Производные 1,4-диаминоантрахинон-2-карбоксамида в качестве дихроичных красителей для жидких кристаллов

Производные 1,4-диаминоантрахинон-2-карбоксамида в качестве дихроичных красителей для жидких кристаллов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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