CN113490657A - 化合物、液晶组合物、固化物、光学各向异性体、反射膜 - Google Patents

化合物、液晶组合物、固化物、光学各向异性体、反射膜 Download PDF

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Abstract

本发明的课题在于,提供一种曝光引起的HTP的变化率优异的化合物。并且,本发明的另一课题在于,提供一种使用上述化合物的组合物、固化物、光学各向异性体及反射膜。本发明的化合物为由下述通式(1)表示的化合物。

Description

化合物、液晶组合物、固化物、光学各向异性体、反射膜
技术领域
本发明涉及一种化合物、液晶组合物、固化物、光学各向异性体及反射膜。
背景技术
表现出液晶性的化合物(以下,还称为“液晶性化合物”。)可以适用于各种用途。例如,液晶性化合物适用于以相位差膜为代表的光学各向异性体的制造或固定胆甾醇型液晶相而成的反射膜的制造。
通常,胆甾醇型液晶相通过在向列型液晶中添加手性化合物来形成。专利文献1中公开了一种相对于液晶性化合物具有螺旋扭曲力(HTP:Helical twist ing power)的手性化合物。
以往技术文献
专利文献
非专利文献1:日本特开2004-250341号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
另一方面,近年来,要求一种能够通过进行规定的处理而任意地改变HTP的手性化合物。例如,期待一种通过利用紫外线等光照射的曝光而较大地改变HTP的强度的手性化合物。
本发明人对专利文献1中记载的手性化合物进行研究的结果,发现专利文献1中记载的手性化合物通过利用紫外线等光照射的曝光产生的HTP的强度变化的程度(以下,还称为“HTP的变化率”)当前尚未达到所期望的水准。
因此,本发明的课题在于,提供一种曝光引起的HTP的变化率优异的化合物。
并且,本发明的课题在于,提供一种使用上述化合物的液晶组合物、固化物、光学各向异性体及反射膜。
用于解决技术课题的手段
本发明人发现,能够通过由后述的通式(1)表示的化合物来解决上述课题,并完成了本发明。
即,发现能够通过以下结构来解决上述课题。
〔1〕一种化合物,其由后述的通式(1)表示。
〔2〕根据〔1〕所述的化合物,其中,上述通式(1)中,X1及X2分别独立地表示由通式(2)表示的取代基,或X3及X4分别独立地表示由通式(2)表示的取代基。
〔3〕根据〔1〕或〔2〕所述的化合物,其中,上述通式(1)中,X3及X4分别独立地表示由通式(2)表示的取代基。
〔4〕根据〔1〕或〔2〕所述的化合物,其中,上述通式(1)中,X1及X2分别独立地表示由通式(2)表示的取代基。
〔5〕根据〔1〕至〔4〕中任一项所述的化合物,其中,上述通式(2)中,A1表示芳香族烃环基。
〔6〕根据〔1〕至〔5〕中任一项所述的化合物,其中,上述通式(2)中,m表示1或2。
〔7〕根据〔1〕至〔6〕中任一项所述的化合物,其中,上述通式(1)中,X5及X6分别独立地表示由后述的通式(3)表示的取代基。
〔8〕根据〔1〕至〔7〕中任一项所述的化合物,其中,上述通式(2)中,由-A1-(Z1-A2)m-R1表示的部位和由*-表示的键合位置在上述通式(2)中的-CH=CH-处配置成顺式。
〔9〕一种液晶组合物,其含有〔1〕至〔8〕中任一项所述的化合物和液晶性化合物。
〔10〕根据〔9〕所述的液晶组合物,其中,上述液晶性化合物含有两个以上的聚合性基团。
〔11〕一种固化物,其固化〔9〕或〔10〕所述的液晶组合物而成。
〔12〕一种光学各向异性体,其固化〔9〕或〔10〕所述的液晶组合物而成。
〔13〕一种反射膜,其固化〔9〕或〔10〕所述的液晶组合物而成。
发明效果
根据本发明,能够提供一种曝光引起的HTP的变化率优异的化合物。
并且,根据本发明,能够提供一种使用上述化合物的液晶组合物、固化物、光学各向异性体及反射膜。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
以下记载的构成要件的说明是根据本发明的代表性实施方式而完成的,但本发明并不限于这种实施方式。
另外,在本说明书中,使用“~”表示的数值范围表示包括记载于“~”的前后的数值作为下限值及上限值的范围。
并且,在本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”是指表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯这两者的表述。
在本说明书中的基团(原子团)这一表述中,未描述取代及未取代的表述既包括不具有取代基的基团,也包括具有取代基的基团。例如,“烷基”不仅包括不具有取代基的烷基(未取代烷基),而且还包括具有取代基的烷基(取代烷基)。
在本说明书中,在简称为取代基的情况下,作为取代基,例如可举出下述取代基T。
(取代基T)
作为取代基T,可举出卤原子(氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等)、烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂环基、氰基、羟基、硝基、羧基、烷氧基、芳氧基、甲硅烷氧基、杂环氧基、酰氧基、氨基甲酰氧基、氨基(包括烷基氨基及苯胺基)、酰氨基、氨基羰基氨基、烷氧羰基氨基、芳氧羰基氨基、氨磺酰氨基、烷基或芳基磺酰氨基、巯基、烷硫基、芳硫基、杂环硫基、氨磺酰基、磺基、烷基或芳基亚磺酰基、烷基或芳基磺酰基、酰基、芳氧基羰基、烷氧基羰基、氨基甲酰基、芳基或杂环偶氮基、酰亚胺基、膦基、氧膦基、氧膦基氧基、氧膦基氨基、甲硅烷基及含有聚合性基团的基团(例如,作为优选的具体例,可举出以下由通式(T)表示的基团等)等。
通式(T):*-LT-PT
通式(T)中,LT表示单键或2价的连接基团。PT表示由后述的通式(P-1)~(P-20)表示的聚合性基团。
作为由LT表示的2价的连接基团,并无特别限制,但优选可含有杂原子的亚烷基,更优选可含有氧原子的碳原子数1~10的亚烷基,进一步优选可含有氧原子的碳原子数1~6的亚烷基。
另外,在以下所示的通式(P-1)~(P-20)中,*表示键合位置。并且,Ra表示氢原子或甲基。并且,Me表示甲基,Et表示乙基。
[化学式1]
Figure BDA0003232866300000041
在上述取代基中,具有氢原子的取代基可以在取代基中的氢原子的部分进一步被上述的任一个取代基取代。
若无特别说明,则本说明书中表述的二价基团的键合方向并不受限制。例如,在由通式“L-M-N”表示的化合物中的M为-OCO-C(CN)=CH-的情况下,若将与L侧键合的位置设为*1,将与N侧键合的位置设为*2,则M可以为*1-OCO-C(CN)=CH-*2,也可以为*1-CH=C(CN)-COO-*2。并且,例如,在M为-COO-的情况下,若将与L侧键合的位置设为*1,将与N侧键合的位置设为*2,则M可以为*1-COO-*2,也可以为*1-OCO-*2。
[由通式(1)表示的化合物]
作为由通式(1)表示的化合物(以下,还称为“特定化合物”。)的特点,可举出X1~X4中的至少一个为由后述的通式(2)表示的取代基的情况。换言之,特定化合物通过含有由后述的通式(2)表示的取代基,在分子中包含通式(1)中的联萘骨架(另外,在本说明书中,“联萘骨架”表示后述的通式(1)中的X1~X6以外的结构。)与通式(2)中的由“-A1-(Z1-A2)m-R1”表示的基团经由通式(2)中的“-CH=CH-”键合而成的结构部位。若受到紫外线等能量照射,则该结构部位有可能会光异构化而发生结构变化。推测:由于有可能发生光异构化的上述结构部位以与不对称中心即联萘骨架直接键合的形式存在,因此特定化合物因光异构化而发生的结构变化较大,并且容易通过光异构化来改变联萘骨架部位的二面角,其结果,实现了优异的HTP变化率。另外,例如,在特定化合物具有通式(1)中的联萘骨架和通式(2)中的由“-A1-(Z1-A2)m-R1”表示的基团在通式(2)中的“-CH=CH-”处配置成顺式的顺式结构的情况下,若受到紫外线等能量照射,则特定化合物能够光异构化为反式结构。
另外,本说明书中,如上所述,“联萘骨架”表示后述的通式(1)中的X1~X6以外的结构(以下所示的结构部位)。即,对应于后述的通式(1-1)及通式(1-2)中的X1~X6以外的结构部位的统称。
[化学式2]
Figure BDA0003232866300000051
以下,对特定化合物进行详细叙述。
特定化合物为由通式(1)表示的化合物。
[化学式3]
Figure BDA0003232866300000061
通式(1)中,实线与虚线平行的部分表示单键或双键。例如,由通式(1)表示的化合物在实线与虚线平行的部分为单键的情况下,对应于由下述通式(1-1)表示的化合物,在实线与虚线平行的部分为双键的情况下,对应于由下述通式(1-2)表示的化合物。
其中,特定化合物优选为由通式(1-2)表示的化合物。
另外,通式(1-1)及通式(1-2)中的X1~X6的含义与通式(1)中的X1~X6含义相同。
[化学式4]
Figure BDA0003232866300000062
通式(1)中,X1~X6分别独立地表示氢原子或取代基。
作为由X1~X6表示的取代基,并无特别限制,例如可举出作为上述取代基T而例示的基团。其中,X1~X4中的至少一个表示由下述通式(2)表示的取代基。
*-CH=CH-A1-(Z1-A2)m-R1 (2)
通式(2)中,A1及A2分别独立地表示烃环基或杂环基。
R1表示氢原子或取代基。Z1表示单键、-O-、-S-、-CH2O-、-CO-、-COO-、-CO-S-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NRA-、-CH2CH2-、-CH2S-、-CF2O-、-CF2S-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-OCO-C(CN)=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C≡CCOO-或-C≡C-。RA表示氢原子或烷基。m表示0~2的整数。*表示与通式(1)中的联萘骨架的键合位置。另外,在m为2的情况下,多个Z1彼此及多个A2彼此可以分别相同,也可以分别不同。并且,通式(1)中,在存在多个由通式(2)表示的取代基的情况下,多个由通式(2)表示的取代基可以分别相同,也可以分别不同。
另外,在通式(2)中,由“-A1-(Z1-A2)m-R1”表示的基团与由“-*”表示的键合位置之间的位置关系并无特别限制,可以在“-CH=CH-”处配置成反式(由“-A1-(Z1-A2)m-R1”表示的基团和由“-*”表示的键合位置相对于双键配置于相反侧),也可以配置成顺式(由“-A1-(Z1-A2)m-R1”表示的基团和由“-*”表示的键合位置相对于双键配置于同一侧)。
其中,特定化合物满足所有下述条件(A)~(C)。
条件(A):通式(2)中,在R1为由-NRBRC表示的取代基的情况下,RB及RC中的至少一个表示氢原子或烷基。
条件(B):在X1~X4中的两个以上表示由通式(2)表示的取代基的情况下,多个R1彼此不会相互连结而形成环,并且多个A1彼此及多个A2彼此不会相互连结而形成环。
条件(C):在X3及X4中的至少一个表示由通式(2)表示的取代基的情况下,X1及X2相互连结而形成环。
在特定化合物满足上述条件(C)的情况下,作为X1及X2相互连结而形成的环,并无特别限制,既可以为芳香环,也可以为非芳香环,但优选为非芳香环。
在X1及X2相互连结而形成环的情况下,作为X1及X2相互连结的基团,例如,优选*-LS1-2价的芳香族烃环基-LS2-*或*-LS3-2价的脂肪族烃基-LS4-*。另外,*表示与通式(1)中联萘骨架的键合位置。
作为上述芳香族烃环基,并无特别限制,可举出与作为后述的通式(2)中的由A1表示的烃环基的一例而举出的芳香族烃环基相同的芳香族烃环基。其中,优选苯环基。
作为上述脂肪族烃基,并无特别限制,例如可举出碳原子数1~6的直链状或支链状的亚烷基。
LS1及LS2分别独立地表示单键或2价的连接基团。
作为由LS1及LS2表示的2价的连接基团,并无特别限制,例如可举出2价的脂肪族烃基(可以为直链状、支链状或环状,优选碳原子数1~20,例如可举出亚烷基、亚烯基及亚炔基。)、-O-、-S-、-SO2-、-NRD-、-CO-、-N=N-、-CH=N-及组合两种以上的这些基团而成的基团(作为组合两种以上而成的基团,例如可举出-CO-NH-、-CO-S-、-CH2O-及-COO-等。)。在此,RD表示氢原子或烷基(优选碳原子数1~10)。
另外,上述2价的连接基团中的氢原子可以被卤原子等其他取代基取代。
作为LS1及LS2,优选单键、2价的脂肪族烃基(可以为直链状、支链状或环状,优选碳原子数1~20,例如可举出亚烷基、亚烯基及亚炔基。)、-O-、-CO-、-CO-NH-、-CH2O-或-COO-。
LS3及LS4分别独立地表示单键或2价的连接基团。
作为由LS3及LS4表示的2价的连接基团,并无特别限制,例如可举出-O-、-S-、-SO2-、-NRD-、-CO-、-N=N-、-CH=N-及组合两种以上的这些基团而成的基团(作为组合两种以上而成的基团,例如可举出-CO-NH-、-CO-S-及-COO-等。)。在此,RD表示氢原子或烷基(优选碳原子数1~10)。
另外,上述2价的连接基团中的氢原子可以被卤原子等其他取代基取代。
作为LS3及LS4,优选单键、-O-、-CO-、-CO-NH-或-COO-。
以下,对通式(1)进行详细叙述。
其中,通式(1)中,作为由X1~X6表示的取代基,优选由上述通式(2)表示的取代基、由下述通式(3)表示的取代基、卤原子、羟基、烷氧基、烷基、酰氧基、烷氧基羰基、苯氧基羰基、烃环基或杂环基,更优选由上述通式(2)表示的取代基、由下述通式(3)表示的取代基或卤原子。
*-Z2-(A3-Z3)n-R2 (3)
通式(3)中,A3表示烃环基或杂环基。R2表示取代基。Z2及Z3分别独立地表示单键、-O-、-S-、-CH2O-、-CO-、-COO-、-CO-S-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NLA-、-CH2CH2-、-CH2S-、-CF2O-、-CF2S-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OC O-、-OCO-C(CN)=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-N=CH-、-C=N-、-CF=CF-、-C≡CCOO-或-C≡C-。LA表示氢原子或烷基。n表示0~2的整数。*表示与通式(1)中的联萘骨架的键合位置。另外,在n为2的情况下,多个A3彼此及多个Z3彼此可以分别相同,也可以分别不同。
其中,在通式(1)中,从通过曝光改变HTP之前的HTP(以下,还称为“初始HTP”)更优异的观点和/或HTP的变化率更优异的观点出发,优选X1及X2均表示由上述通式(2)表示的取代基,或X3及X4均表示由上述通式(2)表示的取代基(另外,在通式(1)中,在X3及X4均表示由上述通式(2)表示的取代基的情况下,如上述条件(C)中所记载那样,X1及X2相互连结而形成环。),更优选X1及X2均表示由上述通式(2)表示的取代基。
并且,在通式(1)中,在X5及X6表示取代基的情况下,作为取代基,优选由上述通式(3)表示的取代基。其中,从初始HTP更优异的观点出发,更优选X5及X6均表示由上述通式(3)表示的取代基。
接着,以下,对上述通式(2)进行详细叙述。
通式(2)中,A1及A2分别独立地表示烃环基或杂环基。
作为上述烃环基,例如可举出脂肪族烃环基及芳香族烃环基。构成烃环基的烃环的环数并无特别限制,但优选为5~10。
作为构成脂肪族烃环基的脂肪族烃环,既可以为单环结构,也可以为多环结构。另外,在脂肪族烃环为多环结构的情况下,优选多环结构中包含的环中的至少一个为5元环以上。
上述脂肪族烃环的碳原子数并无特别限制,但优选为5~10,更优选为5或6。作为脂肪族烃环的具体例,可举出环戊烷环、环己烷环、环庚烷环、环辛烷环、降冰片烯环及金刚烷环。其中,优选环戊烷环或环己烷环。
作为构成芳香族烃环基的芳香族烃环,既可以为单环结构,也可以为多环结构。另外,在芳香族烃环为多环结构的情况下,优选多环结构中包含的环中的至少一个为5元环以上。
上述芳香族烃环的碳原子数并无特别限制,但优选为6~18,更优选为6~10。作为芳香族烃环的具体例,例如可举出苯环、萘环、蒽环、菲环及芴环。其中,优选苯环或萘环,更优选苯环。
作为上述杂环基,可举出脂肪族杂环基及芳香族杂环基。构成杂环基的杂环的环数并无特别限制,通常为5~10。
作为构成脂肪族杂环基的脂肪族杂环,既可以为单环结构,也可以为多环结构。另外,在脂肪族杂环为多环结构的情况下,优选多环结构中包含的环中的至少一个为5元环以上。
作为上述脂肪族杂环所含的杂原子,例如可举出氮原子、氧原子及硫原子。上述脂肪族杂环的环数并无特别限制,但优选为5~10。作为上述脂肪族杂环的具体例,例如可举出氧杂环戊环、噁烷环、哌啶环及哌嗪环。另外,作为脂肪族杂环,可以为构成环的-CH2-被-CO-取代的脂肪族杂环,例如可举出邻苯二甲酰亚胺环等。
作为构成芳香族杂环基的芳香族杂环,既可以为单环结构,也可以为多环结构。另外,在芳香族杂环为多环结构的情况下,优选多环结构中包含的环中的至少一个为5元环以上。
作为上述芳香族杂环基所含的杂原子,例如可举出氮原子、氧原子及硫原子。芳香族杂环的环数并无特别限制,但优选为5~10。作为上述芳香族杂环的具体例,例如可举出吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、三嗪环、噻吩环、噻唑环及咪唑环。
另外,由A1及A2表示的烃环基及杂环基通过去除上述烃环及杂环的环上的两个氢原子而构成。
作为由A1及A2表示的烃环基及杂环基,可以进一步具有取代基。作为取代基,并无特别限制,例如可举出作为上述取代基T而例示的基团。
通式(2)中,作为A1,优选芳香族烃环基或芳香族杂环基,更优选芳香族烃环基,进一步优选苯环基或萘环基,尤其优选苯环基。在A1为芳香族烃环基或芳香族杂环基的情况下,特定化合物的包括通式(1)中的联萘骨架的共轭长度会变得更长,其结果,提高长波长的光(尤其波长365nm的光)的吸收效率,被曝光时容易发生光异构化,HTP变化率更优异。
另外,由A1表示的芳香族烃环基或芳香族杂环基可以进一步具有取代基。作为取代基,并无特别限制,例如可举出作为上述取代基T而例示的基团。
通式(2)中,R1表示氢原子或取代基。
作为由R1表示的取代基,并无特别限制,例如可举出作为上述取代基T而例示的基团。其中,如上所述,在通式(2)中,在R1为由-NRBRC表示取代基的情况下,RB及RC中的至少一个表示氢原子或烷基。作为由RB及RC表示的上述烷基,可以为直链状、支链状及环状中的任一种。并且,作为其碳原子数,例如为1~10,优选为1~6。另外,在RB及RC分别独立地表示烷基以外的其他取代基的情况下,作为上述取代基,例如可举出作为上述取代基T而例示的基团。
其中,作为由R1表示的取代基,优选卤原子、氰基、硝基、羟基、烷氧基、烷基、酰氧基、烷氧基羰基、苯氧基羰基、烃环基、杂环基、-NRBRC(RB及RC分别独立地表示氢原子或烷基,优选方式如上所述。)或由上述通式(T)表示的基团。
另外,作为由R1表示的取代基的烃环基及杂环基的定义与在上述A1中说明的烃环基及杂环基的定义相同。
通式(2)中,Z1表示单键、-O-、-S-、-CH2O-、-CO-、-COO-、-CO-S-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NRA-、-CH2CH2-、-CH2S-、-CF2O-、-CF2S-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-OCO-C(CN)=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C≡CCOO-或-C≡C-,
RA表示氢原子或烷基。
作为由RA表示的烷基,可以为直链状、支链状及环状中的任一种。作为由RA表示的烷基的碳原子数,例如可举出1~10,优选为1~6。
其中,作为Z1,优选单键、-COO-、-CO-NH-、-CH=CH-COO-或-C≡C-,更优选单键、-COO-或-CH=CH-COO-。
通式(2)中,m表示0~2的整数。
其中,作为m,m优选为1或2。在m为1或2的情况下,由于特定化合物与液晶性化合物之间的相互作用更优异,因此初始HTP更加优异。
通式(2)中,*表示与通式(1)中的联萘骨架的键合位置。
另外,在通式(2)中,在m为2的情况下,多个Z1彼此及多个A2彼此可以分别相同,也可以分别不同。
并且,通式(1)中,在存在多个由通式(2)表示的取代基的情况下,多个由通式(2)表示的取代基可以分别相同,也可以分别不同。
并且,从HTP的变化率更优异的观点出发,在通式(2)中,由“-A1-(Z1-A2)m-R1”表示的基团与由“-*”表示的键合位置之间的位置关系优选配置成顺式。
接着,以下,对上述通式(3)进行详细叙述。
通式(3)中,A3表示烃环基或杂环基。作为由A3表示的烃环基或杂环基,其含义与通式(1)中的由A1表示的烃环基或杂环基的含义相同,优选方式也相同。
通式(3)中,R2表示取代基。
作为由R2表示的取代基,并无特别限制,例如可举出作为上述取代基T而例示的基团。其中,优选卤原子、氰基、硝基、羟基、烷氧基、烷基、酰氧基、烷氧基羰基、苯氧基羰基、烃环基或杂环基。
另外,作为由R2表示的取代基的烃环基及杂环基的定义与在上述A1中说明的烃环基及杂环基的定义相同。
通式(3)中,Z2及Z3分别独立地表示单键、-O-、-S-、-CH2O-、-CO-、-COO-、-CO-S-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NLA-、-CH2CH2-、-CH2S-、-CF2O-、-CF2S-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-OCO-C(CN)=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-N=CH-、-C=N-、-CF=CF-、-C≡CCOO-或-C≡C-,
LA表示氢原子或烷基。
作为由LA表示的烷基,可以为直链状、支链状及环状中的任一种。作为由LA表示的烷基的碳原子数,例如可举出1~10,优选为1~6。
其中,作为Z2及Z3,优选单键、-COO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-或-C≡C-,更优选单键、-COO-、-CH=CH-或-CH=CH-COO-,进一步优选单键或-CH=CH。
n表示0~2的整数。
其中,作为n,优选为1或2。
*表示与通式(1)中的联萘骨架的键合位置。
另外,在n为2的情况下,多个A3彼此及多个Z3彼此可以分别相同,也可以分别不同。
并且,通式(1)中,在存在多个由通式(3)表示的取代基的情况下,多个由通式(3)表示的取代基可以分别相同,也可以分别不同,
其中,作为特定化合物,从初始HTP更优异的观点和/或HTP的变化率更优异的观点出发,优选由下述通式(1-1X)表示的化合物或由下述通式(1-1Y)表示的化合物。
[化学式5]
Figure BDA0003232866300000131
通式(1-1X)中,X1X及X2X分别独立地表示由上述通式(2)表示的取代基。
X5X及X6X分别独立地表示氢原子或由上述通式(3)表示的取代基,优选均表示由上述通式(3)表示的取代基。
通式(1-1Y)中,X3Y及X4Y分别独立地表示由上述通式(2)表示的取代基。
X5Y及X6Y分别独立地表示氢原子或由上述通式(3)表示的取代基,优选均表示由上述通式(3)表示的取代基。
T表示连接基团。作为由T表示的连接基团,优选*-LS1-2价的芳香族烃环基-LS2-*或*-LS3-2价的脂肪族烃基-LS4-*。另外,*表示与通式(1-1X)或通式(1-1Y)中的联萘骨架的键合位置。
作为上述芳香族烃环基,并无特别限制,可举出与作为后述的通式(2)中的由A1表示的烃环基的一例而举出的芳香族烃环基相同的芳香族烃环基。其中,优选苯环基。
作为上述脂肪族烃基,并无特别限制,例如可举出碳原子数1~6的直链状或支链状的亚烷基。
LS1及LS2分别独立地表示单键或2价的连接基团。
作为由LS1及LS2表示的2价的连接基团,并无特别限制,例如可举出2价的脂肪族烃基(可以为直链状、支链状或环状,优选碳原子数1~20,例如可举出亚烷基、亚烯基及亚炔基。)、-O-、-S-、-SO2-、-NRD-、-CO-、-N=N-、-CH=N-及组合两种以上的这些基团而成的基团(作为组合两种以上而成的基团,例如可举出-CO-NH-、-CO-S-、-CH2O-及-COO-等。)。在此,RD表示氢原子或烷基(优选碳原子数1~10)。
另外,上述2价的连接基团中的氢原子可以被卤原子等其他取代基取代。
作为LS1及LS2,优选单键、2价的脂肪族烃基(可以为直链状、支链状或环状,优选碳原子数1~20,例如可举出亚烷基、亚烯基及亚炔基。)、-O-、-CO-、-CO-NH-、-CH2O-或-COO-。
LS3及LS4分别独立地表示单键或2价的连接基团。
作为由LS3及LS4表示的2价的连接基团,并无特别限制,例如可举出-O-、-S-、-SO2-、-NRD-、-CO-、-N=N-、-CH=N-及组合两种以上的这些基团而成的基团(作为组合两种以上而成的基团,例如可举出-CO-NH-、-CO-S-及-COO-等。)。在此,RD表示氢原子或烷基(优选碳原子数1~10)。
另外,上述2价的连接基团中的氢原子可以被卤原子等其他取代基取代。
作为LS3及LS4,优选单键、-O-、-CO-、-CO-NH-或-COO-。
特定化合物可以通过公知的方法来合成。
另外,特定化合物可以为R体,也可以为S体,也可以为R体和S体的混合物。
以下,例示出特定化合物的具体例,但特定化合物并不限于此。
[化学式6]
Figure BDA0003232866300000141
Figure BDA0003232866300000151
[化学式7]
Figure BDA0003232866300000152
[化学式8]
Figure BDA0003232866300000153
[化学式9]
Figure BDA0003232866300000161
[化学式10]
Figure BDA0003232866300000162
[化学式11]
Figure BDA0003232866300000171
[化学式12]
Figure BDA0003232866300000172
[化学式13]
Figure BDA0003232866300000181
[化学式14]
Figure BDA0003232866300000182
[化学式15]
Figure BDA0003232866300000191
[化学式16]
Figure BDA0003232866300000192
[化学式17]
Figure BDA0003232866300000201
[化学式18]
Figure BDA0003232866300000202
[化学式19]
Figure BDA0003232866300000211
[化学式20]
Figure BDA0003232866300000212
[化学式21]
Figure BDA0003232866300000221
Figure BDA0003232866300000231
[化学式22]
Figure BDA0003232866300000232
Figure BDA0003232866300000241
[化学式23]
Figure BDA0003232866300000242
Figure BDA0003232866300000251
[化学式24]
Figure BDA0003232866300000252
[化学式25]
Figure BDA0003232866300000253
[化学式26]
Figure BDA0003232866300000261
[化学式27]
Figure BDA0003232866300000271
[化学式28]
Figure BDA0003232866300000272
[化学式29]
Figure BDA0003232866300000281
[化学式30]
Figure BDA0003232866300000282
Figure BDA0003232866300000291
[化学式31]
Figure BDA0003232866300000292
[化学式32]
Figure BDA0003232866300000293
[化学式33]
Figure BDA0003232866300000294
[化学式34]
Figure BDA0003232866300000301
[化学式35]
Figure BDA0003232866300000302
[化学式36]
Figure BDA0003232866300000303
[化学式37]
Figure BDA0003232866300000311
[化学式38]
Figure BDA0003232866300000312
[化学式39]
Figure BDA0003232866300000313
[化学式40]
Figure BDA0003232866300000321
[化学式41]
Figure BDA0003232866300000322
[化学式42]
Figure BDA0003232866300000331
[化学式43]
Figure BDA0003232866300000332
[化学式44]
Figure BDA0003232866300000333
[化学式45]
Figure BDA0003232866300000341
[化学式46]
Figure BDA0003232866300000342
[化学式47]
Figure BDA0003232866300000351
[化学式48]
Figure BDA0003232866300000352
[化学式49]
Figure BDA0003232866300000361
特定化合物可以适用于各种用途,优选用作所谓的手性化合物。例如,可以通过使用混合特定化合物和液晶性化合物而得的液晶组合物来形成胆甾醇型液晶相。
以下,对液晶组合物进行详细叙述。
[液晶组合物]
接着,对本发明的液晶组合物(以下,还简称为“特定液晶组合物”。)进行说明。
特定液晶组合物含有特定化合物和液晶性化合物。
以下,对必需或任意包含于特定液晶组合物中的各种成分进行说明。
〔特定化合物〕
特定液晶组合物含有特定化合物。特定化合物如上所述。
特定液晶组合物中的特定化合物的含量并无特别限制,但相对于组合物中的液晶性化合物的总质量优选为1~20质量%,更优选为2~15质量%,进一步优选为2~10质量%。
特定液晶组合物可以单独使用一种特定化合物,也可以使用两种以上的特定化合物。在使用两种以上的情况下,其总含量优选在上述范围内。
〔液晶性化合物〕
特定液晶组合物含有液晶性化合物。另外,液晶性化合物为特定化合物以外的化合物,并且是指表现出液晶性的化合物。
并且,“化合物表现出液晶性”是指,当改变温度时,化合物具有呈现晶相(低温侧)与各向同性相(高温侧)之间的中间相的性质。作为具体观察方法,可以一边利用METTLERTOLEDO制hot-stage system FP90等对化合物进行加热或降温,一边在偏振光显微镜下进行观察,由此确认源自液晶相的光学各向异性和流动性。
作为液晶性化合物,只要具有液晶性,则并无特别限制,例如可举出棒状向列型液晶性化合物等。
作为棒状向列型液晶性化合物,例如可举出偶氮甲碱类、氧化偶氮类、氰基联苯类、氰基苯酯类、苯甲酸酯类、环己烷羧酸苯酯类、氰基苯基环己烷类、氰基取代苯基嘧啶类、烷氧基取代苯基嘧啶类、苯基二噁烷类、二苯乙炔类及链烯基环己基苄腈类。另外,不仅可以使用低分子液晶性化合物,而且还可以使用高分子液晶性化合物。
液晶性化合物可以为聚合性,也可以为非聚合性,但优选为聚合性。
作为液晶性化合物,从能够固定胆甾醇型液晶相的观点出发,优选具有一个以上的聚合性基团的液晶性化合物,更优选具有两个以上的聚合性基团的液晶性化合物,进一步优选具有两个聚合性基团的液晶性化合物。
关于不具有聚合性基团的棒状液晶性化合物,各种文献(例如,Y.Goto et.al.,Mol.Cryst.Liq.Cryst.1995,Vol.260,pp.23-28)中均有记载。
另一方面,聚合性棒状液晶性化合物通过将聚合性基团导入到棒状液晶性化合物中而得。作为聚合性基团,可举出不饱和聚合性基团、环氧基及氮杂环丁烷基,优选不饱和聚合性基团,更优选烯属不饱和聚合性基团。聚合性基团可以通过各种方法来导入到棒状液晶性化合物的分子中。聚合性棒状液晶性化合物所具有的聚合性基团的数量优选为1~6,更优选为1~3,进一步优选为2。也可以同时使用两种以上的聚合性棒状液晶性化合物。若同时使用两种以上的聚合性棒状液晶性化合物,则能够降低取向温度。
作为液晶性化合物,优选由下述通式(LC)表示的化合物。
[化学式50]
Figure BDA0003232866300000371
通式(LC)中,P11及P12分别独立地表示氢原子或聚合性基团。其中,P11及P12中的至少一个表示聚合性基团。L11及L12分别独立地表示单键或2价的连接基团。A11~A15分别独立地表示可以具有取代基的芳香族烃环基或芳香族杂环基。Z11~Z14分别独立地表示单键或2价的连接基团。m3及m4分别独立地表示0或1的整数。
通式(LC)中,作为由P11及P12表示的聚合性基团,并无特别限制,作为优选的具体例,可举出由上述通式(P-1)~(P-20)表示的聚合性基团。另外,在由P11及P12表示的聚合性基团表示上述通式(P-1)~(P-20)的情况下,通式(P-1)~(P-20)中的*表示与L11或L12的键合位置。
P11及P12优选至少任一个表示聚合性基团,更优选P11及P12均表示聚合性基团。
通式(LC)中,作为由L11及L12表示的2价的连接基团,并无特别限制,例如可举出选自包括碳原子数1~20的直链状或支链状的亚烷基及碳原子数1~20的直链状或支链状的亚烷基中的一个或两个以上的-CH2-被-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-或-COO-取代的基团的组中的连接基团。作为由L11及L12表示的2价的连接基团,优选碳原子数1~20的直链状或支链状的亚烷基中的一个或两个以上的-CH2-被-O-取代的基团。
通式(LC)中,A11~A15分别独立地表示可以具有取代基的芳香族烃环基或芳香族杂环基。
上述芳香族烃环基的环数并无特别限制,例如为5~10。
作为构成芳香族烃环基的芳香族烃环,既可以为单环结构,也可以为多环结构。
上述芳香族烃环的碳原子数并无特别限制,但优选为6~18,更优选为6~10。作为芳香族烃环的具体例,例如可举出苯环、联苯环、萘环、蒽环、菲环及芴环。其中,优选苯环。另外,上述芳香族烃环通过去除环上的两个氢原子来构成芳香族烃环基。
作为上述芳香族杂环基的环数,例如为5~10。
作为构成芳香族杂环基的芳香族杂环,既可以为单环结构,也可以为多环结构。
作为上述芳香族杂环基所含的杂原子,例如可举出氮原子、氧原子及硫原子。芳香族杂环的碳原子数并无特别限制,优选为5~10。作为上述芳香族杂环的具体例,例如可举出吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、三嗪环、噻吩环、噻唑环及咪唑环。另外,上述芳香族杂环通过去除环上的两个氢原子来构成芳香族杂环基。
芳香族烃环基及芳香族杂环基可以具有取代基。取代基的种类并无特别限制,可举出公知的取代基。例如可举出卤原子、烷基、烷氧基、芳基、羟基、氨基、羧基、磺酰胺基、N-磺酰胺基、酰基、酰氧基、氰基、硝基及烷氧基羰基。上述各基团可以进一步被取代基取代。例如,烷基中的氢原子可以被氟原子取代。并且,取代基的数量并无特别限制,芳香族烃环基及芳香族杂环基可以具有一个取代基,也可以具有多个取代基。
其中,从进一步提高由通式(LC)表示的化合物的溶解性的观点出发,取代基优选为氟原子、氯原子、氟烷基、烷氧基或烷基,更优选为氟烷基、烷氧基或烷基。
上述氟烷基及烷基中的碳原子数以及烷氧基中的烷基的碳原子数并无特别限制,优选为1~10,更优选为1~5,进一步优选1~3,尤其优选为1。
另外,氟烷基是指烷基中的至少一个氢原子被氟原子取代的基团,优选所有氢原子被氟原子取代(优选所谓的全氟烷基)。
A11~A15优选为可以具有取代基的芳香族烃环基,更优选为在1位和4位键合的亚苯基。
通式(LC)中,作为由Z11~Z14表示的2价的连接基团,并无特别限制,例如可举出2价的脂肪族烃基(可以为直链状、支链状或环状,优选碳原子数1~20,例如可举出亚烷基。除此之外,也可以为亚烯基、亚炔基。)、-O-、-S-、-SO2-、-NR1-、-CO-、-N=N-、-CH=N-及组合两种以上的这些基团而成的基团(作为组合两种以上而成的基团,例如可举出-CO-NH-、-CO-S-及-COO-等。)。在此,R1表示氢原子或烷基(优选碳原子数1~10)。另外,上述2价的连接基团中的氢原子可以被卤原子等其他取代基取代。
其中,作为Z11~Z14,优选-COO-或-CH=CH-。
通式(LC)中,m3及m4分别独立地表示0或1的整数,优选为0。
由通式(LC)表示的化合物可以通过公知的方法来合成。
以下,示出由上述通式(LC)表示的化合物的具体例,但并不限于此。
[化学式51]
Figure BDA0003232866300000401
[化学式52]
Figure BDA0003232866300000402
[化学式53]
Figure BDA0003232866300000411
由通式(LC)表示的化合物可以单独使用,也可以组合多个来使用。
特定液晶组合物中的液晶性化合物的含量相对于组合物的总质量优选为5~99质量%,更优选为25~98质量%,进一步优选为75~98质量%。
特定液晶组合物可以单独使用一种液晶性化合物,也可以使用两种以上的液晶性化合物。在使用两种以上的情况下,其总含量优选在上述范围内。
〔聚合引发剂〕
特定液晶组合物可以含有聚合引发剂。
作为聚合引发剂,可举出光聚合引发剂及热聚合引发剂等,其中,优选能够通过紫外线照射来引发聚合反应的光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,例如可举出烷基苯酮化合物、α-羰基化合物、偶姻醚、α-烃取代芳香族偶姻化合物、多核醌化合物、吩嗪化合物及噁二唑化合物。作为烷基苯酮化合物,例如可使用IRGACURE 907等。
在特定液晶组合物含有聚合引发剂的情况下,组合物中的聚合引发剂的含量并无特别限制,但相对于液晶性化合物的总质量优选为0.1~20质量%,更优选为1~8质量%。
特定液晶组合物可以单独使用一种聚合引发剂,也可以使用两种以上的聚合引发剂。在使用两种以上的情况下,其总含量优选在上述范围内。
〔表面活性剂〕
特定液晶组合物可以含有有助于稳定或快速地形成液晶相(例如,向列相、胆甾醇相)的表面活性剂。
作为表面活性剂,例如可举出含氟(甲基)丙烯酸酯系聚合物、WO2011/162291号中记载的由通式(X1)~(X3)表示的化合物、日本特开2014-119605号的0082~0090段中记载的由通式(I)表示的化合物及日本特开2013-47204号(日本专利第5774518号)的0020~0031段中记载的化合物。这些化合物能够在层的空气界面减小液晶性化合物的分子的倾斜角,或使液晶性化合物实质上水平取向。
另外,在本说明书中,“水平取向”是指液晶性化合物的分子轴(在液晶性化合物为棒状液晶性化合物的情况下,对应于液晶性化合物的长轴。)与组合物的层的表面(膜面)平行,但并不要求严格意义上的平行,在本说明书中,是指与膜面所成的傾斜角小于20度的取向。在液晶性化合物在空气界面附近水平取向的情况下,不易产生取向缺陷,因此可见光区域内的透明性变高。另一方面,若液晶性化合物的分子相对于膜面以较大的倾斜角取向,则例如在胆甾醇相的情况下,其螺旋轴偏离膜面法线,因此反射率下降或产生指纹图案,从而使雾度增加或表现出衍射性,因此不优选。
作为能够用作表面活性剂的含氟(甲基)丙烯酸酯系聚合物,还可举出日本特开2007-272185号的0018~0043段中记载的聚合物。
在特定液晶组合物含有表面活性剂的情况下,表面活性剂的含量并无特别限制,但相对于液晶性化合物的总质量优选为0.001~10质量%,更优选为0.05~3质量%。
特定液晶组合物可以单独使用一种表面活性剂,也可以使用两种以上的表面活性剂。在使用两种以上的情况下,其总含量优选在上述范围内。
〔溶剂〕
特定液晶组合物可以含有溶剂。溶剂优选能够溶解组合物的各成分。例如可举出甲基乙基酮、环己酮及它们的混合溶剂等。
在特定液晶组合物含有溶剂的情况下,特定液晶组合物中的溶剂的含量优选使组合物的固体成分浓度成为5~50质量%的量,更优选使组合物的固体成分浓度成为10~40质量%的量。
另外,固体成分是指组合物中的溶剂以外的成分。只要不是溶剂,则即使其性状为液态的成分,也视为固体成分。
特定液晶组合物可以单独使用一种溶剂,也可以使用两种以上的溶剂。在使用两种以上的情况下,其总含量优选在上述范围内。
除上述以外,特定液晶组合物还可以含有抗氧化剂、紫外线吸收剂、增敏剂、稳定剂、增塑剂、链转移剂、阻聚剂、消泡剂、流平剂、增稠剂、阻燃剂、分散剂、聚合性单体以及染料及颜料等色料等其他添加剂。
[固化物]
本发明还含有固化特定液晶组合物而成的固化物。
〔固化方法及固化物〕
固化(聚合固化)特定液晶组合物的方法并无特别限制,可以采用公知的方法。例如,可举出包括如下工序的方式:使规定的基板和特定液晶组合物接触而在基板上形成组合物层的工序X;对组合物层进行曝光的工序Y;及对组合物层实施固化处理的工序Z。
根据本方式,能够在取向的状态下固定液晶性化合物,并且能够形成固定所谓的光学各向异性体或胆甾醇型液晶相而成的层。
以下,对工序X~Z的步骤进行详细叙述。
工序X为使基板和特定液晶组合物接触而在基板上形成组合物层的工序。所使用的基板的种类并无特别限制,可举出公知的基板(例如,树脂基板、玻璃基板、陶瓷基板、半导体基板及金属基板)。
使基板和特定液晶组合物接触的方法并无特别限制,例如可举出在基板上涂布特定液晶组合物的方法及在特定液晶组合物中浸渍基板的方法。
另外,在使基板与特定液晶组合物接触之后,为了从基板上的组合物层去除溶剂,可以根据需要实施干燥处理。并且,为了促进液晶性化合物的取向而使其成为液晶相的状态,可以实施加热处理。
工序Y为对组合物层进行使用i射线(波长365nm)等的曝光处理的工序。
特定化合物优选通过曝光处理发生光异构化来改变其HTP。在该曝光处理中,通过适当调整曝光量和/或曝光波长等,还可以调整HTP的变化程度。
在曝光之后,为了进一步促进液晶性化合物的取向而使其成为液晶相的状态,可以实施加热处理。
在此得到的液晶相的螺旋节距(以及选择反射波长等)反映了在上述曝光处理中调整的HTP。
工序Z为对经工序Y的组合物层实施固化处理的工序。
固化处理的方法并无特别限制,例如可举出光固化处理及热固化处理。其中,优选光固化处理。
在进行光固化处理作为固化处理的情况下,特定液晶组合物优选含有光聚合引发剂。光固化处理中照射的光的波长优选与上述曝光处理中使用的光的波长不同,并且,光聚合引发剂优选不对曝光处理中使用的光的波长敏感。
通过上述固化处理,形成固定胆甾醇型液晶相而成的层。另外,固定胆甾醇型液晶相而成的层不再需要表现出液晶性。更具体而言,例如,“固定”胆甾醇型液晶相的状态的最典型且优选的方式为保持成为胆甾醇型液晶相的液晶性化合物的取向的状态。更具体而言,通常在0~50℃(更严峻的条件下,在-30~70℃)的温度范围内,优选为如下状态:层不具流动性,并且取向形态不会因外场或外力而发生变化,从而能够稳定地持续保持被固定的取向形态。
[光学各向异性体、反射膜]
特定液晶组合物可以适用于各种用途。例如,可以使用特定液晶组合物来形成光学各向异性体或反射膜。另外,例如,在液晶性化合物具有聚合性基团的情况下,可以通过对特定液晶组合物实施固化处理(光照射处理或加热处理等)来获得固化物,固化物可以优选适用于光学各向异性体或反射膜。
另外,光学各向异性体表示具有光学各向异性的物质。
并且,反射膜相当于固定胆甾醇型液晶相而成的层,能够反射规定的反射带的光。
实施例
以下,根据实施例对本发明进行进一步详细的说明。以下,实施例中示出的材料、使用量、比例、处理内容及处理顺序等只要不脱离本发明的主旨,则能够适当进行变更。因此,不应通过以下所示的实施例来限制性地解释本发明的范围。
[化合物的合成]
〔化合物CD-2的合成〕
根据下述方案合成了化合物CD-2。另外,Me表示甲基,Et表示乙基。
[化学式54]
Figure BDA0003232866300000451
<中间体1的合成>
将(S)-2,2’-双(溴甲基)-1,1’-联萘(Daicel Corporation制)5.40g及P(OEt)3(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)10.3mL放入100mL茄形烧瓶中。将得到的混合物升温至110℃搅拌9小时之后,通过以乙酸乙酯/甲醇(体积比9:1)为展开溶剂的硅胶柱色谱法纯化了得到的粗产物。通过从分离出的溶液中减压下蒸馏去除溶剂,得到中间体1(2.87g、42%)。
<CD-2的合成>
将0.51g上述中间体1、THF(四氢呋喃、FUJIFILM Wako PureChemicalCorporation制)6mL及对甲氧基苯甲醛(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)0.56mL放入100mL三颈烧瓶中。将得到的混合物冷却至0℃之后,滴加了1.3M双三甲基硅基氨基锂的THF溶液(TCI制)5.6mL。将滴加后的混合物在70℃下搅拌9小时之后,降温至室温,添加饱和NH4Cl水60mL及乙酸乙酯50mL,提取了有机层。从得到的溶液中减压下蒸馏去除溶剂,并在粗产物中添加甲醇20mL、乙酸乙酯20mL及饱和碳酸氢钠水溶液100mL,搅拌30秒钟之后,进一步添加水100mL及乙酸乙酯100mL,提取了有机层。用饱和食盐水清洗2次得到的溶液,并用硫酸镁进行干燥之后,减压下蒸馏去除了溶剂。通过以乙酸乙酯/己烷(体积比4:6)为展开溶剂的硅胶柱色谱法纯化了得到的粗产物。通过从分离出的溶液中减压下蒸馏去除溶剂,得到CD-2(188mg、产率40%)。
1H-NMR(300MHz、DMSO-d6):δ8.22(d,8.7Hz,2H),8.13(d,8.7Hz,2H),8.04(d,8.1Hz,2H),7.46(ddd,8.4Hz,8.4Hz,1.2Hz,2H),7.35(d,16.5Hz,2H),7.26(ddd,8.4Hz,8.4Hz,1.2Hz,2H),7.02(d,9.0Hz,4H),6.90(d,8.1Hz,4H),6.43(d,16.5Hz,2H),3.66(s,6H)
〔化合物CD-12的合成〕
根据下述方案合成了化合物CD-12。
[化学式55]
Figure BDA0003232866300000461
<中间体3的合成>
将(S)-1,1’-联萘酚(KANTO CHEMICAL CO.,INC.制)25.00g、乙酸丁酯(FUJIFILMWako Pure Chemical Corporation制)38mL及DMF(N,N-二甲基甲酰胺、FUJIFILM WakoPure Chemical Corporation制)38mL放入2L三颈烧瓶中。在得到的混合物中添加碳酸钾(FUJIFILM Wako Pure Chemic al Corporation制)36.27g之后,滴加了二溴甲烷(FUJIFILM Wako Pure Che mical Corporation制)7.9mL。将滴加后的混合物在90℃下搅拌7小时之后,降温至室温,过滤出无机盐。在滤液中添加乙酸乙酯78mL,升温至45℃之后,添加甲醇(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)250mL及水500mL,一边用冰冷却,一边搅拌了30分钟。通过过滤析出的固体,得到中间体3(16.6g、产率64%)。
<中间体4的合成>
将2.84g上述中间体3及二乙醚(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corpora tion制)140mL放入500mL三颈烧瓶中。在得到的混合物中添加四甲基乙二胺(FUJIFILM WakoPure Chemical Corporation制)5.2mL之后,滴加1.6M正丁基锂己烷溶液(FUJIFILM WakoPure Chemical Corporation制)22mL,并在室温搅拌6小时,得到反应液。接着,在降温至-78℃的上述反应液中添加了将碘(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)9.5g溶解于二乙醚(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)75mL中得到的溶液。将得到的反应液升温至室温之后,进一步搅拌了10小时。搅拌后,在上述反应液中添加二亚硫酸钠水溶液(二亚硫酸钠(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corpor ation制)5.7g、水24mL)及乙酸乙酯30mL之后,提取了有机层。用饱和食盐水清洗得到的溶液,并用硫酸镁进行干燥之后,减压下蒸馏去除了溶剂。通过用乙酸乙酯(FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation制)10mL再浆化粗产物之后,进行过滤,得到中间体4(2.25g、43%)。
<CD-12的合成>
将1.00g上述中间体4、对甲氧基苯酚(FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation制)7.3mg、三苯基膦(TCI制)74.6mg、DMF(FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation制)6mL及对甲氧基苯乙烯0.61mL放入100mL三颈烧瓶中。将三颈烧瓶内进行脱氧处理之后,在三颈烧瓶内的混合物中添加三乙胺(FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation制)2.55mL及乙酸钯(II)(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)41.6mg,并在80℃下搅拌了4小时。搅拌结束之后,将得到的反应液降温至室温,添加乙酸乙酯(FU JIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)20mL,并进行硅藻土过滤之后,添加0.1N盐酸水30mL,提取了有机层。用饱和碳酸氢钠水溶液及饱和食盐水分别清洗得到的溶液,并用硫酸镁进行干燥之后,减压下蒸馏去除了溶剂。通过以乙酸乙酯/己烷(体积比2:8)为展开溶剂的硅胶柱色谱法纯化了得到的粗产物。通过从分离出的溶液中减压下蒸馏去除溶剂,得到CD-12(0.302g、产率30%)。
〔化合物CD-1、CD-3~CD-11及CD-13~CD-16的合成〕
参考上述方法,合成了化合物CD-1、CD-3~CD-11及CD-13~CD-16。
以下,示出化合物CD-1~CD-16的结构。
[化学式56]
Figure BDA0003232866300000481
[化学式57]
Figure BDA0003232866300000482
[化学式58]
Figure BDA0003232866300000491
[化学式59]
Figure BDA0003232866300000492
Figure BDA0003232866300000501
[化学式60]
Figure BDA0003232866300000502
[化学式61]
Figure BDA0003232866300000511
〔化合物CE-1~CE-3(比较用化合物)的合成〕
并且,作为比较用化合物,合成了化合物CE-1~CE-3。
化合物CE-1为上述专利文献1(日本特开2004-186156号公报)中记载的化合物,其根据专利文献1中记载的方法进行了合成。
化合物CE-2为日本特开2004-250341号公报中记载的化合物,其根据上述文献中记载的方法进行了合成。
化合物CE-3为Organic Letters.2010;vol.12;No.8;p.1832-1835.中记载的化合物,其根据上述文献中记载的方法进行了合成。
以下,示出作为比较用化合物的化合物CE-1~CE-3的结构。
[化学式62]
Figure BDA0003232866300000512
Figure BDA0003232866300000521
[化学式63]
Figure BDA0003232866300000522
[评价]
〔螺旋扭曲力(HTP)及曝光引起的HTP的变化率的评价〕
以以下所示的配方制备了各种评价用组合物。
────────────────────────────────
·化合物CD-1~CD-16、CE-1~CE-3中的任一个:5质量份
·以下所示的液晶性化合物LC-1:100质量份
·溶剂(MEK(甲基乙基酮)):组合物的固体成分浓度成为30质量%的量
────────────────────────────────
[化学式64]
Figure BDA0003232866300000523
<液晶层1的制作>
将聚酰亚胺取向膜材料SE-130(Nissan Chemical Corporation制)涂布于清洗后的玻璃基板上,形成了涂膜。煅烧得到的涂膜之后,通过进行摩擦处理,制作出带取向膜的基板。
在1500rpm、10秒钟的条件下,在该取向膜的摩擦处理面上旋涂上述组合物40μL之后,在90℃下加热干燥1分钟,形成了组合物层。
使用显微镜(Nikon Corporation制、ECLIPSE E600-POL)和分光光度计(ShimadzuCorporation制、UV-3100(PC))在室温(23℃)下对得到的组合物层测定中心反射波长,并根据下述式计算出HTP(初始HTP)。
HTP=(液晶性化合物的平均折射率)/{(手性化合物相对于液晶性化合物的浓度(质量%))×(中心反射波长)}[μm-1]
另外,在液晶性化合物的平均折射率为1.55的假设下进行了计算。
进而,对组合物层曝光(曝光量:400mJ/cm2)365nm的波长的光之后,重新测定中心反射波长,以与用于计算上述初始HTP的计算式相同的方式进行计算,计算出曝光后的HTP。从得到的初始HTP和曝光后的HTP,根据下述式计算出HTP变化率。
HTP变化率=|{(初始HTP)-(曝光后的HTP)}/(初始HTP)×100|[%]
分别根据下述基准评价了初始HTP和HTP变化率。均最优选A评价。将结果示于表1。
(初始HTP的评价基准)
“A”:初始HTP为90μm-1以上。
“B”:初始HTP为60μm-1以上且小于90μm-1
“C”:初始HTP为30μm-1以上且小于60μm-1
“D”:初始HTP为10μm-1以上且小于30μm-1
“E”:初始HTP小于10μm-1
(HTP变化率的评价基准)
“A”:HTP变化率为90%以上。
“B”:HTP变化率为65%以上且小于90%。
“C”:HTP变化率为40%以上且小于65%。
“D”:HTP变化率为30%以上且小于40%。
“E”:HTP变化率为20%以上且小于30%。
“F”:HTP变化率小于20%。
表1中,“由通式(2)表示的取代基的位置”栏表示通式(1)中的X1~X4中具有由通式(2)表示的取代基的位置。
并且,“A1”栏表示通式(2)中的A1是否为芳香族烃环基。具体而言,将通式(2)中的A1表示芳香族烃环基的情况表示为“A”,将通式(2)中的A1不表示芳香族烃环基的情况表示为“B”。
并且,“m”栏表示通式(2)中的m是否为1或2。具体而言,将通式(2)中的m为1或2的情况表示为“A”,将通式(2)中的m为0的情况表示为“B”。
并且,“通式(3)”栏表示通式(1)中的X5及X6是否为由通式(3)表示的取代基。具体而言,将X5及X6均表示由通式(3)表示的取代基的情况表示为“A”,将X5及X6均不表示由通式(3)表示的取代基的情况表示为“B”。
并且,“顺式/反式”栏表示通式(2)中由-A1-(Z1-A2)m-R1表示的部位和由*-表示的键合位置在-CH=CH-处以顺式及反式中的哪个构象配置(换言之,通式(1)中的联萘骨架和通式(2)中的由-A1-(Z1-A2)m-R1表示的部位在通式(2)中的-CH=CH-处以顺式及反式中的哪个构象键合)。具体而言,将顺式的情况表示为“c”,将反式的情况表示为“t”。
[表1]
Figure BDA0003232866300000551
由表1的结果确认到,实施例的化合物的曝光引起的HTP的变化率优异。
并且,由实施例4与实施例10之间的对比及实施例12与实施例16之间的对比确认到,通式(1)中,在X1及X2表示由通式(2)表示的取代基或X3及X4表示由通式(2)表示的取代基的情况下,初始HTP及HTP变化率均更优异。
并且,由实施例1与实施例11之间、实施例2与实施例12及实施例13之间的对比及实施例4与实施例14之间的对比确认到,通式(1)中,在X1及X2表示由通式(2)表示的取代基的情况下,HTP变化率更优异。
并且,由实施例1与实施例11之间的对比、实施例2与实施例12及实施例13之间的对比、实施例4与实施例14之间的对比确认到,通式(1)中,在X3及X4表示由通式(2)表示的取代基的情况下,初始HTP更优异。
并且,由实施例4与实施例7之间的对比及实施例2与实施例6之间的对比确认到,通式(2)中,在A1表示芳香族烃环基的情况下,HTP变化率更优异。
并且,由实施例4及5与实施例2及3之间的对比、实施例9与实施例8之间的对比以及实施例14与实施例12之间的对比确认到,通式(2)中,在m表示1或2的情况下,初始HTP更优异。
并且,由实施例8与实施例2之间的对比、实施例9与实施例4之间的对比及实施例15与实施例12之间的对比确认到,通式(2)中,在由-A1-(Z1-A2)m-R1表示的部位和由*-表示的键合位置在-CH=CH-处配置成顺式的情况下(换言之,通式(1)中的联萘骨架和通式(2)中的由-A1-(Z1-A2)m-R1表示的部位在通式(2)中的-CH=CH-处以顺式配置的情况下),HTP变化率更优异。
并且,由实施例1与实施例2之间的对比及实施例11与实施例12之间的对比确认到,在R5或R6为由通式(3)表示的取代基的情况下,初始HTP更优异。
[反射膜的制作]
〔液晶组合物的制备〕
以下述配方制备了液晶组合物。
────────────────────────────────
·化合物CD-1:5质量份
·以上所示的液晶性化合物LC-1:100质量份
·下述表面活性剂S-1:0.1质量份
·IRGACURE 907(BASF制):3质量份
·溶剂(甲基乙基酮/环己酮=90:10(质量比)):组合物的固体成分浓度成为30质量%的量
────────────────────────────────
表面活性剂S-1为日本专利第5774518号中记载的化合物,具有下述结构。
[化学式65]
Figure BDA0003232866300000571
<反射膜的作制>
将聚酰亚胺取向膜材料SE-130(Nissan Chemical Corporation制)涂布于清洗后的玻璃基板上,形成了涂膜。煅烧得到的涂膜之后,通过进行摩擦处理,制作出带取向膜的基板。通过在转速1500rpm、10秒钟的条件下将上述液晶组合物40μL旋涂于该取向膜的摩擦处理面上,形成组合物层,在90℃下干燥(熟化)1分钟,从而使组合物层中的液晶性化合物取向(换言之,使其成为胆甾醇型液晶相的状态)。
接着,从光源(UVP公司制、2UV·透照器)经由具有开口部的掩模以4mW/cm2的照射强度对使液晶性化合物取向后的组合物层照射了10秒钟波长365nm的光(对应于改变CD-1的HTP的处理)。因掩模的开口部与非开口部之间的差异,组合物层处于存在被波长365nm的光照射的部位和未被照射的部位的状态。
接着,在去除掩模的状态下,在25℃、氮气氛下,以500mJ/cm2的照射量对组合物层照射紫外线(310nm)来实施固化处理,作为反射膜(对应于固定胆甾醇型液晶相而成的层)。
确认到:在得到的反射膜中,被波长365nm的光照射的部位的选择反射波长与未被照射的部位的选择反射波长不同(胆甾醇型层的螺旋的节距不同)。

Claims (13)

1.一种由通式(1)表示的化合物,其中,
Figure FDA0003232866290000011
通式(1)中,实线与虚线平行的部分表示单键或双键,
通式(1)中,X1~X6分别独立地表示氢原子或取代基,其中,X1~X4中的至少一个表示由下述通式(2)表示的取代基,
*-CH=CH-A1-(Z1-A2)m-R1 (2)
通式(2)中,A1及A2分别独立地表示烃环基或杂环基,R1表示氢原子或取代基,Z1表示单键、-O-、-S-、-CH2O-、-CO-、-COO-、-CO-S-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NRA-、-CH2CH2-、-CH2S-、-CF2O-、-CF2S-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-OCO-C(CN)=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C≡CCOO-或-C≡C-,RA表示氢原子或烷基,m表示0~2的整数,*表示与通式(1)中的联萘骨架的键合位置,另外,在m为2的情况下,存在的多个Z1彼此及存在的多个A2彼此可以分别相同,也可以分别不同,并且,通式(1)中,在存在多个由通式(2)表示的取代基的情况下,存在的多个由通式(2)表示的取代基可以分别相同,也可以分别不同,
其中,由通式(1)表示的化合物满足所有下述条件(A)~(C),
条件(A):通式(2)中,在R1为由-NRBRC表示的取代基的情况下,RB及RC中的至少一个表示氢原子或烷基,
条件(B):在X1~X4中的两个以上表示由通式(2)表示的取代基的情况下,存在的多个R1彼此不会相互连结而形成环,并且存在的多个A1彼此及存在的多个A2彼此不会相互连结而形成环,
条件(C):在X3及X4中的至少一个表示由通式(2)表示的取代基的情况下,X1及X2相互连结而形成环。
2.根据权利要求1所述的化合物,其中,
所述通式(1)中,X1及X2分别独立地表示由通式(2)表示的取代基,或X3及X4分别独立地表示由通式(2)表示的取代基。
3.根据权利要求1或2所述的化合物,其中,
所述通式(1)中,X3及X4分别独立地表示由通式(2)表示的取代基。
4.根据权利要求1或2所述的化合物,其中,
所述通式(1)中,X1及X2分别独立地表示由通式(2)表示的取代基。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的化合物,其中,
所述通式(2)中,A1表示芳香族烃环基。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的化合物,其中,
所述通式(2)中,m表示1或2。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的化合物,其中,
所述通式(1)中,X5及X6分别独立地表示由下述通式(3)表示的取代基,
*-Z2-(A3-Z3)n-R2(3)
通式(3)中,A3表示烃环基或杂环基,R2表示取代基,Z2及Z3分别独立地表示单键、-O-、-S-、-CH2O-、-CO-、-COO-、-CO-S-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NLA-、-CH2CH2-、-CH2S-、-CF2O-、-CF2S-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-OCO-C(CN)=CH-、-COO-CH2CH2-、-OCO-CH2CH2-、-COO-CH2-、-OCO-CH2-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-N=CH-、-C=N-、-CF=CF-、-C≡CCOO-或-C≡C-,LA表示氢原子或烷基,n表示0~2的整数,*表示与通式(1)中的联萘骨架的键合位置,另外,在n为2的情况下,存在的多个A3彼此及存在的多个Z3彼此可以分别相同,也可以分别不同。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的化合物,其中,
所述通式(2)中,由-A1-(Z1-A2)m-R1表示的部位和由*-表示的键合位置在所述通式(2)中的-CH=CH-处配置成顺式。
9.一种液晶组合物,其含有权利要求1至8中任一项所述的化合物和液晶性化合物。
10.根据权利要求9所述的液晶组合物,其中,
所述液晶性化合物含有两个以上的聚合性基团。
11.一种固化物,其将权利要求9或10所述的液晶组合物固化而成。
12.一种光学各向异性体,其将权利要求9或10所述的液晶组合物固化而成。
13.一种反射膜,其将权利要求9或10所述的液晶组合物固化而成。
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