JP2018193488A - 安定剤化合物、液晶組成物および表示素子 - Google Patents
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- 0 Cc1c(*)c(N*)c(C=Cl)c(*)c1* Chemical compound Cc1c(*)c(N*)c(C=Cl)c(*)c1* 0.000 description 4
- NSHQLXYBKIULBT-UHFFFAOYSA-O CC(C)(CC(CC1(C)C)OC([NH2+]C(O)=O)=O)N1I Chemical compound CC(C)(CC(CC1(C)C)OC([NH2+]C(O)=O)=O)N1I NSHQLXYBKIULBT-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
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Abstract
Description
すなわち、本発明は、一般式(I)
で表される化合物を有する液晶組成物用添加剤を提供する。
また、一般式(I)で表される化合物は、合成の簡便さ及び液晶組成物との相溶性の観点から、一般式(I−67)〜一般式(I−109)で表される化合物であることが好ましい。
また、一般式(I)で表される化合物は、液晶組成物との相溶性の観点から、一般式(I−110)〜一般式(I−157)で表される化合物であることが好ましい。
本発明において、一般式(I)で表される化合物は、以下のようにして製造することができる。勿論本発明の趣旨及び適用範囲は、これら製造例により制限されるものではない。
一般式(I)のうち、RI1nとRI2n(n=1〜5)が互いに等しい化合物、すなわち、RI11とRI21、RI12とRI22、RI13とRI23、RI14とRI24及びRI15とRI25がそれぞれ同じ基を表す化合物を一般式(I−a)と表わす。以下式中、R1、R2、R3、R4及びR5は一般式(I)中のRI11とRI21、RI12とRI22、RI13とRI23、RI14とRI24及びRI15とRI25とそれぞれ同じ意味を表す。
Ri1、Ri2、Ri3及びRi4はそれぞれ独立して炭素原子数1〜12のアルキル基を表し、該Ri1とRi2及び/又はRi3とRi4は互いに結合して環を形成してもよく、
Ri5、Ri6、Ri7及びRi8はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1〜12のアルキル基を表し、RII5とRII6及び/又はRII7とRII8がアルキル基を表す場合、該RII5とRII6及び/又はRII7とRII8は互いに結合して環を形成してもよく、
niは0又は1を表し、
miは1〜6の整数を表し、Miは1〜6価の有機基を表し、Miの価数はmiが表す数と同じ数であり、Ri0、Ri1、Ri2、Ri3、Ri4、Ri5、Ri6、Ri7、Ri8及びniが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。)
Rii1、Rii2、Rii3及びRii4はそれぞれ独立して炭素原子数1〜12のアルキル基を表し、該Rii1とRii2及び/又はRii3とRii4は互いに結合して環を形成してもよく、
niiは0又は1を表し、
tは1から4を表し、Uは環構造を形成する2×t価の有機基を表し、Rii0、Rii1、Rii2、Rii3、Rii4、Rii5、Rii6、Rii7、Rii8及びniiが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。)
一般式(i)及び一般式(ii)において、Ri0及びRii0は液晶組成物との相溶性の観点から、水素原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数1〜20のアルコキシ基又は炭素原子数2〜20のアルケニル基であることが好ましく、炭素原子数1〜12のアルキル基、炭素原子数1〜12のアルコキシ基又は炭素原子数3〜12のアルケニル基であることがより好ましい。アルキル基、アルコキシ基又はアルケニル基は直鎖状又は分子状であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。製造の簡便さから、水素原子又は炭素原子数1〜5の直鎖状のアルキル基であることが特に好ましい。また、光劣化防止能を高めるには水素原子又は水酸基であることが好ましく、水素原子であることが特に好ましい。
Sp1、Sp2及びSp3はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数1〜10のアルキレン基を表し、該アルキレン基中に存在する1個又は2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して−O−、−S−、−CH=CH−、−C≡C−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−OCF2−又は−CF2O−に置換されてもよい。
Aは
から選ばれる基を表す。)
で表される構造であることが、液晶組成物との相溶性および保存安定性を高めるためには好ましい。
また、一般式(i)で表される化合としては、以下の一般式(i−1)で表される化合物であることが好ましい。
miSが2を表す場合、一般式(i−1)で表される化合物は、一般式(i−2)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(i−2)中、RH1及びRH2は、水素原子であることが特に好ましい。アルキル基である場合は炭素原子数1から8であることが好ましく、炭素原子数1から5であることが好ましく、炭素原子数1から3であることが好ましく、炭素原子数1であることが更に好ましい。
一般式(i−2)中、Mは炭素原子数1から15のアルキレン基を表すが、液晶組成物へ与える粘性や自身の揮発性を考慮すると、Mは炭素原子数2から10のアルキレンが好ましく、炭素原子数4から8のアルキレンが好ましく、炭素原子数6又は8のアルキレンが好ましい。
具体的には、一般式(i−24)、一般式(i−26)及び一般式(i−28)で表される化合物が挙げられる。これらの式中のRH1及びRH2は先述のとおりである。
一般式(i−3)中、RH3、RH4及びRH5は、水素原子であることが特に好ましい。アルキル基である場合は炭素原子数1から8であることが好ましく、炭素原子数1から5であることが好ましく、炭素原子数1から3であることが好ましく、炭素原子数1であることが更に好ましい。
Spii1は単結合又は炭素原子数1から12のアルキレン基を表し、アルキレン基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−又は−C≡C−により置き換えられていてもよく、
Aii1はそれぞれ独立して
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)及び
(c) ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられても良い。)
からなる群より選ばれる基であり、上記の基(a)、基(b)及び基(c)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子、塩素原子、メチル基又はメトキシ基で置換されていてもよく、Rii11は水素原子、炭素原子数1から12のアルキル基又は一般式(i−e)
で表される基を表し、Rii11中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−、−S−、−COO−、−OCO−、−CO−、−CH=CH−又は−C≡C−により置き換えられてもよく、
nii1は0又は1を表し、piiは0、1又は2を表すが、piiが2を表す場合、複数存在するSpii1及びAii2はそれぞれ独立して同一であっても異なっていてもよい。)
また、 一般式(I)で表される化合物を含有する組成物は、更に、ヒンダードフェノール系の化合物を含有することがこのましい。ヒンダードフェノール系の化合物は一般式(H1)で表される化合物が好ましい。
Myは炭素数1から15のアルキレン基(該アルキレン基中の1つ又は2つ以上の−CH2−は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−に置換されていても良い。)、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2CF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−、−C≡C−、単結合、1,4−フェニレン基、トランス−1,4−シクロヘキシレン基を表し、1,4−フェニレン基は任意の水素原子がフッ素原子により置換されていても良く、lは2〜6の整数を表す。)
一般式(H1)で表される酸化防止剤としては、以下の一般式(H1−I)
aH2は0、1又は2を表し、
MH21は
(a) トランス−1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−又は−S−に置き換えられてもよい。)、
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)、及び
(c) 1,4−ビシクロ(2.2.2)オクチレン基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、又はクロマン−2,6−ジイル基
からなる群より選ばれる基を表すが、上記の基(a)、基(b)又は基(c)に含まれる1つ又は2つ以上の水素原子はそれぞれフッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又は塩素原子で置換されていても良く、aH2が2を表しMH21が複数存在する場合、複数存在するMH21は同一であっても異なっていても良く、
ZH21は単結合、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−COO−又は−OCO−を表すが、aH2が2を表しZH21が複数存在する場合、複数存在するZH21は同一であっても異なっていても良い。)
一般式(H1)及び一般式(H2)で表される化合物として具体的には、一般式(H−1)から一般式(H−4)で表されることが好ましい。
一般式(H−4)中、MH4は炭素原子数1から15のアルキレン基(該アルキレン基中の1つ又は2つ以上の−CH2−は、酸素原子が直接隣接しないように、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−に置換されていてもよい。)、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2CF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−、−C≡C−、単結合、1,4−フェニレン基(1,4−フェニレン基中の任意の水素原子はフッ素原子により置換されていてもよい。)又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表すが、炭素原子数1から14のアルキレン基であることが好ましく、揮発性を考慮すると炭素原子数は大きい数値が好ましいが、粘度を考慮すると炭素原子数は大き過ぎない方が好ましいことから、炭素原子数2から12が更に好ましく、炭素原子数3から10が更に好ましく、炭素原子数4から10が更に好ましく、炭素原子数5から10が更に好ましく、炭素原子数6から10が更に好ましい。
一般式(H−1)から一般式(H−4)中、1,4−フェニレン基中の1個又は非隣接の2個以上の−CH=は−N=によって置換されていてもよい。また、1,4−フェニレン基中の水素原子はそれぞれ独立して、フッ素原子又は塩素原子で置換されていてもよい。
一般式(H−1)から一般式(H−4)中、1,4−シクロヘキシレン基中の1個又は非隣接の2個以上の−CH2−は−O−又は−S−によって置換されていてもよい。また、1,4−シクロヘキシレン基中の水素原子はそれぞれ独立して、フッ素原子又は塩素原子で置換されていてもよい。
更に具体的には、例えば、式(H−11)から式(H−15)が挙げられる。
(実施例1)化合物(I−1−1)の製造
GC−MS:m/z 148.09 [M+]
(化合物(S−3−1)の製造)窒素雰囲気下、撹拌装置、温度計、冷却管を備えた反応容器に、化合物(S−2−1)(20g)と3−ベンジル−5−(2−ヒドロキシエチル)−4−メチルチアゾリウムクロリド(1.8g)のエタノール(90ml)溶液を入れ、室温下撹拌しておき、そこにトリエチルアミン(5.6ml)を加えた。その後、加熱還流下7時間撹拌し、室温に冷却した後、水(200ml)と酢酸エチル(200ml)をゆっくり加えた。有機層と水層を分け、得られた水層から酢酸エチル(200ml)で抽出し、有機層を合わせ、飽和食塩水(200ml)で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下濃縮したところ、褐色オイル化合物(I−3−1)(19g)を得た。
GC−MS:m/z 296.18 [M+]
(化合物(I−1−1)の製造)窒素雰囲気下、撹拌装置、温度計、冷却管を備えた反応容器に、化合物(S−3−1)(19g)のTHF(80ml)/メタノール(20ml)溶液を入れ、氷冷下撹拌した。そこに、水素化ホウ素ナトリウム(1.5g)を、水素の発生に気をつけながら、ゆっくり加え、さらに1時間撹拌した。飽和塩化アンモニウム水溶液(100ml)をゆっくり加え、有機層と水層を分け、得られた水層からヘキサン(80ml)/THF(80ml)で抽出し、有機層を合わせ、飽和食塩水(200ml)で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下濃縮し、得られた残渣にトルエン(20ml)/ヘキサン(20ml)を加えて懸濁状態で洗浄し、濾取したところ、無色結晶化合物(I−1−1)(11g)を得た。
GC−MS:m/z 298.19 [M+]
(実施例2〜実施例135)
実施例1と同様の反応、および必要に応じて公知の方法に準拠した方法を用いて、実施例2(化合物(I−2−1))〜実施例135(化合物(I−105−3))を製造した。
GC−MS:m/z 266.15 [M+]
(化合物(S−7−1)の製造)大気下、撹拌装置、温度計、冷却管を備えた反応容器に、化合物(S−6−1)(16g)と酢酸パラジウム(II)(1.2g)及び臭化銅(II)(1.2g)のジメチルスルホキシド(120ml)溶液を入れ、120℃下6時間撹拌した。室温になるまで冷却した後、水(200ml)と酢酸エチル(200ml)をゆっくり加えた。有機層と水層を分け、得られた水層から酢酸エチル(200ml)で抽出し、有機層を合わせ、飽和食塩水(200ml)で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧下濃縮したところ、褐色オイル状化合物(S−7−1)(12g)を得た。
GC−MS:m/z 301.17 [M−18+]
(実施例137〜実施例247)
実施例136と同様の反応、および必要に応じて公知の方法に準拠した方法を用いて、実施例137(化合物(I−110−1))〜実施例247(化合物(I−145−3))を製造した。
B:95〜98%
C:95%以下
耐光VHR:液晶組成物に対して、厚さ0.5mmのガラスを介して超高圧水銀ランプを用いて紫外線を180J/m2照射する。紫外線照射後の液晶の電圧保持率を上述のVHR測定と同様の方法で測定する。但し、照射強度は366nmで0.1W/m2とした。評価は以下の3段階で行った。
B:75%以上〜90%未満
C:75%未満
相溶性:液晶組成物に、実施例1〜247で得られた化合物のいずれかを500ppm添加した際の溶解の様子を目視で3段階評価した。
B:わずかに溶解せず分離している
C:一部溶解せず分離している
保存安定性:液晶組成物を−20℃で1週間保存し、析出物の有無を目視で3段階評価した。
B:わずかに白濁が見られる
C:析出物が明らかに確認できる
(実施例248)液晶組成物の調製−1
以下の組成からなるホスト液晶組成物(H)を調製した。
実施例中の組成例を、測定した特性は以下の通りである。
耐光VHR:A
相溶性:C
保存安定性:C
(実施例249〜実施例494)
以下、実施例248と同様にして、実施例2〜実施例247で製造した化合物を用いて、実施例249〜実施例494の測定を行った結果を以下に示す。
比較例として、母体液晶(H)に対し、特にさらなる化合物を添加することなく特性を測定した結果は以下の通りである。
耐光VHR:C
保存安定性:A
この結果から、本願発明の化合物は、液晶組成物の光による劣化を防止する効果があることが分かる。
(比較例2)
母体液晶(H)に対し、化合物(R−1)を500ppm添加し、測定を測定した結果は以下の通りである。
耐光VHR:A
相溶性:B
保存安定性:C
(比較例3,4)
以下、比較例2と同様にして、比較例3,4の測定を行った結果を以下に示す。
Claims (11)
- 一般式(I)
(式中、RI11、RI12、RI13、RI14、RI15、RI21、RI22、RI23、RI24及びRI25はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ペンタフルオロスルフラニル基、ニトロ基、イソシアノ基、アミノ基、メルカプト基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、トリメチルシリル基、ジメチルシリル基、チオイソシアノ基又は炭素原子数1〜20のアルキル基を表し、該アルキル基中に存在する1個又は2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−、−C≡C−、−Si(CH3)2−、トランス1,4−シクロヘキシレン基、1,4−フェニレン基又はナフタレン−2,6−ジイル基で置換されてもよく、アルキル基中の1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立してハロゲン原子又はシアノ基で置換されていてもよいが、RI11、RI12、RI13、RI14、RI15、RI21、RI22、RI23、RI24及びRI25の全てが水素原子を表すことはない。)
で表される化合物を有する液晶組成物用添加剤。 - 一般式(I)において、RI11とRI21、RI12とRI22、RI13とRI23、RI14とRI24及びRI15とRI25がそれぞれ同じ基を表す請求項1に記載の液晶組成物用添加剤。
- 一般式(I)において、RI11とRI21、RI12とRI22、RI13とRI23、RI14とRI24及びRI15とRI25から選ばれるいずれか一つ以上の組が異なる基を表す請求項1に記載の液晶組成物用添加剤。
- 一般式(I)において、RI11、RI12、RI13、RI14、RI15、RI21、RI22、RI23、RI24及びRI25から選択される1個又は2個以上の基がフッ素原子を表す請求項1から3のいずれか一項に記載の液晶組成物用添加剤。
- 一般式(I)において、RI11、RI12、RI13、RI14、RI15、RI21、RI22、RI23、RI24及びRI25から選択される1個又は2個以上の基が炭素原子数4〜20のアルキル基を表す請求項1から4のいずれか1項に記載の液晶組成物用添加剤。
- 一般式(I)において、RI11、RI12、RI13、RI14、RI15、RI21、RI22、RI23、RI24及びRI25から選択される1個又は2個以上の基が、その基中に、トランス1,4−シクロヘキシレン基、1,4−フェニレン基又はナフタレン−2,6−ジイル基を有する基を表す請求項1から5のいずれか一項に記載の液晶組成物用添加剤。
- RI11、RI12、RI13、RI14及びRI15から選択される2個以上の基がハロゲン原子、シアノ原子又は炭素原子数1〜20のアルキル基を表すか、及び/又は、RI21、RI22、RI23、RI24及びRI25から選択される2個以上の基がハロゲン原子、シアノ基又は炭素原子数1〜20のアルキル基を表す請求項1〜6のいずれか一項に記載の液晶組成物用添加剤。
- 請求項1に記載の一般式(I)で表される化合物。
- 請求項8に記載の化合物を含有する組成物。
- 更に、一般式(i)及び一般式(ii)
(式中、Ri0は水素原子、水酸基、−O・、又は炭素原子数1〜20のアルキル基を表し、該アルキル基中に存在する1個又は隣接していない2個以上の−CH2−は、それぞれ独立して−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−、−C≡C−、−Si(CH3)2−、トランス1,4−シクロヘキシレン基、1,4−フェニレン基又はナフタレン−2,6−ジイル基に置換されてもよく、Ri0中の1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子又はシアノ基で置換されていてもよく、
Ri1、Ri2、Ri3及びRi4はそれぞれ独立して炭素原子数1〜12のアルキル基を表し、該Ri1とRi2及び/又はRi3とRi4は互いに結合して環を形成してもよく、
Ri5、Ri6、Ri7及びRi8はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1〜12のアルキル基を表し、RII5とRII6及び/又はRII7とRII8がアルキル基を表す場合、該RII5とRII6及び/又はRII7とRII8は互いに結合して環を形成してもよく、
niは0又は1を表し、
miは1〜6の整数を表し、Miは1〜6価の有機基を表し、Miの価数はmiが表す数と同じ数であり、Ri0、Ri1、Ri2、Ri3、Ri4、Ri5、Ri6、Ri7、Ri8及びniが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。)
(式中、Rii0は水素原子、水酸基、−O・、又は炭素原子数1〜20のアルキル基を表し、該アルキル基中に存在する1個又は隣接していない2個以上の−CH2−は、それぞれ独立して−O−、−S−、−CO−、−CO−O−、−O−CO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−、−C≡C−、−Si(CH3)2−、トランス1,4−シクロヘキシレン基、1,4−フェニレン基又はナフタレン−2,6−ジイル基に置換されてもよく、Rii0中の1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子又はシアノ基で置換されていてもよく、
Rii1、Rii2、Rii3及びRii4はそれぞれ独立して炭素原子数1〜12のアルキル基を表し、該Rii1とRii2及び/又はRii3とRii4は互いに結合して環を形成してもよく、
niiは0又は1を表し、
tは1から4を表し、Uは環構造を形成する2×t価の有機基を表し、Rii0、Rii1、Rii2、Rii3、Rii4、Rii5、Rii6、Rii7、Rii8及びniiが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。)
で表される化合物群から選択される化合物を一種又は二種以上含有する請求項9に記載の組成物。 - 請求項9又は10に記載の組成物を使用した表示素子。
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