本願発明は特定の構造を有する化合物(以下、重合性化合物とも称する。)を提供し、併せて当該化合物を含有する重合性組成物、当該化合物を用いた樹脂、樹脂添加剤、オイル、フィルター、接着剤、粘着剤、油脂、インキ、医薬品、化粧品、洗剤、建築材料、包装材、液晶材料、有機EL材料、有機半導体材料、電子材料、表示素子、電子デバイス、通信機器、自動車部品、航空機部品、機械部品、農薬及び食品並びにそれらを使用した製品、重合性液晶組成物、当該重合性液晶組成物を重合させることにより得られる重合体及び当該重合体を用いた光学異方体を提供する。
本願発明の化合物は、下記一般式(I)で表される。
(式中、P1はラジカル重合、カチオン重合又はアニオン重合により重合する基を表し、k1は2から10の整数を表し、X1は−CH2−、−CO−、−CF2−、−COO−、−CO−S−、−CO−NH−、−CO−CH=CH−、−COO−CH=CH−、−CO−CH2CH2−、−COO−CH2CH2−、−CO−CH2−、−COO−CH2−又は単結合を表し、A1及びA2は各々独立して1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイル基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、ナフタレン−1,4−ジイル基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表すが、これらの基は無置換であるか又は1つ以上の置換基Lによって置換されても良く、A1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良く、Lはフッ素原子、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、シアノ基、イソシアノ基、アミノ基、ヒドロキシル基、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、置換されていても良いフェニル基、置換されていても良いフェニルアルキル基、置換されていても良いシクロヘキシルアルキル基、又は、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−が各々独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NR0−、−NR0−CO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−、−N=N−、−CR0=N−、−N=CR0−、−CH=N−N=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−(式中、R0は水素原子又は炭素原子数1から8のアルキル基を表す。)によって置換されても良い炭素原子数1から20の直鎖状若しくは分岐状アルキル基を表すが、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されても良く、又は、LはPL−(CH2CH2O)kL−XL−で表される基を表しても良く、ここでPLはラジカル重合、カチオン重合又はアニオン重合により重合する基を表し、kLは2から10の整数を表し、XLは−CH2−、−CO−、−CF2−、−COO−、−CO−S−、−CO−NH−、−CO−CH=CH−、−COO−CH=CH−、−CO−CH2CH2−、−COO−CH2CH2−、−CO−CH2−、−COO−CH2−又は単結合を表すが、化合物内にL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良く、Z1は−O−、−S−、−OCH2−、−CH2O−、−CH2CH2−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−OCO−NH−、−NH−COO−、−NH−CO−NH−、−NH−O−、−O−NH−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2CH2−OCO−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH2−COO−、−CH2−OCO−、−CH=CH−、−N=N−、−CH=N−、−N=CH−、−CH=N−N=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表すが、Z1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良く、m1は0から5の整数を表し、R2は水素原子、フッ素原子、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、シアノ基、ニトロ基、イソシアノ基、チオイソシアノ基、又は、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−が各々独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−によって置換されても良い炭素原子数1から20の直鎖状若しくは分岐状アルキル基を表すが、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されても良く、又は、R2は−X2−(OCH2CH2)k2−P2で表される基(式中、P2はラジカル重合、カチオン重合又はアニオン重合により重合する基を表し、k2は2から10の整数を表し、X2は−CH2−、−CO−、−CF2−、−OCO−、−S−CO、−NH−CO−、−CH=CH−CO−、−CH=CH−OCO−、−CH2CH2−CO−、−CH2CH2−OCO−、−CH2−CO−、−CH2−OCO−又は単結合を表す。)が、存在するZ1のうち少なくとも1つは単結合以外の基を表し、存在するA1及びA2のうち少なくとも1つは1,4−シクロヘキシレン基、ビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表すが、これらの基は無置換であるか又は1つ以上の置換基Lによって置換されても良い。)
一般式(I)で表される化合物は、上記構造を有するものであるので、屈折率異方性(Δn)を低い値とすることができる。本発明の化合物のΔnとしては、下限値は、0.01以上であることが好ましい。上限値は0.30以下であることが好ましく、0.25以下であることがより好ましく、0.20以下であることがより好ましく、0.10以下であることがより好ましく、0.08以下であることが特に好ましい。本発明の化合物は、Δn値を低く抑えることができるので、特に選択反射波長幅の狭いコレステリック構造を有するフィルム用の材料として好ましい。
一般式(I)で表される化合物は、Δnをより低下させる観点から、その構造中に含まれる芳香環の数が3つ以下であることが好ましく、1つ又は2つであることがより好ましい。また、分子内にZ1を介して隣接するA1同士及びA1とA2がともに芳香族環である部分構造を有さないことも好ましい。 一般式(I)で表される化合物は、上記構造を有するものであるので、コレステリック配向性を示す液晶組成物に添加した際に、該液晶組成物のコレステリック配向を阻害せず、良好に維持することができる。
一般式(I)において、P1及び存在するP2は各々独立してラジカル重合、カチオン重合又はアニオン重合により重合する基を表すが、各々独立して下記の式(P−1)から式(P−20)
から選ばれる基を表すことが好ましい。特に重合方法として紫外線重合を行う場合には、式(P−1)、式(P−2)、式(P−3)、式(P−4)、式(P−5)、式(P−7)、式(P−8)、式(P−11)、式(P−13)、式(P−15)又は式(P−18)が好ましく、式(P−1)、式(P−2)、式(P−3)、式(P−8)、式(P−11)又は式(P−13)がより好ましく、式(P−1)、式(P−2)又は式(P−3)がさらに好ましく、式(P−1)又は式(P−2)が特に好ましい。
一般式(I)において、k1及び存在するk2は各々独立して2から10の整数を表すが、合成の容易さ及び液晶性の観点から、各々独立して2から8の整数を表すことが好ましく、各々独立して2から6の整数を表すことがより好ましく、各々独立して2から4の整数を表すことがさらに好ましく、各々独立して2又は3がさらにより好ましく、各々3を表すことが特に好ましい。
一般式(I)において、X1は−CH2−、−CO−、−CF2−、−COO−、−CO−S−、−CO−NH−、−CO−CH=CH−、−COO−CH=CH−、−CO−CH2CH2−、−COO−CH2CH2−、−CO−CH2−、−COO−CH2−又は単結合を表す。原料の入手容易さ及び合成の容易さの観点から、X1は−CO−、−COO−、−CO−CH=CH−、−CO−CH2CH2−、−COO−CH2CH2−又は単結合を表すことが好ましく、−CO−、−COO−、−CO−CH2CH2−、−COO−CH2CH2−又は単結合を表すことがより好ましく、−CO−、−COO−又は単結合を表すことがさらに好ましく、−CO−又は単結合を表すことがさらにより好ましい。原料の入手容易さ及び合成の容易さに加えて化合物の溶媒への溶解性の観点から、X1に直接結合するA1で表される基が1,4−フェニレン基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、ナフタレン−1,4−ジイル基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表す場合には、X1は単結合を表すことが特に好ましい。また、X1に直接結合するA1で表される基が1,4−シクロヘキシレン基又はビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイル基を表す場合には、X1は−CO−を表すことが特に好ましい。
一般式(I)において、存在するX2は−CH2−、−CO−、−CF2−、−OCO−、−S−CO、−NH−CO−、−CH=CH−CO−、−CH=CH−OCO−、−CH2CH2−CO−、−CH2CH2−OCO−、−CH2−CO−、−CH2−OCO−又は単結合を表す。原料の入手容易さ及び合成の容易さの観点から、存在するX2は−CO−、−OCO−、−CH=CH−CO−、−CH2CH2−CO−、−CH2CH2−OCO−又は単結合を表すことが好ましく、−CO−、−OCO−、−CH2CH2−CO−、−CH2CH2−OCO−又は単結合を表すことがより好ましく、−CO−、−OCO−又は単結合を表すことがさらに好ましく、−CO−又は単結合を表すことがさらにより好ましい。原料の入手容易さ及び合成の容易さに加えて化合物の溶媒への溶解性の観点から、X1に直接結合するA2で表される基が1,4−フェニレン基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、ナフタレン−1,4−ジイル基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表す場合には、存在するX2は単結合を表すことが特に好ましい。また、X1に直接結合するA2で表される基が1,4−シクロヘキシレン基又はビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイル基を表す場合には、存在するX2は−CO−を表すことが特に好ましい。
一般式(I)において、A1及びA2は各々独立して1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイル基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、ナフタレン−1,4−ジイル基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表すが、これらの基は無置換であるか又は1つ以上の置換基Lによって置換されても良い。一般式(I)において、A1は複数存在してよいが、但し、存在するA1及びA2のうち少なくとも1つは1,4−シクロヘキシレン基、ビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表すが、これらの基は無置換であるか又は1つ以上の置換基Lによって置換されても良い。合成の容易さ、原料の入手容易さ及び液晶性の観点から、A1及びA2は、各々独立して無置換であるか又は1つ以上の置換基Lによって置換されても良い1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基又はナフタレン−1,4−ジイル基を表すことが好ましく、各々独立して下記の式(A−1)から式(A−16)
から選ばれる基を表すことがより好ましい。さらに加えて屈折率異方性の低さの観点から、存在するA1及びA2のうち少なくとも1つは上記の式(A−2)又は式(A−10)から選ばれる基を表し、残りは各々独立して上記の式(A−1)から式(A−7)及び式(A−10)から選ばれる基を表すことがさらに好ましく、存在するA1及びA2のうち少なくとも1つは上記の式(A−2)で表される基を表し、残りは各々独立して上記の式(A−1)から式(A−7)から選ばれる基を表すことがさらにより好ましく、存在するA1及びA2のうち少なくとも1つは上記の式(A−2)で表される基を表し、残りは各々独立して上記の式(A−1)から式(A−4)から選ばれる基を表すことが特に好ましい。
A1及びA2は、コレステリック液晶組成物を構成する観点からは、各々独立して上記の式(A−3)又は式(A−4)で表される基であることが好ましい。これは、本発明の化合物が環構造のラテラル位に置換基を有することで、コレステリック液晶組成物を構成した際に螺旋ピッチを巻きやすくなるためである。また、A1及びA2が、各々独立して上記の式(A−3)又は式(A−4)で表される基であれば、本発明の化合物の分子構造の対象性が低下し、液晶組成物に対する溶解性を向上できる。 一般式(I)において、Lはフッ素原子、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、シアノ基、イソシアノ基、アミノ基、ヒドロキシル基、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、置換されていても良いフェニル基、置換されていても良いフェニルアルキル基、置換されていても良いシクロヘキシルアルキル基、又は、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−が各々独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NR0−、−NR0−CO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−、−N=N−、−CR0=N−、−N=CR0−、−CH=N−N=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−(式中、R0は水素原子又は炭素原子数1から8のアルキル基を表す。)によって置換されても良い炭素原子数1から20の直鎖状若しくは分岐状アルキル基を表すが、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されても良く、又は、LはPL−(CH2CH2O)kL−XL−で表される基を表しても良いが、化合物内にL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良い。液晶性、合成の容易さの観点から、置換基Lはフッ素原子、塩素原子、ペンタフルオロスルフラニル基、ニトロ基、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、又は、任意の水素原子はフッ素原子に置換されても良く、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は各々独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−CO−O−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−から選択される基によって置換されても良い炭素原子数1から20の直鎖状又は分岐状アルキル基を表すことが好ましく、置換基Lはフッ素原子、塩素原子、又は、任意の水素原子はフッ素原子に置換されても良く、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は各々独立して−O−、−COO−又は−OCO−から選択される基によって置換されても良い炭素原子数1から12の直鎖状又は分岐状アルキル基を表すことがより好ましく、置換基Lはフッ素原子、塩素原子、又は、任意の水素原子はフッ素原子に置換されても良い炭素原子数1から12の直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基若しくはアルコキシ基を表すことがさらに好ましく、置換基Lはフッ素原子、塩素原子、又は、炭素原子数1から8の直鎖アルキル基若しくは直鎖アルコキシ基を表すことが特に好ましい。また、置換基LはPL−(CH2CH2O)kL−XL−で表される基を表しても良いが、PL、XL及びkLの好ましい構造は、各々一般式(I)中のP1、X1及びk1の好ましい構造と同一である。
一般式(I)において、Z1は−O−、−S−、−OCH2−、−CH2O−、−CH2CH2−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−OCO−NH−、−NH−COO−、−NH−CO−NH−、−NH−O−、−O−NH−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2CH2−OCO−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH2−COO−、−CH2−OCO−、−CH=CH−、−N=N−、−CH=N−、−N=CH−、−CH=N−N=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表すが、Z1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良い。但し、存在するZ1のうち少なくとも1つは単結合以外の基を表す。
特に保存安定性と液晶性のバランスを重視する場合は、Z1は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良く−OCH2−、−CH2O−、−CH2CH2−、−COO−、−OCO−、−NH−O−、−O−NH−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2CH2−OCO−、−CH=CH−、−N=N−、−CH=N−、−N=CH−、−CH=N−N=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表すことが好ましく、Z1は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良く−OCH2−、−CH2O−、−CH2CH2−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−CH2CH2−OCO−、−CH=CH−、−N=N−、−CH=N−N=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表すことがより好ましく、Z1は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良く−OCH2−、−CH2O−、−CH2CH2−、−COO−、−OCO−、−COO−CH2CH2−又は−CH2CH2−OCO−を表すことが特に好ましい。
特に配向欠陥の少なさを重視する場合は、Z1は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良く−OCH2−、−CH2O−、−CH2CH2−、−COO−、−OCO−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−CH2CH2−OCO−、−CH=CH−、−N=N−、−CH=N−、−N=CH−、−CH=N−N=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表すことが好ましく、Z1は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良く−COO−、−OCO−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−、−N=N−、−CH=N−N=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表すことがより好ましく、Z1は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良く−COO−、−OCO−、−CO−NH−又は−NH−CO−を表すことがさらに好ましく、Z1は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良く−COO−又は−OCO−を表すことが特に好ましい。
特に紫外光を長時間照射した場合に基材からの剥離の起こりにくさを重視する場合は、Z1は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良く−O−、−OCH2−、−CH2O−、−CH2CH2−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−OCO−NH−、−NH−COO−、−NH−CO−NH−、−NH−O−、−O−NH−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2CH2−OCO−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH2−COO−、−CH2−OCO−、−CH=CH−、−CH=N−、−N=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表すことが好ましく、Z1は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良く−OCH2−、−CH2O−、−CH2CH2−、−COO−、−OCO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2CH2−OCO−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH2−COO−、−CH2−OCO−又は単結合を表すことがより好ましく、Z1は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良く−OCH2−、−CH2O−、−CH2CH2−、−COO−、−OCO−又は単結合を表すことがさらに好ましく、Z1は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良く−COO−、−OCO−又は単結合を表すことがさらにより好ましく、Z1は単結合を表すことが特に好ましい。
特に原料の入手容易さ及び合成の容易さと、液晶性、保存安定性、配向欠陥の少なさ及び紫外光を長時間照射した場合に基材からの剥離の起こりにくさのバランスを重視する場合は、Z1は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良く−OCH2−、−CH2O−、−CH2CH2−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2CH2−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表すことが好ましく、Z1は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良く−OCH2−、−CH2O−、−CH2CH2−、−COO−、−OCO−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2CH2−OCO−、−CH=CH−、−C≡C−又は単結合を表すことがより好ましく、Z1は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良く−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−COO−CH2CH2−、−CH2CH2−OCO−又は単結合を表すことがさらに好ましく、Z1は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良く−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−又は単結合を表すことがさらにより好ましい。また、原料の入手容易さ及び合成の容易さと、液晶性、保存安定性、配向欠陥の少なさ及び紫外光を長時間照射した場合に基材からの剥離の起こりにくさのバランスを重視する場合は、一般式(I)で表される化合物において、Z1のうち単結合を表すZ1の割合がなるべく少ないことが好ましい。より具体的には、m1が1を表す場合、Z1は−OCH2−、−CH2O−、−COO−又は−OCO−を表すことが特に好ましく、m1が2を表す場合、2つ存在するZ1のうち一方が−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−又は単結合を表し、もう一方が−OCH2−、−CH2O−、−COO−又は−OCO−を表すことがさらにより好ましく、2つ存在するZ1が同一であっても異なっていても良く−OCH2−、−CH2O−、−COO−又は−OCO−を表すことが特に好ましく、m1が3を表す場合、3つ存在するZ1のうち1つが−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−又は単結合を表し、残りの2つが−OCH2−、−CH2O−、−COO−又は−OCO−を表すことが特に好ましく、m1が4を表す場合、4つ存在するZ1のうち1つが−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−又は単結合を表し、残りの3つが−OCH2−、−CH2O−、−COO−又は−OCO−を表すか、若しくは、m1が4を表す場合、4つ存在するZ1のうち2つが−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−又は単結合を表し、残りの2つが−OCH2−、−CH2O−、−COO−又は−OCO−を表すことが特に好ましく、m1が5を表す場合、5つ存在するZ1のうち1つが−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−又は単結合を表し、残りの4つが−OCH2−、−CH2O−、−COO−又は−OCO−を表すか、若しくは、m1が5を表す場合、5つ存在するZ1のうち2つが−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−又は単結合を表し、残りの3つが−OCH2−、−CH2O−、−COO−又は−OCO−を表すことが特に好ましい。
一般式(I)において、m1は各々独立して0から5の整数を表すが、溶媒への溶解性、液晶性及び保存安定性の観点から、m1は1から4の整数を表すことが好ましい。またさらに加えて合成の容易さ及び収率の観点から、R2が−X2−(OCH2CH2)k2−P2で表される基を表す場合、m1は2、3又は4を表すことがより好ましく、2又は4を表すことが特に好ましく、R2が−X2−(OCH2CH2)k2−P2で表される基以外の基を表す場合、m1は1から3の整数を表すことがより好ましく、1又は2を表すことが特に好ましい。
一般式(I)において、R2は水素原子、フッ素原子、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、シアノ基、ニトロ基、イソシアノ基、チオイソシアノ基、又は、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−が各々独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−によって置換されても良い炭素原子数1から20の直鎖状若しくは分岐状アルキル基を表すが、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されても良く、又は、R2は−X2−(OCH2CH2)k2−P2で表される基を表す。フィルムにした場合の柔軟性を重視する場合、R2は−X2−(OCH2CH2)k2−P2で表される基以外の基を表すことが好ましく、フィルムにした場合の機械的強度を重視する場合、R2は−X2−(OCH2CH2)k2−P2で表される基を表すことが好ましい。
R2が−X2−(OCH2CH2)k2−P2で表される基以外の基を表す場合、液晶性及び合成の容易さの観点から、R2は水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、又は、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−が各々独立して−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−によって置換されても良い炭素原子数1から12の直鎖若しくは分岐アルキル基を表すことが好ましく、R2は水素原子、フッ素原子、塩素原子、又は、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−が各々独立して−O−、−CO−、−COO−、−OCO−又は−O−CO−O−によって置換されても良い炭素原子数1から12の直鎖若しくは分岐アルキル基を表すことがより好ましく、R2は水素原子、フッ素原子、塩素原子、又は、炭素原子数1から12の直鎖アルキル基若しくは直鎖アルコキシ基を表すことがさらに好ましく、R2は炭素原子数1から12の直鎖アルキル基又は直鎖アルコキシ基を表すことが特に好ましい。
また、R2が−X2−(OCH2CH2)k2−P2で表される基を表す場合、P2、X2及びk2の好ましい構造は、それぞれ前記のとおりである。
一般式(I)で表される化合物としては、下記の一般式(I−A)又は一般式(I−B)
(式中、P1、P2、X1、X2、A1、A2、Z1、m1、k1及びk2は各々一般式(I)におけるP1、P2、X1、X2、A1、A2、Z1、m1、k1及びk2と同じ意味を表し、A1及びZ1が複数存在するときはそれらは同一であっても異なっていてもよく、R21は水素原子、フッ素原子、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、シアノ基、ニトロ基、イソシアノ基、チオイソシアノ基、又は、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−が各々独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−によって置換されても良い炭素原子数1から20の直鎖状若しくは分岐状アルキル基を表すが、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されても良い。)で表される化合物が好ましい。
一般式(I)で表される化合物としては、下記の一般式(I−A−1)から一般式(I−B−5)
(式中の*印は構造の連結を示す。)
(式中の*印は構造の連結を示す。)
(式中、P1、P2、X1、X2、k1及びk2は各々一般式(I)におけるP1、P2、X1、X2、k1及びk2と同じ意味を表し、A11 、A12 、A13及びA21は無置換であるか又は1つ以上の上記置換基Lによって置換されても良い上記の式(A−1)から式(A−7)から選ばれる基を表し、置換基Lの好ましい構造は上記一般式(I)中の置換基Lの好ましい構造と同一であり、Z11 、Z12 、Z13及びZ14は−OCH2−、−CH2O−、−CH2CH2−、−COO−、−OCO−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2CH2−OCO−、−CH=CH−、−C≡C−又は単結合を表すが、存在するZ11 、Z12 、Z13及びZ14のうち少なくとも1つは単結合以外の基を表し、R22は水素原子、フッ素原子、塩素原子、又は、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−が各々独立して−O−、−CO−、−COO−、−OCO−又は−O−CO−O−によって置換されても良い炭素原子数1から12の直鎖若しくは分岐アルキル基を表す。)で表される化合物が好ましく、下記の一般式(I−A−1−1)から一般式(I−B−5−1)
(式中の*印は構造の連結を示す。)
(式中の*印は構造の連結を示す。)
(式中の*印は構造の連結を示す。)
(式中、P1、P2、X1、X2、k1、k2及びLは各々一般式(I)におけるP1、P2、X1、X2、k1、k2及びLと同じ意味を表し、Z111 、Z121 、Z131及びZ141は−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−COO−CH2CH2−、−CH2CH2−OCO−又は単結合を表すが、存在するZ111 、Z121 、Z131及びZ141のうち少なくとも1つは単結合以外の基を表す、R211は水素原子、フッ素原子、塩素原子、又は、炭素原子数1から12の直鎖アルキル基若しくは直鎖アルコキシ基を表し、rは0から4の整数を表す。)で表される化合物がより好ましく、下記の一般式(I−A−1−2−1)から一般式(I−B−4−2−1)
(式中の*印は構造の連結を示す。)
(式中の*印は構造の連結を示す。)
(式中、W1及びW2は水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を表し、X11及びX21は−CO−を表し、X12及びX22は単結合を表し、k11及びk21は2、3又は4を表し、Z1111 、Z1211 、Z1311及びZ1411は−OCH2−、−CH2O−、−COO−又は−OCO−を表し、Z1112 、Z1212及びZ1412は−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−又は単結合を表し、L1はフッ素原子、塩素原子、又は、任意の水素原子がフッ素原子に置換されても良い炭素原子数1から12の直鎖状若しくは分岐状アルキル基又はアルコキシ基を表し、rは0から4の整数を表す。)で表される化合物がさらに好ましい。
また、液晶性の観点から、一般式(I)で表される化合物に含まれる1,4−シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基及びデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基はシス体及びトランス体のいずれか一方のみであっても、両方の混合物であっても良いが、液晶性の観点からトランス体が主成分であることが好ましく、トランス体のみであることが特に好ましい。
一般式(I)で表される化合物として具体的には、下記の式(I−1)から式(I−63)で表される化合物が好ましい。
(式中の*印は構造の連結を示す。)
(式中の*印は構造の連結を示す。)
(式中の*印は構造の連結を示す。)
(式中の*印は構造の連結を示す。)
(式中の*印は構造の連結を示す。)
(式中の*印は構造の連結を示す。)
本願発明の化合物は以下の製法で製造することができる。
(製法1)下記式(S−10)で表される化合物の製造
(式中の*印は構造の連結を示す。)
(式中、Lは一般式(I)におけるLと同じ意味を表し、Ws1は水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を表し、ks1は1から9の整数を表し、rは0から4の整数を表し、PGは保護基を表し、halogenはハロゲン原子又はハロゲン等価体を表す。)
式(S−1)で表される化合物のカルボキシル基を保護基(PG)によって保護する。保護基(PG)としては、脱保護工程に至るまで安定に保護しうるものであれば特に制限は無いが、例えば、GREENE’S PROTECTIVE GROUPS IN ORGANIC SYNTHESIS((Fourth Edition)、PETER G.M.WUTS、THEODORA W.GREENE共著、John Wiley & Sons,Inc.,Publication)等に挙げられている保護基(PG)が好ましい。保護基の具体例としてはテトラヒドロピラニル基、tert−ブチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、メチル基、エチル基又はベンジル基等が挙げられる。
式(S−2)で表される化合物の保護基(PG)を脱保護する。脱保護の反応条件としては、式(S−3)で表される化合物を与えるものであれば特に制限は無いが、前記文献に挙げられているものが好ましい。また、式(S−1)で表される化合物の一方のカルボキシル基のみを保護基(PG)によって保護することによって式(S−3)で表される化合物を得ることも可能である。
式(S−4)で表される化合物を酸存在下、式(S−5)で表される化合物と脱水縮合させることによって式(S−6)で表される化合物を得る。酸触媒としては例えば硫酸、p−トルエンスルホン酸一水和物等が挙げられる。溶媒としては例えばトルエン、キシレン等が挙げられる。又は、式(S−5)で表される化合物の低級アルコールエステルと式(S−4)で表される化合物をエステル交換させる方法も挙げられる。
式(S−6)で表される化合物を塩基存在下、式(S−3)で表される化合物と反応させることによって、式(S−7)で表される化合物を得ることができる。塩基としては例えば炭酸カリウム、炭酸セシウム、トリエチルアミン等が挙げられる。
式(S−7)で表される化合物の保護基(PG)を脱保護する。脱保護の反応条件としては、式(S−8)で表される化合物を与えるものであれば特に制限は無いが、前記文献に挙げられているものが好ましい。
式(S−8)で表される化合物を式(S−9)で表される化合物と反応させることによって、式(S−10)で表される化合物を得ることができる。反応条件としては例えば縮合剤を用いる方法若しくは式(S−8)で表される化合物を酸クロリド、混合酸無水物又はカルボン酸無水物とした後、一般式(S−9)で表される化合物と塩基存在下反応させる方法が挙げられる。縮合剤を用いる場合、縮合剤として例えばN,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド、N,N’−ジイソプロピルカルボジイミド、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩が挙げられる。塩基としては例えばトリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン等が挙げられる。
(製法2)下記式(S−16)で表される化合物の製造
(式中の*印は構造の連結を示す。)
(式中、Lは一般式(I)におけるLと同じ意味を表し、Ws1は水素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を表し、ks1は1から9の整数を表し、rは0から4の整数を表し、PGは保護基を表し、halogenはハロゲン原子又はハロゲン等価体を表す。)
式(S−11)で表される化合物を塩基存在下、式(S−12)で表される化合物と反応させることによって、式(S−13)で表される化合物を得ることができる。塩基としては例えば炭酸カリウム、炭酸セシウム、トリエチルアミン等が挙げられる。
式(S−13)で表される化合物の保護基(PG)を脱保護する。脱保護の反応条件としては、式(S−14)で表される化合物を与えるものであれば特に制限は無いが、前記文献に挙げられているものが好ましい。
式(S−14)で表される化合物を式(S−15)で表される化合物と反応させることによって、式(S−16)で表される化合物を得ることができる。反応条件としては例えば縮合剤を用いる方法若しくは式(S−15)で表される化合物を酸クロリド、混合酸無水物又はカルボン酸無水物とした後、一般式(S−14)で表される化合物と塩基存在下反応させる方法が挙げられる。縮合剤を用いる場合、縮合剤として例えばN,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド、N,N’−ジイソプロピルカルボジイミド、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩が挙げられる。塩基としては例えばトリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン等が挙げられる。
製法1及び製法2の各工程において記載した以外の反応条件として、例えば実験化学講座(日本化学会編、丸善株式会社発行)、Organic Syntheses(John Wiley & Sons,Inc.,Publication)、Beilstein Handbook of Organic Chemistry(Beilstein−Institut fuer Literatur der Organischen Chemie、Springer−Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co.K)、Fiesers’ Reagents for Organic Synthesis(John Wiley & Sons,Inc.)等の文献に記載の条件又はSciFinder(Chemical Abstracts Service,American Chemical Society)又はReaxys(Elsevier Ltd.)等のオンライン検索サービスから提供される条件が挙げられる。
また、各工程において適宜反応溶媒を用いることができる。溶媒としては目的の化合物を与えるものであれば制限は無いが、例えばイソプロピルアルコール、エチレングリコール、メタノール、エタノール、クロロホルム、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、アセトン、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、キシレン、酢酸エチル、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、ピリジン、1−メチル−2−ピロリジノン、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、メチルイソブチルケトン、tert−ブチルメチルエーテル、メチルエチルケトン等が挙げられる。有機溶媒及び水の二相系で反応を行う場合、相間移動触媒を添加することも可能である。相間移動触媒としては、例えば、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウラート[Tween 20]、ソルビタンモノオレアート[Span 80]等が挙げられる。
また、各工程において必要に応じて精製を行うことができる。精製方法としてはクロマトグラフィー、再結晶、蒸留、昇華、再沈殿、吸着、分液処理等が挙げられる。精製剤を用いる場合、精製剤としてシリカゲル、アルミナ、活性炭、活性白土、セライト、ゼオライト、メソポーラスシリカ、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、備長炭、木炭、グラフェン、イオン交換樹脂、酸性白土、二酸化ケイ素、珪藻土、パーライト、セルロース、有機ポリマー、多孔質ゲル等が挙げられる。
本願発明の化合物は、ネマチック液晶組成物、スメクチック液晶組成物、キラルスメクチック液晶組成物及びコレステリック液晶組成物に使用することが好ましく、キラルスメクチック液晶組成物及びコレステリック液晶組成物に使用することが特に好ましい。
い。本願発明の反応性化合物を用いる液晶組成物において本願発明以外の化合物を添加しても構わない。
本願発明の化合物と混合して使用される他の重合性化合物としては、具体的には一般式(X−11)
及び/又は一般式(X−12)
(式中、P11、P12及びP13は各々独立してラジカル重合、カチオン重合又はアニオン重合により重合する基を表し、Sp11、Sp12及びSp13は各々独立して単結合又は炭素原子数1〜20個のアルキレン基を表すが、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−、−OCOO−に置き換えられても良く、X11、X12及びX13は各々独立して−O−、−S−、−OCH2−、−CH2O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2CH2−OCO−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH2−COO−、−CH2−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表し、Z11及びZ12は各々独立して−O−、−S−、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−CO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−CH2CH2−、−CH2CF2−、−CF2CH2−、−CF2CF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2CH2−OCO−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH2−COO−、−CH2−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表し、A11、A12、A13及びA14は各々独立して、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、ナフタレン−1,4−ジイル基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表すが、A11、A12、A13及びA14は各々独立して無置換であるか又はアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基に置換されていても良く、R11は水素原子、フッ素原子、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、シアノ基、ニトロ基、イソシアノ基、チオイソシアノ基、又は、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−が各々独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−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−、−CF=CF−又は−C≡C−によって置換されても良い炭素原子数1から20の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し、m11及びm12は0、1、2又は3を表すが、m11及び/又はm12が2又は3を表す場合、2個あるいは3個存在するA11、A13、Z11及び/又はZ12は同一であっても異なっていても良い。)で表される化合物が好ましく、P11、P12及びP13がアクリル基又はメタクリル基である場合が特に好ましい。一般式(X−11)で表される化合物として具体的には、一般式(X−11a)
(式中、W11及びW12は各々独立して水素原子又はメチル基を表し、Sp14及びSp15は各々独立して炭素原子数2から18のアルキレン基、X14及びX15は各々独立して−O−、−COO−、−OCO−又は単結合を表し、Z13及びZ14は各々独立して−COO−又は−OCO−を表し、A15、A16及びA17は各々独立して無置換又はフッ素原子、塩素原子、炭素原子数1から4の直鎖状又は分岐状アルキル基、炭素原子数1から4の直鎖状若しくは分岐状アルコキシ基によって置換されていても良い1,4−フェニレン基を表す。)で表される化合物が好ましく、下記式(X−11a−1)から式(X−11a−4)
(式中、W11、W12、Sp14及びSp15は一般式(X−11a)と同様の意味を表す。)で表される化合物が特に好ましい。上記式(X−11a−1)から式(X−11a−4)において、Sp14及びSp15が各々独立して炭素原子数2から8のアルキレン基である化合物が特に好ましい。
この他、好ましい2官能重合性化合物としては下記一般式(X−11b−1)から式(X−11b−3)
(式中、W13及びW14は各々独立して水素原子又はメチル基を表し、Sp16及びSp17は各々独立して炭素原子数2から18のアルキレン基を表す。)で表される化合物が挙げられる。上記式(X−11b−1)から式(X−11b−3)において、Sp16及びSp17が各々独立して炭素原子数2から8のアルキレン基である化合物が特に好ましい。
また、一般式(X−12)で表される化合物として具体的には、下記一般式(X−12−1)から式(X−12−7)
(式中、P14はラジカル重合、カチオン重合又はアニオン重合により重合する基を表し、Sp18は単結合又は炭素原子数1から20個のアルキレン基を表すが、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−、−O−CO−O−に置き換えられても良く、X16は単結合、−O−、−COO−、又は−OCO−を表し、Z15は単結合、−COO−又は−OCO−を表し、L11はフッ素原子、塩素原子、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−が各々独立して−O−、−COO−、−OCO−に置き換えられても良い炭素原子数1から10の直鎖状又は分岐状アルキル基を表し、s11は0から4の整数を表し、R12は水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−が各々独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−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−、−CF=CF−又は−C≡C−に置き換えられても良い炭素原子数1から20の直鎖状又は分岐状アルキル基を表す。)で表される化合物が挙げられる。
本願発明の化合物を含有する重合性液晶組成物には、当該組成物の液晶性を大きく損なわない程度に、液晶性を示さない重合性化合物を添加することも可能である。具体的には、この技術分野で高分子形成性モノマーあるいは高分子形成性オリゴマーとして認識される化合物であれば特に制限なく使用可能である。具体例として例えば「光硬化技術データブック、材料編(モノマー,オリゴマー,光重合開始剤)」(市村國宏、加藤清視監修、テクノネット社)記載のものが挙げられる。
また、本願発明の化合物は光重合開始剤を使用しなくても重合させることが可能であるが、目的により光重合開始剤を添加しても構わない。その場合は光重合開始剤の濃度は、本願発明の化合物に対し0.1質量%から15質量%が好ましく、0.2質量%から10質量%がより好ましく、0.4質量%から8質量%がさらに好ましい。光重合開始剤としては、ベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、ベンジルケタール類、アシルフォスフィンオキサイド類等が挙げられる。光重合開始剤の具体例としては2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルホリノプロパン−1−オン(IRGACURE 907)、安息香酸[1−[4−(フェニルチオ)ベンゾイル]ヘプチリデン]アミノ(IRGACURE OXE 01)等が挙げられる。熱重合開始剤としては、アゾ化合物、過酸化物等が挙げられる。熱重合開始剤の具体例としては2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)等が挙げられる。また、1種類の重合開始剤を用いても良く、2種類以上の重合開始剤を併用して用いても良い。
また、本発明の液晶組成物には、その保存安定性を向上させるために、安定剤を添加することもできる。使用できる安定剤としては、例えば、ヒドロキノン類、ヒドロキノンモノアルキルエーテル類、第三ブチルカテコール類、ピロガロール類、チオフェノール類、ニトロ化合物類、β−ナフチルアミン類、β−ナフトール類、ニトロソ化合物等が挙げられる。安定剤を使用する場合の添加量は、組成物に対して0.005質量%から1質量%の範囲が好ましく、0.02質量%から0.8質量%がより好ましく、0.03質量%から0.5質量%がさらに好ましい。また、1種類の安定剤を用いても良く、2種類以上の安定剤を併用して用いても良い。安定剤としては、具体的には式(X−13−1)から式(X−13−35)
(式中、nは0から20の整数を表す。)で表される化合物が好ましい。
本願発明の化合物をコレステリック液晶組成物又はキラルスメクチック液晶組成物に使用する場合、本願発明の化合物と混合して使用されるキラル化合物としては、下記の一般式(X−14−1)から一般式(X−14−4)
(式中、P41及びP42は各々独立してラジカル重合、カチオン重合又はアニオン重合により重合する基を表し、Sp41、Sp42、Sp43及びSp44は各々独立して単結合又は炭素原子数1〜20個のアルキレン基を表すが、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−、−OCOO−に置き換えられても良く、X41、X42、X43及びX44は各々独立して−O−、−S−、−OCH2−、−CH2O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2CH2−OCO−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH2−COO−、−CH2−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表し、A41及びA42は各々独立して、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、ナフタレン−1,4−ジイル基、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表すが、A41及びA42は各々独立して無置換であるか又はアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基又はニトロ基に置換されていても良く、Z41及びZ42は各々独立して−O−、−S−、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−CO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−CH2CH2−、−CH2CF2−、−CF2CH2−、−CF2CF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2CH2−OCO−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH2−COO−、−CH2−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表し、m41及びm42は0、1、2又は3を表すが、m41及び/又はm42が2又は3を表す場合、2個あるいは3個存在するA41、A42、Z41及び/又はZ42は同一であっても異なっていても良く、L41、L42、L43及びL44は水素原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、芳香族基、シアノ基又はニトロ基を表すが、当該アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基及びハロゲン化アルコキシ基中の1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は各々独立して−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−によって置換されても良い。)で表される化合物が好ましく、P41及びP42がアクリル基又はメタクリル基である場合が特に好ましく、下記の一般式(X−14−1−1)から一般式(X−14−4−8)
(式中の*印は構造の連結を示す。)
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(式中の*印は構造の連結を示す。)
(式中の*印は構造の連結を示す。)
(式中の*印は構造の連結を示す。)
(式中の*印は構造の連結を示す。)
(式中の*印は構造の連結を示す。)
(式中、W41及びW42は各々独立して水素原子又はメチル基を表し、Sp45及びSp46は各々独立して単結合又は炭素原子数2から18のアルキレン基を表し(但し、Sp45又はSp46が単結合を表す場合、Sp45又はSp46の両側に直接結合する酸素原子の一方は単結合とする。)、R41及びR42は炭素原子数1から20の直鎖状又は分岐状アルキル基を表し、L45はフッ素原子、塩素原子、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−が各々独立して−O−、−COO−、−OCO−に置き換えられても良い炭素原子数1から10の直鎖状又は分岐状アルキル基を表すが、、L45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く、s41は0から4の整数を表す。)で表される化合物がより好ましい。
また、本願発明の化合物を含有する重合性液晶組成物をフィルム類、光学素子類、機能性顔料類、医薬品類、化粧品類、コーティング剤類、合成樹脂類等の用途に利用する場合には、その目的に応じて金属、金属錯体、染料、顔料、色素、蛍光材料、燐光材料、界面活性剤、レベリング剤、チキソ剤、ゲル化剤、多糖類、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、抗酸化剤、イオン交換樹脂、酸化チタン等の金属酸化物等を添加することもできる。
本願発明の化合物を含有する重合性液晶組成物を重合することにより得られるポリマーは種々の用途に利用できる。例えば、本願発明の化合物を含有する重合性液晶組成物を、配向させずに重合することにより得られるポリマーは、光散乱板、偏光解消板、モアレ縞防止板として利用可能である。また、配向させた後に重合することにより得られるポリマーは、光学異方性を有しており有用である。このような光学異方体は、例えば、本願発明の化合物を含有する重合性液晶組成物を、布等でラビング処理した基板、有機薄膜を形成した基板又はSiO2を斜方蒸着した配向膜を有する基板に担持させるか、基板間に挟持させた後、当該重合性液晶組成物を重合することによって製造することができる。
重合性液晶組成物を基板上に担持させる際の方法としては、スピンコーティング、ダイコーティング、エクストルージョンコーティング、ロールコーティング、ワイヤーバーコーティング、グラビアコーティング、スプレーコーティング、ディッピング、プリント法等を挙げることができる。またコーティングの際、重合性液晶組成物に有機溶媒を添加しても良い。有機溶媒としては、炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、非プロトン性溶媒等を使用することができるが、例えば炭化水素系溶媒としてはトルエン又はヘキサンを、ハロゲン化炭化水素系溶媒としては塩化メチレンを、エーテル系溶媒としてはテトラヒドロフラン、アセトキシ−2−エトキシエタン又はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを、アルコール系溶媒としてはメタノール、エタノール又はイソプロパノールを、ケトン系溶媒としてはアセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、γ−ブチルラクトン又はN−メチルピロリジノン類を、エステル系溶媒としては酢酸エチル又はセロソルブを、非プロトン性溶媒としてはジメチルホルムアミド又はアセトニトリルを挙げることができる。これらは単独でも、組み合わせて用いても良く、その蒸気圧と重合性液晶組成物の溶解性を考慮し、適宜選択すれば良い。添加した有機溶媒を揮発させる方法としては、自然乾燥、加熱乾燥、減圧乾燥、減圧加熱乾燥を用いることができる。重合性液晶材料の塗布性をさらに向上させるためには、基板上にポリイミド薄膜等の中間層を設けることや、重合性液晶材料にレベリング剤を添加する事も有効である。基板上にポリイミド薄膜等の中間層を設ける方法は、重合性液晶材料を重合することにより得られるポリマーと基板との密着性を向上させるために有効である。
上記以外の配向処理としては、液晶材料の流動配向の利用、電場又は磁場の利用を挙げることができる。これらの配向手段は単独で用いても、また組み合わせて用いても良い。さらに、ラビングに代わる配向処理方法として、光配向法を用いることもできる。基板の形状としては、平板の他に、曲面を構成部分として有していても良い。基板を構成する材料は、有機材料、無機材料を問わずに用いることができる。基板の材料となる有機材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリアリレート、ポリスルホン、トリアセチルセルロース、セルロース、ポリエーテルエーテルケトン等が挙げられ、また、無機材料としては、例えば、シリコン、ガラス、方解石等が挙げられる。
本願発明の化合物を含有する重合性液晶組成物を重合させる際、迅速に重合が進行することが望ましいため、紫外線又は電子線等の活性エネルギー線を照射することにより重合させる方法が好ましい。紫外線を使用する場合、偏光光源を用いても良く、非偏光光源を用いても良い。また、液晶組成物を2枚の基板間に挟持させて状態で重合を行う場合、少なくとも照射面側の基板は活性エネルギー線に対して適当な透明性を有していなければならない。また、光照射時にマスクを用いて特定の部分のみを重合させた後、電場や磁場又は温度等の条件を変化させることにより、未重合部分の配向状態を変化させて、さらに活性エネルギー線を照射して重合させるという手段を用いても良い。また、照射時の温度は、本発明の重合性液晶組成物の液晶状態が保持される温度範囲内であることが好ましい。特に、光重合によって光学異方体を製造しようとする場合には、意図しない熱重合の誘起を避ける意味からも可能な限り室温に近い温度、即ち、典型的には25℃での温度で重合させることが好ましい。活性エネルギー線の強度は、0.1mW/cm2〜2W/cm2が好ましい。強度が0.1mW/cm2以下の場合、光重合を完了させるのに多大な時間が必要になり生産性が悪化してしまい、2W/cm2以上の場合、重合性液晶化合物又は重合性液晶組成物が劣化してしまう危険がある。
重合によって得られた当該光学異方体は、初期の特性変化を軽減し、安定的な特性発現を図ることを目的として熱処理を施すこともできる。熱処理の温度は50〜250℃の範囲であることが好ましく、熱処理時間は30秒〜12時間の範囲であることが好ましい。
このような方法によって製造される当該光学異方体は、基板から剥離して単体で用いても、剥離せずに用いても良い。また、得られた光学異方体を積層しても、他の基板に貼り合わせて用いてもよい。
以下、実施例を挙げて本発明を更に記述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、以下の実施例及び比較例の組成物における「%」は『質量%』を意味する。各工程において酸素及び/又は水分に不安定な物質を取り扱う際は、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス中で作業を行うことが好ましい。以下具体的に記載されている作業に加えて必要に応じて、当業者間において通常行われている反応のクエンチ、分液・抽出、中和、洗浄、分離、精製、乾燥、濃縮等の作業を行っても良い。
(実施例1)式(I−1)で表される化合物の製造
ディーンスターク装置を備えた反応容器に式(I−1−1)で表される化合物10.0g、アクリル酸4.7g、p−トルエンスルホン酸一水和物0.2g、トルエン100mLを加え、水を除去しながら10時間加熱還流させた。冷却し飽和炭酸水素ナトリウム水溶液及び食塩水で洗浄した。カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、トルエン)により精製を行い、式(I−1−2)で表される化合物12.5gを得た。
窒素雰囲気下、反応容器に式(I−1−3)で表される化合物5.0g、p−トルエンスルホン酸ピリジニウム0.2g、ジクロロメタン30mLを加えた。氷冷しながら3,4−ジヒドロ−2H−ピラン2.3gを滴下し室温で6時間撹拌した。飽和炭酸水素ナトリウム水溶液及び食塩水で洗浄した後、カラムクロマトグラフィー(アルミナ、ジクロロメタン)により精製を行い、式(I−1−4)で表される化合物6.7gを得た。
耐圧容器に式(I−1−4)で表される化合物6.7g、テトラヒドロフラン70mL、エタノール20mL、ピリジン10mL、5%パラジウム炭素(60%含水)0.7gを加え0.5MPa、50℃で8時間加熱撹拌した。パラジウムを濾過により除去し、溶媒を留去した。酢酸エチルに溶解させ、1%塩酸、水及び食塩水で順次洗浄した。カラムクロマトグラフィー(アルミナ、酢酸エチル)により精製を行い、式(I−1−5)で表される化合物4.1gを得た。
反応容器に式(I−1−5)で表される化合物3.0g、式(I−1−2)で表される化合物4.1g、炭酸カリウム3.2g、N,N−ジメチルホルムアミド40mLを加え90℃で10時間加熱撹拌した。反応液を1%塩酸に注ぎ、ジクロロメタンで抽出した。水及び食塩水で洗浄した後、カラムクロマトグラフィー(アルミナ、ジクロロメタン)により精製を行い、式(I−1−6)で表される化合物4.7gを得た。
反応容器に式(I−1−6)で表される化合物4.7g、メタノール20mL、テトラヒドロフラン20mL、濃塩酸0.2mLを加え室温で5時間撹拌した。酢酸エチルで希釈した後、水及び食塩水で洗浄した。カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、酢酸エチル)により精製を行い、式(I−1−7)で表される化合物3.5gを得た。
窒素雰囲気下、反応容器に式(I−1−7)で表される化合物3.5g、trans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸1.0g、N,N−ジメチルアミノピリジン0.1g、ジクロロメタン40mLを加えた。氷冷しながらジイソプロピルカルボジイミド1.6gを滴下し室温で10時間撹拌した。析出物を濾過により除去した後、濾液を1%塩酸、水及び食塩水で順次洗浄した。カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、ジクロロメタン)及び再結晶(ジクロロメタン/メタノール)により精製を行い、式(I−1)で表される化合物3.0gを得た。
相転移温度(昇温速度:5℃/分)C 90 N 98 I
1H NMR(CDCl3)δ 1.66(m,4H)、2.27(m,4H)、2.57(m,2H)、3.68−3.77(m,12H)、3.85(t,4H)、4.11(t,4H)、4.33(t,4H)、5.83(dd,2H)、6.15(dd,2H)、6.43(dd,2H)、6.89−6.99(m,8H)ppm.
LCMS:729[M+1]
(実施例2)式(I−2)で表される化合物の製造
窒素雰囲気下、反応容器にtrans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸モノメチル20.0g、tert−ブチルアルコール8.8g、N,N−ジメチルアミノピリジン1.3g、ジクロロメタン100mLを加えた。氷冷しながらジイソプロピルカルボジイミド16.3gを滴下し室温で8時間撹拌した。析出物を濾過により除去し、濾液を5%塩酸及び食塩水で順次洗浄した。カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、ジクロロメタン)により精製を行い、式(I−2−2)で表される化合物20.8gを得た。
反応容器に式(I−2−2)で表される化合物20.8g、メタノール200mL、25%水酸化ナトリウム水溶液30mLを加え60℃で加熱撹拌した。冷却しクロロホルムを加えた。10%塩酸を加え水層のpHを4〜5とし、分液処理した。有機層を食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた。不溶物をセライト濾過した後、溶媒を留去し乾燥させることにより、式(I−2−3)で表される化合物17.7gを得た(シス/トランス比=0.5:99.5)。
窒素雰囲気下、反応容器に式(I−2−3)で表される化合物3.7g、式(I−2−4)で表される化合物1.0g、N,N−ジメチルアミノピリジン0.1g、ジクロロメタン40mLを加えた。氷冷しながらジイソプロピルカルボジイミド2.2gを滴下し室温で10時間撹拌した。析出物を濾過により除去した後、濾液を1%塩酸、水及び食塩水で順次洗浄した。カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、ジクロロメタン)及び再結晶(ジクロロメタン/メタノール)により精製を行い、式(I−2−5)で表される化合物3.5gを得た。
反応容器に式(I−2−5)で表される化合物3.5g、ジクロロメタン25mL、ギ酸15mLを加え40℃で8時間加熱した。溶媒を留去した後、ジイソプロピルエーテルで分散洗浄することによって、式(I−2−6)で表される化合物2.6gを得た。
反応容器に式(I−2−6)で表される化合物2.6g、式(I−2−7)で表される化合物2.3g、炭酸カリウム2.5g、N,N−ジメチルホルムアミド50mLを加え90℃で15時間加熱撹拌した。反応液を冷却し、5%塩酸に注いだ。酢酸エチルで抽出し、水及び食塩水で洗浄した。カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、ジクロロメタン/酢酸エチル)により精製を行い、式(I−2−8)で表される化合物3.4gを得た。
窒素雰囲気下、反応容器に式(I−2−8)で表される化合物3.4g、ジイソプロピルエチルアミン1.5g、ジクロロメタン50mLを加えた。氷冷しながら塩化アクリロイル0.9gを滴下し、室温で6時間撹拌した。1%塩酸、水及び食塩水で洗浄した後、カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、ジクロロメタン)及び再結晶(ジクロロメタン/メタノール)により精製を行い、式(I−2)で表される化合物2.8gを得た。
LCMS:805[M+1]
(実施例3)式(I−3)で表される化合物の製造
窒素雰囲気下、反応容器に式(I−3−1)で表される化合物1.0g、式(I−3−2)で表される化合物1.4g、N,N−ジメチルアミノピリジン0.2g、ジクロロメタン10mLを加えた。氷冷しながらジイソプロピルカルボジイミド0.6gを滴下し室温で10時間撹拌した。析出物を濾過により除去した後、濾液を1%塩酸、水及び食塩水で順次洗浄した。カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、ジクロロメタン)及び再結晶(ジクロロメタン/メタノール)により精製を行い、式(I−3)で表される化合物1.6gを得た。
LCMS:989[M+1]
(実施例4)式(I−4)で表される化合物の製造
窒素雰囲気下、反応容器にtrans−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸3.0g、ジクロロメタン20mL、塩化オキサリル6.6g、N,N−ジメチルホルムアミド0.1gを加え、40℃で4時間加熱撹拌した。溶媒を留去した後、乾燥させることにより、式(I−4−2)で表される化合物3.6gを得た。
窒素雰囲気下、反応容器に式(I−4−3)で表される化合物5.3g、ピリジン4.1g、ジクロロメタン50mLを加えた。氷冷しながら式(I−4−2)で表される化合物3.6gをジクロロメタン10mLに溶解させた溶液を滴下し、室温で6時間撹拌した。1%塩酸、水、食塩水で洗浄した後、カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、ジクロロメタン)及び再結晶(ジクロロメタン/メタノール)により精製を行い、式(I−4−4)で表される化合物6.1gを得た。
反応容器に式(I−4−4)で表される化合物6.1g、メタノール80mL、リン酸二水素ナトリウム二水和物2.5gを水30mLに溶解させた水溶液、30%過酸化水素水5.0gを加えた。亜塩素酸ナトリウム5.0gを水50mLに溶解させた水溶液を滴下し、45℃で5時間加熱撹拌した。水を加え析出した固体を濾過し、水で洗浄した。乾燥させることによって、式(I−4−5)で表される化合物5.3gを得た。
反応容器に式(I−4−5)で表される化合物5.3g、式(I−4−6)で表される化合物5.2g、炭酸カリウム4.6g、N,N−ジメチルホルムアミド40mLを加え90℃で8時間加熱撹拌した。ジクロロメタンで希釈し水及び食塩水で順次洗浄した。カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、ジクロロメタン)及び再結晶(ジクロロメタン/メタノール)により精製を行い、式(I−4)で表される化合物6.6gを得た。
LCMS:845[M+1]
(実施例5)式(I−5)で表される化合物の製造
窒素雰囲気下、反応容器に式(I−5−1)で表される化合物3.0g、式(I−5−2)で表される化合物1.6g、N,N−ジメチルアミノピリジン0.1g、ジクロロメタン40mLを加えた。氷冷しながらジイソプロピルカルボジイミド2.0gを滴下し室温で10時間撹拌した。析出物を濾過により除去した後、濾液を1%塩酸、水及び食塩水で順次洗浄した。カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、ジクロロメタン)により精製を行い、式(I−5−3)で表される化合物3.5gを得た。
反応容器に式(I−5−3)で表される化合物3.5g、ジクロロメタン15mL、ギ酸15mLを加え40℃で8時間加熱した。溶媒を留去した後、酢酸エチルで希釈し、水及び食塩水で洗浄した。カラムクロマトグラフィー(アルミナ、酢酸エチル)により精製を行い、式(I−5−4)で表される化合物2.6gを得た。
窒素雰囲気下、反応容器に式(I−5−4)で表される化合物2.6g、式(I−5−5)で表される化合物2.8g、N,N−ジメチルアミノピリジン0.1g、ジクロロメタン40mLを加えた。氷冷しながらジイソプロピルカルボジイミド1.4gを滴下し室温で10時間撹拌した。析出物を濾過により除去した後、濾液を1%塩酸、水及び食塩水で順次洗浄した。カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、ジクロロメタン)及び再結晶(ジクロロメタン/メタノール)により精製を行い、式(I−5)で表される化合物3.7gを得た。
LCMS:555[M+1]
(実施例6)式(I−6)で表される化合物の製造
ディーンスターク装置を備えた反応容器に式(I−6−1)で表される化合物10.0g、アクリル酸6.4g、p−トルエンスルホン酸一水和物0.2g、トルエン100mLを加え、水を除去しながら10時間加熱還流させた。冷却し飽和炭酸水素ナトリウム水溶液及び食塩水で洗浄した。カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、トルエン)により精製を行い、式(I−6−2)で表される化合物12.9gを得た。
反応容器に式(I−6−2)で表される化合物2.0g、式(I−6−3)で表される化合物3.1g、炭酸カリウム2.3g、N,N−ジメチルホルムアミド30mLを加え90℃で15時間加熱撹拌した。反応液を冷却し、5%塩酸に注いだ。ジクロロメタンで抽出し、水及び食塩水で洗浄した。カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、ジクロロメタン)により精製を行い、式(I−6)で表される化合物3.3gを得た。
LCMS:419[M+1]
(実施例7)式(I−7)で表される化合物の製造
ディーンスターク装置を備えた反応容器に式(I−7−1)で表される化合物10.0g、アクリル酸エチル3.5g、ジブチルスズオキシド0.5g、トルエン100mLを加え、反応溶媒を除去しながら、新たにトルエンを追加しながら、10時間加熱還流させた。反応液を水及び食塩水で洗浄した後、カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、ヘキサン/酢酸エチル)により精製を行い、式(I−7−2)で表される化合物5.9gを得た。
窒素雰囲気下、反応容器に式(I−7−2)で表される化合物3.0g、ピリジン0.8g、ジクロロメタン20mLを加えた。氷冷しながらメタンスルホニルクロリド1.1gを滴下し室温で3時間撹拌した。水に注ぎ、5%塩酸及び食塩水で順次洗浄した。カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、ヘキサン/酢酸エチル)により精製を行い、式(I−7−3)で表される化合物3.0gを得た。
反応容器に式(I−7−3)で表される化合物3.0g、式(I−7−4)で表される化合物0.9g、炭酸カリウム1.5g、N,N−ジメチルホルムアミド30mLを加え90℃で15時間加熱撹拌した。反応液を冷却し、5%塩酸に注いだ。ジクロロメタンで抽出し、水及び食塩水で洗浄した。カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、ジクロロメタン/酢酸エチル)により精製を行い、式(I−7−5)で表される化合物2.5gを得た。
反応容器に式(I−7−5)で表される化合物2.5g、メタノール40mL、リン酸二水素ナトリウム二水和物1.3gを水15mLに溶解させた水溶液、30%過酸化水素水2.5gを加えた。亜塩素酸ナトリウム2.5gを水25mLに溶解させた水溶液を滴下し、45℃で5時間加熱撹拌した。水を加え酢酸エチルで抽出した。溶媒を留去し乾燥させることによって、式(I−7−6)で表される化合物2.3gを得た。
窒素雰囲気下、反応容器に式(I−7−6)で表される化合物2.3g、式(I−7−7)で表される化合物1.1g、N,N−ジメチルアミノピリジン0.2g、ジクロロメタン10mLを加えた。氷冷しながらジイソプロピルカルボジイミド0.8gを滴下し室温で10時間撹拌した。析出物を濾過により除去した後、濾液を1%塩酸、水及び食塩水で順次洗浄した。カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、ジクロロメタン)により精製を行い、式(I−7)で表される化合物2.4gを得た。
LCMS:657[M+1]
(実施例8)式(I−8)で表される化合物の製造
反応容器に式(I−8−1)で表される化合物3.0g、式(I−8−2)で表される化合物3.1g、炭酸カリウム2.8g、N,N−ジメチルホルムアミド30mLを加え90℃で8時間加熱撹拌した。ジクロロメタンで希釈し水及び食塩水で順次洗浄した。カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、ジクロロメタン)により精製を行い、式(I−8−3)で表される化合物4.5gを得た。
反応容器に式(I−8−3)で表される化合物4.5g、ジクロロメタン25mL、ギ酸15mLを加え40℃で8時間加熱した。溶媒を留去した後、酢酸エチルで希釈し水及び食塩水で洗浄した。溶媒を留去し乾燥させることによって、式(I−8−4)で表される化合物3.5gを得た。
窒素雰囲気下、反応容器に式(I−8−4)で表される化合物3.5g、式(I−8−5)で表される化合物2.1g、N,N−ジメチルアミノピリジン0.1g、ジクロロメタン40mLを加えた。氷冷しながらジイソプロピルカルボジイミド1.5gを滴下し室温で10時間撹拌した。析出物を濾過により除去した後、濾液を1%塩酸、水及び食塩水で順次洗浄した。カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、ジクロロメタン)及び再結晶(ジクロロメタン/メタノール)により精製を行い、式(I−8)で表される化合物3.8gを得た。
LCMS:559[M+1]
前記と同様の方法及び公知の方法を組み合わせることによって、式(I−9)から式(I−63)で表される化合物を製造した。
(実施例9〜60、比較例1〜9)
実施例1から実施例8に記載の式(I−1)から式(I−8)で表される化合物及び特許文献1記載の化合物(R−1)、特許文献2記載の化合物(R−2)、特許文献3記載の化合物(R−3)を評価対象の化合物とした。
また、特開2005−015473号公報記載の化合物(X−1):35%、特開平10−87565号公報記載の化合物(X−2):25%、特表2002−537280号公報記載の化合物(X−3):35%及びキラル化合物として、WO02/094805A1号公報記載の化合物(X−4):5%からなる液晶組成物を母体液晶(X)とした。
保存安定性を評価するために、母体液晶(X)に対して評価対象の化合物を30%から70%まで5%刻みで添加し70℃で加熱溶解させた重合性液晶組成物を各々調製した。調製した重合性液晶組成物を18℃で5週間保管した後、結晶の析出が起こらない評価対象の化合物の最大添加濃度を下表に記載する。
上記の結果から、本願発明の式(I−1)から式(I−8)で表される化合物はいずれも良好な保存安定性を有することがわかる。
配向膜作成用ポリイミド溶液を厚さ0.7mmのガラス基材にスピンコート法を用いて塗布し、100℃で10分乾燥した後、200℃で60分焼成することにより塗膜を得た。得られた塗膜をラビング処理した。ラビング処理は、市販のラビング装置を用いて行った。
母体液晶(X)を11.87%、評価対象となる化合物を7.91%(母体液晶(X)と当該化合物の合計含有量に対し40%)、光重合開始剤Irgacure907(BASF社製)を0.20%、4−メトキシフェノールを0.02%及びシクロヘキサノンを80.00%混合することにより塗布液を調製した。この塗布液をラビングしたガラス基材にバーコーター(No.9)を使用して塗布した後、100℃のホットプレートに載せ溶媒を蒸発させた。その後、高圧水銀ランプを用いて、紫外線を40mW/cm2の強度で25秒間照射することにより、評価対象のフィルムを作製した。得られたフィルムについて偏光顕微鏡観察によって配向欠陥を評価した。フィルムを縦10マス×横10マス、計100マスの領域に区分し、配向欠陥の生じたマス目の数をカウントした。値が小さいほど、配向欠陥が少ないことを意味する。結果を下表に示す。
比較化合物(R−3)を添加した比較例6のフィルムは均一な配向を示さなかったことから配向欠陥の評価を行わなかった。上記の結果から、本願発明の式(I−1)から式(I−8)で表される化合物は、得られたコレステリック液晶相に配向欠陥が少ないことがわかる。
次に、評価対象のフィルムに対し、LEDランプ(365nm)で60mWの光を500時間照射した。得られたフィルムについて偏光顕微鏡観察によって剥離の程度を評価した。フィルムを縦10マス×横10マス、計100マスの領域に区分し、剥離の生じたマス目の数をカウントした。値が小さいほど、剥離が少ないことを意味する。比較化合物(R−3)を添加した比較例9のフィルムは均一な配向を示さなかったことから剥離の評価を行わなかった。結果を下表に示す。
上記の結果から、本願発明の式(I−1)から式(I−8)で表される化合物は、得られたフィルムに紫外光を長時間照射した場合に基材からの剥離が起こりにくいことがわかる。
以上の結果から、本願発明の式(I−1)から式(I−8)で表される化合物はいずれも比較化合物(R−1)から比較化合物(R−3)と比較し、その他の重合性化合物を含有する重合性組成物に添加した場合に高い保存安定性を有し、フィルム状の重合体を作製した場合に配向欠陥が生じにくく、フィルム状の重合体に長時間紫外光を照射した場合に基材からの剥離が起こりにくいことから、重合性組成物の構成部材として有用である。また、当該重合性組成物は位相差フィルム、選択反射フィルム等の光学材料の用途に有用である。