4-Транс-н-алкенилфениловые эфиры 4Ъ-транс-н-алкилциклогексанкарбоновой кислоты в качестве компонентов жидкокристаллического материала для электрооптических устройств и жидкокристаллический материал для электрооптических устройств Советский патент 1989 года по МПК C07C69/74 C09K19/42 

t

(21)4280286/23-04

(22)07.07.87

(46) 07.12.89. Бюл. № 45

(72) Р.Х.Гейвандов, В.Ф.Петров,

С.О.Ласточкина, А.З.Рабинович

и М.Ф.Гребенкин

(53) 532.78(088.8)

(56) Патент ГДР № 105701, кл. 21 f 89/02, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 1302684, кл. С 09 К 19/42, 1985.

(54) 4-транс-н-АЛКЕНИЛФЕНИЛОВЧЕ ЭФИРЫ 4 -тр анс-н-АЛКИЛЦЙКЛОГЕКСАНКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ В КАЧЕСТВЕ КОМПОНЕНТОВ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ И ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

(57) Изобретение касается жидкокристаллических веществ, в частности 4- транс-н-алкенилфениловых эфиров 4 - транс-н-алкилциклогексанкарбоновой кислоты общей ф-лы

ИЗОБРЕТЕНИЕ КАСАЕТСЯ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, В ЧАСТНОСТИ 4-ТРАНС-Н-АЛКЕНИЛФЕНИЛОВЫХ ЭФИРОВ 4Ъ-ТРАНС-Н-АЛКИЛЦИКЛОГЕКСАНКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ ОБЩЕЙ Ф-ЛЫ CNH_2N+1 - @ - C(O)O - @ - CH=CH-C_MH_2M+1 ГДЕ N = 3, ИЛИ 4, ИЛИ 6

M = 1 ИЛИ 3, - КОМПОНЕНТОВ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ. ЦЕЛЬ - СОЗДАНИЕ МАТЕРИАЛОВ С БОЛЕЕ ШИРОКИМ ИНТЕРВАЛОМ НЕМАТИЧЕСКОЙ ФАЗЫ, ПОВЫШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ ПРОЯСНЕНИЯ ПРИ НИЗКОЙ ВЯЗКОСТИ. СИНТЕЗ НОВЫХ ЭФИРОВ ВЕДУТ, НАПРИМЕР, ИЗ ВАЛЕРОИЛФЕНОЛА И ИЗОПРОПИЛАТА АЛЮМИНИЯ В БЕЗВОДНОЙ ИЗОПРОПАНОЛ-КСИЛОЛЬНОЙ СМЕСИ ПРИ 80°С. ВЫДЕЛЕННЫЙ ПОСЛЕ ЭКСТРАКЦИИ ПРОДУКТ РАСТВОРЯЮТ В ПИРИДИНЕ И ОБРАБАТЫВАЮТ ХЛОРАНГИДРИДОМ 4-ТРАНС-Н-БУТИЛЦИКЛОГЕКСАНКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ. ТЕМПЕРАТУРЫ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ: @ T_C-S, °C

T_SB-SA, °C

T_SA-N, °C

T_N-J, °C

брутто-ф-ла: а)72

нет

нет

124

C₁₉H₂₆O₂

б) 53,5

нет

нет

118,6

C₂₀H₂₈O₂

в) 51,7

нет

нет

119,6

C₂₂H₃₂O₂

г) 41,8

нет

нет

98,2

C₂₂H₃₂O₂

д) 46,7

67

73,2

99,3

C₂₄H₃₆O₂. Эти новые эфиры (от 1 до 5) входят в жидкокристаллический материал для электрооптических устройств в количестве 3-80 мас.%, а остальное жидкокристаллические вещества. Последние выбирают из производных бифенила, циклогексана, диоксана, пиримидина, пиридина, алкил(алкокси)фениловых эфиров, алкил(алкокси)бензойных кислот, алкилфениловых эфиров п-(4-алкил-транс-циклогексил)-бензойной кислоты, п-(4-алкил-транс-циклогексил-фениловых эфиров 4-алкил-транс-циклогексанкарбоновой кислоты. В этих материалах повышена температура прояснения до 73,7-108,1°С и более широкий интервал нематической фазы при низкой кинематической вязкости (18-24 мм²/с) против 55-89,3°С в известном случае. 2 с.п. ф-лы, 3 табл.

CtiH

м

где п 3, или 4, или 6; m 1 или 3, - компонентов жидкокристаллических материалов для электрооптических устройств. Цель - создание материалов с более широким интервалом нематичес- кой фазы, повышенной температурой прояснения при низкой вязкости. Синтез новых эфиров ведут, например, из валероилфенола и изопропилата алюминия в безводной изопропанол-ксилольной смеси при 80°С. Выделенйый после экстракции продукт растворяют в пиридине и обрабатывают хлооангидоидом 4- транс-н-бутилциклогексанкарбоновой кислоты. Температуры фазовых переходов: С; Т5|,-5о SO-N , °С; брутто-ф-ла: а) 72; нет; нет; 124; б) 53,5; нет; нет 1 18,6; CjoHjgO ; в) 51,7; нет; 119, г) 41,8; нет; нет; 98,2; CjjHjjO ; п) 46.7; 67; 73,2; 99,3;

pVcH CH-CmH tti.l

iC,j . Эти новые эфиры (от 1 до 5) входят в жидкокристаллический мате- риал для электрооптических устройств в количестве 3-80 мас.%, а остальное жидкокристаллические вещества. следние выбирают из производных бифени- ла, циклогексана, диоксана, пиримидина, пиридина, алкил(алкокси)фениловых эфиров, алкил(алкокси)бензойных кислот, алкилфениловых эфиров п-(4-алкил-транс- циклогексил)-бензойной кислоты, п-(4- алкил-транс-циклогексил)фениловых эфиров 4-апкил-транс-циклогексанкар- боновой кислоты. В этих материалах повышена температура прояснения до 73,7-108,1°С и более широкий интервал нематической фазы при низкой кинематической вязкости (18-24 ) против

I

(Л

Ю

Ю

Sf

55-89,3 С в известном случае, ф-лы, 3 табл.

2 с.п.

Изобретение относится к новым эфирам циклогексанкарбоновой кислотыj конкретно к 4-транс-н-алкенилфениловым

п 1П+1

-O-C(0)0- 0 -CH CH-CttiH i

где п - целые числа 3, 4,6;

m - целые числа 1, 3, которые могут быть использованы как компоненты жидкокристаллического материала, а также жидкокристаллическому материалу для электрооптических устройств.

Цель изобретения - изыскание новых соединений в ряду эфиров цикло- гексанкарбоновой кислоты, обладающих жидкокристаллическими свойствами, и лсидкокристаллический материал на их основе с повышенной температурой прояснения и более широким интервалом нематической фазы.

Пример 1. Получение 4-транс- н-пентенилфенилового эфира 4 -транс-н- бутилциклогексанкарбоновой кислоты.

К 6,68 г (0,0375 моль) валероил- фенола в 35 мл безводного ксилола добавляют раствор 7 г (0,035 моль) изо- гфопилата алюминия в 40 мл безводного изопропилового спирта и смесь нагревают до до полной отгонки образующегося ацетона. Реакционную смесь охлаждают, выливают в смесь 12,5 мл концентрированной серной кислоты, 50 г льда и 25 мл воды и пере- мещивают в течение 1 ч. Экстрагируют эфиром, промывают эфирный экстракт водой, сушат над безводным сульфатом натрия. После отгонки эфира 6,2 г остатка растворяют в 25 МП пиридина и к полученному раствору добавляют 8,1 г (0,04 моль) хлорангидрида 4 - транс-н-бутилциклогексанкарбоновой кислоты и оставляют смесь на 24 ч при 20°С.

Реакционную смесь выливают на лед и подкисляют соляной кислотой, экстрагируют хлороформом, промывают экстракты водой, раствором бикарбоната натрия, водой. После отгонки растворителя .остаток хроматографируют на колонке из силикагеля (высоте 20см, 40/100, элюент бензол:петролейный эфир 1:2).

Выделяют 3 г 4-транс-н-пентенил- фенилового эфира 4 -транс-бутилцик- логексанкарбоновой кислоты, выход 24%.

эфирам 4 -транс-н-апкилциклдгексан- карбоновой кислоты общей формулы

Т.пл. 41.8 С, т.пр. 98,2 С, ИК- спектр (СС14 , 1735 ();

910,995 (), ПМР (CDCl,, 8 м.д.):, :6,2м (2Н, ):7,25м (4Н,Аг). Температуры фазовых переходов и данные элементного анйлиза соединений формулы (I) приведены в табл.1i

-. w

I Сравнительные данные по температурам фазовых переходов для известных соединений 4-н-алкилфенилхэвых эфиров 4 -TpaHc-if-алкилциклогексанкарбоновой кислоты И предложенных соединений (I), а также интервалам нематической фазы приведены в табл.2.

Пример 2. Получение жидко- |кристаллического материала (ЖКМ).

0,1 г (10 мас.%) CsHif

0,15 г (15 Mac.%)|Cr7Hi5-/ Xoy-CN 30 Ы 0,2 г (20 мас.%) СчН9-О-СОО- СН СН-СНз

0,1 т (10 мас.%)

оУСгНз

0,1 г (10 мас.%) СзН7- / ОС2Н5 0,15 г (13 Mac.%)iC5Hn- lX§ - lH5| 0,1 г (10 мас.%) СзН7О 0 СгН5: . 0,1 г (10 мас.%) CcHn4oXoXo)-CN

- 11 V цУ x-V т -

-N. .

помещают в сосуд, нагревают до 100°С;,тща- j тельно перемешивают,-охлаждают иУюлуча

ют готовый к употреблению ЖКМ с интерва- лом нематической фазы от -1 8 до +85,3 С.

Аналогично получают другие ЖКМ по примерам 3-8.

Составы ЖКМ и интервалы нематической фазы ЖКМ (опыты 2-8), а также составы по известным компонентам, интер- валы нематической фазы для ЖКМ, в которых соединения (I) заменены на равное количество известных соединений (опыты 2а-8а) приведены в табл.3.

Таким образом, предложенный ЖКМ имеет более высокую температуру прояснения (73,7-108,1°С), чем известный (55,1-89,3°С), и более широкий интервал нематической фазы. Кроме того предложенньш ЖКМ обладает низкой кинематической вязкостью ( 18 - 24 при ), что позволяет

СпН 2nti -О-СОО Ч2 СтН,

где п - целые числа 3, 4 6;

m - целые числа 1,3, в качестве компонентов жидкокристаллического материала для электрооптических устройств.

где п - целые числа 3, 4,

m - целые числа 1,3; при следующем соотношении тов , мае.%:

4-транс-н.- Алкенш1фенииспользовать его в электрооптических- индикаторных устройствах широкого назначения.

Формула изобретения

(1)

си т-бензойных кислот, алкилфениловых эфиров п-(4-алкил-транс-циклогексил)- бензойной кислоты, п-(4-алкил-транс- циклогексил )-фениловых эфиров 4-ал- кил-транс-циклогексанкарбоновой кислоты, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения температуры прояснения и расширения интервала нематической фазы, материал дополнительно содержит от 1 до 5 4-транс-налкилфениловых эфиров 4 -транс-н-ал- килциклогексанкарбоновой кислоты общей формулы

ловые эфиры 4 -трансн-алкилциклогексанкарбоновой кислоты

Жидкокристаллические

вещества

о

о

,/ -.I

V

СПЧ л

Г U, .jr

О

гО

€

о

Е

CD

О

1

го

ON

I- О гд

I

о « о о.

с

со

1Л

О О О О О О

Ф 6 6ФО

,, V m

00

о

Тп

о

f.

1Л IN I