Brevet FR2040492A1 — publié le 19710122

L'invention a trait à un nouveau composé chimique, le carbonate de cholestéryle et de p-nonylphényle et son emploi comme stabilisant pour les compositions à cristaux liquides de phase cholestériqùe ainsi que les compositions stabilisées et 5 les objets fabriqués à partir de celles-ci. On connait depuis longtemps les matières à cristaux liquides (Po RÉINTXZER, Wiener Monatschr. Chemie 9,421 (1888) Une difficulté qui se présente avec les matériaux à 30 cristaux liquides de phase cholestériqùe réside dans le fait qu'ils, présentent, un intervalle'de changement de température relativement élevé,-avant les compositions de la présente invention, et qu'ils ont tendance à être instables et à cristalliser sous forme d'un solide vrai. Ce phénomène peut se produire en 35 quelques heures, ou bien il peut s'étaler sur quelques semaines mais, avant l'invention, oa ne connaissait pas de composition de ce type qui reste liquide pendant des années* 70 15928 2 2040492 La fabrication de carbonate de cholestéryle est bien connue des hommes de l'art au courant dè la technique des cristaux liquides.à phase choie s t érique. On fait réagir le chloro-formiate de cholestéryle soit en tant que réactif, soit à l'état 5 formé in situ par action dû phosgèïie sur lé cholestérol, avec la pyridine et un alcool ou un phénol, la réaction se poursuivant par suite de la formation de chlorhydrate de pyridine qui est insoluble dans le milieu réactionnelo On filtre le mélange réactionnel et on isole ensuite le carbonate à partir du filtrata 10 . Suivant la présente invention, on améliore la stabi lité des compositions à cristaux liquides de phase cholestériqùe en incorporant dans celle-ci une quantité efficace d'un carbonate de cholestéryle et de p-nonylphényle, composé qui est nou-veauo 15 _ Dans la mise en oeuvre de l'invention, on fait réagir . le chloroformiate de cholestéryle, Soit sous forme de réactif lui-même, soit 'à l'état formé in situ par réaction du phosgène avec le cholestérol, avec de ia pyridine et du p-nonylphénol, le chlorhydrate de pyridihe précipitant' et étant; éiiminé par 20 filtration. On isole ensuite le carbonate à partir du filtrat. La réaction chimique principale se déroulant est représentée par les équations suivantes : cH3ycaHi7 o c -o I ci chloroformate de cholestéryle C9H19 g II c p-nonyl- chlorhy-! phénol drate de 3 x Cg H47 Pyridine carbonate de . cholestéryle et de pv-nonylphényle. Ceci est illustré par l'exemple ci-aprèso 70 15928 3 2040492 Exemple 1 On équipe tin récipient en verre à trois tubulures, présentant des.rodages coniques standards, avec un condensateur à reflux, un agitateur et un entonnoir à robinet. On charge 5 dans le flacon une molécule-gramme de chloroformiate de cholestéryle (449,2 g) dissoute dans 800 cm3 de benzène. Par l'entonnoir à robinet,. on ajoute lentement, sous agitation constante, un mélange d'une molécule-gramme (220 g) de p-nonylphénol, 1 mo-lécule-gramme (79,1 g) de pyridine et 600 cm3 de benzène. Une 10 fois l'addition terminée, on chauffe le récipient à la température de reflux et on le maintient à cette température pendant une heure. Ensuite on refroidit le mélange réactionnel à la température ambiante. Au cours de l'addition et du chauffage subséquent, il se forme, par réaction suivant l'équation ci-dessus, 15 un solide à savoir le chlorhydrate de pyridine et on l'élimine du mélange réactionnel par filtration sous vide. Le filtrat comporte une solution benzénique du carbonate de cholestéryle et de p-nonylphényle désiré et on peut éliminer le benzène de la solution en fournissant de la chaleur et en faisant le vide pour ob-20 tenir, avec de bons rendements (environ 95 - 98%) le carbonate désiré, un liquide très visqueux,, jaune pSleD XI est bien enténdu qu'on peut remplacer les chloro-formiates d'autres matériaux B-hydroxystérals (autres que le cholestérol) à la place du chloroformiate de.cholestéryle de 25 l'exemple 1. Par exemple on peut utiliser le chloroformiate de stigmastéryle à la place du chloroformiate. de cholestéryle. EMPLOI DU CARBONATE DE CHOLESTERYLE ET DE P-NONYLPHENYLE On utilise le nouveau carbonate en 1'incorporant dans 30 des compositions à cristaux liquides de phase cholestériqùe» On peut le mélanger facilement avec n'importe lequel d'un grand nombre de composés qui sont connus pour présenter des cristaux liquides à phase cholestériqùe à des températures supérieures à environ 45*C. On peut se.reporter au brevet anglais 1 041 490 35 ligne 5 — 102, page 4 pour avoir une liste étendue (mctis non exhaustive) de composés utilisables dans la fabrication de telles compositions.» Le. nouveau carbonate est efficace lorsqu'on 70 15928 4 2040492 l'utilise en quantité aussi faible qu'environ 5% en poids de la composition stabilisée et on peut l'utiliser en quantités plus importantes jusqu'à environ 80% en poids, bien que, dans la plupart des cas, il n'y ait pas de raison particulière d'utiliser une quantité supérieure à environ 20%o Le nouveau carbonate ne change pas de couleur par lui-même et, dans le cas de compositions stabilisées comportant de grandes quantités de carbonate, l'observation est moins nette, du point de vue changement de couleur, qu'avec les compositions stabilisées avec des quantités moindres du nouveau carbonate» En particulier le nouveau carbonate est de loin plus efficace comme stabilisant contre la formation de solides vrais que son homologue voisin le carbonate de cholestéryle et de p-octylphényle0 Le carbonate d'octylphényle commence à cristalliser en solide vrai lors d'un repos pendant trois semaines mais le nouveau carbonate ne présente aucun signe de cristallisation par repos pendant une période de trois ans» Le tableau ci-après donne des exemples particuliers d'illustration de l'emploi du nouveau carbonate dans les compositions à cristaux liquides de phase cholestérique,,- TABLEAU I Ex-emple II III IV V VI VII VIII IX 20 20 , -60 94-95 Carbonate de Cholestéryle et de p-nonyl-phényle (%) 20 20 20 20 20 20 20 2,4-Di-chloro-Benzoa-te de Cholestéryle (%) 20 3,4-Di chloro Benz-oate de cholestéryle^) 17,5 20 20 30 20 Nonan- Carbo— oate nate de de cho-Choles-lesté— téry— ryle le (%) 40 42,5 30 20 20 ÎO et de p-n- Buto- xyphé- nyle m 20 20 30 40 30 50 70 Intervalle de températures de changement de couleur CC) 42-45 50-52 60-63 68-70 68-71 81-83 90-91 70 15928 5 2040492 Le 2,4 — dichlorobenzoate de cholestéryle fond à 128,5 - 129,5*C et donne tin liquide clair à 202*C» Le 3,4—dichlorobenzoate de cholestéryle fond à 150-157"C et donne un liquide clair à 185°Co Le nonanoate de cholestéryle fond à 79,3 - 80,0°C 5 et donne un liquide clair 91,8°C» Le carbonate de cholestéryle et de p-n»butoxyphényle fond à 113-115°C et donne un liquide clair à 160°Co On fabrique les compositions ci-dessus de la manière habituelle à savoir en mélangeant les composants indiqués dans 10 les quantités mentionnées avec un solvant convenable tel que le benzène ou lréther de pétrole et ensuite en formant une pellicule en versant le mélange sur une surface de façon à permettre au solvant de" s'évaporer laissant une strate d'environ 1-50 microns d'épaisseur» On peut aussi enrober les compositions dans 15 des capsules en matière plastique ou bien on peut donner à la strate la forme de capsule» Aucune des compositions du tableau ci-dessus ne présente la formation de solide-vrai pendant une année mais les compositions témoins, autrement dit les mêmes mais ne comportant 20 pas de carbonate présentent une formation de solide vrai en quelques heures ou quelques jours» D'autres exemples sont présentés au tableau XX d*où il ressort que des additions de crotonate de cholestéryle ou de benzôaté de cholestéryle abaissent et élargissent l'intervalle 25 de température de changement de couleur. Les pourcentages s'entendent en poids* - TABLEAU II Carbo ■ nate de 30 Choles Croto- Nona—. Ben- Chlo Tempéra téryle nate de noate zoa- rure ture et de p- Choles de te de de pour le Nonyl— téryle Choles Choles Choles vert Ex phényle (%) téryle téryle téryle 35 emple (%) (%) C%) C%) (°C> X 45,2 9,6 45,2 44 XI 41,6 16,8 41,6 37-39 XII 17,4 69,5 4,4 8,7 45-55 XIII 27,0 73,0 59-60 40 XIV 24,5 66,4 9.1 57-59 XV 21,6 58,4 20,0 50-56 XVI 20,8 56,1 23,1 45-55 70 1S928 6 2040492 Dans les exemples ci-dessus on suit le même processus que pour les exemples du tableau 1 sauf que la réponse de couleur au changement de température est notée en déterminant les températures auxquelles on observe le vert et en déterminant 5 ainsi approximativement l1intervalle complet de température pour le changement de couleur„ Dans chaque cas, on a fabriqué une composition stabilisée qui ne présente pas au cours d'une année la formation de solide vraie Bien que ce qui précède et les exemples se rapportent 10 au carbonate de cholestéryle et de p-nonylphényle, on suppose que, dans certaines circonstances, il sera possible d'obtenir des résultats essentiellement similaires avec d'autres composés voisins du point de vue structure et propriétés» Par exemple la double liaison en position 5 - 6 du cholestérol peut être satu-15 rée par de l'hydrogène ou des halogènes pour donner le cholestérol ou les halo-cholestanols et on peut penser que les carbonates correspondants préparés à partir de ces composés présentent des effets stabilisants similaires» Bien qu'on ait trouvé, comme mentionné ci-dessus, que le carbonate homologue voisin, le car-20 bonate de cholestéryle et de p-octylphényle ne présente pas le grand effet stabilisant du carbonate de nonylphényle, il est vraisemblable que le carbonate de décylphényle et le carbonate de undécylphényle présentent des effets similaires au carbonate de nonylphényl, composé nouveau, mais on n'a pas préparé ces 25 composés du fait qu'on ne disposait pas des alcoyl-phénols correspondants» On peut espérer aussi des résultats essentiellement similaires avec les dérivés méthyle ou autres alcoyles inférieurs du cholestérol ou du cholestanol» Les effets et avantages de l'invention en particulier 30 la stabilisation pour une période d'environ 6 mois ou davantage peuvent être obtenus en préparant et en incorporant en quantité efficace, dans une composition à cristal liquide de phase cholestériqùe un composé de formule. 70 15928 7 2040492 ch3 Rf— où la liaison / f?2 est choisie dans le groupe comprenant / V f I /Ç\ / / i chx h et h I A\& x 10 X représentant un halogène, R^ ton radical alcoyle aliphatique saturé comportant 9 à 11 atomes de carbone et R2 est choisi dans le groupe comprenant l'hydrogène et les radicaux alcoyles et alcényles comportant 1 à 10 atomes de carbone,. Ainsi il est évident que l'invention apporte une nouvelle classe de compositions à cristaux liquides de phase cholestériqùe qui, comme les compositions connues, trouveront des emplois dans des applications telles que des'dispositifs pour l'établissement de diagramme de températtire, des dispositfs pour établir la vitesse de cisaillement et dispositifs analogues». Bien qu'on ait décrit ton certain nombre de modes de mise en oeuvre de l'invention, il est bien entendu qu'on pourra apporter des changements et modifications sans sortir du cadre de la présente invention,, 70 15928 8 2040492 REVENDICATIONS 1«- Composition utilisable pour la stabilisation des compositions à cristaux liquides de phase cholestériqùe contre la formation de solide vrai, comprenant un composé caractérisé 5 par le fait qu'il présente la formule 0 fl c- où la liaison comprend I /C^C I H A / N { CHX H ou n CHX dans laquelle X représente un atome d'halogène et R^ est un radical alcoyle aliphatique saturé, comportant 9 à 11 atomes de carbone et R2 représente un atome d'hydrogène, un radical alcoyle ou alcényle comportant 1 à 10 atomes de carbone® 10 2.- Composition selon la revendication 1, caractéri sée par le fait que le composé est le carbonate de cholestéryle et de para-nonylphényle. 30- Procédé pour stabiliser les compositions à cristaux liquides contre la formation de solide vrai, ce procédé 15 étant caractérisé par l'opération d'incorporation, dans ladite composition, d'une quantité efficace de la composition selon la revendication 10 4.- Une composition à cristaux liquides de phase cholestériqùe stabilisée contre la formation de solide vrai, la 20 matière comportant 5 à 80% en poids de la matière selon la revendication 1® 70 15928 9 2040492 5 6o— Composition suivant la revendication 1 caractéri— 5 sée par le fait qu'on prépare la composition en faisant réagir le chloroformiate de chplestéryle avec la pyridine et le p-nonylphénolo