【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は負の誘電異方性を有する新規な液晶化
合物、及びそれを含有する液晶組成物に関する。
液晶表示素子は液晶物質が持つ光学異方性及び
誘電異方性を利用したものであるが、その表示様
式によつてTN型（ねじれネマチツク型）、DS型
（動的散乱型）、ゲスト・ホスト型、DAP型など
各種の方式に分けられ、夫々の使用に適する液晶
物質の性質は異る。しかしいずれの液晶物質も水
分、空気、熱、光等に安定であることが必要であ
ることは共通しており、又、室温を中心として出
来るだけ広い温度範囲で液晶相を示すものが求め
られている。しかし現在のところ単一化合物では
この様な条件を満たす物質はなく、数種の液晶化
合物や非液晶化合物を混合して得られる液晶組成
物を使用しているのが現状である。
最近、特にカラー液晶表示方法の一方式である
ゲスト・ホスト型液晶表示素子が注目される様に
なつて来た。これは液晶と色素の混合物を使用す
るものであるがポジ型のゲスト・ホスト型表示素
子には負の誘電異方性を有する液晶が使用され
る。従つてその液晶の構成成分として、いろいろ
な特性をもつた相溶性のよい誘電異方性が負の液
晶化合物が求められている。
本発明の目的はこの様な用途に適した新規な液
晶化合物を提供することにある。
即ち、本発明は一般式
（上式に於て
The present invention relates to a novel liquid crystal compound having negative dielectric anisotropy and a liquid crystal composition containing the same. Liquid crystal display elements utilize the optical anisotropy and dielectric anisotropy of liquid crystal materials, and depending on the display format, there are TN type (twisted nematic type), DS type (dynamic scattering type), and guest type. There are various types such as host type and DAP type, and the properties of the liquid crystal materials suitable for each type of use are different. However, all liquid crystal materials have in common that they need to be stable against moisture, air, heat, light, etc., and they are also required to exhibit a liquid crystal phase over as wide a temperature range as possible, centered around room temperature. ing. However, at present, there is no single compound that satisfies these conditions, and the current situation is to use liquid crystal compositions obtained by mixing several types of liquid crystal compounds and non-liquid crystal compounds. Recently, guest-host type liquid crystal display devices, which are one type of color liquid crystal display method, have been attracting attention. This uses a mixture of liquid crystal and dye, but liquid crystal with negative dielectric anisotropy is used for positive guest-host type display elements. Therefore, liquid crystal compounds having various properties, good compatibility, and negative dielectric anisotropy are required as constituent components of the liquid crystal. An object of the present invention is to provide a novel liquid crystal compound suitable for such uses. That is, the present invention is based on the general formula (In the above formula
【式】は【ceremony
【式】
もしくは【formula】
or
〔トランス−４−（トランス−４−メトキシメチルシクロヘキシル）シクロヘキサンカルボン酸−２−シアノ−４−ブチルフエニルエステルの製造〕[Production of trans-4-(trans-4-methoxymethylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid-2-cyano-4-butylphenyl ester]
トランス−４−（トランス−４−メトキシメチ
ルシクロヘキシル）シクロヘキサンカルボン酸
0.80ｇ（3.7m mol）と塩化チオニル10mlをフラ
スコに入れ、70℃にて１時間加温すると均一にな
る。過剰の塩化チオニルを減圧にて留去すると、
油状の酸塩化物が残る。一方、２−シアノ−４−
ブチルフエノール0.69ｇ（3.9m mol）をピリジ
ン５mlに溶解しておき、これによくふりまぜなが
ら先の酸塩化物を加える。反応後一晩放置してか
らトルエン10mlを加え、水にあける。トルエン層
を分離し、6N塩酸、2N水酸化ナトリウム溶液、
ついで水で洗滌し、最後に無水硫酸ナトリウムで
乾燥する。トルエンを減圧で留去すると油状物が
残るので、それをエタノールで再結晶すると目的
物であるトランス−４−（トランス−４−メトキ
シメチルシクロヘキシル）シクロヘキサンカルボ
ン酸−２−シアノ−４−ブチルフエニルエステル
が0.80ｇ（1.9m mol）得られた（収率51％）。こ
のもののＣ−Ｎ点は59.5〜60.3℃、Ｎ−Ｉ点は
129.8〜130.4℃であつた。
同様にして対応するカルボン酸と、２−シアノ
−４−アルキルフエノールを使用して、以下の
（）式の化合物を合成した。
トランス−４−（トランス−４−メトキシメチ
ルシクロヘキシル）シクロヘキサンカルボン酸−
２−シアノ−４−ヘプチルフエニルエステル（Ｃ
−Ｎ点：54.5〜55.5℃、Ｎ−Ｉ点：116.5〜117.5
℃）、
４−（トランス−4′−メトキシメチルシクロヘ
キシル）安息香酸−２−シアノ−４−ヘプチルフ
エニルエステル（Ｃ−Ｎ点：61.4〜62.3℃、Ｎ−
Ｉ点：87.3〜88.0℃）、
４−（トランス−4′−エトキシメチルシクロヘ
キシル）安息香酸−２−シアノ−４−ブチルフエ
ニルエステル（Ｃ−Ｉ点：61.0〜61.8℃、Ｎ−Ｉ
点：44.2〜44.8℃）
実施例 ２（使用例）
エステル系のネマチツク液晶組成物リクソン
（LIXON）FN−45（チツソ(株)製）のＮ−Ｉ点は
63.4℃、△εは−0.9、20℃における粘度は18.5cp
である。この混合物に市販のメルク社製色素Ｇ−
224を１％添加したものをセルに封入してゲス
ト・ホストセルを作り、そのしきい電圧を測定し
たところ3.80Vであつた。
次にリクソンFN−45 85部にいずれも本発明
の化合物であるトランス−４−（トランス−４−
メトキシメチルシクロヘキシル）シクロヘキサン
カルボン酸−２−シアノ−４−ブチルフエニルエ
ステル５部、トランス−４−（トランス−４−メ
トキシメチルシクロヘキシル）シクロヘキサンカ
ルボン酸−２−シアノ−４−ヘプチルフエニルエ
ステル５部及び４−（トランス−４−メトキシメ
チルシクロヘキシル）安息香酸−２−シアノ−４
−ヘプチルフエニルエステル５部を加えた液晶組
成物を調製したところ、そのＮ−Ｉ点は65.6℃、
△εは−1.20、20℃における粘度は27.5cpになつ
た。これに先と同じく色素Ｇ−224を１％添加し
たものでゲスト・ホスト型液晶セルを作つてその
しきい電圧を測定したところ3.26Vと大きく低下
した。
実施例３及び比較例（使用例２）
実施例２で使用した母液晶（リクソンFN−
45）85部に本発明の実施例１の化合物
を15部加えて得られる液晶組成物のＮ−Ｉ点は
64.8℃、Δεは−1.30、20℃における粘度は27.2cp
であつた。
比較のため本願発明の化合物と類似の公知化合
物
を15部を前記母液晶85部に加えて得られる液晶組
成物は、化合物間の相溶性が悪いため20℃で結晶
化して液晶性を示さなかつた。
trans-4-(trans-4-methoxymethylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid
0.80 g (3.7 mmol) and 10 ml of thionyl chloride are placed in a flask and heated at 70°C for 1 hour until the mixture becomes homogeneous. When excess thionyl chloride is distilled off under reduced pressure,
Oily acid chloride remains. On the other hand, 2-cyano-4-
Dissolve 0.69 g (3.9 mmol) of butylphenol in 5 ml of pyridine, and add the above acid chloride while stirring well. After the reaction, leave it overnight, add 10ml of toluene, and pour into water. Separate the toluene layer and add 6N hydrochloric acid, 2N sodium hydroxide solution,
It is then washed with water and finally dried over anhydrous sodium sulfate. When toluene is distilled off under reduced pressure, an oily substance remains, which is recrystallized from ethanol to obtain the target product, 2-cyano-4-butylphenyl trans-4-(trans-4-methoxymethylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylate. 0.80 g (1.9 mmol) of ester was obtained (yield 51%). The C-N point of this product is 59.5-60.3℃, and the N-I point is
The temperature was 129.8-130.4℃. Similarly, a compound of the following formula () was synthesized using the corresponding carboxylic acid and 2-cyano-4-alkylphenol. trans-4-(trans-4-methoxymethylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid-
2-cyano-4-heptyl phenyl ester (C
-N point: 54.5~55.5℃, N-I point: 116.5~117.5
°C), 4-(trans-4'-methoxymethylcyclohexyl)benzoic acid-2-cyano-4-heptyl phenyl ester (C-N point: 61.4-62.3 °C, N-
I point: 87.3-88.0°C), 4-(trans-4'-ethoxymethylcyclohexyl)benzoic acid-2-cyano-4-butylphenyl ester (C-I point: 61.0-61.8°C, N-I
Example 2 (Usage example) The N-I point of the ester-based nematic liquid crystal composition LIXON FN-45 (manufactured by Chitsuso Corporation) is
63.4℃, △ε is -0.9, viscosity at 20℃ is 18.5cp
It is. This mixture was added with commercially available dye G-
A guest-host cell was created by filling a cell with 1% 224 added, and its threshold voltage was measured to be 3.80V. Next, 85 parts of Rixon FN-45 was added to trans-4-(trans-4-
5 parts of methoxymethylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid-2-cyano-4-butylphenyl ester, 5 parts of trans-4-(trans-4-methoxymethylcyclohexyl)cyclohexanecarboxylic acid-2-cyano-4-heptylphenyl ester and 4-(trans-4-methoxymethylcyclohexyl)benzoic acid-2-cyano-4
- When a liquid crystal composition containing 5 parts of heptyl phenyl ester was prepared, its N-I point was 65.6°C;
Δε was -1.20, and the viscosity at 20°C was 27.5 cp. When a guest-host type liquid crystal cell was made with the same 1% dye G-224 added as before and the threshold voltage was measured, it was significantly lower to 3.26V. Example 3 and Comparative Example (Usage Example 2) Mother liquid crystal used in Example 2 (Rixon FN-
45) 85 parts of the compound of Example 1 of the present invention The N-I point of the liquid crystal composition obtained by adding 15 parts of
64.8℃, Δε is -1.30, viscosity at 20℃ is 27.2cp
It was hot. Known compounds similar to the compound of the present invention for comparison A liquid crystal composition obtained by adding 15 parts of the above to 85 parts of the mother liquid crystal crystallized at 20° C. and did not exhibit liquid crystallinity due to poor compatibility between the compounds.