5-Алкил-2-(4-изотиоцианофенил)-пиридины в качестве компонентов жидкокристаллического материала для электрооптических устройств и жидкокристаллический материал для электрооптических устройств Советский патент 1992 года по МПК C07D213/52 C09K19/34 

Изобретение относится к новым производным пиридина, конкретно к 5-ал (4-изоти.оцианофенил)-пиридинам общей формулы I где п - целые числа от 3 до 7, которые могут быть использованы как компоненты жидкокристаллического материала, а также к жидкокристаллическому материалу для электрооптических устройств. Цель изобретения - изыскание но-. вь1х соединений в ряду производных пирвдина, обладающих жидкокристалличес кими свойствами, и жидкокристаллический материал на их основе с повьппенной температурой прояснения. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. Получение 5-пентил-2-(4-Изотиоцианофенил)-1шридинов ; 1.1. 2-(4-Нитрофенил)-5-пентилпири дин (Ив). Смесь 0,01 моль основания Манниха, полученного из 4-нитроацетофенона, 0,03 моль свежеперегнанного энантоврго альдегида (111в), 0,1 г Гидрохинона кипятят с обратным холо- диль.НИКОМ 1ч. Реакционную массу выливают на 50 мл воды, экстрагируют бензолом; Бензольньш слой промывают 1%-ным водным раствором соляной кисло . -ты, водой , сушат Na2.S04 ,фильтруют через слой SiO L 5/40 ( см), отгоняют растворитель и избыток альдеги да в вакууме на водяной бане. Остаток перекристаллизовывают из гексана. Получают 0,0045 м0ль промежуточного сое динения IVB с т.пл. 36-37 С. Смесь моль соединения IVB,0,Ol 5 моль гидроксиламина гидрохлорида, 20 мл этанола, 5 мл воды кипятят 6 ч. Отгоняют 2/3 объема растворителя в вакууме. Остаток разбавляют 50 ,мл воды и сгодщелачивают до рН примерно 8 водным раствором едкого натра. Вьщелившееся ма.сло экстрагируют бензолом. Органический слой ipOMiiiBaioT водой до нейтральной реакции и после сушки над N34804. фильтруют через SiU L 3/40 (h 2 см). Растворитель отгоняют, остаток перекристаллизовывают из спирта Получают 0,00342 моль соединения IH с выходом 34% (в расчете на исход ное основание Манниха), ТсПДо . Спектр miP (CCl,, МоДо): т 0,92 (СН,), м 1,62 (СН),т 2,6 (.),. g 8,45 (J 2 Гц, Hj.), уш.с 7,55 (НдНу) , уш.с 8,15 () . Аналогично получены другие соединения Иа-Ид. Данные по выходам т.гш. и элементного анализа приведены в табл. 1. 1.2, 2-(4-Аминофенил)-5-пентилпиридин (VB). Смесь 30 мл этанола, 0,01 моль 2-(4-нитрофенил)-5 пентилпиридина (Ив), 1 г Ni/Re, 2,5 мл гидразингидрата и О,1 г NaOH кипятят в колбе с обратньм холодильником до исчезновения исходного соединения Ив на хроматограмме. Реакционную смесь Фильтруют, озслаждают до -10°С. Получают 0,0073 моль 2-(4-аминофенил)-5-пентил пиридина (Ув) с выходом 73%. Аналогично получены другие соединения Уа-Уд (табл. 2). 1.3. 5-Пентил-2-(4-изотиоЦианофе-гнил)-пиридин (IB)о Растворяют 0,02 моль 2(4 аминофе нил)-5 пентил11иридина (Ув) в 10 мл абсолютного бензола, добавляют 0,02 моль сероуглерода и 3 мл триэтиламина и оставляют на 5 дней. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают абсолютным эфиром. Осадок переносят ё трехгор- лую колбу, снабженную мешалкой, термометром и капельной воронкой с противотоком. Помещают в колбу 20 мл абсолютного хлороформа и при 0С прикапывают 3 мл триэтиламина и далее 3 мл этил- Хлррформиата. Реакционную смесь перемешивают 10 мин при 0°С, 1 ч при комнатной температуре, промывают хлороформенный слой 1%-н6й соляной кислотой, водой и после высуидавания наД фильтруют через SiO L. 3/40 (h 2 см). Маточник упаривают в ва- . кууме. Остаток перекристаллизовывают из гексана. Выделяют 0,01U6 моль 5-пентил-2-(4-изотиоцианофенил)-пиридина с выходом 53%. Аналогично получают другие соединения 1а-1д (табл.3). Сравнительные данные по температурам фаэовых переходов для известных соединений - 5-алкил-2-(4-цианофенил)-пиридинов (VI) и ггредлагаемых соединений I представлены в табл. 4. П р и м е t 2. Получение жидкокристаллического материала (ЖКМ.). . 0,1 г (10 мас.%) 5-про 11и -2-(4-изотиоцианофенил)-пирнднна, 0,13 г (15 mcV%) 5Т1ентил-2(4--изотиоциайОфенил)-пиридина, 0,2 г (20 мас.%) 2 циан6 5-(4-гептилфенил)пиридина, г (15 мас,%) 4-этоксифенил транс-4 прогашциклогексилкарбоксилата, 0,1 г (10 мас%) 4 этоксифенил-транс 4 бутилциклогексилкарбоксилата, 0,15 г (15 мас,%) 4 этоксифенил-трансг -4 гексил1щклогексилкарбоксилата, Ь,05 г (5 мас,%) (4-транспентил|цнслогексил)-фенилЗ-5-этилпиридина, 0,1 г (10 мас.%) 5-(4-пентилфеюш)-2(4-цианофёнш1)1гаридина. помещают в сосуд, нагревают до , тщательно пе- ремещивают, охлаждают и получают гото вый к употреблению жидкокристалличес. кий материал с интервалом нематичес-г кой фазы от -17 до +81 ,зс и кинемати ческой вязкостью 23,5 при 2 . Аналогично получают другие ЖКМ по примерам 3-10. Составы ЖКМ и интервалы нематической фазы ЖКМ по примерам 2-10 праведены в табл. 5. Там же для сравнения приведены составы по известным компонентам, интервалы нематической фазы для ЖКМ, в которых соединения I .заменены равным количеством известных сое динений У (примеры 2а-10а). П р и м е р ы . 7-И 9 - сравниТель- ные, из которых следует, что при повышении содержания соединений I (боль- ше 25%) повьшается температура прояс-35 нения, но одновременно повышается нижНИИ предел интервала нематической фа- зы, что ведет к сужению интервала не- матической фазы (примеры 7а и 7). Снижение Содержания соединений I (меньше 5%) не оказывает существенного влияния на температуру прояснения я кинематическую вязкость (примеры 9аи9). Таким образом, предлагаемый хндко- кристаллический материал имеет боле« высокую температуру прояснения (77,3 92J®С), чем известный (68,7-87,). Кроме того, предлагаемый ЖКМ обладает меньшей кинематической вязкостью , (20,5-25,3 ), чем известной (211717 26 ). Все это позволяет Испол ьзо вать предлагаемый ЖКМ в быстродействуг ющих электрооптических индикаторных устройствах широкого назначения. Фор м у л а и 30 б р е т е н и я 1, 5-Алкил-2-т(4-изотиоцианофенил) пиридины общей формулы I i -: - D-N-C-S где п -. целые числа от 3 до 7, в качестве компонентов Ледкокристаплического материала для электрооптических устройств. 2. Жидкокристаллический материал для электрооптических устройств, сое тояищй из жидкокристаллических веществ, выбранных из классов: производных бифенила, хщклогексана, даюксана; пиримидина, алкил-(или алкокси)фениловых эфиров алкял(или алкокси)бензойных кислот и транс-циклогексаИкар|боновых кислот, аЛкилфеннловых эмиров п-(4-алкил-транс-циклогексил)-бензрй о кислоты, п(4-алкил-транс-цикло- гексил)-фениловых эфиров 4-алкилтранс-циклогексанкарбоновой кислоты, алкилфенил- и алкилциклогдксилцианпи ридинов, алкилфенилцианфенилпиридинов, алкилциклогексилфенилалкшишридинов. о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьшения температуры прояснения, материал дополнительно содержит от одного до пяти 5-алкил-2-(4-иЗотиоцианофеннл)-пиридйнов общей форму™ cji,«,rOHOHj-os; где п - целые числа от 3 до 7, при следующем соотношении коМпрненто 1, мас.%:, 5-Алкил-2-(4-изотиода- анофенил)-пиридины фор- . мулы 1 5,0-25,0 ; Жидкокристаллические . вещества .Остальное

1710557 Данные апемеятного аяалнза. т.пп. и выход соедияешМ 11«-11д

,

.Таблица 1

Изобретение касается жидкокристаллических производных пиридина, в частности 5-алкил~2-

t а б л я ц а 2

-NHo

Теиаературы фазовых переходов, даняые элеиевтио.го анализа и выход 5-алкил 2-(4-изотиоциаиоФвняп)-(П11 1дияов (I) Сравни ельные данные по соединений

Известные соединения VI

Таблица 3

Дпедла гаемые соединения I

с„н. температурам фазовых переходов предлагаемых I и известных соединений VI . .т а б л и ц а 4

Состав пен, интервал яемаппе(;кой я кявемаппеская вязкость ЩЕМ.

т a б л я ц a 5

2а

,3

2 (23,5)

7%5

C3Hr-O COO- OCjHj.f«

CeHtf- 3)0( ,s

5

IN 10

CjHrQ-O-cN . ;

За

C,HB-O- D-CK

CN 4

С4Й, CN

4

IN

с.,Нц-Осоо-)-с,н,и

CjHrOO-CiH, 10 C5%OO-W ia

.;.,,;И - / ; ,

CjH -O -COChO ijH,

rIO

СзНгО-О-ед 10

CjH COOHQ-OCjHs 15

CeHt3-OcOO- OC,H5 .5

to

CsHf4g -0-NCS 7- 18-V92,i CrHtt-O-O-NCS 6 (24,8) ЛНг

ucs

NCS СвНц-Осоо-ОедyirGHO-CA

10

C HtfO-0-CK ,0

ад-оо-р СзНув

AHu-O-Q-O-OCaH io

OCjH, 10

ед

11

1710557

СзН7Ч О ОС4Нв.о

CsHu-q- 5 5Hri- CN ,а

C4Hg-Q-coo-Q-oc.,H510

СвНв{ СОО-©-ОСгН510 С Н -ОСОО- - СИ 10

C,. 20

-19-т72,3 5

Sa СзНК;}-О-СК 30 (23,5) СзНКЗ гНмо C4He-Q-GOO-0-04«8io CaHfO-COO-Q-Oe s 10 HS 10

C5%

-22773,4 6 C22,6)

СвН

Продолжение табл. 5

ед-ОЛ-ОС эю

с н г кр-ом ,„

C g-Q-COO- CiHs 10

CeHis-O- OO-O-O s Hg-Q-COO -O--0-CN10

C5Hu-%0- CS ,,

30

СзН ЧЗ-О-ОС Н, to C Hg-O-COO OC Hs 10

CsHfOCOO- OC Hs 10

. г

FV СД

CjHa 10

CsHrQ-O 10

-23т78,1 С7Нв :|-0-С 20 (21,8)

CsHu- -Q-NCS

10 С7Нй О-О-Ш

CaHfOO-Cjfis 15

С:Н,, 8

CsHfO-O-OGiH 10

c,H,

СбН,4-ада.

-CN г

8а

CsHji

С,Н,(ед о

ЗН7-О-О-00 О 10 C. О

СзНтОО-ОС, о;

CjHj-O Q i s 10

c.,ivO-p-c«, «5

9а

10

Продолжение таОл, 5

V-J

ff / 11/10

cAHQp-Q- GS

6

6

-ncs 7

qHg-OcOO-Q-OCjHjig

СзН,гО-СОО- ОСНз 20

С Нд-ОсООЧ - -СЫю

ICS 7

-23тв4,1

8 (2Q,5)

C5H,rO-Cl«4-O-QWio С5НгГ ЬО СгН4- С4Н9 ,0

едгО @-оое с ; ,0

С9НиЧ1)- Э-р-СзН7,0

СзН,-О0ЮС,Н,10

С,НгО-0,to

C HtfOpnCKis

«.HrQ-D-i cs

9

,5

CH 10 {2,J)

HK to

CAO-QMO Q to