JP2753113B2 - シクロプロピルアルキル又は―アルケニル化合物、これらの調製方法及び液晶混合物中におけるその利用 - Google Patents
シクロプロピルアルキル又は―アルケニル化合物、これらの調製方法及び液晶混合物中におけるその利用Info
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Description
多数の電気光学的スイッチ装置や表示装置に用いられて
いる。ここでは、液晶の電気的、磁気的、弾性及び/又
は熱的特性を配向変化のために用いることができる。そ
して、例えば、複屈折、二色性吸収染料モジュール
(「ゲスト−ホストモード(guest−host mode)」)を
含有させること、又は光の散乱によって、光学効果を達
成することができる。
要を満足させるために、新規の向上した液明混合物、及
び非常に広範な構造を有する多くのメソゲニック(meso
genic)化合物に対する絶え間のない需要がある。これ
は、ネマチックLC相(例えば、TN=「ねじれネマチック
(twisted nematic)」,STN=「超ねじれネマチック(s
upertwisted nematic)」,SBE=「超ねじれ複屈折効果
(supertiwsted birefringence effect)」,ECB=「電
気制御複屈折(electrically controlled birefringenc
e)」)を用いる分野、及びスメクチックLC相[例え
ば、強誘電体とエレクトロクリニック(electroclini
c)]を用いる分野にあてはまる。
えば、J.Am.Chem.Soc.108,4736(1986)、構造I;Scienc
e 231,3500(1986),第1図A;J.Am.Chem.Soc.108,5210
(1986),第3図,を参照せよ]によって記述すること
ができ、そこにおいては、環状化合物−芳香族化合物、
複素環式化合物−からの環は、小さい基(例えば、メチ
ル又は塩素)によって鎖が置換され枝分かれしている直
鎖アルキルの側鎖又はアルキル側鎖に結合する。
的に活性であり、そして−CO−O−CH2,−O−CO−又は
−CH2−橋[シクロプロピル環は、特定の橋かけメンバ
ー(bridging member)の右側末端にある]による公知
の中間生成ラジカルのうちの一つと結合する2,2−ジメ
チルシクロプロパン誘導体を記載している。これらの化
合物は、強誘電性LC混合物(11nC/cm2の自然分極)のた
めの成分として適当であると言われている。
広範囲なLC混合物を形成することができる新規なメソゲ
ニック化合物を製造することである。
ルキル又は−アルケニル化合物。
した(不斉炭素原子を有する又は有しない)アルキル又
はアルケニルであり、1個又は2個の非隣接−CH2−基
を、−O−,−S−,−CO−,−CO−O−,−O−CO−
又は−O−CO−O−で置換することもできるし、又Hを
Fで置換することもでき、 R1は又、次のラジカルのうちの一つであり、 A1,A2及びA3は、同一又は異なり、不置換又はモノ−
又はジハロ−置換1,4−フェニレン、不置換又は1−又
は4−CN−置換1,4−シクロヘキシレン、ピラジン−2,5
−ジイル、ピリダジン−3,6−ジイル、ピリジン−2,5−
ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル又は(1,3,4)−チア
ジアゾール−2,5−ジイルであり、 M1とM2は、同一又は異なり、CO−O、O−CO、CO−
S、S−CO、CH2−O、O−CH2、C≡C、CH2−CH2又は
単結合であり、 Gは、1個又は2個の非隣接−CH2−基を、−O−、
−S−、−O−CO−、−CO−O−、S−CO−、又は−CO
−Sによって置換することもできる直鎖又は枝分かれし
た1〜16個の炭素原子を有するアルキレン又は2個〜16
個の炭素原子を有するアルケニレンであり、 R2,R3及びR4は、H,又は1個の−CH2−基を、−O−、
−CO−O−、又は−O−CO−によって置換することもで
きる直鎖又は枝分かれした1〜16個の炭素原子を有する
アルキル又は2〜16個の炭素原子を有するアルケニルで
あり、 kとmは、0又は1であり、 j,l,及びnは、0,1又は2である; 但し、 a) A1,A2及びA3の少なくとも1つはモノ−又はジハ
ロ−置換1,4−フェニレン又はCN−置換1,4−シクロヘキ
シレンである;又は b) A1,A2及びA3のすべては1,4−フェニレン又は1,4
−シクロヘキシレンである] 好ましいその様な化合物は、一般式(I)における基 (−A1)j(−M1)k(−A2)l(−M2)m(−A3)n
−が: である化合物である。
て、基 R1(−A1)j(−M1)k(−A2)l(−M2)m(−A3)
nが: である化合物である。
及びA3が、同一又は異なる不置換1,4−フェニレン、モ
ノ−又はジフルオロ−置換1,4−フェニレン、1,4−シク
ロヘキシレン、ピリジン−2,5−ジイル又はピリミジン
−2,5−ジイルである化合物である。
ロピルアルキル又は−アルケニル化合物の製造方法を提
供する。この方法は、一般式(II)で表されるメソゲニ
ック(mesogenic)一官能価反応性出発化合物を、一般
式(III)で表わされる一官能価反応性シクロプロピル
アルキル化合物: [式中、XはOH,O−(アルカリ金属)、COOH又はCOO−
(アルカリ金属)であり、Yは、H,OH,アルカリ金属、
ハロゲン、トルエンスルホニルオキシ又はメチルスルホ
ニルオキシのような脱離基である]と反応させることを
含む。
は、化学的に、光化学的に、及び熱的に安定であり、混
合した時に申し分のない相溶性を有する。対応するn−
アルキル同族体と比較すると、これらの混合物は、しば
しばより低い融点を有し、そしてLC混合物中において
は、しばしばさらに低い融点を示す。
わされる液晶混合物を少なくとも一つ含む液晶混合物で
ある。
ちの少なくとも一つを含む2〜20の成分、好ましくは2
〜15の成分を含む。その他の成分は、好ましくは、ネマ
チック,コレステリック及び/又は偏向したスメティッ
ク相を有する公知の化合物から選択される。これらの公
知の化合物には、例えば、シッフ塩基(Schiff base
s),ビフェニル,ターフェニル,フェニルシクロヘキ
サン,シクロヘキシルビフェニル,ピリミジン,桂皮酸
エステル、コレステロールエステル、及びp−アルキル
安息香酸の様々に橋かけされた多核エステル(末端に極
性基を有する)が挙げられる。一般的に、市販されてい
る液晶混合物は、本発明に従う化合物の添加前でさえ
も、非常に幅広い様々な成分を含む混合物であり、その
うちの少なくとも一つの成分は、中間生成、即ち、誘導
された状態又はある主の共成分と混合した状態におい
て、化合物として液晶相[=少なくとも一つの互変(透
明点>融点)又は単変の(透明点<融点)中間相構造を
期待することができる]を示す。
〜50%の本発明に従う化合物を含む。
出発化合物を同様に一官能価反応性シクロプロピルアル
キル化合物に結合させるという公知の標準的な反応によ
って、調製することができ、そしてその公知の2つの成
分の合成を仮定することができる。
カプト化合物をトリフェニルホスフィン/アゾジカルボ
ン酸ジエステルの存在下でシクロプロピルアルカノール
に結合させることができる(Mitsunobu反応,例えばJ.C
hem.Soc.Perkin Trans.1975,461)。単独に又は中間体
として製造されるこれらメソゲニックヒドロキシル又は
メルカプト化合物のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金
属塩を、ハロ−トルエンスルホニルオキシ−又はメチル
スルホニルオキシ−シクロプロピルアルキル化合物と反
応させることもできる(Williamson反応,例えば、Pata
i,エーテル結合の化合,Interscience Publishers,New Y
ork 1967,pp.446−468)。
ルボン酸をシクロプロピルアルカノールと反応させるこ
ともできる(例えば、March,Advanced Organic Chemist
ry,2nd Ed.Mc.Graw−Hill Kogakuska Ltd.,Tokyo 1977,
pp.363−365)。同様にして、メソゲニックヒドロキシ
ル又はメルカプト化合物及びシクロプロピルアルカン酸
とも反応させることができる。
物は、標準的な方法によって調製する。その点に関して
は、ヘンリック(Henrick)他による前記の出版物(US
−A)を参照せよ。
から、Simmons−Smith反応(例えば、March,Advanced O
rganic Chemistry,pp.793−794)によって調製すること
ができる。
4−(6−シクロプロピル−ヘキシルオキシ)−2,3
−ジフルオロベンゾエート 4−(6−シクロプロピルヘキシルオキシ)−2,3−
ジフルオロ安息香酸の調製: NaH3.9g(油中に60%)と6−シクロプロピルヘキサ
ノール20gを、DMF100ml中ジフルオロフェノール8.5g溶
液に加えた。室温で24時間反応させた後、溶液を氷の上
に注ぎ、CH2Cl2で抽出した。乾燥させ(Na2SO4で)、蒸
留によって溶媒を除去すると、6−シクロプロピルヘキ
シルオキシ−2,3−ジフルオロベンゼンが無色油として
得られた。
中6−シクロプロピルヘキシルオキシ−2,3−ジフルオ
ロベンゼン11.7g溶液に、−60℃において、滴下して加
えた。−60℃において5時間後に、CO2を飽和するまで
溶液に通した。依液を室温まで加熱し、溶媒を蒸留によ
って取り除いた。H2O 400mlを加え、混合物を酢酸を用
いてpH3まで酸性化した。沈殿を吸引ろ過し、4−(6
−シクロプロピルヘキシルオキシ)−2,3−ジフルオロ
安息香酸12.3gを得た。
フルオロ安息香酸 4−(8−シクロプロピルオクチルオキシ)−2,3−
ジフルオロ安息香酸 4−(6−シクロプロピルヘキシルオキシ)−2,3−
ジフルオロ安息香酸1.2gを、メチレンクロリド50ml中ジ
シクロヘキシルカーボジイミド0.84g、ジメチルアミノ
ピリジン50mg、及び4−(5−オクチルピリミジン−2
−イル)フェノール1.15gの溶液に加えた。24時間反応
させた後、沈殿(ジシクロヘキシル尿素)を吸引ろ過し
た。ろ液から溶媒を除き、ろ液をクロマトグラフ(Si
O2,CH2Cl2)にかけた。
ピリミジン−2−イル)フェニル 4−(6−シクロプ
ロピルヘキシルオキシ)−2,3−ジフルオロベンゾエー
ト1.1gが得られた。
ェニル 4−(6−シクロプロピル−ヘキシルオキシ)
−2,3−ジフルオロベンゾエート 実施例3 4−(5−ドデシルピリミジン−2−イル)フェニル
4−(6−シクロプロピルヘキシルオキシ)−2,3−
ジフルオロベンゾエート 実施例4 4−(2−オクチルオキシピリミジン−5−イル)フ
ェニル 4−(6−シクロプロピルヘキシルオキシ)−
2,3−ジフルオロベンゾエート 実施例5 2−(4−オクチルオキシフェニル)ピリミジン−5
−イル 4−(6−シクロプロピルヘキシルオキシ)−
2,3−ジフルオロベンゾエート 実施例6 2−(4−ドデシルオキシフェニル)ピリミジン−5
−イル 4−(6−シクロプロピルヘキシルオキシ)−
2,3−ジフルオロベンゾエート 実施例7 2−(4−オクチルオキシフェニル)ピリミジン−5
−イル 4−(6−シクロプロピルヘキシルオキシ)−
2,3−ジフルオロベンゾエート 実施例8 (4−オクチルオキシ)フェニル 4−(6−シクロ
プロピルヘキシルオキシ)−2,3−ジフルオロベンゾエ
ート 比較実施例 (4−オクチルオキシ)フェニル 4−オクチルオキ
シ−2,3−ジフルオロベンゾエート 上記の化合物と本発明に従う実施例8からの化合物と
比較すると、本発明に従う化合物がより低い融点を有す
ることが分かる。
け融点が下がる。
4−(6−シクロプロピルヘキシルオキシ)−2,3−
ジフルオロベンゾエート 実施例10 4−(5−オクチルオキシピリミジン−2−イル)フ
ェニル 4−(6−シクロプロピルヘキシルオキシ)−
2,3−ジフルオロベンゾエート 実施例11 4−(5−オクチルオキシフェニル)ピリミジン−5
−イル 4−(8−シクロプロピルオクチルオキシ)−
2,3−ジフルオロベンゾエート 実施例12 4−(5−ドデシルピリミジン−2−イル)フェニル
4−(8−シクロプロピルオクチルオキシ)−2,3−
ジフルオロベンゾエート 実施例13 4−(2−オクチルオキシピリミジン−5−イル)フ
ェニル 4−(8−シクロプロピルオクチルオキシ)−
2,3−ジフルオロベンゾエート 実施例14 4−(2−オクチルチオピリミジン−5−イル)フェ
ニル 4−(8−シクロプロピルオクチルオキシ)−2,
3−ジフルオロベンゾエート 実施例15 (4−オクチルオキシ)フェニル 4−(8−シクロ
プロピルオクチルオキシ)−2,3−ジフルオロベンゾエ
ート 比較実施例 (4−デシルオキシ)フェニル 4−オクチルオキシ
−2,3−ジフルオロベンゾエート 本発明に従う実施例15からの化合物は、比較化合物の
融点よりも約5度だけ低い融点を有する。シクロプロピ
ル基によってエチル基を置換すると、実用にとって好ま
しいこの低い融点となった。
ル 4−(8−シクロプロピルオクチルオキシ)−2,3
−ジフルオロベンゾエート 実施例17 4−(5−オクチルオキシピリミジン−2−イル)フ
ェニル 4−(4−シクロプロピルブチルオキシ)−2,
3−ジフルオロベンゾエート 実施例18 4−(5−オクチルオキシピリミジン−2−イル)フ
ェニル 4−(4−シクロプロピルブチルオキシ)−2,
3−ジフルオロベンゾエート 実施例19 4−(5−ドデシルピリミジン−2−イル)フェニル
4−(4−シクロプロピルブチルオキシ)−2,3−ジ
フルオロベンゾエート 実施例20 2−(4−オクチルオキシフェニル)ピリミジン−5
−イル 4−(4−シクロプロピルブチルオキシ)−2,
3−ジフルオロベンゾエート 実施例21 4−(2−オクチルオキシピリミジン−5−イル)フ
ェニル 4−(4−シクロプロピルブチルオキシ)−2,
3−ジフルオロベンゾエート 実施例22 4−(2−オクチルチオピリミジン−5−イル)フェ
ニル 4−(4−シクロプロピルブチルオキシ)−2,3
−ジフルオロベンゾエート 実施例23 4−(5−オクチルピリジン−2−イル)フェニル
4−(4−シクロプロピルブチルオキシ)−2,3−ジフ
ルオロベンゾエート 実施例24 4−(5−オクチルピリミジン−2−イル)フェニル
4−(8−シクロプロピルオクチルオキシ)−2,3−
ジフルオロベンゾエート 実施例25 4−(5−オクチルオキシピリミジン−2−イル)フ
ェニル 4−(8−シクロプロピルオクチルオキシ)−
2,3−ジフルオロベンゾエート 実施例26 2−(4−オクチルオキシフェニル)ピリミジン−5
−イル 4−(8−シクロプロピルオクチルオキシ)−
2,3−ジフルオロベンゾエート 実施例27 9−シクロプロピルノニル 4−(4−オクチルオキ
シベンジルオキシ)フェニルエーテル 実施例28 9−シクロプロピルノニル 4−(4−オクチルオキ
シベンジルオキシ)ベンゾエート 実施例29 7−シクロプロピルヘプチルオキシ[4′−(4−オ
クチルオキシベンゾイルオキシ)ビフェニル−4−イ
ル] 実施例30 4,4′−ビス(7−シクロプロピルヘプチルオキシ)
−1,1′−ビフェニル 実施例31 トランス−4−(シクロプロピルメチル)オキシシク
ロヘキシル−トランス−4−プロピルシクロヘキサン 外挿された透明点:約5℃ 実施例32 トランス−4−(4−シクロプロピルブチル)オキシ
シクロヘキシル−トランス−4−プロピルシクロヘキサ
ン 外挿された透明点:約5℃ 実施例33 5−シクロプロピルメチルオキシ−2−(4−トリフ
ルオロメトキシフェニル)−ピリミジン 混合物から外挿された透明点は、5℃である。
−トリフルオロメトキシフェニル)−ピリミジン 混合物から外挿された透明点は、25℃である。
クチルオキシベンゾエートと35モル%の(4−オクチル
オキシ)フェニル 4−(8−シクロプロピルオクチル
オキシ)−2,3−ジフルオロベンゾエート(実施例15)
を含み、次の相連続を示す: 相:X 34 Sc 63 N 76 I 比較混合物 (4−ヘキシルオキシ)フェニル 4−オクチルオキ
シベンゾエート65モル% (4−オクチルオキシ)フェニル 4−デシルオキシ
−2,3−ジフルオロベンゾエート35モル% 相:X 37 Sc 69 N 81 I 混合物を比較すると、本発明に従う混合物は、比較混
合物の融点よりも低い融点を有することが分かる。従っ
て、シクロプロピル成分は、実用に特に適する。
Claims (11)
- 【請求項1】次の一般式(I) [式中: R1は、2〜16個の炭素原子を有する直鎖又は枝分かれし
た(不斉炭素原子を有する又は有しない)アルキル又は
アルケニルであり、1個又は2個の非隣接−CH2−基
を、−O−,−S−,−CO−,−CO−O−,−O−CO
−,又は−O−CO−O−で置換することもできるし、又
HをFで置換することもでき、 R1は又、以下に示すラジカルのうちの一つであり、 A1,A2及びA3は、同一又は異なり、不置換又はモノ−又
はジハロ−置換1,4−フェニレン、不置換又は1−又は
4−CN−置換1,4−シクロヘキシレン、ピラジン−2,5−
ジイル、ピリダジン−3,6−ジイル、ピリジン−2,5−ジ
イル、ピリミジン−2,5−ジイル又は(1,3,4)−チアジ
アゾール−2,5−ジイルであり、 M1とM2は、同一又は異なり、CO−O、O−CO、CO−S、
S−CO、CH2−O、O−CH2、C≡C、CH2−CH2又は単結
合であり、 Gは、1個又は2個の非隣接−CH2−基を、−O−、−
S−、−O−CO−、−CO−O−、S−CO−、又は−CO−
Sによって置換することもできる、直鎖又は枝分かれし
た1〜16個の炭素原子を有するアルキレン又は2個〜16
個の炭素原子を有するアルケニレンであり、 R2,R3及びR4は、H,又は1個の−CH2−基を、−O−、−
CO−O−、又は−O−CO−によって置換することもでき
る、直鎖又は枝分かれした1〜16個の炭素原子を有する
アルキル又は2〜16個の炭素原子を有するアルケニルで
あり、 kとmは、0又は1であり、 j,l,及びnは、0,1又は2である; 但し、 a) A1,A2及びA3の少なくとも1つはモノ−又はジハ
ロ−置換1,4−フェニレン又はCN−置換1,4−シクロヘキ
シレンである;又は b) A1,A2及びA3のすべては1,4−フェニレン又は1,4
−シクロヘキシレンである] で表わされるシクロプロピルアルキル又は−アルケニル
化合物。 - 【請求項2】一般式(I)における基 (−A1)j(−M1)k(−A2)l(−M2)m(−A3)n
−は、 である 請求項1記載の化合物。 - 【請求項3】一般式(I)における基 R1(−A1)j(−M1)k(−A2)l(−M2)m(−A3)
nは、 である 請求項1記載の化合物。 - 【請求項4】一般式(I)において、 A1,A2及びA3は、同一又は異なり、モノ−又はジフルオ
ロ−置換1,4−フェニレン、不置換1,4−フェニレン、1,
4−シクロヘキシレン、ピリジン−2,5−ジイル又はピリ
ミジン−2,5−ジイルである 請求項1,2又は3記載の化合物。 - 【請求項5】一般式(II)で表わされるメソゲニック
(mesogenic)一官能価反応性出発化合物を、一般式(I
II)で表わされる一官能価反応性シクロプロピルアルキ
ル化合物: [式中、Xは、OH,O−(アルカリ金属)、COOH又はCOO
−(アルカリ金属)であり、Yは脱離基である]と反応
させることを含む請求項1,2又は3記載の一般式(I)
で表わされるシクロプロピルアルキル又は−アルケニル
化合物の製造方法。 - 【請求項6】オレフィンから出発するサイモンズ−スミ
ス(Simmons−Smith)反応による、請求項1,2又は3記
載の一般式(I)で表わされるシクロプロピルアルキル
又は−アルケニル化合物の製造方法。 - 【請求項7】液晶混合物中における成分として請求項1,
2又は3記載の一般式(I)で表わされるシクロプロピ
ルアルキル又は−アルケニル化合物を使用する方法。 - 【請求項8】液晶混合物はネマチック(nematic)であ
る請求項7記載の方法。 - 【請求項9】液晶混合物はスメクチック(smectic)で
ある請求項7記載の方法。 - 【請求項10】請求項1,2又は3記載の一般式(I)で
表わされるシクロプロピルアルキル又は−アルケニル化
合物を少なくとも一つ含む液晶混合物。 - 【請求項11】請求項10記載の液晶混合物を含む電気光
学成分。
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