-ethyl-2-fluorobiphenyl (95
g, 68% of theory) was a colorless oil of bp 130°/0.8 mm. Other 4-alkyl-2-fluorobiphenyls were prepared by the reaction of 2-fluoro-4-biphenylylmagnesium bromide with n-alkyl bromides, which were produced as colorless oils with the properties shown in Table 5. It was hot.
【表】
ステツプ1b1の生成物を含有する下記混合物で
該生成物の有用性を説明する。
(a) シアノビフエニル成分の場合
51% 4−シアノ−4′−n−ペンチルビフエニ
ル
25% 4−シアノ−4′−n−ヘブチルビフエニ
ル
16% 4−シアノ−4′−n−オクチルオキシビ
フエニル
8% 4−シアノ−4″−n−ペンチル−p−タ
−フエニル
を含有するBDHケミカル社から販売されている
市販の液晶物質E7を、本明細書では化合物Aと
して表わしたステツプ1b1の生成物に加えた。得
られた溶液(混合物A)は、化合物A20重量%及
びE780重量%から成つていた。得られた溶液の
各種性質を測定し、これらをE7だけの対応する
性質と比較した。第6表に示した性質の欄の略語
は、前記又は下記の通りである:
TF=液晶物質を凍結することなく72時間保ち
得る温度TABLE The following mixture containing the product of step 1b1 illustrates the usefulness of the product. (a) For cyanobiphenyl components 51% 4-cyano-4'-n-pentylbiphenyl 25% 4-cyano-4'-n-hebutylbiphenyl 16% 4-cyano-4'-n-octyloxybiphenyl Formation of Step 1b1, herein designated as Compound A, using the commercially available liquid crystal material E7, sold by BDH Chemical Company, containing 8% 4-cyano-4''-n-pentyl-p-terphenyl. The resulting solution (mixture A) consisted of 20% by weight of compound A and 80% by weight of E7. Various properties of the resulting solution were determined and these were compared with the corresponding properties of E7 alone. The abbreviations in the properties column shown in Table 6 are as above or below: T F = temperature at which the liquid crystal material can be maintained for 72 hours without freezing.
【表】
第6表に示した4種の性質は全て、化合物Aを
E7へ添加することにより改良されている。更に、
前記の如く化合物AとEAとの混合物は、(E7の
様に)温度が−20℃に下がつてもスメクチツク相
を示さなかつた。
(b) PCH成分の場合
20重量%の化合物Aと80重量%の下記の重量組
成を有する(E.メルク社から販売)市販の
ZLI1132とを用いて混合物(混合物B)を調製し
た。
24% トランス−4−n−プロピル−1−(4
−シアノフエニル)シクロヘキサン
36% トランス−4−n−ペンチル−1−(4
−シアノフエニル)シクロヘキサン
25% トランス−4−n−ヘプチル−1−(4
−シアノフエニル)シクロヘキサン
15% トランス−4−n−ペンチル−1−
(4′−シアノ−4−ビフエニルイル)シク
ロヘキサン
化合物Aを含有するZLI1132と含有しない
ZLI1132との性質を、前記と同様の方法で測定し
て比較した。結果を第7表に示す。[Table] All four properties shown in Table 6 apply to compound A.
It has been improved by adding it to E7. Furthermore,
As mentioned above, the mixture of Compound A and EA (like E7) did not exhibit a smectic phase even when the temperature was lowered to -20°C. (b) In the case of PCH component: A commercially available product (sold by E. Merck) having the following weight composition of 20% by weight of Compound A and 80% by weight.
A mixture (mixture B) was prepared using ZLI1132. 24% trans-4- n -propyl-1-(4
-cyanophenyl)cyclohexane 36% trans-4- n -pentyl-1-(4
-cyanophenyl)cyclohexane 25% trans-4- n -heptyl-1-(4
-cyanophenyl)cyclohexane 15% trans-4- n -pentyl-1-
(4'-cyano-4-biphenylyl)cyclohexane ZLI1132 with and without compound A
The properties with ZLI1132 were measured and compared using the same method as above. The results are shown in Table 7.
【表】
第7表によると、ZLI1132の上記した3種の性
質は化合物Aの添加により改良され、四番目の性
質である複屈析は同程度である。
更に、前記の化合物AとZLI1132との混合物
は、−20℃に下げてもスメクチツク相を示さなか
つた。
(c) 迅速切換(fast−switching)範囲の広い混
合物
混合物(混合物C)を、下記重量組成で調製し
た。
9.95% 4−シアノ−4′−エチルビフエニル
4.98% トランス−4−n−プロピル−1−
(4−シアノフエニル)−シクロヘキサン
4.98% 4−シアノ−4′−n−プロピルビフエ
ニル
6.96% 1−(トランス−4−n−プロピルシ
クロヘキシル)−2−(4′シアノ−4−ビフ
エニルイル)−エタン
2.98% 4′−シアノ−4−ビフエニルイル−4
−n−ヘプチル−4−ビフエニルカルボキ
シレート
18.11% 1−(トランス−4−n−プロピルシク
ロヘキシル)−2−(4′−n−プロピル−
2′−フルオロ−4−ビフエニルイル)−エ
タン
24.38% 1−(トランス−4−n−プロピルシ
クロヘキシル)−2−(4′−n−ペンチル−
2′−フルオロ−4−ビフエニイルイル)−
エタン
27.17% 1−(トランス−4−n−ペンチルシ
クロヘキシル)−2−(4′−エタン−2′−フ
ルオロ−4−ビフエニルイル)−エタン
0.48% (+)−4−シアノ−4′−(2−メチル
ブチル)−ビフエニル
前記混合物は、次の性質を有することが知見さ
れた:
K−N:−35℃に1ケ月保存しても凍結しない
N−I:102℃
複屈析:20℃、589.6nmで0.1735
閾値電圧:2.85ボルト
{Ton 400ms
Toff 540ms}
厚さ7μmの液晶層を有するねじれネマチツク
電気光学セルを−20℃で8ボルトRMSで駆動さ
せて測定
Ton及びToffは各々セルをON及びOFFに切り
換えるのに要する時間であり、10乃至90%のセル
透過率で測定した。
(d) 閾値電圧の温度変化が最小の混合物
第8a表に示した混合物を製造し、その性質を
厚7μmの液晶層を有するねじれネマチツク電気
光学セルで測定した。[Table] According to Table 7, the above three properties of ZLI1132 are improved by the addition of Compound A, and the fourth property, birefringence, is at the same level. Furthermore, the mixture of Compound A and ZLI1132 did not exhibit a smectic phase even when the temperature was lowered to -20°C. (c) Mixture with wide fast-switching range A mixture (Mixture C) was prepared with the following weight composition. 9.95% 4-cyano-4'-ethylbiphenyl 4.98% trans -4- n -propyl-1-
(4-Cyanophenyl)-cyclohexane 4.98% 4-cyano-4'- n -propylbiphenyl 6.96% 1-( trans -4- n -propylcyclohexyl)-2-(4'cyano-4-biphenyl)-ethane 2.98 % 4'-cyano-4-biphenylyl-4
- n -heptyl-4-biphenylcarboxylate 18.11% 1-( trans -4- n -propylcyclohexyl)-2-(4'- n -propyl-
2'-Fluoro-4-biphenylyl)-ethane 24.38% 1-( trans -4- n -propylcyclohexyl)-2-(4'-n-pentyl-
2'-Fluoro-4-biphenylyl)-
Ethane 27.17% 1-( trans -4- n -pentylcyclohexyl)-2-(4'-ethane-2'-fluoro-4-biphenylyl)-ethane 0.48% (+)-4-cyano-4'-(2 -Methylbutyl)-biphenyl The mixture was found to have the following properties: K-N: does not freeze even when stored at -35°C for 1 month N-I: 102°C Birefringence: 20°C, 589.6 0.1735 in nm Threshold voltage: 2.85 volts {Ton 400ms Toff 540ms} Measured by driving a twisted nematic electro-optic cell with a 7 μm thick liquid crystal layer at 8 volts RMS at -20°C Ton and Toff are the cell ON and OFF respectively. This is the time required for the cell to switch to 10% and 90%. (d) Mixtures with minimal temperature change in threshold voltage The mixtures shown in Table 8a were prepared and their properties were determined in a twisted nematic electro-optic cell with a 7 μm thick liquid crystal layer.
【表】
第8a表中、Eは前記の式の化合物の三元共
晶混合物を表わし、K6はBDHケミカル社から入
手した4−シアノ−4′−n−エチルビフエニルを
表わし、DCH3はイー・メルク社、ダームスタト
から入手したトランス−4−n−プロピル−(4
−シアノフエニル)シクロヘキサンを表わす。
パラメーター−1./V dV/dT-50℃は0乃至50℃の
範囲での閾値電圧の温度変化であり、Vは(セル
の透過率が90%であるために必要な)20℃に於け
る閾値電圧であり、Tは温度である。
実施例 2
前記ルート2による1−(トランス−4−n−
プロピルシクロヘキシル)−2−〔4′−(4−ト
ランス−n−プロピルシクロヘキシル)−2′−
フルオロ−4−ビフエニルイル〕−エタンの製
造
工程 2の1:
1−2−(フルオロ−4−ビフエニルイル)−4
−n−プロピルシクロヘキサン−1−オール4−
ブロモ−2−フルオロビフエニル(50g)のジエ
チルエーテル(150ml)溶液数mlを、マグネシウ
ム削り屑(5.3g)及びジエチルエーテル(25ml)
に窒素下で加えた。ヨウ素結晶を加え、加温する
ことによつて反応を開始させた。次いで4−ブロ
モ−3−フルオロビフエニル溶液の残部を、激し
い還流を維持するのに充分な速さで加えた。1時
間煮沸後、グリニヤール試薬の溶液を20℃まで冷
却し、次いで4−n−プロピルシクロヘキサノン
(27.9g)ジエチルエーテル(75ml)溶液を30分
かけて加えた。1時間撹拌後、混合物を15%塩酸
(2)上に注ぎ、生成物をエーテル(2×300
ml)で抽出した。抽出物を合して水洗し、乾燥し
て、蒸発させた、残渣を石油エーテル(bp60−
80゜、120ml)から結晶化させて、mp45−72゜(37.2
g、理論量の61.2%)の淡黄色結晶として1−
(2−フルオロ−4−ビフエニルイル)−4−プロ
ピルシクロヘキサン−1−オール(glcによる異
性体比60.6:39.4)を得た。
ステツプ 2b1:
1−(2−フルオロ−4−ビフエニルイル)−4
−n−プロピルシクロヘキサ−1−エン五酸化リ
ン(40g)を、ステツプ2a1の生成物(35.5g)
の冷却撹拌したトルエン(500ml)溶液に加えた。
混合物を室温に4時間保ち、次に水を1加え
た。30分撹拌後、有機層を分離し、水層をトルエ
ン(300ml)で再抽出した。抽出物を合して中性
に洗浄し、乾燥し、減圧下で蒸発乾固させた。黄
色残渣を5℃でエタノール(200ml)から結晶化
させて、mp60.1〜60.4℃の1−(2−フルオロ−
4−ビフエニルイル)−4−n−プロピル−シク
ロヘキサ−1−エン29.3g(理論量の88%)を得
た。生成物は、glcで純度99.5%であつた。
ステツプ 2c1
2−フルオロ−4−(4−n−プロピルシクロ
ヘキシル)−ビフエニル(異性体混合物)
ステツプ2b1からの対応するシクロヘキセン
(7g)、チヤコール上の5%パラジウム(0.7g)
及びエタノールを、水素の吸収が止むまで、水素
雰囲気下40℃で撹拌した。触媒を別し、溶液を
蒸発させて、glcで定量するとシス体64.5%及び
トランス体34.5%の異性体混合物である生成物を
得た。
ステツプ 2d1:
上記の様にして製造した異性体混合物(9g)
のジメチルホルムアミド(50ml)溶液を、水素化
ナトリウム(2.4g)のジメチルホルムアミド
(50ml)中の懸濁液に加えた。混合物を加熱し、
60℃で20時間撹拌し、次いで先ずエタノール
(100ml)に加え、更に水(1)に加えた。生成
物を石油エーテル(bp60−80゜、2×200ml)で抽
出し、水洗し、乾燥し、蒸発乾固させた。残渣
(9.1g)は83%のトランス異性体から成り、エタ
ノール(30ml)から5℃で結晶化させて精製し
て、mp69−70℃のトランス生成物(5.6g、glc
で純度99.5%)を得た。
ステツプ2d1の生成物及び同様に製造し得る式
Kの化合物の他の例を、次の第8b表にまとめ
る。[Table] In Table 8a, E represents a ternary eutectic mixture of the compound of the above formula, K6 represents 4-cyano-4'-n-ethylbiphenyl obtained from BDH Chemical Company, and DCH3 represents E. Merck. Trans-4-n-propyl-(4
-cyanophenyl)cyclohexane. The parameter -1./V dV/dT -50 °C is the temperature change of the threshold voltage in the range 0 to 50 °C, and V is the temperature change at 20 °C (required for 90% cell transmittance). is the threshold voltage at which T is the temperature. Example 2 1-(trans-4-n-
propylcyclohexyl)-2-[4'-(4-trans-n-propylcyclohexyl)-2'-
Production process of fluoro-4-biphenylyl]-ethane 2-1: 1-2-(fluoro-4-biphenylyl)-4
-n-propylcyclohexan-1-ol 4-
A few ml of a solution of bromo-2-fluorobiphenyl (50 g) in diethyl ether (150 ml) was mixed with magnesium shavings (5.3 g) and diethyl ether (25 ml).
under nitrogen. The reaction was started by adding iodine crystals and heating. The remainder of the 4-bromo-3-fluorobiphenyl solution was then added at a rate sufficient to maintain vigorous reflux. After boiling for 1 hour, the Grignard reagent solution was cooled to 20°C, and then a solution of 4-n-propylcyclohexanone (27.9 g) in diethyl ether (75 ml) was added over 30 minutes. After stirring for 1 hour, the mixture was poured onto 15% hydrochloric acid (2) and the product was dissolved in ether (2 x 300
ml). The combined extracts were washed with water, dried and evaporated, and the residue was dissolved in petroleum ether (bp60−
mp45−72° (37.2
g, 61.2% of theory) as pale yellow crystals.
(2-Fluoro-4-biphenylyl)-4-propylcyclohexan-1-ol (isomer ratio by GLC 60.6:39.4) was obtained. Step 2b1: 1-(2-fluoro-4-biphenylyl)-4
-n-propylcyclohex-1-ene phosphorus pentoxide (40 g) to the product of step 2a1 (35.5 g)
to a cooled, stirred solution of toluene (500ml).
The mixture was kept at room temperature for 4 hours, then 1 portion of water was added. After stirring for 30 minutes, the organic layer was separated and the aqueous layer was re-extracted with toluene (300ml). The combined extracts were washed neutral, dried and evaporated to dryness under reduced pressure. The yellow residue was crystallized from ethanol (200 ml) at 5°C to give 1-(2-fluoro-
29.3 g (88% of theory) of 4-biphenylyl-4-n-propyl-cyclohex-1-ene were obtained. The product was 99.5% pure by GLC. Step 2c1 2-fluoro-4-(4-n-propylcyclohexyl)-biphenyl (mixture of isomers) Corresponding cyclohexene from step 2b1 (7 g), 5% palladium on charcoal (0.7 g)
and ethanol were stirred at 40° C. under a hydrogen atmosphere until hydrogen absorption ceased. The catalyst was separated and the solution was evaporated to give a product which was an isomer mixture of 64.5% cis and 34.5% trans as determined by GLC. Step 2d1: Isomer mixture (9 g) prepared as above
A solution of C. in dimethylformamide (50ml) was added to a suspension of sodium hydride (2.4g) in dimethylformamide (50ml). Heat the mixture;
The mixture was stirred at 60°C for 20 hours, then first added to ethanol (100ml) and then added to water (1). The product was extracted with petroleum ether (bp 60-80°, 2 x 200ml), washed with water, dried and evaporated to dryness. The residue (9.1 g) consists of 83% trans isomer and was purified by crystallization from ethanol (30 ml) at 5°C to give the trans product (5.6 g, glc
(purity 99.5%) was obtained. The products of step 2d1 and other examples of compounds of formula K that can be similarly prepared are summarized in Table 8b below.
【表】【table】
【表】
ステツプ 2e1:
4−(トランス−4−n−プロピルシクロヘキ
シルアセチル)−2′−フルオロ−4′−(トランス
−4−n−プロピルシクロヘキシル)−ビフエ
ニル
塩化メチレン(30ml)中のステツプ2d1の生成
物(5g)及びトランス−4−n−プロピルシク
ロヘキシルアセチルクロリド(3.42g)を、40分
かけて三塩化アルミニウムの塩化メチレン(15
ml)撹拌懸濁液に10℃で加えた。温度が室温(20
℃)に達した後、混合物を4時間撹拌した。次に
水(150ml)に注ぎ入れた。続いて、生成物を石
油スピリツト(bp60−80゜、2×200ml)で抽出し
た。これを水洗し、無水硫酸ナトリウムで乾燥
し、蒸発乾固させて、7.7gの黄色固体を得た。
純粋な生成物を、石油スピリツト(または石油
エーテル(bp.60−80゜))から10℃で再結晶させ
て得た。収率は4.9g(63%)であり、純度は
99.8%(glc)であつた。生成物は次の物性を有
していた。
K−SA=90゜;SA−N=179〜180゜;
N−I=220〜223゜
ステツプ 2f1:
1−(トランス−4−n−プロピルシクロヘキ
シル)−2−〔2′−フルオロ−4′−(トランス−
4−n−プロピルシクロヘキシル)−4−ビフ
エニルイル〕−エタン
ステツプ2a1で製造したケトン(4.8g)、99%
抱水ヒドラジン(5ml)、水酸化カリウム(2g)
及びジゴール(35ml)を撹拌しながら還流冷却器
下で120−125℃に5時間加熱し、その後温度を過
剰の抱水ヒトラジンを蒸留することにより180℃
に上昇させた。混合物を20時間加熱還流し、冷却
し、水300ml上に注いだ。有機生成物を石油スピ
リツト(bp60−80゜)/塩化メチレンの4:1溶
液(2×20ml)で抽出し、抽出物を水洗し、無水
硫酸ナトリウムで乾燥し、蒸発させて固体4.6g
を得た。これを石油スピリツト(bp60−80℃)
(60ml)中に溶解し、シリカゲル(5g)上の塩
基性アルミナ(10g)のカラムに吸着させた。石
油スピリツト(150ml)で溶出して粗物質4.3gを
得た。次に石油スピリツトから再結晶すると、生
成物3.4g(純度99.9%)が収率73%で得られ、
K−N=106〜108℃、N−I=244℃であつた。
実施例 3
前記ルート3による1−(トランス−4−n−
プロピルシクロヘキシル)−2−(2−フルオロ
−4′−n−プロピル−4−ビフエニルイル)−
エタンの製造
ステツプ 3a1:
2−フルオロ−4−(トランス−4−n−プロ
ピルシクロヘキシル)ビフエニル
4−ブロモ−2−フルオロビフエニル(38.1
g)のテトラヒドロフラン(60ml)溶液を、20分
かけてテトラヒドロフラン(20ml)中に懸濁させ
たマグネシウム削り屑(4g)に加え、反応はヨ
ウ素結晶の添加及び通常の如き加温により開始し
た。グリニヤール試薬を、トランス−4−プロピ
ルシクロヘキシルアセチルクロリド(40g)及び
塩化第一銅(0.4g)のテトラヒドロフラン(200
ml)溶液に、撹拌しながら−60℃で90分かけて加
えた。2時間放置して室温にまで加温した後、混
合物を水で分解し、生成物を石油エーテル
(bp60−80゜)で抽出した。粗物質をエタノールか
ら5℃で2度再結晶してmp96.5〜97.3℃の生成物
(20.6g、理論量の40%)を得た。該生成物はglc
で99.6%の純度であつた。
ステツプ 3b1:
1−(2−フルオロ−4−ビフエニルイル)−2
−(トランス−4−n−プロピルシクロヘキシ
ル)−エタン
ステツプ3aで製造したケトンをステツプ1b1に
記載の如くして還元し、glcで純度99.8%の生成
物を収率71%で得た。生成物は、mp=46.5〜48゜
(N−I〔37−39.8゜〕)を有していた。
ステツプ 3c1:
1−(2−フルオロ−4′−プロピオニル−4−
ビフエニルイル)−2−(トランス−4−n−プ
ロピルシクロヘキシル)−エタン
4′−プロピオニル基を、ステツプ3b1の生成物
にステツプ1a1で記載したフリーデルクラフツ反
応を用いる手順により導入した。所望の生成物
は、90%の収率でglcによると99.7%の純度で得
られた。生成物は次の性質を有していた:
K−N=74.4〜74.8゜
N−I=165.4〜165.8゜
ステツプ 3d1:
1−(2−フルオロ−4′−n−プロピル−4−
ビフエニルイル)−2−(トランス−4−n−プ
ロピルシクロヘキシル)−エタン
ステツプ3c1で製造したケトンをステツプ1b1
で記載したフアンミンロン法で還元して、30%の
収率でglcによる純度99.8%の生成物を得た。該
生成物では、
K−N=59゜
N−I=108゜
であつた。
次の類似物を同様の反応で製造した。[Table] Step 2e1: 4-(trans-4-n-propylcyclohexylacetyl)-2'-fluoro-4'-(trans-4-n-propylcyclohexyl)-biphenyl of step 2d1 in methylene chloride (30 ml). The product (5 g) and trans-4-n-propylcyclohexylacetyl chloride (3.42 g) were dissolved in aluminum trichloride in methylene chloride (15
ml) to the stirred suspension at 10°C. The temperature is room temperature (20
℃), the mixture was stirred for 4 hours. It was then poured into water (150ml). The product was subsequently extracted with petroleum spirits (bp 60-80°, 2 x 200 ml). This was washed with water, dried over anhydrous sodium sulfate, and evaporated to dryness to yield 7.7 g of a yellow solid. The pure product was obtained by recrystallization from petroleum spirits (or petroleum ether (bp. 60-80°)) at 10°C. The yield was 4.9g (63%) and the purity was
It was 99.8% (GLC). The product had the following physical properties. K-S A = 90°; S A -N = 179-180°; N-I = 220-223° Step 2f1: 1-(trans-4-n-propylcyclohexyl)-2-[2'-fluoro- 4'-(trans-
4-n-propylcyclohexyl)-4-biphenylyl]-ethane Ketone prepared in step 2a1 (4.8 g), 99%
Hydrazine hydrate (5ml), potassium hydroxide (2g)
and Digol (35 ml) were heated under a reflux condenser with stirring to 120-125°C for 5 hours, then the temperature was raised to 180°C by distilling off the excess hytrazine hydrate.
It was raised to . The mixture was heated to reflux for 20 hours, cooled and poured onto 300 ml of water. The organic product was extracted with a 4:1 solution of petroleum spirits (bp 60-80°)/methylene chloride (2 x 20 ml), the extract was washed with water, dried over anhydrous sodium sulfate and evaporated to give 4.6 g of solid.
I got it. Add this to petroleum spirits (bp60-80℃)
(60 ml) and adsorbed onto a column of basic alumina (10 g) on silica gel (5 g). Elution with petroleum spirits (150ml) gave 4.3g of crude material. Recrystallization from petroleum spirits then yielded 3.4 g of product (99.9% purity) in 73% yield.
K-N=106-108°C, N-I=244°C. Example 3 1-(trans-4-n-
propylcyclohexyl)-2-(2-fluoro-4'-n-propyl-4-biphenylyl)-
Ethane production step 3a1: 2-fluoro-4-(trans-4-n-propylcyclohexyl)biphenyl 4-bromo-2-fluorobiphenyl (38.1
A solution of g) in tetrahydrofuran (60ml) was added over 20 minutes to magnesium turnings (4g) suspended in tetrahydrofuran (20ml) and the reaction was started by addition of iodine crystals and warming as usual. The Grignard reagent was mixed with trans-4-propylcyclohexylacetyl chloride (40 g) and cuprous chloride (0.4 g) in tetrahydrofuran (200 g).
ml) solution over 90 minutes at −60° C. with stirring. After being allowed to warm to room temperature for 2 hours, the mixture was decomposed with water and the product was extracted with petroleum ether (bp 60-80°). The crude material was recrystallized twice from ethanol at 5°C to give a product (20.6g, 40% of theory) with mp 96.5-97.3°C. The product is glc
The purity was 99.6%. Step 3b1: 1-(2-fluoro-4-biphenylyl)-2
-(trans-4-n-propylcyclohexyl)-ethane The ketone prepared in Step 3a was reduced as described in Step 1b1 to give a product with 99.8% purity by GLC in 71% yield. The product had mp=46.5-48° (N-I [37-39.8°]). Step 3c1: 1-(2-fluoro-4'-propionyl-4-
Biphenylyl)-2-(trans-4-n-propylcyclohexyl)-ethane 4'-propionyl group was introduced into the product of Step 3b1 by the procedure using the Friedel-Crafts reaction described in Step 1a1. The desired product was obtained in 90% yield and 99.7% purity by GLC. The product had the following properties: K-N = 74.4-74.8° N-I = 165.4-165.8° Step 3d1: 1-(2-fluoro-4'-n-propyl-4-
Step 1b1
The product was reduced using the Huangminlong method described in 2009 to give a product with a yield of 30% and a purity of 99.8% by GLC. In the product, K-N=59° and N-I=108°. The following analogs were prepared in a similar reaction.
【表】
実施例 4
前記ルート4による式:
の化合物の製造
ステツプ 4a1:
フリーデルクラフツアシル化を、2−フルオロ
ビフエニルを4−エチル−2−フルオロビフエニ
ルの代りに使用し更に塩化メチレン中に存在する
三塩化アルミニウムのモル量をトランス−4−n
−ペンチルシクロヘキシルアセチルクロリドのモ
ル量の2倍にすることを除いては、ステツプ1a1
と同様に行なつた。
ステツプ 4b1:
フアンミンロン還元は、上記のステツプ1b1と
本質的に同様に行なつた。
他のアルキル基を有する式fの化合物は、類
似方法で合成し得る。
実施例 4′
前記ルート4′による式:
の化合物の製造
次のステツプ4′a1〜4′e1は、各々ステツプ4′a〜
4′eの特定例である。
ステツプ4′a1:グリニヤール試薬の作成
本ステツプは、ステツプ1a1のグリニヤール試
薬、即ち出発物質である4−ブロモ−2−フルオ
ロビフエニルの製造と同様の方法でおこなつた。
ステツプ 4′b1:
本ステツプは、トランス−4−n−ブチルシク
ロヘキシルアセチルクロリドとステツプ4′a1で産
生したグリニヤール試薬とのテトラヒドロフラン
存在下で温度−78℃に於いて、F Sato,M
Inoue,K Oguro及びM SatoがTetrahedron
Letters(1979)ページ4303〜4306に記載した方法
に従い、通常の反応により行なつた。
ステツプ4a1:還元
本ステツプは、ステツプ1b1の還元と同様な方
法で行なつた。式:
の化合物は、次の性質:
C−l=44℃
N−I=(36.6℃)
を有していた。
ステツプ4′d1:フリーデルクラフツアシル化反応
本ステツプは、ステツプ1a1と同様な方法で行
なつた。式:
の化合物は、次の性質:
C−S=110℃
S−N=185.7℃
N−I=190.1℃
を有していた。
ステツプ4′e1:還元
本ステツプは、ステツプ1b1と同様な方法で行
なつた。生成物は、式:
の化合物であつた。
他のアルキル基を有する式fの化合物は、類
似方法で合成し得る。
実施例1〜4及び4′に記載した方法で合成し得
る化合物を、各々第10表〜第13表にまとめた。
第10表:
式:
の化合物
R1 R2
CnH2n+1 CpH2p+1
CnH2n+1 OCpH2p+1
CnH2n+1 H
式中、mは0〜12の整数であり、pは1〜12の
整数である。[Table] Example 4 Formula according to route 4: Step 4a1: Friedel-Crafts acylation using 2-fluorobiphenyl in place of 4-ethyl-2-fluorobiphenyl and further converting the molar amount of aluminum trichloride present in methylene chloride into trans- 4-n
- Step 1a1 except double the molar amount of pentylcyclohexylacetyl chloride.
I did the same thing. Step 4b1: Huangminglong reduction was performed essentially as in Step 1b1 above. Compounds of formula f with other alkyl groups may be synthesized in an analogous manner. Example 4′ Formula according to the above root 4′: The following steps 4′a1 to 4′e1 are steps 4′a to 4′e1, respectively.
This is a specific example of 4'e. Step 4'a1: Preparation of Grignard reagent This step was carried out in a similar manner to the preparation of the Grignard reagent in Step 1a1, ie, the starting material 4-bromo-2-fluorobiphenyl. Step 4'b1: This step involves the addition of trans-4-n-butylcyclohexylacetyl chloride and the Grignard reagent produced in step 4'a1 at a temperature of -78°C in the presence of tetrahydrofuran.
Inoue, K Oguro and M Sato Tetrahedron
The reaction was carried out according to the method described in Letters (1979) pages 4303-4306. Step 4a1: Reduction This step was performed in a similar manner to the reduction in step 1b1. formula: The compound had the following properties: C-I = 44°C N-I = (36.6°C). Step 4'd1: Friedel-Crafts acylation reaction This step was carried out in the same manner as Step 1a1. formula: The compound had the following properties: C-S=110°C S-N=185.7°C N-I=190.1°C. Step 4'e1: Reduction This step was performed in a similar manner to step 1b1. The product has the formula: It was a compound of Compounds of formula f with other alkyl groups may be synthesized in an analogous manner. Compounds that can be synthesized by the methods described in Examples 1 to 4 and 4' are summarized in Tables 10 to 13, respectively. Table 10: Formula: The compound R 1 R 2 C n H 2n+1 C p H 2p+1 C n H 2n+1 OC p H 2p+1 C n H 2n+1 H where m is an integer from 0 to 12, p is an integer from 1 to 12.
【表】 第12表: 式: の化合物 R1 R2 CnH2n+1 CpH2p+1 CnH2n+1 OCpH2p+1 CnH2n+1 H[Table] Table 12: Formula: Compound R 1 R 2 C n H 2n+1 C p H 2p+1 C n H 2n+1 OC p H 2p+1 C n H 2n+1 H
【表】
実施例 5
前記ルート5による1−(トランス−4−n−
プロピルシクロヘキシル)−2−(2′−フルオロ
−4″−n−プロピル−p−タ−フエニルイル)
エタンの製造
ステツプ5a1:3′−フルオロ−4−プロピル−p
−タ−フエニルの製造
4−(4−n−プロピルシクロヘキセニル)−2
−フルオロビフエニル(20g)のトルエン(120
ml)溶液を、25分かけて撹拌しながら2,3−ジ
クロロ−5,6−ジシアノ−1,4−ベンゾキノ
ン(DDQ)(34g)のトルエン(200ml)懸濁液
に加えた。温度は添加する中に19℃から24℃に上
昇し、その後反応混合物を2時間加熱還流(114
℃)した。反応混合物を冷却し、過し、液及
びトルエン洗液(100ml)を合せ、次いで飽和異
性重亜硫酸ナトリウム溶液(250ml)で洗浄した。
有機抽出物を更に水洗(2×250ml)し、乾燥し、
蒸発乾固して茶色残渣(20.1g)を得た。残渣を
塩化メチレン(120ml)に溶解し、シリカゲル
(60g)上の塩基性アルミナ(60g)のカラム上
に吸着させた。塩化メチレン(450ml)で溶出し
溶媒を蒸発させると、オフホワイトの固体(14
g)が得られた。これをエタノール(80ml)から
再結晶化してmp75〜77℃の白色結晶物質(12.8
g)を得た。
ステツプ5b1:4−(トランス−4−n−プロピ
ルシクロヘキシルアセチル)−2′−フルオロ−
4″−プロピル−p−タ−フエニルの製造
塩化メチレン(15ml)中の3′−フルオロ−4−
プロピル−p−タ−フエニル(4g)及びトラン
ス−4−n−プロピル−シクロヘキシルアセチル
クロリド(2.8g)の混合物を、無水塩化アルミ
ニウム(2.02g)の塩化メチレン(10ml)冷却
(10℃)撹拌懸濁液に20分かけて加えた。添加後、
反応混合物を23℃にまで加温し、18時間撹拌し
た。得られた溶液を10%塩酸溶液(100ml)に加
え、続いて石油スピリツト(bp60−80°、2×100
ml)で抽出した。次いで有機抽出物を水洗(120
ml)し、無水硫酸ナトリウム上で乾燥し、過
し、次いで蒸発乾固させた。黄色油状固体(7
g)を塩化メチレン(50ml)に溶解し、シリカゲ
ル(10g)上の塩基性アルミナ(20g)のカラム
上に吸着させた。塩化メチレンで溶出し、溶媒を
蒸発させると、黄色固体(5g)が得られた。塩
化メチレン(10g)から再結晶化すると結晶状物
質(2.5g)が得られ、該物質は性質:
K−S=120〜126
S−N=200〜204℃
N−I=225〜227℃
を有していた。
ステツプ5c1:1−(トランス−4−n−プロピル
シクロヘキシル)−2−(2′−フルオロ−4″−プ
ロピル−p−4−タ−フエニル)エタンの製造
ステツプ5b1で製造したケトン(1.8g)99%ヒ
ドラジン(2ml)、水酸化カリウム(1g)及び
ジゴール(30ml)を撹拌しながら120℃に17時間
加熱し、その後過剰の抱水ヒドラジン/ジゴール
混合物の蒸留により温度を180℃まで上昇させた。
得られた溶液を5時間180〜182℃で加熱還流し、
次いで60℃に冷却し、氷水(100g)上に注いだ。
有機生成物を石油スピリツト(bp60−80、150
ml)と塩化メチレン(30ml)との混合物で抽出
し、水洗(2×50ml)し、乾燥して溶媒を蒸発さ
せた。黄色残渣(1.7g)を塩化メチレンと石油
スピリツト(bp60−80)との1:1混合物20ml
中に溶解し、シリカゲル(4g)上の塩基性アル
ミナ(6g)のカラム上に吸着させた。同じ溶媒
混合物(70ml)で溶出し、熔媒を蒸発させると結
晶状物質(1.3g)が得られた。石油スピリツト
(bp60−80、7ml)から10℃で再結晶すると、次
の性質:
K−S=81〜84℃
S−N=86〜88℃
N−I=248〜252℃
を有する白色固体(1g)を得た。
前記の1つ以上のルートもしくは類似ルートで
製造し得る他の化合物の例を、次の第13a表に示
す。[Table] Example 5 1-(trans-4-n-
(propylcyclohexyl)-2-(2'-fluoro-4''-n-propyl-p-terphenylyl)
Ethane production step 5a1: 3'-fluoro-4-propyl-p
-Production of terphenyl 4-(4-n-propylcyclohexenyl)-2
- Fluorobiphenyl (20g) toluene (120g)
ml) solution was added to a suspension of 2,3-dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone (DDQ) (34 g) in toluene (200 ml) with stirring over 25 minutes. The temperature rose from 19°C to 24°C during the addition, after which the reaction mixture was heated to reflux (114°C) for 2 hours.
℃). The reaction mixture was cooled, filtered, and the liquid and toluene washes (100ml) were combined, then washed with saturated isomeric sodium bisulphite solution (250ml).
The organic extract was further washed with water (2 x 250 ml), dried,
Evaporation to dryness gave a brown residue (20.1 g). The residue was dissolved in methylene chloride (120ml) and adsorbed onto a column of basic alumina (60g) on silica gel (60g). Elution with methylene chloride (450 ml) and evaporation of the solvent gave an off-white solid (14
g) was obtained. This was recrystallized from ethanol (80 ml) to produce a white crystalline substance (mp 75-77°C) (12.8
g) was obtained. Step 5b1: 4-(trans-4-n-propylcyclohexylacetyl)-2'-fluoro-
Preparation of 4″-propyl-p-terphenyl 3′-fluoro-4- in methylene chloride (15 ml)
A mixture of propyl-p-terphenyl (4 g) and trans-4-n-propyl-cyclohexylacetyl chloride (2.8 g) was added to anhydrous aluminum chloride (2.02 g) in methylene chloride (10 ml) under cooling (10°C) under stirring. It was added to the suspension over 20 minutes. After addition,
The reaction mixture was warmed to 23°C and stirred for 18 hours. The resulting solution was added to 10% hydrochloric acid solution (100 ml), followed by petroleum spirits (bp60-80°, 2 x 100
ml). The organic extract was then washed with water (120
ml), dried over anhydrous sodium sulfate, filtered and evaporated to dryness. Yellow oily solid (7
g) was dissolved in methylene chloride (50ml) and adsorbed onto a column of basic alumina (20g) on silica gel (10g). Elution with methylene chloride and evaporation of the solvent gave a yellow solid (5g). Recrystallization from methylene chloride (10 g) gave a crystalline material (2.5 g) with properties: K-S = 120-126 S-N = 200-204°C N-I = 225-227°C had. Step 5c1: Preparation of 1-(trans-4-n-propylcyclohexyl)-2-(2'-fluoro-4''-propyl-p-4-terphenyl)ethane Ketone prepared in Step 5b1 (1.8 g) 99% hydrazine (2 ml), potassium hydroxide (1 g) and digol (30 ml) were heated to 120°C with stirring for 17 hours, then the temperature was raised to 180°C by distillation of the excess hydrated hydrazine/digol mixture. .
The resulting solution was heated to reflux at 180-182°C for 5 hours,
It was then cooled to 60°C and poured onto ice water (100g).
Organic products are converted into petroleum spirits (bp60−80, 150
ml) and methylene chloride (30 ml), washed with water (2 x 50 ml), dried and the solvent was evaporated. The yellow residue (1.7 g) was dissolved in 20 ml of a 1:1 mixture of methylene chloride and petroleum spirits (bp60-80).
and adsorbed onto a column of basic alumina (6 g) on silica gel (4 g). Elution with the same solvent mixture (70ml) and evaporation of the solvent gave a crystalline material (1.3g). Recrystallization from petroleum spirits (bp60-80, 7 ml) at 10°C gives a white solid ( 1 g) was obtained. Examples of other compounds that can be prepared by one or more of the routes described above or by analogous routes are shown in Table 13a below.
【表】【table】
【表】
次の実施例、即ち実施例6〜8では、末端基
R1及びR2の一方がキラルである式の化合物の
製造を説明する。
実施例 6:
前記ルート1による(+)−1−(トランス−4
−n−ブチルシクロヘキシル)−2−〔2′−フル
オロ−4′−(2−メチルブチル)−4−ビフエニ
ルイル〕−エタンの製造
ステツプP:(+)−2−フルオロ−4−(2−メ
チルブチル−ビフエニルの準備製造
4−ブロモ−2−フルオロビフエニル(90g)
のテトラヒドロフラン(90ml)溶液10mlを、マグ
ネシウム削り屑(9.6g)及びテトラヒドロフラ
ン(20ml)に窒素下で加えた。ヨウ素の単結晶を
加え、加温することによつて反応を開始した。次
いで4−ブロモ−2−フルオロビフエニル溶液の
残部を1/2時間かけて滴下した。1時間加熱還流
後、グリニヤール試薬の溶液を25℃に冷却した。
2−メチルブチルフエニルスルホネート(150g)
のテトラヒドロフラン(140ml)溶液10mlを反応
混合物に加え、次いで塩化第一銅(3g)を加え
た、フエニルスルホネート溶液の残部を40分かけ
て加えた。得られた灰色/緑色反応混合物の温度
は45℃に上昇し、次に1時間加熱して温度を沸点
まで上昇させた。反応物を室温にまで放冷し、次
いで20容量%塩酸(2.5)を加え、生成物を塩
化メチレン(2×500ml)で抽出した。有機層を
水洗(2×500ml)し、無水硫酸ナトリウム(15
g)で乾燥し、溶媒を蒸発させて有機液状残渣を
得た。冷却すると、残渣から白色固体が晶出し
た。過後、残渣(88.6g)を減圧(0.5torr)下
で分別蒸留して無色液体(65g)を得た。これは
glcによると98.8%の純度であつた。bpは0.5torr
で120℃であつた。旋光度は+14.62゜(溶媒)であ
つた。
ステツプ1a2:(+)−4−(トランス−4−n−
ブチルシクロヘキシル−アセチル)−2′−フル
オロ−4′−(2−メチルブチル)ビフエニルの
製造
塩化メチレン(20ml)中の(+)−2−フルオ
ロ−4−(2−メチルブチル)ビフエニル(10g)
及びトランス−4−n−ブチルシクロヘキシルア
セチルクロリド(9.4g)の混合物を、20分かけ
て無水塩化アルミニウム(6.1g)の塩化メチレ
ン(20ml)冷却(5〜10℃)撹拌懸濁液に加え
た。添加後、反応混合物を23℃にまで放置して暖
め、17時間撹拌した。得られた溶液を水(200ml)
に加えて、続いて石油スピリツト(bp60〜80゜180
ml+100ml)で抽出した。次いで有機抽出物を水
洗(200ml)し、無水硫酸ナトリウム(5g)で
乾燥し、蒸発させた、黄色結晶状残渣(17.9g)
をエタノール(35ml)から25℃で再結晶化して、
生成物(14.8g、収率85%)を得た。生成物は、
mp71.4〜72.1℃、実際上のCh−I(68.5〜68.8℃)
を有し、glcによる純度は99.5であつた。
ステツプ1b2:(+)−1−(トランス−4−n−
ブチルシクロヘキシル)−2−〔2′−フルオロ−
4′−(2−メチルブチル)−4−ビフエニルイ
ル〕−エタンの製造
先に製造したケトン(14.4g)、99%抱水ヒド
ラジン(14.4ml)、水酸化カリウム(7.2g)及び
ジゴール(120ml)を撹拌しながら還流冷却器下
で125℃に4時間加熱し、その後過剰の抱水ヒド
ラジンを蒸留して温度を175℃にまで上昇させた。
次いで混合物を17時間加熱還流し、60℃まで冷却
し、氷水(500g)上に注いだ。有機生成物を石
油スピリツト(bp60−80°、2×200ml)で抽出
し、抽出物を水洗(2×200ml)し、無水硫酸ナ
トリウム上で乾燥させた。溶媒を蒸発して黄色油
(41.1g)を得た。これを石油スピリツト(bp60
〜80゜、100ml)に溶解し、シリカゲル(20g)上
の塩基性アルミナ(50g)のカラム上に吸着させ
た。石油スピリツト(320ml)で溶出し、溶媒を
蒸発させると、無色油(11.7g)が得られた。−
50℃でプロパン−1−オール(70ml)から結晶化
するとキラルなネマチツク物質9.4g(収率68%)
が得られた。この物質はglcによると99.8%の純
度であつた。
前記生成物の性質は次の通りであつた:
S−Ch=6℃
Ch−I=72℃
らせん状分子ピツチ=0.23ミクロン
実施例 7
前記ルート1による1−(トランス−4−エチ
ルシクロヘキシル)−2−〔2′−フルオロ−4′−
(2−メチルブチル)−4−ビフエニルイル〕−
エタンの製造
ステツプ1a3:4−(トランス−4−エチルシク
ロヘキシルアセチル)−2′−フルオロ−4′(2−
メチルブチル)ビフエニルの製造
本ステツプは、出発物質として4−エチルシク
ロヘキシルアセチルクロリドを用いてステツプ
1a2と同様の方法で行なつた。
生成物は次の性質を有していた:
mp=40−42℃
実際上のCh−I=(27.5℃)
ステツプ1b3:1−(トランス−4−エチルシク
ロヘキシル)−2−〔2′−フルオロ−4′−(2−
メチルブチル)−4−ビフエニルイル〕−エタン
の製造
本ステツプは、ステツプ1b2と同様の方法で行
なつた。
生成物の性質は次の通りである:
S−Ch=−11℃
Ch−I=45℃
実施例 8
前記ルート1による1−(トランス−4−n−
ヘプチルシクロヘキシル)−2−〔2′−フルオロ
−4′−(2−メチルブチル)−4−ビフエニルイ
ル〕−エタンの製造
ステツプ1a4:4−(トランス−4−n−ヘプチ
ルシクロヘキシルアセチル)−2′−フルオロ−
4′−(2−メチルブチル)ビフエニルの製造
本ステツプは、ステツプ1a2と同様の方法で行
なつた。
生成物の性質は次の通りである:
K−Ch=69.8〜70.3℃
Ch−I=74.1〜74.3℃
ステツプ1b4:1−(トランス−4−n−ヘプチ
ルシクロヘキシル)−2−〔2′−フルオロ−4′−
(2−メチルブチル)−4−ビフエニルイル〕−
エタンの製造
本ステツプは、ステツプ1b2と同様の方法で行
なつた。
生成物は次の性質を有していた:
S−Ch=52℃
Ch−I=79℃
上記実施例と同様の方法で合成し得るカイラル
なネマチツク化合物の例を、次の第13b表に示
す。[Table] In the following examples, namely Examples 6 to 8, the terminal group
The preparation of compounds of formula where one of R 1 and R 2 is chiral is described. Example 6: (+)-1-(trans-4
-n-butylcyclohexyl)-2-[2'-fluoro-4'-(2-methylbutyl)-4-biphenylyl]-ethane production step P: (+)-2-fluoro-4-(2-methylbutyl- Preparatory production of biphenyl 4-bromo-2-fluorobiphenyl (90g)
10 ml of a solution of 100 ml in tetrahydrofuran (90 ml) was added to the magnesium turnings (9.6 g) and tetrahydrofuran (20 ml) under nitrogen. The reaction was started by adding a single crystal of iodine and heating. Then, the remainder of the 4-bromo-2-fluorobiphenyl solution was added dropwise over 1/2 hour. After heating under reflux for 1 hour, the Grignard reagent solution was cooled to 25°C.
2-Methylbutylphenyl sulfonate (150g)
10 ml of a solution of in tetrahydrofuran (140 ml) was added to the reaction mixture followed by cuprous chloride (3 g) and the remainder of the phenyl sulfonate solution over 40 minutes. The temperature of the resulting gray/green reaction mixture rose to 45°C and was then heated for 1 hour to raise the temperature to boiling point. The reaction was allowed to cool to room temperature, then 20% by volume hydrochloric acid (2.5) was added and the product was extracted with methylene chloride (2 x 500ml). The organic layer was washed with water (2 x 500 ml) and diluted with anhydrous sodium sulfate (15
g) and evaporation of the solvent to obtain an organic liquid residue. Upon cooling, a white solid crystallized from the residue. After filtration, the residue (88.6 g) was fractionally distilled under reduced pressure (0.5 torr) to obtain a colorless liquid (65 g). this is
According to GLC, the purity was 98.8%. bp is 0.5torr
It was 120℃. The optical rotation was +14.62° (solvent). Step 1a2: (+)-4-(trans-4-n-
Preparation of (+)-2-fluoro-4-(2-methylbutyl)biphenyl (10 g) in methylene chloride (20 ml)
and trans-4-n-butylcyclohexylacetyl chloride (9.4 g) was added over 20 minutes to a stirred suspension of anhydrous aluminum chloride (6.1 g) in methylene chloride (20 ml) cooled (5-10°C). . After the addition, the reaction mixture was allowed to warm up to 23°C and stirred for 17 hours. Add the resulting solution to water (200ml)
followed by petroleum spirits (bp60~80°180
ml + 100 ml). The organic extract was then washed with water (200ml), dried over anhydrous sodium sulphate (5g) and evaporated to a yellow crystalline residue (17.9g).
was recrystallized from ethanol (35 ml) at 25°C,
The product (14.8 g, yield 85%) was obtained. The product is
mp71.4-72.1℃, actual Ch-I (68.5-68.8℃)
The purity by GLC was 99.5. Step 1b2: (+)-1-(trans-4-n-
butylcyclohexyl)-2-[2'-fluoro-
Production of 4'-(2-methylbutyl)-4-biphenylyl]-ethane The previously produced ketone (14.4 g), 99% hydrazine hydrate (14.4 ml), potassium hydroxide (7.2 g) and digol (120 ml) were added. It was heated to 125°C under a reflux condenser with stirring for 4 hours, after which the excess hydrazine hydrate was distilled off and the temperature was raised to 175°C.
The mixture was then heated to reflux for 17 hours, cooled to 60°C and poured onto ice water (500g). The organic products were extracted with petroleum spirits (bp 60-80°, 2 x 200 ml) and the extracts were washed with water (2 x 200 ml) and dried over anhydrous sodium sulfate. Evaporation of the solvent gave a yellow oil (41.1g). Add this to petroleum spirits (bp60
~80°, 100 ml) and adsorbed onto a column of basic alumina (50 g) on silica gel (20 g). Elution with petroleum spirits (320ml) and evaporation of the solvent gave a colorless oil (11.7g). −
Crystallization from propan-1-ol (70 ml) at 50°C yields 9.4 g (68% yield) of chiral nematic material.
was gotten. This material was 99.8% pure by GLC. The properties of the product were as follows: S-Ch = 6°C Ch-I = 72°C Helical molecular pitch = 0.23 microns Example 7 1-(trans-4-ethylcyclohexyl)- by Route 1 above 2-[2'-Fluoro-4'-
(2-methylbutyl)-4-biphenylyl]-
Ethane production step 1a3: 4-(trans-4-ethylcyclohexylacetyl)-2'-fluoro-4'(2-
Preparation of methylbutyl)biphenyl This step uses 4-ethylcyclohexylacetyl chloride as the starting material.
It was done in the same way as 1a2. The product had the following properties: mp = 40-42°C Actual Ch-I = (27.5°C) Step 1b3: 1-(trans-4-ethylcyclohexyl)-2-[2'-fluoro −4′−(2−
Preparation of methylbutyl)-4-biphenylyl]-ethane This step was carried out in a similar manner to step 1b2. The properties of the product are as follows: S-Ch=-11°C Ch-I=45°C Example 8 1-(trans-4-n-
heptylcyclohexyl)-2-[2'-fluoro-4'-(2-methylbutyl)-4-biphenylyl]-ethane Step 1a4: 4-(trans-4-n-heptylcyclohexylacetyl)-2'-fluoro −
Preparation of 4'-(2-methylbutyl)biphenyl This step was carried out in a similar manner to step 1a2. The properties of the products are as follows: K-Ch = 69.8-70.3°C Ch-I = 74.1-74.3°C Step 1b4: 1-(trans-4-n-heptylcyclohexyl)-2-[2'-fluoro −4′−
(2-methylbutyl)-4-biphenylyl]-
Production of ethane This step was carried out in a similar manner to step 1b2. The product had the following properties: S-Ch = 52°C Ch-I = 79°C Examples of chiral nematic compounds that can be synthesized in a similar manner to the above examples are shown in Table 13b below. .
【表】【table】
【表】
次の実験は、RA=n−アルキルかつRB=n−
アルキルでありRA及びRB中に10個より少ない炭
素原子を有する式aの化合物の利点を、RA及
びRBが両方ともn−ペンチルであり即ちRA及び
RB中の炭素原子数の合計が10である同じ式a
の化合物と比較するために行なつた。調査した各
化合物80重量%を、式:
のシアノビフエニル10重量%、及び式:
のシアノビフエニルイルエタン10重量%と共に混
合して各混合物を形成した。
次、各々得られた混合物のスメクチツク−ネマ
チツク(S−N)転移温度を測定した。該転移温
度から、化合物が単射スメクチツク相を形成する
傾向を有することが知見された。S−N温度が低
ければ低い程、より好ましい化合物と言える。得
られた結果を次の第14表に示す。[Table] In the following experiment, R A = n-alkyl and R B = n-
The advantage of compounds of formula a which are alkyl and have less than 10 carbon atoms in R A and R B is that R A and R B are both n-pentyl, i.e. R A and
The same formula a where the total number of carbon atoms in R B is 10
This was done to compare with the compound of 80% by weight of each compound investigated, formula: 10% by weight of cyanobiphenyl, and the formula: was mixed with 10% by weight of cyanobiphenyl ethane to form each mixture. Next, the smectic-nematic (SN) transition temperature of each of the obtained mixtures was measured. From the transition temperature it was found that the compound has a tendency to form an injective smectic phase. It can be said that the lower the SN temperature, the more preferable the compound is. The results obtained are shown in Table 14 below.
【表】
本発明を具体化する物質およびデバイスの具体
例を添附の図面に基づいて説明する。
第1図〜第4図のデイスプレイは、スペーサー
4により約7μmの間隔で保持されている前部お
よび後部のガラススライド2,3から形成され且
つエポキシ樹脂接着剤によつて一体化されている
セル1からなる。液晶物質12は、スライド2,
3とスペーサー4の間の空間に充填される。フロ
ントガラススライド2の前に、前部偏光子5を偏
光軸が水平になるように配列して置く。反射板7
をスライド3の後方に置く。後部偏光子6或いは
検光子をスライド3と反射板7の間に載置する。
典型的には100Åの厚さの酸化スズの電極8,
9を完全な膜としてスライド2,3の内面につ
け、第3,4図に示された形にエツチングする。
デイスプレイは1個の数字10に7本のバーを有
し、さらに各々の数字の間には小数点11があ
る。第3図に示したように、後部電極構造は3個
の電極X1,X2,X3から成つている。同様に前部
電極構造は数字および小数点毎に3個の電極Y1,
Y2,Y3…から成つている。数字毎の6個の電極
を検査して、適切なX,Y電極に適当な電圧を印
加することにより8個の要素の各々は独立に印加
電圧を有することが示される。
組み合わせる前に、電極をつけたスライド2,
3はきれいにした後0.2重量%のポリビニルアル
コール(PVA)水溶液に浸す。乾燥時該スライ
ドは柔かい布で一定方向に擦過後、互いに擦過方
向が垂直で各々の隣接偏光子の光軸と平行になる
ように、すなわち偏光子が交叉するように組み合
わせる。ネマチツク液晶物質12をスライド2,
3の間に導入すると、スライド表面で分子は各々
のスライドの擦過方向に沿つて並びにスライド間
に次第にねじれる。
セル1に電圧が印加されないときは、光は前部
偏光子5を通り、セル1を通り(この間に偏光面
は90゜回転する)、後部偏光子6を通り、反射板7
で反射して観測者に達する。第1図参照。観察者
はスライド2,3の面内のX軸およびY軸に垂直
なZ軸に対して45゜の角度である。)2個の電極
8,9間にしきい値より高い電圧を印加すると、
液晶層12は光学的活性を失ない分子はスライド
2,3に対して垂直にすなわちZ軸に沿つて再配
列むる。この状態では光は反射板7に到達しなく
なつて観測者に到達せず、観測者には数字10の
1つ或いはそれ以上のバーの暗い表示しか見えな
い。
第5,6図および第7図に示されたように、3
連続時間間隔で線走査方式で電圧を印加する。
各々のX電極を順に3V/2の電位に、一方残り
のX電極を−V/2にする。その間Y電極は−
3V/2或いはV/2にする。交叉する点で3V/
2と−3V/2が一致すると液晶層12に3Vの電
圧が印加されることになる。それ以外の点では電
圧はV或いは−Vである。かくの如く3V/2が
X電極に走査されるときに適切なY電極に−
3V/2を印加することにより、選択された交叉
点がオン状態になる(図に黒丸で示される。)電
圧Vは例えば100Hz矩形波の交流シグナルで、符
号は位相を表わす。
第1〜7図に示されたデバイスは、電極がオン
およびオフの交叉点或いはデイスプレイ要素間に
分配されるため、多様化されたデイスプレイであ
ることは当業者には明らかであろう。
上記デバイスの物質12に用いられるのに適す
る本発明を具体化する物質は、前記の混合物C,
D1,D2,D3もしくはD4及び以下の表15に示す混
合物1である。[Table] Specific examples of materials and devices embodying the present invention will be described based on the accompanying drawings. The display of Figures 1 to 4 consists of cells formed from front and rear glass slides 2, 3 held apart by spacers 4 at a distance of approximately 7 μm and held together by epoxy adhesive. Consists of 1. The liquid crystal material 12 is placed on the slide 2,
3 and spacer 4 is filled. Front polarizers 5 are arranged in front of the windshield slide 2 so that their polarization axes are horizontal. Reflector plate 7
Place it behind slide 3. A rear polarizer 6 or analyzer is placed between the slide 3 and the reflector 7. a tin oxide electrode 8, typically 100 Å thick;
9 is applied as a complete film to the inner surface of the slides 2, 3 and etched in the shape shown in FIGS.
The display has seven bars per digit 10, with an additional decimal point 11 between each digit. As shown in FIG. 3, the rear electrode structure consists of three electrodes X 1 , X 2 , X 3 . Similarly, the front electrode structure has three electrodes Y 1 for each number and decimal point,
It consists of Y 2 , Y 3 …. By examining the six electrodes for each number and applying the appropriate voltages to the appropriate X, Y electrodes, each of the eight elements is shown to have an independently applied voltage. Before assembling, slide 2 with electrodes attached,
3. After cleaning, soak it in a 0.2% by weight polyvinyl alcohol (PVA) aqueous solution. When dry, the slides are rubbed in a certain direction with a soft cloth, and then assembled so that the rubbing directions are perpendicular to each other and parallel to the optical axes of the adjacent polarizers, that is, the polarizers intersect. Slide the nematic liquid crystal substance 12 2,
When introduced between 3 and 3, the molecules on the slide surface become progressively twisted along the direction of abrasion on each slide and between the slides. When no voltage is applied to the cell 1, the light passes through the front polarizer 5, through the cell 1 (during which the plane of polarization rotates by 90°), through the rear polarizer 6, and through the reflector 7.
is reflected and reaches the observer. See Figure 1. The observer is at an angle of 45° to the Z axis perpendicular to the X and Y axes in the plane of the slides 2 and 3. ) When a voltage higher than the threshold is applied between the two electrodes 8 and 9,
In the liquid crystal layer 12, molecules that do not lose their optical activity are rearranged perpendicularly to the slides 2, 3, that is, along the Z axis. In this state, the light no longer reaches the reflector 7 and therefore does not reach the observer, and the observer only sees a dark display of one or more bars of the number 10. As shown in Figures 5, 6 and 7, 3
The voltage is applied in a line scanning manner at continuous time intervals.
Each X electrode is set to a potential of 3V/2 in turn, while the remaining X electrodes are set to -V/2. Meanwhile, the Y electrode is -
Set it to 3V/2 or V/2. 3V at the crossing point/
When 2 and -3V/2 match, a voltage of 3V will be applied to the liquid crystal layer 12. At other points the voltage is V or -V. In this way, when 3V/2 is scanned to the X electrode, - to the appropriate Y electrode.
By applying 3V/2, the selected crossing point is turned on (indicated by a black circle in the figure). The voltage V is, for example, a 100 Hz square wave alternating current signal, and the sign represents the phase. It will be apparent to those skilled in the art that the devices shown in Figures 1-7 are diversified displays because the electrodes are distributed between on and off cross-points or display elements. Materials embodying the invention suitable for use in material 12 of the device described above include mixture C, described above;
D 1 , D 2 , D 3 or D 4 and Mixture 1 as shown in Table 15 below.
【表】【table】
【表】
小量の光学活性物質をネマチツク物質に加えて
液晶層の分子に好ましいねじれを生じさせてもよ
い。この処理および適切なスライド表面処理を用
いると英国特許出願番号第1472247号および第
1478592号に教示されたデイスプレイパツチの問
題を防除できる。
適切な光学活性な物質は以下のものである:
約0.1〜0.5重量%のC15および約0.01〜0.05重量
%のCB15。
C15は
CB15は
少量の多色性染料例えば英国特許公開第
2093475号記載の染料混合物2を2重量%加えて
デイスプレイコントラストを高めてもよい。
本発明の第2の面を具体化する他の具体的混合
物はFre〓edericksz効果型セルに用いてもよい。該
セルは上記デバイスのように内部表面に電極フイ
ルムを有するガラススライドの間に液晶物質をサ
ンドウイツチ状に組み込んで構成される。しかし
ながらこの場合には偏光子は必ずしも必要でな
く、ガラススライド内部表面はレシチンの被覆加
工で処理され、液晶物質は負の物質でレシチン被
覆加工により全ての分子がスライド基板に垂直な
(ホメオトロピツク配向)オフ状態に配列されて
いる。オン状態で物質に適当な電場を印加すると
分子はスライド表面に平行に(ホモジニアス配
向)再配列する。多色性染料を液晶物質に組み入
れてオン状態とオフ状態のコントラストを高めて
もよい。
上記のように作られたFre〓edericksz効果型セル
は以下の混合物3を組み入れてもよく、該セルは
10μmの間隔におく。Table: Small amounts of optically active substances may be added to the nematic material to create a desired twist in the molecules of the liquid crystal layer. Using this process and appropriate slide surface preparation, UK Patent Application No. 1472247 and
The display patch problem taught in No. 1478592 can be avoided. Suitable optically active materials are: about 0.1-0.5% by weight C15 and about 0.01-0.05% by weight CB15. C15 is CB15 is Small amounts of pleochroic dyes such as British Patent Publication No.
2093475, dye mixture 2 may be added in an amount of 2% by weight to increase display contrast. Other specific mixtures embodying the second aspect of the invention may be used in Fre?edericksz effect cells. The cell consists of a sandwich of liquid crystal material between glass slides having an electrode film on the inner surface, as in the device described above. However, in this case, a polarizer is not necessarily necessary, and the inner surface of the glass slide is coated with lecithin, and the liquid crystal material is a negative substance, and the lecithin coating ensures that all molecules are perpendicular to the slide substrate (homeotropic orientation). Arranged in the off state. When an appropriate electric field is applied to the material in the on state, the molecules rearrange parallel to the slide surface (homogeneous orientation). Pleochroic dyes may be incorporated into the liquid crystal material to enhance the contrast between the on and off states. The Fre〓edericksz effect cell made as described above may incorporate the following mixture 3;
Place at intervals of 10 μm.
【表】【table】
【表】
化合物J:
を負の添加剤として混合物3(混合物3の3重量
%まで)に添加してもよい。
化合物Jの調製は英国特許公開第2061256号に
記載されている。約1重量%の公知の染料混合物
を混合物3に加えて着色混合物(混合物3A)に
してもよい。
セルに電圧を印加すると、弱い吸収状態から強
い吸収状態へ色が変化する。
本発明のもう1つの具体例では(コレステリツ
ク−ネマチツク)相変化効果型デバイスに上述の
物質を組み入れる。
上述のねじれネマチツク型セルと同様にガラス
スライドを有する電極の間にサンドウイツチ状に
はさまれた長いらせんピツチのコレステリツク物
質を含むセルを調製する。しかしながらこの場合
には、ホモジニアス配列のための表面調製例えば
SiOによるガラススライド表面処理および偏光子
は用いられない。
ガラススライドが未処理で液晶物質が正の誘電
的異方性(△E)を有するならば、液晶物質はオ
フ状態でねじれフオーカルコーニツク分子配向で
ありこれは光を散乱する。ガラススライドの各々
の内部表面にある一対の電極間に印加された電場
の効果は、電極間の液晶物質領域をオン状態に変
えてオフ状態より散乱の少ないホメオトロピツク
ネマチツク配向にすることである。これは負のコ
ントラスト型の相変化効果型デバイスである。
ガラススライド内部表面を例えばレシチンの被
覆処理して該表面に垂直な配列にして液晶物質が
負の△Eを有するならば、オフ状態の物質は入射
光に対して小さい散乱効果を有するホメオトロピ
ツク配向である。ガラススライドの各々の内部表
面にある一対の電極間に電場を印加すると、電極
間の液晶物質領域は(オン状態で)光を散乱する
ねじれホモジニアス配向に変わる。これは正のコ
ントラスト型の相変化効果型デバイスである。
各々の場合に2つの状態間のコントラストは液
晶物質に少量の適当な多色性染料(例えば△Eが
正の場合には1重量%の染料混合物)を添加する
ことにより高めてもよい。
相変化効果型(ネガテイブコントラスト型)デ
バイスに用いられる本発明を具体化する正の誘電
的異方性物質、混合物4は以下のものである。[Table] Compound J: may be added to mixture 3 (up to 3% by weight of mixture 3) as a negative additive. The preparation of compound J is described in GB 2061256. Approximately 1% by weight of a known dye mixture may be added to Mixture 3 to form a colored mixture (Mixture 3A). When a voltage is applied to the cell, the color changes from a weakly absorbing state to a strongly absorbing state. Another embodiment of the invention incorporates the above-described materials into a (cholesteric-nematic) phase change effect device. A cell is prepared containing a long helical pitch of cholesteric material sandwiched between electrodes having a glass slide, similar to the twisted nematic cell described above. However, in this case surface preparation for homogeneous arrays e.g.
Glass slide surface treatment with SiO and polarizers are not used. If the glass slide is untreated and the liquid crystal material has a positive dielectric anisotropy (ΔE), the liquid crystal material has a twisted focal conic molecular orientation in the off state which scatters light. The effect of an electric field applied between a pair of electrodes on the internal surface of each glass slide is to turn the region of liquid crystal material between the electrodes into an on state into a homeotropic nematic orientation with less scattering than an off state. be. This is a negative contrast phase change effect device. If the internal surface of the glass slide is treated with a coating of lecithin, for example, so that the liquid crystal material has a negative ΔE and is oriented perpendicular to the surface, then the off-state material has a homeotropic orientation with a small scattering effect on the incident light. be. Applying an electric field between a pair of electrodes on the interior surface of each glass slide changes the region of liquid crystal material between the electrodes (in the on state) into a twisted homogeneous orientation that scatters light. This is a positive contrast phase change effect device. The contrast between the two states in each case may be increased by adding small amounts of suitable pleochroic dyes to the liquid crystal material (for example 1% by weight of the dye mixture if ΔE is positive). The positive dielectric anisotropic material, mixture 4, embodying the present invention and used in a phase change effect type (negative contrast type) device is as follows.
【表】
相変化効果型(ポジテイブコントラスト型)に
用いられる本発明を具体化する適当な負の誘電的
異方性物質、混合物5は以下のものである。[Table] Suitable negative dielectric anisotropic materials, mixtures 5 embodying the present invention, used in phase change effect type (positive contrast type) are as follows.
【表】
第18表に記載のキラル物質の代りに式のキラ
ル化合物を使用し得る。Table 18 Chiral compounds of the formula may be used in place of the chiral substances listed in Table 18.
第1図は、ねじれネマチツク型デジタルデイス
プレイの部分図、第2図は、第1図のデイスプレ
イの断面図、第3図は、第1図の後部電極の形状
図、第4図は第1図の前部電極の形状図、第5,
6,7図は、典型的な電圧を表示した第1〜4図
のデバイスの説明図である。
1……セル、2,3……ガラススライド、4…
…スペーサー、5,6……偏光子、7……反射
板、8,9……電極、12……液晶物質。
Figure 1 is a partial view of a twisted nematic type digital display, Figure 2 is a sectional view of the display in Figure 1, Figure 3 is a diagram of the shape of the rear electrode in Figure 1, and Figure 4 is the figure in Figure 1. Shape diagram of the front electrode, fifth,
Figures 6 and 7 are illustrations of the device of Figures 1-4 showing typical voltages. 1... Cell, 2, 3... Glass slide, 4...
...Spacer, 5, 6... Polarizer, 7... Reflector, 8, 9... Electrode, 12... Liquid crystal material.
Claims (1)
ルキルであり、R2は水素、12個までの炭素原子
を有するアルキル、【式】 【式】及び 【式】から選択され、ここでR3は12個 までの炭素原子を有するアルキルであり、
【式】は1,4二置換されている場合にト ランス配置であるシクロヘキサン環を示し、
【式】はベンゼン環を示し、X,Y及びZ のそれぞれはベンゼン環の1個以上の側位にある
水素またはフツ素を個々に表わし、但しX,Yま
たはZの1つがフツ素であり、R1及びR2がn−
アルキルであるときはR1及びR2の2つの基中の
炭素原子の合計数は10未満である〕のフツ素化さ
れた化合物。 2 式 〔式中、R1はn−アルキルであり、R2はアル
キルであり、XまたはYの1つがフツ素である〕
の特許請求の範囲第1項に記載のフツ素化された
化合物。 3 R2がn−アルキルである特許請求の範囲第
2項に記載のフツ素化された化合物。 4 R2がキラルアルキル基である特許請求の範
囲第2項に記載のフツ素化された化合物。 5 Yがフツ素であり、Xが水素である特許請求
の範囲第2項及び第3項のいずれかに記載のフツ
素化された化合物。 6 式 を有する特許請求の範囲第1項に記載のフツ素化
された化合物。 7 式 を有する特許請求の範囲第1項に記載のフツ素化
された化合物。 8 式 を有する特許請求の範囲第1項に記載のフツ素化
された化合物。 9 式 〔式中、R1は12個までの炭素原子を有するア
ルキルであり、R2は水素、12個までの炭素原子
を有するアルキル、【式】 【式】及び 【式】から選択され、ここでR3は12個 までの炭素原子を有するアルキルであり、
【式】は1,4二置換されている場合にト ランス配置であるシクロヘキサン環を示し、
【式】はベンゼン環を示し、X,Y及びZ のそれぞれはベンゼン環の1個以上の側位にある
水素またはフツ素を個々に表わし、但しX,Yま
たはZの1つがフツ素であり、R1及びR2がn−
アルキルであるときはR1及びR2の2つの基中の
炭素原子の合計数は10未満である〕の化合物の少
なくとも1種を含む液晶組成物。 10 式 〔式中、R1はn−アルキルであり、R2はアル
キルであり、XまたはYの1つがフツ素である〕
の化合物の少なくとも1種を含む特許請求の範囲
第9項に記載の液晶組成物。 11 式 〔式中、R1及びR2は両者ともn−アルキルで
あり、R1及びR2中の炭素原子の合計数は4〜8
であり、X及びYの一方はフツ素であり他方は水
素である〕の異なる化合物の混合物を含む特許請
求の範囲第9項に記載の液晶組成物。[Claims] 1 formula [wherein R 1 is alkyl having up to 12 carbon atoms and R 2 is selected from hydrogen, alkyl having up to 12 carbon atoms, [formula] [formula] and [formula], where R 3 is alkyl with up to 12 carbon atoms;
[Formula] represents a cyclohexane ring in the trans configuration when it is 1,4-disubstituted,
[Formula] represents a benzene ring, and each of X, Y and Z individually represents hydrogen or fluorine at one or more side positions of the benzene ring, provided that one of X, Y or Z is fluorine; , R 1 and R 2 are n-
When alkyl, the total number of carbon atoms in the two groups R 1 and R 2 is less than 10. 2 formulas [In the formula, R 1 is n-alkyl, R 2 is alkyl, and one of X or Y is fluorine]
A fluorinated compound according to claim 1. 3. Fluorinated compounds according to claim 2, wherein R2 is n-alkyl. 4. The fluorinated compound according to claim 2, wherein R 2 is a chiral alkyl group. 5. The fluorinated compound according to claim 2 or 3, wherein Y is fluorine and X is hydrogen. 6 formula A fluorinated compound according to claim 1 having: 7 formula A fluorinated compound according to claim 1 having: 8 formula A fluorinated compound according to claim 1 having: 9 formula [wherein R 1 is alkyl having up to 12 carbon atoms and R 2 is selected from hydrogen, alkyl having up to 12 carbon atoms, [formula] [formula] and [formula], where R 3 is alkyl with up to 12 carbon atoms;
[Formula] represents a cyclohexane ring in the trans configuration when it is 1,4-disubstituted,
[Formula] represents a benzene ring, and each of X, Y and Z individually represents hydrogen or fluorine at one or more side positions of the benzene ring, provided that one of X, Y or Z is fluorine; , R 1 and R 2 are n-
When the group is alkyl, the total number of carbon atoms in the two groups R 1 and R 2 is less than 10. 10 formula [In the formula, R 1 is n-alkyl, R 2 is alkyl, and one of X or Y is fluorine]
10. The liquid crystal composition according to claim 9, comprising at least one compound. 11 formula [In the formula, both R 1 and R 2 are n-alkyl, and the total number of carbon atoms in R 1 and R 2 is 4 to 8.
The liquid crystal composition according to claim 9, comprising a mixture of different compounds, wherein one of X and Y is fluorine and the other is hydrogen.
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