JPH04334376A - 光学活性ラクトン誘導体、それを含む液晶組成物及び液晶表示素子 - Google Patents
光学活性ラクトン誘導体、それを含む液晶組成物及び液晶表示素子Info
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- JPH04334376A JPH04334376A JP3135554A JP13555491A JPH04334376A JP H04334376 A JPH04334376 A JP H04334376A JP 3135554 A JP3135554 A JP 3135554A JP 13555491 A JP13555491 A JP 13555491A JP H04334376 A JPH04334376 A JP H04334376A
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Landscapes
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- Plural Heterocyclic Compounds (AREA)
- Liquid Crystal Substances (AREA)
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。
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な光学活性ラクト
ン誘導体、及びそれを含有する液晶材料に関し、更に詳
しくは、応答性、メモリー性に優れた強誘電性液晶表示
用材料に関する。
ン誘導体、及びそれを含有する液晶材料に関し、更に詳
しくは、応答性、メモリー性に優れた強誘電性液晶表示
用材料に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子は、その優れた特徴(低電
圧作動、低消費電力、薄型表示が可能、明るい場所でも
使用でき目が疲れない。)によって、現在広く用いられ
ている。しかしながら、そのうち最も一般的な表示方式
であるツイスティッド・ネマティック(TN)型におい
ては、CRT等の他の発光型表示方式と比較すると応答
が極めて遅く、かつ印加電場を切った場合、表示の記憶
(メモリー効果)が得られないため、高速応答の必要な
光シャッター、プリンターヘッド、あるいはさらに時分
割駆動の必要なテレビなど動画面への応用には多くの制
約があり、必ずしも適した表示方式とはいえなかった。
圧作動、低消費電力、薄型表示が可能、明るい場所でも
使用でき目が疲れない。)によって、現在広く用いられ
ている。しかしながら、そのうち最も一般的な表示方式
であるツイスティッド・ネマティック(TN)型におい
ては、CRT等の他の発光型表示方式と比較すると応答
が極めて遅く、かつ印加電場を切った場合、表示の記憶
(メモリー効果)が得られないため、高速応答の必要な
光シャッター、プリンターヘッド、あるいはさらに時分
割駆動の必要なテレビなど動画面への応用には多くの制
約があり、必ずしも適した表示方式とはいえなかった。
【0003】しかし、最近になって強誘電性液晶を用い
る表示方式が報告され、これによると、TN型液晶の1
00〜1000倍という高速応答とメモリー効果とが得
られるため、次世代液晶表示素子として期待され、現在
盛んに研究開発が進められている。
る表示方式が報告され、これによると、TN型液晶の1
00〜1000倍という高速応答とメモリー効果とが得
られるため、次世代液晶表示素子として期待され、現在
盛んに研究開発が進められている。
【0004】強誘電性液晶の液晶相は、チルト系のキラ
ルスメクチック相に属するものであるが、そのうちキラ
ルスメクチックC(以下、SC*と省略する。)相が最
も低粘性であるので最も望ましい。
ルスメクチック相に属するものであるが、そのうちキラ
ルスメクチックC(以下、SC*と省略する。)相が最
も低粘性であるので最も望ましい。
【0005】SC*相を示す液晶化合物(以下、Sc*
化合物と省略する。)は既に数多く合成され検討されて
いるが、強誘電性液晶表示素子として用いるためには、
以下の条件を満たすことが必要である。すなわち、(イ
)室温を含む広い温度範囲でSC*相を示すこと、(ロ
)良好な配向性を得るためにSC*相の高温側に適当な
相系列を有し、かつその螺旋ピッチが大きいこと、(ハ
)適当なチルト角を有すること、(ニ)粘性が小さいこ
と、(ホ)自発分極がある程度大きいこと、(ヘ)高速
応答を示すこと等の条件を満たす必要があるが、これら
の条件を単独で満足するような化合物は知られていない
。
化合物と省略する。)は既に数多く合成され検討されて
いるが、強誘電性液晶表示素子として用いるためには、
以下の条件を満たすことが必要である。すなわち、(イ
)室温を含む広い温度範囲でSC*相を示すこと、(ロ
)良好な配向性を得るためにSC*相の高温側に適当な
相系列を有し、かつその螺旋ピッチが大きいこと、(ハ
)適当なチルト角を有すること、(ニ)粘性が小さいこ
と、(ホ)自発分極がある程度大きいこと、(ヘ)高速
応答を示すこと等の条件を満たす必要があるが、これら
の条件を単独で満足するような化合物は知られていない
。
【0006】そのため、数種あるいはそれ以上の化合物
を混合してSC*相を示す液晶組成物(以下、SC*液
晶組成物と省略する。)として用いる必要がある。
を混合してSC*相を示す液晶組成物(以下、SC*液
晶組成物と省略する。)として用いる必要がある。
【0007】SC*液晶組成物の調製方法は、アキラル
な化合物から成り、スメクチックC(以下、SCと省略
する。)相を示す母体液晶(以下、Sc母体液晶という
。)に、光学活性化合物から成るドーパントをキラルド
ーパントとして添加する方法が一般的である。この方法
によれば、より低粘性の組成物を得ることができ高速応
答が可能となる。
な化合物から成り、スメクチックC(以下、SCと省略
する。)相を示す母体液晶(以下、Sc母体液晶という
。)に、光学活性化合物から成るドーパントをキラルド
ーパントとして添加する方法が一般的である。この方法
によれば、より低粘性の組成物を得ることができ高速応
答が可能となる。
【0008】ここで、キラルドーパントとして用いる化
合物は、単独では必ずしもSC*相を示す必要はなく、
液晶相すら示す必要もない。しかしながら、少量の添加
で液晶組成物に充分な自発分極を誘起することや、キラ
ルドーパントとして誘起する螺旋ピッチが充分大きいこ
となどの性質を示すことが必要である。
合物は、単独では必ずしもSC*相を示す必要はなく、
液晶相すら示す必要もない。しかしながら、少量の添加
で液晶組成物に充分な自発分極を誘起することや、キラ
ルドーパントとして誘起する螺旋ピッチが充分大きいこ
となどの性質を示すことが必要である。
【0009】液晶組成物に大きな自発分極を誘起せしめ
るためにキラルドーパントとして用いられる化合物は、
強い双極子モーメントを有する基が液晶化合物分子の中
心骨格(コア)及び不斉炭素になるべく近接し、固定さ
れていることが必要であることは既に知られている。こ
のような考えに基づき本発明者らは、一般式(III)
るためにキラルドーパントとして用いられる化合物は、
強い双極子モーメントを有する基が液晶化合物分子の中
心骨格(コア)及び不斉炭素になるべく近接し、固定さ
れていることが必要であることは既に知られている。こ
のような考えに基づき本発明者らは、一般式(III)
【0010】
【化3】
【0011】(式中、Mesは液晶骨格を表わし、Rは
n−アルキル基を表わす。)で表わされる光学活性ラク
トン誘導体を合成し、この化合物を少量添加するだけで
液晶組成物に充分大きな自発分極を誘起せしめ、高速応
答性のSC* 液晶組成物を得ることができることを見
いだした。(第16回液晶討論会予稿集44ページ、及
び特開平2−286673号公報)
n−アルキル基を表わす。)で表わされる光学活性ラク
トン誘導体を合成し、この化合物を少量添加するだけで
液晶組成物に充分大きな自発分極を誘起せしめ、高速応
答性のSC* 液晶組成物を得ることができることを見
いだした。(第16回液晶討論会予稿集44ページ、及
び特開平2−286673号公報)
【0012】
【発明が解決しようとする課題】以上のように大きい自
発分極を誘起する化合物は知られていたが、それらの性
能は充分に満足できるものとはいえなかった。特にその
応答性において、さらに高速応答が望まれたからである
。
発分極を誘起する化合物は知られていたが、それらの性
能は充分に満足できるものとはいえなかった。特にその
応答性において、さらに高速応答が望まれたからである
。
【0013】強誘電性液晶の応答時間(τ)はその粘度
に比例し、自発分極に反比例することが知られている。 従って、応答時間を短くするには粘度を低くして、自発
分極を大きくすればよい。しかしながら、自発分極はあ
まり大きくするとメモリー性に悪影響を及ぼし、又液晶
組成物の粘度を大きくしてしまうため、実際にはある程
度以上自発分極を大きくできないのが実状である。従っ
て、応答を高速にするには、液晶組成物の粘度を小さく
する必要があった。
に比例し、自発分極に反比例することが知られている。 従って、応答時間を短くするには粘度を低くして、自発
分極を大きくすればよい。しかしながら、自発分極はあ
まり大きくするとメモリー性に悪影響を及ぼし、又液晶
組成物の粘度を大きくしてしまうため、実際にはある程
度以上自発分極を大きくできないのが実状である。従っ
て、応答を高速にするには、液晶組成物の粘度を小さく
する必要があった。
【0014】一般に、大きい自発分極を誘起するような
光学活性化合物は、アキラルな母体化合物に比べてはる
かに粘度が大きいので、その添加量をなるべく少なくし
た方が、SC*液晶組成物の粘度を小さくすることがで
きる。従ってある程度大きい自発分極を誘記せしめるた
めに必要な光学活性化合物の量は、少なければ少ないほ
ど高速応答を得るためには望ましい。
光学活性化合物は、アキラルな母体化合物に比べてはる
かに粘度が大きいので、その添加量をなるべく少なくし
た方が、SC*液晶組成物の粘度を小さくすることがで
きる。従ってある程度大きい自発分極を誘記せしめるた
めに必要な光学活性化合物の量は、少なければ少ないほ
ど高速応答を得るためには望ましい。
【0015】本発明が解決しようとする課題は、キラル
ドーパントとして母体液晶に少量添加した際に大きな自
発分極を誘起させ、高速応答が可能となるような光学活
性化合物、又この化合物を含有する強誘電性液晶表示用
材料を提供することにある。
ドーパントとして母体液晶に少量添加した際に大きな自
発分極を誘起させ、高速応答が可能となるような光学活
性化合物、又この化合物を含有する強誘電性液晶表示用
材料を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、一般式(I)
するために、一般式(I)
【0017】
【化4】
【0018】(式中、R1は炭素原子数1〜18のアル
キル基を表わすが、好ましくは炭素原子数2〜12のア
ルキル基を表わし、特に好ましくは炭素原子数2〜12
の直鎖状アルキル基を表わし、Xは単結合、−O−、−
S−、−CO−、−COO−、−OCO−、又は−OC
OO−を表わすが、好ましくは単結合又は−O−を表わ
し、環A及び環Bはそれぞれ独立的に、1個又は2個の
フッ素原子により置換されていてもよい1,4−フェニ
レン基、トランス−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、ピラジン−2,5−ジイル基、ピリダジン−3,6
−ジイル基又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基
を表わすが、好ましくは1個又は2個のフッ素原子によ
り置換されていてもよい1,4−フェニレン基又はトラ
ンス−1,4−シクロヘキシレン基を表わす。Yは−C
OO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−
CH2CH2−、−C≡C−又は単結合を表わし、mは
0又は1を表わすが、好ましくは0を表わし、Zは−C
OO−又は−CH2O−を表わすが、好ましくは−CO
O−を表わし、nは1又は2を表わすが、好ましくは1
を表わし、lは2〜10の整数を表わすが、好ましくは
2を表わす。ラクトン環の2位及び4位の不斉炭素原子
は各々独立的に、(R)又は(S)配置である。)で表
わされる光学活性ラクトン誘導体を提供するものである
。
キル基を表わすが、好ましくは炭素原子数2〜12のア
ルキル基を表わし、特に好ましくは炭素原子数2〜12
の直鎖状アルキル基を表わし、Xは単結合、−O−、−
S−、−CO−、−COO−、−OCO−、又は−OC
OO−を表わすが、好ましくは単結合又は−O−を表わ
し、環A及び環Bはそれぞれ独立的に、1個又は2個の
フッ素原子により置換されていてもよい1,4−フェニ
レン基、トランス−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、ピラジン−2,5−ジイル基、ピリダジン−3,6
−ジイル基又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基
を表わすが、好ましくは1個又は2個のフッ素原子によ
り置換されていてもよい1,4−フェニレン基又はトラ
ンス−1,4−シクロヘキシレン基を表わす。Yは−C
OO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−
CH2CH2−、−C≡C−又は単結合を表わし、mは
0又は1を表わすが、好ましくは0を表わし、Zは−C
OO−又は−CH2O−を表わすが、好ましくは−CO
O−を表わし、nは1又は2を表わすが、好ましくは1
を表わし、lは2〜10の整数を表わすが、好ましくは
2を表わす。ラクトン環の2位及び4位の不斉炭素原子
は各々独立的に、(R)又は(S)配置である。)で表
わされる光学活性ラクトン誘導体を提供するものである
。
【0019】本発明は、又、上記一般式(I)で表わさ
れる光学活性ラクトン誘導体の合成中間体として、一般
式(II)
れる光学活性ラクトン誘導体の合成中間体として、一般
式(II)
【0020】
【化5】
【0021】(式中、n、l及びR2は一般式(I)に
おけると同じ意味をもつ。)で表わされる光学活性ラク
トン誘導体を提供する。
おけると同じ意味をもつ。)で表わされる光学活性ラク
トン誘導体を提供する。
【0022】本発明に係わる一般式(I)で表わされる
化合物は、例えば、次の製造方法に従って製造すること
ができる。
化合物は、例えば、次の製造方法に従って製造すること
ができる。
【0023】一般式(I)においてZが−COO−を表
わす化合物の場合;一般式(II)で表わされる光学活
性化合物と、一般式(IV)
わす化合物の場合;一般式(II)で表わされる光学活
性化合物と、一般式(IV)
【0024】
【化6】
【0025】(式中、R1、X、環A、環B、Y、mは
一般式(I)におけると同じ意味をもつ。)で表わされ
るカルボン酸とを、ジシクロヘキシルカルボジイミド(
DCC)等の縮合剤存在下で反応させることにより容易
に製造できる。あるいは、一般式(IV)で表わされる
カルボン酸を酸塩化物に導いた後、ピリジン等の塩基存
在下で、一般式(II)で表わされる化合物と反応させ
ることによっても製造できる。
一般式(I)におけると同じ意味をもつ。)で表わされ
るカルボン酸とを、ジシクロヘキシルカルボジイミド(
DCC)等の縮合剤存在下で反応させることにより容易
に製造できる。あるいは、一般式(IV)で表わされる
カルボン酸を酸塩化物に導いた後、ピリジン等の塩基存
在下で、一般式(II)で表わされる化合物と反応させ
ることによっても製造できる。
【0026】一般式(I)においてZが−CH2O−を
表わす化合物の場合;一般式(II)で表わされる化合
物を塩基存在下、一般式(V)
表わす化合物の場合;一般式(II)で表わされる化合
物を塩基存在下、一般式(V)
【0027】
【化7】
【0028】(式中、R1、X、環A、環B、Y、mは
一般式(I)におけると同じ意味をもち、Wは塩素、臭
素、ヨウ素、又はp−トルエンスルホニルオキシ基等の
脱離基を表わす。)で表わされる化合物と反応させるこ
とにより製造することができる。
一般式(I)におけると同じ意味をもち、Wは塩素、臭
素、ヨウ素、又はp−トルエンスルホニルオキシ基等の
脱離基を表わす。)で表わされる化合物と反応させるこ
とにより製造することができる。
【0029】ここで、一般式(II)で表わされる光学
活性ラクトン誘導体は新規の化合物であり、たとえば以
下のようにして製造することができる。
活性ラクトン誘導体は新規の化合物であり、たとえば以
下のようにして製造することができる。
【0030】すなわち、一般式(VI)
【0031】
【化8】
【0032】(式中、R3はメチル基等の低級アルキル
基を表わし、nは1又は2を表わす。)で表わされるフ
ェニルアセトニトリル誘導体をブチルリチウム等の強塩
基存在下、光学活性なエピクロロヒドリンと反応させ、
さらに塩基で処理することにより、一般式(VII)
基を表わし、nは1又は2を表わす。)で表わされるフ
ェニルアセトニトリル誘導体をブチルリチウム等の強塩
基存在下、光学活性なエピクロロヒドリンと反応させ、
さらに塩基で処理することにより、一般式(VII)
【
0033】
0033】
【化9】
【0034】(式中、R3及びnは一般式(VI)にお
けると同じ意味をもつ。)で表わされる光学活性オキシ
ランを得て、これにヨウ化銅(I)等の触媒存在下に、
一般式(VIII)
けると同じ意味をもつ。)で表わされる光学活性オキシ
ランを得て、これにヨウ化銅(I)等の触媒存在下に、
一般式(VIII)
【0035】
【化10】
【0036】(式中、lは一般式(I)におけると同じ
意味をもち、Halは塩素、臭素又はヨウ素を表わす。 )で表わされるグリニヤール化合物を反応させることに
より、一般式(IX)
意味をもち、Halは塩素、臭素又はヨウ素を表わす。 )で表わされるグリニヤール化合物を反応させることに
より、一般式(IX)
【0037】
【化11】
【0038】(式中、R3は一般式(VI)におけると
同じ意味をもち、n及びlは一般式(I)におけると同
じ意味をもつ。)で表わされる光学活性なヒドロキシア
ルカンニトリル誘導体を得ることができる。次に、この
シアノ基を加水分解してカルボン酸とした後、p−トル
エンスルホン酸等の酸触媒存在下に環化させることによ
り、一般式(X)
同じ意味をもち、n及びlは一般式(I)におけると同
じ意味をもつ。)で表わされる光学活性なヒドロキシア
ルカンニトリル誘導体を得ることができる。次に、この
シアノ基を加水分解してカルボン酸とした後、p−トル
エンスルホン酸等の酸触媒存在下に環化させることによ
り、一般式(X)
【0039】
【化12】
【0040】(式中、R3は一般式(VI)におけるR
3と同じ意味をもち、n及びlは一般式(I)における
と同じ意味をもつ。)で表わされる光学活性なラクトン
誘導体を得ることができる。この化合物はラクトン環の
2位の不斉炭素によるシス体及びトランス体のジアステ
レオマー混合物であるが、通常の分離手段により容易に
両者を単離することができる。
3と同じ意味をもち、n及びlは一般式(I)における
と同じ意味をもつ。)で表わされる光学活性なラクトン
誘導体を得ることができる。この化合物はラクトン環の
2位の不斉炭素によるシス体及びトランス体のジアステ
レオマー混合物であるが、通常の分離手段により容易に
両者を単離することができる。
【0041】次に、これを塩化アルミニウム−ジメチル
スルフィド等により脱アルキル化することにより、一般
式(II)で表わされる化合物を得ることができる。
スルフィド等により脱アルキル化することにより、一般
式(II)で表わされる化合物を得ることができる。
【0042】又、一般式(IV)、一般式(V)又は一
般式(VI)で表わされる化合物はほとんどが既に知ら
れており、通常の合成化学的手法により得ることができ
る。又一般式(VIII)で表わされるグリニヤール化
合物は市販のものを用いるか、又は容易に合成できるハ
ロゲン化アルキルから調製されるものを用いてもよい。
般式(VI)で表わされる化合物はほとんどが既に知ら
れており、通常の合成化学的手法により得ることができ
る。又一般式(VIII)で表わされるグリニヤール化
合物は市販のものを用いるか、又は容易に合成できるハ
ロゲン化アルキルから調製されるものを用いてもよい。
【0043】上記のようにして本発明の一般式(I)で
表わされる化合物を得ることができるが、これらに属す
る個々の具体的な化合物は、融点などの相転移温度、赤
外吸収スペクトル(IR)、核磁気共鳴スペクトル(N
MR)、質量スペクトル(MS)等の手段により確認で
きる。
表わされる化合物を得ることができるが、これらに属す
る個々の具体的な化合物は、融点などの相転移温度、赤
外吸収スペクトル(IR)、核磁気共鳴スペクトル(N
MR)、質量スペクトル(MS)等の手段により確認で
きる。
【0044】一般式(I)で表わされる化合物が前述の
一般式(I)で表わされる化合物と大きく異なる点は側
鎖の末端にt−ブチル基を有する点であり、これによっ
て一般式(I)で表わされるの化合物は、少量の添加で
も充分に大きい自発分極を誘起できる。
一般式(I)で表わされる化合物と大きく異なる点は側
鎖の末端にt−ブチル基を有する点であり、これによっ
て一般式(I)で表わされるの化合物は、少量の添加で
も充分に大きい自発分極を誘起できる。
【0045】例えば、後述の実施例2に示された化合物
わずか2重量%とSC相を示す母体液晶98重量%から
成るSC*液晶組成物では、25℃における自発分極の
値は+6.6nC/cm2であった。この値は、液晶の
不斉源として最も普通に用いられる(S)−2−メチル
ブタノール由来のSC*液晶化合物、例えば4−(4−
デシルオキシベンジリデンアミノ)桂皮酸−(S)−2
−メチルブチル(DOBAMBC)の自発分極が母体液
晶に添加することなく単独でも4nC/cm2 程度で
あることと比較すると、非常に大きいことがわかる。
わずか2重量%とSC相を示す母体液晶98重量%から
成るSC*液晶組成物では、25℃における自発分極の
値は+6.6nC/cm2であった。この値は、液晶の
不斉源として最も普通に用いられる(S)−2−メチル
ブタノール由来のSC*液晶化合物、例えば4−(4−
デシルオキシベンジリデンアミノ)桂皮酸−(S)−2
−メチルブチル(DOBAMBC)の自発分極が母体液
晶に添加することなく単独でも4nC/cm2 程度で
あることと比較すると、非常に大きいことがわかる。
【0046】このため、非キラルの母体液晶に一般式(
I)で示される化合物を1重量%程度以上添加すること
により、高速応答に充分な程度の自発分極を誘起するこ
とが可能となった。
I)で示される化合物を1重量%程度以上添加すること
により、高速応答に充分な程度の自発分極を誘起するこ
とが可能となった。
【0047】一方、一般式(III)で表わされる光学
活性ラクトン環を有する化合物と類似骨格を有する式
活性ラクトン環を有する化合物と類似骨格を有する式
【
0048】
0048】
【化13】
【0049】で表わされる化合物を同一母体に同量添加
して得られたSC*液晶組成物では、同温度における自
発分極の値は+4.5nC/cm2 であった。このこ
とからも光学活性なラクトン環の側鎖にt−ブチル基を
導入することが自発分極の増大に優れた効果を示してい
ることがわかる。
して得られたSC*液晶組成物では、同温度における自
発分極の値は+4.5nC/cm2 であった。このこ
とからも光学活性なラクトン環の側鎖にt−ブチル基を
導入することが自発分極の増大に優れた効果を示してい
ることがわかる。
【0050】本発明の一般式(I)で表わされる化合物
には、そのラクトン環の2位及び4位にそれぞれ不斉炭
素が存在する。
には、そのラクトン環の2位及び4位にそれぞれ不斉炭
素が存在する。
【0051】例えば、l=2であり、かつその絶対配置
が等しい場合、すなわち(2S,4S)又は(2R,4
R)の場合には、ラクトン環はシス配置であり、絶対配
置が互いに異なる場合にはトランス配置である。そして
強誘電性液晶用のキラルドーパントとして効果があるの
はシス配置の化合物であり、トランス配置の化合物はあ
まり自発分極を誘起しないので好ましくない。
が等しい場合、すなわち(2S,4S)又は(2R,4
R)の場合には、ラクトン環はシス配置であり、絶対配
置が互いに異なる場合にはトランス配置である。そして
強誘電性液晶用のキラルドーパントとして効果があるの
はシス配置の化合物であり、トランス配置の化合物はあ
まり自発分極を誘起しないので好ましくない。
【0052】本発明は、又、一般式(I)で表わされる
光学活性ラクトン誘導体を含有する液晶組成物を提供す
る。
光学活性ラクトン誘導体を含有する液晶組成物を提供す
る。
【0053】本発明の液晶組成物は、一般式(I)で表
わされる化合物の少なくとも一種を構成成分として含有
するものであり、特に強誘電性液晶材料としては、主成
分であるSC相を示す母体液晶に、一般式(I)で表わ
される化合物の少なくとも1種を、キラルドーパントの
一部又は全部として含有するSC*液晶組成物が適して
いる。
わされる化合物の少なくとも一種を構成成分として含有
するものであり、特に強誘電性液晶材料としては、主成
分であるSC相を示す母体液晶に、一般式(I)で表わ
される化合物の少なくとも1種を、キラルドーパントの
一部又は全部として含有するSC*液晶組成物が適して
いる。
【0054】一般式(I)で表わされる化合物は液晶組
成物に充分大きな自発分極を誘起することができるので
、その添加量は、非キラルの母体液晶に1重量%程度以
上添加すれば高速応答が可能な強誘電性SC*組成物を
得ることができる。又一般式(I)で表わされる化合物
は、単独では液晶相を示さないものが多いが、添加量が
ごく少量ですむので、液晶組成物の液晶相、特にSC*
相の温度範囲を狭くすることはほとんどない。
成物に充分大きな自発分極を誘起することができるので
、その添加量は、非キラルの母体液晶に1重量%程度以
上添加すれば高速応答が可能な強誘電性SC*組成物を
得ることができる。又一般式(I)で表わされる化合物
は、単独では液晶相を示さないものが多いが、添加量が
ごく少量ですむので、液晶組成物の液晶相、特にSC*
相の温度範囲を狭くすることはほとんどない。
【0055】本発明の一般式(I)で表わされる化合物
をドーパントとして添加する場合、母体液晶に用いられ
るSC化合物としては、例えば、一般式(A)
をドーパントとして添加する場合、母体液晶に用いられ
るSC化合物としては、例えば、一般式(A)
【005
6】
6】
【化14】
【0057】(式中、Ra及びRbはアルキル基、アル
コキシル基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオ
キシ基、又はアルコキシカルボニルオキシ基を表わし、
これらは互いに同一であっても異なっていてもよい。)
で表わされるフェニルベンゾエート系化合物や、一般式
(B)
コキシル基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオ
キシ基、又はアルコキシカルボニルオキシ基を表わし、
これらは互いに同一であっても異なっていてもよい。)
で表わされるフェニルベンゾエート系化合物や、一般式
(B)
【0058】
【化15】
【0059】(式中、Ra及びRbは、一般式(A)に
おけると同じ意味を表わす。)で表わされるフェニルピ
リミジン系化合物をあげることができる。
おけると同じ意味を表わす。)で表わされるフェニルピ
リミジン系化合物をあげることができる。
【0060】又一般式(A)、一般式(B)を含めて一
般式(C)
般式(C)
【0061】
【化16】
【0062】(式中、Ra及びRbは一般式(A)にお
けると同じ意味を表わし、環L及び環Mはそれぞれ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、ピラジン−2,5−ジイル基、ピリダジン−3,6
−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基あ
るいはこれらのハロゲン置換体を表わし、これらは互い
に同一であっても異なっていてもよく、Zaは−COO
−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2 −、−C
H2CH2−、−C≡C−又は単結合を表わす。)で表
わされる化合物も、同様の目的に使用することができる
。
けると同じ意味を表わし、環L及び環Mはそれぞれ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、ピラジン−2,5−ジイル基、ピリダジン−3,6
−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基あ
るいはこれらのハロゲン置換体を表わし、これらは互い
に同一であっても異なっていてもよく、Zaは−COO
−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2 −、−C
H2CH2−、−C≡C−又は単結合を表わす。)で表
わされる化合物も、同様の目的に使用することができる
。
【0063】又、SC相の温度範囲を高温域に拡大する
目的には、一般式(D)
目的には、一般式(D)
【0064】
【化17】
【0065】(式中、Ra及びRbは一般式(A)にお
けると同じ意味を表わし、環L、環M及び環Nは、一般
式(C)における環L、環Mと同じ意味を表わし、これ
らは互いに同一であっても異なっていてもよく、Za及
びZbはそれぞれ一般式(C)のZaと同じ意味を表わ
し、これらは互いに同一であっても異なっていてもよい
。)で表わされる3環式化合物を用いることができる。
けると同じ意味を表わし、環L、環M及び環Nは、一般
式(C)における環L、環Mと同じ意味を表わし、これ
らは互いに同一であっても異なっていてもよく、Za及
びZbはそれぞれ一般式(C)のZaと同じ意味を表わ
し、これらは互いに同一であっても異なっていてもよい
。)で表わされる3環式化合物を用いることができる。
【0066】これらの化合物は混合してSC母体液晶と
して用いるのが効果的であるが、液晶組成物とした際に
SC相を示せばよいのであって、個々の化合物について
は必ずしもSC相を示す必要はない。
して用いるのが効果的であるが、液晶組成物とした際に
SC相を示せばよいのであって、個々の化合物について
は必ずしもSC相を示す必要はない。
【0067】こうして得られたSC母体液晶に本発明の
一般式(I)化合物、及び必要であれば他の光学活性化
合物をキラルドーパントとして加えることにより、容易
に室温を含む広い温度範囲でSC*相を示すような液晶
組成物を得ることができる。
一般式(I)化合物、及び必要であれば他の光学活性化
合物をキラルドーパントとして加えることにより、容易
に室温を含む広い温度範囲でSC*相を示すような液晶
組成物を得ることができる。
【0068】又、本発明の一般式(I)で表わされる化
合物を、上記SC母体液晶に添加して得られるSc*液
晶組成物は、2枚の透明ガラス電極間に1〜20μm程
度の薄膜として封入することにより、表示用セルとして
使用することができる。良好なコントラストを得るため
には、均一に配向したモノドメインとする必要がある。 このため多くの方法が試みられているが、良好な配向性
を示す液晶材料としては、高温側からI(等方性液体)
相−N* (キラルネマチック)相−SA(スメクチッ
クA)相−SC*相の相系列を示し、かつN*相及びS
C*相における螺旋ピッチが大きいことが必要であると
いわれている。螺旋ピッチを大きくするには一般には互
いに捩れの向きが逆のキラル化合物を適量混合する方法
が用いられているが、本発明の一般式(I)で表わされ
る化合物は、高速応答のために添加する必要量がすくな
いので、特に螺旋ピッチの調整を行う必要はほとんどな
い。
合物を、上記SC母体液晶に添加して得られるSc*液
晶組成物は、2枚の透明ガラス電極間に1〜20μm程
度の薄膜として封入することにより、表示用セルとして
使用することができる。良好なコントラストを得るため
には、均一に配向したモノドメインとする必要がある。 このため多くの方法が試みられているが、良好な配向性
を示す液晶材料としては、高温側からI(等方性液体)
相−N* (キラルネマチック)相−SA(スメクチッ
クA)相−SC*相の相系列を示し、かつN*相及びS
C*相における螺旋ピッチが大きいことが必要であると
いわれている。螺旋ピッチを大きくするには一般には互
いに捩れの向きが逆のキラル化合物を適量混合する方法
が用いられているが、本発明の一般式(I)で表わされ
る化合物は、高速応答のために添加する必要量がすくな
いので、特に螺旋ピッチの調整を行う必要はほとんどな
い。
【0069】
【実施例】以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明
するが、本発明の主旨及び適用範囲はもちろんこれらの
実施例により制限されるものではない。
するが、本発明の主旨及び適用範囲はもちろんこれらの
実施例により制限されるものではない。
【0070】なお、各化合物の構造はNMR、IR、M
S及び元素分析により確認した。又、相転移温度の測定
は温度調節ステージを備えた偏光顕微鏡及び示差走査熱
量計(DSC)を併用して行った。IRにおける(KB
r)は錠剤成形による、(neat)は液膜による測定
を表わす。NMRにおけるCDCl3は溶媒を表わし、
sは1重線、dは2重線、tは3重線、mは多重線を、
又例えばdtは2重の3重線を表わす。Jはカップリン
グ定数を表わす。MSにおけるM+は親ピークを表わし
、( )内の数値はそのピークの相対強度を表わす。 組成物中における「%」はすべて「重量%」を表わす。
S及び元素分析により確認した。又、相転移温度の測定
は温度調節ステージを備えた偏光顕微鏡及び示差走査熱
量計(DSC)を併用して行った。IRにおける(KB
r)は錠剤成形による、(neat)は液膜による測定
を表わす。NMRにおけるCDCl3は溶媒を表わし、
sは1重線、dは2重線、tは3重線、mは多重線を、
又例えばdtは2重の3重線を表わす。Jはカップリン
グ定数を表わす。MSにおけるM+は親ピークを表わし
、( )内の数値はそのピークの相対強度を表わす。 組成物中における「%」はすべて「重量%」を表わす。
【0071】(実施例1) (2R,4R)−7,7
−ジメチル−2−(4−ヒドロキシフェニル)−4−オ
クタノリド(一般式(II)で表わされる化合物)の合
成(1−a) (4S)−4,5−エポキシ−2−(
4−メトキシフェニル)ペンタンニトリルの合成
−ジメチル−2−(4−ヒドロキシフェニル)−4−オ
クタノリド(一般式(II)で表わされる化合物)の合
成(1−a) (4S)−4,5−エポキシ−2−(
4−メトキシフェニル)ペンタンニトリルの合成
【00
72】
72】
【化18】
【0073】4−メトキシフェニルアセトニトリル7.
4g(50mmol)のテトラヒドロフラン(THF)
溶液100mlに、−78℃にてn−ブチルリチウム1
.6Mヘキサン溶液39ml(60mmol)を加え、
1時間攪拌した。この反応混合物に(S)−1−クロロ
−2,3−エポキシプロパン4.7ml(60mmol
)のTHF溶液20mlを加え、−15℃にて1時間攪
拌した。反応終了後、飽和塩化アンモニウム水溶液20
0mlを加え、反応生成物をエーテル150mlで3回
抽出した。この抽出液を濃縮し、得られた残渣をTHF
100mlに溶解し、その溶液に0℃で水素化ナトリウ
ム(60%油性)4.0g(100mmol)を加え、
1時間攪拌した。反応混合液を飽和塩化アンモニウム水
溶液200ml中に注ぎ、反応生成物をエーテル150
mlで3回抽出した後、抽出液を濃縮した。得られた残
渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル,トルエン
:エーテル=10:1)を用いて分離精製して、(4S
)−4,5−エポキシ−2−(4−メトキシフェニル)
ペンタンニトリル5.4g(収率53%)を(2R,4
S)及び(2S,4S)体、約1/1の混合物として得
た。
4g(50mmol)のテトラヒドロフラン(THF)
溶液100mlに、−78℃にてn−ブチルリチウム1
.6Mヘキサン溶液39ml(60mmol)を加え、
1時間攪拌した。この反応混合物に(S)−1−クロロ
−2,3−エポキシプロパン4.7ml(60mmol
)のTHF溶液20mlを加え、−15℃にて1時間攪
拌した。反応終了後、飽和塩化アンモニウム水溶液20
0mlを加え、反応生成物をエーテル150mlで3回
抽出した。この抽出液を濃縮し、得られた残渣をTHF
100mlに溶解し、その溶液に0℃で水素化ナトリウ
ム(60%油性)4.0g(100mmol)を加え、
1時間攪拌した。反応混合液を飽和塩化アンモニウム水
溶液200ml中に注ぎ、反応生成物をエーテル150
mlで3回抽出した後、抽出液を濃縮した。得られた残
渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル,トルエン
:エーテル=10:1)を用いて分離精製して、(4S
)−4,5−エポキシ−2−(4−メトキシフェニル)
ペンタンニトリル5.4g(収率53%)を(2R,4
S)及び(2S,4S)体、約1/1の混合物として得
た。
【0074】無色粘ちゅう性液体
IR(neat) 3010、2940、2850、
2240、1615、1515、1465、1440、
1310、1260、1180、1030、830cm
−11H NMR(CDCl3) δ 1.88
(ddd,J=14.0,7.4and4.2Hz,1
H)、2.01−2.15(m,2H)、2.20(d
dd,J=14.1,10.3and4.2Hz,1H
)、2.56(ddd,J=5.5,4.9and2.
6Hz,1H)、2.78(dd,J=4.8and4
.1Hz,1H)、2.84−2.88(m,2H)、
3.16(dtd,J=6.9,4.1and2.9H
z,1H)、3.809(s,3H)、3.814(s
,3H)、3.93(t,J=7.3Hz,1H)、3
.99(dd,J=7.4and5.0Hz,1H)、
6.91(d,J=8.8Hz,2H)、6.92(d
,J=8.8Hz,2H)、7.27(d,J=8.8
Hz,2H)、7.30(d,J=8.8Hz,2H)
2240、1615、1515、1465、1440、
1310、1260、1180、1030、830cm
−11H NMR(CDCl3) δ 1.88
(ddd,J=14.0,7.4and4.2Hz,1
H)、2.01−2.15(m,2H)、2.20(d
dd,J=14.1,10.3and4.2Hz,1H
)、2.56(ddd,J=5.5,4.9and2.
6Hz,1H)、2.78(dd,J=4.8and4
.1Hz,1H)、2.84−2.88(m,2H)、
3.16(dtd,J=6.9,4.1and2.9H
z,1H)、3.809(s,3H)、3.814(s
,3H)、3.93(t,J=7.3Hz,1H)、3
.99(dd,J=7.4and5.0Hz,1H)、
6.91(d,J=8.8Hz,2H)、6.92(d
,J=8.8Hz,2H)、7.27(d,J=8.8
Hz,2H)、7.30(d,J=8.8Hz,2H)
【0075】(1−b) (4R)−7,7−ジメチ
ル−4−ヒドロキシ−2−(4−メトキシフェニル)オ
クタンニトリルの合成
ル−4−ヒドロキシ−2−(4−メトキシフェニル)オ
クタンニトリルの合成
【0076】
【化19】
【0077】実施例(1−a)で得られた(4S)−4
,5−エポキシ−2−(4−メトキシフェニル)ペンタ
ンニトリル2.03g(10.0mmol)のTHF溶
液30mlに、−78℃でヨウ化銅(I)190mg(
1.0mmol)を加え、1時間攪拌した。反応終了後
、1.28M臭化2,2−ジメチルプロピルマグネシウ
ムエーテル溶液8.0ml(10.2mmol)を加え
、室温まで昇温した。次にこの反応液に飽和塩化アンモ
ニウム水溶液20mlを加え、セライト瀘過後、エーテ
ル100mlで三回抽出し、濃縮した。残渣をカラムク
ロマトグラフィー(シリカゲル,ヘキサン:酢酸=4:
1)を用いて分離精製し、(4R)−7,7−ジメチル
−4−ヒドロキシ−2−(4−メトキシフェニル)オク
タンニトリルを(2R,4R)及び(2S,4R)の体
、約1/1の混合物(690mg,収率25%)として
得た。なおこの混合物はカラムクロマトグラフィーで分
取可能である。又原料である(4S)−4,5−エポキ
シ−2−(4−メトキシフェニル)ペンタンニトリル1
.5gを回収した。
,5−エポキシ−2−(4−メトキシフェニル)ペンタ
ンニトリル2.03g(10.0mmol)のTHF溶
液30mlに、−78℃でヨウ化銅(I)190mg(
1.0mmol)を加え、1時間攪拌した。反応終了後
、1.28M臭化2,2−ジメチルプロピルマグネシウ
ムエーテル溶液8.0ml(10.2mmol)を加え
、室温まで昇温した。次にこの反応液に飽和塩化アンモ
ニウム水溶液20mlを加え、セライト瀘過後、エーテ
ル100mlで三回抽出し、濃縮した。残渣をカラムク
ロマトグラフィー(シリカゲル,ヘキサン:酢酸=4:
1)を用いて分離精製し、(4R)−7,7−ジメチル
−4−ヒドロキシ−2−(4−メトキシフェニル)オク
タンニトリルを(2R,4R)及び(2S,4R)の体
、約1/1の混合物(690mg,収率25%)として
得た。なおこの混合物はカラムクロマトグラフィーで分
取可能である。又原料である(4S)−4,5−エポキ
シ−2−(4−メトキシフェニル)ペンタンニトリル1
.5gを回収した。
【0078】油状物質
IR(neat) 3500,2970,2900,
2250,1740,1515,1470,1250,
1180,1035,830cm−1 非極性成分 1H NMR(CDCl3) δ 0.88(s
,9H),1.15−1.38(m,2H),1.44
−1.50(m,2H),1.81(ddd,J=14
.0,10.6and4.5Hz,1H),2.01(
ddd,J=13.9,11.5and2.5Hz,1
H),3.81(s,3H),3.94−3.88(m
,1H),4.14(dd,J=11.3and4.4
Hz,1H),6.99(d,J=8.7Hz,2H)
,7.27(d,J=8.7Hz,2H)極性成分 1H NMR(CDCl3) δ 0.85(s
,3H),1.05−1.13(m,1H),1.20
−1.29(m,1H),1.38−1.44(m,3
H),1.97(ddd,J=13.8,10.0an
d3.2Hz,1H),2.10(ddd,J=13.
8,9.8and5.3Hz,1H),3.30−3.
37(m,1H),3.81(s,3H),4.03(
dd,J=10.0and2.3Hz,1H),6.9
0(d,J=8.8Hz,2H),7.28(d,J=
8.7Hz,2H)
2250,1740,1515,1470,1250,
1180,1035,830cm−1 非極性成分 1H NMR(CDCl3) δ 0.88(s
,9H),1.15−1.38(m,2H),1.44
−1.50(m,2H),1.81(ddd,J=14
.0,10.6and4.5Hz,1H),2.01(
ddd,J=13.9,11.5and2.5Hz,1
H),3.81(s,3H),3.94−3.88(m
,1H),4.14(dd,J=11.3and4.4
Hz,1H),6.99(d,J=8.7Hz,2H)
,7.27(d,J=8.7Hz,2H)極性成分 1H NMR(CDCl3) δ 0.85(s
,3H),1.05−1.13(m,1H),1.20
−1.29(m,1H),1.38−1.44(m,3
H),1.97(ddd,J=13.8,10.0an
d3.2Hz,1H),2.10(ddd,J=13.
8,9.8and5.3Hz,1H),3.30−3.
37(m,1H),3.81(s,3H),4.03(
dd,J=10.0and2.3Hz,1H),6.9
0(d,J=8.8Hz,2H),7.28(d,J=
8.7Hz,2H)
【0079】(1−c) (2R,4R)−7,7−
ジメチル−2−(4−メトキシフェニル)−4−オクタ
ノリドの合成
ジメチル−2−(4−メトキシフェニル)−4−オクタ
ノリドの合成
【0080】
【化20】
【0081】実施例(1−b)で得られた(4R)−7
,7−ジメチル−4−ヒドロキシ−2−(4−メトキシ
フェニル)オクタンニトリル670mg(2.4mmo
l)のジエチレングリコール溶液8mlに、30%水酸
化カリウム水溶液4mlを加え、100℃で3時間加熱
し、攪拌した。反応終了後、3N塩酸を加えて反応混合
液をpH1とし、反応生成物をエーテル150mlで三
回抽出し濃縮した。その後残渣にp−トルエンスルホン
酸5mg及びトルエン10mlを加え、2時間加熱還流
した。この反応混合液を濃縮した後、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=5:1
)を用いて分離精製し、(2R,4R)−7,7−ジメ
チル−2−(4−メトキシフェニル)−4−オクタノリ
ド330mg(収率49%)を得た。
,7−ジメチル−4−ヒドロキシ−2−(4−メトキシ
フェニル)オクタンニトリル670mg(2.4mmo
l)のジエチレングリコール溶液8mlに、30%水酸
化カリウム水溶液4mlを加え、100℃で3時間加熱
し、攪拌した。反応終了後、3N塩酸を加えて反応混合
液をpH1とし、反応生成物をエーテル150mlで三
回抽出し濃縮した。その後残渣にp−トルエンスルホン
酸5mg及びトルエン10mlを加え、2時間加熱還流
した。この反応混合液を濃縮した後、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=5:1
)を用いて分離精製し、(2R,4R)−7,7−ジメ
チル−2−(4−メトキシフェニル)−4−オクタノリ
ド330mg(収率49%)を得た。
【0082】無色針状晶
融点54〜55℃
[α]D +13.0°(c=1.36,CHCl3
,20℃) IR(KBr) 2960,2920,1770,1
750,1515,1250,1180,1040,8
35,805cm−1 1H NMR(CDCl3) δ 0.91(s
,9H),1.25(td,J=10.3and4.4
Hz,1H),1.44(td,J=12.9and4
.4Hz,1H),1.65(ddd,J=12.9,
5.6and4.5Hz,1H),1.81(tdd,
J=13.1,7.1and4.4Hz,1H),2.
00(td,J=12.7and10.5Hz,1H)
,2.73(ddd,J=13.9,8.6and5.
3Hz,1H),3.8(dd,J=10.7and8
.6Hz,1H),4.42(ddt,J=10.5,
7.0and5.5Hz,1H),6.90(d,J=
8.8Hz,2H),7.21(d,J=8.5Hz,
2H) MS m/z 276(M+,23),232(1
2),148(13),147(100)元素分析:C
17H24O3として 計算値:C,73.88%;H,8.75%実測値:C
,74.03%;H,8.94%
,20℃) IR(KBr) 2960,2920,1770,1
750,1515,1250,1180,1040,8
35,805cm−1 1H NMR(CDCl3) δ 0.91(s
,9H),1.25(td,J=10.3and4.4
Hz,1H),1.44(td,J=12.9and4
.4Hz,1H),1.65(ddd,J=12.9,
5.6and4.5Hz,1H),1.81(tdd,
J=13.1,7.1and4.4Hz,1H),2.
00(td,J=12.7and10.5Hz,1H)
,2.73(ddd,J=13.9,8.6and5.
3Hz,1H),3.8(dd,J=10.7and8
.6Hz,1H),4.42(ddt,J=10.5,
7.0and5.5Hz,1H),6.90(d,J=
8.8Hz,2H),7.21(d,J=8.5Hz,
2H) MS m/z 276(M+,23),232(1
2),148(13),147(100)元素分析:C
17H24O3として 計算値:C,73.88%;H,8.75%実測値:C
,74.03%;H,8.94%
【0083】(1−d
) (2R,4R)−7,7−ジメチル−2−(4−
ヒドロキシフェニル)−4−オクタノリドの合成
) (2R,4R)−7,7−ジメチル−2−(4−
ヒドロキシフェニル)−4−オクタノリドの合成
【0084】
【化21】
【0085】塩化アルミニウム675mg(5.1mm
ol)のジクロロメタン溶液5mlに、ジメチルスルフ
ィド0.5mlを加え、さらに実施例(1−c)で得ら
れた(2R,4R)−7,7−ジメチル−2−(4−メ
トキシフェニル)−4−オクタノリド280mg(1.
0mmol)のジクロロメタン溶液2mlを加え、室温
で3時間攪拌した。反応終了後飽和炭酸水素ナトリウム
水溶液5mlを加え、この混合液をセライトを用いて瀘
過した後、濾液から反応生成物を酢酸エチル80mlで
3回抽出した。抽出液を濃縮した後、得られた残渣をカ
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=3:1)を用いて分離精製し、(2R,4R)
−7,7−ジメチル−2−(4−ヒドロキシフェニル)
−4−オクタノリド198mg(収率74%)を得た。
ol)のジクロロメタン溶液5mlに、ジメチルスルフ
ィド0.5mlを加え、さらに実施例(1−c)で得ら
れた(2R,4R)−7,7−ジメチル−2−(4−メ
トキシフェニル)−4−オクタノリド280mg(1.
0mmol)のジクロロメタン溶液2mlを加え、室温
で3時間攪拌した。反応終了後飽和炭酸水素ナトリウム
水溶液5mlを加え、この混合液をセライトを用いて瀘
過した後、濾液から反応生成物を酢酸エチル80mlで
3回抽出した。抽出液を濃縮した後、得られた残渣をカ
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=3:1)を用いて分離精製し、(2R,4R)
−7,7−ジメチル−2−(4−ヒドロキシフェニル)
−4−オクタノリド198mg(収率74%)を得た。
【0086】無色板状晶
融点155〜156℃
[α]D +3.2゜(c=1.01,CHCl3 ,
20℃) IR(KBr) 3460,2960,1760,1
615,1520,1275,1090,1005,8
30cm−1 1H NMR(CDCl3) δ 0.91(s
,9H),1.24(td,J=12.9and4.4
Hz,1H),1.44(td,J=12.9and4
.4Hz,1H),1.60−1.69(m,1H),
1.81(tdd,J=13.1,7.1and4.4
Hz,1H),1.99(td,J=12.7and1
0.5Hz,1H),2.70(ddd,J=13.9
,8.6and5.3Hz,1H),3.81(dd,
J=12.7and8.6Hz,1H),4.42(d
dt,J=10.8,7.1and5.5Hz,1H)
,6.81(d,J=8.7Hz,2H),7.15(
d,J=8.6Hz,2H) MS m/z 262(M+,17),218(1
6),134(14),133(100),121(1
6),120(61) 元素分析:C16H22O3として 計算値:C,73.25%;H,8.45%実測値:C
,73.37%;H,8.61%
20℃) IR(KBr) 3460,2960,1760,1
615,1520,1275,1090,1005,8
30cm−1 1H NMR(CDCl3) δ 0.91(s
,9H),1.24(td,J=12.9and4.4
Hz,1H),1.44(td,J=12.9and4
.4Hz,1H),1.60−1.69(m,1H),
1.81(tdd,J=13.1,7.1and4.4
Hz,1H),1.99(td,J=12.7and1
0.5Hz,1H),2.70(ddd,J=13.9
,8.6and5.3Hz,1H),3.81(dd,
J=12.7and8.6Hz,1H),4.42(d
dt,J=10.8,7.1and5.5Hz,1H)
,6.81(d,J=8.7Hz,2H),7.15(
d,J=8.6Hz,2H) MS m/z 262(M+,17),218(1
6),134(14),133(100),121(1
6),120(61) 元素分析:C16H22O3として 計算値:C,73.25%;H,8.45%実測値:C
,73.37%;H,8.61%
【0087】(実施例
2) (2R,4R)−7,7−ジメチル−2−[4
−(4−オクチルオキシベンゾイルオキシ)フェニル]
−4−オクタノリド(一般式(I)で表わされる化合物
)の合成
2) (2R,4R)−7,7−ジメチル−2−[4
−(4−オクチルオキシベンゾイルオキシ)フェニル]
−4−オクタノリド(一般式(I)で表わされる化合物
)の合成
【0088】
【化22】
【0089】実施例(1−d)で得られた(2R,4R
)−7,7−ジメチル−2−(4−ヒドロキシフェニル
)−4−オクタノリド80mg(0.30mmol)の
ジクロロメタン溶液2mlに、4−オクチルオキシ安息
香酸クロリド98mg(0.37mmol)、トリエチ
ルアミン0.2mlとを加え、2時間加熱還流した。 反応終了後、この反応混合液を濃縮した後、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=
10:1)を用いて分離精製して、(2R,4R)−7
,7−ジメチル−2−[4−(4−オクチルオキシベン
ゾイルオキシ)フェニル]−4−オクタノリド104m
g(収率70%)を得た。
)−7,7−ジメチル−2−(4−ヒドロキシフェニル
)−4−オクタノリド80mg(0.30mmol)の
ジクロロメタン溶液2mlに、4−オクチルオキシ安息
香酸クロリド98mg(0.37mmol)、トリエチ
ルアミン0.2mlとを加え、2時間加熱還流した。 反応終了後、この反応混合液を濃縮した後、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=
10:1)を用いて分離精製して、(2R,4R)−7
,7−ジメチル−2−[4−(4−オクチルオキシベン
ゾイルオキシ)フェニル]−4−オクタノリド104m
g(収率70%)を得た。
【0090】無色針状晶
融点93.6℃
[α]D +1.8°(c=1.02,CHCl3 ,
20℃) IR(KBr) 2950,2860,1770,1
725,1605,1510,1260,1065,1
070,1020,780cm−1 1H NMR(CDCl3) δ 0.89(t
,J=7.0Hz,3H),0.92(s,9H),1
.22−1.55(m,12H),1.62−1.71
(m,1H),1.67−1.68(m,1H),2.
05(td,J=12.7and10.5Hz,2H)
,2.78(ddd,J=12.7,8.6and5.
3Hz,1H),3.91(dd,J=12.7and
8.6Hz,1H),4.04(t,J=6.6Hz,
1H),4.45(ddt,J=10.5,6.9an
d5.6Hz,1H),6.96(d,J=9.0Hz
,2H),7.21(d,J=8.6Hz,2H),7
.35(d,J=8.6Hz,2H),8.13(d,
J=9.0Hz,2H) MS m/z 494(M+,0.2),234(
16),232(100),121(43)元素分析:
C31H42O5として 計算値:C,78.27%;H,8.56%実測値:C
,75.57%;H,8.72%
20℃) IR(KBr) 2950,2860,1770,1
725,1605,1510,1260,1065,1
070,1020,780cm−1 1H NMR(CDCl3) δ 0.89(t
,J=7.0Hz,3H),0.92(s,9H),1
.22−1.55(m,12H),1.62−1.71
(m,1H),1.67−1.68(m,1H),2.
05(td,J=12.7and10.5Hz,2H)
,2.78(ddd,J=12.7,8.6and5.
3Hz,1H),3.91(dd,J=12.7and
8.6Hz,1H),4.04(t,J=6.6Hz,
1H),4.45(ddt,J=10.5,6.9an
d5.6Hz,1H),6.96(d,J=9.0Hz
,2H),7.21(d,J=8.6Hz,2H),7
.35(d,J=8.6Hz,2H),8.13(d,
J=9.0Hz,2H) MS m/z 494(M+,0.2),234(
16),232(100),121(43)元素分析:
C31H42O5として 計算値:C,78.27%;H,8.56%実測値:C
,75.57%;H,8.72%
【0091】(実施例
3) SC*液晶組成物の調製以下の組成から成るS
C相を示す母体液晶(H−1)を調製した。
3) SC*液晶組成物の調製以下の組成から成るS
C相を示す母体液晶(H−1)を調製した。
【0092】
【化23】
【0093】この母体液晶の相転移温度は以下の通りで
あった。 12.5℃(Cr→SC)、55.5℃(SC−SA)
、64.5℃(SA−N)、70℃(N−I)。
あった。 12.5℃(Cr→SC)、55.5℃(SC−SA)
、64.5℃(SA−N)、70℃(N−I)。
【0094】この母体液晶(H−1)98%及び実施例
2で得られた化合物2%から成るSC*液晶組成物(M
−1)を調製した。その相転移温度は以下の通りであっ
た。 56℃(SC*−SA)、63℃(SA−N*)、69
℃(N*−I)。又、この融点は明瞭ではなかった。
2で得られた化合物2%から成るSC*液晶組成物(M
−1)を調製した。その相転移温度は以下の通りであっ
た。 56℃(SC*−SA)、63℃(SA−N*)、69
℃(N*−I)。又、この融点は明瞭ではなかった。
【0095】同様にして、母体液晶(H−1)96%及
び実施例2で得られた化合物4%から成るSC*液晶組
成物(M−2)を調製した。その相転移温度は以下の通
りであった。 56.5℃(SC*−SA)、61.5℃(SA−N*
)、68.5℃(N*−I)。
び実施例2で得られた化合物4%から成るSC*液晶組
成物(M−2)を調製した。その相転移温度は以下の通
りであった。 56.5℃(SC*−SA)、61.5℃(SA−N*
)、68.5℃(N*−I)。
【0096】(実施例4) 液晶表示素子の作成実施
例3で得られたSC*液晶組成物(M−1)を等方性液
体(I)相まで加熱し、これを厚さ2μmの2枚の透明
電極板(ポリイミドコーティング−ラビングによる配向
処理を施してある)から成るガラスセルに充填して、表
示用素子を作成した。これを室温まで徐冷したところ、
均一に配向したSC*相のセルを得た。
例3で得られたSC*液晶組成物(M−1)を等方性液
体(I)相まで加熱し、これを厚さ2μmの2枚の透明
電極板(ポリイミドコーティング−ラビングによる配向
処理を施してある)から成るガラスセルに充填して、表
示用素子を作成した。これを室温まで徐冷したところ、
均一に配向したSC*相のセルを得た。
【0097】このセルに電界強度10Vp−p/μm、
50Hzの矩形波を印加して、その電気光学的応答速度
を測定したところ、25℃で82μ秒という高速応答が
確認できた。このときのチルト角は24.5゜であり、
コントラストは良好であった。又この自発分極は+6.
6nC/cm2 であった。
50Hzの矩形波を印加して、その電気光学的応答速度
を測定したところ、25℃で82μ秒という高速応答が
確認できた。このときのチルト角は24.5゜であり、
コントラストは良好であった。又この自発分極は+6.
6nC/cm2 であった。
【0098】同様にして、SC*液晶組成物(M−2)
を用いて液晶表示用素子を作成し、その特性を測定した
。 この結果は以下の通りであった。
を用いて液晶表示用素子を作成し、その特性を測定した
。 この結果は以下の通りであった。
【0099】(M−2):応答速度50μ秒、チルト角
21.3゜、自発分極+14.8nC/cm2、コント
ラスト良好。
21.3゜、自発分極+14.8nC/cm2、コント
ラスト良好。
【0100】(比較例)側鎖にt−ブチル基を含まない
光学活性なラクトン化合物である(2R,4R)−2−
[4−(4−オクチルオキシベンゾイルオキシ)フェニ
ル]−4−デカノリド2%及び母体液晶(H−1)98
%から成るSC*液晶組成物(M−3)を調製した。こ
の液晶組成物の25℃における自発分極は+4.5nC
/cm2 であり、Sc*液晶組成物(M−1)に比べ
て小さくなり、応答も97μ秒と遅くなった。
光学活性なラクトン化合物である(2R,4R)−2−
[4−(4−オクチルオキシベンゾイルオキシ)フェニ
ル]−4−デカノリド2%及び母体液晶(H−1)98
%から成るSC*液晶組成物(M−3)を調製した。こ
の液晶組成物の25℃における自発分極は+4.5nC
/cm2 であり、Sc*液晶組成物(M−1)に比べ
て小さくなり、応答も97μ秒と遅くなった。
【0101】
【発明の効果】本発明の一般式(I)で表わされる光学
活性化合物は、母体液晶にキラルドーパントとして少量
添加するだけで、大きい自発分極を誘起することができ
、広い温度範囲で高速応答が可能なSc*液晶組成物を
提供することができる。又、本発明の一般式(I)で表
わされる化合物は、工業的にも容易に製造でき、無色で
水、光等に対する化学的安定性に優れており実用的であ
る。さらに、本発明のキラルスメクチック液晶組成物は
、50μ秒という高速応答を実現することも可能であり
、表示用光スイッチング素子として極めて有用である。
活性化合物は、母体液晶にキラルドーパントとして少量
添加するだけで、大きい自発分極を誘起することができ
、広い温度範囲で高速応答が可能なSc*液晶組成物を
提供することができる。又、本発明の一般式(I)で表
わされる化合物は、工業的にも容易に製造でき、無色で
水、光等に対する化学的安定性に優れており実用的であ
る。さらに、本発明のキラルスメクチック液晶組成物は
、50μ秒という高速応答を実現することも可能であり
、表示用光スイッチング素子として極めて有用である。
Claims (14)
- 【請求項1】 一般式(I) 【化1】 (式中、R1 は炭素原子数1〜18のアルキル基を表
わし、Xは単結合、−O−、−S−、−CO−、−CO
O−、−OCO−、又は−OCOO−を表わし、環A及
び環Bはそれぞれ独立的に、1個又は2個のフッ素原子
により置換されていてもよい1,4−フェニレン基、ト
ランス−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、ピラジ
ン−2,5−ジイル基、ピリダジン−3,6−ジイル基
又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表わし、
Yは−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH
2 −、−CH2CH2 −、−C≡C−又は単結合を
表わし、mは0又は1を表わし、nは1又は2を表わし
、lは2〜10の整数を表わし、Zは−COO−又は−
CH2O−を表わし、ラクトン環の2位及び4位の不斉
炭素原子は各々独立的に、(R)又は(S)配置である
。)で表わされる光学活性ラクトン誘導体。 - 【請求項2】 m=0、n=1である請求項1記載の
光学活性ラクトン誘導体。 - 【請求項3】 l=2である請求項2記載の光学活性
ラクトン誘導体。 - 【請求項4】 Zが−COO−である請求項3記載の
光学活性ラクトン誘導体。 - 【請求項5】 環Aが1個又は2個のフッ素原子によ
り置換されていてもよい1,4−フェニレン基、又は1
,4−シクロヘキシレン基である請求項4記載の光学活
性ラクトン誘導体。 - 【請求項6】 Xが単結合又は−O−である請求項5
記載の光学活性ラクトン誘導体。 - 【請求項7】 R1が炭素原子数2〜12の直鎖状ア
ルキル基である請求項6記載の光学活性ラクトン誘導体
。 - 【請求項8】 環Aが1,4−フェニレン基であり、
Xが−O−である請求項1記載の光学活性ラクトン誘導
体。 - 【請求項9】 一般式(II) 【化2】 (式中、nは1又は2を表わし、lは2〜10の整数を
表わし、ラクトン環の2位及び4位の不斉炭素原子は各
々独立的に、(R)又は(S)配置である。)で表わさ
れる光学活性ラクトン誘導体。 - 【請求項10】 n=1である請求項9記載の光学活
性ラクトン誘導体。 - 【請求項11】 l=2である請求項10記載の光学
活性ラクトン誘導体。 - 【請求項12】 請求項1記載の光学活性ラクトン誘
導体を含有する液晶組成物。 - 【請求項13】 強誘電性キラルスメクチック相を示
す請求項12記載の液晶組成物。 - 【請求項14】 請求項12又は請求項13記載の液
晶組成物を用いた液晶表示素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3135554A JPH04334376A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 光学活性ラクトン誘導体、それを含む液晶組成物及び液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3135554A JPH04334376A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 光学活性ラクトン誘導体、それを含む液晶組成物及び液晶表示素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04334376A true JPH04334376A (ja) | 1992-11-20 |
Family
ID=15154518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3135554A Withdrawn JPH04334376A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 光学活性ラクトン誘導体、それを含む液晶組成物及び液晶表示素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04334376A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0666262A1 (en) | 1994-01-13 | 1995-08-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Optically active compound, liquid crystal containing the same, liquid crystal device and display method using the same |
-
1991
- 1991-05-10 JP JP3135554A patent/JPH04334376A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0666262A1 (en) | 1994-01-13 | 1995-08-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Optically active compound, liquid crystal containing the same, liquid crystal device and display method using the same |
US5849217A (en) * | 1994-01-13 | 1998-12-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Optically active compound, liquid crystal composition containing the same, liquid crystal device using the same, liquid crystal apparatus and display method |
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Legal Events
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