JP2699109B2 - 光学活性化合物、その中間体、液晶組成物及び液晶表示素子 - Google Patents

光学活性化合物、その中間体、液晶組成物及び液晶表示素子

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JP2699109B2
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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、その中間体、液晶
組成物及び液晶表示素子に係わり、特に応答性、メモリ
ー性に優れた強誘電性液晶表示用材料及びその原料に関
するものである。
〔従来技術〕
液晶表示素子は、そのすぐれた特徴（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、最も一般的であるTN型表示方式では、CRT
など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の表示の記憶（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、時分割駆動の必要なテレビ等の
動画面等への応用には多くの制約があり、適したものと
は言えなかった。
最近、メイヤーらにより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型の100〜1000倍という
高速応答とメモリー効果が得られるため、次世代の液晶
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。
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、実用的には、その中で最
も低粘性であるキラルスメクチックＣ（以下Sc＊と省略
する）相が最も望ましい。
Sc＊相を示す液晶化合物は、既に数多く合成され、検
討されているが、強誘電性表示素子として用いるための
以下の条件としては、（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）自発分極がある程大き
いこと、が好ましいが、これらを単独で満足するものは
知られていない。
このため、Sc＊相を示す液晶組成物（以下Sc＊液晶組
成物という。）として用いられている。Sc＊液晶組成物
の調製方法としては、主としてSc＊相を示す液晶化合物
（以下Sc＊液晶化合物という。）を混合する方法と、光
学的に活性でないSc相を示す液晶組成物（以下Sc液晶組
成物という。）に光学的に活性な化合物又は組成物をキ
ラルドーパントとして加える方法があるが、Sc液晶組成
物はSc＊液晶組成物より低粘性であるので、後者の方法
が高速応答に適しており一般的に用いられている。
キラルドーパンドとしては必ずしもSc＊相、あるいは
液晶性を示す必要はないが、Sc液晶組成物に添加した場
合にその転移点をあまり降下させないものが好ましく、
できるかぎり少量の添加で大きい自発分極を誘起できる
ものが、Sc＊液晶組成物としての粘度を低下させ、応答
の高速化をはかる上で好都合である。このようなキラル
ドーパントを構成するためには、これまで知られている
光学活性化合物だけでは十分でなく、より強い自発分極
を示すことができる化合物が望まれていた。
強い自発分極を示すためには、化合物中における不斉
中心と双極子とができるかぎり近接しており、かつそれ
らは液晶中心骨格（コア）にできるかぎり近接してお
り、また、双極子はできるかぎり強いもの程好ましいこ
とが知られている。強い双極子モーメントを示す基とし
ては、シアノ基を挙げることができるが、これを不斉中
心に直結させ、かつコアに近接させることは合成的にか
なり困難があり、これまでにはわずかにアミノ酸を出発
原料にした、コアに次の基 を結合したものが知られている（第２回国際液晶学会予
稿集1988年、特開昭61−243055号公報）に過ぎず、その
不斉中心をさらにコアに近付けた化合物は知られていな
い。
〔発明が解決しようとする課題〕
以上のように、従来のSc＊相に示す液晶化合物は、そ
の粘性及び自発分極性において不十分であり、高速応答
性の液晶材料を提供するには問題があり、その改善が望
まれていた。
本発明が解決しようとする課題は、液晶材料に用いて
自発分極が大きく、かつ低粘性を示す光学活性化合物を
提供し、高速応答の可能な強誘電性液晶表示用材料の提
供を可能にすることにある。
〔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、下記一般式
（Ｉ）で示される光学活性なシアノ基を有する光学活性
化合物を提供するものである。
式中、R1は炭素原子数１〜10のアルキル基又は水素原
子を表わし、Ｃ＊は（Ｒ）又は（Ｓ）配置の不斉炭素原
子を表わし、R2は炭素原子数１〜18のキラル又はアキラ
ルなアルキル基、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、アルコキシアルコキシル
基、アルコキシアルカノイルオキシ基又はアルカノイル
オキシアルコキシル基を表わすが、未置換であっても、
あるいは任意の水素原子がフッソ原子、塩素原子又はシ
アノ基により置換されていてもよく、環Ａ及び環Ｂはそ
れぞれ独立して１〜２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
ピリジン−2,5−ジイル基を表わし、ＺはCOO、OCO、CH2
O、OCH2、CH2CH2、−Ｃ≡Ｃ−又は単独結合を表わし、
ｍは０又は１を表わす。
これらのうちｍ＝１、Ｚが単結合、 であるときは、R2が （式中、R3は炭素数２〜10のアルキル基を表わし、ｎは
０〜10の整数を表わす。）で表されるキラルなアルコキ
シル基、あるいはR2が （式中、ｎは０〜10の整数）で表わされるキラルなアル
キル基であることも好ましい。
本発明はさらに、上記一般式（Ｉ）の化合物の製造過
程における中間体である下記一般式（IV）で表わされる
光学活性化合物、さらに下記一般式（II）で表わされる
光学活性基を有する化合物を少なくとも１種含有する液
晶組成物、及びこれを用いた液晶表示素子を提供するも
のである。
（式中、R1は炭素原子数１〜10のアルキル基又は水素原
子を表わし、Ｚは水素原子又はアセチル基を表わし、Ｃ
＊は（Ｒ）又は（Ｓ）配置の不斉炭素原子を表わす。） （式中、Ｃ＊、R1は上記一般式（Ｉ）のものと同じもの
を表わす。） 以下順次説明する。
前記一般式（Ｉ）の化合物は以下のようにして製造す
ることができる。
即ち、４−アセトキシベンズアルデヒドをルイス酸及
び光学活性ジオール存在下シアノトリメチルシランと反
応させて光学活性な２−（４−アセトキシフェニル）−
２−ヒドロキシアセトニトリルとする。
ここでＣ＊は（Ｒ）または（Ｓ）配置の不斉炭素を表
わす。
ルイス酸としてはチタン系化合物、特にジクロロジイ
ソプロポキシチタンが好ましく、光学活性ジオールとし
ては、1,1,4,4−テトラフェニル−2,3−（２−フェニル
エチリデンジオキシ）−ブタン−1,4−ジオールが好ま
しい。またモレキュラーシーブス存在下に反応させるこ
とが特に好ましい。
次にこれを酸触媒存在下、一般式（Ｖ）または
（Ｖ）′で表わされるトリクロロアセトイミデート化合
物と反応させることにより、一般式（IV）において、Ｚ
がアセチル基である一般式（IV a）で表わされる光学活
性なα−シアノベンジルアリルエーテルが得られる。酸
触媒としては、トリフルオロ酢酸が好ましく。また脱水
剤としてモレキュラーシーブスの存在下行うことが好ま
しい。
（式中、R1及びＣ＊は一般式（Ｉ）におけると同じ意味
を有する。） 次にこれを加水分解することにより、一般式（IV）に
おいてＺが水素原子である一般式（IV b）で表わされる
光学活性なフェノール誘導体を得ることができる。この
場合に、非水溶液中で、ベンジルアミン等の弱塩基を用
いることが好ましい。
一方、一般式（III）で表わされるカルボン酸を塩化
チオニル等と反応させて酸塩化物とし、これをピリジン
等の塩基存在下、前記（IV b）のフェノール誘導体と反
応させることにより、一般式（Ｉ）の化合物を得ること
ができる。
また、一般式（III）のカルボン酸と一般椎（IV b）
のフェノール誘導体とを直接、DCC（ジシクロヘキシル
カルボジイミド）等の脱水縮合剤存在下反応させること
により一般式（Ｉ）の化合物を得ることもできる。
上記のようにして本発明の一般式（Ｉ）の光学活性化
合物が得られるが、これらに属する個々の具体的な化合
物及び上記一般式（IV a）（IV b）等に属する個々の具
体的中間物は、融点等の相転移温度、元素分析、赤外線
吸収スペクトル、核磁気共鳴スペクトル、マススペクト
ル等の手段により確認することができる。
かくして得られた一般式（Ｉ）で示される化合物の例
を表１に挙げる。
本発明における一般式（Ｉ）で表わされる光学活性化
合物の優れた特徴の１つとしては、キラルドーパンドと
してSc相を示す組成物中に少量添加するだけで、十分に
大きい自発分極を誘起し、その結果高速応答が可能とな
ることが挙げられる。
本発明においては一般式（II）で示される光学活性基
を有する光学活性化合物を少なくとも１種含有する液晶
組成物も提供するが、この光学活性化合物として上記一
般式（Ｉ）で示される化合物が挙げられ、これらは例え
ば表１におけるNo.12の化合物をピリミジン系のSc母体
液晶組成物に５％添加して得られるSc＊組成物は室温付
近（Sc＊相の上限温度（Tc）の約40度低温側）において
14.4nC/cm2という値を示した。
これは初期の強誘電性液晶として知られる（Ｓ）−２
−メチルブチル（ｐ−デシルオキシベンジリデン）アミ
ノベンゾエート（DOBAMBC）が単独でも２〜3nC/cm2程度
であるのと比較すると非常に大きい値であることがわか
る。
これは、一般式（II）で示される化合物においては、
不斉炭素原子が液晶の中心骨格（コア）及び強い双極子
モーメントを有するシアノ基に直接結合していることに
よると考えられる。
本発明の一般式（Ｉ）で示される光学活性化合物は、
単独でもSc＊相を含め、液晶相を示すものも存在するけ
れども、２環型では液晶性が悪く、３環型では融点が高
いため単独での使用はあまり適さない。組成物として、
特に強誘電性液晶表示素子として用いる場合には、粘性
の小さいSc液晶組成物中にキラルドーパントの一部又は
全部として加えることによりSc＊液晶組成物として用い
るのが効果的である。
本発明で使用する一般式（II）の光学活性基を有する
化合物、例えば一般式（Ｉ）で示される化合物をドーピ
ングするためのSc組成物に用いるべきSc化合物として
は、例えば、下記一般式（Ａ）で表わされるようなフェ
ニルベンゾエート系化合物や一般式（Ｂ）で表されるピ
リミジン系化合物をあげることができる。
（式中、Ra及びRbは直鎖または分枝のアルキル基、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、またはアルコキシカルボニルオキシ基を表わ
し、同一であっても異なっていても良い。） （式中、Ra、Rbは前記一般式Ａと同じ） また、一般式（Ａ）、（Ｂ）を含め、一般式（Ｃ）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。
（式中、Ra、Rbは一般式Ａと同じであり、 あるいはこれらのハロゲン置換体を表わし、同一であっ
ても異なっていてもよい。Zaは−COO−、−OCO−、−CH
2O−、−OCH2−、−CH2CH2、−Ｃ≡Ｃ−、または単結合
を表す。） また、Sc相の温度範囲を高温域に拡大する目的には、
一般式（Ｄ）で表わされる３環型化合物を用いることが
できる。
（式中、Ra、Rbは一般式Ａと同じであり、 は前記一般式（Ｃ）の と同様であって同一であっても異なっていてもよく、
Za、Zbは前記一般式（Ｃ）のZaと同様であって、同一で
あっても異なっていてもよい。） これらの化合物は混合してSc液晶組成物として用いる
のが効果的であるが組成物として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。
こうして得られたSc液晶組成物に本発明の一般式（I
I）の光学活性基を有する化合物、特に一般式（Ｉ）で
示される化合物、及び必要とあれば、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。
本発明の一般式（II）の光学活性基を有する化合物か
らなる液晶組成物、あるいはこれを他の上記Sc化合物あ
るいはSc液晶組成物にドーピングして得られた液晶組成
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。このために多くの方
法が試みられているが、液晶材料としては、等方性液体
相（Ｉ）キラルネマチック相（Ｎ＊）スメクチック
Ａ相（SA）キラルスメクチックＣ相（Sc＊）という相
系列を示し、かつＮ＊相、およびSc＊相、特にＮ＊相に
おける螺旋ピッチを大きくしたものが、良好な配向性を
示すことが知られている。螺旋ピッチを大きくするに
は、互いに捩れの向きが逆のキラル化合物を適量混合す
ればよいわけであるが、その際、自発分極が、打ち消し
合わないよう注意する必要がある。
本発明の一般式（Ｉ）で示される化合物は少なくとも
１つの不斉炭素原子（Ｃ＊）が存在するが、Ｃ＊を含む
一般式（II）の光学活性基が誘起する自発分極の極性
（前述のDOBAMBCの極性を−と定義する）は、測定の結
果、Ｃ＊が（Ｒ）の場合には＋、（Ｓ）の場合には−で
ある。
一方、Ｎ＊相に誘起する螺旋ピッチの向きはＣ＊が
（Ｒ）の場合右であり（Ｓ）の場合には左である。
前述のように、良好な配向性を得るためには、Ｎ＊相
における螺旋のピッチが充分長い必要があるが、このた
めには、通常螺旋の向きが逆の光学活性化合物を加えて
ピッチを調整する方法が採られている。しかし、この場
合、自発分極の極性が反対であると打ち消し合って小さ
くなってしまうから、その方向をそろえておく必要があ
る。
例えばNo.2の化合物では、螺旋向きが右で自発分極が
＋であるから、例えば、 を有する化合物の如く、左巻きで自発分極が＋の化合物
と混合することにより、自発分極を小さくすることな
く、螺旋のピッチを大きくすることができる。一般式
（II）の光学活性基を有する化合物がＮ＊相に誘起する
螺旋ピッチは比較的小さく、また、その温度による変化
は小さいので、その調整も容易である。
また、本発明の一般式（Ｉ）で示される化合物は強誘
電性液晶組成物としてのみではなく、従来のTN液晶にお
いて、いわゆるリバースドメインの防止に用いたり、ST
N液晶において強いねじり力の誘起のために用いること
もできる。この目的には螺旋ピッチの小さい化合物がよ
り適している。
あるいは例えばＣ＊の絶対配置が（Ｒ）の場合に、一
般式（Ｉ）におけるR1として、（Ｓ）配置の あるいは（Ｒ）配置の を導入することにより自発分極をさらに強めながら螺旋
ピッチを大きくするか、あるいはその向きが逆転した化
合物を得ることも可能である。R1として他の光学活性な
基を導入することによっても自発分極を強め、螺旋の向
きピッチの大きさの異なった化合物を得ることもでき
る。これらを用いて一般式（Ｉ）の化合物だけでもピッ
チ調整を行うことさえ可能である。
〔実施例〕
以下に実施例をあげて、本発明を具体的に説明する
が、勿論、本発明の主旨、及び適用範囲はこれらの実施
例により制限されるものではない。
なお、化合物の構造は核磁気共鳴スペクトル（NM
R）、及び赤外吸収スペクトル（IR）、マススペクトル
（MS）により確認した。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（DS
C）を併用して行なった。IRにおける（KBr）は錠剤成形
によりまた、（neat）は液膜による測定を表わす。NMR
における（CDCl3）や（CCl4）は溶媒を、ｓは１重線、
ｄは２重線、ｔは３重線、dtは２重線の３重線、ddtは
さらに２重となった２重の３重線を、ｍは多重線を、br
は幅広い吸収を表し、Ｊはカップリング定数を表す。MS
におけるＭ＊は親ピークを表し、（ ）内の数値はその
ピーク相対強度を表す。また、温度は℃を表す。組成物
中における％はすべて重量％を表す。
実施例１ （Ｒ）−２−（４−アセトキシフェニル）−２−ヒドロ
キシエタンニトリルの合成 アルゴン雰囲気下、（2R,3R）−1,1,4,4−テトラフェ
ニル−2,3−（２−フェニルエチリデンジオキシ）−ブ
タン−1,4−ジオール（3.96g,75mmol）、モレキュラー
シーブス3A（600mesh）2gを無水トルエン17mlに懸濁さ
せ、ジクロロジイソプロポキシチタンのトルエン溶液
（0.4M）15.6ml（6.3mmol）を滴下後、室温で１時間攪
拌した。この混合溶液に、４−アセトキシベンズアルデ
ヒド（0.438ml,3.1mmol）を滴下後、−78℃に冷却し
た。この混合溶液に、トリメチルシリルシアニド（2.08
ml,15.5mmol）を滴下し、−65℃にて12時間反応させ
た。この混合溶液にpH7の緩衝液を加え、室温にもど
し、沈澱を濾過し、有機層を分取した。水層に酢酸エチ
ルを加え、有機層を分取後、先の有機層とあわせ乾燥
後、濃縮した。残渣をカラムクロマトグラフィー（ワコ
ーゲルＣ−200,ヘキサン／酢酸エチル＝3/1）で分離精
製して、（Ｒ）−２−（４−アセトキシフェニル）−２
−ヒドロキシエタンニトリル555.9mg（収率93％,95.3％
e.e.）を得た。
以下に同定データを示す。
IR（neat）3450,2250,1755,1605,1510,1370,1200,1020,
915,855cm-1 1 HNMR（CDCl3）δ2.30（s,3H）,3.45（brs,1H）,5.45
（s,1H）,7.12（d,J＝8.8Hz,2H）,7.50（d,J＝8.8Hz,2
H） 実施例２ （Ｒ）−２−（４−アセトキシフェニル）−２−アリル
オキシエタンニトリルの合成 アルゴン雰囲気下、２−（４−アセトキシフェニル）
−２−ヒドロキシエタンニトリル（535mg,2.8mmol）を
無水ジクロロメタン9ml、無水シクロヘキサン18mlの混
合溶液に溶解させ、さらにモレキュラーシーブス3A300m
gを加えた。この混合溶液にアリル−2,2,2−トリクロロ
アセトイミデート（0.86ml,5.6mmol）を加えた。さらに
無水トリフルオロメタンスルホン酸130μを加え、１
日反応させた。反応混合物を濃縮して溶媒を除去し、残
渣を薄層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）で分離精製して、（Ｒ）−２−（４
−アセトキシフェニル）−２−アリルオキシエタンニト
リル235.9mg（収率36％）を得た。
以下に同定データを示す。
IR（neat）3100,2900,2250,1760,1645,1510,1420,1370,
1200,,1070,1010,910,820cm-1 1 HNMR（CDCl3）δ2.30（s,3H）,4.1〜4.5（m,2H）,5.27
（s,1H）,5.3〜5.5（m,2H）,7.15（d,J＝8.8,Hz,2H）,
7.51（d,J＝8.8Hz,2H） MSm/z:231（M+,6）,147（65）,132（100）,43（74） 元素分析:C13H13O3Nとして 計算値:C,67.52:H,5.67;N,6.06％ 実測値:C,67.34;H,5.65;N,5.86％ 実施例３ （Ｒ）−２−（４−ヒドロキシフェニル）−２−アリル
オキシエタンニトリルの合成 （Ｒ）−２−（４−アセトキシフェニル）−２−アリ
ルオキシエタンニトリル（185.6mg,0.8mmol）をエーテ
ル5mlに溶解させ、ベンジルアミン（0.097ml,0.88mmo
l）を加え、１日放置した。溶媒を除去後、残渣を薄層
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）で分離精製して、（Ｒ）−２−（４−ヒドロ
キシフェニル）−２−アリルオキシエタンニトリル128.
5mg（収率85％）を得た。
以下に同定データ示す。
▲〔α〕20 D▼＋47.2゜（ｃ＝0.81,CHCl3） IR（neat）3450,3100,3050,2250,1615,1605,1515,1450,
1270,1220,1060,1010,935,835cm-1 1 HNMR（CDCl3）δ1.68（brs,1H）,4.13（ddt,J＝12.3,
6.4,1.2Hz,1H）,4.26（ddt,J＝12.3,6.4,1.2Hz,1H）,5.
21（s,1H）,5.31（dq,J＝10.3,1.2Hz,1H）,5.38（dq,J
＝17.2,1.2Hz,1H）,5.92（ddt,J＝17.2,10.3,6.4Hz,1
H）,6.86（d,J＝8.7Hz,1H）,7.36（d,J＝8.7Hz,1H） MSm/z:189（M+,7）,147（30）,132（100）,121（24） 高分解能MSによる質量分析： C11H11O2Nとして 計算値 189.0789 実測値 189.0790 実施例４ ４′−オクチルオキシビフェニル−４−カルボン酸４−
（（Ｒ）−アリルオキシシアノメチル）フェニル（表1N
o.1の化合物）の合成 ４′−オクチルオキシビフェニル−４−カルボン酸ク
ロリド170mg及び実施例３で得た（Ｒ）−２−（４−ヒ
ドロキシフェニル）−２−アリルオキシエタンニトリル
94mgを無水ジクロルメタン10mlに溶解しこれにピリジン
0.5mlを加えた。４時間還流温度で反応させた後放冷
し、エーテル及び稀塩酸を加えた。有機層を炭酸水素ナ
トリウム水、水、飽和食塩水で順次洗滌し無水硫酸ナト
リウムで乾燥後、濃縮した。残渣をシリカゲルカラムク
ロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝5/1）で分
離精製して、表記化合物の白色結晶200mgを得た。（収
率81％）。さらにエタノールから再結晶を行った。
以下に同定データを示す。
IR:1735,1600,1510,1300,1270,1220,1200,1170,1075,93
5,875,830,765（cm-1） この化合物はSc＊を示した。その相転移温度は表１に
まとめて示した。
実施例５〜14 実施例１において、４′−オクチルオキシビフェニル
−４−カルボン酸に換えて、 ３′−フルオロ−４′−デシルオキシビフェニル−４
−カルボン酸（実施例５） ４′−オクチルビフェニル−４−カルボン酸（実施例
６） ４−オクチルオキシ安息香酸（実施例７） ４−（４−オクチルオキシベンゾイルオキシ）安息香
酸（実施例８） トランス−４−（４−オクチルフェニルオキシカルボ
ニル）シクロヘキサンカルボン酸（実施例９） ４−（トランス−４−ブチルシクロヘキシル）安息香
酸（実施例10） ４−（５−ヘプチルピリミジン−２−イル）安息香酸
（実施例11） ４−（５−ペンチルピリジン−２−イル）安息香酸
（実施例12） ４′−（（Ｓ）−２−メチルブチルオキシ）ビフェニ
ル−４−カルボン酸（実施例13） ４′−（（Ｓ）−２−メチルブチル）ビフェニル−４
−カルボン酸（実施例14） ４′−（（Ｒ）−１−メチルヘプチルオキシ）ビフェ
ニル−４−カルボン酸（実施例15） を各々用いた以外は実施例１と同様にして、表1No.2〜N
o.11の各化合物を得た。各々の相転移温度は表１にまと
めて示した。
実施例16〜22（Sc＊液晶組成物の調製） （Sc母体液晶組成物の調製） 母体液晶（Ａ） 次の組成のSc相を示す母体液晶（Ａ）を調製した。こ
の母体液晶（Ａ）は76.5℃以下でＮ相、65℃以下でS
A相、43℃以下でSc相を各々示し、その融点は−３℃で
あった。
母体液晶（Ｂ） 次の組成のSc相を示す母体液晶（Ｂ）を調製した。こ
の母体液晶（Ｂ）は68.5℃以下でSc相、73.5℃以下でSA
相、83.5℃以下でＮ相を各々示し、その融点は13.0℃で
あった。
実施例16 前記母体液晶（Ｂ）に実施例５の化合物（表1No.2）
を５％添加してSc＊液晶組成物を調製した。この組成物
の相転移温度は、66.5℃以下でSc＊相、75.5℃以下でSA
相、83℃以下でＮ＊相、83.5℃より高い温度でＩ相を示
す（Sc＊66.5SA75.5N＊83Iと表示、以下同様）。
このSc＊液晶組成物を等方性液体相まで加熱して厚さ
2.3μｍのスペーサを介したポリイミド−ラビング配向
処理を施したセル内に充填し、室温まで徐冷したとこ
ろ、配向したSc＊のセルが得られた。このセルに電界強
度10Vp-p/μｍの矩形波（50Hz）を印加してその光学応
答を測定したところ、25℃で96μ秒、30℃で178μ秒の
高速応答を示した。このときのチルト角は、25.3゜（25
℃）、24.8゜（30℃）であり、自発分極は4.13nC/cm
2（25℃）、4.10nC/cm2（30℃）であった。
また、上記において実施例５の化合物（表1No.2）の
割合を10％にしたところ、相転移温度はSc＊60SA79N＊8
2Iとなったが、25℃で58μ秒、30℃で49μ秒とさらに高
速の応答を示した。
次に、母体結晶（Ａ）に表1No.2の化合物を５％添加
してSc＊組成物を調製したところ、転移温度はSc＊33.5
SA68N＊75.5Iとなったが、25℃における光学応答は69μ
秒であった。
実施例16〜22 前記母体液晶（Ｂ）に、表１中の各化合物を５％、あ
るいは10％添加してSc＊組成物を調製した。その転移温
度、自発分極、光学応答を表２に示した。
実施例23 母体液晶（Ｂ）に、表1No.10の化合物を15％添加して
Sc＊組成物を調製した。この組成物の相転移温度はSc＊
56.5SA79N＊81.5Iであり、同様に測定した応答速度は91
μ秒、自発分極は11.3nC/cm2であった。（いずれも25℃
における値） この組成物のＮ＊相におけるらせんの巻き方向は左
で、自発分極の極性は＋であった。従ってNo.1〜No.9の
化合物と混合して、自発分極の値を大きく保ったまま、
ピッチをさらに長くすることも可能である。
実施例24 母体液晶（Ｂ）に表1No.12の化合物を各５％、10％添
加してSc＊組成物を調製した。
また上記組成物は、Ｎ＊相の温度範囲におけるらせん
ピッチが非常に長く（測定不能）、配向性は非常に良好
であった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、一般式（Ｉ）で示される光学活性化
合物及びその中間体、これらの製造方法を提供し、さら
に一般式（II）で示される光学活性基を有する化合物を
含有する液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子を提
供することができるので、従来知られていない新規物質
を提供し、またこれを液晶材料及び液晶素子として利用
することを可能にした。
特に一般式（Ｉ）の化合物はキラルドーパントの一部
又は全部として母体となるSc液相化合物又は組成物に混
合してSc＊液晶組成物とした場合において、少量の添加
で大きい自発分極を誘起することが可能であり、このよ
うな組成物ではその粘性を低く抑えることができ、応答
時間において従来のネマチック液晶の1/100以下、数10
μ秒が可能であり、液晶デバイスの材料として極めて有
用である。また、らせんピッチにおいても特に自発分極
の極性が同一の化合物であってＮ＊において、ピッチ調
整が容易となるらせんピッチの比較的大きい化合物ある
いはらせんピッチ調整等に用いるらせんピッチの方向が
逆の化合物を得ることができ、これによって本発明のSc
＊組成物は配向性が非常に良好であるものが得られる。
また、らせんピッチの小さい化合物は、従来のTN液晶に
加えて、いわゆるリバースドメインの防止に用いたり、
さらにSTN液晶等にも好ましく用いられる。
また、本発明の化合物は、本発明の提供する製造法に
より工業的にも容易に製造できる。また、それ自体無色
であり、光、水、熱等に対する化学的安定性にも優れ、
実用価値の高いものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０７Ｄ 213/61 Ｃ０７Ｄ 213/61 213/79 213/79 213/84 213/84 Ｚ 237/12 237/12 237/14 237/14 237/24 237/24 239/26 239/26 239/30 239/30 239/34 239/34 239/36 239/36 241/12 241/12 241/16 241/16 241/18 241/18 241/24 241/24 Ｃ０９Ｋ 19/20 Ｃ０９Ｋ 19/20 19/30 19/30 19/32 19/32 19/34 19/34 19/46 19/46 19/54 19/54 Ｂ Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ // Ｃ０７Ｍ 7:00 (72)発明者 中村 佳代子 千葉県鎌ケ谷市鎌ケ谷１―７―18―507 (72)発明者 東海林 忠生 千葉県佐倉市王子台６―36―13 (72)発明者 藤沢 宣 埼玉県川口市並木４―14―22 (72)発明者 大沢 政志 千葉県佐倉市城内町76―２ (72)発明者 桧山 為次郎 神奈川県相模原市上鶴間４―29―３― 101 (72)発明者 楠本 哲生 神奈川県相模原市西大沼４―４―１ (72)発明者 花本 猛士 神奈川県相模原市栄町３―16

Claims (5)

    (57)【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。 （式中、R1は炭素原子数１〜10のアルキル基又は水素原
    子を表わし、Ｃ＊は（Ｒ）又は（Ｓ）配置の不斉炭素原
    子を表わし、R2は炭素原子数１〜18のキラル又はアキラ
    ルなアルキル基、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、アルコキシアルコキシル
    基、アルコキシアルカノイルオキシ基又はアルカノイル
    オキシアルコキシル基を表わすが、未置換であっても、
    あるいは任意の水素原子がフッソ原子、塩素原子又はシ
    アノ基により置換されていてもよく、環Ａ及び環Ｂはそ
    れぞれ独立して１〜２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
    ピリジン−2,5−ジイル基を表わし、ＺはCOO、OCO、CH2
    O、OCH2、CH2CH2、−Ｃ≡Ｃ−又は単独結合を表わし、
    ｍは０又は１を表わす。）
  2. 【請求項２】下記一般式（II）の光学活性基を有する光
    学活性化合物を少なくとも１種含有する液晶組成物。 （式中、R1は炭素原子数１〜10のアルキル基又は水素原
    子を表わし、Ｃ＊は（Ｒ）又は（Ｓ）配置の不斉炭素原
    子を表わす。）
  3. 【請求項３】一般式（II）の光学活性基を有する化合物
    が、請求項１記載の一般式（Ｉ）で表わされる化合物で
    ある請求項２記載の液晶組成物。
  4. 【請求項４】請求項２又は３記載の液晶組成物を用いた
    液晶表示素子。
  5. 【請求項５】下記一般式（IV）で表わされる光学活性化
    合物。 （式中、R1は炭素原子数１〜10のアルキル基又は水素原
    子を表わし、Ｚは水素原子又はアセチル基を表わし、Ｃ
    ＊は（Ｒ）又は（Ｓ）配置の不斉炭素原子を表わす。）
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