JPH0343489A - １，３―ジオキサン誘導体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は液晶表示装置に用いられるネマチック液晶組成
物の成分として有用な１，３−ジオキサン誘導体に関す
る。

［発明の概要コ 本発明は一般式 ％式％（１１ （上式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ炭素原子数が１〜
１０の直鎖アルキル基又はアルコキシ基を示し、→トお
よび→トはトランス配置である。

）で表わされる１、３−ジオキサン誘導体である。本発
明の化合物はスメクチック相とネマチック相を示し、ネ
マチック−等方性液体相転移点（Ｎ−１点）が比較的高
く、屈折率の異方性（ΔＷ）が小さい特徴を有する。

したがって、本発明の化合物と他の液晶化合物又は液晶
類似化合物を混合することにより動作温度範囲が広く、
視角範囲の広いネ了チック液晶組成物を提供することが
できる。

［従来の技術］ 液晶表示装置は他の表示装置と比較して、小型、薄型化
が要易であり、駆動電圧が低く、消′ｉＲ電力が非常に
小さく、受光素子であるため長時間使用しても目が疲れ
ない等の特徴を有するため、これらの長所を生かして従
来よりウォッチ、電卓。

オーディオ機器、各種計測器等の表示装置として広く応
用されている。また、最近ではカラー液晶テレビ、パソ
コンやワープロのデイスプレィなどの画素数が非常に多
い表示装置にも応用されつつあり、将来はＯＲＴに代る
表示装置として注目を集めている。このように液晶表示
装置の応用分野は拡大しつつあるが、それに伴って液晶
表示装置に用いられる液晶材料に要求される特性も種々
変してゆくものと考えられる。しかし、次に述べる緒特
性はあらゆる液晶表示装置に用いられる液晶材料にも共
通して必要不可欠なものである。

１）　熱、光、化学的に安定であり、着色がないこと。

２）　動作温度範囲ができるだけ広いこと。

３）　駆動電圧が低く、そのしきい値電圧の温度依存性
が小さいこと。

４）　電気光学的な応答速度が速いこと。

５）　視角範囲が広いこと。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の緒特性のうちで１）を満足する液晶材料は多数知
られているが、２）以下を単一成分で満足させるような
液晶材料は現在のところ知られていない。そこで、これ
らの特性を満たす方法として複数の液晶化合物又は液晶
類似化合物を混合した液晶組成物を用いている。そして
、液晶表示装置の応用分野によりそれに用いられる液晶
組成物に要求される特性は様々であるが、動作温度範囲
が広り（１）の特性）、かつ視角範囲が広い（５）の特
性）を持つ液晶組成物はオーディオ機器等の液晶表示装
置用として今後期待できる分野である。そこで、動作温
度範囲を広げようとする場合に、その下限を下げるには
共融混合物の組成比に近づけ、さらにはネマチック相の
下方にスメクチック棺を有する液晶材料を用いて低温に
おいて過冷却状態を保ち結晶の析出をおさえることが実
施されている。また上限を上げる工夫としてはＮ−エ点
が高い液晶材料を添加が考えられる。次にご液晶表示装
置、特にＴＮ型、ＳＴＮ型等においては視角依存性を有
する欠点があるが、液晶材料を適切に選択することによ
り視角依存性を小さく、即ち視角範囲を広くすることが
考えられる。Δルの小さな液晶材料は視角依存性が小さ
いことが知られているので、できるだけΔルの小さな液
晶材料を組み合せて組成物を作れば良い。しかし、従来
の液晶材料でＮ−工点が高くて、しかも相客性が良好で
あり、かつΔｎの小さい液晶材料はあまり知られていな
い。

そこで、本発明の目的は他の複数のネマチック液晶化合
物又は液晶類似化合物と混合することによりネマチック
温度範囲を広く、かつΔルが小さぐて視角範囲も広くす
ることのできる１、３−ジオキサン誘導体を提供するこ
とである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は一般式 ％式％（１） （上式中　Ｒ１およびＲ２はそれぞれ炭素原子数が１〜
１０の直鎖アルキル基又はアルコキシ基を示し、−〇−
および−ｑ−はトランス配置である。）で表わされる１
、３−ジオキサン誘導体である。

なお、（１）においてＲ１およびＲ２は長くなると応答
速度が遅くなるため実用上は炭素原子数が５以下である
ことが好ましい。

本発明の化合物は例えば次の反応によって製造すること
ができる。即ち、２−［２’−（）ランス−４１−アル
キルシクロへキシル）エチル］−１，３プロパンジオー
ルと４−アルキル（又はアルコキシ）ベンズアルデヒド
を塩化メチレン中テｐ−）ルエンスルホン酸を触媒に用
い、生成した水を水分分離器で除きながら反応させて、
得られた１、３−ジオキサン環がシス−トランスの混合
物を再結晶によりトランス体のみを得る。

（２） （３） また、化合物（２）は例えば次の反応によって＠造でき
る。即ち、トランス−４−アルキル−１−（２−ブロモ
エチル）シクロヘキサンとマロン酸ジエチルをエタノー
ル中でナトリウムエトキシドを用いて反応させ２−（ト
ランス−４′−アルキルシクロヘキシル）エチルマロン
酸ジエチルヲ得るこれをトルエン中でＮａＡｔＨ，（０
０，Ｈ，ＯＯＨ，）を用いて還元して化合物（２）を得
る。なお化合物（４）はトランス−４−アルキルシクロ
へキサンカルボン酸を出発原料に用いてアルコールに還
元、塩素化、シアノ化、加水分解、アルコールに還元、
臭素化の反応 Ｒ＋ＱＨ，ＯＨ，ＯＨ（ａａ、ｏｎ）。

（２） 工程を経て製造した。

［実施例］ 以下、実施例と応用例により本発明をさらに詳しく説明
する。

（実施例） トランス−２−（４’−エトキシフェニル）−５−［２
−（）ランス−４′−ブチルシクロヘキシル）エチル］
−１，３−ジオキサンの製造方法トランス−４−フ゛チ
ルシクロヘキサンカルボン酸５５ｒ（１，３モル）をト
ルエン２００ｃ１ｉに分散させ、攪拌しながらＮａＡｔ
Ｈ，（００，Ｈ４００Ｈ３）２　の７０％トルエン溶液
２５０ｃ＋１！（（１９モル）をトルエンがゆっくり還
流する速度で加えた。攪拌下９０℃に３時間加熱した。

１０％塩酸を滴下して錯体を分解した。分離した油層を
１０％塩酸と水で洗浄し、トルエンを留去し、残った油
状物質を減圧蒸留（１００℃／　２　＋ｍ　Ｈｔ　）　
Ｌ、てトランス−４−ブチルシクロヘキシルメタノール
３７？Ｃ０゜２２モル）を得た。これと脱水ピリジン１
８１（化２３モル）を水冷攪拌下に塩化チオニル３２７
（Ｃｌ３７モル）を滴下し、１０５−１１０′Ｏで３時
間攪拌した。反応物を塩酸と水中に注ぎ、クロロホルム
で抽出し、水で洗浄した。クロロホルムを留去し、残渣
を減圧蒸留（８０℃／３ＩＩＩｊＩＨ２）シテトランス
ー４−ブチルシクロヘキシメチルクロライド３８Ｆ（（
１２モル）を得た。これをジメチルスルホキシド４０−
に溶解し、ＮａＧＮ（］　２　ｆ（ＣＬ２４モル）を加
えて攪拌しながら１４０℃まで加熱した。室温まで冷却
し、水１ｏｏｃｔＡを加えて油層をクロロホルムで抽出
し水で洗浄した。クロロボルムを留去し、残った油状物
質を減圧蒸留（９０℃１５圓Ｈ１）してトランス−４−
ブチルシクロヘキシルメチルシアナイド３４ｆ（０，１
９モル）を得た。これをエタノール１９０ｄに溶解し、
ＫＯＨ４５ｆ＜０．７６モル）を水５４６１１にとかし
た溶液を加えて１０時間還流した。反応液中のエタノー
ルを留去し、残渣を水１００−に溶解し、製塩ｚｉｏｏ
ｃＴｄと氷１００２中に加え析出した結晶、を濾過し充
分水洗した。この結晶を８０℃で５時間乾燥して４−ブ
チルシクロヘキシル１作酸５７９（（１１９モル）を得
た。これをトルエン１９０−に分散させ、攪拌しながら
ＮａＡｔＨ，（００゜Ｈ４０ＣＨ１ｌ）！　　の７０％
トルエン溶液１６０　ｃｄ　（０゜５７モル）をトルエ
ンがゆっくり還流する速度で加えた。９０℃で３時間攪
拌し、冷却してから１０％ＭＸ酸を滴下した。油層を１
０％塩酸と水で洗浄し、トルエンを留去した。残った油
状物質を減圧蒸留（１０３“０／３關Ｈｙ）して２−（
トランス−４′−ブチルシクロヘキシル）エタン−１−
オール３１Ｓ’（（１，１７モル）を得た。これと脱水
ピリジン１４２（α１８モル）を水冷攪拌しながら塩化
チオニル２５　ｆ／　（０，２１モル）を滴下し、１０
５−１１０℃で３時間攪拌した。反応物を氷を塩酸中に
注ぎ、クロロホルムで抽出して水で洗浄した。クロロホ
ルムを留去し、残った油状物質を減圧蒸留（９６℃７’
　３ｒｒｍ　Ｈｔ　）　して２−（トランス−４′−ブ
チルシクロヘキシル）−１−クロロエタン５０１Ｆ（Ｑ
、ｉ５モル）を得た。無水エタノール′１５０−にＮ　
ａ　３．５　Ｓ’　（０，□１５　％　ル）を溶解シ、
マロン酸ジエチル２９５’（［１１８モル）ト２−（ト
ランス−４′−ブチルシクロヘキシル）−１−クロロエ
タン３０？（［１１５モル）を加えて１０時間還流した
。生成したＮａ（１ｔの結晶を濾別し、濾液中のエタノ
ールを留去し、残った液体をクロロホルムに溶解して水
、１．０％塩酸、水の順序で洗浄し、クロロホルムを留
去した。残った油状物質を減圧蒸留（１６５″０　／　
５　ＷＨｆ　）　Ｌ。

て２−（）ランス−４′−ブチルシクロヘキシル）エチ
ルマロン酸ジエチル２９　ｆ／　（（ＬＯ８モル）を得
た。

ＮａＡｔＨ，（００，Ｈ４００Ｈ８）ｔの７０％トルエ
ン溶液１３０粛（０，４８モル）をトルエン１３０ｄに
溶解し、攪拌しなから２−（トランス−４′−ブチルシ
クロヘキシル）エチルマロン酸ジエチル２９Ｍ’（０，
０８モル）を滴下し、８０℃で５時間攪拌した。１０％
塩酸を滴下し、トルエン層を１０％塩酸と水で洗浄し、
トルエンを留去した。残渣をヘキサンから再結晶し２−
［２’−（）ランス−４′−ブチルシクロヘキシル）エ
チル］プロパンー１，３−ジオール１４２（α０５Ｂモ
ル）を得た。　　これと４−エトキシベンズアルデヒド
１゜６１　？（ＣＬＯｌ　２モル）を塩化メチレン５０
　ｃｄに溶解し、ｐ−トルエンスルホン酸・Ｈ，０ａ１
ｆを加えて、水分分離器を付けて３時間還流した。

反応液を水で洗浄し、塩化メチレンを留去した。

残渣をアセトンとメタノトルの混合溶媒から再結晶して
２−（４’−エトキシフェニル）−５−［２−（トラン
ス−４／−ブチルシクロヘキシル）エチルコー１，３−
ジオキサン２．８０５’（α００８モル）を得た。この
化合物の相伝移転に次のとうりであった。

０４Ｈ，＋ＯＨ，Ｑ　Ｈ，→）七←ＯＯ，Ｈ。

５＆０℃　　１３４．７℃　　１６７．０’Ｏａ　−ｍ
−−→　Ｓ　−一−−→　Ｎ　−一−−→　エ（ここで
、０は結晶、Ｓはスメクチソク相、Ｎはネマチック棺、
工は等方性液体を示す。）以下、実施例と同様な製造方
法により下記の化合物を合成した。

２−（４’−エトキシフェニル）−５−［２−（トラン
ス−４′−プロピルシクロヘキシル）エチル］−１，３
−ジオキサン Ｇ　、　Ｈ，−ｅ−ＯＨ，Ｇ　Ｈ，＄００．　Ｈ。

４３．０η　　　　８７．５℃　　　１１４．６′Ｏ１
５θ５つＯ−一一一→□ｌ−−−−峠５−−−−→Ｎ−
一→工２−（４’−ブトキシフェニル）−５−［２−（
トランス−４′−プロピルシクロヘキシル）エチル］−
１，３−ジオキサン ０、　Ｈ，−０＝ＯＨ，ＯＨ，→シ七）−００，Ｈ。

５１．４’Ｏ１５Ｑ、７’Ｏ１５７，９℃ＯＳ　−一−
−−→　エ　　　　　　　エ２−（４−エチルフェニル
）−５−［２−（）ランス−４′−プロピルシクロヘキ
シル）エチルコー１，３−ジオキサン ０、　Ｈ，−０−ＯＨ，Ｏａ、←Ｔ這←Ｏ，Ｈ。

６６℃　　　　１１５′０　　１２５℃ａ　−−→　Ｓ
　？　　Ｎ　−一→　エ２−（４−プロピルフェニル）
−５−［２−（トランス−４′−プロピルシクロヘキシ
ル）エチル］−１．ｙｓ−ジオキサン ０、　Ｈ，４０Ｈ，ＯＨ，＄０．Ｈ。

６１′０　　　１５５℃　　　１３７℃ＯＮ　　　　　
　　Ｓ　−一一一→　エ２−（４−プロピルフェニル）
−５−［２−（トランス−４′−ブチルシクロヘキシル
）エチルコー１，３−ジオキサン ０、Ｈ，４０Ｈ，ＯＨ，−（３−一→３＝う−０，Ｈ丁
（応用例） 市販のネマチクク液晶組戎物ＺＬニー１５６５（メルク
社製）の９０重量％に実施例の化合物を１０重量％混合
した液晶組成物［、Ａ］と比較例としてＯ，Ｈ，、−０
←Ｄ−◎−０２Ｈ，１０重量％を混合した液晶組成物［
Ｂ］を作り、Ｎ−工点とΔルを測定した。次に厚さ９μ
扉のＴＮ型セルにこれらの液晶組成物を封入し、２０℃
において視角依存性αを測定した。ここでαは次ρ式で
定義される。

なお、ｖｔｈおよびＶ　ｓａｔはそれぞれ輝度１０％お
よび９０％のときの電圧、Ｔは温度、φは視角を示す。

これらの測定結果を第１表に示した。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の化合物はＮ−工点が高いこと
がわかった。また、本発明の化合物と他の微晶組成物を
混合することによりΔルが小さく視角依存性が小さい液
晶組成物が得られることが確認できた。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（１） （上式中、Ｒ＾１およびＲ＾２はそれぞれ炭素原子数が
   １〜１０の直鎖アルキル基又はアルコキシ基を示し、▲
   数式、化学式、表等があります▼および▲数式、化学式
   、表等があります▼はトランス配置である。 ）で表わされる１，３−ジオキサン誘導体。