JPH04500214A - 環式化合物 - 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】 環式化合物 本発明は、式１ Ｒは１つまたは２つのＣＨ２−基を一〇−および／または−ＣＨ＝ＣＨ−によっ て置き換えてもよい１２個までの炭素原子を有するアルキル基を表わし、ｍは１ まなは２であり、 Ｌ　、Ｌ“およびＲ３はそれぞれ独立してＨまたはＦであり、および ＸはＦ、ＣＩ、−ＣＮ、−Ｃ）’３、−０ＣＦ３もしくはの環式化合物に関する 。

式Ｉの化合物は、特にＳＴＮ、ＳＢＥ、ＯＭＩ等のような高捩じれ角を有するＴ Ｎセルを含む捩じれネマチックセルの原理、ゲスト／ホスト効果、配列相の変形 効果または動的散乱効果に基づくディスグレイ用の液晶媒体成分として使用する ことができる。式Ｉの化合物は２周波切換え系にも使用することができる。

式ｌの化合物に類似する化合物はＤＥ　３０４０６３２から公知である。これら の化合物は一方においては中性または正の誘電的貴方性を示す、＋（、他方にお いてはむしろ小さなメソ相範囲を有し、また一般にスメクチ・ツク構造を示す。

本発明は、都合の好い弾性を示し、かつ従来の化合物の欠点を示すことのない１ 捩じれディスプレイに特に適した新規の安定した液晶化合物またはメソ相形成性 化合物を見出すという目的に基づくしのであった。

驚くべきことに、式■の化合物が傑出してこれらの基準を満なし、かつ特に１捩 じれディスプレイにおける非常にしゅん度の高い電気光学特性また同時にしきい 電圧に対する低い温度依存性を実現させることを見出した。

式Ｉの化合物を添加することによって、種々の技術的観点のもとにネマチック混 合物の製造に適した液晶物質の範囲もまったく普遍的にかなり拡大される。

式Ｉの化合物は広い分野に適用される。置換基を選択することによって、液晶媒 体を主として構成する基材としてこれらの化合物を使用することができるが、例 えば、そのような誘電体の誘電的および／または光学的異方性を最適にするため に式Ｉの化合物を他の群の化合物から成る液晶基材に加えることも可能である。

式Ｉの化合物は純粋な状態で無色であり、そして電気光学的に使用するために都 合よく配設される温度範囲で液晶メソ相を形成する。これらは化学物質、熱およ び光に対して非常に安定である。

したがって、本発明は、式■の化合物およびこれらの化合物を液晶媒体成分とし て使用することに関する０本発明は、さらに式Ｉの少なくとも１種の化合物を含 有する液晶ａ体およびこの種の媒体を含有する液晶ディスグレイ要素、特に電気 光学的ディスプレイ要素に関する。

以上および以下において、Ｒ１，Ｌ’　、Ｒ２、Ｒ３，ｍおよびＸは別に特別に 指示しない限り上述の意味である。

したがって、式■の化合物は好ましい種類の部分式１８〜ｃ を包含する。

これらの式の化合物において、Ｒ１はアルキルであるのが好ましく、またアルケ ニルあるいは１つのＣＨ２−基が酸素によって置き換えられるアルキルまたはア ルケニルでもある。

Ｒ１および／またはＸがアルキルおよび／またはアルコキシ基である場合、これ らの基は直ａまたは枝分れ鎖でありうる。好まし、くは、これらの基は直鎖であ り、２．３．４．５．６または７個のＣ原子を有し、したがってエチル、プロピ ル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ 、ペントキシ、ヘプトキシまたはへキソシキであるのが好ましく、またメチル、 オクチル、ノニル、メトキシ、オクトキシまたはツノキシでもある。

オキサアルキルは直鎖２−オキサプロピル（＝メトキシメチル）、２−オキサブ チル（＝エトキシメチル）または３−オキサブチル（＝２−メトキシエチル）、 ２−１３−または４−オキサペンチル、２−１３−１４−または５−オキサヘキ シル、２−１３−５４−２５−、ｔたは６−オキサオクチル、あるいは２−１３ −１４−５５−２６−または７−オキサオクチルであるのが好ましい。

Ｒ１および／またはＸがアルケニル基である場合、これらは直ａｔたは枝分れ鎖 でありうる。これらは直鎖であり、また２〜８個のＣ原子を有するのが好ましい 、したがって、詳細には、これらの基はビニル、１−または２−１０ベニル、１ −５２−または３−ブテニル、１−５２−１３−１４−、ジーまたは６−ペンテ ニル、あるいは１−１２−５３−５４−２５−５６−または７−オクテニルであ る。

Ｒ１および／またはＸがアルゲノキシ基である場合、これらは直Ｓまたは枝分れ 鎖でありうる。これらの基は直鎖であり、また式ｌｌ −０−ｊｃＨ）　−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＸＨ２ｘ＋。

２「 （式中、ｒは１または２であり、そしてＸはＯから６にわたる）によって与えら れるのが好ましい。

アルケニルおよびアルゲノキシ基は共にトランス異性基であるのが好ましい。

枝分れ末端基Ｒ１および／またはＸを有する式Ｉの化合物は、通常の液晶基材に 対する溶解度が改善されるので重要であるが、それらが光学的に活性であるなら ば、キラルドーピング物質として特に重要である。

この種の枝分れ基は一般に１つ以下の鎖枝を有している。

好ましい枝分れ基はインプロピル、２−ブチル（＝１−メ亭ルプ口ビル）、イソ ブチル（＝２−メチルプロピル）、２−メチルブチル、インペンチル（＝３−メ チルブチル）、２−メチルペンチル、３−メチルペンチル、２−エチルヘキシル 、２−プロピルペンチル、２−オクチル、インプロポキシ、２−メチル１０ボキ シ、２−メチルブトキシ、３−メチルプトキシ、２−メチルペントキシ、３−メ チルペントキシ、２−エチルヘキソキシ、１−メチルヘキソキシ、１−メチルへ ブトキシ（＝２−オクチルオキシ）、２−オキサ−３−メチルブチル、３−オキ サ−４−メチルペンチル、４−メチルヘキシルおよび６−メチルオクトキシであ る。

枝分れ末端基を有する化合物の場合、式Ｉは光字対掌体とラセミ体との両方並び にそれらの混合物を包含するものである。

ＸはＦ、ＣＩ、−ＣＮ、−ＣＦ３、−０ＣＦ３．ｔたは一０ＣＨＦ　であるのが 好ましい、−０ＣＦ３および一０ＣＨＦ２が特に好ましい。

ｍは１であるのが好ましい。

式Ｉおよびそれらの下位式の化合物のうち、そこに含まれる基の少なくとも１つ が上述の好ましい意味の１つを有するものが好ましい。

式Ｉの化合物は、文献［例えば、シュトットガルトのゲオルグースイーメ（Ｇｅ ｏｒｇ−Ｔｈ　１ｅｌｅ　）出版社発行のホーベン−ワイル（Ｈｏｕｂｅｎ−Ｗ ｅｙｌ）、「有機化学の方法（Ｈｅｔｈｏｄｅｎｄｅｒ　Ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅ ｎ　Ｃｈｅｉｉｅ）　Ｊのような定本コに記載されているようにそれ自体公知の 方法によって、特に、公知の前記反応に適した反応条件下に製造される。同様に 、それ自体公知であるが、ここではさらに詳細には説明しない兵法も因みに使用 することができる。

所望ならば、反応混合物からそれらを単離せずに、即座にさらに反応させて式■ の化合物を得るように、出発物質を現場で生成することもできる。

これらの化合物の好ましい製造手順は次の通りである。

ヘック（Ｎｅｃｋ）反応 ↓ ファンミンロン還元 他の好ましい手順は次の通りである。

Ｉｌｋ後に、第三の好ましい手順は次の通りである。

式■の化合物を製造する他の方法は当業者に明らかである。

本発明の液晶媒体は、１種以上の式Ｉの化合物のほかにも２〜４０種の成分、特 に４〜３０種の成分を含んでいるのが好ましい、１種以上の式Ｉの化き物と７〜 ２５種の他の成分から成る液晶媒体が特に好ましい。

これらのさらに追加の成分は、ネマチツク又はネマチツク相形成性（単変性又は 等方性）物質、特にアゾキシベンゼン類、ベンジリデンアニリン類、ビフェニル 類、テルフェニル類、安息香酸フェニル類または安息香酸シクロヘキシル類、シ クロヘキサンカルボン酸のフェニルまたはシクロヘキシルエステル類、シクロヘ キシル安息香酸の７エ二ルまたはシクロヘキシルエステル類、シクロヘキシルシ クロヘキサンカルボン酸のフェニルまたはシクロヘキシルエステル類、シクロヘ キシルフェニルベンゾエート類、シクロヘキサンカルボン酸のシクロへキシルフ ェニルエステル類、シクロへキシルシクロヘキサンカルボン酸のシクロへキシル フェニルエステル類、フェニルシクロヘキサン類、シクロへキシルビフェニル顕 、フェニルシクロへキシルシクロヘキサン類、シクロへキシルシクロヘキサン′ Ｊ、シクロへキシルシクロヘキセン類、シクロへキシルシクロへキシルシクロヘ キセン、１．４−ビス−シクロヘキシルベンゼン類、４，４′−とスーシクロへ キシルビフェニル類、フェニルピリミジン類またはシクロヘキシルピリミジン類 、フェニルピリジン類またはシクロへキシルピリジン類、フェニルジオキサンＭ まなはシクロへキシルジオキサン類、フェニル−１，３−ジチアン類またはシク ロへキシル−１゜３−ジチアン類、１．２−ジフェニルエタン類、１．２−ジシ クロヘキシルエタン類、１−フェニル　２−シクロヘキシルエタン類、１−シク ロへキシル−２−（４−フェニル−シクロヘキシル）エタン顕、１−シクロへキ シル−２−ビフェニルエタン類、１−フェニル−２−シクロへキシル−フェニル エタン類、必要に応じてハロゲン化されるスチルベン類、ベンジルフェニルエー テル類、トラン類並びに１撓ゲイ皮酸類の群から成る物質から選択するのが好ま しい。

これらの化合物の１．４−フ二二しン基は弗素化されてもよい。

本発明による液晶媒体の使用可能な成分である最も重要な化合物の特徴は次式１ ．２．３．４及び５によって示すことができる。

Ｒ’　−Ｌ−Ｅ−Ｒ′　Ｉ Ｒ′−Ｌ−Ｃｏｏ−Ｅ−Ｒ′　２ Ｒ’　−Ｌ−００Ｃ−Ｅ−Ｒ′　３ Ｒ’−Ｌ−ＣＨＣＨ−Ｅ−Ｒ”　４ Ｒ′−Ｌ−ＣミＣ−Ｅ−Ｒ′　５ 式１．２．３，４および５において、ＬおよびＥは互いに洞−でら異なってもよ い、しおよびＥは互いに独立して、−Ｐｈｅ−、−Ｃｙｃ−、−Ｐｈｅ−Ｐｈｅ −、−Ｐｈｅ−Ｃｙｃ−、−Ｃｙｃ−Ｃｙｃ−、−Ｐｙｒ−、−Ｄｉｏ−、−Ｇ −Ｐｈｅ−１−Ｇ−Ｃｙｃ−およびそれらのＭｌ基［但し、基のこの編集におい て、Ｐｈｅは末！換又は弗素！換１．４−）ユニしンであり、Ｃｙｃはトランス −１，４−シクロヘキシレン又は１．４−シクロヘキセニレンであり、　Ｐｙｒ はピリミジン−２，５−ジイルまたはピリジン−２，５−ジイルであり、Ｄｉｏ は１．３−ジオキサン−２゜５−ジイルであり、そしてＧは２−（トランス−１ ，４−シクロヘキシル）−エチル、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリジン−２ ，５−ジイルまたは１．３−ジオキサン−２゜５−ジイルであるコから成る群か ら選択される２価の基を表わす。

基りおよびＥの１つはＣｙｃ、　Ｐｈｅ　ｉたはＰｙｒであるのが好ましい、Ｅ はＣｙｃ、　ＰｈｅまたはＰｈｅ−ＣＶＣであるのが好ましい８本発明の液晶媒 体は、ＬおよびＥがＣｙｃ、　ＰｈｅおよびＰｙｒを意味する式１．２．３．４ および５の化合物から選択される１種以上の成分を含み、同時に基りおよびＥの １つがＣｙｃ、ＰｈｅおよびＰｙｒであり、他方の基が−Ｐｈｅ　−Ｐｈｅ−、 −Ｐｈｅ−Ｃｙｃ−５−Ｃｙｃ−Ｃｙｃ−、−Ｇ−Ｃｙｃ−から成る群から選択 される式１．２．３．４及び５の化合物から選択される１種以上の成分をさらに 含み、またこれらに加えて必要に応じて基しおよびＥが−Ｐｈｅ−Ｃｙｃ−、− Ｃｙｃ−Ｃｙｃ−、−Ｇ−Ｐｈｅ−および−Ｇ−Ｃｙｃ−から成る群から選択さ れる式１．２．３．４及び５の化合物から選択される１種以上の成分を含むのが 好ましい。

式１．２．３．４及び５の化合物の好ましい下位群（下位群１）において、Ｒ′ およびＲ′は互いに独立して８個までの炭素原子を有するアルキル、アルケニル 、アルコキシ、アルケノキシである。これらの化合物の大部分は、Ｒ′とＲ′が 互いに興なり、これらの基の１つは通常アルキルスはアルケニルである０式１． ２．３．４及び５の化合物の他の好ましい下位！￥（下位群２）において、Ｒ′ は−ＣＮ、−ｃＦ３、−Ｆ、−ＣＩ又は−ＮＣ３であり、一方Ｒ′は下位群１に 関して示した意味であり、アルキル又はアルケニルであるのが好ましい、また、 式１．２．３．４及び５の化合物において提案した置換基の他のあらゆるものも 共通する。そのような物質の多くは市販されている。

これらの物質は全て文献で知られている方法又はそれに準じる方法によって得る ことができる。

下位群１から選択される成分以外に、本発明の液晶媒体は下位群２の成分も含ん でいるのが好ましく、それらの成分の割合は次の通りである。

下位群１：２０〜９０％、特に３０〜９０％下位群２：１０〜５０％、特に１０ 〜５０％。

これらの液晶媒体において、本発明の化合物および下位群１および２の化合物の 割合の合計は１００％となる。

本発明に従う媒体は１〜４０％、特に５〜３０％の本発明の化合物を含んでいる のが好ましい、４０％より多い、特に４５〜９０％の本発明の化合物を含んでい る媒体がさらに好ましい、媒体は３．４まなは５種の本発明の化合物を含んでい るのが好ましい。

本発明の媒体はそれ自体通常の方法で製造される。一般に、これら成力は高温で 特に好適に互いに溶解する。本発明の液晶媒体は、それらが全ての種類の液晶デ ィスプレイデバイスに使用できるように適切な添加剤によって改質することがで きる。そのような添加剤は当業者に知られており、また文献［１１，ゲルカー（ Ｋｅｌｋｅｒ）及びＲ，ハック（ＨａｔＺ　）、「液晶ハンドブック（Ｈａｎｄ ｂｏｏｋ　ｏｆ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌｓ）Ｂ　、化学出版社、ワイン ハイム、１９８０コに詳細に記載されている。例えば、多色性染料を添加して着 色ゲスト−ホスト系を製造し、またある種の物質を添加して、ネマチック相の誘 電的異方性、粘度および、・′または配向を調節することかできる。

以下の実施例は単に本発明を説明するものと解するべきであって、本発明を限定 するものと解するべきではない。

ｎ、　ｐ、−融点、ｃ、ｐ、＝透明点。以上および以下において、部およびパー セントは全て重量基準であり、温度は℃表示である。「通常の操作」とは、水を 加え、混合物を塩化メチレンで抽出し、有機相を分離して乾燥および蒸発させ、 そして生成物を結晶化および／′まなはクロマトグラフィーによって精製するこ とを意味する。

さらに、略語は以下の意味を有する。

Ｃ：結晶固体状態、Ｓ：スメクチック相（表示はスメクチック相の種類を表わす ）、Ｎ：ネマチγり相、Ｃｈ：コレステリック相、に等方性相、これらの２記号 間の数字は相転移温度を示す。

瓦ｉ且亙］ Ｋ急ヱユ トランス−４−ｎ−グロビルシクロヘキシルメチルー［ｐ−２−＜３．４−ジフ ルオロフェニル）−エチル−フェニル］−ゲトン（上述の図式に示すようにして 得た）をファンミノロン法に従って還元し、２−［ｐ−（トランス−４−グロビ ルシクロヘキシルエチル）−フェニル］−エチルー３．４−ジフルオロベンゼン 、Ｋ３４Ｎ４０１、を得る。艮進１島しΣＬ旦 以下の化合物（ｍ＝　１　）を同様にして得る。

（２）　ｎ−ｐｅｎｔｙｌ　日　ＨＦＦ（３）　ｎ−ｐｅｎｔｙｌ　日　ＨＨＦ （４）、ｎ−ｐｒｏｐｙｌ　ＨＨＨＦ （５）ｎ−ｐｒｏｐｙｌ　ＨＥ　ＨＣＮ（６）　ｎ−ｐｅｎｔｙｌ　Ｅ　Ｅ　日 　ＣＮ（７）ｎ−ｐｒｏｐｙｌ　ＦＩ　ＦＩ　Ｆ　ＣＮ（８）ｎ−ｐｒｏｐｙｌ 　Ｅ　ＨＨＣ１寒１■先りに二と旦 以下の化合物（ｍ＝２）を同様にして得る。

寒１」引Σ旦 実施例１の３環式化合物１５％および２４％のトランス−４−〇−プロピルシク ロへキシル−ベンゾニトリル、３６％のトランス−４−ｎ−ペンチルシクロへキ シル−ベンゾニトリル、２５％のトランス−４−ｎ−へ１チルシクロへキシル− ベンゾニトリルおよび１５％の４′−シアノ−４−（トランス−４−ｎ−ペンチ ルシクロヘキシル）−ビフェニルから成る混合物８５％を含んでいる液晶媒体は Ｎ　６７．６　Ｉおよび２０°Ｃで２７１Ｐａ、Ｓ　（７）粘度を示す。

国際調査報告

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．式Ｉ ▲数式、化学式、表等があります▼Ｉ （式中、 Ｒ１は１つまたは２つのＣＨ２−基を−Ｏ−および／または−ＣＨ＝ＣＨ−によ って置き換えてもよい１２個までの炭素原子を有するアルキル基を表わし、ｍは １または２であり、 Ｌ１、Ｌ２およびＬ３はそれぞれ独立してＨまたはＦであり、および ＸはＦ、Ｃｌ、−ＣＮ、−ＣＦ３、−ＯＣＦ３もしくは−ＯＣＨＦ２であるか、 またはＲ１に関して示した意味の１つである） の環式化合物。
2. ２．少なくとも１種の化合物は請求項１記載の化合物であることを特徴とする少 なくとも２種の化合物の混合物である液晶媒体。
3. ３．請求項２記載の液晶媒体を含んでいることを特徴とする液晶ディスプレイデ バイス。
4. ４．請求項２記載の液晶媒体を含んでいることを特徴とする電気光字的ディスプ レイデバイス。