JP2881078B2 - 光学活性化合物 - Google Patents

光学活性化合物

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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、
特に液晶素子に用いられる液晶組成物の成分として有用
な光学活性化合物に関する。
【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 フィジックスレターズ」(F.J.Ka
hn;Appl.Phys.Lett.),18,23
1(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.Jacobs,
SPIE),37,98(1981)];等
【0007】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。
【0008】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、エッチ アーノルド 「ツァイトシュリフト
フュア フイジカリッシュシェミー」(H.Arnol
d,Z.Phys.Chem.),226,146(1
964)には、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が開示されている。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。この様な機能性材料の多く
は、それ自体が光学活性である中間体から合成される。
【0009】また、光学活性を有することを特徴とする
光学素子のうち、液晶状態の電界応答光学効果を用いる
方法においては、応答性を高めるために極性基を導入す
ることが行なわれてきた。特に、強誘電性液晶において
は、応答速度は自発分極に比例することが知られてお
り、高速化のためには自発分極を増加させることが望ま
れている。このような点から、ピー ケラー(P.Ke
ller)らは、不斉炭素に塩素基を導入することで自
発分極を増加させ応答速度の高速化が可能であることを
示した[シー アール アカデミー サイエンス(C.
R.Acad.Sc.Paris),282 C,63
9(1976)]。
【0010】しかしながら、不斉炭素に導入された塩素
基は化学的に不安定であるという欠点を有しているため
に、その改善が望まれている。
【0011】
【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を提
供することにある。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、比較的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、大きな自発分極を誘起させ、より優
れた電界応答を示す液晶組成物の成分として有効な光学
活性化合物を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、下記
一般式(I)
【0013】
【化5】
【0014】(式中、R 、R 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。X
は、単結合、−O−,−CO−,−COO−,−OOC
−を示し、X は−OCH −,−OOC−を示
す。A 、A 、A
【0015】
【化6】 を示す。Y ,Y はHまたはハロゲンを示す。
m,nは0または1である。*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を提供するもので
ある。
【0016】前記一般式(I)で表わされる光学活性化
合物のうちX が−OCH −である化合物が好ま
しい。
【0017】また、前記一般式(I)で表わされる光学
活性化合物のうち特に好ましい化合物としては、下記の
(Ia)〜(Ih)が挙げられる。
【0018】
【化7】
【0019】(式中、R ,R 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。X
は単結合,−O−,−CO−,−COO−,−OOC−
を示す。Y ,Y はHまたはハロゲンを示す。*
は光学活性であることを示す。)更に、前記一般式
(I)で表わされる光学活性化合物のうちより好ましい
化合物としては下記の(Ica)〜(Ifb)が挙げら
れる。
【0020】
【化8】
【0021】(式中、R ,R 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。*は光
学活性であることを示す。)
【0022】また、前記一般式(I)中のR ,R
は炭素原子数3〜12の直鎖状のアルキル基であるこ
とが好ましい。
【0023】次に前記一般式(I)で示される光学活性
化合物の一般的な合成法を示す。
【0024】
【化9】
【0025】また、一般式(I)で示される光学活性化
合物は、好ましくは本出願人等による出願(特願平4−
57260号)の明細書に示される下記一般式(II)
の光学活性4,4,4−トリフルオロ−3−(4−ヒド
ロキシフェニル)ブタン酸アルキルエステルから製造さ
れる。
【0026】
【化10】 (式中、Rは炭素原子数1〜18の直鎖状あるいは分岐
状のアルキル基を示す。)
【0027】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化合物例を以下に示す。
【0028】
【化11】
【0029】
【化12】
【0030】
【化13】
【0031】
【化14】
【0032】
【化15】
【0033】
【化16】
【0034】
【化17】
【0035】
【化18】
【0036】
【化19】
【0037】
【化20】
【0038】
【化21】
【0039】
【化22】
【0040】
【化23】
【0041】
【化24】
【0042】
【化25】
【0043】
【化26】
【0044】
【化27】
【0045】
【化28】
【0046】
【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。
【0047】実施例1 光学活性3−(4−ヘキシルオキシフェニル)−4,
4,4−トリフルオロブタン酸4 −(5−デシルピリ
ミジン−2−イル)フェニル(例示化合物106)の製
造 下記の工程に従い光学活性3−(4−ヘキシルオキシフ
ェニル)−4,4,4−トリフルオロブタン酸4−(5
−デシルピリミジン−2−イル)フェニルを製造した。
【0048】
【化29】
【0049】工程1)光学活性3−(4−ヘキシルオキ
シフェニル)−4,4,4−トリフルオロブタン酸ヘキ
シルの製造 ナスフラスコに水素化ナトリウム97mg(2.4mm
ol)と乾燥ジメチルホルムアミド(DMF)3mlを
入れ、それに光学活性3−(4−ヒドロキシフェニル)
−4,4,4−トリフルオロブタン酸190mg(0.
81mmol)と乾燥DMF4mlの混合液を加えた。
更にヨウ化ヘキシル516mg(2.4mmol)と乾
燥DMF2mlの混合液を加え、80℃で75分間、加
熱撹拌した。
【0050】反応終了後、DMFを減圧留去し、希塩酸
を加え、エーテルで抽出した。抽出液を飽和炭酸水素ナ
トリウム水溶液及び水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウ
ムを加え乾燥した。溶媒留去後、薄層クロマトグラフィ
ーにて精製を行い、目的物275mg(0.684mm
ol)を得た。
【0051】収率84% [α] 23 −31.6°,[α]435 23 −6
7.0°(c1.668,EtOH)
【0052】工程2)光学活性3−(4−ヘキシルオキ
シフェニル)−4,4,4−トリフルオロブタン酸の製
造 ナスフラスコに光学活性3−(4−ヘキシルオキシフェ
ニル)−4,4,4−トリフルオロブタン酸ヘキシル2
75mg(0.684mmol)と99%エタノール2
ml,水酸化カリウム90mg,水1mlを入れ4時
間、還流した。反応終了後、エーテル,水を加え、水酸
化ナトリウム水溶液で抽出した。抽出液に塩酸をpH1
になるまで加え、遊離したカルボン酸をエーテルで抽出
した。
【0053】得られた抽出液を水洗後、無水硫酸ナトリ
ウムを加えて乾燥した。溶媒留去後、減圧蒸留して目的
物189mg(0.594mmol)を得た。
【0054】収率87%,b.p.185℃/0.3t
orr,[α] 21 −35.9°,[α]435
21 −77.2°(c 0.912,CHCl
【0055】工程3)光学活性3−(4−ヘキシルオキ
シフェニル)−4,4,4−トリフルオロブタン酸4−
(5−デシルピリミジン−2−イル)フェニルの製造 ナスフラスコに、光学活性3−(4−ヘキシルオキシフ
ェニル)−4,4,4−トリフルオロブタン酸99mg
(0.31mmol)と4−(5−デシルピリミジン−
2−イル)フェノール98mg(0.31mmol),
ジメチルアミノピリジン19mg(0.16mmo
l),乾燥ジクロロメタン2mlを入れ、室温で30分
間、撹拌した。
【0056】それにジシクロヘキシルカルボジイミド
(DCC)192mg(0.932mmol)と乾燥ジ
クロロメタン1mlを加え、更に室温で3時間撹拌し
た。反応終了後、ろ過して結晶を除去した。ろ液を濃縮
し、薄層カラムクロマトグラフィーにて精製を行い目的
物162mg(0.265mmol)を得た。
【0057】収率85%,mp.46℃ [α] 24 −78.7°,[α]435 24 −1
84°(c 0.715,CHCl
【0058】実施例2 光学活性1,1,1−トリフルオロ−2−(4−ヘキシ
ルオキシフェニル)−4−{4 −(5−デシルピリミ
ジン−2−イル)フェノキシ}ブタン(例示化合物 5
3)の製造 下記の工程に従い光学活性1,1,1−トリフルオロ−
2−(4−ヘキシルオキシフェニル)−4−{4−(5
−デシルピリミジン−2−イル)フェノキシ}ブタンを
製造した。
【0059】
【化30】
【0060】工程1)光学活性3−(4−ヘキシルオキ
シフェニル)−4,4,4−トリフルオロブタノールの
製造 ナスフラスコにリチウムアルミニウムハイドライド82
mg(2.15mmol)と乾燥エーテルを入れた。そ
れに、光学活性3−(4−ヘキシルオキシフェニル)−
4,4,4−トリフルオロブタン酸ヘキシル288mg
(0.716mmol)と乾燥エーテル4mlの混合液
を滴下した。4時間加熱還流した後、希塩酸を加え、エ
ーテルで抽出した。無水硫酸ナトリウムを加え乾燥した
後、溶媒を留去し、減圧蒸留を行い、目的物208mg
(0.684mmol)を得た。
【0061】収率96%, bp 135℃/0.15
torr [α] 27 +45.3°,[α]435 26 +9
2.4°(c 0.900,CHCl
【0062】工程2)光学活性4−トルエンスルホン酸
3−(4−ヘキシルオキシフェニル)−4,4,4−ト
リフルオロブチルの製造 ナスフラスコに4−トルエンスルホン酸クロリド137
mgと乾燥ジクロロメタン1mlを入れ、光学活性3−
(4−ヘキシルオキシフェニル)−4,4,4−トリフ
ルオロブタノール208mgと乾燥ジクロロメタン2m
lの混合液を加え、更にトリエチレンジアミン80mg
(0.714mmol)と乾燥ジクロロメタン1mlの
混合液を加えた。氷浴中24時間撹拌した。反応終了
後、希塩酸を加え、エーテルで抽出した。無水硫酸ナト
リウムを加え乾燥した後、溶媒を留去し、薄層クロマト
グラフィーにて精製を行い目的物247mg(0.53
9mmol)を得た。
【0063】収率79% [α] 23 −40.5°,[α]435 23 +8
1.7°(c 0.878,CHCl
【0064】工程3)光学活性1,1,1−トリフルオ
ロ−2−(4−ヘキシルオキシフェニル)−4−{4−
(5−デシルピリミジン−2−イル)フェノキシ}ブタ
ンの製造 ナスフラスコに60%−水素化ナトリウム13mg
(0.33mmol)と乾燥DMF1mlを入れ、それ
に4−(5−デシルピリミジン−2−イル)フェノール
82mg(0.263mmol)と乾燥DMF2mlの
混合液を加え、室温で10分間撹拌した。それに光学活
性4−トルエンスルホン酸3−(4−ヘキシルオキシフ
ェニル)−4,4,4−トリフルオロブチル120mg
(0.262mmol)と乾燥DMF2mlの混合液を
加え、室温で6時間、50℃で1時間撹拌した。反応終
了後、DMFを減圧留去し希塩酸を加え、エーテルで抽
出した。抽出液を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液及び水
で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムを加え乾燥した。溶
媒留去後、薄層クロマトグラフィーにて精製を行い、目
的物141mg(0.235mmol)を得た。
【0065】収率90%, mp.56℃ [α] 29 +112°,[α]435 28 +26
5°(c 0.702, CHCl
【0066】実施例3 光学活性1,1,1−トリフルオロ−2−(4−ヘキシ
ルオキシフェニル)−4−{4−(5−デシルオキシピ
リミジン−2−イル)フェノキシ}ブタン(例示化合物
54)の製造 下記の工程に従い、光学活性1,1,1−トリフルオロ
−2(4−ヘキシルオキシフェニル)−4−{4−(5
−デシルオキシピリミジン−2−イル)フェノキシ}ブ
タンを製造した。
【0067】
【化31】
【0068】ナスフラスコに60%水素化ナトリウム1
3mg(0.33mmol)と乾燥DMF1mlを入
れ、それに4−(5−デシルオキシピリミジン2−イ
ル)フェノール85mg(0.259mmol)と乾燥
DMF2mlの混合液を加え、室温で10分間攪拌し
た。それに光学活性4−トルエンスルホン酸3−(4−
ヘキシルオキシフェニル)−4,4,4−トリフルオロ
ブチル119mg(0.260mmol)と乾燥DMF
2mlの混合液を加え、温室で6時間、50℃で1時間
攪拌した。反応終了後、DMFを減圧留去し、希塩酸を
加え、エーテルで抽出した。抽出液を飽和炭酸水素ナト
リウム水溶液および水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウ
ムを加え乾燥した。
【0069】溶媒留去後、薄層クロマトグラフィーにて
精製を行い、目的物139mg(0.226mmol)
を得た。
【0070】収率87% [α] 27 +111°,[α]435 26 +26
0°(c 0.636, CHCl) 相転移温度(℃)
【0071】
【数1】
【0072】実施例4 下記に構造を示すMORA8の95重量部に、1,1,
1−トリフルオロ−2−(4−ペンチルオキシ)フェニ
ル−4−{4−(4−オクチルフェニル)フェノキシ}
ブタン(例示化合物15)を5重量部加えて液晶組成物
を得た。
【0073】
【化32】
【0074】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2.5倍となり、
応答時間は±15V印加の条件で22msecと約53
%となった。
【0075】
【発明の効果】本発明によれば、化学的に安定で新規な
光学活性化合物を提供することができた。本発明の光学
活性化合物は、大きな双極子モーメントを有するトリフ
ルオロメチル基が不斉中心に直結していることより、そ
れ自体が強誘電性相を有する場合には、大きな自発分極
を持つことが期待される。
【0076】また、本発明の光学活性化合物は、自発分
極の付与材料としても有効であり、ノンカイラルスメク
チック相、あるいはカイラルスメクチック相を有する液
晶組成物に添加した場合、自発分極が増大し、応答速度
の改善された液晶組成物を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C07C 69/86 C07C 69/86 69/92 69/92 69/94 69/94 C07D 239/34 C07D 239/34 // C09K 19/20 C09K 19/20 19/30 19/30 19/34 19/34 G02F 1/13 500 G02F 1/13 500

Claims (4)

    (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。 【化1】 (式中、R 、R 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。X は、単結合、
    −O−,−CO−,−COO−,−OOC−を示し、X
    は−OCH −,−OOC−を示す。A 、A
    、A は 【化2】 を示す。Y ,Y はHまたはハロゲンを示す。
    m,nは0または1である。*は光学活性であることを
    示す。)
  2. 【請求項2】 前記一般式(I)で表わされる光学活性
    化合物のうちXが−OCH −である請求項1記載
    の光学活性化合物。
  3. 【請求項3】 前記一般式(I)で表わされる光学活性
    化合物が下記の(Ia)〜(Ih)のいずれかである請
    求項1記載の光学活性化合物。 【化3】 (式中、R ,R 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。X は単結合,−
    O−,−CO−,−COO−,−OOC−を示す。Y
    ,Y はHまたはハロゲンを示す。*は光学活性で
    あることを示す。)
  4. 【請求項4】 前記一般式(I)で表わされる光学活性
    化合物が下記の(Ica)〜(Ifb)のいずれかであ
    る請求項1記載の光学活性化合物。 【化4】 (式中、R ,R 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。*は光学活性である
    ことを示す。)
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