JP4171208B2 - 光学活性化合物、それを含有する液晶組成物および液晶素子 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶素子に利用されうる光学活性化合物、それを用いた液晶組成物および液晶素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
ツイストネマティック(TN)型およびスーパーツイストネマティック(STN)型液晶表示素子には、均一なツイスト配向を達成するために、少量の光学活性化合物(カイラル剤)を添加した液晶組成物が用いられている。
カイラル剤としては、例えばS−811で表される化合物(メルク社製商品名S−811)のような不斉炭素原子を有する化合物からなるカイラル剤、またはCNで表される化合物(商品名コレステリルノナノエートCN)のようなコレステリック環を有する化合物が知られている。
これらのカイラル剤は分子量が大きく、粘度が高いため、ネマティック液晶組成物に添加した場合、少量の添加でもその液晶組成物の粘度が大きく上昇する。このことは、カイラル剤の添加量が比較的多いSTN型液晶電気表示素子用液晶組成物の場合や、カイラル剤の添加量が非常に多く、ショートピッチが必要な反射コレステリック液晶電気表示用組成物の場合に顕著である。また、カイラル剤は、そのヘリカルピッチ長が長い、すなわちカイラルパワーが小さいほど添加量を多くしなければならない。
液晶組成物の粘度と液晶電気表示素子の応答性には正の相関があるので、STN型や反射コレステリック型などの液晶電気表示素子の高速応答化のためには、粘度が低く、ヘリカルピッチ長が短い光学活性化合物が求められていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、STN型液晶表示素子や反射コレステリック型液晶表示素子等に用いる、ヘリカルピッチ長が短く、かつ低粘度である液晶組成物を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、下式1で表される新規な光学活性化合物(但し、下式(I)、(II)で表わされる化合物を除く)、特には下式2〜7のいずれかで表される光学活性化合物、該光学活性化合物を含有する液晶組成物、および該液晶組成物を用いた液晶素子を提供する。
R1 −Pn−C* HX−CH2 −A2 −Y−A3 −R2 ・・・ 式1
R1 −Pn−C* HX−CH2 −Pn1 −Y−Pn2 −R2 ・・・ 式2
R1 −Pn−C* HX−CH2 −Pn1 −Y−Cy−R2 ・・・ 式3
R1 −Pn−C* HX−CH2 −Cy−Y−Pn2 −R2 ・・・ 式4
R1 −Pn−C* HX−CH2 −Cy−Y−Cy−R2 ・・・ 式5
H−Pn−C* H(CH3 )−CH2 −Pn1 −Y−Pn2 −R2 ・・・ 式6
H−Pn−C* H(CH3 )−CH2 −Pn1 −Y−Cy−R2 ・・・ 式7
【化1】
【化2】
【0005】
ただし、式中の記号は本明細書を通じて下記の意味を示す。
R1 :水素原子、
R2 :炭素−炭素結合間に酸素原子が挿入されていてもよく、水素原子の1個以上がフッ素原子に置換されていてもよい炭素数1〜10の一価脂肪族炭化水素基、水素原子、ハロゲン原子またはシアノ基(脂肪族炭化水素基の場合は、不斉炭素原子を含有していてもよい)、
Pn、Pn1 、Pn2 :相互に独立して、水素原子の1個以上がハロゲン原子に置換されていてもよい1,4−フェニレン基、
A2 、A3 :相互に独立して、非置換のトランス−1,4−シクロヘキシレン基、または水素原子の1個以上がハロゲン原子に置換されていてもよい1,4−フェニレン基、
Cy:非置換のトランス−1,4−シクロヘキシレン基、
C* :不斉炭素原子、
X:フッ素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基、
Y:C(O)O基またはOC(O)基。
【0006】
また、本明細書を通じて、式中の下記記号は以下の意味を示す。
Ph:非置換の1,4−フェニレン基、
PhF :モノフルオロ−1,4−フェニレン基(フッ素原子の位置は特に限定されない)、
Ph2F:ジフルオロ−1,4−フェニレン基(フッ素原子の位置は特に限定されない)。
また、置換または非置換の1,4−フェニレン基、および非置換のトランス−1,4−シクロヘキシレン基を総称して「環基」と記載する。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
[式1の説明]
R1 −Pn−C* HX−CH2 −A2 −Y−A3 −R2 ・・・ 式1
式1で表される化合物は、その構造中に不斉炭素原子(C* )を含む光学活性な化合物である。不斉炭素原子に結合する基の絶対配置はRまたはSのいずれであってもよい(以下、式1で表される化合物を化合物(式1)とも記載する。化合物(式2)などの表記についても同様である。)。
化合物(式1)において、R1 は、水素原子である。
R2 は、炭素−炭素結合間に酸素原子が挿入されていてもよく、基中の水素原子の1個以上がフッ素原子に置換されていてもよい炭素数1〜10の一価脂肪族炭化水素基(以下、「炭素−炭素結合間に酸素原子が挿入されていてもよく、基中の水素原子の1個以上がフッ素原子に置換されていてもよい炭素数1〜10の一価脂肪族炭化水素基」を「Ra基」ともいう。)であってもよく、水素原子であってもよく、ハロゲン原子であってもよく、シアノ基であってもよい。
【0008】
R2 がRa基である場合、該Ra基としては、不飽和基を含まないアルキル基でもよく、不飽和基を含むもの、例えばアルケニル基、アルカポリエニル基またはアルキニル基またはアルカポリイニル基でもよい。
R2 としては、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基(アルケニル基にシス−アルケニル基とトランス−アルケニル基とがありうる場合にはトランス−アルケニル基がより好ましい。)、炭素数2〜10のアルキニル基または炭素数1〜10のアルコキシ基が好ましい。特に水素原子、フッ素原子、炭素数1〜8のアルキル基または炭素数1〜8のアルコキシ基が好ましい。また、Ra基は直鎖構造が好ましい。
【0009】
さらに、Raは、該基中に不斉炭素原子を含有していてもよい。Raが不斉炭素原子を含むアルキル基としては、CH3 (CH2 )4 −C* H(CH3 )−、CH3 (CH2 )5 −C* H(CH3 )−、CH3 CH2 −C* H(CH3 )−CH2 −、H等が挙げられる。不斉炭素原子を含むアルコキシ基としては、CH3 (CH2 )5 −C* H(CH3 )O−、CH3 (CH2 )4 −C* H(CH3 )O−等が挙げられる。該不斉炭素原子に結合する基の絶対配置は特に限定されない。
また、アルケニル基であるRaとしては、トランス−3−ペンテニル基または3−ブテニル基が好ましい。
Raとしては、ペルフルオロアルキル基などのポリフルオロアルキル基やポリフルオロ(アルコキシアルキル)基も好ましく、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、2,2,2−トリフルオロエトキシ基などが挙げられる。
また、Raとしては、アルコキシアルキル基も好ましく、エトキシメチル基などが挙げられる。
【0010】
化合物(式1)において、Pnは、水素原子の1個以上がハロゲン原子に置換されていてもよい1,4−フェニレン基である。Pnとしては、非置換の1,4−フェニレン基が好ましい。
A2 、A3 は、同一であっても異なっていてもよく、非置換の1,4−フェニレン基、または非置換のトランス−1,4−シクロヘキシレン基が好ましい。
A2 、A3 が、水素原子の1個以上がハロゲン原子に置換された1,4−フェニレン基である場合、該ハロゲン原子としてはフッ素原子が好ましく、特にモノフルオロ−1,4−フェニレン基またはジフルオロ−1,4−フェニレン基が好ましい。ハロゲン原子の置換位置は特に限定されない。
Xはフッ素原子またはメチル基またはトリフルオロメチル基が好ましく、特にメチル基が好ましい。
Yは、−C(O)O−基(カルボニルオキシ基)または−OC(O)基−(オキシカルボニル基)を示す。
【0011】
以下に本発明の化合物(式1)を順に説明する。ただし、−C* HX−に該当する部分は、単に−CHX−等と記載することもあり、不斉炭素原子に結合する基の絶対配置は、特記しないかぎり限定されない。また、以下においてC3 H7 −、C6 H13−などのアルキル基は直鎖アルキル基を意味する。
【0012】
上記化合物(式1)のなかでも、下記化合物(式2)〜化合物(式5)が好ましく挙げられる。
R1 −Pn−C* HX−CH2 −Pn1 −Y−Pn2 −R2 ・・・ 式2
R1 −Pn−C* HX−CH2 −Pn1 −Y−Cy−R2 ・・・ 式3
R1 −Pn−C* HX−CH2 −Cy−Y−Pn2 −R2 ・・・ 式4
R1 −Pn−C* HX−CH2 −Cy−Y−Cy−R2 ・・・ 式5
また、下記化合物(式6)および化合物(式7)も好ましく挙げられる。
H−Pn−C* H(CH3 )−CH2 −Pn1 −Y−Pn2 −R2 ・・・ 式6
H−Pn−C* H(CH3 )−CH2 −Pn1 −Y−Cy−R2 ・・・ 式7
【0013】
化合物(式2)としては、下記化合物(式2A−1)〜化合物(式2C−2)が好ましく挙げられる。
R1-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Pn2-R2 ・・・ 式2A−1
R1-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Pn2-R2 ・・・ 式2B−1
R1-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Pn2-R2 ・・・ 式2C−1
R1-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Pn2-R2 ・・・ 式2A−2
R1-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Pn2-R2 ・・・ 式2B−2
R1-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Pn2-R2 ・・・ 式2C−2
【0014】
化合物(式3)としては、下記化合物(式3A−1)〜化合物(式3C−2)が好ましく挙げられる。
R1-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-R2 ・・・式3A−1
R1-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Cy-R2 ・・・式3B−1
R1-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-R2 ・・・式3C−1
R1-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-R2 ・・・式3A−2
R1-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Cy-R2 ・・・式3B−2
R1-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-R2 ・・・式3C−2
【0015】
化合物(式4)としては、下記化合物(式4A−1)〜化合物(式4C−2)が好ましく挙げられる。
R1-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Pn2-R2 ・・・ 式4A−1
R1-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Pn2-R2 ・・・ 式4B−1
R1-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Pn2-R2 ・・・ 式4C−1
R1-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Pn2-R2 ・・・ 式4A−2
R1-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Pn2-R2 ・・・ 式4B−2
R1-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Pn2-R2 ・・・ 式4C−2
【0016】
化合物(式5)としては、下記化合物(式5A−1)〜化合物(式5C−2)が好ましく挙げられる。
R1-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-R2 ・・・ 式5A−1
R1-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Cy-R2 ・・・ 式5B−1
R1-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-R2 ・・・ 式5C−1
R1-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-R2 ・・・ 式5A−2
R1-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Cy-R2 ・・・ 式5B−2
R1-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-R2 ・・・式5C−2
【0017】
化合物(式2A−1)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-H、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-OCH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-OC6H13 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-C4H9 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-CH2OC2H5 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-C≡CCH3、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-CF3、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-OCF3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-OCH2CF3、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-F、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-Cl 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-CN 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-PhF -F、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph2F-F。
【0018】
化合物(式2A−2)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-H、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-OCH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-OC6H13 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-C4H9 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-CH2OC2H5 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-C≡CCH3、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-CF3、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-OCF3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-OCH2CF3、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-F、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-Cl 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-CN 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-PhF -F、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph2F-F。
【0019】
化合物(式2B−1)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Ph-H、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Ph-OCH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Ph-OC6H13 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Ph-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Ph-C4H9 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Ph-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Ph-CH2OC2H5 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Ph-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Ph-C≡CCH3、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Ph-CF3、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Ph-OCF3 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Ph-OCH2CF3、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Ph-F、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Ph-Cl 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Ph-CN 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-PhF -F、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Ph2F-F。
【0020】
化合物(式2B−2)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Ph-H、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Ph-OCH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Ph-OC6H13 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Ph-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Ph-C4H9 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Ph-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Ph-CH2OC2H5 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Ph-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Ph-C≡CCH3、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Ph-CF3、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Ph-OCF3 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Ph-OCH2CF3、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Ph-F、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Ph-Cl 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Ph-CN 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-PhF -F、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Ph2F-F。
【0021】
化合物(式2C−1)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-H、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-OCH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-OC6H13 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-C4H9 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-CH2OC2H5 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-C≡CCH3、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-CF3、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-OCF3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-OCH2CF3、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-F、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-Cl 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph-CN 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-PhF -F、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Ph2F-F。
【0022】
化合物(式2C−2)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-H、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-OCH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-OC6H13 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-C4H9 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-CH2OC2H5 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-C≡CCH3、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-CF3、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-OCF3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-OCH2CF3、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-F、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-Cl 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-CN 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-PhF -F、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph2F-F。
【0023】
化合物(式3A−1)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-H、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-C3H7 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-CH3CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-OCH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-CH2OC2H5 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-C≡CCH3、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-CF3、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-OCF3 。
【0024】
化合物(式3A−2)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-H、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-C3H7 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-OCH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-OCH(CH2)C6H13、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-CH2OC2H5 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-C≡CCH3、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-CF3、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-OCF3 。
【0025】
化合物(式3B−1)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Cy-H、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Cy-C3H7 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Cy-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Cy-OCH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Cy-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Cy-CH2OC2H5 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Cy-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Cy-C≡CCH3、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Cy-CF3、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-C(O)O-Cy-OCF3 。
【0026】
化合物(式3B−2)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Cy-H、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Cy-C3H7 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Cy-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Cy-OCH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Cy-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Cy-CH2OC2H5 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Cy-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Cy-C≡CCH3、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Cy-CF3、
H-Ph-CHF-CH2-Ph-OC(O)-Cy-OCF3 。
【0027】
化合物(式3C−1)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-H、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-C3H7 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-OCH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-CH2OC2H5 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-C≡CCH3、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-CF3、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-OCF3 。
【0028】
化合物(式3C−2)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-H、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-C3H7 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-OCH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-CH2OC2H5 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-C≡CCH3、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-CF3、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-OCF3 。
【0029】
化合物(式4A−1)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-H、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-OCH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-OC6H13 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-C4H9 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-CH2OC2H5 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-C≡CCH3、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-CF3、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-OCF3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-OCH2CF3、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-F、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-Cl 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-CN 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-PhF -F、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph2F-F。
【0030】
化合物(式4A−2)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-H、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-OCH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-OC6H13 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-C4H9 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-CH2OC2H5 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-C≡CCH3、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-CF3、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-OCF3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-OCH2CF3、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-F、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-Cl 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-CN 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-PhF -F、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph2F-F。
【0031】
化合物(式4B−1)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Ph-H、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Ph-OCH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Ph-OC6H13 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Ph-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Ph-C4H9 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Ph-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Ph-CH2OC2H5 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Ph-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Ph-C≡CCH3、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Ph-CF3、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Ph-OCF3 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Ph-OCH2CF3、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Ph-F、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Ph-Cl 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Ph-CN 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-PhF -F、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Ph2F-F。
【0032】
化合物(式4B−2)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Ph-H、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Ph-OCH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Ph-OC6H13 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Ph-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Ph-C4H9 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Ph-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Ph-CH2OC2H5 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Ph-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Ph-C≡CCH3、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Ph-CF3、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Ph-OCF3 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Ph-OCH2CF3、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Ph-F、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Ph-Cl 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Ph-CN 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-PhF -F、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Ph2F-F。
【0033】
化合物(式4C−1)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-H、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-OCH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-OC6H13 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-C4H9 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-CH2OC2H5 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-C≡CCH3、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-CF3、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-OCF3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-OCH2CF3、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-F、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-Cl 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph-CN 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-PhF -F、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Ph2F-F。
【0034】
化合物(式4C−2)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-H、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-OCH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-OC6H13 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-C4H9 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-CH2OC2H5 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-C≡CCH3、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-CF3、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-OCF3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-OCH2CF3、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-F、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-Cl 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph-CN 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-PhF -F、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Ph2F-F。
【0035】
化合物(式5A−1)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-H、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-C3H7 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-OCH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-CH2OC2H5 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-C≡CCH3、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-CF3、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-OCF3 。
【0036】
化合物(式5A−2)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-H、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-C3H7 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-OCH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-CH2OC2H5 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-C≡CCH3、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-CF3、
H-Ph-CH(CH3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-OCF3 。
【0037】
化合物(式5B−1)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Cy-H、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Cy-C3H7 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Cy-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Cy-OCH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Cy-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Cy-CH2OC2H5 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Cy-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Cy-C≡CCH3、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Cy-CF3、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-C(O)O-Cy-OCF3 。
【0038】
化合物(式5B−2)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Cy-H、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Cy-C3H7 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Cy-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Cy-OCH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Cy-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Cy-CH2OC2H5 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Cy-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Cy-C≡CCH3、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Cy-CF3、
H-Ph-CHF-CH2-Cy-OC(O)-Cy-OCF3 。
【0039】
化合物(式5C−1)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-H、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-C3H7 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-OCH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-CH2OC2H5 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-C≡CCH3、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-CF3、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-C(O)O-Cy-OCF3 。
【0040】
化合物(式5C−2)の具体例としては、下記化合物が好ましく挙げられる。
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-H、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-C3H7 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-CH2CH(CH3)CH2CH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-OCH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-OCH(CH3)C6H13、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-CH2OC2H5 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-CH2CH2CH=CHCH3 、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-C≡CCH3、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-CF3、
H-Ph-CH(CF3)-CH2-Cy-OC(O)-Cy-OCF3 。
【0041】
本発明の化合物(式1)は、新規化合物である。A2 が、水素原子の1個以上がハロゲン原子に置換されていてもよい1,4−フェニレン基の場合でありかつYがC(O) O基の場合は次の方法で製造できる。
【化3】
【0042】
光学活性カルボン酸(式A)を塩化チオニルにて酸クロリド化して酸クロリド(式B)を得、さらに触媒の存在下、クロロベンゼン誘導体のグリニャール試薬(式C)と反応させケトン誘導体(式D)を得る。次いで、トリフルオロ酢酸の存在下、トリエチルシランにて還元してクロロベンゼン誘導体(式E)を得、さらにMgにてグリニャール試薬とした後、二酸化炭素と反応させて安息香酸誘導体(式F)とし、最後に塩基の存在下、フェノール誘導体またはシクロヘキサノール誘導体と反応させて目的の化合物(式1)を得る。それぞれの反応において、式中の光学活性化合物の光学純度は保持される。
【0043】
また、A2 が、水素原子の1個以上がハロゲン原子に置換されていてもよい1,4−フェニレン基の場合でかつYがOC(O) 基の場合は次の方法で製造できる。
【化4】
【0044】
光学活性カルボン酸(式A)を塩化チオニルにて酸クロリド化して酸クロリド(式B)を得、さらに塩化アルミニウムの存在下、アニソール誘導体と反応させケトン誘導体(式G)を得る。次いで、塩化アルミニウムの存在下、水素化リチウムアルミニウムにて還元してアニソール誘導体(式H)を得、さらに酢酸存在下、臭素酸と反応させてフェノール誘導体(式I)とし、最後に塩基の存在下、酸クロリド誘導体と反応させて目的の化合物(式1)を得る。それぞれの反応において、式中の光学活性化合物の光学純度は保持される。
【0045】
また、A2 が非置換のトランス−1,4−シクロヘキシレン基の場合かつYがOC(O) 基の場合は、次の方法で製造できる。ただし、以下において、Chは1,4−シクロヘキセニレン基を示し、O=C6 H9 −は4−オキソシクロヘキシル基を示す。
【化5】
【0046】
光学活性臭素化合物(式J)をマグネシウム金属によりグリニャール試薬(式K)とした後、シクロヘキサノン誘導体(式L)と反応させ、さらに塩酸によって脱水し、シクロヘキセン化合物(式M)を得、次いでパラジウム炭素触媒の存在下、水素添加反応を行い、さらに水素化ホウ素ナトリウムにて還元して、アルコ−ル誘導体(式N)を得、さらに塩基の存在下、酸クロリド化合物と反応させて目的の化合物(式1)を得る。それぞれの反応において、式中の光学活性化合物の光学純度は保持される。
【0047】
また、A2 が非置換のトランス−1,4−シクロヘキシレン基の場合かつYがC(O) O基の場合は、次の方法で製造できる。
【化6】
【0048】
アルコ−ル誘導体(式N)を五塩化リンにて塩素化し(式O)、さらにMgにてグリニャール試薬とした後、二酸化炭素と反応させてカルボン酸誘導体を得、最後に塩基の存在下、フェノール誘導体と反応させて目的の化合物(式1)を得る。それぞれの反応において、式中の光学活性化合物の光学純度は保持される。
【0049】
化合物(式1)は、その少なくとも1種類を他の液晶材料、または、他の液晶材料および非液晶材料(以下、他の液晶材料と非液晶材料とを総称して「他の材料」と記す。)に含ませて液晶組成物とする。
他の材料中に化合物(式1)を含ませて液晶組成物とする場合には、化合物(式1)の量は、液晶組成物100質量部中に0.1〜40質量部(化合物(式1)を2種以上含ませる場合はその合量で)含ませるのが好ましく、1〜20質量部含ませるのが特に好ましい。
他の材料中に含ませる化合物(式1)を2種以上を用いる場合には、該2種の化合物(式1)の不斉炭素の絶対配置は同じでも異なっていてもよい。
【0050】
他の材料としては、下記化合物が例示できる。ただし、RC およびRD は相互に独立して、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子またはシアノ基を示し、RC およびRD 中の水素原子の1個以上がハロゲン原子またはシアノ基等に置換されていてもよい。Z1 、Z2 、Z3 、Z4 は、相互に独立して、五員環または、シクロヘキサン環、ベンゼン環、ジオキサン環もしくはピリジン環等の六員環等の環構造を示し、非置換でも置換されていてもよい。また、環と環の間の結合基が他の結合基であってもよい。これらは、所望の性能に合わせて適宜変更されうる。
R C -Z1-Z2-RD 、
R C -Z1-COO-Z2-RD 、
R C -Z1-C ≡C-Z2-RD 、
R C -Z1-CH2CH2-Z2-R D 、
R C -Z1-Z2-Z3-R D 、
R C -Z1-COO-Z2-Z3-R D 、
R C -Z1-Z2-COO-Z3-R D 、
R C -Z1-COO-Z2-COO-Z3-R D 、
R C -Z1-CH2CH2-Z2-C ≡C-Z3-RD 、
R C -Z1-Z2-Z3-Z4-RD 。
【0051】
本発明の化合物(式1)を含む液晶組成物は、液晶セルに注入する等の方法で、電極付の基板間に挟持して、液晶素子を構成する。上記液晶素子は、TN方式、STN方式、ゲスト・ホスト(GH)方式、動的散乱方式、フェーズチェンジ方式、DAP方式、二周波駆動方式、強誘電性液晶表示方式および反射コレステリック方式等種々の方式で使用できる。特に、本発明の液晶組成物は、STN方式液晶電気表示素子および反射コレステリック電気表示素子に好適に使用できる。
【0052】
以下に、液晶素子の構成および製法の具体例を示す。
プラスチック、ガラス等の基板上に、必要に応じてSiO2 、Al2 O3 等のアンダーコート層やカラーフィルタ層を形成し、In2 O3 −SnO2 (ITO)、SnO2 等の電極を設け、パターニングした後、必要に応じてポリイミド、ポリアミド、SiO2 、Al2 O3 等のオーバーコート層を形成し、配向処理し、これにシール材を印刷し、電極面が相対向するように配して周辺をシールし、シール材を硬化して空セルを形成する。
この空セルに、本発明の化合物を含む液晶組成物を注入し、注入口を封止剤で封止して液晶セルを構成する。この液晶セルに必要に応じて偏光板、カラー偏光板、光源、カラーフィルタ、半透過反射板、反射板、導光板、紫外線カットフィルタ等を積層する、文字、図形等を印刷する、ノングレア加工する等して液晶素子とする。
なお、上記説明は、液晶素子の基本的な構成および製法を示したにすぎず、例えば2層電極を用いた基板、2層の液晶層を形成した2層液晶セル、TFT、MIM等の能動素子を形成したアクティブマトリクス基板を用いたアクティブマトリクス素子等、種々の構成のものが使用できる。
【0053】
化合物(式1)は、従来使われていた光学活性化合物に比べてヘリカルピッチ長が短く、かつ粘度が低い。ヘリカルピッチ長が短いことにより、この化合物(式1)は、液晶組成物に添加した場合、従来の光学活性化合物より少量で、TN型およびSTN型または反射コレステリック型液晶表示素子とした場合に均一なツイスト配向を持つ素子となる液晶組成物が得られる。このように化合物(式1)は、従来より、添加量がより少量ですみ、かつ化合物の粘度も低いことから、化合物(式1)を添加した液晶組成物も従来より粘度を低くできる。このことにより、該液晶組成物を用いて、高速応答化した液晶素子が得られる。
得られた素子は、近年注目されている高ツイスト角のSTN型液晶電気表示素子または反射コレステリック電気表示素子として好適である。その他、多色性色素を用いたGH型液晶素子、強誘電性液晶電気表示素子等にも使用できる。
【0054】
【実施例】
[例1]
(R)−1−(4−[(4−((S)−1−メチルヘプチルオキシ))ベンゾイルオキシ]フェニル)−2−フェニルプロパンの合成
[第1ステップ]
(S)−(+)−1−(4−メトキシフェニル)−2−フェニルプロパン−1−オンの合成
500mLのナス型フラスコに(S)−(+)−2−フェニルプロピオン酸30g、テトラクロロエチレン120mLおよび塩化チオニルを35.7gを仕込み、N, N−ジメチルアニリンを数滴添加し、室温下にて24時間反応させた。その後、テトラクロロエチレンおよび塩化チオニルを減圧留去し、酸塩化物とした。
別途用意した200mLの4つ口フラスコに、アニソール24.5g、塩化アルミニウム26.64gおよび1, 2−ジクロロエタン24mLを仕込み、−20℃に冷却後、先に得られた酸塩化物の1, 2−ジクロロエタン溶液を滴下した。0℃に昇温後、1時間反応させ、反応液を氷水にあけた。有機相を分離後、水相をトルエンで抽出し、有機相と合わせて水洗後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥剤を除去し、溶媒を減圧留去し、メタノール/アセトンの混合溶媒から再結晶して、白色固体の(S)−(+)−1−(4−メトキシフェニル)−2−フェニルプロパン−1−オン[H-Ph-CH(CH3)C(O)-Ph-OCH3]40.38gを得た(収率84%)。
【0055】
[第2ステップ](R)−(−)−1−(4−メトキシフェニル)−2−フェニルプロパンの合成
冷却管付きの2Lの四つ口フラスコを用い、水素化リチウムアルミニウム7.25gをジエチルエーテル290mL中で、5分間撹拌した。次いで水冷しながら、塩化アルミニウム25.48gを280mLのジエチルエーテル溶液として滴下した。5分間撹拌の後、(S)−(+)−1−(4−メトキシフェニル)−2−フェニルプロパン−1−オン38.26gをジエチルエーテル245mLの溶液とし、滴下した。その後、3時間加熱還流した。0℃に冷却後、希塩酸で処理し、ジエチルエーテルを用いて分液抽出し、無水硫酸ナトリウムで一晩乾燥した。溶媒を減圧留去後、カラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘキサン)にて精製し、(R)−(−)−1−(4−メトキシフェニル)−2−フェニルプロパン[H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OCH3]30.55gを得た(収率85%)。
【0056】
[第3ステップ]
(R)−(−)−1−(4−ヒドロキシフェニル)−2−フェニルプロパンの合成
冷却管付き1Lの四つ口フラスコに第2ステップで得られた(R)−(−)−1−(4−メトキシフェニル)−2−フェニルプロパン28. 55g、酢酸570mLおよび48%臭化水素酸59mLを仕込み、110℃にて7時間反応した。冷却後、酢酸を減圧留去し、水100mLおよびトルエン140mLを添加した。有機相を分離し、水相をトルエンにて抽出し、有機相と合わせて溶媒を減圧留去し、得られた結晶をメタノールにて再結晶して(R)−(−)−1−(4−ヒドロキシフェニル)−2−フェニルプロパン[H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OH]26. 65gを得た(収率99. 5%)。
【0057】
[第4ステップ](R)−1−(4−[ (4−((S)−1−メチルヘプチルオキシ))ベンゾイルオキシ] フェニル)−2−フェニルプロパンの合成
300mLのナスフラスコに(4−((S)−1−メチルヘプチルオキシ))安息香酸15. 24g、塩化チオニル10. 7gおよびテトラクロロエチレン60mLを仕込み、N, N−ジメチルアニリンを数滴添加した。室温下にて24時間反応後、溶媒を減圧留去した。そこへ、第4ステップで得られた(R)−(−)−1−(4−ヒドロキシフェニル)−2−フェニルプロパン13. 0g、ピリジン6mLおよびトルエン90mLを加え、室温下にて48時間反応させた。水54mLを添加後、有機相を分離し、水相をトルエンにて抽出し、有機相と合わせて溶媒を留去した。次いで、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液ヘキサン/トルエン=1/1)にて精製し、さらにエタノール/アセトンの混合溶媒から再結晶して、(R)−1−(4−[ (4−((S)−1−メチルヘプチルオキシ))ベンゾイルオキシ] フェニル)−2−フェニルプロパン[H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-O-CH(CH3)-C6H13]を11. 1g得た(収率40%)。MS m/e:444(M+ )
例1と同様にして、以下の化合物が得られる。
(R)-H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-OCH(CH3)C4H9 、
(R)-H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Ph-CH2-CH(CH3)C2H4。
【0058】
[例2]
(R)−1−[ (トランス−4−プロピルシクロヘキシルカルボニルオキシ)フェニル] −2−フェニルプロパンの合成
例1の第4ステップにおいて、(4−((S)−1−メチルヘプチルオキシ))安息香酸のかわりに、トランス−4−プロピルシクロヘキシルカルボン酸を10. 3gを用いること以外は例1の第4ステップと同様に反応を行い、(R)−1−[ (トランス−4−プロピルシクロヘキシルカルボニルオキシ)フェニル] −2−フェニルプロパン[H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-C3H7] を得た(収率78%)。
MS m/e:364(M+ )
例2と同様にして、以下の化合物が得られる。
(R)-H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-OC6H13 、
(R)-H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-C5H11、
(R)-H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-CH2OC2H5 、
(R)-H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-CH2CH2CH=CHCH3 、
(R)-H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-C≡CCH3、
(R)-H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-CF3、
(R)-H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-OCF3 、
(R)-H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-OC(O)-Cy-OCH2CF3。
【0059】
[例3]
(R)−1−[ (トランス−4−プロピルシクロヘキシルオキシカルボニル)フェニル] −2−フェニルプロパンの合成
<第1ステップ>
(S)−1−(4−クロロフェニル)−2−フェニルプロパン−1−オンの合成10Lの四つ口フラスコに(S)−(+)−2−フェニルプロピオン酸600g(4.00mol)、テトラクロロエチレン2.4L、塩化チオニル951g(8.00mol)、ジメチルアニリン少量を加え室温で一晩撹拌した後、過剰な塩化チオニル、テトラクロロエチレンを減圧留去し、(S)−2−フェニルプロピオン酸クロリド691gを得た。
10Lの四つ口フラスコ(フラスコA)に、マグネシウム片102g(4.20mol)、無水テトラヒドロフラン200mLと少量のヨウ素末を加え、窒素雰囲気下で1−ブロモ−4−クロロベンゼン765g(4.00mol)を無水テトラヒドロフラン7.8Lに溶解させた溶液を少量滴下し、ヨウ素の色が消えた時点で反応が開始したとして、反応温度を30℃以下に保ちながら残りの溶液を3時間で滴下し、滴下終了後室温で1時間撹拌し、グリニャール試薬を調製した。
【0060】
20Lの四つ口フラスコ(フラスコB)に、(S)−2−フェニルプロピオン酸クロリド691g、トルエン4.4Lを入れ、窒素雰囲気下で−10℃に冷却し、鉄(III)アセチルアセトナート1.41g(4.00mmol)を加えた。反応温度を−10℃以下に保ちながら、窒素雰囲気下フラスコAで調製したグリニャール試薬を4時間で滴下し、滴下終了後室温まで昇温して一晩撹拌した後、10℃に冷却し、希塩酸4Lを加えた。有機相を分離し、水相はトルエンで抽出し、有機相と合わせて水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を留去して粗生成物を得た。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘキサン/トルエン=1/1)で精製し、エタノールから再結晶し、(S)−1−(4−クロロフェニル)−2−フェニルプロパン−1−オン[H-Ph-CH(CH3)-C(O)-Ph-Cl ]の白色結晶329g(1.34mol)を得た(収率34%)。
MS m/e:244(M+ )
【0061】
<第2ステップ>
5Lの四つ口フラスコに、第1ステップで得た(S)−1−(4−クロロフェニル)−2−フェニルプロパン−1−オン320g(1.31mol)、トリフルオロ酢酸1.49kg(13.1mol)を加え、0℃に冷却し、トリエチルシラン380g(3.27mol)を反応温度を5℃以下に保ちながら1時間で滴下し、滴下終了後室温まで昇温して3時間撹拌した。トルエン1Lを加え、減圧下でトリフルオロ酢酸を留去した後、トルエン1L加え、5%炭酸水素ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒および副生成物を留去して粗生成物を得た。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘキサン)で精製し、(R)−1−(4−クロロフェニル)−2−フェニルプロパン[H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-Cl]の無色の液体219g(949mmol)を得た(収率72%)。
MS m/e:230(M+ )
【0062】
<第3ステップ>
1Lの四つ口フラスコに、マグネシウム片11.1g(455mmol)、無水テトラヒドロフラン20mLと少量のヨウ素粉末を加えた。臭化エチル23.6g(217mmol)を無水テトラヒドロフラン124mLに溶解させた溶液を窒素雰囲気下で少量滴下し、ヨウ素の色が消えた時点で反応が開始したとして、反応温度を25℃以下に保ちながら残りの溶液を1時間で滴下し、滴下終了後室温で1時間撹拌した後、第2ステップで得た(R)−1−(4−クロロフェニル)−2−フェニルプロパン50g(217mmol)を加え、加熱還流下で6時間撹拌した。無水テトラヒドロフラン290mLを加え、−30℃に冷却し、−20℃以下に保ちながら炭酸ガスを吹き込み、発熱が無くなった後に炭酸ガスを吹き込み続けながら室温まで昇温した。反応溶液を氷冷した希塩酸に注ぎ、未反応のマグネシウムをろ過した後に、有機相を分離し、水相をメチル−t−ブチルエーテルで抽出し、有機相とあわせて水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒および副生成物を留去して粗生成物の結晶を得た。これをトルエンから再結晶して(R)−4−(2−フェニルプロピル)安息香酸[H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-COOH]の白色結晶44.3g(184mmol)を得た(収率85%)。
【0063】
<第4ステップ>
200mLのなすフラスコに第3ステップで得た(R)−4−(2−フェニルプロピル)安息香酸20.0g(83.2mmol)、テトラクロロエチレン80mL、塩化チオニル19.8g(166mmol)を加え70℃で3時間撹拌した後、過剰な塩化チオニル、テトラクロロエチレンを減圧留去し、(R)−4−(2−フェニルプロピル)安息香酸クロリド[H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-COCl]22.0gを得た。次いで、200mLの四つ口フラスコに、(R)−4−(2−フェニルプロピル)安息香酸クロリド22.0g、トルエン103ml、トランス−1−ヒドロキシ−4−プロピルシクロヘキサン11.8g(83.2mmol)、ピリジン7.90g(99.9mmol)を加え、室温で一晩撹拌した。反応溶液に水を加えて有機相を分離し、水相はトルエンで抽出し、有機相を合わせて、希塩酸、炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去して粗生成物を得た。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘキサン/トルエン=3/1)を用いて精製し、エタノールから再結晶して(R)−1−[ (トランス−4−プロピルシクロヘキシルオキシカルボニル)フェニル] −2−フェニルプロパン[H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-C3H7 ]の白色結晶22.7g(62.4mmol)を得た(収率75%)。
MS m/e:364(M+ )
【0064】
例3と同様にして、以下の化合物が得られる。
(R)-H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-OC6H13 、
(R)-H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-C5H11、
(R)-H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-CH2OC2H5 、
(R)-H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-CH2CH2CH=CHCH3 、
(R)-H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-C≡CCH3、
(R)-H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-CF3、
(R)-H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-OCF3 、
(R)-H-Ph-CH(CH3)-CH2-Ph-C(O)O-Cy-OCH2CF3。
【0065】
[例4]
メルク社製液晶組成物(商品名:ZLI−1565)の95質量部に、例1で合成した化合物を5質量部加え液晶組成物SAを得た。
また、メルク社製液晶組成物(商品名:ZLI−1565)の95質量部に、市販のカイラル剤である前記化合物(式CN)を5質量部加え組成物SBを、市販のカイラル剤である前記化合物(式S−811)を5質量部加え液晶組成物SCを得た。
得られた液晶組成物SA、SBおよびSCについて、粘度のかわりとして動粘度をオストワルド粘度管を用いて測定し、その値からそれぞれのカイラル剤の動粘度を100%外挿値として算出した。結果を表1に示す。
【0066】
【表1】
【0067】
[例5]
メルク社製液晶組成物(商品名:ZLI−1565)の99質量部に、例1で合成した化合物を1質量部加え液晶組成物SDを得た。
また、メルク社製液晶組成物(商品名:ZLI−1565)の99質量部に、前記化合物(式CN)を1質量部加え液晶組成物SEを、前記化合物(式S−811)を1質量部加え液晶組成物SFを得た。
得られた液晶組成物SD、 SEおよびSFの25℃におけるヘリカルピッチ長をカノー(Cano)ウエッジ法にて測定し、それぞれの化合物のPC値(1質量%含有するときのヘリカルピッチ長(μm・%))を求めた。結果を表2に示す。なお、螺旋誘起の向きは接触法により測定した。
【0068】
【表2】
【0069】
【発明の効果】
本発明の化合物(式1)は光学活性を有する新規化合物である。また、化合物(式1)を含有する液晶組成物は、ヘリカルピッチ長が短く、低粘度である。そのために該液晶組成物を用いた液晶素子は高速応答化が可能である。特に、光学活性化合物の添加量の多いSTN型液晶表示素子用の液晶組成物または反射コレステリック液晶表示素子用の液晶組成物として有用である。
Claims (6)
- 下式1で表される光学活性化合物(但し、下式(I)、(II)で表わされる化合物を除く)。
R1 −Pn−C* HX−CH2 −A2 −Y−A3 −R2 ・・・ 式1
R1 は、水素原子を示し、
R2 は、炭素−炭素結合間に酸素原子が挿入されていてもよく、水素原子の1個以上がフッ素原子に置換されていてもよい炭素数1〜10の一価脂肪族炭化水素基、水素原子、ハロゲン原子またはシアノ基(脂肪族炭化水素基の場合は、不斉炭素原子を含有していてもよい)を示し、
Pnは、水素原子の1個以上がハロゲン原子に置換されていてもよい1,4−フェニレン基を示し、
A2 、A3 は、相互に独立して、非置換のトランス−1,4−シクロヘキシレン基、または水素原子の1個以上がハロゲン原子に置換されていてもよい1,4−フェニレン基を示し、
C* は、不斉炭素原子を示し、
Xは、フッ素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示し、
Yは、C(O)O基またはOC(O)基を示す。] - 式1で表される化合物が下式2〜5のいずれかで表される化合物である請求項1に記載の光学活性化合物。
R1 −Pn−C* HX−CH2 −Pn1 −Y−Pn2 −R2 ・・・ 式2
R1 −Pn−C* HX−CH2 −Pn1 −Y−Cy−R2 ・・・ 式3
R1 −Pn−C* HX−CH2 −Cy−Y−Pn2 −R2 ・・・ 式4
R1 −Pn−C* HX−CH2 −Cy−Y−Cy−R2 ・・・ 式5
[式中、R1 、R2 、Pn、C* 、X、Yは、式1と同じものを示し、
Pn1 、Pn2 は、相互に独立して、水素原子の1個以上がハロゲン原子に置換されていてもよい1,4−フェニレン基を示し、
Cyは、非置換のトランス−1,4−シクロヘキシレン基を示す。] - 式1で表される化合物が下式6で表される化合物である請求項1に記載の光学活性化合物。
H−Pn−C* H(CH3 )−CH2 −Pn1 −Y−Pn2 −R2 ・・・ 式6
[式中、R2 、Pn、C* 、Yは、式1と同じものを示し、
Pn1 、Pn2 は、相互に独立して、水素原子の1個以上がハロゲン原子に置換されていてもよい1,4−フェニレン基を示す。] - 式1で表される化合物が下式7で表される化合物である請求項1に記載の光学活性化合物。
H−Pn−C* H(CH3 )−CH2 −Pn1 −Y−Cy−R2 ・・・ 式7
[式中、R2 、Pn、C* 、Yは、式1と同じものを示し、
Pn1 は、水素原子の1個以上がハロゲン原子に置換されていてもよい1,4−フェニレン基を示し、
Cyは、非置換のトランス−1, 4−シクロヘキシレン基を示す。] - 請求項1〜4のいずれかに記載の光学活性化合物を少なくとも1種類含有する液晶組成物。
- 請求項5に記載の液晶組成物を用いた液晶素子。
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