Производные 1,4-диаминоантрахинон-2-карбоксамида в качестве дихроичных красителей для жидких кристаллов
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Производные 1,4-диаминоантрахинон-2-карбоксамида общей формулы О ТЗНг О тину ши , к - . aлкилJ if - водород, метил, фенил, i :В качестве дихроичных красителей для жидких кристаллов. с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЖТВУ
О 14Н
О ЪКЯ где.лр / i или
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ COOP
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPblTMA (21 ) 3470212/2 3-05 . (22) 14.07.82 (46) 15.12.83. Бюл. Р 46 (72) И.A. Иостославский, В.Д. Пара- монов, Я.Б. Штейнберг, Л.Л. Ивонина, В.Г. Румянцев, А.В. Иващенко и Л.К. Тарыгина .(53) 668 ° 743 ° 54(088.8) (56) 1, Патент Великобритании 9 2011940, кл. С 09. К 3/34, опублик. 1980.
2. Патент Великобритании
В 2024844, кл. С 09 К 3/34, опублик. 1980., (54) ПРОИЗВОДНЫЕ 1,4-3HANHHOAHTPA
ХИНОН-2-КАРБОКСАИИДА В КАЧЕСТВЕ .ДИХРОИЧНЫХ КРАСИТЕЛЕЙ ДЛЯ ЖИДКИХ
КРИСТАЛЛОВ.,.SuÄÄ 54 А
ЩВ 1С 09 В 1/16 //.С 09 К 3 34 (57) Производные 1,4-диаминоантрахинон-2-карбоксамида общей формулы
P - С4-С -,алкил, Р - водород, метил фенил
:в качестве дихроичных красителей для жидких кристаллов.
1060654
Изобретение относится к химии антрихиноновых красителей, в частности к новым производным 1,4-диаминоантрахинон-2-карбоксамида общей формулы .О БН
СОМНАЛ(О NHR
А(цля
R - С4-С%-алкил,  — водород, метил, фенил, пригодных в качестве дихроичных кра. сителей для жидких кристаллов.
Известны дихроичные красители— функциональные производные 1,4-дизамещенных антрахинона. Дихроичные красители общей формулы где Х вЂ” арил, алкил, обладают незначительной степенью упорядоченности (S 0,39-0,71) и невысокой интенсивностью поглощения света, что не позволяет получить хо- рошую контрастность изображения электрооптических устройств $1) .
Другие аналогичные по строению и применению дихроичные красители ,ряда антрахинонов общей формулы где Х - окси-, нитро-, амино-, алкиламино-, ариламиногруппа или атом хлора, п — 1,2,3 имеют достаточно хорошую степень упорядоченности в жидких кристаллах ((Б 0,5-0,65), однако их максимум поглощения не превышает 595 нм P) .
Для ряда применений, например по. лучения смесовых черных дихроичных красителей, необходимы вещества, обладающие более высокой степенью упорядоченности и более глубокой си ней окраской.
Целъю изобретения является создание дихроичных красителей, которые превосходили бы цветовые аналоги по степени упорядоченности в жидкокристаллических материалах, а также по глубине окраски.
Поставленная цель достигается новой химической структурой производных 1 4-диаминоантрахинон-2-карб= оксамида общей формулы (1), которая обеспечивает высокую степень упорядоченности 0,63- 0,72) и воэможность варьировать глубину окраски.
Соединения общей Формулы (1) могут быть получены известными способами. При вэа(лмодействии хлоранГидрида 1-амино-4- нитроантрахинон-2-кар10 боновой кислоты с соответствующими ариламинами и последующим восстановлением образовавшегося амида, получают красители общей формулы (1), в которых .R — водород. (При взаимодействии 1-амино-2-антрахинонкарбоновой кислоты, содержащей в положении 4 соответствующий заместитель.RNH, с РС6 или хлористым тионилом, а затем полученного хлорангидрида с алкилариламином формулы RArNHZ получают красители общей формулы .(1), в которой
R"- метил или фенил.
П ример 1. 1 r (0,00314
r-моль,) хлорангидрида 1-амино-4-нитроантрахинон-2-карбоновой кислоты и
5 r (0,0335 г-моль) 4-буТиланилина размешивают в течение 1 ч при %0 С в 10 мл хлорбензола. Образующийся осадок отфильтровывают, промывают
3%-ным раствором соды до бесцветных промвод, затем водой. Полученный осадок суспендируют в 10 мл этанола, к суспензии добавляют 2,4 r
SnCI4 и 3 мл концентрировайной HCP.
35 Суспензию нагревают при раэмешивании до 60 С, размешивают полчаса,, о после чего нагревают до 70 С и при этой температуре пропускают воздух до тех пор, пока цвет раствора не
40 изменится от красного .до синего.
Осадок образовавшегося 1, 4-диаминоантрахинон-, 2- (М(4-бутилфенил)) карбоксамида отфильровывают. Краситель очищают методом колоночной хрома45 тографии (окись алюминия, элюент:толуол-ацетон 9:1). Выход хроматографически очищенного красителя 0,56 r (34%), считая на исходный хлорангидрид 1-амино-4-нитроантрахинон-2-карбоновой кислоты. T. пл. 167169иС.
Найдено, %: С 72,12; Н 5,48;
В 10,11.
C2% "23 N3 3
Вычислено, %. С 72,62; Н 5,60; 55 N 10,15.
QK-спектр (в таблетках КВг), см :
1536, 1629; 1667; 2860; 2925; 3270;
3390; 3410 (плечо).
Жидкокри(„таллический материал с
60 добавкой 1,4-диаминоантрахинон-2"p(4-бутилфенил g -карбоксамида по лучают смешением точных навесок известного жидкокристаллического вещества ЖК 807 (смеси N-алкил- и ал65 коксицианбифенилов) — 95% и красите1060654 ля — 5% ° Полученный жидкокристаллический материал помещают в электрическую ячейку, состоящую из двух прозрачных стенок с прозрачными электродами и ориентирующими слоями из поливинилового спирта. Толщина жидкокристаллического материала 10 мкм, исходная ориентация планарна или заключена на 90 ("твист-структура").
При подаче переменного напряжения
5 В на ячейку, ориентация длинных 10 осей молекул жидкого кристалла меняется на гомеотропную, при этом исходная ориентация ячейки меняется.
Определенные в X(K-807 параметры, ха- рактеризующие 1,4-диаминоантрахи- $5 нон-2 (и(4-бутилфенил) -карбоксамид .. как д 1хроичный красйтель приведены в таблице.
Там же приведены параметры, определенные в ЙК-807, для красителей общей формулы (I).
Пример 2. 1г (0,00314 r-моль) хлорангидрида 1-амиНо-4-нитроантрахинон-2-карбоновой кислоты и 1 r (0,00395 г-моль)
4-гексил-4-бифениламина размешивают в течение 2 ч при 60ОC в 10 мл хлорбензола в присутствии 1 г (0,00944 г-моль) соды. Хлорбензол отгоняют с водяным паром, полученный осадок отфильтровывают, промывают
3%-ным раствором соды до бесцветного фильтрата, затем водой. Отсасывают пасту 4-гексилбифениламида
1-амино-4-нитроантрахинон-2 карбоновой кислоты, смачивают ее 1-2 мл этанола, приливают 36 мл(0,114 г-моль)
20%-ного раствора Na S, нагревают до 90 С и выдерживают 4 ч. Отфильтровывают, промывают горячей водой до нейтральной реакции по универсаль- 40 ной индикаторной бумаге, сушат. Очищают хроматографически на окиси алюминия (элюент толуол-ацетон 9:1).
Выход 0,455 г (20%).
Найдено, %:.С 76,28; Н 6,12; 45
N 8,23. с H (Neo
Вычислено: С 76,57; Н 6,04;
N 8,12..
ИК-спектр (в таблетках KBr), см з 50
1536; 1629; 1662; 2860; 2925; 3270;
3390; 2410 (плечо).
Пример 3. 10 г (0,0034 r-моль) 1-амино-1-метиламиноантрахинон-2-карбоновой кислоты размешивают. со 100 г сухого бензола и .0,75 r (0,0036 r-моль) пятихлористого фосфора при комнатной температуре. Фильтруют, промывают сухим.. бензолом. Полученную пасту вносят в 100 мл хлорбензола и добавляют
4 r (0,0268 r-моль) 4-бутиланилина.
Размешивают в течение 1 ч при 60ОC.
Хлорбензол отгоняют с водяным паром.
Осадок фильтруют, просеивают 3%-ным раствором соды до бесцветного фильтрата, затем водой, отсасывают, сушат. Выход хроматографически очищенного (окись алюминия, элюент — толуол-ацетон 9:1) 4-бутилфениламида
1-амино-4-метиламино-2-антрахинонкарфоновой кислоты и 0,32 г (22%).
Т. „ 187-188 С.
Найдено, %: С 72,87, Н 5,73, N 9,82.
С Рб Н qyNqAy
Вычислено, %: С 73,04, Н 5,89, N 9,83.
ИК-спектр (в таблетках KBr), см
1536, 1629, 2,860, 2925, 3270, 3390, 3410 (плечо), Пример 4. 10 г (0,079 r-моль) 1-амино-4-фениламиноантрахинон-2-карбоновой кислоты размешивают со 100 г сухого бензола и 7,5 r (0,0360 г-моль) пятйхлористого фосфора при комнатной температуре, затем 1 ч при 60-70 С.
Охлаждают, фильтруют, промывают сухим бензолом.
Полученную пасту вносят s 100 мл хлорбензола и добавляют 40 г (0,268 г-моль) 4-бутиланилина. Размешивают в течение 1 ч при бООС.
Хлорбензол отгоняют с водяным паром. Образовавшийся после отгонки
: хлорбензола осадок отфильтровывают, промывают 3%-ным раствором соды до бесцветного фильтрата, затем водой, отжимают, сушат. Выход очищенного на колонке из окиси алюминия (элюент толуол-ацетон 9:1)
1-амино-4-.фениламиноантрахинон-2— pN(4-бутилфенил)) - карбоксамида
4,Ú6 г (32% ) . Т. nq 172-173О С.
Найдено, %: С 76,33, Н 5,32;
N 8.,52.
С 3(Н2Т N ) ОЗ
Вычислено, %: С 76,21, Н 5,57, N 8,60.
ИК-спектр (в таблетках KBr), см"
1536; 1630; 1930; 2860; 3270.; 3440 °
;Пихроичные:. свойства производных
1,4-диамйноантрахинон-2-карбоксамида, в KK-807, приведены в таблице.
Из таблицы следует, что предлагаемые дихроичные красители обладают повышенной степенью упорядоченности в жидких кристаллах (0,630,72) повышенной глубиной синего цвета и большим видимым контрастом изображения. Это позволяет улучшить свойства существующих жидкокристал лических устройств и открывает воз можность создания устройств с но выми потребительскими свойствами.
1060654
Максимум поглощения
Степень ориейта ции
Цвет ячейки
Формула соединения
МЮ ° без напряже- при подаче ния напряжения.о мн, / 3
9 614 0,72 Синий
Q ЗН1
Бесцветный.CGA ф9 638 0,70 То же
То же
Е цН9
640 0,63
О ЪЯ
0,71
О 0Н?
Составитель Т. Калинина
Редактор Т, Колб Техред А.Вабинец. Корректор:А. ИльинЗаказ 9965/27 Тираж.6У9 - Подписное
Вниипи Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4