JPS642112B2 - - 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
は液晶組成物の一成分として有用な新規な化合物
に関するものである。 周知の如く誘電異方性が正の液晶物質は、捩れ
た液晶配列を持つたネマチツク液晶を利用した
TN表示素子に使用される他、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ている。これ等の液晶材
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、応答特性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
の使用に耐えるものを得ているのが現状である。 本発明は、この様な目的に使用される実用的性
能のすぐれた、かつ安定性のよい液晶組成物を構
成する一成分として有用な新規な化合物を提供す
るものである。 本発明の化合物は一般式 （但し上式に於てｎは１又は２であり、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２，５―置換メタジオキサン誘導体
である。 （）式の化合物の大部分はネマチツク液晶で
ある。しかし単独ではその液晶温度範囲が実用的
でないなどのため使用されず、他の液晶化合物と
混合使用される。その際、本発明の化合物は全般
的に相溶性が極めて良好で、しかも安定であり、
従つて他の液晶物質と混合してその特性を充分発
揮させることが出来る。 （）式でｎ＝１の化合物である２―（4′―ト
ランジスタ―4″―アルキルシクロヘキシルフエニ
ル）トランス―５―アルキルメタジオキサン （R₁、R₂は前記と同じ） は本化合物の中でも最も好ましいものであり、誘
電率異方性△εは殆んど０に近い正の値の液晶物
質で、液晶範囲は中温〜高温部にあつて、かつ広
いのでいわゆる中・高温液晶成分として極めて有
用である。又低粘度であるため本化合物を加える
ことにより応答速度は早くなり、しきい値電圧の
温度依存性は小かくなり、ダイナミツク駆動に適
した液晶組成物を得ることが出来る。 （）式でｎ＝２の化合物である２｛4′―
（4″―トランス―４―アルキルシクロヘキシル
フエニル）―フエニル―トランス―５―アルキル
メタジオキサン （R₁、R₂は前記と同じ） はｎ＝１の化合物よりも更に液晶温度範囲が高く
高温液晶成分として使用される。 次に本発明の化合物（）の製法について述べ
る。まずその工程の概略を化学式で示すと、 ここで最初のカルボン酸（）はそのｎの数の
違いによつて次の様にして得られる。 即ちモノプロムベンゼンと４―アルキルシクロ
ヘキサノンからグリニヤール反応により４―アル
キル―１―フエニルシクロヘキサノールを合成す
る。次いでラネーニツケルを触媒としエタノール
中で水添反応を行い、４―アルキル―１―フエニ
ルシクロヘキサンのシス体、トランス体の混合物
を得る。これを減圧蒸留後、塩化メチレンを溶媒
とし、塩化アルミを用いて塩化アセチルとフリー
デルクラフツ反応により４―（4′―アルキルシク
ロヘキシル）―アセトフエノンとする。これを減
圧蒸留することによりシス体を分離したトランス
体のみを得ることが出来る。更に水／ジオキサン
混合溶媒中で亜臭酸ナトリウムと20℃で数時間反
応、酸化し、酸性にして液晶を析出させ、それを
酢酸で再結晶すれば（）式でｎ＝１の化合物が
得られる。 （）式でｎ＝２の化合物は、ｎ＝１の場合の
出発原料であるモノブロモベンゼンの代りに４―
ブロモビフエニルを使用して、あとは全く同様に
して得られる。 以上の様にして得られたカルボン酸にまず塩化
チオニルの如きハロゲン化剤を反応させて酸クロ
リドとし、次いで不活性溶媒中で還元触媒存在下
水素化し、塩素―水素交換によつてアルデヒドと
する。不活性溶媒としてはベンゼン、トルエン、
キシレン等を使用すればよく、還元触媒としては
硫酸バリウムを担体とするパラジウム触媒にキノ
リン・イオウの如き触媒毒を加えて活性を弱めた
ものが好適である。反応は常圧で、室温ないし還
流温度で進行する。反応物に溶剤抽出、洗浄、溶
剤留去、蒸留等の一連の操作を加えることによつ
て（）式のアルデヒドが得られる。次にこのア
ルデヒドとプロパンジオールを不活然有機溶媒中
で触媒の存在下、常圧還流温度で反応させる。有
機溶媒としてはベンゼン、トルエン、クロロホル
ム、四塩化炭素塩化メチレン等が適しており、触
媒としては塩化アルミニウム、四塩化スズ、四塩
化チタンなどのルイス酸や硫酸、リン酸、トルエ
ンスルフオン酸等の水素酸などが使用できる。反
応物に溶剤抽出、水洗、乾燥、再結晶などの一連
の精製処理を施すことによつて目的とする（）
式の化合物を単離することができる。尚（）→
（）の反応の際ジオキサン還に関してトランス
体の（）とシス体の（）が生ずるが、シス体
の方の融点が低く溶解度が大きいので、再結晶を
１回又はそれ以上行うことにより、シス体と分離
されたトランス体の（）にのみを得ることが出
来る。 原料の他の一つである２―アルキルブロパンジ
オール―１，３―は次の様な工程で得ることが出
来る。 即ち、マロン酸ジエチルを無水エタノール中で
ナトリウムエトキサイドの存在下、アルキルブロ
マイドと反応させアルキル化し、それを無水のテ
トラヒドロフランを溶媒とし、水素化リチウムア
ルミニウムで還元する。反応物は稀硫酸で無機物
を溶解後、エーテルで抽出し、水洗エーテル留去
後減圧蒸留して２―アルキルブロパンジオール―
１，３を得る。 以下実施例により本発明の化合物の製造法、そ
の性質及びそれを含む液晶組成物について更に詳
しく説明する。 実施例 １ 〔２―（4′―トランス4″―ペンチルシクロヘキ
シルフエニル）トランス―５―ｎ―ブチル―
１，３―ジオキサンの製造〕 ４―（トランス―4′―ｎ―ペンチルシクロヘキ
シル）―安息香酸100ｇ（0.364モル）と塩化チオ
ニル131.1ｇ（1.1モル）をフラスコ中で混合し、
加熱還流下において１時間反応させ、しかる後に
過剰の塩化チオニルを減圧下にて留去した。この
酸塩化物を乾燥キシレン300mlに溶解し、これに
硫酸バリウムを担体とした５％パラジウム触媒10
ｇと１mlのキノリン・イオウ溶液を加える。キノ
リン・イオウ溶液はイオウ１ｇ、キノリン６ｇを
６時間還流後キシレンで70mlに希釈して得られた
ものである。フラスコ内の空気を水素で置換した
後、水素を通しながらフラスコを油浴中で140〜
150℃に熱し、撹拌しながら水素を吹き込んで約
３時間反応させる。反応後冷却し10％水酸化ナト
リウム水溶液100mlを加えて末反応の酸塩化物を
酸塩化物を分解除去する。ついでキシレン層を水
で洗浄して無水硫酸ナトリウム上で脱水乾燥した
後にキシレンを減圧留去し、残留物を減圧蒸留し
た。172〜174℃／１mmHgの留分が74.2ｇ（0.287
モル）得られ、これが４―（トランス―4′―ｎ―
ペンチルシクロヘキシルフエニル）―ベンズアル
デヒドである。 上記のベンズアルデヒド2.58ｇ（0.01モル）２
―ｎ―ブチルプロパンジオール１，３を1.32ｇ
（0.01モル）及びパラトルエンスルフオン酸0.05
ｇをフラスコ中で乾燥トルエン100mlに溶解し、
更に加熱還流下で30分間反応させた。反応後、冷
却し、５％炭酸水素ナトリウム水溶液で２回、水
で１回洗浄した後、トルエン層を無水硫酸ナトリ
ウム上で乾燥し、しかる後にトルエンを留去して
得られる油状物を20mlのエチルアルコールで再結
晶して2.31ｇの針状結晶を得た。これが目的の２
―（4′―トランス―4″―ｎ―ペンチルシクロヘキ
シルフエニル）トランス―５―ｎ―ブチル―１，
３―ジオキサンでその融点等の物性値は第１表に
示す。又その元素分析値は下記の通り計算とよく
一致している。 分析値（％） 計算値（％）
（C₂₅H₄₀O₂として） Ｃ 80.62 80.59 Ｈ 10.80 10.82 実施例 ２―14 実施例１と同様にして、（）式のｎ、R₁、R₂
を種々変化させた化合物を、原料カルボン酸の種
類及び２―アルキルプロパンジオール―１，３の
アルキル基の種類を変えることによつて製造し得
られた化合物の融点、相転移点などを第１表に、
実施例１の結果と共に示す。

【表】

【表】 実施例18 （応用例１） なる組成の液晶組成物を調製したところ、そのネ
マチツク液晶温度範囲は−20℃以下〜71℃であ
り、20℃に於ける粘度は50CPであつた。又この
液晶組成物を表面配向処理を施した透明電極を備
えた２枚のガラス基板に封入して、厚さ10μmの
TN型セルを作つて25℃に於けるしきい値電圧及
び飽和電圧を測定したとこ夫々1.65V、2.25Vで
充分実用性のあることが示された。 実施例19 （応用例２） なる組成の液晶組成物を調製してそのネマチツク
液晶温度範囲を測定したところ−15℃〜79℃で、
20℃於ける粘着は32CPであつた。これを用いて
応用例１と同じ様にTNセルとし、そのしきい値
電圧及び飽和電圧を測定したところ夫々1.95V、
2.70Vであつた。 実施例20 （応用例３） なる組成の液晶組成物のネマチツク液晶温度範囲
は−20以下〜63℃であり、又20℃に於ける粘度は
37CPであつた。又この液晶組成物を用いて応用
例１と同様にTNセルを作り、そのしきい値電圧
及び飽和電圧を測定したところ夫々1.72V、
2.35Vであつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式 （但し上式に於てｎは１又は２であり、R₁及
   び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２，５―置換メタジオキサン誘導
   体。 ２ 一般式 （R₁，R₂は前記と同じ） で表わされる特許請求の範囲第１項記載の２，５
   ―置換メタジオキサン誘導体。 ３ 一般式 （但し上式に於てｎは１又は２であり、R₁及
   び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２，５―置換メタジオキサン誘導体
   を少くとも一種含有することを特徴とする液晶組
   成物。