JPH02225436A

JPH02225436A - ビフェニル誘導体化合物及びそれを含有する液晶組成物

Info

Publication number: JPH02225436A
Application number: JP1045097A
Authority: JP
Inventors: Kanji Inoue; 寛治井上; Yukihito Aihara; 徹人相原; Tamon Tachibana; 橘　多聞
Original assignee: Seimi Chemical Co Ltd
Current assignee: Seimi Chemical Co Ltd
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1990-09-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は液晶電気光学素子に用いられるビフェニル誘導
体化合物及びそれを含有する液晶組成物に関するもので
ある。

［従来の技術］液晶表示素子は、時計、電卓をはじめ、近年では、測定
器、自動車用計器、複写器、カメラ等、種々の用途に使
用され始めており、広い動作温度範囲、低動作電圧、高
速応答性、化学的安定性等の種々の性能要求がなされて
いる。

しかし、現在のところこれらの特性を単独の材料で全て
満たす材料はな（、複数の液晶、及び、非液晶の材料を
混合して液晶組成物として要求性能を満たしている状態
である。このため各種特性の全てではなく、−もしくは
二辺上の特性に優れた液晶材料または非液晶材料の材料
開発が望まれている。

【発明の解決しようとする課題］表示素子分野において用いられる液晶化合物に要求され
る種々の特性の中でも、低電圧で駆動でき、さらに他の
液晶材料または非液晶材料との相溶性に優れ、化学的に
も安定な材料を提供することは重要な課題である。

［課題を解決するための手段］本発明は、前述の問題点を解決すべく新規な材料を提供
するものであり、−数式（式中、　Ｒは炭素数１〜１０のアルキル基を示し、Ｘ
は塩素原子、またはフッ素原子、またはシアノ基を示す
）で表されるビフェニル誘導体化合物及びその少なくと
も１種を組成物中に含有することを特徴とする液晶組成
物を提供するものである。

本発明の一般式（Ｉ）の化合物は、非常に大きな正の誘
電異方性（△ε）を有しており、また、他の液晶材料ま
たは非液晶材料との相溶性に優れ、化学的にも安定な材
料であり、液晶組成物として駆動電圧を下げるに適した
材料である。

本発明の一般式（Ｉ）の化合物は、他の液晶材料、非液
晶材料に少なくとも１種を混合することにより、液晶組
成物として使用される。

本発明の化合物として混合させる物質としては、例えば
以下のようなものがある。

以下の式でのＲ，Ｒ’は、本発明でのＲとは異なり、ア
ルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基等の
基を表す。

なお、これらの化合物は単なる例示にすぎな（、水素原
子のハロゲン原子、シアノ基、メチル基等への置換、シ
クロヘキサン環、ベンゼン環の他の六員環、五員環等へ
の置換、環の間の結合基の変更等積々の材料が選択使用
される。

本発明の組成物は、液晶セルに注入されて用いられる。

代表的な液晶セルとしては、ツイストネマチック（ＴＮ
）液晶素子があり、ガラス、プラスチック等の透明基板
内面にエロＪｍ−、５ｎ０２等の透明電極を所望のパタ
ーン状に形成して、必要に応じて、　ＳｉＯｘ、ポリイ
ミド等のオーバーコートをし、水平配向層を形成した基
板を相対向せしめ周辺をシールし、液晶を注入し、注入
口を封止したものであり、この両外面に偏光板を積層し
て使用される。又、この外、最近注目されている高ツイ
スト角のスーパーツイストネマチック（ＳＴＮ）型、相
転移型、ゲストポスト型、動的散乱型又はそれらを組み
合せて用いられても良いし、電気的にでなく熱による書
き込みをするタイプのものに用いてもよい。

さらにセルの構造としては透明基板と透明電極の間に、
５ｉｎｓ、　Ａｌｌｏｗ等のアンダーコート層を設けた
り、反射性電極を用いたり、複層電極を用いたり、カラ
ー偏光板を用いたり、カラーフィルターを用いたり、半
導体基板を用いたり、複層素子としたりする等積々の応
用が可能であり、時計、電卓、計測器、自動車用計器。

ゲーム、コンピュータ一端末機等積々の用途に使用可能
である。

本発明の一般式（Ｉ）の化合物において、Ｘがシアノ基
の化合物は、例えば、次のような方法に従って製造され
る。（各式中、Ｒは夫々式（１）におけるＲと同じ意味
をもつ。）Ｂｒｒｚ（’５１＋ ↓ Ｂ「。

ＣＩ。

↓ ｕＣＮｒμ。

即ち、式（ｎ）の化合物である２−ヒドロキシトルエン
をアルキルプロミドと反応させ２−アルコキシトルエン
（ＩＩＩ）とする、この（ＩＩＩ）に臭素を付加させ臭
化物である２−アルコキシ−５−ブロモトルエン（ＴＶ
）とする、この（ｆＶ）とフェニルマグネシウムプロミ
ドとを反応させ、式（Ｖ）の化合物を得、これに臭素を
付加させ（Ｖｌ）を得る。この（Ｖｌ）の臭素をシアン
化鋼を用いてシアノ基とし、一般式（りの化合物が得ら
れる。

また、一般式（Ｉ）において、Ｘが塩素原子またはフッ
素原子の化合物は、例えば、次のような方法にしたがっ
て製造される。（各式中、Ｒは夫々式（Ｉ）におけるＲ
と同じ意味をもつ。）即ち、式（ＩＶ）とｐ−ハロゲノフェニルマグネシウム
プロミドを反応させ、一般式（１）の化合物が得られる
。

なお、これらの製造法は単なる例示に過ぎなく、種々の
製造方法が使用できる。

［実施例］以下実施例により、本発明の化合物の製造法、及び、本
発明の化合物を用いた液晶組成物により５本発明を更に
詳しく説明する。

実施例１０−クレゾール５４．１ｇ　（０，５０ｍｏｌ）と水酸
化カリ゛ウム３３．７ｇ　（０，６０ｍｏｌ）を水１０
０ｍ１とアセトン１００ａ＋１に溶解し、これにヨウ化
カリウム０．２ｇを加え、加熱還流しなからｎ−プロピ
ルプロミド９２．２ｇ　（０，７５ｍｏｌ）を１時間か
けて滴下した。さらに１０時間還流した後、室温まで冷
却し、これをヘキサンで抽出し、水洗、乾燥の後、減圧
蒸留を行い、２−ｎ−プロポキシトルエン６０．０ｇを
得た。

得られた２−ｎ−プロポキシトルエン５４．６ｇ（０，
３６４ｍｏｌ）をクロロホルム１００ｍ１に溶解し、臭
素６１．１ｇ　（０，３８２ａ＋ｏｌ）を１０℃で４０
分かけて滴下し、さらに同温で１時間半撹拌した。これ
に水１００ｉ１を加え、アルカリ洗浄、水洗、乾燥を行
った後、減圧蒸留により５−ブロモ−２−ｎ−プロポキ
シトルエン７８．８ｇを得た。

マグネシウム（削り状）　９．９３ｇ　（０，４０８ｍ
ｏｌ）と無水テトラヒドロフラン５［）ｍｌの混合液に
ブロムベンゼン６１．１ｇ　（０，３ｇ４ｍｏｉ）を室
温で４０分かけて無水テトラヒドロフラン２５０ｍ１で
希釈しながら滴下し、グリニヤール試薬を調整した。こ
れを得られた５−ブロモ−２−ｎ−プロポキシトルエン
７４．２ｇ　（０，３２４ｍ＋ｏｌ）とビス（１，２−
ジフェニルホスフィノ）エタンニッケル（Ｕ）クロライ
ド０．８５５ｇ　（Ｑ、ＯＯＬ６２ｍｏｕ）を無水テト
ラヒドロフラン２００＋＋ｔ１に溶解したものに、１０
℃で２時間かけて滴下した。さらに室温で一晩撹拌した
後、５％希塩酸５００ｍ１を加え、トルエンで抽出、水
洗、乾燥し、減圧蒸留を行い、３−メチル−４−プロポ
キシビフェニル２７．１ｇを得た。

３−メチル−４−プロポキシビフェニル２４．８ｇ（０
゜１１０ｍｏｌ）を四塩化炭素３００ｍ１に溶解し、鉄
粉１．５３ｇ　（０，０２８＠ａｌｌを加えたものに臭
素１８．５ｇ（０，１１６ｍｏｌ）を１０℃で１時間か
けて滴下した。さらに室温で一晩攪拌した後、チオ硫酸
ナトリウム水溶液で洗浄、アルカリ洗浄、水洗、乾燥を
行った後、濃縮し、ヘキサンで再結晶を行い、４゛−ブ
ロム−３−メチル−４−ｎ−プロポキシビフェニル１０
．６ｇを得た。

得られた４°−ブロム−３−メチル−４−ｎ−プロポキ
シビフェニルＩＯ，６ｇ　（０，０３４７ｍｏｌ）とシ
アン化銅３．５７ｇ　（０，０３９９ｍｏｌ）をＮ、Ｎ
−ジメチルホルムアミド１００ｍ１に溶解し、　３時間
加熱還流した。これに塩化鉄（ＩＩＩ）２０ｇと５％希
塩酸５０ｍ１の混合物を加え、７０℃で２０分撹拌した
後、１．２−ジクロロエタンで抽出し、水洗した。不溶
解分をろ別し、濃縮した後、エチルアルコールで再結晶
を行い、目的とする下記化合物４．８０ｇ（０，０１９
１ｍｏｌ）を得た。

ｒｌ。

’　Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ　ａ溶媒、　ＴＭＳ内部標準
）スペクトルの帰属は以下の通りであった。

δ　（ｐｐｍ）１、．０７　　　　　　　ｆ　ｔ、　　−ＣＮ３．　３
Ｈ）１．８２−１．８９　　　（ｍ、　　−ＣＨｘＣＨ
−、２Ｈ）３．９８　　　　　　（ｔ、　　−０ＣＨｔ
Ｃ１ｈＣＨｓ、　　２）１　）６．８７−６．９１　　
　（ｍ、　　ａ、ｒｏｍａｔｆｃ、　　２Ｈ）７．３７
−７．３９　　　（ｔｍ、　　ａｒｏａ＋ａｔｆｃ、　
　ＬＨ）７．６０−７．７０　　　（ｒｎ、　　ａｒｏ
ｍａｔｉｃ、　　４Ｈ）また、この化合物のＩＲスペク
トル（ＫＢｒ錠）を第１図に示す。

同様にして、プロピルプロミドに代え、対応するアルキ
ルプロミドを用いることにより、以下に示すような化合
物が合成できる。

？＋また、同様にして、ブロムベンゼンに代え、ｐ−ハロゲ
ノブロムベンゼンを３．４−ジ置換ブロムベンゼンとカ
ップリングさせることにより、以下に示すような化合物
が合成できる。

口Ｌ実施例−２メルク社製液晶組成物ＺＬＩ刊５６５を、酸化ケイ素で
コートし、ラビング処理したＩＴＯ透明電極を組み合わ
せて作った基板間隙が８μｍのセルに注入し、２５℃に
おけるしきい値電圧を測定したところ、２．３８Ｖであ
った。これに実施例１の化合物を１０ｗｔ％添加した液
晶組成物のしきい値電圧は２．１６Ｖに低下し、駆動電
圧を低下させることができた。

［発明の効果］以上の如く、本発明は新規な化合物である「■。

（式中、Ｒは炭素数１−１０のアルキル基を示し、Ｘは
塩素原子、またはフッ素原子、またはシアノ基を示す）
で表されるビフェニル誘導体化合物を提供することによ
り、低動作電圧で駆動でき、かつ化学的にも安定な液晶
組成物を構成させつる効果を生ずる優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例１の化合物のＩＲスペクトル
図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ）（式中、Ｒは炭素数１〜１０のアルキル基を示し、Ｘは
塩素原子、またはフッ素原子、またはシアノ基を示す）
で表されるビフェニル誘導体化合物。
（２）請求項１記載の一般式（ I ）の化合物において
、Ｒが直鎖状のアルキル基であることを特徴とするビフ
ェニル誘導体化合物。
（３）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ）（式中、Ｒは炭素数１〜１０のアルキル基を示し、Ｘは
塩素原子、またはフッ素原子、またはシアノ基を示す）
で表されるビフェニル誘導体化合物の少なくとも１種を
組成物中に含有することを特徴とする液晶組成物。