JPS6261018B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は新規な有機化合物に関し、更に詳しく
は液晶材料の一成分として使用することが出来る
新規な液晶化合物に関するものである。 周知の如く、正の誘電異方性を有する液晶物質
は捩れた配列を持つたネマチツク液晶を用いる液
晶表示素子、いわゆるTN型セルに利用出来る
他、適当な色素物質を添加して、ゲスト・ホスト
効果を応用したカラー液晶表示素子にも使用され
る。これらの液晶材料は、単独の化合物ではその
諸特性、即ち液晶温度範囲、動作電圧、応答性能
等で実用的な使用に耐えるものは今のところな
く、実用的には数種の液晶化合物又は非液晶化合
物を混合してある程度の使用に耐え得るものを得
ているのが現状である。 本発明の目的は、この様な実用的な性能のすぐ
れた、且つ安定な液晶組成物を構成する一成分と
して有用な液晶化合物を提供することにある。 本発明は上記の目的に合つた誘電異方性が極め
て小さい負の値の、液晶温度範囲が広く、且つ透
明点（Ｎ−Ｉ点）の高い、安定性にすぐれた新規
な液晶化合物を提供するものである。即ち本発明
は一般式 （但し上式に於てR₁，R₂はＨ又は炭素数１〜
10のアルキル基を示す） で表わされる４−（トランス−4′−アルキルシク
ロヘキシルメトキシ）安息香酸トランス−4″−ア
ルキルシクロヘキシルエステルである。 本発明の化合物は広いネマチツク温度範囲を持
つが融点（Ｃ−Ｎ点）が高いため、この化合物単
独では表示素子用としての実用性はない。しかし
他の液晶化合物との相溶性にすぐれ、又その透明
点（Ｎ−Ｉ点）が高いため他の液晶物質、例えば
シツフ塩素系、アゾキシ系、安息香酸フエニルエ
ステル系、シクロヘキサンカルボン酸フエニルエ
ステル系、シクロヘキサンカルボン酸シクロヘキ
サンエステル系、ビフエニル系、フエニルシクロ
ヘキサン系、フエニルピリジン系、フエニルメタ
ジオキサン系などの液晶の一種類、あるいは数種
の系の混合物と混合させることにより、その透明
点を上昇せしめるいわゆる高温液晶成分として有
用であり、更に従来同じ様な目的で広く用いられ
ているシアノターフエニル系、シアノビフエニル
シクロヘキサン系などの液晶物質に比べ比較的低
粘度であるので、本化合物を利用することにより
応答性能がよく、温度依存性のより小さなすぐれ
た性能の液晶組成物を得ることができる。 次に本発明の化合物の製法を示す。まず化学式
でその概略を示すと まずトランス−４−アルキルシクロヘキサンカ
ルボン酸（）を出発原料とし、これとエチルア
ルコールとを酸触媒下反応させエステル化合物
（）を得る（ステツプＡ）。次いで溶媒中で
（）に水素化アルミニウムリチウムLiAlH₄を低
温で反応せしめカルビノール化合物（）を得る
（ステツプＢ）。この環元反応は触媒を用いた水素
還元によることも可能である。次に（）に臭化
水素や三臭化燐の如きハロゲン化剤を反応させ臭
化物（）を得（ステツプＣ）、この（）とｐ
−ヒドロキシ安息香酸とを反応させると４−（ト
ランス−4′−シクロヘキシルメチル）安息香酸
（）が得られる（ステツプＤ）。この（）に
SOCl₂に代表されるハロゲン化剤を反応させて酸
塩化物（又は酸ハロゲン化物）とし（ステツプ
Ｅ）、それとトランス−４−アルキルシクロヘキ
サノールとを不活性有機溶媒中で反応させること
により目的とする（）式の化合物が得られる
（ステツプＦ）。 この様にして得られた（）式の化合物の物性
（相転移点）を第１表に示す。

〔４−（トランス−4′−ｎ−プロピルシクロヘキシルメトキシ）安息香酸−トランス−4″−プロピルシクロヘキシルエステル（（）式でR₁がC₃H₇，R₂がC₃H₇のもの）の製造〕

〔ステツプ Ａ〕 トランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキサンカ
ルボン酸（）170.24ｇ（１モル）をエチルアル
コール350mlに溶解し、これに95％濃硫酸40mlを
加えて還流下で２時間反応させた後過剰のエチル
アルコールを留去した。反応生成物をｎ−ヘキサ
ン100mlで抽出し、抽出液を水洗後、無水硫酸マ
グネシウムを用いて乾燥し、ｎ−ヘキサンを留去
し、残液を減圧蒸留して167.2ｇのトランス−４
−ｎ−プロピルシクロヘキサンカルボン酸エチル
エステル（）を得た。沸点73℃／１mmHg、収
率84.3％。 〔ステツプ Ｂ〕 ステツプＡで得られたエチルエステル（）
198ｇ（１モル）を乾燥したテトラヒドロフラン
100mlに溶解し、一方乾燥したテトラヒドロフラ
ン700ml中に水素化アルミニウムリチウム24ｇ
（0.633モル）を懸濁して激しく撹拌しながら先の
（）の溶液を滴下して行く。滴下が終つてから
還流下に２時間加熱し、冷却後、過剰の水素化ア
ルミニウムリチウムを分解するために注意深く酢
酸エチルを添加する。次いで20％硫酸を無機物が
溶解するまで加えた。生成物をｎ−ヘキサンで抽
出し、抽出液を水洗、無水硫酸マグネシウムを用
いて乾燥後、ｎ−ヘキサンを留去、残液を減圧蒸
留してトランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキシ
ルカルビノール（）148ｇ（0.94モル）を得
た。収率94.0％、沸点76℃／１mmHg。 〔ステツプ Ｃ〕 ステツプＢで得られたカルビノール156，３ｇ
（１モル）に47％臭化水素水307ｇ（1.784モル）、
95％硫酸93ｇを添加して還流下に３時間加熱し
た。反応後冷却し、反応生成物をｎ−ヘキサンで
抽出し、抽出液を２％重ソウ水溶液で、続いて水
で洗浄後、無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥
し、ｎ−ヘキサンを留去してから残液を減圧蒸留
して臭化トランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキ
シルメチル（）162.2ｇ（0.74モル）を得た。
収率74.0％、沸点64℃／１mmHg。 〔ステツプ Ｄ〕 ４−ヒドロキシ安息香酸13.81ｇ（0.1モル）を
エチレングリコールモノメチルエーテル50mlに溶
解し、次いで苛性ソーダ８ｇ（0.2モル）を15ml
の水に溶解したアルカリ水溶液を注意深く加え30
分間撹拌した。次いでステツプＣで得られた化合
物（）を21.92ｇ（0.1モル）を30分間で加え、
更に還流下で５時間加熱した。冷却後、50％塩酸
を加えて析出した反応生成物を濾別し、水洗乾燥
した。それを氷酢酸150mlで再結晶して20.72ｇ
（0.75モル）の４−（トランス−4′−ｎ−プロピル
シクロヘキシルメトキシ）安息香酸（）を得
た。収率75％、又このものはスメクチツク（Ｓ）
及びネマチツク液晶相を示し、Ｃ−Ｓ点は213
℃、Ｓ−Ｎ点は228℃、Ｎ−Ｉ点は235℃であつ
た。 〔ステツプ Ｅ，Ｆ〕 ステツプＤで得られた安息香酸（）13.82ｇ
（0.05モル）を塩化チオニル50ｇに溶解し、還流
下で１時間反応させた後、過剰の塩化チオニルを
留去し酸クロリド（）を得る（ステツプＥ）。
一方トランス−４−プロピルシクロヘキサノール
7.12ｇ（0.05モル）を乾燥したピリジン20mlに溶
解させ、そこへ先の酸クロリドを室温で加え、更
に70℃で２時間加熱撹拌した。冷却後、反応生成
物を100mlのトルエンで抽出し、抽出液を希塩
酸、希アルカリ、水の順で洗浄後、無水硫酸マグ
ネシウムを用いて乾燥し、しかる後トルエンを留
去した。得られた反応生成物をベンゼン−エチル
アルコール混合溶媒から再結晶させて目的の４−
（トランス−4′−ｎ−プロピルシクロヘキシルメ
トキシ）安息香酸トランス−4″−プロピルシクロ
ヘキシルエステル（）9.61ｇ（0.024モル）を
得た（収率48.0％）。その融点（Ｃ−Ｎ点）は97
℃，Ｎ−Ｉ点は149℃であつた。又その元素分析
値は次の如く計算値とよく一致し、目的物である
ことがわかる。 分析値（％） 計算値（％）
C₂₇H₄₂O₃として） Ｃ 78.18 78.01 Ｈ 10.12 10.00 実施例 ２〜８ 実施例１と全く同様の方法で（）式でR₁，
R₂が第１表の実施例２〜８に示す様な組み合わ
せのものを夫々に対応する原料を使用して製造し
た。そのネマチツク液晶温度範囲は先に示した第
１表の通りである。 実施例９ （応用例１） なる組成の液晶組成物(A)のＮ−Ｉ点は63.3℃であ
る。この液晶組成物85重量％に対し次の本発明の
化合物３種 を夫々５重量％加えた液晶組成物(B)を調製したと
ころ、そのＮ−Ｉ点は73.0℃に上昇し、−20℃で
２日間放置しても結晶の分離、析出等の異常は見
られなかつた。次に透明電極の上にSiO₂膜を形
成させ、ラビングによる表面配向処理を施した２
板のガラス基板間に上記２種の液晶組成物を封入
して、セル厚10μｍのTNセル（ねじれネマチツ
クセル）を作り、32Hzの短形波でそのしきい値電
圧を測定したところ、組成物(A)のそれは1.62V、
組成物(B)のそれは1.75Vであつたが、その０〜40
℃間の温度依存性は前者が−13.5ｍＶ／℃である
のに対し後者は−11.5ｍＶ／℃と小さくなつてい
た。又急峻性を示すγ値（Ｖ_５０−Ｖ_１０／Ｖ_５０×10
0（％） で示される；V₁₀，V₅₀は夫々透過率が10％，50％
なる電圧を示す）は前者が14.8％後者が14.6％で
あり、更にそのγ値の０〜40℃間の温度依存性は
前者が0.81（％／℃）なのに対し後者では0.65
（％／℃）と少なくなつている。 実施例10 （応用例２） なる組成の液晶組成物(C)のＮ−Ｉ点は72.5℃であ
る。この液晶組成物70重量％に対し次の３種の本
発明の化合物 を各10重量％加えた液晶組成物(D)を調製したとこ
ろ、そのＮ−点は84.8℃に上昇し、−20℃に２
日放置しても結晶の分離析出は見られなかつた。
又、応用例１の場合と同じ様に、この液晶組成物
を使用してTNセルを作り、その特性を測定した
ところ、組成物(C)のしきい値電圧は1.80V、組成
物(D)のそれは1.88Vであつたが、その０〜40℃間
の温度依存性は前者が−9.5ｍＶ／℃であるのに
対し後者は−7.3ｍＶ／℃と小さくなつている。
又γ値は前者が14.4％、後者が13.3％で、その温
度依存性は前者の0.52％／℃から0.38％／℃に低
くなつている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式 （但し、上式に於てR₁，R₂はＨ又は炭素数１
   〜10のアルキル基を示す） で表わされる４−（トランス−4′−アルキルシク
   ロヘキシルメトキシ）安息香酸トランス−4″−ア
   ルキルシクロヘキシルエステル。 ２ 一般式 （但し、上式に於てR₁，R₂はＨ又は炭素数１
   〜10のアルキル基を示す） で表わされる４−（トランス−4′−アルキルシク
   ロヘキシルメトキシ）安息香酸トランス−4″−ア
   ルキルシクロヘキシルエステルを少なくとも一種
   含有することを特徴とする液晶組成物。