JP2000336053A - トリフェニレン誘導体化合物 - Google Patents

トリフェニレン誘導体化合物

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JP2000336053A JP11147141A JP14714199A JP2000336053A JP 2000336053 A JP2000336053 A JP 2000336053A JP 11147141 A JP11147141 A JP 11147141A JP 14714199 A JP14714199 A JP 14714199A JP 2000336053 A JP2000336053 A JP 2000336053A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスコティック液晶材料として有用な新規
なトリフェニレン誘導体化合物を提供する。 【解決手段】 一般式(I)で示されるトリフェニレン
誘導体化合物。(式中、R1 ,R2 ,R3 ,R4 ,R
5 ,R6 はそれぞれ独立に2つ以上のOCH2 CH 2
グメントあるいはOCH2 CH2 CH2 セグメントから
構成され、末端部分に炭素原子数1から20の分岐状ま
たは直鎖状のアルキル基がついた側鎖を示す。但し、該
アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置き換わってい
てもよく、また1つ以上のメチレン基はO、CO、−C
H=CH−、−C≡C−またはエポキシ基に置き換わっ
ていてもよい。) 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディスコティック
液晶材料として有用な新規なトリフェニレン誘導体化合
物に関する。
【0002】
【従来の技術】ディスコティック液晶は、1977年に
S.Chandrasekharらにより発見された
(“Pramana”,471(1977))液晶で
ある。例えば、同著者らによって、“Discotic
Liquid Crystals”と題して“Re
p.Prog.Phys.”53(1990)57に、
あるいは竹中俊介によって“ディスコチック液晶分子の
デザインと合成”と題して日本化学会編“季刊化学総
説”22巻60頁に解説されているように、ディスク
(円盤)状のコアに比較的長い側鎖が複数個結合した化
合物である。
【0003】その化合物の種類は主にコアの構造によっ
て類別することができ、6置換ベンゼンおよび3置換ベ
ンゼンの誘導体、フタロシアニンおよびポルフィリンの
誘導体、トリフェニレン、トルクセン、ピリリウムの各
誘導体、トリベンゾシクロノネン誘導体、アザクラウン
誘導体、シクロヘキサン誘導体等があげられる。
【0004】ディスコティック液晶の構造的な特徴か
ら、過去、デバイスヘの応用を示唆するいくつかの報告
がなされている。フタロシアニンやトリフェニレンのよ
うな共役パイ電子を有する系においては電子(またはホ
ール)のチャネルを提供することができる。(Piec
hocki et al.:“J.Am.Chem.S
oc.”1982,104,pp5245)また、コア
がアザクラウンのような環状の場合には、中心の空隙部
を選択的に分子が通過する分子チャネルを提供すること
ができる示唆がなされている。(Lehn et a
l.:“J.Chem.Soc.”,Chem.Com
mun.,1985,ppl794)
【0005】一方、トリフェニレン骨格を持つ化合物に
ついては、“Mol.Cryst.Liq.Crys
t.”,65,307(1981)、“Liquid
Crystal”1986,Vol.1,No.2,1
09〜125及び特開平10−120730号公報等で
知られているが、側鎖にエーテル酸素を2個以上含み、
液晶性を備えている化合物についてはほとんど知られて
いない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、この様な従
来技術に鑑みてなされたものであり、ディスコティック
液晶材料として有用な新規なトリフェニレン誘導体化合
物を提供する事にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、下記一
般式(I)で示されるトリフェニレン誘導体化合物であ
る。
【0008】
【化2】
【0009】(式中、R1,R2,R3,R4,R5,R6
それぞれ独立に2つ以上のOCH2CH2セグメントある
いはOCH2CH2CH2セグメントから構成され、末端
部分に炭素原子数1〜20の分岐状または直鎖状のアル
キル基がついた側鎖を示す。但し、該アルキル基中の水
素原子はフッ素原子に置き換わっていてもよく、また1
つ以上のメチレン基はO、CO、−CH=CH−、−C
≡C−またはエポキシ基に置き換わっていてもよい。)
【0010】上記のトリフェニレン誘導体化合物は、デ
ィスコチックカラムナー相を有するのが好ましい。ま
た、本発明は、上記のトリフェニレン誘導体化合物から
なる液晶材料である。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の新規なトリフェニレン誘
導体化合物は、下記一般式(I)で示される化合物であ
る。
【0012】
【化3】
【0013】一般式(I)において、R1,R2,R3
4,R5,R6はそれぞれ独立に2つ以上のOCH2CH
2セグメントあるいはOCH2CH2CH2セグメントから
構成され、末端部分に炭素原子数1〜20の分岐状また
は直鎖状のアルキル基がついた側鎖を示す。但し、該ア
ルキル基中の水素原子はフッ素原子に置き換わっていて
もよく、また1つ以上のメチレン基はO、CO、−CH
=CH−、−C≡C−またはエポキシ基に置き換わって
いてもよい。
【0014】前記一般式(I)において、好ましくはR
1,R2,R3,R4,R5,R6がそれぞれ独立に(OCH
2CH2nOR7または(OCH2CH2CH2nOR7
ある。式中nは1〜20の整数であり、R7は炭素原子
数4〜20の分岐状または直鎖状のアルキル基を示す。
該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置き換わって
いてもよく、また1つ以上のメチレンはO、CO、−C
H=CH−、−C≡C−またはエポキシ基に置き換わっ
ていてもよい。
【0015】また、液晶性の観点から、nは好ましくは
1〜3の整数であり、R7は、炭素原子数4〜20、好
ましくは炭素原子数4〜10の分岐状または直鎖状のア
ルキル基である。R7としては、例えばペンチル基、ヘ
プチル基、ノナニル基、ウンデシル基、トリデシル基、
ヘキサデシル基などが挙げられる。
【0016】更にこれら化合物が有する液晶相は、ディ
スコチックカラムナー相であることが好ましい。また、
本発明の化合物をポリマー化して用いる場合は、好まし
くは末端が−CH=CH2、−C≡CHまたはエポキシ
基であるものが好ましい。
【0017】次に本発明の一般式(I)で示される化合
物の一般的な製造方法を説明する。 (1)R1,R2,R3,R4,R5,R6が同じ場合(R1
=R2=R3=R4=R5=R6=Ra) 2,3,6,7,10,11−ヘキサヒドロキシトリフ
ェニレンに6倍モルのRaに相応するハロゲン誘導体あ
るいはトシレート誘導体を、塩基の存在下で作用させて
製造する。その反応式を下記に示す。
【0018】
【化4】
【0019】(2) R1,R2,R3,R4,R5,R6
異なる場合 例えば、R1=R3=R5=Ra、R2=R4=R6=Rbの
場合は、2,3,6,7,10,11−ヘキサヒドロキ
シトリフェニレンに先ず3倍モルのRaに相応するハロ
ゲン誘導体あるいはトシレート誘導体を塩基の存在下で
作用させた後、3倍モルのRbに相応するハロゲン誘導
体あるいはトシレート誘導体を同じく塩基の存在下で作
用させて製造する。その反応式を下記に示す。
【0020】また、2,3,6,7,10,11−ヘキ
サヒドロキシトリフェニレンにそれぞれR1,R2
3,R4,R5,R6に相応するハロゲン誘導体あるいは
トシレート誘導体を化学量論的に作用させて一段階で製
造し、カラムクロマトグラフィーにより、取り分ける方
法も有効である。
【0021】
【化5】
【0022】以下、本発明の一般式(I)で示される化
合物の具体的な構造式を表1〜9に示す。但し、本発明
はこれらのみに限定されるものではない。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】
【表3】
【0026】
【表4】
【0027】
【表5】
【0028】
【表6】
【0029】
【表7】
【0030】
【表8】
【0031】
【表9】
【0032】従来、トリフェニレン骨格を持つ化合物に
ついては、前述したように、“Mol.Cryst.
Liq.Cryst.”,65,307(1981)、
“Liquid Crystal”,1986,Vo
l.1,No.2,109〜125及び特開平10−
120730号公報等で知られている。しかしながら、
は側鎖にエーテル酸素が含まれていない。は側鎖に
エーテル酸素は含まれているが単体では液晶性を示さ
ず、水と混合することで初めてリオトロピック液晶を示
す。はトリフェニレン骨格にクラウンエーテル環を直
結したもので、構造も異なるがフレキシブル性に欠ける
為に液晶性を示さない。以上の点が本発明の一般式
(I)で示される化合物と、従来のトリフェニレン骨格
を持つ化合物とは相違点する。
【0033】更に本発明の化合物は、他の液晶化合物、
非液晶化合物の1種以上と適当な割合で混合する事によ
り、液晶相、液晶転移温度を調整する事が出来る。ま
た、側鎖の末端に重合可能な重合性基が付いている場合
は重合架橋して固定化することができる。
【0034】本発明の化合物はディスコチック液晶性を
利用して電子(またはホール)の輸送等の様々な機能が
期待されるが、特にエーテル酸素の存在により誘電率が
大きい為に電解質としてのイオン輸送機能が期待され
る。その場合、金属イオンと混合することで良好な電解
質を得ることができる。
【0035】
【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。 実施例1 2,3,6,7,10,11−ヘキサ(2−ヘキシルオ
キシエチルオキシ)トリフェニレン(例示化合物T−
6)の製造 (1)p−トルエンスルホン酸2−ヘキシルオキシエチ
ルの製造 反応容器に2−ヘキシルオキシエタノール3.29g
(22.5mmol)とピリジン5.33g(67.5
mmol)を入れ、それに氷浴中、p−トルエンスルホ
ン酸クロリド4.72g(24.7mmol)を加え、
1時間撹拌した後、室温で更に3時間撹拌した。反応終
了後、3N−HClを加え酸性とした後、トルエンで2
回抽出した。抽出液を水で洗浄した後、無水硫酸ナトリ
ウムを加え乾燥した。溶媒を留去した後、シリカゲルカ
ラムクロマトグラフィー(溶離溶媒:トルエン/酢酸エ
チル=10/1)により精製し、p−トルエンスルホン
酸2−ヘキシルオキシエチル6.45g(21.5mm
ol)を得た。収率95%
【0036】(2) 2,3,6,7,10,11−ヘ
キサ(2−ヘキシルオキシエチルオキシ)トリフェニレ
ンの製造 反応容器に乾燥N,N−ジメチルホルムアミド(DM
F)15mlと水素化ナトリウム(60% in oi
l(鉱油))0.77g(19.3mmol)を入れ、
それに水浴中、2,3,6,7,10,11−ヘキサヒ
ドロキシトリフェニレン0.92g(2.84mmo
l)を加え1時間撹拌した。その後、p−トルエンスル
ホン酸2−ヘキシルオキシエチル6.3g(21.0m
mol)と乾燥DMF5mlの混合液を滴下し、80℃
で5時間撹拌した。反応終了後、水を加えトルエンで2
回抽出した。抽出液を水で洗浄した後、無水硫酸ナトリ
ウムを加え乾燥した。溶媒を留去した後、シリカゲルカ
ラムクロマトグラフィー(溶離溶媒:トルエン/酢酸エ
チル=5/1)を2回行い精製し、2,3,6,7,1
0,11−ヘキサ(2−ヘキシルオキシエチルオキシ)
トリフェニレン1.15g(1.0mmol)を得た。
収率35%
【0037】図1に得られた2,3,6,7,10,1
1−ヘキサ(2−ヘキシルオキシエチルオキシ)トリフ
ェニレンのNMRチャートを示す。
【0038】また、得られた化合物のDSCによる相転
移温度を以下に示す。 昇温過程 Cry(−24℃)Xl(17℃)X2(29℃)Dh
(84℃)Iso 冷却過程 Iso(81℃)Dh(16℃)X2(5℃)Xl(<
−50℃)Cry Cry:結晶相、X1,X2:未同定の相、Dh:ディ
スコチックカラムナー相、Iso:等方相
【0039】実施例2 2,3,6,7,10,11−ヘキサ(1,4,7−ト
リオキサトリデシル)トリフェニレン(例示化合物T−
16)の製造 (1)p−トルエンスルホン酸1,4,7−トリオキサ
トリデシルの製造 反応容器に2−(2−ヘキシルオキシエチルオキシ)エ
タノール8.55g(45.0mmol)とピリジン1
0.7g(135mmol)を入れ、それに氷浴中、p
−トルエンスルホン酸クロリド9.43g(49.5m
mol)を加え、1時間撹拌した後、室温で更に2時間
撹拌した。反応終了後、3N−HClを加え酸性とした
後、トルエンで2回抽出した。抽出液を水で洗浄した
後、無水硫酸ナトリウムを加え乾燥した。溶媒を留去し
た後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離溶
媒:トルエン/酢酸エチル=15/1)により精製し、
p−トルエンスルホン酸1,4,7−トリオキサトリデ
シル13.24g(38.5mmol)を得た。収率8
6%
【0040】(2)2,3,6,7,10,11−ヘキ
サ(1,4,7−トリオキサトリデシル)トリフェニレ
ンの製造 反応容器に乾燥DMFl5mlと水素化ナトリウム(6
0% in oil(鉱油))0.77g(19.3m
mol)を入れ、それに水浴中、2,3,6,7,1
0,11−ヘキサヒドロキシトリフェニレン0.92g
(2.84mmol)を加え1時間撹拌した。その後、
p−トルエンスルホン酸1,4,7−トリオキサトリデ
シル7.3g(20.9mmol)と乾燥DMF 5m
lの混合液を滴下し、80℃で6時間撹拌した。反応終
了後、水を加えトルエンで2回抽出した。抽出液を水で
洗浄した後、無水硫酸ナトリウムを加え乾燥した。溶媒
を留去した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー
(溶離溶媒:クロロホルム)を3回行い精製し、2,
3,6,7,10,11−ヘキサ(1,4,7−トリオ
キサトリデシル)トリフェニレン0.95g(0.70
mmol)を得た。収率25%
【0041】図2に得られた2,3,6,7,10,1
1−ヘキサ(1,4,7−トリオキサトリデシル)トリ
フェニレンのNMRチャートを示す。
【0042】また、得られた化合物の相転移温度を以下
に示す。 昇温過程 Cry(16℃)Dh(35℃)Iso 冷却過程 Iso(30℃)Dh(16℃)Cry Cry:結晶相、Dh:ディスコチックカラムナー相、
Iso:等方相
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ディスコティック液晶材料として有用な新規なトリフェ
ニレン誘導体化合物を得る事が出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で製造した2,3,6,7,10,1
1−ヘキサ(2−ヘキシルオキシエチルオキシ)トリフ
ェニレンのNMRチャートである。
【図2】実施例2で製造した2,3,6,7,10,1
1−ヘキサ(1,4,7−トリオキサトリデシル)トリ
フェニレンのNMRチャートである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(I)で示されるトリフェニ
    レン誘導体化合物。 【化1】 (式中、R1,R2,R3,R4,R5,R6はそれぞれ独立
    に2つ以上のOCH2CH2セグメントあるいはOCH2
    CH2CH2セグメントから構成され、末端部分に炭素原
    子数1〜20の分岐状または直鎖状のアルキル基がつい
    た側鎖を示す。但し、該アルキル基中の水素原子はフッ
    素原子に置き換わっていてもよく、また1つ以上のメチ
    レン基はO、CO、−CH=CH−、−C≡C−または
    エポキシ基に置き換わっていてもよい。)
  2. 【請求項2】 前記一般式において、R1,R2,R3
    4,R5,R6がそれぞれ独立に(OCH2CH2nOR
    7あるいは(OCH2CH2CH2nOR7(式中、nは1
    〜20の整数であり、R7は炭素原子数4〜20の分岐
    状または直鎖状のアルキル基を示す。但し、該アルキル
    基中の水素原子はフッ素原子に置き換わっていてもよ
    く、また1つ以上のメチレンはO、CO、−CH=CH
    −、−C≡C−またはエポキシ基に置き換わっていても
    よい。)である請求項1記載のトリフェニレン誘導体化
    合物。
  3. 【請求項3】 ディスコチックカラムナー相を有する請
    求項1または2に記載のトリフェニレン誘導体化合物。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載のトリ
    フェニレン誘導体化合物からなる液晶材料。
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