JPS6059223B2 - 液晶性化合物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液晶性化合物に係わり、更に詳しくは液晶温度
範囲の広い、特に液晶−液体転移温度（Ｃｌ、ｐ）が高
く、且つ液晶混合系において溶解性に優れる液晶性化合
物に関する。

液晶組成物を用いた電気光学的表示素子については従来
より様々な研究がなされている。

中でもねじれ配向をもつネマチツク液晶を用いたＴＮ型
の液晶表示体はその主流として腕時計、電卓などに広く
利用されている。これらに用いられる液晶組成物は、そ
の目的と：Ｒ ■〔式中、Ｒは炭素数が３〜５個の直鎖
アルキル基、Ｒ’は炭素数が、３、５又は７個の直鎖ア
ルキル基を示す。

〕で表わされるＰ−（トランス−◎（←・’：゛する表
示特性に応じて物性の異なる数種類の液晶性化合物を混
合して形成されている。

こうした現状において、表示体材料一素材として最低限
に要求されることは、（１） 表示体実用温度範囲を広
く被う液晶温度範囲特に高いＣｌ、ｐをもつこと。

（２）液晶組成物の形成において他の液晶性化合物との
溶解性に優れること。

（３）湿気、熱、光などに対して安定であること。

などである。本発明ではこれらの要求を満足する。

即ち液晶温度範囲が広く、且つ溶解性、安定性に優れた
液晶性化合物を提供することを目的とした。本発明の化
合物は一般式が ○（←・’ ４−ｎ−アルキルシクロヘキシル）フェニル Ｐダー（
トランスー４−ｎ−アルキルシクロヘキシル）ベンゾエ
ートである。

該化合物は次のようにして合成できる。

市販の４−（トランスー４″−ｎ−アルキルシクロヘキ
シル）ベンゾニトリル・・・・・〔以下一般式で示す〕
より文献〔ＭＯｌ．Ｏｒｙｓｔ．Ｌｉｇ．ＣｒｙｓｔＶ
Ｏｌ．５６Ｌｅｔｔｅｒｓｐｐ５ｌ〜５６，１９７９〕
の方法に従い４−（トランスー４″−ｎ−アルキルシク
ロヘキシル）アニリン→〔以下一般式：で示す〕を 得、更に常法により４−（トランスー４″−ｎ−アルキ
ルシクロヘキシル）フェノール→〔以下一般式で示す〕
を製取す る。

一方 を常法により ４−（トランスー４″−ｎ−アルキルシクロヘキシル）
安息香酸一〔以下一般式で示す〕を得、更 に４−（トランスー４″−ｎ−アルキルシクロヘキシル
）安息香酸クロライド→〔以下一般式で示す〕を製取す る。

最後に と をエステル化を行 ない係わる を製取する。

以下反応工程を示し、その既略を説明する。

を水−エタノール混合溶媒中で水酸化カリウムと煮沸し
４一（トランスー４５−ｎ−アルキルシクロヘキシル）
ベンズアミドを得る。

Ｓｔｅｐ２：このベンズアミドをナトリウム金属を溶か
した乾燥メタノール中に溶解し、臭素を加え混合、加熱
しメチルー４−（トランスー４″−ｎ−アルキルシクロ
ヘキシル）フエニルカーバメイトを得る。

Ｓｔｅｐ３：このフエニルカーバメイトを８０％エタノ
ール中で水酸化カリウムと煮沸、分解して［Ｚ得る。

ｉを７０％硫 酸と混合し、亜硝酸ソーダ溶液を加えてジアゾ硫酸塩溶
液をつくり、これを加水分解して（を得る。

をエチレ ングリコール中で水酸化カリウム水溶液と煮沸、分解し
、４−（トランスー４−ｎ−アルキルシクロヘキシル）
安息香酸のカリウム塩を得る。

Ｓｔｅｐ６：このカリウム塩を過剰量の塩酸中に入れ数
時間激しく攪拌し■得る。

を塩化 チオニルと反応せしめて を得る。

ＳｔｅＰ８：ＳｔｅＰ４で得た とＳｔｅＰ７で得た をエーテル中、適 当な塩基性触媒を用いてエステル化し、係わるを製取す
る。

以下、本発明の実施の態様を更に詳しく示すため実施例
によりその製造例、及びその有用性を示す応用例を述べ
る。

実施例１ Ｓｔｅｐ１：４−（トランスー４′−ｎ−ペンチルシク
ロヘキシル）ベンゾニトリル２５．５ｙと水酸化カリウ
ム３６ｇを７０％エタノール７５０ｍ１に溶解し１６時
間還流下に加熱した。

還流後析出した結晶を口過し、水で洗浄後、乾燥した。
該化合物は４−（トランスー４′−ｎ−ペンチルシクロ
ヘキシル）ベンズアミドである。ＳｔｅＰ２：乾燥メタ
ノール３．９′にナトリウム金属８０ｙを溶解し、室温
迄冷却した。この溶液にＳｔｅＰｌで得たベンズアミド
１５．２ｆを溶解し、激しく攪拌しつつ臭素４０．５ｍ
１を加え引き続き４時間加熱した。反応後メタノールの
大部分を留去し、残渣に３ｅの水を加え、析出した沈澱
物を口過し、水で洗浄後、乾燥した。該化合物はメチル
ー４−（トランスー４″−ｎ−ペンチルシクロヘキシル
）フエニルカーバメイトである。ＳｔｅＰ３：ＳｔｅＰ
２で得たカーバメイト８．６ｇを水酸化カリウム２１５
ｆ１を溶解したエタノール佼侶ｍｌ一水１７２ｍ１混合
溶媒に加え、冷却管の上部に窒素を封したゴム風船を備
え、２４時間還流下に加熱した。還流後エタノールを留
去し、残留物を３００ｍｔの水に注ぎ込み、この水溶液
をエーテル抽出した。エーテル溶液を数回水で洗浄した
後、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、エーテルを留去した
。続いて残渣を減圧蒸留し、Ｂｐｌ５Ｏ〜１６０℃・２
Ｗ１！ＦｔＨｇの留分を採つた。該化合物は４−（トラ
ンスー４″−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）アニリンで
ある。ＳｔｅＰ４：ＳｔｅＰ３で得たアニリン５．７ｆ
を４０％硫酸２５ｍＬを加え均一な混合物として氷冷し
た。一方亜硝酸ナトリウム水溶液（ＮａＮＯ２２．７ｙ
ｌ水６ｍ１）をつくり、冷却、攪拌しながら、前記アニ
リンー硫酸混合物に徐々に加えジアゾ硫酸塩溶液をつく
つた。ジアゾ化が進行中５０％硫酸を湯浴上で９０Ｃに
加熱し、前記ジアゾ硫酸塩溶液を入れ加水分解した。冷
却固化した結晶を口過、水洗い、乾燥した後、減圧下（
２ｍＨｇ）て昇華製取した。該化合物は４−（トランス
ー４″−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）フェノール・・
・・である。

Ｓｔｅｐ５：４−（トランスー４５−ｎ−ペンチルシク
ロヘキシル）ベンゾニトリル２２．５ｙをエチレングリ
コール４１０ｍ１に加熱溶解した。

この溶液の沸騰中に水酸化カリウム３０ｆ１水６０ｍ１
溶液を加え、８時間還流下に加熱した。冷却後、析出し
た結晶は４−（トランスー４″−ｎ−ペンチルシクロヘ
キシル）安息香酸のカリウム塩である。ＳｔｅＰ６：上
記反応混合物中に水５００ｍ１を入れカリウム塩を溶解
した。

この溶液に塩酸の過剰量２００ｍ１を加え、３時間攪拌
混合した。結晶を口過し、水で洗い、乾燥後エタノール
により再結晶した。該化合物は４−（トランスー４″−
ｎ−ペンチルシクロヘキシル）安息香酸である。Ｓｔｅ
Ｐ７：ＳｔｅＰ６で得た安息香酸５ｙと塩化チオニル２
０ｍ１を混合し、ガスの発生が止むまで還流下に加熱し
た。

反応後過剰の塩化チオニルをアスピレーター減圧下で完
全に留去した。残渣は４一（トランスー４′−ｎ−ペン
チルシクロヘキシル）安息香酸クロライド・・・である
。

ＳｔｅＰ８：ＳｔｅＰ４で得た をエーテ ル２０ｍ１に溶解し、トリエチルアミン０．５ｍ１を加
えて冷却した。

これにＳｔｅｐ７で得た のエー テル１５ｍ１溶液を少量ずつ滴下し、都度よく振り混ぜ
た。

その後１時間還流下に加熱した。還流後反応混合物中に
５０ｍ１の水を注加し、分液ロードを用いてエーテル層
を分離した。エーテル溶液を５％ＮａＯＨｌ水、６ＮＨ
Ｃ１１水で各々洗浄した後エーテルを留去した。残渣を
エタノールにより再結晶した。該化合物は係わるＰ−（
トランスー４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）フェニル
Ｐ−（トランスー４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）ベ
ンゾエート・・・である。

該化合物の遷移点を表１に、また赤外線吸収スペクトル
を第１図に示す。実施例２〜９ 実施例１と同様にして下記化合物を製取した。

”実施例２：Ｐ−（トランスー４−ｎ−プロピルシクロ
ヘキシル）フェニルＰ−（トランスー４一ｎ−プロピル
シクロヘキシル）ベンゾエート実施例３：Ｐ−（トラン
スー４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）フェニルＰ−（
トランスー４一ｎ−プロピルシクロヘキシル）ベンゾエ
ート実施例４：Ｐ−（トランスー４−ｎ−ヘプチルシク
ロヘキシル）フェニルＰ−（トランスー４一ｎ−プロピ
ルシクロヘキシル）ベンゾエート実施例５：Ｐ−（トラ
ンスー４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）フェニルＰ−
（トランスー４−３ｎ−ブチルシクロヘキシル）ベンゾ
エート実施例６：Ｐ−（トランスー４−ｎ−ペンチルシ
クロヘキシル）フェニルＰ−（トランスー４一ゞｎ−ブ
チルシクロヘキシル）ベンゾエート実施例７：Ｐ−（ト
ランスー４−ｎ−ヘプチルシクロヘキシル）フェニルＰ
−（トランスー４一ｎ−ブチルシクロヘキシル）ベンゾ
エート実施例８：Ｐ−（トランスー４−ｎ−プロピルシ
クロヘキシル）フェニルＰ−（トランスー４−★ｎ−ペ
ンチルシクロヘキシル）ベンゾエート実施例９：Ｐ−（
トランスー４−ｎ−ヘプチルシクロヘキシル）フェニル
Ｐ−（トランスー４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）ベ
ンゾエート尚、これらの遷移点を表１に示し、また各々
の赤外線吸収スペクトルを第２図〜第９図に示す。

表１から明らかな如く、本発明の化合物は、いずれも約
１００℃から３００℃という高温域で液晶相を示し、か
つスメクチツク液晶相を呈するため、これ単独では現在
広く使用されているツイスト・ネマチツク（ＴＮ）型の
液晶表示装置には応用できないが、融解熱エンタルピー
ΔＨが、いずれも６．０〜７．５Ｋｃａ１／ＭＯｌと小
さいため、溶解性がすぐれており、他の液晶化合物と容
易に混合することができ、また透明点（Ｃｌ．Ｐ）が非
常に高いため、周知のネマチツク液晶組成物に添加する
ことにより、その組成物の液晶性温度範囲を広げること
ができる。部より成る液晶組成物の液晶温度範囲はＭｐ
く２０℃〜Ｃｌ．ｐ７Ｏ成Ｃである。

実施例１０（応用例） 該液晶性組成物に本発明の液晶化合物 を５重量パーセント混合した液晶組成物を形成した。

該液晶組成物の液晶性温度範囲はＭｐく２０℃〜Ｃｌ．
ｐ７８℃であつた。また、該液晶組成物を厚さ８．９２
μｍのＴＮ型液晶セルに封止して２０℃に於ける電圧Ｖ
．ｓコントラスト特性を測定したところ第１０図に示す
結果を得た。

■Ｔｈ：１．７８Ｖ′ＶＳａｔ：２．４８Ｖである。以
上述べた如く、本発明の化合物は、溶解性にすぐれてい
て、かつＣｌ．Ｐが非常に高いため、ネマチツク液晶組
成物に少量添加することにより、液晶性温度範囲の広い
、ＴＮ型液晶表示装置用の液晶材料としてすぐれた特性
を有するネマチツク液晶組成物を提供することができる
ものであり、その実用効果はきわめて大きいものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図は下記に示す本発明の化合物の各々赤外
線吸収スペクトルである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式が ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、Ｒは炭素数が３〜５個の直鎖アルキル基、Ｒ′
   は炭素数が、３，５又は７個の直鎖アルキル基を示す。 ）で表わされることを特徴とする液晶性化合物。