JPH03261779A - 光学活性化合物およびそれをを含む液晶組成物 - Google Patents

光学活性化合物およびそれをを含む液晶組成物

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JPH03261779A
JPH03261779A JP6063790A JP6063790A JPH03261779A JP H03261779 A JPH03261779 A JP H03261779A JP 6063790 A JP6063790 A JP 6063790A JP 6063790 A JP6063790 A JP 6063790A JP H03261779 A JPH03261779 A JP H03261779A
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JP
Japan
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formula
compound
liquid crystal
optically active
active compound
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JP6063790A
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English (en)
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Hiroyuki Nohira
博之 野平
Kazuyuki Kawabe
和幸 川辺
Masaki Saito
斎藤 正喜
Makoto Takeda
武田 眞
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Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、新規な光学活性化合物に関するものである。
本発明の化合物は、他の液晶化合物とブレンドして電気
光学素子として使用される。
[従来の技術] 現在、液晶表示素子はその低電圧駆動性、低消費電力性
および小型、薄型化などの観点から各種の表示素子とし
て広く使用されている。
現在のところ、実用化されているほとんどが、ネマチッ
ク液晶を用いたTN (Tevisted Nemat
ic)型の表示素子である。しかし、この表示方式は応
答速度が高々数−5ecのオーダーで遅いといった欠点
があり、最近に至って、強誘電性スメクチック液晶を用
いれば、より高速な応答が得られることがわかってきた
9I!誘電性スメクチフク液晶は、■975年R,B、
Meye−rらにより開発された4−(4−n−デシル
オキシベンジリデンアミノ)ケイ皮酸−2−メチルブチ
ルエステル(以下、DOBAMBCと略記する)を代表
例とする化合物であり、そのカイラルスメクチックC相
において、強誘電性を示すことを特徴とするものである
。(ジュルナル・ド・フィジーク(J、Physiqu
e)、36.  L −69(1975))。
最近、N、A、C1arkら(アプライド・フィジック
ス・レターズ(Appl、phys、Lett、)、3
6,899(1980))によって、DOBAMBCの
薄膜セルにおいて、μsecオーダーの高速応答性が見
いだされたことを契機に、強誘電性スメクチック液晶は
その高速応答性を利用して液晶テレビ等のデイスプレィ
用のみならず、光プリンターヘッド、光フーリエ変換素
子、ライトバルブ等のオプトエレクトロニクス関連素子
の素材用にも使用可能な材料として注目を集めている。
しかしながら、現在知られている強誘電性液晶では単一
組成で実用に供せられるような広い温度範囲を有するも
のを得ることは困難であり、数種類の材料をブレンドす
ることによって、カイラルスメクチックC相の温度範囲
を拡大する方法が用いられているが、その強誘電性液晶
や適切な配合材の種類は少なく性能的にも不十分な状態
にあり、実用化に至っていないのが現状である。
六員環の環状不斉を有する化合物としては、次の化合物
が報告されている(池本哲哉ら、第15回液晶討論会予
稿集、I AO5(1989))。
[発明が解決しようとする諜M″J 本発明は、前記DOBAMBCやその後に提案されたい
くつかの化合物の問題点を解決して、物理的化学的安定
性に優れ、他の化合物との混合により温度範囲が低く広
い優れた化合物を提供するものである。
[課題を解決するための手段] すなわち、本発明は一般式(I) しかしながら、これらの化合物は、カイラルスメクチッ
ク相の温度範囲が高く、実用的ではない。
(式中、R1は炭素数1〜18のアルキル基、R2は炭
素数2〜24のアルキル基、*は不斉を示す。)で表さ
れる光学活性化合物およびそれを少なくとも一種類配合
成分として含有する液晶組成物を提供するものである。
本発明の化合物は例えばDOBAMBCと異なり、シッ
フ塩基を持たないため物理的化学的に安定であり、他の
化合物との混合により強誘電性液晶となり、温度範囲が
低く広く、高速応答性に優れるという特徴を有している
前記−数式(1)において、R1の炭素数1〜18のア
ルキル基としては、メチル基、エチル基。
プロピル基、ヘキシル基、デシル基、ドデシル基。
ヘキサデシル基、オクタデシル基等の直鎖状または分岐
状アルキル基が例示できる。この中でもヘキシル基が好
ましい。また、R2の炭素数2〜24のアルキル基とし
ては、エチル基、プロピル基。
ヘキシル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基、
トコシル基、テトラコシル基等の直鎖状または分岐状ア
ルキル基が例示できる。この中でもデシル基が好ましい
本発明の一般式(1)で示される光学活性な化合物は、
好ましくは、公知の方法(野平博之ら、日本化学会第5
4春季年会予稿集、3 III 006(1987);
野平博之ら、埼玉大学紀要工学部第20号、33(19
86) )  により得られる光学活性なβ−ヒドロキ
シアルカノニトリルから、次に示す合成経路により合成
される。
0CR2CH2CN ネ R’CHCHzCOJe LiA I H4 0CHzCHzCOJe R’CHCHzGHzOH Cr03.ピリジン 0CH2CH2CH20H OCRZCH2CHO 尚、前記合成経路におけるR’  R”、*は式(I)
に同義である。
また、本発明の液晶組成物は、−数式(I)で表される
光学活性化合物を少なくとも一種類配合成分として含有
するものである。例えば、この光学活性化合物を、公知
の下記−数式(n)や−数式(I[[)で示されるよう
な化合物と配合すると、強誘電性液晶となり、温度範囲
が低く広い優れた特徴を発揮できる。
このような場合においては、−数式(I)で示される本
発明の光学活性化合物を、得られる液晶組成物のO,1
〜99重量%、特に1〜90重量%となる割合で使用す
ることが好ましい。
−数式(n) (式中、R3とR4は炭素数1〜24のアルキル基を示
す。)で表される化合物(特開昭56−53661号公
報参照)。
一般式(I[[) (式中、R’とR6は炭素数l〜24のアルキル基また
はアルケニル基を示す。)で表される化合物(tl、Z
aschke、Journal fur prakti
sche Chemie。
317、617(1975)参照)。
この中でも、−数式(n)で示される化合物てR3がオ
クチル基でR4がノニル基のものと、数式(II[)で
示される化合物でR5がノニル基でR6がノネニル基の
ものが好ましい。
[発明の効果] 本発明の化−合物は物理化学的に安定であり、それを含
有する組成物は強誘電性となり、温度範囲が低く広い優
れた特徴を有するため、電気光学素子として好適である
[実施例] 以下実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。
尚、実施例中の相転移温度の測定と相の同定は、DSC
測定と偏光顕微鏡観察により実施した。ここで用いられ
る記号は、以下の相を示す。
Cry  :結晶相 Sc”  :カイラルスメクチックC相SA:スメクチ
ンクA相 Ch:コレステリック相 Iso  :等吉相 〈実施例1〉 上記の3−(6−へキシル−5,6−シヒドロー2H−
ピラニル〉メチル=4− (4−デシルオキシフェニル
)−ベンゾアートの製造。
(工程1)3− (2−シアノエトキシ)ノナンニトリ
ル■の製造 3−ヒドロキシノナンニトリル1.15 g (0,3
4IIII+00ニ20%水酸化カリウム水溶液0.0
84 gを加え、アクリロニトリル1.23g(23,
211IIII01)を水浴下で15分かけて滴下した
滴下終了後水浴をはずし室温で24時間撹拌した。反応
終了後1M塩酸0.5s+j!を加えてエーテル20s
j!で2回抽出した。エーテル層を水2゜ll11で洗
い無水硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を留去し、
減圧蒸留を行った。
■は1.86 g (8,94mmol)得られた。 
(収率95.7%) bp 13 o、’c / 0.07 Torr[α]
!1千15.6[α] az5+ 31.1 (cf、
EtJ)(工程2)3− (2−メトキシカルボニルエ
トキシ)ノナン酸メチル■の製造 二口ナスフラスコに工程lで得られた3−(2−シアノ
エトキシ)ノナンニトリル■0.524 g(2,52
mmoJ)と乾燥メタノール0.830 g(25,9
mmol) 、同圧滴下ロートに濃塩酸15m1、四日
フラスコに濃硫酸30mj!を入れた。
濃塩酸を30分かけて滴下した後水浴をはずし室温で1
9時間撹拌した後水0゜936gを加え還流冷却器を付
け50℃で22時間撹拌した。反応終了後固形物が溶け
るまで水を加えエーテル10m1で二回抽出した。エー
テル層を5%炭酸ナトリウム水溶液で洗い無水硫酸ナト
リウムで乾燥した後溶媒を留去し、減圧蒸留を行った。
■は0.500 g(1,82mmail )得られた
(収率72.4%)bploo℃/ 0. O15To
rr[α]e2.71[α]  43%  −3,90
(c i 、Et2o)(工程3)3(3−ヒドロキシ
プロポキシ)−1−ノナノール■の製造 水素化アルミニウムリチウム0.423 g (11,
1mmo & )と乾燥エーテル20111を入れたフ
ラスコに水浴下で工程2で得られた3−(2−メトキシ
カルボニルエトキシ)−ノナン酸メチル■1.50g 
(5,47s+5ol)を乾燥エーテル40m1に溶か
した溶液を滴下し6時間加熱還流した。反応終了後水浴
下で水5 mlを加えた後、析出した固体を溶かすのに
必要最小限の濃塩酸と水12II!!を加え、エーテル
10++1で3回抽出した。無水硫酸ナトリウムで乾燥
した後溶媒を留去し、減圧蒸留を行った。■は1.06
 g (4,85iu++o1)得られた。(収率88
.9%) bp124℃/ 0.030Torr [α]n   1B、、8[α] 435 35.4 
(c 1 、EtzO)(工程4)3− (2−ホルミ
ルエトキシ)ノナナール■の製造 乾燥ピリジン7.08 g (89,6mn+offi
)と乾燥塩化メチレン100mj!を入れたフラスコ中
に、室温で撹拌しなから三酸化クロム4.13g(41
,3IIIIlloIt)を少しづつ加えて溶かし、1
5分後に工程3で得られた3−(3−ヒドロキシプロポ
キシ)−1−ノナノール■0.746 g (3,42
mmail)を乾燥塩化メチレン5II11に溶かした
溶液を滴下し室温で2時間撹拌した。反応終了後、溶液
を傾斜法を用いて分け、残分をエーテルで洗い、溶液を
合わせて、順次5%水酸化ナトリウム水溶液、1、5 
M塩酸、5%炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で
洗い、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後溶媒を留去し
た。
■は0.72 g (3,36mmo/)得られた。(
収率98.2%) (工程5)6−へキシル−5,6−シヒドロー2H−ピ
ラン−3−カルバルデヒド■の製造3−(2−ホルミル
エトキシ)ノナナール■0.205 g (0,949
mmo II )のメタノール25nl溶液中に、水酸
化ナトリウム0.015 g  (0,375mmo 
l )をメタノール15a+j!に溶かした溶液を滴下
し、4時間加熱還流した。反応終了後、酢酸Q、1ml
を加えた後メタノールを留去し、エーテル5 val、
水3 yellを加えて分液し、更に水層をエーテル5
Ill&で2回抽出した。エーテル層を合わせて5%炭
酸ナトリウム水溶液で洗い、無水硫酸ナトリウムで乾燥
した後溶媒を留去し■とその異性体2−へキシル−5,
6−シヒドロー2H−ピラン−3−カルバルデヒドの混
合物0.181 g(0,923+u+o 1 )を得
た。(収率97.3%)(工程6)3− (6−ヘキシ
ル)−5,6−シヒドロー2H−ピラニルメタノール■
の製造反応容器に水素化アルミニウムリチウム0.06
0g (1,58111mog)と乾燥エーテルを入れ
、水冷下で、工程5で得られた6−へキシル−5,6−
シヒドロー2H−ピラン−3−カルバルデヒド■とその
異性体2−へキシル−5,6−シヒドロー2H−ピラン
−3−カルバルデヒド(8b)の混合物0.218 g
  (1,11major)を乾燥エーテル6Illl
に溶かした溶液を滴下し、4時間加熱還流した。反応終
了後、水冷下で飽和硫酸ナトリウム水溶液1 mlを加
えた後、水10+ji!、3M塩酸3IIIlを加えて
固形物を溶かし、エーテル10+wj!で2回抽出した
。エーテル層を5%炭酸ナトリウム水溶液で洗い、無水
硫酸ナトリウムで乾燥した後溶媒を留去し、■とその異
性体3−(2−ヘキシル)−5,6−シヒドロー2H−
ピラニルメタノールの混合物0.207 g (1,0
5mn+oJ)を得た。
(収率94.2%) (工程7)目的化合物の製造 4−(4−デシルオギシフェニル)安息香酸0.280
 g  (0,791+u+o l )に塩化チオニル
2IIllを加え、2時間加熱還流した後に過剰の塩化
チオニルを乾燥ベンゼンと共沸留去した。続いてこの中
に工程6で得られた3−(6−ヘキシル)−5゜6−シ
ヒドロー2H−ピラニルメタノール■とその異性体3−
(2−ヘキシル)−5,6−シヒドロー2H−ピラニル
メタノールの混合物0.100 g(0,510mmo
 l )のベンゼン溶液とトレエチレンジアミン0.1
79 g (1,60++uwoA)のベンゼン溶液を
加えた。50℃で2時間撹拌し、60%水素化ナトリウ
ム0.036 g (0,900mmo l )を乾燥
ベンゼンで洗浄したものを乾燥ベンゼン1 mlととも
に加え、更に2時間加熱還流した。反応終了後1M塩酸
3 mlと5 tailを加え、固形物をろ別した後ベ
ンゼン10+/lで2回抽出した。ベンゼン層を無水硫
酸ナトリウムで乾燥し溶媒を留去した後薄層クロマトグ
ラフィーで精製し、(展開溶媒/ヘキサン:塩化メチレ
ン=1:5で分取後ヘキサン:ベンゼン=1:lで20
回展開した。)ヘキサンで再結晶を行った。目的化合物
は0.028 g  (0,05261o1)得られた
。 (収率9.7%) [α]、−25,2[α]4zs  42.0(cO,
26,CHCl 3 ) IH−NMRδ(ppm ) 0.87 (6H,m) 、  1.2〜2.2 (2
8H,m) 。
3.46 (IH,m)、3.99 (2H,t)。
4.29(2H。
5.96(IH。
7.54(2H。
8.06(2H。
相転移温度(1) 4 ry 8 m)、  4.73  (IH,s)。
m)、  6.97  (2H,d)。
d)、  7.60  (2H,a)。
d) DSC,偏光顕微鏡 Is。
〈実施例2〉 実施例1で製造した光学活性化合物を配合成分とする下
記液晶組成物A、Bを調製した。
液晶組成物Aの相転移温度 (’C) DSC。
偏光顕微鏡 液晶組成物Bの相転移温度 〔℃〕 DSC。
偏光顕微鏡 〈実施例3〉 実施例1で製造した光学活性化合物を配合成分とする下
記液晶組成物C)Ir調製した。
液晶m酸物Cの相転移温度 〔℃〕 DSC。
偏光顕微鏡 三菱油化株式会社

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R^1は炭素数1〜18のアルキル基、R^2
    は炭素数2〜24のアルキル基、*は不斉を示す。)で
    表される光学活性化合物。
  2. (2) 一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R^1は炭素数1〜18のアルキル基、R^2
    は炭素数2〜24のアルキル基、*は不斉を示す。)で
    表される光学活性化合物を少なくとも一種類含有する液
    晶組成物。
  3. (3) 上記一般式( I )で表される光学活性化合物を少なく
    とも一種類含有し、 一般式(II) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式中、R^3とR^4は炭素数1〜24のアルキル基
    を示す。)で表される化合物を少なくとも一種類含有す
    る特許請求の範囲第2項記載の液晶組成物。
  4. (4) 上記一般式( I )で表される光学活性化合物を少なく
    とも一種類含有し、 一般式(III) ▲数式、化学式、表等があります▼(III) (式中、R^5とR^6は炭素数1〜24のアルキル基
    またはアルケニル基を示す。)で表される化合物を少な
    くとも一種類含有する特許請求の範囲第2項記載の液晶
    組成物。
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