JPS637169B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS637169B2 JPS637169B2 JP7386380A JP7386380A JPS637169B2 JP S637169 B2 JPS637169 B2 JP S637169B2 JP 7386380 A JP7386380 A JP 7386380A JP 7386380 A JP7386380 A JP 7386380A JP S637169 B2 JPS637169 B2 JP S637169B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluorobiphenyl
- liquid crystal
- trans
- added
- viscosity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Liquid Crystal Substances (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
本発明は正の誘電異方性を有する新規な液晶物
質に関する。 正の誘電異方性を有する液晶物質は、その光学
的異方性及び誘電的異方性を利用して表示素子に
使用されているが、その液晶は一般的には誘電異
方性の大きいものが好ましいとされ、代表的なも
のとして分子長軸方向の一端にシアノ基を有する
物質が多く利用されている。しかし最近液晶表示
の用途開発が進むにつれて液晶に要求される物性
も高度になり、より液晶範囲の広いもの、より粘
度の低いもの（粘度は表示装置の応答特性に関係
する）、より低電圧駆動の可能なものなどが求め
られる様になつて来ている。しかしながら、これ
ら要求される諸特性はお互いに相反する傾向があ
り、例えば （Ｒはアルキル基を示す） なる一般式で表わされる４−（４−トランス−ｎ
−アルキルシクロヘキシル）−４−シアノビフエ
ニルは液晶範囲はかなり広いが炭素６員環が３個
連なつているため粘度は高い点で問題があつた。 本発明者らは上記の化合物のCN基の代りにＦ
（フツソ原子）を有する化合物が、液晶範囲が広
く、しかも粘度が極めて低いことを見出し本発明
に到つた。 即ち本発明は一般式 （上式に於てＲは炭素数１〜９を有する直鎖のア
ルキル基を示す） で表わされる４−（４−トランス−ｎ−アルキル
シクロヘキシル）−4′−フルオロビフエニル類で
ある。 本発明の化合物は比較的高温度範囲でネマチツ
ク相を示し、炭素６員環３個を有するにも拘らず
粘度は極めて低く、実施例に示す如く液晶組成物
の一成分として使用したとき、系全体の粘度を低
下することができる。又その誘電率異方性△εは
約３と小さいが、他の液晶と併用しても駆動所要
電圧を上昇させることがない。この様な特性によ
り本発明の化合物を既知の液晶化合物と組み合せ
ることにより非常にすぐれた性能を有する、液晶
表示素子用の液晶組成物を得ることが可能とな
る。（）式の化合物次に示す様な経路により合
成することが出来る。 即ち、４−ブロモ4′−アミノビフエニルをジア
ゾ化し、それに硼弗化水素酸（弗化硼素酸、
HBF4）又はそのナトリウム塩を作用させて生ず
る結晶を取出し、これを熱分解すると４−ブロモ
4′−フルオロビフエニルの白色結晶が得られる。
これにブチルリチウムを作用させてBrをLiと置
換し、次いでアルキルシクロヘキサノンを反応さ
せる。生成物を加熱脱水して４−（４−アルキル
シクロヘキセン−１）−4′−フルオロビフエニル
とし、それを触媒存在下、水素添加すると目的の
４−（４−トランスアルキルシクロヘキシル）−
4′−フルオロビフエニルが得られる。アルキル基
は反応させる４−アルキルヘキサノンのアルキル
基により決まる。 以下に実施例として本発明の化合物の製造例及
び使用例を示して、本発明を更に詳細に説明す
る。 実施例 １ 〔４−（４−トランス−ｎ−メチルシクロヘキ
シル）4′−フルオロビフエニルの製造〕 ４−ブロモ4′−アミノビフエニル74.4ｇを酢酸
250mlに50℃に加温して溶解した後、撹拌しなが
ら濃塩酸66mlを加える。２〜４℃に冷却してから
亜硝酸ソーダ21.3ｇを水９mlに溶した溶液を除々
に加えてジアゾ化する。４〜５℃で約１時間反応
させた後、予め調製しておいた硼弗化水素酸94ｇ
と水40mlに苛性ソーダ18ｇを溶かした溶液との混
合溶液を滴下してゆき、80℃以下で１時間反応す
る。生じた黄色結晶を別し冷水、冷エタノール
で洗浄しデシケーター中で乾燥する。 ２の丸底フラスコに上記の如くして得られた
黄色の結晶93ｇを仕込み加熱しながら除々に熱分
解する。冷却後水を加え、更にベンゼン350mlを
加えて熱分解物を溶解し、水洗後ベンゼンを留去
する。残査を減圧蒸留して沸点140〜145℃／９mm
Hgの留分をとりエタノールで再結晶すると４−
ブロモ4′−フルオロビフエニルの白色結晶46ｇを
得る。融点97〜98℃。 上記の如く得られた４−ブロモ4′−フルオロビ
フエニル10ｇをトルエン30mlに溶解し窒素雰囲気
中でブチルリチウムのヘキサン溶液（濃度15％）
25mlを撹拌下に滴加し50℃で１時間反応させた後
０℃に冷却し、そこへ４−メチルシクロヘキサノ
ン4.5ｇを含むトルエン溶液を除々に滴下終了後、
室温に放置し、その後50℃に昇温して１時間反応
させる。反応終了後、稀塩酸で洗浄し、酸性硫酸
カリ１ｇを加えて１時間還流して脱水した後、水
洗し、トルエンを留去する。残留物を減圧蒸留
し、沸点135〜170℃／1.5mmHgの留分をとり、そ
れをエタノールで再結晶すると４−（４−メチル
シクロヘキセン−１）−4′−フルオロビフエニル
の白色結晶2.3ｇを得る。 次にこのものをベンゼン25mlに溶解し、触媒と
して酸化白金0.2ｇを加えて35℃で３時間水添反
応を行う。反応後、過してベンゼンを留去する
と白色結晶が得られる。このものは４−（４−メ
チルシクロヘキシル）−4′−フルオロビフエニル
のシス体とトランス体混合物である。これをエタ
ノールで再結晶を３回繰り返し、目的の４−（４
−トランス−メチルシクロヘキシル）−4′−フル
オロビフエニルの白色結晶0.45ｇを得た。このも
のはモノトロピツク液晶でＣ−Ｉ点は116℃、Ｎ
−Ｉ点は110℃であつた。その元素分析値は下記
の如く理論量とほぼ一致している。 分析値 計算値（C19H21Fとして） Ｃ 85.2％ 85.07％ Ｈ 7.9％ 7.83％ 又そのNMRスペクトルは（）式で示される
構造と矛盾しないものであつた。 実施例 ２〜５ 実施例１に於ける４−メチルシクロヘキサノン
4.5ｇの代りに４−エチルシクロヘキサノン5.1ｇ
（実施例２）、４−ｎ−ブチルシクロヘキサノン
5.0ｇ、（実施例３）、４−ｎ−ペンチルシクロヘ
キサノン6.8ｇ（実施例４）、４−ｎ−ヘプチルシ
クロヘキサノン7.5ｇ（実施例５）を反応させる
以外は全く同様にして夫々４−（４−トランス−
エチルシクロヘキシル）−4′−フルオロビフエニ
ル0.6ｇ、４−（４−トランス−ｎ−ブチルシクロ
ヘキシル）−4′−フルオロビフエニル0.7ｇ、４−
（４−トランス−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）−
4′−フルオロビフエニル0.72ｇ、４−（４−トラ
ンス−ｎ−ヘプチルシクロヘキシル）−4′−フル
オロビフエニル0.8ｇを得た。それ等の相転移点
を実施例１のそれと共に次表に示す。
質に関する。 正の誘電異方性を有する液晶物質は、その光学
的異方性及び誘電的異方性を利用して表示素子に
使用されているが、その液晶は一般的には誘電異
方性の大きいものが好ましいとされ、代表的なも
のとして分子長軸方向の一端にシアノ基を有する
物質が多く利用されている。しかし最近液晶表示
の用途開発が進むにつれて液晶に要求される物性
も高度になり、より液晶範囲の広いもの、より粘
度の低いもの（粘度は表示装置の応答特性に関係
する）、より低電圧駆動の可能なものなどが求め
られる様になつて来ている。しかしながら、これ
ら要求される諸特性はお互いに相反する傾向があ
り、例えば （Ｒはアルキル基を示す） なる一般式で表わされる４−（４−トランス−ｎ
−アルキルシクロヘキシル）−４−シアノビフエ
ニルは液晶範囲はかなり広いが炭素６員環が３個
連なつているため粘度は高い点で問題があつた。 本発明者らは上記の化合物のCN基の代りにＦ
（フツソ原子）を有する化合物が、液晶範囲が広
く、しかも粘度が極めて低いことを見出し本発明
に到つた。 即ち本発明は一般式 （上式に於てＲは炭素数１〜９を有する直鎖のア
ルキル基を示す） で表わされる４−（４−トランス−ｎ−アルキル
シクロヘキシル）−4′−フルオロビフエニル類で
ある。 本発明の化合物は比較的高温度範囲でネマチツ
ク相を示し、炭素６員環３個を有するにも拘らず
粘度は極めて低く、実施例に示す如く液晶組成物
の一成分として使用したとき、系全体の粘度を低
下することができる。又その誘電率異方性△εは
約３と小さいが、他の液晶と併用しても駆動所要
電圧を上昇させることがない。この様な特性によ
り本発明の化合物を既知の液晶化合物と組み合せ
ることにより非常にすぐれた性能を有する、液晶
表示素子用の液晶組成物を得ることが可能とな
る。（）式の化合物次に示す様な経路により合
成することが出来る。 即ち、４−ブロモ4′−アミノビフエニルをジア
ゾ化し、それに硼弗化水素酸（弗化硼素酸、
HBF4）又はそのナトリウム塩を作用させて生ず
る結晶を取出し、これを熱分解すると４−ブロモ
4′−フルオロビフエニルの白色結晶が得られる。
これにブチルリチウムを作用させてBrをLiと置
換し、次いでアルキルシクロヘキサノンを反応さ
せる。生成物を加熱脱水して４−（４−アルキル
シクロヘキセン−１）−4′−フルオロビフエニル
とし、それを触媒存在下、水素添加すると目的の
４−（４−トランスアルキルシクロヘキシル）−
4′−フルオロビフエニルが得られる。アルキル基
は反応させる４−アルキルヘキサノンのアルキル
基により決まる。 以下に実施例として本発明の化合物の製造例及
び使用例を示して、本発明を更に詳細に説明す
る。 実施例 １ 〔４−（４−トランス−ｎ−メチルシクロヘキ
シル）4′−フルオロビフエニルの製造〕 ４−ブロモ4′−アミノビフエニル74.4ｇを酢酸
250mlに50℃に加温して溶解した後、撹拌しなが
ら濃塩酸66mlを加える。２〜４℃に冷却してから
亜硝酸ソーダ21.3ｇを水９mlに溶した溶液を除々
に加えてジアゾ化する。４〜５℃で約１時間反応
させた後、予め調製しておいた硼弗化水素酸94ｇ
と水40mlに苛性ソーダ18ｇを溶かした溶液との混
合溶液を滴下してゆき、80℃以下で１時間反応す
る。生じた黄色結晶を別し冷水、冷エタノール
で洗浄しデシケーター中で乾燥する。 ２の丸底フラスコに上記の如くして得られた
黄色の結晶93ｇを仕込み加熱しながら除々に熱分
解する。冷却後水を加え、更にベンゼン350mlを
加えて熱分解物を溶解し、水洗後ベンゼンを留去
する。残査を減圧蒸留して沸点140〜145℃／９mm
Hgの留分をとりエタノールで再結晶すると４−
ブロモ4′−フルオロビフエニルの白色結晶46ｇを
得る。融点97〜98℃。 上記の如く得られた４−ブロモ4′−フルオロビ
フエニル10ｇをトルエン30mlに溶解し窒素雰囲気
中でブチルリチウムのヘキサン溶液（濃度15％）
25mlを撹拌下に滴加し50℃で１時間反応させた後
０℃に冷却し、そこへ４−メチルシクロヘキサノ
ン4.5ｇを含むトルエン溶液を除々に滴下終了後、
室温に放置し、その後50℃に昇温して１時間反応
させる。反応終了後、稀塩酸で洗浄し、酸性硫酸
カリ１ｇを加えて１時間還流して脱水した後、水
洗し、トルエンを留去する。残留物を減圧蒸留
し、沸点135〜170℃／1.5mmHgの留分をとり、そ
れをエタノールで再結晶すると４−（４−メチル
シクロヘキセン−１）−4′−フルオロビフエニル
の白色結晶2.3ｇを得る。 次にこのものをベンゼン25mlに溶解し、触媒と
して酸化白金0.2ｇを加えて35℃で３時間水添反
応を行う。反応後、過してベンゼンを留去する
と白色結晶が得られる。このものは４−（４−メ
チルシクロヘキシル）−4′−フルオロビフエニル
のシス体とトランス体混合物である。これをエタ
ノールで再結晶を３回繰り返し、目的の４−（４
−トランス−メチルシクロヘキシル）−4′−フル
オロビフエニルの白色結晶0.45ｇを得た。このも
のはモノトロピツク液晶でＣ−Ｉ点は116℃、Ｎ
−Ｉ点は110℃であつた。その元素分析値は下記
の如く理論量とほぼ一致している。 分析値 計算値（C19H21Fとして） Ｃ 85.2％ 85.07％ Ｈ 7.9％ 7.83％ 又そのNMRスペクトルは（）式で示される
構造と矛盾しないものであつた。 実施例 ２〜５ 実施例１に於ける４−メチルシクロヘキサノン
4.5ｇの代りに４−エチルシクロヘキサノン5.1ｇ
（実施例２）、４−ｎ−ブチルシクロヘキサノン
5.0ｇ、（実施例３）、４−ｎ−ペンチルシクロヘ
キサノン6.8ｇ（実施例４）、４−ｎ−ヘプチルシ
クロヘキサノン7.5ｇ（実施例５）を反応させる
以外は全く同様にして夫々４−（４−トランス−
エチルシクロヘキシル）−4′−フルオロビフエニ
ル0.6ｇ、４−（４−トランス−ｎ−ブチルシクロ
ヘキシル）−4′−フルオロビフエニル0.7ｇ、４−
（４−トランス−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）−
4′−フルオロビフエニル0.72ｇ、４−（４−トラ
ンス−ｎ−ヘプチルシクロヘキシル）−4′−フル
オロビフエニル0.8ｇを得た。それ等の相転移点
を実施例１のそれと共に次表に示す。
【表】
実施例 ６（応用例１）
なる組成の、本発明の化合物を含む液晶組成物の
Ｃ−Ｎ点は−20℃以下、Ｎ−Ｉ点は61℃であり、
20℃に於ける粘度は35CPと低い値を示した。又
25℃に於けるしきい値電圧は1.55V、飽和電圧は
2.10Vであつた。 一方、本発明の化合物を使用しない なる組成の液晶組成物は、本発明の化合物の代り
に（）式の化合物を使用してほぼ同じ様な液晶
温度範囲にしたもの、即ちＣ−Ｎ点−10℃、Ｎ−
Ｉ点61.7℃のものであるが、その20℃に於ける粘
度は（）の添加量が先の組成に於ける（）の
添加量より少ないにも抱らず40.3CPと大きく、
又その25℃でのしきい値電圧は1.6V、飽和電圧
は2.2Vといずれも高い。
Ｃ−Ｎ点は−20℃以下、Ｎ−Ｉ点は61℃であり、
20℃に於ける粘度は35CPと低い値を示した。又
25℃に於けるしきい値電圧は1.55V、飽和電圧は
2.10Vであつた。 一方、本発明の化合物を使用しない なる組成の液晶組成物は、本発明の化合物の代り
に（）式の化合物を使用してほぼ同じ様な液晶
温度範囲にしたもの、即ちＣ−Ｎ点−10℃、Ｎ−
Ｉ点61.7℃のものであるが、その20℃に於ける粘
度は（）の添加量が先の組成に於ける（）の
添加量より少ないにも抱らず40.3CPと大きく、
又その25℃でのしきい値電圧は1.6V、飽和電圧
は2.2Vといずれも高い。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一般式 （上式に於てＲは炭素数１〜９を有する直鎖のア
ルキル基を示す） で表わされる４−（４−トランス−ｎ−アルキル
シクロヘキシル）−4′−フルオロビフエニル類。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7386380A JPS56169633A (en) | 1980-06-02 | 1980-06-02 | 4-(4-trans-n-alkylcyclohexyl)-4'-fluorobiphenyl |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7386380A JPS56169633A (en) | 1980-06-02 | 1980-06-02 | 4-(4-trans-n-alkylcyclohexyl)-4'-fluorobiphenyl |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56169633A JPS56169633A (en) | 1981-12-26 |
| JPS637169B2 true JPS637169B2 (ja) | 1988-02-15 |
Family
ID=13530428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7386380A Granted JPS56169633A (en) | 1980-06-02 | 1980-06-02 | 4-(4-trans-n-alkylcyclohexyl)-4'-fluorobiphenyl |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56169633A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3042391A1 (de) * | 1980-11-10 | 1982-06-16 | Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt | Fluorhaltige cyclohexylbiphenylderivate, diese enthaltende dielektrika und elektrooptisches anzeigeelement |
| JP3579728B2 (ja) | 1994-06-23 | 2004-10-20 | チッソ株式会社 | 液晶組成物および液晶表示素子 |
-
1980
- 1980-06-02 JP JP7386380A patent/JPS56169633A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56169633A (en) | 1981-12-26 |
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