6-алкил-2-(4-цианофенил)-5,6,7,8-тетрагидрохинолины в качестве компонентов жидкокристаллического материала для электрооптических устройств и жидкокристаллический материал для электрооптических устройств

 

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-тетрагидрохинолинов ведут из 2-(4-бромфенил)-б-алкил-5,6,7,8-тетрагидрохинолинов и Cu2(CN)a 2 при кипячении в среде N-метилпирролидона 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 циклогекеана диоксана, пиримидина, пиридина , алкил(алкокси)-фени/говых зфиров алкил(алкокси)-бензойных кислот и транс-циклогексанкарбоновых кислот, алкилфечияовых эфиров 4-{4-алкил-тране-Ц лклогексил)-бензойнойкислоты, 4-(4-алкш -транс-циклогексил)-фениловых эфиров 4-алкил-транс-циклогексэнкарбоновой 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ общей формулы, с нгм < О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4280283/04 (22) 07,07,87 (46) 23.07.92. Бюл, М 27 (72) А. И. Павлюченко, В. Ф, Петров и М, Ф.

Гребенкин (56) Авторское свидетельство СССР

М 675800, кл, С 07 D 213/57, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N 1302684, кл. С 09 К 19/42, 1985. (54) 6-АЛКИЛ-2-,(4-ЦИАНОФЕНИЛ)-5,6,7,8ТЕТРАГИДРОХИНОЛИНЫ В КАЧЕСТВЕ

КОМПОНЕНТОВ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ЭЛЕКТРООПТИЧ ЕСКИХ УСТРОЙСТВ И

ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

ДЛЯ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ (57) Изобретение касается жидкокристаллических

5,6,7,8-тетрагидрохинолинов, в частности 6-алкил2(4-цианофенил)5,6,7,8-тетрагидрохиноли нов где и — 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-тетрагидрохинолинов ведут из 2-(4-бромфенил)-6-апкил-5,6,7,8-тетрагидрохинолинов и Cu2(CN)2

Изобретение относится к новым производным 5.6,7,8-тетрагидрохинолина, конкретно к

6-алкил-2(4-цианофен ил)5,6,7.8-тетрагидрохинолинам общей формулы

CbH2h+1 СМ (1).

БЫ, 1749221 А1 (я)5 С 07 0 215/12, С 09 К 19/34 при кипячении в среде N-метилпирролидона с последующей обработкой реакционной смеси водным раствором NH4OH. Выпавший осадок фильтруют, промывают водой и растворяют в бензоле. Бензол отгоняют, осадок перекристаллизовывают из этанола.

Температуры фазовых переходов: Nc-q, С; брутто-формула; выход. %: а) 102: 97,6;

C19H20N2 64; б) 84, 89; C20H22N2: 59; в) 96,2, 98; С21Н24Н2; 61, г) 69, 97,3, С22Н25Й2: 67: д)

67; 98, 1; C23H28N2; 57; е) 65,9; 93,8:

C24H30N2; 64. Эти новые пройзводные

5,6,7,8-тетрагидрохинолинов входят в жидкокристаллический материал в количестве

3 — 50 мас. %, остальное — жидкокристаллические вещества. Последние выбраны из классов: производных бифенила, .циклогексана, .диоксана, пиримидина, пиридина, алкил(алкокси)-фениловых эфиров алкил(алкокси)-бензойных кислот и транс-циклогексанкарбоновых кислот, алкилфениловых эфиров 4-(4-алкил-транс-циклогекбил)-бензойной кислоты, . 4-(4-алкил- ранс-циклогексил)-фениловых эфиров 4-алкил-транс-циклогексанкарбоновой кислоты. В этих материалах достигается повышение температуры прояснения до

65,9 — 101,2 С против 62,1 — 75,50С для известного жидкокристаллического материала. 2 с.п. ф-лы, 4 табл. где n — 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

4Р

55 жидкокристаллическими свойствами, и

ЖКЧ на их основе с повышенной температурой прояснения, Пример 1. Синтез 6-гептил-2-(4-цианофенил)-5,6,7,8-тетрагидрохинолина (!д), 1.1. 6-Гептил-2-(4-бромфенил)-5,6,7,8тет рагидрохинолин (IIp).

Смесь, состоящую из 0,3 моль 4-гептилциклогексанола и 0,1 моль хлоргидрата Рдиметиламино-4-"ðîì-и ропиофенона, нагревают в колбе с обратным холодильником 1 ч при 160 С. Реакционную смесь охлажда.от, вылива от на 150 мл воды и экстрагируют бензолом. Экстракт промывают 1 -ным раствОрОм соляной кислоты, водой, сушат Na2SOà Бензол и избыток

4-гептилциклогексанона отгоняют в вакууме, Остаток разбавляют 350 мл ацетонитрипа, добавляют 0,3 Mons xnopruppaTa гидроксиламина и кипятят реакционную смесь 8 ч, Отгоняют из реакционной смеси

2/3 обьема, разбавлшот остаток 200 мл воды, подщелачивают до рН 8 и экстрагируют бензолом. Экстракт промывают водой, сушат г1а2504 л Ьильтруют через слой SiOz ,h = 2 см., I 5/40), Из фильтрата отгоняют бензол, остаток перекристаллизовывают из ацетона, выделяют 8,9 r (2370) соединения (lI). Аналогично получают другие (lla-е), представленные в табл. 1.

1,2. 6-Гептил-2-(4-цианофенил)-5,6,7,8тетрагидрохинолин (1д).

Смесь О 01- моль 6-гептлл-2-(4-бромфенил)-5,6,7,8-тетрагидрохинолина, 0,006 моль Cur(CMQ и 5 мл N-метилпирролидона кипятят при перемешивании 4 ч. Охлажда от, разбавляют 20 мл водного раствора

NH4OH и перемешивают при комнатнол температуре 3 ч. Осадок отфильтровывают, промывают водой и растворяют в бензоле.

Бензольный раствор сушат Na>SO< и фильтруют через слой SIOg (h = 2 см, 1 5/40), besl3on отгоняют, ocraTGK перекристаллизовывают из зтанола, Выделяют 1,88 r (57 о) соединения (Ip). Аналогично получены другие (1а-е), представленные в табл. 2.

Спектр ПМР (д, мд,, CCI<); 8,1 д(2Н, J = 8,5

Гц, Hx); 7.,7 д (2Н, J = 8,5 Гц, Н2в); 7.46 с, (2 Н, HPy), .Сравнительные данные по температурам фазовых переходов и интервалам нематической фазы ATM для известных

5-алкил-2-(4-цианофенил)-пиридинов (Ш) и и редл агаемых 6-алкил-2-(2-циа нофенил)5,6,7,8-тетрагидрохинолинов (1) представлены в табл. 3.

Пример 2, Получение ЖКМ.

0,2 r (20 мас.7,) 6-пропил-2-(4-цианофенил)-5,6,7,8-тетрагидрохинолина, 0,3 r (30

40 мас. Я 6-пентил-2-(4-циа нофе нил)-5,6,7,8тетрагидрохинолина, 0,25 r (25 мас.%) 4этоксифенил-4-транс-бутилциклогексилкарбоксилата, 0,15 r (15 мас. Д) 4-этоксифенил4-транс-гексилциклогексилкарбоксилата, 0,1 г (10 мас. g 2-(4-(4-транс-пропилциклогексил)-фенил)-5-этил пиридина помещают в сосуд, нагревают до 90 С, тщательно перемешивают, охлаждают и получают готовый к употреблению ЖКМ с интервалом нематической фазы от -7 до 86,1 С, Аналогично получают другие ЖКМ по примерам 3-11, Составы ЖКМ и интервалы нематической 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 (I) заменены на равное количество соединений (III) (примеры 2а — 11а).

Примеры 8 и 11 — сравнительные, из которых следует, что при повышении содержания соединений (I) (больше 500 0) повышается нижний предел интервала нематической фазы (примеры 11а и 11). Сни> ение содержания соединения (1)(меньше

3,07ь) не оказывает существенного влияния на температуру прояснения (примеры 8а и

8).

Таким образом, предлагаемый ЖКМ лмеет более BblcoKóþ температуру прояснения (65,9-101,2 С), чем известный (62,175,5 С). Кроме того, и редла гаем ы и Э КМ обладает широким интервалом нематической фазы, что позволяет использовать его в электрооптических устройствах широкого назначения.

Формула изобретения

1, 6-Ал кил-2-(4-цианофенил)-5,6,7,8-тетрагидрохинолины общей формулы где n — целые числа от 3 до 8, в качестве компонентов жидкокристаллического материала для электрооптических усгройств.

2, Жидкокристаллический материал для злектрооптических устройств, включающий жидкокристаллические вещества, выбранные иэ классов: производных бифенила, циклогексана, диоксана, пиримидина, пиридина, алкил(алкокси)фениловых эфиров алкил(ал кокси)-бензойных кислот и транс-циклогексанкарбоновых кислот, апкллфениловых эфиров и-(4-алкил-транс-циклогексил)-бензойной кислоты, п-(4-ал к ил-тра нс-ц и кло ге ксил)-ф е н ил о в ы х эфиров 4-алкил-транс-циклогексанкарбоно1749221 вой кислоты, и вещество, изменяющее температуру прояснения. отличающийся тем, что, с целью повышения температуры прояснения, в качестве вещества, изменяющего температуру прояснения, материал содержит 1-6 6-алкил-2-(4-цианофенил)5,6,7,8-тетрагидрохинолинов общей формулы и 2пй где n — целые числа от 3 до 8, 5 при следующем соотношении компонентов, мэс, 7,: 6-алкил-2-(4-цианофенил)-5,6,7,8тетрагидрохинолины приведенной формулы 3,0 — 50,0; жидкокристаллические вещества — остальное.

Таблица 1

П Д+1

Таблица 2

31 оп+1 е х ° Ти-1 с

I с

Брутто-Формула с

Вычислено, Ъ

Найдено, Соедн- п нение (1) Выход, с н

3 64

97,6

98,0

97.,3

98,1

93,8

Ф

Монотропный переход

59

61

67,0

57

102

84

96,2

69,0

67

65;9

82>40

82,76

82,79

82,69

83,08

83,11

7,11

7,83

8,01

8,34

8,56

8,67

c4i} яеоие

Сао}}та Не

С„Н 4«}

С 2.2 И с 4 Н 1

231 се

Су4 Н ъо«}е

82,85 7,95

82,97 8,23

83,09 8,49

83,24 8.73

3 749221

Принер

Инврвлл неиатич.фазы,"С

-29-74,3 5

5а

СвН9+0«QO-СН

С61 1«ФООС1ч

C „Н15 @ -©-СН

СВ Н Г1 0 - 0)- С N

-22-8611

СИН9-(OO QO.CN

СВН15 ф-(О - С«1

О

С5Н11-(: -©-С««

CzH15+O -© CN

6а

-31-65,3

"27-69,2,, С6Н11-(@-НСЬ

7в

-33-63,7

-32-65,9

C 5H11 OCN

С7Н15 О CN

6Н13 фМ@ОСВН1« аН7 (СМ2НИ (0 -Сгнб

Принер Известнын состав ВИН, нас.г

С«Н7ООО-Сгнг 20

СзН ОСгНИ-©-С 2Н, СИН 9 QO«-©-СМ

С5Н11 OQO=QO)-СгН5

С5Н11";)-ф -",0}- С«1

»оттво»

С 5Н11О.©= 50)- С 2Н 6

C3Hz o) ОС 2Н5

I «Н7-(< } ОС 1,О

С4 Н9-(3-СОО-ДО-ОС Н

СВН „ Д-©-««С Ь

СЗН2 О-©-С,Н, го

C5H1,1ф-ффС«3

СВН11 OQO- CN

С5Нц-()ЩО«н с3нг 1П

1C 7 H 1S O.Q0-CN

5H 7 0 CN С6Н1«ОООСОЗ-СИН9 В

С«Н7-() ©-СОО с3.С«Н7 3

Гцодолвемие табл, 4 т

Греллагвеный состав lfKK, нас.в Интервал ненатнч.фазы,нС

CC4H9130j&OCN 5

С6 1з 0 О СН

С "1 О ©.CN

СВН17 ©©-CN

С«Н.1" ЯО)-СгН 29

СзнгОсгнц-© СгН5 с4Н ©-©.сн

С5Н„-(ЯОН©-С,Н5 !

14

С,Н„-(фМО ;CN

CsH11 QQO OC3HZ 5

С5Н11-QÎO-Я3-сгн5 . В

С«Н«О-(0 -ОСгН5 12

С4Н9 О О СМ 3 сбн«г-(ф)л -CN

О

С9Н1 -(«-Qo-CN 19

N"

С.,Н„- «-(OO-C36

С«Нг С © ОСг" ь 1ю

С„НВ Д-СООО«-ОСгН5 с5нг-Д ©=сгн6 2а

1

С5Н11 .. н(э«-(0«-CM

C6H„ O -СК 5

ВНЕ С Щ3О-С,Н 19 т

Сгн15 О O C««

СЗН7О фсй 7

С5Н1 О Ф CN

CzH1s O)) CN 6Н15-ИФ © ОС6Н!3

СФ г(3 гни©-С2Н6 29

C6Hg QQ0 gQ-СМН9 . C5Hz ЯО) СОО О«-С«Н7 3

1749221

Проволиение табл

Интервал неиатич.фазы, С с,н, С5Н11 9

«32-62,7

-32-62)9

С,Н70"ДО О)-С1! сзн7О(Я c2Í5

С5"3tt О-С2Нс! © СН

C 5 H ! « <©-С! с,н11 . (oO-с!

C5H7 ч )- О- О)-С,Н, СзН7

Сзн 10 с ню-к3-соо.©Qo-сн

5! )11

С5Н11 4 с н - - 0-cN

t«t с,н, o„docs

-16-68, !

10 -8-92,2

10 с,н„ о-©-сн

СзН7 C ©" ф-С,Н5

"-зн7 . Й-Qo-ск

СИН9 О

1Юа

-16-71,3

1О

-6-!01,2

l0 сзн7 О О С2Н5

20

С 3 Н7 О-"«00 =OC,Н

Сзн7 -(03-ОС2Н5

Пример Известный состав,МКИ, иас.2

7а СзН7 ()т«ДО-СОО )-Сзн7

C3Н,,i (-СОО-(СзН7

СЗН7-« -С2Н!! ©-ОС2Н5 !О с,н„ щ.©О-с5н„

С5Н11-1,, !.С2Н«1-©-ОС2Н5

С7 Н15 -б -QO-CN

1 сзН !! Я -(00-сз!

С 3 Н 7-« )- 0}-С 2 Н 5

СЬН О С2НЦ Coo-CN !О

СзН tl ) 0 QO СзН7

С,Н,-Q-QO О СзН, Сй!19-(. -СОО-©-© CN !0 с5н!1-(Кс3) " ЗО- с 5í!1 с )«,) ô"Ç " сзн7 Q! «007 С2Н5 30

С 5 Н11ит . ©(07- С,Н 5

Сзн7 Q (01 0)-С2Н5

5 !! 1 i © (0)-О) С5Н7 10

Сзн7-фЪ-©-СН

Н

C!t H 930 0

N 9

С5Н!1-@3 ©=СИ

C6H»g0>(ООС7Н15-фЪ-©-С!., с,н,„-й-© CN

Интервал не- Пример Предлагаемый состав ККИ, иас.2 изтич.фазы, C

СзН « ) и 07 СОО сс,7-сзH7 3 с,н 7-ДОсооОсзн„12

СзН7-С;7-С2Н ЗОС2Н5

С5Н11С3 С2НИ 03-ОС2Н5 !Ю

8 7 13 О О С7з

С Н !

С 5Н11-©-©-с3 !,ю

СзН70,0)-ДО-С3

Сзн7 С© ф.СН

О О

0 СМ 10

C Н, О 0 СН !0

Сзн7-Π— ОО-С2Н5 30 С5ННQ O О)-C2Í5 !0

С5Н 1!,МЯ © 1-сзн, C5H11 О О СН

С6Н» 0 0-ù

О Осн

Свн о О си сзн7-()ДО-С2Н5