JPH06107584A - 光学活性化合物、その製造方法およびそれを含有する液晶組成物並びに液晶素子 - Google Patents

光学活性化合物、その製造方法およびそれを含有する液晶組成物並びに液晶素子

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JPH06107584A
JPH06107584A JP28217392A JP28217392A JPH06107584A JP H06107584 A JPH06107584 A JP H06107584A JP 28217392 A JP28217392 A JP 28217392A JP 28217392 A JP28217392 A JP 28217392A JP H06107584 A JPH06107584 A JP H06107584A
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Hiroyuki Nohira
博之 野平
Yoshio Aoki
良夫 青木
Akiko Takebayashi
晶子 竹林
Shinichi Nakamura
真一 中村
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Yamakawa Yakuhin Kogyo KK
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Canon Inc
Yamakawa Yakuhin Kogyo KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶材料に添加した場合に優れた電界応答を
示し、リバースドメインの発生防止,液晶状態において
発現する液晶相の種類を制御することが可能な光学活性
化合物、その製造方法及びそれを含有する液晶組成物並
びに液晶素子を提供する。 【構成】 下記一般式(I) 【化1】 (R1 は炭素原子数1〜18の直鎖状または分岐状のア
ルキル基、*は光学活性であることを示す。)で表わさ
れる光学活性化合物およびその製造方法。前記光学活性
化合物の少なくとも1種を含有する液晶組成物、および
それを用いた液晶素子。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な光学活性化合
物、その製造方法およびそれを含有する液晶組成物並び
に液晶素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、光学活性を有することを特徴とす
る種々の光学素子としては、以下に例示するように多く
のものが知られている。
【0003】1)液晶状態においてコレステリック・ネ
マチック相転移効果を利用するもの[ジェイ ジェイ
ウィソキ,エイ アダムス,ダブリュ ハアース「フィ
ジックス レヴュー レターズ」(J.J.Wysok
i,A.Adams andW.Haas;Phys.
Rev.Lett.)20,1024(1968)]、
【0004】2)液晶状態においてホワイト・テイラー
形ゲスト・ホスト効果を利用するもの[デー エル ホ
ワイト,ジー エム テエイラー「ジャーナル オブ
アプライド フィジッスク」(D.L.White a
nd G.N.Taylor;J.Appl.Phy
s.),45,4718(1974)]、
【0005】3)液晶状態においてカイラル・スメクチ
ックC相,H相,F相,I相,G相,K相,J相の強誘
電性効果を利用するもの[エヌ エイ クラーク,エス
テー ラガウエル「アプライド フィジックス レタ
ーズ」(N.A.Clarkand S.T.Lage
rwall;Appl.Phys.Lett.),
,899(1980)]、
【0006】4)液晶状態においてコレステリック相を
持つものをマトリックス中へ固定することにより、その
選択散乱特性を利用し、ノッチフィルターやバンドバス
フィルターとして利用するもの[エフ ジエイ カーン
「アプライド フィジックスレ0ターズ」(F.J.K
ahn;Appl.Phys.Lett.),18,2
31(1971)]、円偏光特性を利用した円偏光ビー
ムスプリッターとして利用するもの[エス ディ ヤコ
ブ「エス ピー アイ イー」(S.D.Jacob
s,SPIE),37,98(1981)];等 個々の方式についての詳細な説明は省略するが、いずれ
も表示素子や変調素子として重要である。
【0007】これら光学素子を構成する機能性材料の主
要成分として、あるいは比較的少量成分ではあるが、重
要な機能成分として光学活性化合物が使用されている。
例えば、H.Arnold,Z.Phys.Che
m.,226,146(1964)は、上記したような
光学素子材料、特に液晶材料に、他の光学活性物質ない
しは液晶性化合物を添加することにより、液晶状態にお
いて発現する液晶相の種類や温度範囲を制御することを
開示している。また、電界応答により駆動される液晶材
料に、大きな双極子を持ち、またその双極子の自由回転
を抑えることで大きな分極を持つ化合物を導入して、よ
り電界応答性の良好な液晶材料を得ることも期待され
る。しかしながら、従来知られている光学活性物質は、
導入される基の長さの変更が容易でなく、液晶状態の制
御には不向きなものが多かった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の事情
に鑑みてなされたものであり、その主要な目的は、不斉
中心にトリフルオロメチル基を持つ光学活性化合物、そ
の製造方法およびそれを含有する液晶組成物並びに液晶
素子を提供することにある。
【0009】より具体的には本発明は、不斉中心に直
接、双極子モーメントの大きいトリフルオロメチル基と
かさ高いフェニル基を導入することにより、双極子の自
由回転を抑え、双極子を一定方向に配向させることによ
り、液晶材料に添加した場合に優れた電界応答を示す光
学活性化合物を提供することを目的とする。
【0010】また、本発明はアルキル基の長さを変更す
ることが容易で、このことによりH.Arnold,
Z.Phys.Chem.,226,146(196
4)に示されるように、液晶状態において発現する液晶
相の種類や温度範囲を制御することが可能な液晶性化合
物及びそれを少なくとも1種類配合成分として含有する
液晶組成物、それを用いた液晶素子を提供することを目
的とする。
【0011】さらに、前記一般式(I)で示される光学
活性化合物は、その光学活性を失うことなく、他の機能
性中間体と結合して種々の誘導体を製造することも期待
される。
【0012】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の第一発明
は、下記一般式(I)で表わされる光学活性化合物であ
る。
【0013】
【化5】
【0014】(式中、R1 は炭素原子数1〜18の直鎖
状または分岐状のアルキル基、*は光学活性であること
を示す。)
【0015】本発明の第二発明は、下記の光学活性4,
4,4−トリフルオロ−3−(4−メトキシフェニル)
ブタン酸
【0016】
【化6】
【0017】を還元してアルコールとし、次いでp−ト
ルエンスルホン酸クロリドを作用させてトシレートにし
た後、R1 Li(R1 は炭素原子数1〜18の直鎖状ま
たは分岐状のアルキル基を示す。)を作用させることを
特徴とする前記一般式(I)で表わされる光学活性化合
物の製造方法である。
【0018】本発明の第三発明は、前記一般式(I)で
表わされる光学活性化合物の少なくとも1種を含有する
ことを特徴とする液晶組成物である。
【0019】本発明の第四発明は、前記一般式(I)で
表わされる光学活性化合物の少なくとも1種を含有する
液晶組成物を、一対の平行基板間に挟持してなることを
特徴とする液晶素子である。
【0020】以下、本発明を詳細に説明する。前記一般
式(I)で表わされる光学活性4−(1−トリフルオロ
メチルアルキル)フェノールの製造法を以下に示す。
【0021】
【化7】
【0022】本発明の前記一般式(I)で表わされる光
学活性化合物は、光学活性4,4,4−トリフルオロ−
3−(4−メトキシフェニル)ブタン酸から製造され
る。
【0023】前記一般式(I)で表わされる光学活性化
合物の製造方法の具体例を示すと、まず、光学活性4,
4,4−トリフルオロ−3−(4−メトキシフェニル)
ブタン酸をリチウムアルミニウムハイドライドを用いて
還元してアルコールとした後、p−トルエンスルホン酸
クロリドを作用させてトシレートに導く。次に、このト
シレートにヨウ化銅の存在下で、アルキルリチウムR1
Li(R1 は炭素原子数1〜18の直鎖状または分岐状
のアルキル基を示す。)を作用させた後、臭化水素酸で
処理することにより、本発明の一般式(I)で示される
光学活性4−(1−トリフルオロメチルアルキル)フェ
ノールを得ることができる。
【0024】本発明の一般式(I)で示される光学活性
化合物は、アルキルリチウムの炭素原子数を変化させる
ことにより、R1 を幅広く変更することが可能である
が、本発明ではR1 が、特に炭素原子数1〜18、好ま
しくは1〜14の直鎖状または分岐状のアルキル基であ
るものが好ましい。
【0025】次に、前記一般式(I)で示される光学活
性化合物の具体的な構造式を以下に示す。
【0026】
【化8】
【0027】
【化9】
【0028】
【化10】
【0029】
【化11】
【0030】
【化12】
【0031】このようにして得られた前記一般式(I)
で示される光学活性化合物は、光学素子を形成する機能
性材料を製造するための中間体として有用であるほか、
各種光学活性物質を合成する中間体としても用いられ
る。更に、前記一般式(I)で示される光学活性化合物
は、その光学活性を失うことなく、他の機能性中間体と
結合して種々の誘導体を製造することも期待される。
【0032】次に、本発明の液晶組成物は、前記一般式
(I)で示される光学活性化合物を、液晶性化合物に配
合することにより得ることができる。該光学活性化合物
を液晶性化合物からなる液晶性組成物に添加することに
より、組成物の高速応答性などの諸特性の改良がなさ
れ、良好な表示特性が得られる。
【0033】例えば、前記一般式(I)で示される光学
活性化合物は、ネマチック液晶に添加することにより、
TN型セルにおけるリバースドメインの発生を防止する
ことに有効である。この場合、得られる液晶組成物の
0.01〜50重量%、好ましくは0.1〜30重量%
の割合となるように一般式(I)の光学活性化合物を添
加することが望ましい。
【0034】また、ネマチック液晶もしくはカイラルネ
マチック液晶に添加することにより、カイラルネマチッ
ク液晶として、相転移型液晶素子やホワイト・ティラー
形ゲスト・ホスト型液晶素子に液晶組成物として使用す
ることが可能である。この場合、得られる液晶組成物の
0.01〜80重量%の割合となるように一般式(I)
の光学活性化合物を用いることが好ましい。
【0035】また、前記一般式(I)の光学活性化合物
は、それ自体で強誘電性のカイラルスメクチック液晶状
態を呈する液晶組成物に、例えば得られる液晶組成物の
0.01〜80重量%の割合となるように一般式(I)
の光学活性化合物を添加することにより、耐久性等の特
性を改善することができる。
【0036】更には、以下に構造式および相転移温度を
(1)〜(5)として示すようなスメクチック液晶に添
加して、強誘電性カイラルスメクチック相を呈する液晶
組成物を与えることもできる。この場合、得られる液晶
組成物の0.01〜80重量%の割合となるように一般
式(I)の光学活性化合物を添加することが好ましい。
このようにカイラルスメクチック液晶組成物を与えるた
めに、前記一般式(I)の光学活性化合物を添加して利
用する場合には、大きな自発分極を得ることが可能とな
り、応答時間を短くし、しきい値電圧を低くすることが
できる。
【0037】
【化13】
【0038】
【化14】
【0039】ここで、記号は、それぞれ以下の相を示
す。 Cryst.:結晶相、 SmA:スメクチックA
相、SmB:スメクチックB相、 SmC:スメクチッ
クC相、N:ネマチック相、 Iso.:等方
相。
【0040】また、本発明の前記一般式(I)で表わさ
れる光学活性化合物の少なくとも1種を含有する液晶組
成物を、一対の平行基板間に挟持して液晶素子を得るこ
とができる。
【0041】
【実施例】以下、実施例により本発明について更に詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
【0042】実施例1光学活性4−(1−トリフルオロメチルヘプチル)フェ
ノール(例示化合物4)の製造 下記の工程に従い(−)−4−(1−トリフルオロメチ
ルヘプチル)フェノールを製造した。
【0043】
【化15】
【0044】(工程1)乾燥窒素下、水素化アルミニウ
ムリチウム71mg(1.87mmol)に乾燥THF
(テトラヒドロフラン)1mlを加え氷冷し、これに光
学活性4,4,4−トリフルオロ−3−(4−メトキシ
フェニル)ブタン酸233mg(0.940mmol)
を乾燥THF2mlに溶解させたものを滴下した。5時
間加熱還流させたあと氷冷し塩酸を加えて分液し、有機
相を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄後、無水硫酸
ナトリウムで乾燥した。乾燥後溶媒を減圧留去したあと
減圧蒸留し、目的物(光学活性4,4,4−トリフルオ
ロ−3−(4−メトキシフェニル)ブタノール)を得
た。
【0045】沸点 135℃/7torr 収量 202mg(0.863mmol) 収率 91.9%
【0046】
【数1】
【0047】(工程2)乾燥窒素下、p−トルエンスル
ホン酸クロリド173mg(0.908mmol)に乾
燥ジクロロメタン1mlを加え氷冷した後、先に合成し
たアルコール202mg(0.863mmol)を乾燥
ジクロロメタン1.5mlに溶解させたものを滴下し、
さらにトリエチレンジアミン101mg(0.902m
mol)を乾燥ジクロロメタン1mlに溶解させたもの
を滴下した。室温で約2日間撹拌後、エーテルと水を加
え分液し、有機相を希塩酸で洗浄後、飽和炭酸水素ナト
リウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し
た。乾燥後溶媒を減圧留去したあとTLC(薄層クロマ
トグラフィー)で精製し(展開溶媒;ベンゼン)、目的
物(光学活性p−トルエンスルホン酸4,4,4−トリ
フルオロ−3−(4−メトキシフェニル)ブチル)を得
た。
【0048】収量 276mg(0.711mmol) 収率 82.4%
【0049】
【数2】
【0050】(工程3)乾燥窒素下、ヨウ化銅(I)4
07mg(2.14mmol)に乾燥エーテル3mlを
加えた後、−18℃まで冷却し、これに1.62Mのn
−ブチルリチウムヘキサン溶液2.6ml(4.2mm
ol)をゆっくり滴下した。約10分後に先に合成した
トシレート276mg(0.711mmol)を乾燥エ
ーテル3mlに溶解させたものをゆっくり滴下した。こ
れを−18℃に保ったまま2時間撹拌した後、飽和塩化
アンモニウム水溶液を加え10分間以上撹拌した。濾過
し分液した後、これを飽和塩化ナトリウム水溶液で2回
洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥し、乾燥後溶媒を
減圧留去したあとTLCで精製し(展開溶媒;ヘキサン
/酢酸エチル=25/1)、目的物(光学活性4−(1
−トリフルオロメチルヘプチル)アニソール)を得た。
【0051】収量 161mg(0.588mmol) 収率 82.6%
【0052】
【数3】
【0053】(工程4)先に合成したアニソール誘導体
161mg(0.588mmol)を酢酸4.3mlに
溶解させ、これに47%臭化水素酸0.86mlを加え
10時間加熱還流した。反応後系に水とエーテルを加え
分液し、有機相を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄
した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥後溶媒を
減圧留去したあとTLCで精製し(展開溶媒;ヘキサン
/酢酸エチル=4/1)、目的物の光学活性4−(1−
トリフルオロメチルヘプチル)フェノールを得た。
【0054】収量 151mg(0.581mmol) 収率 98.8%
【0055】
【数4】
【0056】実施例2 透明電極としてITO(Indium Tin Oxi
de)膜を形成したガラス基板上に、ポリイミド樹脂前
駆体(東レ(株)製、SP−510)を用いてスピンナ
ー塗布により成膜した後、300℃で60分間焼成して
ポリイミド膜を形成した。次に、この被膜をラビングに
より配向処理を行ない、ラビング処理軸が直交するよう
にしてセルを作成した(セル間隔8μm)。作成したセ
ルにネマチック液晶組成物(リクソンGR−63:チッ
ソ(株)製、ビフェニル液晶混合物)を注入し、TN
(ツイステッドネマチック)型セルとし、これを偏光顕
微鏡で観察したところ、リバースドメイン(しま模様)
が生じていることが認められた。
【0057】前記リクソンGR−63(99重量部)に
対して、本発明の実施例1の光学活性化合物(1重量
部)を加えた液晶混合物を用いて、上記と同様にしてT
Nセルを作成し、これを偏光顕微鏡で観察したところ、
リバースドメインは認められず均一性のよいネマチック
相となっていた。このことから、本発明の光学活性化合
物はリバース・ドメインの防止に有効であることが認め
られた。
【0058】実施例3〜7 p,p′−ペンチルアゾキシベンゼン98重量部に、以
下に示した例示化合物2重量部を加え、液晶組成物を得
た。
【0059】
【化16】
【0060】これらに液晶組成物を使用したTN型セル
は、前記光学活性化合物を添加しないで製造したTN型
セルに比較して、リバース・ドメインが大幅に減少して
いることが観察された。
【0061】実施例8 下記に構造を示すMORA8の97重量部に、実施例1
の光学活性化合物3重量部を加えて液晶組成物を得た。
この液晶組成物は、SmC* 相を示し、MORA8単独
に比べて、自発分極は2.1倍となり、応答時間は±1
5V印加の条件で24msecと約58%となった。
【0062】
【化17】
【0063】実施例9〜13 前記MORA8の97重量部に、以下に示した例示化合
物3重量部を加え、液晶組成物を得た。これらの液晶組
成物の応答時間を測定した結果を以下に示す。
【0064】
【化18】
【0065】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の製造方法に
より、新規であり、種々の機能性材料の中間体としても
有用な光学活性4−(1−トリフルオロメチルアルキ
ル)フェノールを得ることができる。
【0066】また、この光学活性化合物の少なくとも一
種を配合することにより、TN型液晶組成物のリバース
ドメインの発生防止あるいは、カイラルスメクチック液
晶の電界応答性の改善等の特性を改善し、また液晶状態
の制御を行なうことも可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹林 晶子 東京都中央区日本橋室町3丁目1番10号 田中ビル 山川薬品工業株式会社内 (72)発明者 中村 真一 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(I)で表わされる光学活性
    化合物。 【化1】 (式中、R1 は炭素原子数1〜18の直鎖状または分岐
    状のアルキル基、*は光学活性であることを示す。)
  2. 【請求項2】 下記の光学活性4,4,4−トリフルオ
    ロ−3−(4−メトキシフェニル)ブタン酸 【化2】 を還元してアルコールとし、次いでp−トルエンスルホ
    ン酸クロリドを作用させてトシレートにした後、R1
    i(R1 は炭素原子数1〜18の直鎖状または分岐状の
    アルキル基を示す。)を作用させることを特徴とする請
    求項1記載の光学活性化合物の製造方法。
  3. 【請求項3】 下記一般式(I)で表わされる光学活性
    化合物の少なくとも1種を含有することを特徴とする液
    晶組成物。 【化3】 (式中、R1 は炭素原子数1〜18の直鎖状または分岐
    状のアルキル基、*は光学活性であることを示す。)
  4. 【請求項4】 下記一般式(I)で表わされる光学活性
    化合物の少なくとも1種を含有する液晶組成物を、一対
    の平行基板間に挟持してなることを特徴とする液晶素
    子。 【化4】 (式中、R1 は炭素原子数1〜18の直鎖状または分岐
    状のアルキル基、*は光学活性であることを示す。)
JP28217392A 1992-09-29 1992-09-29 光学活性化合物、その製造方法およびそれを含有する液晶組成物並びに液晶素子 Pending JPH06107584A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006502205A (ja) * 2002-10-07 2006-01-19 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング キラルなフェノール誘導体、それらを含む液晶媒体

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006502205A (ja) * 2002-10-07 2006-01-19 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング キラルなフェノール誘導体、それらを含む液晶媒体

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