JP5376272B2 - 末端環構造にラテラル置換基を有する重合性化合物 - Google Patents

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Description

本発明は重合性化合物、当該化合物を含有する重合性液晶組成物及び当該重合性組成物を用いた光学異方体に関する。
重合性化合物は種々のフィルムに使用される。例えば、重合性化合物を液晶状態で配列させた後、重合させることにより、均一な配向を有するフィルムを作製することが可能である。このようにして作製したフィルムは、液晶ディスプレイに必要な偏光板、位相差板などに使用することができる。また、重合性化合物はコレステリック構造を有するフィルムの作製にも使用できる。多くの場合、要求される光学特性、重合速度、溶解性、融点、ガラス転移温度、フィルムの透明性、機械的強度、表面硬度、耐熱性及び耐光性を満たすために、2種類以上の重合性化合物からなる組成物が使用される。その際、使用する重合性化合物には、他の特性に悪影響を及ぼすことなく、組成物に良好な物性をもたらすことが求められる。特に、コレステリック構造を有するフィルムの作製を目的とする場合、広い温度範囲でネマチック相又はコレステリック相として存在でき、かつ高いネマチック相又はコレステリック相液晶配向性を有する重合性化合物が必要である。また、工業的に重合性液晶組成物を使用する際は、長時間保管しても成分中の重合性化合物が析出することが無いよう、高い保存安定性が求められる。
当該コレステリック構造を有するフィルムをディスプレイ等の輝度向上フィルムとして使用する場合、ヘイズ値が小さく、ムラの無い均一なコレステリック構造を有することが求められる。そのため、上記特性に加え、配向性の高い重合性化合物の開発が望まれている。また、組成物の屈折率異方性を所望の値に調節するために、大きな屈折率異方性を有する重合性化合物だけでなく、小さな屈折率異方性を有する重合性化合物が有用である。しかしながら従来知られていた小さな屈折率異方性を有する重合性化合物は、保存安定性が低く、それらの重合性化合物を含有する組成物を室温で長時間放置すると結晶が析出するという問題があった。また、配向性が低いことから、組成物をPET上に塗布し乾燥させて得られる光学異方体はヘイズ値が大きくなったり、ムラを生じたりする問題があった(特許文献1〜特許文献3参照)。一方、高い二軸性指数を有する液晶材料としてトラン骨格を導入した重合性化合物を使用した例も報告されているが、これら重合性化合物はいずれも屈折率異方性が非常に大きいため、組成物の屈折率異方性を大きくしてしまう(特許文献4)。そこで、組成物の屈折率異方性を所望の値に調節するために、小さな屈折率異方性を有する重合性化合物を添加する必要があるが、小さな屈折率異方性を有する公知の重合性化合物は上記のように保存安定性及び配向性が不十分であるという問題を抱えていた。
特開2008−195762号公報 特開2008−88291号公報 GB2280445A号公報 EP1786887B1号公報
本発明が解決しようとする課題は、小さな屈折率異方性を有し、重合性液晶組成物を構成した場合に高い保存安定性と高い配向性を有する重合性化合物及び当該重合性化合物を含有する重合性液晶組成物を提供することである。更に、当該重合性液晶組成物を重合させることで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ことである。
本願発明者らは重合性化合物における種々の置換基の検討を行った結果、特定の構造を有する重合性化合物が上記課題を解決できることを見出し本願発明を完成するに至った。
本願発明は、一般式(I)
Figure 0005376272
(式中、Pは下記の式(P−1)から式(P−15)で表される重合性基
Figure 0005376272
から選ばれる置換基を表し、Sは1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−に置き換えられても良い炭素原子数1から20のアルキレン基又は単結合を表すが、S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、Xは−O−、−S−、−OCH−、−CHO−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−CHCH−、−CHCF−、−CFCH−、−CFCF−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−OCO−、−CHCH−COO−、−COO−CH−、−OCO−CH−、−CH−OCO−、−CH−COO−、−CY=CY−、−C≡C−又は単結合を表すが(式中、Y及びYは各々独立して水素原子、炭素原子数1から12のアルキル基、フッ素原子、塩素原子又はCN基を表す。)、X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、nは0、1、2、3又は4を表し、A及びAは各々独立して1,4−フェニレン基、ナフタレン−2,6−ジイル基、1,4−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、ピリジン−2,6−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、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っても良く、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1から7のアルキル基、炭素原子数1から7のアルコキシ基又は炭素原子数1から7のアルカノイル基によって置換されていても良く、これらのアルキル基、アルコキシ基又はアルカノイル基は1個以上の水素原子がフッ素原子又は塩素原子により置き換えられても良く、A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、Aは下記の式(A−1)から式(A−8)で表される基
Figure 0005376272
(式中、Lは1個以上の水素原子がフッ素原子又は塩素原子により置換されても良い炭素原子数1から7のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基を表す。)から選ばれる基を表すが、式(A−1)で表される基は1個の−CH=又は隣接していない2個の−CH=が−N=に置き換えられても良く、式(A−2)及び式(A−3)で表される基は1個の−CH−又は隣接していない2個の−CH−が−O−又は−S−に置き換えられても良く、これら式(A−1)から式(A−8)で表される基はさらにフッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1から7のアルキル基、炭素原子数1から7のアルコキシ基又は炭素原子数1から7のアルカノイル基によって置換されていても良く、これらのアルキル基、アルコキシ基又はアルカノイル基は1個以上の水素原子がフッ素原子又は塩素原子により置き換えられても良く、Z及びZは各々独立して−OCH−、−CHO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−CO−NH−、−NH−CO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−CHCH−、−CHCF−、−CFCH−、−CFCF−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−OCO−、−CHCH−COO−、−COO−CH−、−OCO−CH−、−CH−OCO−、−CH−COO−、−CY=CY−又は単結合を表すが(式中、Y及びYは各々独立して水素原子、炭素原子数1から12のアルキル基、フッ素原子、塩素原子又はCN基を表す。)、Z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、Rはフッ素原子、塩素原子、CN基又は炭素原子数1から12のアルキル基を表すが、アルキル基中に存在する1個以上の水素原子はフッ素原子、塩素原子、シアノ基により置き換えられても良く、また、アルキル基中の1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−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−、−CH=CF−、−CF=CH−又は−C≡C−によって置き換えられても良く、mは0、1、2、3又は4を表す。)で表される重合性化合物及び当該化合物を用いた重合性液晶組成物を提供する。
本願発明の重合性化合物は、小さな屈折率異方性を有し、重合性液晶組成物を構成した場合に高い保存安定性を示すことから重合性組成物の構成部材として有用である。又、本願発明の重合性化合物を含有する組成物を用いた光学異方体は、高い配向性を有することから、光学フィルム等の用途に有用である。
一般式(I)において、Pは式(P−1)から式(P−15)で表される重合性基を表し、これらの重合性基はラジカル重合、ラジカル付加重合、カチオン重合及びアニオン重合により硬化する。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−11)、式(P−13)又は式(P−15)が好ましく、式(P−1)、式(P−2)、式(P−7)、式(P−11)又は式(P−13)がより好ましく、式(P−1)又は式(P−2)が特に好ましい。
は1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−に置き換えられても良い炭素原子数1から20のアルキレン基又は単結合を表すが、液晶性及び他の成分との相溶性の観点から炭素原子数1から8のアルキレン基が特に好ましい。
は−O−、−S−、−OCH−、−CHO−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−CHCH−、−CHCF−、−CFCH−、−CFCF−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−OCO−、−CHCH−COO−、−COO−CH−、−OCO−CH−、−CH−OCO−、−CH−COO−、−CY=CY−、−C≡C−又は単結合を表すが(式中、Y及びYは各々独立して水素原子、炭素原子数1から12のアルキル基、フッ素原子、塩素原子又はCN基を表す。)、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−OCO−、−CHCH−COO−、−COO−CH−、−OCO−CH−、−CH−OCO−、−CH−COO−又は単結合が好ましく、−O−が特に好ましい。
nは0、1、2、3又は4を表すが、1又は2が好ましく、1が特に好ましい。
及びAは各々独立して1,4−フェニレン基、ナフタレン−2,6−ジイル基、1,4−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、ピリジン−2,6−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、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っても良く、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1から7のアルキル基、炭素原子数1から7のアルコキシ基又は炭素原子数1から7のアルカノイル基によって置換されていても良く、これらのアルキル基、アルコキシ基又はアルカノイル基は1個以上の水素原子がフッ素原子又は塩素原子により置き換えられても良く、A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が、無置換であるか或いはフッ素原子若しくは塩素原子、炭素原子数1から4のアルキル基又は炭素原子数1から4のアルコキシ基によって置換された1,4−フェニレン基、無置換であるか或いはフッ素原子又は塩素原子によって置換されたナフタレン−2,6−ジイル基、又は1個の−CH−若しくは隣接していない2個の−CH−が−O−に置き換えられても良い無置換の1,4−シクロヘキセニレン基が好ましく、無置換の或いはフッ素原子、塩素原子、CH基若しくはCHO基によって置換された1,4−フェニレン基、無置換のナフタレン−2,6−ジイル基、又は無置換の1,4−シクロヘキセニレン基が特に好ましい。
は下記の式(A−1)から式(A−8)
Figure 0005376272
(式中、Lは1個以上の水素原子がフッ素原子又は塩素原子により置換されても良い炭素原子数1から7のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基を表す。)から選ばれる基を表すが、式(A−1)で表される基は1個の−CH=又は隣接していない2個の−CH=が−N=に置き換えられても良く、式(A−2)及び式(A−3)で表される基は1個の−CH−又は隣接していない2個の−CH−が−O−又は−S−に置き換えられても良く、これら式(A−1)から式(A−8)で表される基はさらにフッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1から7のアルキル基、炭素原子数1から7のアルコキシ基又は炭素原子数1から7のアルカノイル基によって置換されていても良く、これらのアルキル基、アルコキシ基又はアルカノイル基は1個以上の水素原子がフッ素原子又は塩素原子により置き換えられても良いが、Lが炭素原子数1から4のアルキル基若しくはアルコキシ基を表し、さらにベンゼン環若しくはナフタレン環上の水素原子がフッ素原子、塩素原子又は炭素原子数1から4のアルキル基若しくはアルコキシ基によって置換されていても良い式(A−1)又は式(A−5)で表される基が好ましく、LがCH基又はCHO基を表し、さらにベンゼン環若しくはナフタレン環上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、CH基又はCHO基によって置換されていても良い式(A−1)又は式(A−5)で表される基が特に好ましい。
及びZは各々独立して−OCH−、−CHO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−CO−NH−、−NH−CO−、−SCH−、−CHS−、−CFO−、−OCF−、−CFS−、−SCF−、−CHCH−、−CHCF−、−CFCH−、−CFCF−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−OCO−、−CHCH−COO−、−COO−CH−、−OCO−CH−、−CH−OCO−、−CH−COO−、−CY=CY−又は単結合を表すが(式中、Y及びYは各々独立して水素原子、炭素原子数1から12のアルキル基、フッ素原子、塩素原子又はシアノ基を表す。)、Z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、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−、−CHCH−OCO−、−COO−CH−、−OCO−CH−、−CH−COO−、−CH−OCO−又は単結合が好ましく、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−COO−CH=CH−又は単結合が特に好ましい。
はフッ素原子、塩素原子、シアノ基又は炭素原子数1から12のアルキル基を表すが、アルキル基中に存在する1個以上の水素原子はフッ素原子、塩素原子、シアノ基により置き換えられても良く、また、アルキル基中の1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−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−、−CH=CF−、−CF=CH−又は−C≡C−によって置き換えられても良いが、炭素原子数1から8のアルキル基が特に好ましく、直鎖状であることがさらに好ましい。
mは0、1、2、3又は4を表すが、1、2又は3が好ましく、1又は2が特に好ましい。
一般式(I)で表される化合物としては、下記の式(I−1)から式(I−15)で表される化合物が好ましい。
Figure 0005376272
Figure 0005376272
Figure 0005376272
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)下記化合物(S6)の製造
Figure 0005376272
保護基PGにより保護されたヒドロキシ基を有するカルボン酸(S1)をフェノール誘導体(S2)と縮合させることによりエステル(S3)とする。保護基PGとしては、合成過程において安定に官能基を保護することができ、脱離が容易である基であれば特に制限はないが、例えば、GREENE’S PROTECTIVE GROUPS IN ORGANIG SYNTHESIS(Fourth Edition)、PETER G.M.WUTS、THEODORA W.GREENE共著、A John Wiley & Sons,Inc.,Publicationに記載されている保護基が使用可能である。縮合は、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、酢酸、ギ酸、トリフルオロ酢酸、p−トルエンスルホン酸等の酸触媒又は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等のカルボジイミド系縮合剤を用いて行うことができる。また、光延反応やカルボン酸ハライドを経由する方法も可能である。続いて、例えば上記文献に記載の方法により保護基PGを脱離させることにより得られる中間体(S4)をカルボン酸(S5)と縮合させ、目的物(S6)を製造することができる。
(製法2)下記化合物(S11)の製造
Figure 0005376272
保護基PGにより保護されたヒドロキシ基を有するアルコール(S7)をフェノール誘導体(S8)とエーテル化させることによりエーテル(S9)とする。エーテル化は、例えば、光延反応により行うことができる。また、アルコール(S7)にメタンスルホニルクロリド又はp−トルエンスルホニルクロリドを反応させ得られるメシラート又はトシラートや、アルコール(S7)の代わりにハロゲン化物を用いて、フェノール誘導体(S8)とウィリアムソンエーテル化反応を行いエーテル(S9)とすることもできる。続いて、保護基PGを脱離させることにより得られる中間体(S10)をカルボン酸(S5)と縮合させ、目的物(S11)を製造することができる。
(製法3)下記化合物(S16)の製造
Figure 0005376272
保護基PGにより保護されたヒドロキシ基を有するアルデヒド(S12)とホスホニウム塩(S13)を塩基存在下反応させることによりエテン中間体(S14)を得る。続いて、保護基PGを脱離させることにより得られる中間体(S15)をカルボン酸(S5)と縮合させ、目的物(S16)を製造することができる。
(製法4)下記化合物(S18)の製造
Figure 0005376272
上記エテン中間体(S15)を水素化還元することによりエチレン中間体(S17)とする。続いて、カルボン酸(S5)と縮合させ、目的物(S18)を製造することができる。
(製法5)下記化合物(S24)の製造
Figure 0005376272
保護基PGにより保護されたヒドロキシ基を有するハロゲン化物(S19)と保護されたアクリレートをパラジウム触媒下反応させることによりエステル中間体(S20)を得る。続いて、エステル側の保護基PGのみを脱離させることにより得られるカルボン酸中間体(S21)をフェノール誘導体(S2)と縮合させ、エステル中間体(S22)とする。保護基PGを脱離させることにより得られる中間体(S23)をカルボン酸(S5)と縮合させ、目的物(S24)を製造することができる。
(製法6)下記化合物(S29)の製造
Figure 0005376272
上記エステル中間体(S20)を水素化還元することによりエステル中間体(S25)とする。続いて、エステル側の保護基PGのみを脱離させることにより得られるカルボン酸中間体(S26)をフェノール誘導体(S2)と縮合させ、エステル中間体(S27)とする。保護基PGを脱離させることにより得られる中間体(S28)をカルボン酸(S5)と縮合させ、目的物(S29)を製造することができる。
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いが、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。本願発明の重合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。
本願発明の重合性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(II)
Figure 0005376272
(式中、R11及びR12は各々独立して一般式(I)におけるPと同じ意味を表し、S11及びS12は各々独立して単結合又は炭素原子数1〜18個のアルキレン基を表すが、1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−は酸素原子、−COO−、−OCO−、−OCOO−に置き換えられても良く、L11、L12及びL13はお互い独立して、単結合、−O−、−S−、−OCH−、−CHO−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−OCOOCH−、−CHOCOO−、−CO−NR13−、−NR13−CO−、−SCH−、−CHS−、−CH=N−、−SCH−、−CHS−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−、−CHCH−OCO−、−COO−CH−、−OCO−CH−、−CH−COO−、−CH−OCO−、−CF−、−CFO−、−OCF−、−CHCH−、−CFCH−、−CHCF−、−CFCF−、−CY11=CY12−又は−C≡C−を表し(式中、R13は炭素原子1〜4のアルキル基を表し、Y11及びY12は各々独立して水素原子、炭素原子数1から12のアルキル基、フッ素原子、塩素原子又はシアノ基を表す。)、M11及びM12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、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、M11及びM12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、ハロゲノ基、シアノ基又はニトロ基に置換されていても良く、l11は0、1、2又は3を表し、l11が2又は3を表す場合、2個あるいは3個存在するL12及び/又はM12は同一であっても異なっていても良い化合物が好ましく、L11、L12及びL13が各々独立して、単結合、−O−、−COO−又は−OCO−を表し、M11、及びM12が各々独立して、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−ジイル基を表す。)で表される化合物が好ましい。
更に、一般式(II)のR11及びR12がアクリル基又はメタクリル基であるのが好ましい。具体的には、一般式(III)
Figure 0005376272
(式中、S及びSは各々独立して炭素原子数2から18のアルキレン基、X及びXは各々独立して−O−、−COO−、−OCO−又は単結合を表し、Z及びZは各々独立して−COO−又は−OCO−を表し、A、A及びAは各々独立して無置換の或いはフッ素原子、塩素原子、炭素原子数1から4のアルキル基又は炭素原子数1から4のアルコキシ基によって置換された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(III−1)から式(III−8)で表される化合物が特に好ましい。
Figure 0005376272
(式中、Sは一般式(III)におけるSと同じ意味を表し、Sは一般式(III)におけるSと同じ意味を表す。)上記式(III−1)から式(III−8)において、S及びSが各々独立して炭素原子数3から6のアルキレン基である化合物がさらに好ましい。
また、一般式(IV)
Figure 0005376272
(式中、S及びSは各々独立して炭素原子数2から18のアルキレン基、X及びXは各々独立して−O−、−COO−、−OCO−又は単結合を表し、Zは−COO−又は−OCO−を表し、A、A10及びA11は各々独立して無置換の或いはフッ素原子、塩素原子、炭素原子数1から4のアルキル基又は炭素原子数1から4のアルコキシ基によって置換された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(IV−1)から式(IV−8)で表される化合物が特に好ましい。
Figure 0005376272
(式中、Sは一般式(IV)におけるSと同じ意味を表し、Sは一般式(IV)におけるSと同じ意味を表す。)上記式(IV−1)から式(IV−8)において、耐熱性及び耐久性の観点から、式(IV−2)、式(IV−5)、式(IV−6)、式(IV−7)及び式(IV−8)で表される化合物が好ましく、式(IV−2)で表される化合物がさらに好ましく、S及びSが各々独立して炭素原子数3から6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(V−1)から式(V−4)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0005376272
(式中、S及びS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。)上記式(V−1)から式(V−4)において、式(V−2)及び式(V−3)で表される化合物が好ましく、S及びSが各々独立して炭素原子数3から6のアルキレン基である化合物が特に好ましい。
本願発明の化合物をコレステリック液晶組成物に使用する場合、重合性キラル化合物の添加量は、0.1〜40質量%であることが好ましい。また、本願発明の化合物を含有する重合性液晶組成物には、当該組成物の液晶性を損なわない程度に、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。
また、本願発明の化合物を含有する重合性液晶組成物に添加する光重合開始剤の濃度は、0.1〜10質量%であることが好ましく、0.2〜5質量%であることがさらに好ましい。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等が使用可能である。
また、本願発明の化合物を含有する重合性液晶組成物には、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。安定剤としては、例えば、ヒドロキノン、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、液晶組成物に対して0.005〜1質量%であることが好ましく、0.02〜0.5質量%であることがさらに好ましい。
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SiO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/cm〜2W/cmが好ましい。強度が0.1mW/cm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/cm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。
(実施例1) 式(I−1)で表される化合物の製造
Figure 0005376272
撹拌装置及び温度計を備えた反応容器に4−アセトキシ安息香酸(式(A−1)で表される化合物) 20.0g(0.11モル)、2,4−ジメチルフェノール 12.3g(0.10モル)、N,N−ジメチルアミノピリジン(DMAP) 0.6g(5.0ミリモル)、ジクロロメタン 100mLを加え、氷冷しながら撹拌した。反応液の温度を15℃以下に保ちながらN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド(DIC) 15.3g(0.12モル)を滴下した。滴下終了後、室温で5時間撹拌し反応させた。反応液を濾過し析出物を除去した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタンに溶解させ、カラムクロマトグラフィー(精製剤:シリカゲル 29g、溶離液:ジクロロメタン 232mL)により精製した後、溶媒を留去した。得られた固形物をメタノール 87mLで分散洗浄した後、乾燥させることにより式(A−2)で表される化合物 26.7gを得た。
撹拌装置及び温度計を備えた反応容器に式(A−2)で表される化合物 26.7g(0.094モル)、トルエン 80mL、テトラヒドロフラン 80mLを加えた。撹拌しながらブチルアミン 8.2g(0.11モル)を滴下した。滴下終了後、室温で一晩撹拌した。5%塩酸 150mLで中和し分液した後、有機層を食塩水150mLで2回洗浄した。溶媒を留去し、得られたオイル状物質をメタノール 80mL及び水 80mLの混合溶媒から再結晶した。得られた固体を乾燥させることにより式(A−3)で表される化合物 20.9gを得た。
撹拌装置及び温度計を備えた反応容器に式(A−3)で表される化合物 20.9g(0.086モル)、4−(3−アクリロイルオキシ−プロピルオキシ)安息香酸(式(A−4)で表される化合物) 23.8g(0.095モル)、N,N−ジメチルアミノピリジン 0.53g(4.3ミリモル)、ジクロロメタン 119mLを加え、氷冷しながら撹拌した。反応液の温度を15℃以下に保ちながらN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド 13.1g(0.10モル)を滴下した。滴下終了後、室温で6時間撹拌し反応させた。反応液を濾過し析出物を除去した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタンに溶解させ、カラムクロマトグラフィー(精製剤:シリカゲル 41g、溶離液:ジクロロメタン 328mL)により精製した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタン 41mL及びメタノール 123mLの混合溶媒から2回再結晶させた後、乾燥させることにより目的の式(I−1)で表される化合物 33.6gを得た。
(式(I−1)で表される化合物の物性値)
H NMR(CDCl)δ 2.19〜2.25(m,5H),2.34(s,3H),4.17(t,2H),4.39(t,2H),5.85(dd,1H),6.14(dd,1H),6.42(dd,1H),6.98〜7.08(m,5H),7.36(d,2H),8.16(d,2H),8.29(d,2H)ppm.
13C NMR(CDCl)δ 16.1,20.8,28.5,61.1,64.7,113.1,114.3,121.3,121.6,122.0,127.0,127.5,128.2,129.8,131.0,131.7,131.8,132.4,135.6,147.2,155.2,163.3,164.2,164.3,166.1ppm.
LRMS(EI)m/z 474(100).
(実施例2) 式(I−2)で表される化合物の製造
Figure 0005376272
撹拌装置及び温度計を備えた反応容器に式(A−3)で表される化合物 25.1g(0.10モル)、4−(6−アクリロイルオキシ−ヘキシルオキシ)安息香酸(式(B−1)で表される化合物) 33.3g(0.11モル)、N,N−ジメチルアミノピリジン 0.63g(5.2ミリモル)、ジクロロメタン 166mLを加え、氷冷しながら撹拌した。反応液の温度を15℃以下に保ちながらN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド 15.7g(0.12モル)を滴下した。滴下終了後、室温で5時間撹拌し反応させた。反応液を濾過し析出物を除去した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタンに溶解させ、カラムクロマトグラフィー(精製剤:シリカゲル 53g、溶離液:ジクロロメタン 430mL)により精製した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタン 53mL及びメタノール 159mLの混合溶媒から2回再結晶させた後、乾燥させることにより目的の式(I−2)で表される化合物 42.8gを得た。
(式(I−2)で表される化合物の物性値)
H NMR(CDCl)δ 1.45〜1.57(m,4H),1.73(quin,2H),1.85(quin,2H),2.19(s,3H),2.34(s,3H),4.06(t,2H),4.18(t,2H),5.82(dd,1H),6.12(dd,1H),6.41(dd,1H),6.97〜7.08(m,5H),7.36(d,2H),8.15(d,2H),8.29(d,2H)ppm.
13C NMR(CDCl)δ 16.1,20.8,25.6,25.7,28.5,28.9,64.4,68.1,114.3,121.0,121.6,122.0,126.9,127.2,127.5,128.5,129.8,130.5,131.7,131.8,132.4,135.6,147.2,155.2,163.7,164.3,164.3,166.3ppm.
LRMS(EI)m/z 516(100).
(実施例3) 式(I−3)で表される化合物の製造
Figure 0005376272
撹拌装置、冷却器及び温度計を備えた反応容器に6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸(式(C−1)で表される化合物) 100g(0.53モル)、酢酸300mL、無水酢酸65.1g(0.64モル)、硫酸5gを加え、60℃に加熱し8時間反応させた。反応液に水1Lを加え氷冷しながら1時間撹拌した後、析出した固体を濾過した。得られた固体を水1Lで2度分散洗浄した。固体を乾燥させることにより式(C−2)で表される化合物 118.7gを得た。
撹拌装置及び温度計を備えた反応容器に式(C−2)で表される化合物 25.0g(0.11モル)、2,4−ジメチルフェノール 12.1g(0.099モル)、N,N−ジメチルアミノピリジン 0.6g(4.9ミリモル)、ジクロロメタン 125mLを加え、氷冷しながら撹拌した。反応液の温度を15℃以下に保ちながらN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド 15.0g(0.12モル)を滴下した。滴下終了後、室温で5時間撹拌し反応させた。反応液を濾過し析出物を除去した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタンに溶解させ、カラムクロマトグラフィー(精製剤:シリカゲル 33g、溶離液:ジクロロメタン 264mL)により精製した後、溶媒を留去した。得られた固形物をメタノール 99mLで分散洗浄した後、乾燥させることにより式(C−3)で表される化合物 30.7gを得た。
撹拌装置及び温度計を備えた反応容器に式(C−3)で表される化合物 30.7g(0.092モル)、トルエン 92mL、テトラヒドロフラン 92mLを加えた。撹拌しながらブチルアミン 8.1g(0.11モル)を滴下した。滴下終了後、室温で一晩撹拌した。5%塩酸 150mLで中和し分液した後、有機層を食塩水150mLで2回洗浄した。溶媒を留去し、得られたオイル状物質をメタノール 66mL及び水 66mLの混合溶媒から再結晶した。得られた固体を乾燥させることにより式(C−4)で表される化合物 24.2gを得た。
撹拌装置及び温度計を備えた反応容器に式(C−4)で表される化合物 24.2g(0.083モル)、4−(3−アクリロイルオキシ−プロピルオキシ)安息香酸(式(C−5)で表される化合物) 22.7g(0.091モル)、N,N−ジメチルアミノピリジン 0.50g(4.1ミリモル)、ジクロロメタン 114mLを加え、氷冷しながら撹拌した。反応液の温度を15℃以下に保ちながらN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド 12.5g(0.099モル)を滴下した。滴下終了後、室温で6時間撹拌し反応させた。反応液を濾過し析出物を除去した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタンに溶解させ、カラムクロマトグラフィー(精製剤:シリカゲル 44g、溶離液:ジクロロメタン 352mL)により精製した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタン 44mL及びメタノール 132mLの混合溶媒から2回再結晶させた後、乾燥させることにより目的の式(I−3)で表される化合物 36.8gを得た。
(式(I−3)で表される化合物の物性値)
H NMR(CDCl)δ 2.20〜2.26(m,5H),2.35(s,3H),4.18(t,2H),4.40(t,2H),5.85(dd,1H),6.14(dd,1H),6.43(dd,1H),7.01(d,2H),7.07(s,2H),7.11(s,1H),7.46(dd,1H),7.77(d,1H),7.93(d,1H),8.06(d,1H),8.20(d,2H),8.24(dd,1H),8.82(d,1H)ppm.
13C NMR(CDCl)δ 16.2,20.8,28.5,61.1,64.7,114.3,118.8,121.6,121.6,122.5,126.2,126.6,127.5,128.1,128.2,129.8,130.4,131.0,131.6,131.8,132.4,135.7,136.4,147.3,150.8,163.2,164.7,165.0,166.1ppm.
LRMS(EI)m/z 524(100).
(実施例4) 式(I−4)で表される化合物の製造
Figure 0005376272
撹拌装置及び温度計を備えた反応容器に式(C−4)で表される化合物 25.0g(0.086モル)、4−(6−アクリロイルオキシ−ヘキシルオキシ)安息香酸(式(B−1)で表される化合物) 27.5g(0.094モル)、N,N−ジメチルアミノピリジン 0.52g(4.3ミリモル)、ジクロロメタン 138mLを加え、氷冷しながら撹拌した。反応液の温度を15℃以下に保ちながらN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド 13.0g(0.10モル)を滴下した。滴下終了後、室温で8時間撹拌し反応させた。反応液を濾過し析出物を除去した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタンに溶解させ、カラムクロマトグラフィー(精製剤:シリカゲル 49g、溶離液:ジクロロメタン 392mL)により精製した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタン 49mL及びメタノール 147mLの混合溶媒から2回再結晶させた後、乾燥させることにより目的の式(I−4)で表される化合物 39.3gを得た。
(式(I−4)で表される化合物の物性値)
H NMR(CDCl)δ 1.45〜1.56(m,4H),1.73(quin,2H),1.86(quin,2H),2.23(s,3H),2.35(s,3H),4.07(t,2H),4.19(t,2H),5.82(dd,1H),6.13(dd,1H),6.41(dd,1H),7.00(dd,2H),7.06(s,2H),7.11(s,1H),7.46(dd,1H),7.77(d,1H),7.93(d,1H),8.06(d,1H),8.19(d,2H),8.23(dd,1H),8.81(s,1H)ppm.
13C NMR(CDCl)δ 16.2,20.8,25.7,25.7,28.5,28.9,64.4,68.1,114.3,118.8,121.2,121.6,122.5,126.2,126.6,127.5,128.1,128.5,129.8,130.4,130.5,131.0,131.6,131.8,132.4,135.7,136.4,147.3,150.9,163.6,164.8,165.0,166.3ppm.
LRMS(EI)m/z 566(100).
(実施例5) 式(I−7)で表される化合物の製造
Figure 0005376272
撹拌装置及び温度計を備えた反応容器に2,4−ジメチルフェノール(式(E−1)で表される化合物) 14.1g(0.12モル)、6−(4−アクリロイルオキシ−ブチルオキシ)−2−ナフトエ酸(式(E−2)で表される化合物) 40.0g(0.13モル)、N,N−ジメチルアミノピリジン 0.71g(5.8ミリモル)、ジクロロメタン 200mLを加え、氷冷しながら撹拌した。反応液の温度を15℃以下に保ちながらN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド 17.5g(0.14モル)を滴下した。滴下終了後、室温で10時間撹拌し反応させた。反応液を濾過し析出物を除去した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタンに溶解させ、カラムクロマトグラフィー(精製剤:シリカゲル 48g、溶離液:ジクロロメタン 384mL)により精製した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタン 48mL及びメタノール 144mLの混合溶媒から2回再結晶させた後、乾燥させることにより目的の式(I−7)で表される化合物 41.2gを得た。
(式(I−7)で表される化合物の物性値)
H NMR(CDCl)δ 2.22(s,3H),2.25(quin,2H),2.34(s,3H),4.23(t,2H),4.42(t,2H),5.85(dd,1H),6.15(dd,1H),6.43(dd,1H),7.03〜7.09(m,3H),7.22(dd,2H),7.80(d,1H),7.89(d,1H),8.17(dd,1H),8.71(s,1H)ppm.
13C NMR(CDCl)δ 16.2,20.8,28.5,61.3,64.5,106.4,119.9,121.7,124.5,126.2,127.0,127.5,127.9,128.3,129.9,130.9,131.0,131.5,131.7,135.5,137.4,147.4,158.9,165.3,166.1ppm.
LRMS(EI)m/z 418(100).
(実施例6) 式(I−5)で表される化合物の製造
Figure 0005376272
実施例3において2,4−ジメチルフェノールを2,4,5−トリメチルフェノール(式(F−2)で表される化合物)へ換え、同様の合成ルートにより式(I−5)で表される化合物を合成した。
(式(I−5)で表される化合物の物性値)
H NMR(CDCl)δ 2.20〜2.26(m,7H),2.35(s,3H),4.18(t,2H),4.40(t,2H),5.85(dd,1H),6.14(dd,1H),6.43(dd,1H),7.01(d,2H),7.07(s,2H),7.11(s,1H),7.46(dd,1H),7.77(d,1H),8.06(d,1H),8.20(d,2H),8.24(dd,1H),8.82(d,1H)ppm.
13C NMR(CDCl)δ 16.2,20.8,28.5,61.1,61.5,64.7,114.3,118.8,121.6,121.6,122.5,126.2,126.6,127.5,128.1,128.2,129.8,130.4,131.0,131.8,132.4,135.7,136.4,147.3,150.8,163.2,164.7,165.0,166.1ppm.
LRMS(EI)m/z 538(100).
(実施例7) 式(I−11)で表される化合物の製造
Figure 0005376272
撹拌装置と温度計を備えたフラスコに式(C−4)で表される化合物 34.6g(0.12モル)、式(C−2)で表される化合物 30.0g(0.13モル)、N,N−ジメチルアミノピリジン 0.72g(5.9ミリモル)を加え、ジクロロメタン 150mLに懸濁させた。撹拌しながらN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド 17.9g(0.14モル)を滴下した。滴下終了後、室温で10時間撹拌し反応させた。反応液を濾過し析出物を除去した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタンに溶解させ、カラムクロマトグラフィー(精製剤:シリカゲル 60g、溶離液:ジクロロメタン 480mL)により精製した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタン 60mL及びメタノール 180mLの混合溶媒を用いて再結晶させた後、乾燥させることにより式(G−1)で表される化合物 52.6gを得た。
撹拌装置及び温度計を備えた反応容器に式(G−1)で表される化合物 52.6g(0.10モル)、トルエン 157mL、テトラヒドロフラン 157mLを加えた。撹拌しながらブチルアミン 9.1g(0.12モル)を滴下した。滴下終了後、室温で一晩撹拌した。5%塩酸 150mLで中和し分液した後、有機層を食塩水150mLで2回洗浄した。溶媒を留去し、フラッシュクロマトグラフィー(シリカゲル、ジクロロメタン/ヘキサン)により目的物を分取した。得られた化合物をメタノール 50mL及び水 50mLの混合溶媒から再結晶した。得られた固体を乾燥させることにより式(G−2)で表される化合物 14.5gを得た。
撹拌装置及び温度計を備えた反応容器に式(G−2)で表される化合物 14.5g(0.031モル)、4−(3−アクリロイルオキシ−プロピルオキシ)安息香酸(式(C−5)で表される化合物) 8.61g(0.034モル)、N,N−ジメチルアミノピリジン 0.19g(1.6ミリモル)、ジクロロメタン 43mLを加え、氷冷しながら撹拌した。反応液の温度を15℃以下に保ちながらN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド 4.74g(0.038モル)を滴下した。滴下終了後、室温で6時間撹拌し反応させた。反応液を濾過し析出物を除去した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタンに溶解させ、カラムクロマトグラフィー(精製剤:シリカゲル 22g、溶離液:ジクロロメタン 176mL)により精製した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタン 22mL及びメタノール 66mLの混合溶媒から2回再結晶させた後、乾燥させることにより目的の式(I−11)で表される化合物 19.6gを得た。
(式(I−11)で表される化合物の物性値)
H NMR(CDCl)δ 2.20〜2.26(m,5H),2.35(s,3H),4.18(t,2H),4.40(t,2H),5.86(dd,1H),6.15(dd,1H),6.43(dd,1H),7.01(d,2H),7.09(d,3H),7.49(dd,1H),7.54(dd,1H),7.83(dd,2H),7.97(d,2H),8.10(dd,2H),8.21(d,2H),8.27(dd,2H),8.86(d,2H)ppm.
13C NMR(CDCl)δ 16.2,20.9,28.5,61.1,64.7,114.4,118.9,118.9,121.6,121.7,122.4,122.7,126.2,126.3,126.8,127.6,128.2,128.2,128.3,129.9,130.5,130.6,131.0,131.1,131.2,131.7,131.8,131.9,132.5,135.7,136.5,136.6,147.3,150.8,151.1,163.3,164.7,165.1,165.1,166.1ppm.
LRMS(EI)m/z 694(100).
(実施例8) 式(I−13)で表される化合物の製造
Figure 0005376272
撹拌装置、冷却器及び温度計を備えた反応容器に3−クロロ−4−ヒドロキシ安息香酸(式(H−1)で表される化合物) 50.0g(0.29モル)、酢酸150mL、無水酢酸44.4g(0.44モル)、硫酸2.5gを加え、60℃に加熱し8時間反応させた。反応液に水1Lを加え氷冷しながら1時間撹拌した後、析出した固体を濾過した。得られた固体を水1Lで2度分散洗浄した。固体を乾燥させることにより式(H−2)で表される化合物 59.1gを得た。
撹拌装置及び温度計を備えた反応容器に式(H−2)で表される化合物 59.1g(0.28モル)、1,6−ジメチル−2−ナフトール(式(H−3)で表される化合物) 43.1g(0.25モル)、N,N−ジメチルアミノピリジン 3.1g(25ミリモル)、ジクロロメタン 250mLを加え、氷冷しながら撹拌した。反応液の温度を15℃以下に保ちながらN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド 37.9g(0.30モル)を滴下した。滴下終了後、室温で5時間撹拌し反応させた。反応液を濾過し析出物を除去した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタンに溶解させ、カラムクロマトグラフィー(精製剤:シリカゲル 90g、溶離液:ジクロロメタン 900mL)により精製した後、溶媒を留去した。得られた固形物をメタノール 180mLで分散洗浄した後、乾燥させることにより式(H−4)で表される化合物 84.8gを得た。
撹拌装置及び温度計を備えた反応容器に式(H−4)で表される化合物 84.8g(0.23モル)、トルエン 240mL、テトラヒドロフラン 240mLを加えた。撹拌しながらブチルアミン 25.2g(0.35モル)を滴下した。滴下終了後、室温で一晩撹拌した。5%塩酸 300mLで中和し分液した後、有機層を食塩水300mLで2回洗浄した。溶媒を留去し、得られたオイル状物質をメタノール 150mL及び水 150mLの混合溶媒から再結晶した。得られた固体を乾燥させることにより式(H−5)で表される化合物 61.6gを得た。
撹拌装置及び温度計を備えた反応容器に式(H−5)で表される化合物 20.0g(0.061モル)、4−(6−アクリロイルオキシ−ヘキシルオキシ)安息香酸(式(B−1)で表される化合物) 19.7g(0.067モル)、N,N−ジメチルアミノピリジン 0.70g(5.7ミリモル)、ジクロロメタン 100mLを加え、氷冷しながら撹拌した。反応液の温度を15℃以下に保ちながらN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド 9.3g(0.074モル)を滴下した。滴下終了後、室温で6時間撹拌し反応させた。反応液を濾過し析出物を除去した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタンに溶解させ、カラムクロマトグラフィー(精製剤:シリカゲル 37g、溶離液:ジクロロメタン 370mL)により精製した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタン 37mL及びメタノール 111mLの混合溶媒から2回再結晶させた後、乾燥させることにより目的の式(I−13)で表される化合物 29.4gを得た。
(式(I−13)で表される化合物の物性値)
H NMR(CDCl)δ 1.29(m,4H),1.57(quin,2H),1.71(quin,2H),2.46(s,3H),2.65(s,3H),3.94(t,2H),4.15(t,2H),5.80(dd,1H),6.05(dd,1H),6.43(dd,1H),6.83(d,1H),6.92(d,2H),7.15(d,1H),7.24(d,1H),7.43(d,1H),7.39(s,1H),7.57(d,1H),8.03(d,2H),8.09(d,1H),8.22(s,1H)ppm.
13C NMR(CDCl)δ 9.2,21.3,26.3,26.5,30.0,30.6,66.8,72.3,114.1,114.1,114.9,118.0,121.4,122.2,122.7,126.6,126.7,127.4,127.9,128.6,128.6,128.6,128.8,130.3,130.7,130.7,130.9,131.4,132.1,152.6,158.7,164.0,164.0,164.0,165.0ppm.
LRMS(EI)m/z 600(100).
(実施例9)
Figure 0005376272
撹拌装置及び温度計を備えた反応容器に4’−ヒドロキシビフェニル−4−カルボン酸 20.0g(0.093モル)、6−クロロヘキサノール 15.3g(0.11モル)、エタノール 160mL、10%水酸化ナトリウム水溶液 80mLを加え、78℃で10時間加熱撹拌した。室温まで放冷した後、10%塩酸を加え中和した。酢酸エチルで抽出した後、カラムクロマトグラフィー及び再結晶により精製し、式(J−2)で表される化合物 14.6g(0.046モル)を得た。
撹拌装置及びディーンスターク装置を備えたフラスコに式(J−2)で表される化合物 14.6g(0.046モル)、3−クロロプロピオン酸 7.56g(0.070モル)、トルエンスルホン酸1水和物 0.88g(4.6ミリモル)、トルエン 200mLを加え、適宜水を除去しながら6時間加熱還流した。室温まで放冷した後、酢酸エチルで抽出し、カラムクロマトグラフィー及び再結晶により精製することにより、式(J−3)で表される化合物 11.3g(0.028モル)を得た。
撹拌装置及び温度計を備えた反応容器に式(J−3)で表される化合物 11.3g(0.028モル)、トリエチルアミン 5.67g(0.056モル)、テトラヒドロフラン 110mLを加えた。66℃で10時間加熱した後、室温に放冷し塩酸で中和した。カラムクロマトグラフィー及び再結晶により精製し式(J−4)で表される化合物 7.22g(0.020モル)を得た。
撹拌装置及び温度計を備えた反応容器に4’−(6−アクリロイルオキシ−ヘキシルオキシ)−4−ビフェニルカルボン酸(式(J−4)で表される化合物) 7.22g(0.020モル)、2,4−ジメチルフェノール(式(E−1)で表される化合物) 2.39g(0.20モル)、N,N−ジメチルアミノピリジン 0.24g(1.9ミリモル)、ジクロロメタン 50mLを加え、氷冷しながら撹拌した。反応液の温度を15℃以下に保ちながらN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド 2.97g(0.024モル)を滴下した。滴下終了後、室温で7時間撹拌し反応させた。反応液を濾過し析出物を除去した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタンに溶解させ、カラムクロマトグラフィー(精製剤:シリカゲル 20g、溶離液:ジクロロメタン 200mL)により精製した後、溶媒を留去した。得られた固形物をジクロロメタン 10mL及びメタノール 100mLの混合溶媒から2回再結晶させた後、乾燥させることにより目的の式(I−14)で表される化合物 5.2gを得た。
(式(I−14)で表される化合物の物性値)
H NMR(CDCl)δ 1.44−1.56(m,4H),1.73(quin,7.3Hz,2H),1.84(quin,7.3Hz,2H),2.21(s,3H),2.34(s,3H),4.02(t,6.5Hz,2H),4.18(t,6.5Hz,2H),5.82(dd,1.4,10.4Hz,1H),6.13(dd,10.4,17.4Hz,1H),6.41(dd,1.6,17.3Hz,1H),6.98−7.09(m,5H),7.59(d,8.9Hz,2H),7.69(d,8.9Hz,2H),8.25(d,8.11Hz,2H)ppm.
13C NMR(CDCl)δ 16.2,20.9,25.7,25.7,28.6,29.1,64.5,67.9,114.9,121.7,126.6,127.5,128.4,128.6,129.9,130.6,130.6,130.7,131.8,132.1,135.6,145.9,147.3,159.4,165.0,166.3ppm.
LRMS(EI)m/z 472(100).
(実施例10〜14、比較例1〜5)
実施例1から実施例5に記載の本願発明の化合物(I−1)から化合物(I−4)、化合物(I−7)、化合物(I−9)、EP1786887B1号公報記載の比較化合物1、比較化合物2及びGB2280445A号公報記載の比較化合物3の物性値を下記表1に記載した。
Figure 0005376272
Figure 0005376272
本願発明の化合物(I−1)から化合物(I−4)及び化合物(I−9)はいずれも広い温度域においてネマチック液晶相を示すことから、組成物に添加することにより組成物の液晶相を安定化する効果が期待される。また、化合物(I−1)から化合物(I−4)、化合物(I−7)及び化合物(I−9)は比較化合物2に比べて小さな屈折率異方性を有することが分かる。
当該化合物の保存安定性を評価するために、化合物VI(30%)、化合物VII(30%)、化合物VIII(30%)及び化合物IX(10%)からなる母体液晶に対して当該化合物を10%から60%まで5%刻みで添加し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25℃で10時間放置した後、結晶の析出が起こらない当該化合物の最大添加濃度を上記表1に記載した。本願発明の化合物(I−1)から化合物(I−3)、化合物(I−7)及び化合物(I−9)はいずれも比較化合物1及び比較化合物3と比較して結晶の析出の起こらない最大添加濃度が高く、高い保存安定性を示すことがわかる。また、本願発明の化合物(I−4)は比較化合物2と同等に高い保存安定性を示すことがわかった。
Figure 0005376272
本願発明の化合物(I−1)から化合物(I−4)及び化合物(I−7)と比較化合物1から比較化合物3を含む重合性液晶組成物を下記表2のように調整した。
Figure 0005376272
Figure 0005376272
(実施例15〜19、比較例6〜10)
次に、本願組成物である実施例10から実施例14並びに比較組成物である比較例1から比較例5のそれぞれの重合性液晶組成物98%に光重合開始剤イルガキュア907(チバスペシャリティーケミカル社製)を2%添加した後シクロヘキサノンに溶解させ、ポリイミド付きガラスにスピンコートし、これに高圧水銀ランプを用いて4mW/cmの紫外線を120秒間照射し、本願重合体である実施例15から実施例19及び比較重合体である比較例6から比較例10を得た。得られた重合体のヘイズ値と外観を評価した。ヘイズ値は下記式
ヘイズ(%)=Td/Tt×100
(式中、Tdは拡散透過率、Ttは全光線透過率を表す。)で表され、測定にはヘイズ測定装置(日本電色工業株式会社製NHD2000)を用い、基板上5カ所について測定を行い、その平均をとった。また、目視によって重合体上にムラ等が無く全体に均一であれば◎、ムラが見られる場合は△とした。
本願発明の化合物(I−1)から化合物(I−4)、化合物(I−7)及び化合物(I−9)を含有する実施例15から実施例19においては、いずれもヘイズ値が小さく、またムラの発生も無く均一な重合体が得られた。一方、比較化合物1及び比較化合物3を含有する比較例6及び比較例8においては、ヘイズ値が大きく、また重合体上に白い筋状のムラが生じており不均一な重合体が得られた。比較化合物2を含有する比較例7においては、ヘイズ値が小さく、ムラも見られなかったが、上記表3にあるように比較例2の屈折率異方性が0.180と大きくなってしまった。
このように、本願発明の化合物はいずれも、同程度の屈折率異方性を有する比較化合物1及び比較化合物3と比較して保存安定性が高く、また重合体とした場合にヘイズ値が低くムラも無いことから高い配向性を有することが分かる。また、屈折率異方性の大きい比較化合物2に対して、比較化合物1及び3を添加することで屈折率異方性を調整した場合(比較例4及び5)と比較しても、重合体とした場合(比較例9及び10)にヘイズ値が低くムラも無いことから高い配向性を有することが分かる。
Figure 0005376272
※外観:◎ 良好、△ 若干ムラ有り、× ムラ多い

Claims (7)

  1. 一般式(I)
    Figure 0005376272
    (式中、Pは下記の式(P−1)から式(P−15)で表される重合性基
    Figure 0005376272
    から選ばれる置換基を表し、Sは1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−に置き換えられても良い炭素原子数1から20のアルキレン基又は単結合を表すが、S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、Xは−O−−OCH−、−CHO−−CO−、−COO−、−OCO−−O−CO−O−、−CHCH−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−、−CHCH−OCO−、−COO−CH−、−OCO−CH−、−CH−COO−、−CH−OCO−−C≡C−又は単結合を表すが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、nは0、1、2、3又は4を表し、A及びAは各々独立して1,4−フェニレン基、ナフタレン−2,6−ジイル基、1,4−シクロヘキシレン基ピリジン−2,6−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基表すが、これらの基は無置換であっても良く、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数1から7のアルキル基、炭素原子数1から7のアルコキシ基又は炭素原子数1から7のアルカノイル基によって置換されていても良く、これらのアルキル基、アルコキシ基又はアルカノイル基は1個以上の水素原子がフッ素原子又は塩素原子により置き換えられても良く、A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、Aは下記の式(A−1)から式(A−8)で表される基
    Figure 0005376272
    (式中、Lは1個以上の水素原子がフッ素原子又は塩素原子により置換されても良い炭素原子数1から7のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基を表す。)から選ばれる基を表すが、式(A−1)で表される基は1個の−CH=又は隣接していない2個の−CH=が−N=に置き換えられても良く、式(A−2)及び式(A−3)で表される基は1個の−CH−又は隣接していない2個の−CH−が−O−置き換えられても良く、これら式(A−1)から式(A−8)で表される基はさらにベンゼン環又はナフタレン環上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、シアノ基、ニトロ基又は1個以上の水素原子がフッ素原子又は塩素原子により置換されても良い炭素原子数1から7のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基によって置換されていても良く、Z及びZは各々独立して−OCH−、−CHO−、−COO−、−OCO−−CHCH−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−、−CHCH−OCO−、−COO−CH−、−OCO−CH−、−CH−COO−、−CH−OCO−又は単結合を表すが、Z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、Rはフッ素原子、塩素原子、シアノ基又は炭素原子数1から12のアルキル基を表すが、アルキル基中に存在する1個以上の水素原子はフッ素原子、塩素原子、シアノ基により置き換えられても良く、また、アルキル基中の1個の−CH−又は隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−−CO−、−COO−、−OCO−−O−CO−O−−CH=CH−又は−C≡C−によって置き換えられても良く、mは0、1、2、3又は4を表す。)で表される重合性化合物。
  2. 一般式()においてAが、Lがフッ素原子、塩素原子又は炭素原子数1から4のアルキル基若しくはアルコキシ基を表し、さらにベンゼン環又はナフタレン環上の水素原子がフッ素原子、塩素原子又は炭素原子数1から4のアルキル基若しくはアルコキシ基によって置換されていても良い式(A−1)又は式(A−5)で表される請求項1記載の重合性化合物。
  3. 一般式()においてAが、Lがフッ素原子、塩素原子、CH基又はCHO基を表し、さらにベンゼン環又はナフタレン環上の水素原子がフッ素原子、塩素原子、CH基又はCHO基によって置換されていても良い式(A−1)又は式(A−5)で表される請求項1又は2記載の重合性化合物。
  4. 一般式()においてZ及びZが、各々独立して−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−、−CHCH−OCO−、−COO−CH−、−OCO−CH−、−CH−COO−又は−CH−OCO−で表わされる請求項1から3のいずれか一項に記載の重合性化合物。
  5. 請求項1から4のいずれか一項に記載の重合性化合物を含有する重合性液晶組成物。
  6. 請求項5記載の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。
  7. 請求項6記載の重合体を用いた光学異方体。
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