2-4-(4-транс-алкил-3-метилциклогексил)-фенил5-(4-транс алкилциклогексил)пиридины в качестве компонентов жидкокристаллического материала и жидкокристаллический материал для электрооптических устройств

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕС,РЕСГУ КЛИК 1и:-Ч к .к с. ГОСУДАРСТВЕННО ВЕДОМСТВО ССС ГОСПАТЕНТ ССС ЕНТ 1 ОЕ-гк ккк,. БРЕТ естве компоматериалов тв, Цель-сонного класса териала с бола нематичеотображениянаружного прило бензоколон ерерабнения, н ганическои с-ал килэнс-алкил ощим жид и предназв качестве ского мате еским ма устройств 2-4-(4- енил 1-5 Заявленные тилциклогексил)ф клогексил) пирид турную формулу (-3-меилци анс-алк -транс-а ют общу ны име рукСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(21) 4617049/04 (22) 19,12.88 (46) 15.12.92. Бюл. М. 46 (71) Московское научно-производственное объединение "НИОПИК" (72) А.И.Павлюченко, Н,И.Смирнова, Л,А,Карамышева, К.В,Ройтман, И.Ф,Агафонова, П,П,Дахнов, Р.Х,Гейвандов и В.Ф,Петров (56) Авторское свидетельство СССР М 1710556, кл. С 07 О 213/06, 1987. (54) 2-4-(4-ТРАНС-АЛКИЛ-МЕТИЛЦИКЛОГЕКСИЛ)ФЕНИЛ 15 (4-ТРАНС АЛКИЛ ЦИКЛОГЕКСИЛ)ПИРИДИНЫ В КАЧЕСТВЕ КОМПОНЕНТОВ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА И ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ (57) Изобретение касается производных пири- дина, в частности соединений общей ф-лыС. С н где п 1=2 или 4; п=З или 5, в ка,3нентов жидкокристаллическидля электрооптических устройздание нового вещества указадля жидкокристаллического млее низким пределом интерваИзобретение относится к ор химии, точнее к новым ".-4-(4-тра метилциклогексил)фенил)-5-(4-тр циклогексил) пиридина ь облада кокристаллическими свойствами наченными для использования компонентов жидкокристалличе риала, а также к жидкокристалли териалам для электрооптических(51)5 С 07 О 213/06, С 09 К 19/ ской фазы. Синтез ведут реакцией, например, 1-акрилоил-(4-транс-пропил-метилцеклогексил)бензола с 1- Р-транс-бутилциклогексилэтиленилпипе ридином с последующим добавлением спирта, воды, гидрохлорида гидроксиламина, НС и кипячением, После отгон ки растворителя остаток разбавляют водой, подщелачивают и экстрагируют бензолом для выделения целевого продукта, Значения и и п 1, т-ры (0 С) перехода; кристалл-смектик смектик-нематик, нематик-изотропная жидкость, а) 5 и 2,70, 145, 248, б) 3 и 4, 47, 181, 259. в) 5 и 4, 54, 200, 257, против (без СНз) г) 5 и 2, 68, 252, 307. Жидкокристаллический материал включает жидкокристаллические вещества, выбран нь 1 е из ряда: производные бифенила, циклогексана, диоксана, пиримидина, пиридина, алкил(алкокси)фениловыхэфиров алкил(алкокси)бензойных кислот и/или транс-циклогексанкарбоновых кислот, оснований Шиффа, дикетонов, и от одного до трех веществ ф-лы(5-30 мас,;) как компонента для снижения пределов интервала нематической фазы с (-10)+39) до (-16)+41)С, 2 с,п. ф-лы, 4 табл. тки ииформкциипример, для таб-, ан нГОл ол Ио Я Я л 4 л111 СО л1 11 11 111 11 11 -- 11 11 1С 11 СЕ 1 С Г1 11 1 1 1 1 11 1 1(Ч 11 нннн й С ио о о о о о о о ф30 1781214 29 Таблица 4 Электрооптические свойства ЖКМ а н и е.-Л П- оптическая анизотропия Ля- диэлектрическая анизотропия,Пр тавитель М,Меркуловаред М.Моргентал Корректор С Редакто аказ 4252 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10Сс(2 агг-ф 0)ф г 03где гп=2, 4, п=З, 5,Целью изобретения является изыскание жидкокристаллических и роизводн ыхпиридина, обеспечивающих снижение нижнего предела интервала нематической фазыи материалов с более низким нижним пределом интервала нематической фазы, 10Данное изобретение иллюстрируетсяследующими примерами,П р и м е р 1, Получение 2-4-(4-трансал кил-метил цикл огексил)фен ил)-5-(4-транс-ал килциклогексил) пиридинов. 152-4-(4-Транс-пропил-метил циклогексил)фен ил)-5-(4-транс-бутил циклогексил)пиридин,1,1. 1-Акрилоил-(4-транс-пропил-метил-циклогексил)бензол. 20Смесь 0,13 мол 1-ацетил-(4-транс-пропил-З-метилциклогексил)бензола, 0,13 молгидрохлорида диметиламина, 0,22 мол параформа, 25 мл изопропилового спирта и0,02 мл соляной кислоты кипятят 8 часов, 25охлаждают, отгоняют растворитель в вакууме. остаток разбавляют 100 мл абсолютногоэфира и фильтруют. Осадок гидрохлорида1-(3-диметилами напра пионил)-4-(4-транспропил-метилциклогексил)бензола растворяют в 200 мл воды, подщелачивают 5%водным раствором гидроокиси натрия дорН 8 и экстрагируют хлористым метиленом,Органический слой сушат сульфатом натрия, фильтруют. К полученному раствору 351-(3-диметиламинопропионил)-4-(4-транспропил-метилциклогексил)бензола при температуре 10-15 и перемешивании прикапывают 0,15 мол йодометана и оставляютреакционную смесь в темноте на сутки, Выпавший осадой йодметилата 1-(3-диметиламинопропионил)4(4-транс-пропил-метилциклогексил)бензола отфильтровывают, промываютхлористым метиленом, Осадок суспендируютв смеси 220 мл Н 20 и 360 мл хлористого метилена и при интенсивном леремешивании и прикомнатной температуре прибавляют в течение15 минут раствор 6,4 г едкого калия в 60 млводы, Через 10-15 минут исчезает осадок, Органический слой отделяют, водный экстрагируют (2 раза по 50 мл) хлористым метиленом,Органические экстракты обьединя)от: промывают водой, сушат )ча 2 ЯО, фильтруют черезЯ)025/40(Ь З см), добавляют гидрохинон иотгоняют растворитель в вак,уме, Остаток, не 55перекристаллиэовывая, направляют на следующую стадию,1,2, 2-4-(4-Транс-п)опип-(м етилциклогексил)фенил-(4-тра( "-бу 1 илцклогексил)пиридин. Смешивают при температуре 0 С.О,ОЗ мол 1-а крилоил-(4-транс-пропил-метилциклогексил)бензола с 0,03 мол 1- Р-(4- транс-бутилциклогексил)этиленил)-пипери дина. Смесь выдерживают при комнатной температуре 2 часа, добавляют 90 мл спирта, 10 мл Н 20, 0,14 мол гидрохлорида гидроксиламина, 5 мл соляной кислоты и кипятят 8 часов. Отгоняют 2/3 обьема растворителя, остаток разбавляют 150 мл воды и подщелачивают до рН 8 водным раствором соды. Органический слой экстрагируют бензолом, промывают бензольный экстракт водой до нейтральной реакции промывных вод, сушат сульфатом натрия и фильтруют через слой 31025/40 (г)-3 см), Из фильтрата отгоняют растворитель и остаток очищают перекристаллизацией из ацетона и гексана, Аналогично получают другие соединения формулы 1, Температуры фазовых переходов и элементный анализ этих соединений представлены в табл,1,Сравнительные данные по температурам фазовых переходов новых соединений и известных представлены в табл,2. Из представленных данных видно, что новые соединения имеют значительно более низкие нижние пределы интервалов нематической фазы, чем известные соединения,П р и м е р 2, Получение жидкокристаллического материала по изобретению0,2 г (20 мас,%) С 0 Н 7-(ЙЩ-СК0,10 г (16 мас.%) С аН 9 Й-С)1)О 22 г (22 мас.%) С 5 Н(1 Н 0-СЫ0,07 г (7 мас.%)СНу-(Й-ДО-С 2 Н 50,25 г (25 мас,%) СьНи ф-СгНЬи ч,(10 юа ,н, За 7 гг 0 а 0 Б 11 нн(ч 7помещают в сосуд, нагревают до температуры 100 С, тщательно перемешивают, охлаждают и получают готовый к употреблению ЖКМ с интервалом нематической фазы от (-)25 С до 79,3 С.Аналогично получают другие ЖКМ по примерам 3-20. Составы по изобретению, интервалы нематической фазы ЖКМ по примерам 2-20 приведены в табл,З, Там же, для сравнения, приведены составы по извест 1781214ным компонентам, интервалы нематической фазы ЖКМ, в которых новые соединения заменены на равное количество известных соединений - примеры 2 аа,Из представленных в табл.З сравнительных примеров видно, что всякий раз замена известного соединения на новое соединение, согласно предложенному изобретению, приводит к снижению нижнего предела интервала нематической фазы от (-)10-39 С до -16-41 С, При снижении концентрации новых соединений (5 мас,о) - пример 18 - их влияние на значение нижнего предела интервала нематической фазы становится несущественным. При этом нижние пределы интервалов нематической фазы ЖКМ по примерам 18 а и 18 сравнимы и равны соответственно -11, -11 С. При повышении концентрации новых соединений (30 мас,о) - пример 20 - повышается нижний предел интервала нематической фазы. При этом нижние пределы интервалов нематической фазы ЖКМ по примерам 20 а и 20 равны соответственно -5, -6 С. Предложенные ЖКМ, кроме низких нижних пределов интервалов нематической фазы, обладают также широкими интервалами нематической фазы, что позволяет с успехом использовать их в электрооптических устройствах широкого назначения.Таким образом, заявляемые 24-(4- транс-алкил-метил циклогексил)фен ил- (4-транс-алкилциклогексил)пиридины имеют более низкие нижние пределы интервалов нематической фазы, чем известные 2-4-(4-транс-алкил циклогексил)фен ил)-5-(4 -транс-алкилциклогексил)пиридины. Изобретение, по сравнению с прототипом, позволяет снизить нижний предел интервалов нематической фазы ЖКМ для электрооптических устройств от (-)10+)39 С до (-)16-)- (41 "С.В табл,4 приведены сравнительные электрооптические свойства ЖКМ, включающих известные соединения и новые соединения (ЖКМ по примерам 2 и 2 а взяты из табл,З), На снижение нижнего предела интервала нематической фазы ЖКМ не влияет взаимное соотношение между жидкокристаллическими вещестзами.Из представленных данных видно, чтоЖКМ по прототипу и новый ЖКМ имеют весьма близкие характеристики. Таким образом, преимущество новых ЖКМ заключа ется в более низких нижних пределахинтервалов нематической фазы, а по.другим свойствам они не уступают известным ЖКМ,Формула изобретения 1. 2-4-(4-Транс-алкил-метилциклогек сил)фенил-(4-транс-алкилциклогексил)пиридины общей формулы 1 П 2% 15 В 2 аИ п 1=2,4п = 3, 5,при следующем соотношении комптов, мас,о/О:2-4-(4-Транс-ал кил-метилциклогексил)фенил)-5-(4 транс-алкилциклогексил)пиридиныЖидкокристаллическиевещества н45 5-30 Остальноегде п 1=2, 4; и = 3. 5, в качестве компонентов жидкокристаллического материала. 20 2. Жидкокристалический материал для электрооптических устройств, включающий жидкокристаллические вещества, выбранные из ряда производных бифенила, циклогексана, диоксана, пиримидина, пиридина, 25 алкил(алкокси)фениловых эфиров, алкил(алкокси)бензойных кислот и/или транс-циклогексанкарбоновых кислот, оснований Шиффа и дикетонов, и вещество, изменяющее интервал нематической фазы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения нижнего предела интервала нематической фазы. в качестве вещества, изменяющего интервал нематической фазы, используют от одного до трех 2-4-(4-транс-алкил-ме тилциклогексил)фенил)-5-(4-транс-алкилци клогексил) пиридина формулы где щ =2,4;Спн 2 п 1 СО) 1 Г) - СЧ СЧ СЧ СО сО Ю СО СО СО 222 ойдо в о о 1781214-11.н11111 1 1 1 1оц 11 1 О Ли -СЧЛЛСЛ О СЗ ВЭсЧ см сч м сч м сО - сс ссЧ сЧ.ОаО сч сЧ СЧ сЧ сЧ щбм . сч - а О -о илсбл1781214 14 м л Ю СОл Сл СО л 1о о о С- ГАВ с о о м ос лЪ ЛСЭ Х ) нтн н н хнн