6-Алкил-2-(4-цианофенил)-5,6,7,8-тетрагидрохинолины в качестве компонентов жидкокристаллического материала для электрооптических устройств и жидкокристаллический материал для электрооптических устройств Советский патент 1992 года по МПК C07D215/12 C09K19/34 

Изобретение относится к новым производным 5,6,7,8-тетрагидрохинолина, конкретно к 6-алкил-2-(4-цианофенил)-5,6,7.8-тетрагидрох- инолинам общей формулы

)-см (п,

N

где п - целые числа от 3 до 8, которые могут быть использованы как компоненты жидкокристаллического материала (ЖКМ), а также ЖКМ для электрооптических устройств. Целью изобретения является изыскание новых соединений в ряду производных 5,6,7,8-тетрагидрохинолина, обладающих

жидкокристаллическими свойствами, и ЖКМ на их основе с повышенной темпера-турой прояснения,

Пример 1, Синтез 6-гептил-2-(4-циа- нофенил)-5,6,7,8-тетрагидрохинолина (д),

1.1.6Тептил-2-(4-бромфенил)-5,6,7,8- тетрагидрохинолин (Ид).

Смось, состоящую из 0,3 моль 4-гептал- циклогексанола и 0,1 моль хлоргадрата диметиламино-4-бром-пропиофенона, нагревают в кглбе с обратным холодильником 1 ч при 1бО°С. Реакционную смесь охлаждают, выливают на 150 мл воды и экстрагируют бензолом. Экстракт промывают 1 %-ным раствором соляной кислоты, водой, сушат Na2S04. Бензол и избыток 4-гептилциклогексанонз отгоняют в вакууме. Остаток разбавляют 350 мл ацетонитрила, добавляют 0,3 моль хлоргидрата гидроксиламина и кипятят реакционную смесь 8 ч. Отгоняют из реакционной смеси 2/3 объема, разбавляют остаток 200 мл воды, подщелачивают до рН 8 и экстрагируют бензолом. Экстракт промывают водой, сушат Na2S04 и фильтруют через слой Si02 (h 2 см, L 5/40). Из фильтрата отгоняют бензол, остаток перекристаллизовывают из ацетона, выделяют 8,9 г (23%) соединения (II). Аналогично получают другие (Иа-е), представленные в табл. 1.

.,2.6Тептил-2-(4-цианофенил)-5,6,7,8- тетрагидрохинолин (д).

Смесь 0,01 моль 6-гептмл-2-{4-бромфе- .-б.Т.З-тетрагидрохинолина, 0,006 моль Cu2(CN)a и 5 мл N-метилпирролидона кипятят при перемешивании 4 ч. Охлаждают, разбавляют 20 мл водного раствора МНзОН и перемешивают при комнатной температуре 3 ч. Осадок отфильтровывают, промывают водой и растворяют в бензоле. Бензольный растеор сушат NaaSO и фильтруют через слой SI02 (п 2 см, L 5/40). Бензол отгоняют, остаток перекристаллизовывают из этанола, Выделяют 1,88 г (57%) соединения Од). Аналогично получены другие (а-з), представленные в табл. 2.

Спектр ЛМР($,м.д.,ССМ); 8,1 д(2Ьи 8,5 Гц, Нзй); 7.7 д(2Ч, J 8,5 Гц. Н2е); 7,46 с. (2Н, ).

Сравнительные данные по температурам фазовых переходов и интервалам нематической фазы АТ(м для известных 5-алкил-2-(4-цианофенил)-пиридинов (III) и предлагаемых 6-алкия-2-(2-цианофенил)- 5,6,7,8-тетрагидрохинолинов (I) представлены а табл. 3.

Пример 2, Получение ЖШ.

0.2т (20 мас.%) 8-пропил-2-(4-цианофе- нил)-5,6,7,8-тетрагидрохинолина. 0,3 г (30

мас.%) 6-пентил-2-(4-цианофенил)-5,6,7,8- тетрзгидрохинолина. 0,25 г (25 мас.%) 4- этоксифенил-4-транс-бутилциклогексилкар- боксилата, 0,15 г (15 мас.%)4-этоксифенил4-транс-гексилциклогексилкарбоксилата, 0,1 г (10 мас.%) (4-транс-пропилцикло- гексил)-фенил -5-этилпиридина помещают в сосуд, нагревают до 90°С, тщательно перемешивают, охлаждают и получают готовый

к употреблению ЖКМ с интервалом немати- ческой фазы от -7 до 86,1°С, Аналогично получают другие ЖКМ по примерам 3-11.

Составы ЖКМ и интервалы нематиче- ской фазы ЖКМ по примерам 2-11 приведены в табл. 4. Там же, для сравнения приведены составы по известным компонентам, интервалы нематической фазы для ЖКМ, в которых соединения () заменены на равное количество соединений (III) (примеры2а-11а).

Примеры 8 и 11 - сравнительные, из которых следует, что при повышении содержания соединений (I) (больше 50%) повышается нижний предел интервала

нематической фазы (примеры 11а и 11). Снижение содержания соединения (I) (меньше 3,0%) не оказывает существенного влияния на температуру прояснения (примеры 8а и 8).

Таким образом, предлагаемый ЖКМ имеет более высокую температуру прояснения (65,9-101,2°С), чем известный (62,1- 75,5°С). Кроме того, предлагаемый ЭКМ обладает широким интервалом нематической фазы, что позволяет использовать его в электрооптических устройствах широкого назначения.

Формула изобретения

1. 6-Алкил-2-(4-цианофенил)-5,6,7,8-тетрагидрохинолины общей формулы

оШУсн

CLJ Лп

где п - целые числа от 3 до 8,

в качестве компонентов жидкокристаллического материала для электрооптических устройств.

2. Жидкокристаллический материал для

злектрооптических устройств, включающий жидкокристаллические вещества, выбранные из классов: производных бифенила, циклогексана, диоксаиа, пиримидина, пиридина, алкил(алкокси)фениловых эфиров алкил{алхокси)-бензойиых кислот и транс-циклогексанкарбоновых кислот, ал- килфениловых эфиров п-(4-алкил-транс-цик- логексил)-бензойнойкислоты,

п-(4-алкил-трзнс-циклогексил)-фениловых эфиров 4-алкил-транс-циклогексанкарбоновой кислоты, и вещество, изменяющее температуру прояснения, отличающийся тем, что, с целью повышения температуры прояснения, в качестве вещества, изменяющего температуру прояснения, материал содержит 1-6 б-алкил-2-(4-цианофенил)- 5,6,7,8-тетрагидрохинолинов общей формулы

Си пН2п

OL/oV-CN

где п - целые числа от 3 до 8, при следующем соотношении компонентов. мас.%: 6-алкил-2-(4-цианофенил)-5,6,7,8- тетрагидрохинолины приведенной формулы 3,0-50,0; жидкокристаллические вещества - остальное.

Изобретение касается жидкокристаллических 5,6,7,8-тетрагидрохинолинов, в частности 6-алкил- 2-(4-цианофенил)-5,,8-тетрагидрохинолинов общей формулы, спнгг 1 , где п - целые числа от 3 до 8 - компонентов жидкокристаллического материала для электрооптических устройств. Цель - создание нового жидкокристаллического материала с повышенной температурой прояснения. Синтез новых 5,6,7,8-тетрагид- рохинолинов ведут из 2-(4-бромфенил)-б-ал- кил-5,6,7,8-тетрагидрохинолинов и Cu2(CN)a 2 при кипячении в среде N-метилпирролидо- на с последующей обработкой реакционной смеси водным раствором . Выпавший осадок фильтруют, промывают водой и растворяют в бензоле. Бензол отгоняют, осадок перекристаллизовывают из этанола. Температуры фазовых переходов: NC-N, °С; брутто-формула; выход, %: а) 102; 97,6; С19Н2о№; 64; б) 84, 89; C20H22N2; 59; в) 96,2; 98; C2iH24N2; 61; г) 69; 97,3; С22Н2б№; 67; д) 67; 98,1; СгзН28№; 57; е) 65,9, 93,8; С24Нзо№; 64. Эти новые производные 5,6,7,8-тетрагидрохинолинов входят в жидкокристаллический материал в количестве 3-50 мае. %, остальное - жидкокристаллические вещества. Последние выбраны из классов: производных бифенила цик- логекеана диоксана, пиримидина, пиридина, алкил(алкокси)-фени/говых зфиров алкил(алкокси)-бензойных кислот и транс-циклогексанкарбоновых кислот, ал- килфечияовых эфиров 4-{4-алкил-тране-Ц лк- логексил)-бензойнойкислоты, 4-(4-алкш -транс-циклогексил)-фениловых эфиров 4-алкил-транс-циклогексэнкарбоно- вой кислоты В этих материалах достигается повышение температуры прояснения до 65,9-101,2°С против 62,1-75,5°С для известного жидкокристаллического материала. 2 с.п, ф-лы, 4 табл. XI 4 Ю Ю КЭ

CnVl

Монотропный переход

Таблица 1

Таблица 2

Монотропный переход.

Пример

Известный состав ЖКН, нас.

Интервал не- 1 матиц.фэзы,°С|

C3H7X6VxgKN C5Hn- OVKg -CN

20

30 С Н9 СО - с5 -ОСгН5 25

C6Hn- COCHgi -OCjH5 5 CjH. , ,„

CjH.- -CNto

C5HM- SVXO -CN, ,5

-16-63,0

14-75,5

С7Н|5-©- Щ$-сы

2П

СзН7- СОО- §)-ОСгН5,5

CuHg-CXOO- -OtjHsю

СвН13-О О- @ьОСгН5 5

С5мп-О© сгн55

C5H,,-(gKOH§ -CN

to1720

C3H7-O%CN CsH,,

CjHv-OcoO- CjH ,o

Ci,H9-(I -COO- g -OCzH510

HtsOCQO- -OCjHsto

- CSH,,-(gbCN

c3h7 X§ -p-c2H5 з СтН,5-О%см

10

10

C3H7- 3V -CN

10

.

-1-5-5.0- ,.i.

Пример

Предлагаемый состав ЖКМ, масД

Интервал не- матич,фаэы,С

6-63,0

сзнЮЙЦ5 -сн

CjH,,,

20

-7-92,5

14-75,5

4-62,1

CN3°

C HfO-cOO- g -OCjH525

c6H,j- coo- 2 -oc2H515

CjH7-Og)-C2H5,0

СзНчЛОЙЧЗК 15

С-/Н15- §И -СМ20

С3Н7-ОсоО-©ЬОСгН515

с Н5-О-СОО- § -ОСгН5io

С6Н,л- СОО-@ -ОСгН5ts

C5H,,- X§h -C2H55

C5Ht1- § - - -CN °

CsH7-Q V-CN17

C5H7- %CN20

с3н7Осо(И5 -с1н1 I0

СцН9- соо-Оосгн510

CtHuOcOO-OOCtHs10

C,H,,4g -CN10

сзН7- -сгн5з

-8-90,1

-7-68,2

C7H,

10

СцНэ- ф-CN5

C6H,r % §KN5

C7Hi5-@h@bCN5

N

CeHn- H -CN5

C5H7-O-©-C2 520 CsHv-O-CiHu- -CjHs

10

-М-,}

СцН,-О%©-СМ

10

C5H,,X%XgbCN

1 5

12

jH7-O©-OCj,H5

/

сцн9- - § -см з ceH, . г

CsH,,- -CN10

C7H15- - -CN

15

гп5

10

-31-65,3

С-Н9 СОО- -ОСгН5 Ю

10 20 5

CjH7 ю

i

IC7H15- SH -CN. N

C3H7-O -cN

C5H,,

C.5-OixCN

СбН„- @-ос6Ни

С Н7- СгНц- § -СгН5 20 С6Н„-СН© Р -С1(Н9 а CjH7-Og -COOXgbCjH7 j

-33-63.7

C H9-Og4 CN C7Hl5lDSM CN c8HI7t3gjXO -CN

c3H7-O@.C2Hs

С3Н7-О-СгНц- -СгН5 C H9-O% g -CN С5Н„

Л

5 5 S 5

20 10

to

8

7

C5HirCHЈ©-CN CsHn-O OCjHT 5

Г

(ХдЬосгн5 и

C,,H9-T3©i- -CNJ

CaHn-Qg -cNг

C5HlrC°Mg -CN

C-Hl5-C - -CN,5

C3H7O §bOcjHs ю CHH9-C COOHg -OC,Hs to

CsH,,-(

сэ«тО- -СгН5

CSH,, CsHn-O@MO)-CH

to

20

-22-86,1

-27-«8.2

ClH« Of|L©-CN

C3H7 -%CN

C5H K -CN8

.2

СбН,- ОС6Н„5

с,н7Осгн«г©-сгн$

CsHo-O c H,8

CjH 7 O -COO- -C 3H7j

sHJoo-( нгэ-©-(Ч(Јэ

NHH§O- H«3 «-©-1§О-„Н1Э

нэ- И§СХ«Н9Э

М ЈНдО-иН Э

г кн-98N3- ght§O- -HC0

01

гб-sвнЪ- -О неэ

МЭ-©-(§О-0Н9Э

« т8о-«н«Э(

N3 @1§O-6H 0 N3-@- O-tHt3

инЪ-О §К ин5э ш мэ-©- §Уоо О-6н э

01

01

01

01 Ч

г9-гЈ8

01 из- -чнЪ-О нЪ Sl «нъ- §хо-4нсэ

0ЈND-©Mg -UHsa

ю т§О-«н

01 8НгЭО-(§)- НгЭнО-Цн3э

01 внгэо- - н1э 1н1э

zi нсзОооо-СК -н э

Ј iH 3-Oooo- g -O -HcD

s 5нгоо- о -О Ј3 02 н э- -О- н э

01

Ј U-9I«01

i 89-8loiND- %-iH

01кэ- -ф-ооз-ф-б и

84НЪ § §К НСЭ

SiO- gK liHsD

о 1Чэ- о - 1нгХ1)-ин9э

515нгэ К нЕз

4D- g - -Oi-H ;D

еб

Z9-Zfof

МОч

01

Ю-@)-((.0

sHJ00- § -f HzO-O-uHsO

01 внгэо-@ - 1нгэ- -нЈо zi i-Ht3-O-ooo-OO -Hto

с f-Heo-O-°0:)-©KD Hl:

13

1749221

14

„DK890 S5.