JP2925682B2 - Novel ester compound, liquid crystal composition containing the same, and optical switching element - Google Patents

Novel ester compound, liquid crystal composition containing the same, and optical switching element

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JP2925682B2 JP19911290A JP19911290A JP2925682B2 JP 2925682 B2 JP2925682 B2 JP 2925682B2 JP 19911290 A JP19911290 A JP 19911290A JP 19911290 A JP19911290 A JP 19911290A JP 2925682 B2 JP2925682 B2 JP 2925682B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、安定なサーモトロピックな液晶状態をとり
得、例えば、液晶テレビ等のディスプレイ用、光プリン
ターヘッド、光フーリエ変換素子、ライトバルブ等、液
晶やエレクトロケミクロミズムを利用するオプトエレク
トロニクス関連素子の素材として有用な液晶材料として
利用できる新規なエステル化合物並びにこの化合物を含
む液晶組成物及び光スイッチング素子に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial application field) The present invention can take a stable thermotropic liquid crystal state, for example, for a display such as a liquid crystal television, an optical printer head, an optical Fourier transform element, a light valve, etc. The present invention relates to a novel ester compound which can be used as a liquid crystal material useful as a material for an optoelectronics device using liquid crystal or electrochemiomics, a liquid crystal composition containing this compound, and an optical switching device.

(従来の技術) 現在、液晶化合物が表示材料として種々の機器で応用
され、時計、電卓、小型テレビ等に実用化されている。
これらは、ネマチック液晶材料を主成分としたセルを用
い、TN型あるいはSTN型と呼ばれる表示方式のものが採
用されている。この場合のセルは、液晶化合物の誘電異
方性Δεと電場Eとの弱い相互作用(ΔεE2/2)に基づ
く作動であり、電場に対する応答速度が数msecと遅いこ
とが欠点としてあげられている。そのため、テレビに用
いた場合、駆動方式として画素ごとにスイッチング素子
を配置、付加したアクティブマトリクス方式が主として
用いられ、大画面化を図る上での障害の一つになってい
る。しかし、1975年R.B.Meyerらによって合成された4
−(4−n−デシルオキシベンジリデンアミノ)ケイ皮
酸−2−メチルブチルエステル(DOBAMBC)を代表例と
する強誘電性液晶の出現と、それを用いたN.A.Clarkら
の提案した新しい表示方式(Applied Phys.Lett.1980,3
6,899)により、μsecオーダーの高速応答性及び電場を
切っても液晶分子の配向が変わらない特性(メモリー
性)を有する液晶セルが可能となった。これらの材料を
用いた表示素子を使えば、スイッチング素子などを用い
ないマルチプレックス駆動による単純マトリクス方式に
よる液晶ディスプレイが可能となり、アクティブマトリ
クスのものに比べ、生産性やコスト、信頼性さらに大画
面化などの面ではるかに有利なものとなる。
(Prior Art) At present, liquid crystal compounds are applied to various devices as display materials, and have been put to practical use in watches, calculators, small televisions, and the like.
These use cells having a nematic liquid crystal material as a main component, and adopt a display type called a TN type or STN type. Cell in this case is actuated based on a weak interaction (ΔεE 2/2) of the dielectric anisotropy Δε and the electric field E of the liquid crystal compound, the response speed to the electric field is low and several msec is cited as disadvantages I have. Therefore, when used in a television, an active matrix system in which switching elements are arranged and added for each pixel is mainly used as a driving system, which is one of the obstacles in achieving a large screen. However, 4975 was synthesized by RBMeyer et al.
-(4-n-decyloxybenzylideneamino) cinnamic acid-2-methylbutyl ester (DOBAMBC) as a representative example of a ferroelectric liquid crystal, and a new display method proposed by NAClark et al. Phys. Lett. 1980, 3
6 , 899), it has become possible to provide a liquid crystal cell having a high-speed response on the order of μsec and a characteristic (memory property) in which the orientation of liquid crystal molecules does not change even when the electric field is cut off. Using display elements made of these materials enables a simple matrix type liquid crystal display to be driven by multiplexing without using switching elements. It will be much more advantageous in such aspects.

このため、現在まで多くの強誘電性液晶材料が合成さ
れ、提案されてきた。これらの強誘電性液晶材料が表示
材料として用いられるためには、いくつかの物性が要求
されるが、その中でも基本的なものとしては、室温近傍
の広い温度範囲でスメクチックC相を示し、大きな自発
分極を有し、化学的に安定しているという点である。し
かしながら、初期の強誘電性液晶は、自発分極が10nC/c
m2以下と小さく、また分子内にシッフ塩基をもつものが
多かったため、化学的に不安定であった。
For this reason, many ferroelectric liquid crystal materials have been synthesized and proposed to date. In order for these ferroelectric liquid crystal materials to be used as display materials, several physical properties are required. Among them, the basic ones show a smectic C phase in a wide temperature range near room temperature, It has spontaneous polarization and is chemically stable. However, the initial ferroelectric liquid crystal has a spontaneous polarization of 10 nC / c.
It was chemically unstable because it was as small as 2 m2 or less and had many Schiff bases in the molecule.

ところで、最近、化学的に安定なエステル化合物によ
る大きな自発分極の発現が報告されている。例えば、次
式、 の化合物は、78.7〜103.3℃の温度領域でキラルスメク
チックC相の、また103.3〜120.8℃の温度領域でコレス
テリック相の液晶となるが、この液晶の83℃における自
発分極は89nC/cm2である(特開昭61−43号公報)。
By the way, recently, a large spontaneous polarization caused by a chemically stable ester compound has been reported. For example, Is a liquid crystal of a chiral smectic C phase in a temperature range of 78.7 to 103.3 ° C. and a cholesteric phase in a temperature range of 103.3 to 120.8 ° C., and the spontaneous polarization of this liquid crystal at 83 ° C. is 89 nC / cm 2 . (JP-A-61-43).

一方、キラルスメクチックC相を示す温度を低くする
ために、2環の化合物が合成されている。例えば、次
式、 のビフェニル化合物は、昇降時44℃からキラルスメクチ
ックC相を示す(特開昭59−118744号公報)。
On the other hand, bicyclic compounds have been synthesized to lower the temperature at which the chiral smectic C phase is exhibited. For example, Shows a chiral smectic C phase from 44 ° C. at the time of elevating and lowering (JP-A-59-118744).

さらに、室温近傍で安定にキラルスメクチックC相を
示すフェニルピリミジン系化合物が報告されている。例
えば、次式、 の化合物は、40.7〜82.8℃の温度領域でキラルスメクチ
ックC相の、82.8〜89.1℃でスメクチックA相の液晶と
なる(特開昭61−200973号公報)。
In addition, a phenylpyrimidine-based compound stably showing a chiral smectic C phase at around room temperature has been reported. For example, Is a liquid crystal having a chiral smectic C phase in a temperature range of 40.7 to 82.8 ° C. and a smectic A phase at 82.8 to 89.1 ° C. (JP-A-61-200973).

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記エステル化合物は、キラルスメク
チックC相の温度範囲が高いという欠点を有している。
また、上記ビフェニル化合物は、キラルスメクチックC
相を示す温度は室温に近いが、その温度範囲は約10℃で
十分広いとは言えない。また、上記フェニルピリミジン
系化合物は応答速度が43℃で1500μsecと遅く、自発分
極がかなり小さいと推定される。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the above ester compound has a disadvantage that the temperature range of the chiral smectic C phase is high.
The biphenyl compound is a chiral smectic C
The temperature at which the phases show is close to room temperature, but the temperature range at about 10 ° C. is not sufficiently wide. Further, the phenylpyrimidine-based compound has a response speed as slow as 1500 μsec at 43 ° C., and it is estimated that spontaneous polarization is considerably small.

すなわち、高速応答性を要求される表示装置などの液
晶材料には、大きな自発分極を有すること、低粘性を有
すること、或は室温近傍を含む広い温度範囲でキラルス
メクチックC相を示すことなどの物性が要求されるが、
現在までのところこれらの物性を充分に満足する材料は
未だ無いのが実状である。
That is, a liquid crystal material such as a display device that requires a high-speed response has a large spontaneous polarization, a low viscosity, or a chiral smectic C phase in a wide temperature range including near room temperature. Physical properties are required,
To date, there is no material that sufficiently satisfies these properties.

しかしながら、近年、不斉炭素上にフッ素を有する化
合物が合成され、これにより従来の課題を解決しようと
する試みがなされている。例えば、不斉炭素上にフッ素
及びメチル基を有する次式、 の化合物が合成されている(特表平1−501394号公
報)。しかし、この化合物はピリミジン系ベース液晶と
混合した際、相溶性が悪く、ベース液晶の持つコレステ
リック相を消失させてしまうという問題を有していた。
However, in recent years, compounds having fluorine on asymmetric carbon have been synthesized, and attempts have been made to solve the conventional problems. For example, the following formula having a fluorine and a methyl group on the asymmetric carbon, Has been synthesized (Japanese Patent Laid-Open Publication No. 1-501394). However, when this compound is mixed with a pyrimidine base liquid crystal, the compound has poor compatibility and has a problem that the cholesteric phase of the base liquid crystal is lost.

本発明者らは、かかる化合物の液晶物性を向上させる
ために鋭意検討を進めた結果、該化合物にコア構造とし
てビフェニレン骨格の代りにフェニルナフタレン骨格を
持たせることにより、サーモトロピックに安定な液晶状
態を取り得ること、およびこの化合物がベース液晶と混
合した際にベース液晶を持つコレステリック相を消失さ
せにくい性質を有することを見い出した。
The present inventors have conducted intensive studies to improve the liquid crystal properties of such a compound, and as a result, by providing the compound with a phenylnaphthalene skeleton instead of a biphenylene skeleton as a core structure, a thermotropically stable liquid crystal state was obtained. And that the compound has a property that the cholesteric phase having the base liquid crystal is hard to disappear when mixed with the base liquid crystal.

本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであ
り、本発明の目的は、液晶組成物として有用な新規なエ
ステル化合物、これを含む液晶組成物を提供することに
ある。
The present invention has been made based on such findings, and an object of the present invention is to provide a novel ester compound useful as a liquid crystal composition and a liquid crystal composition containing the same.

また、本発明はその様な新規なエステル化合物を含む
液晶組成物を用いて高速応答性を有する液晶表示素子を
提供しようというものである。
Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having high-speed response by using a liquid crystal composition containing such a novel ester compound.

(課題を解決するための手段) 本発明は、下記の一般式(I)、 (式中、R,R′は置換基を有していても良いアルキル基
であり、該置換基は、低級アルキル基、低級アルコキシ
基、ハロゲン原子、又はトリフルオロメチル基から選択
され、Xは単結合または−O−、A、Bのうち一方は1,
4−フェニレン基で、他方は2,6−ナフチレン基を示す)
で表される新規なエステル化合物、このエステル化合物
を含む液晶組成物、およびこのエステル化合物の少なく
とも1種を構成要素とする光スイッチング素子に関する
ものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides the following general formula (I): (Wherein, R and R ′ are an alkyl group which may have a substituent, and the substituent is selected from a lower alkyl group, a lower alkoxy group, a halogen atom, and a trifluoromethyl group; A single bond or one of -O-, A and B is 1,
A 4-phenylene group, the other of which represents a 2,6-naphthylene group)
And a liquid crystal composition containing the ester compound, and an optical switching element having at least one of the ester compounds as a constituent.

上記式中、−CH3が結合している炭素を中心に光学活
性が付与されると、これを他の非光学活性化合物に添加
することにより、良好な光学活性材料を生ぜしめること
ができる。
In the above formula, when optical activity is imparted mainly to the carbon to which —CH 3 is bonded, a good optically active material can be produced by adding this to another non-optically active compound.

上記式の代表的化合物の例と、その理化学的性質を示
すと次のとおりである。
Examples of typical compounds of the above formula and their physicochemical properties are as follows.

2−フルオロ−2−メチルヘプタン酸−4−(6−ヘキ
シルオキシナフチル−(2))フェニル 1H−NMRスペクトル(90MHz、CDCl3中、TMS基準、δ
値): δ 0.91 6H m δ 1.1〜2.2 16H m δ 1.72 3H d (J=22Hz) δ 4.09 2H t (J=7Hz) δ 7.20 2H d (J=9Hz) δ 7.1〜7.3 2H m δ 7.6〜7.9 3H m δ 7.82 2H d (J=9Hz) δ 7.93 1H br.s IR(KBr法、cm-1): 2910,2840,1750,1625,1600,1500,1170, 2−フルオロ−2−メチルヘプタン酸−6−(4−ヘキ
シルオキシフェニル)ナフチル−(2) 1H−NMRスペクトル(90MHz、CDCl3中、TMS基準、δ
値): δ 0.91 6H m δ 1.1〜2.2 16H m δ 1.75 3H d (J=22Hz) δ 4.02 2H t (J=7Hz) δ 7.02 2H d (J=9Hz) δ 7.1〜7.3 2H m δ 7.64 2H d (J=9Hz) δ 7.6〜7.9 3H m δ 7.99 1H br.s IR(KBr法、cm-1): 2910,2840,1760,1605,1500,1240,1180 尚、上記一般式(I)で示す化合物中のR,R′のアル
キル鎖の鎖長、あるいは置換基の有無は、非光学活性液
晶材料に添加して得られる光学活性液晶材料が液晶状態
を取り得る温度域等の物性に影響を持つものであり、目
的よって適宜選定され得るものである。
2- (6-hexyloxynaphthyl- (2)) phenyl 2-fluoro-2-methylheptanoate 1 H-NMR spectrum (90 MHz, in CDCl 3 , TMS standard, δ
Value): δ 0.91 6Hm δ 1.1 to 2.2 16Hm δ 1.72 3Hd (J = 22Hz) δ 4.09 2Ht (J = 7Hz) δ 7.20 2Hd (J = 9Hz) δ 7.1 to 7.32Hm δ 7.6 to 7.9 3H m δ 7.82 2H d (J = 9 Hz) δ 7.93 1H br.s IR (KBr method, cm -1 ): 2910,2840,1750,1625,1600,1500,1170,2-fluoro-2-methylheptanoic acid -6- (4-hexyloxyphenyl) naphthyl- (2) 1 H-NMR spectrum (90 MHz, in CDCl 3 , TMS standard, δ
Value): δ 0.91 6H m δ 1.1 to 2.2 16H m δ 1.75 3H d (J = 22Hz) δ 4.02 2H t (J = 7Hz) δ 7.02 2H d (J = 9Hz) δ 7.1 to 7.32H m δ 7.64 2H d (J = 9 Hz) δ 7.6 to 7.93 Hm δ 7.99 1H br.s IR (KBr method, cm -1 ): 2910,2840,1760,1605,1500,1240,1180 In addition, it is shown by the above-mentioned general formula (I). The chain length of the alkyl chains of R and R 'in the compound, or the presence or absence of a substituent, affects physical properties such as a temperature range in which the optically active liquid crystal material obtained by adding to the non-optically active liquid crystal material can take a liquid crystal state. It can be appropriately selected depending on the purpose.

また、R,R′中の置換基を有しても良いアルキル基の
置換基としては、低級アルキル基、低級アルコキシ基、
ハロゲン原子、トリフルオロメチル基等が好ましい。
Further, as the substituent of the alkyl group which may have a substituent in R and R ′, a lower alkyl group, a lower alkoxy group,
A halogen atom, a trifluoromethyl group and the like are preferable.

上記式(I)の化合物は次のようにして得られる。 The compound of the above formula (I) is obtained as follows.

すなわち、上記反応式に従いフェノール(1)をカル
ボン酸(2)でエステル化することにより得ることがで
きる。エステル化の方法としては、例えばジシクロヘキ
シルカルボジイミドのような脱水縮合剤を用いることが
できる。また、カルボン酸(2)を、例えば塩化チオニ
ルのようなハロゲン化剤を用いて酸ハライドとし、塩基
の存在下、フェノール(1)と反応させることもでき
る。
That is, it can be obtained by esterifying phenol (1) with carboxylic acid (2) according to the above reaction formula. As a method for esterification, a dehydration condensing agent such as dicyclohexylcarbodiimide can be used. Further, the carboxylic acid (2) can be converted to an acid halide by using a halogenating agent such as thionyl chloride, and can be reacted with the phenol (1) in the presence of a base.

ここで用いたフェノール(1)は次式のようにして得
ることができる。
The phenol (1) used here can be obtained as in the following formula.

(式中、Proは保護基を示す) すなわち、上記反応式に従いアリールブロミド(3)
および(4)を、一方をメタル化し、他方とカップリン
グした後、脱保護することにより得られる。
(Wherein Pro represents a protecting group) That is, aryl bromide (3) according to the above reaction formula
And (4) are obtained by metallizing one and coupling with the other, followed by deprotection.

また、ここで用いたカルボン酸(2)は次式のように
して得ることができる。
The carboxylic acid (2) used here can be obtained as in the following formula.

すなわち、まず、上記反応式に従い2−メチル−1,2
−エポキシアルカンにアミン−フッ化水素錯体または四
フッ化ケイ素を作用させて、2−フルオロ−2−メチル
−1−アルカノールとする(特願昭64−56058号)。こ
れを過マンガン酸カリウム等の酸化剤を用いて酸化する
ことによりカルボン酸(2)を得ることができる。
That is, first, according to the above reaction formula, 2-methyl-1,2
An amine-hydrogen fluoride complex or silicon tetrafluoride is allowed to act on an epoxy alkane to give 2-fluoro-2-methyl-1-alkanol (Japanese Patent Application No. 64-56058). The carboxylic acid (2) can be obtained by oxidizing this with an oxidizing agent such as potassium permanganate.

(実施例) 次に、本発明を実施例により具体的に説明する。(Examples) Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.

実施例1 4−(6−ヘキシルオキシナフチル−(2))フェノー
ルの合成 6−ブロモ−2−ナフトール10.00g、ヘキシルブロミ
ド8.02g、水酸化ナトリウム2.31g、エタノール100mlお
よび蒸留水50mlをフラスコにとり、10時間加熱還流し
た。エタノールを留去した後、エーテルを加えて撹拌
し、有機層を分液した。この有機層を5%水酸化ナトリ
ウム水溶液及び飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。
無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去して得られ
た粗結晶をエタノールから再結晶して、6−ヘキシルオ
キシ−2−ブロモナフタレン11.15g(収率81%)を得
た。
Example 1 Synthesis of 4- (6-hexyloxynaphthyl- (2)) phenol 10.00 g of 6-bromo-2-naphthol, 8.02 g of hexylbromide, 2.31 g of sodium hydroxide, 100 ml of ethanol and 50 ml of distilled water were placed in a flask and heated for 10 hours. Refluxed. After the ethanol was distilled off, ether was added and the mixture was stirred, and the organic layer was separated. This organic layer was washed with a 5% aqueous sodium hydroxide solution and a saturated aqueous sodium chloride solution.
After drying over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off, and the resulting crude crystals were recrystallized from ethanol to give 11.15 g (81% yield) of 6-hexyloxy-2-bromonaphthalene.

4−ブロモフェノール2.63g、エチルビニルエーテル3
ml、ピリジニウム4−トルエンスルホネート0.02gおよ
び乾燥ジクロロメタン20mlをフラスコに取り、室温で1
晩撹拌した。撹拌終了後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶
液で洗浄した、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を
留去して得られた油状物をシリカゲルカラムクロマトグ
ラフィーで精製することにより、4−ブロモフェニル−
(1−エトキシ)エチルエーテル3.56g(収率96%)を
得た。
2.63 g of 4-bromophenol, ethyl vinyl ether 3
ml, 0.02 g of pyridinium 4-toluenesulfonate and 20 ml of dry dichloromethane were placed in a flask and added at room temperature to 1 ml.
Stirred overnight. After completion of the stirring, the mixture was washed with a saturated aqueous solution of sodium hydrogen carbonate, dried over anhydrous magnesium sulfate, and the solvent was distilled off. The resulting oil was purified by silica gel column chromatography to give 4-bromophenyl-
3.56 g (96% yield) of (1-ethoxy) ethyl ether was obtained.

フラスコにリチウムディスパージョン0.49gをとり、
窒素気流下、乾燥エーテル15mlに溶解した4−ブロモフ
ェニル−(1−エトキシ)エチルエーテル3.56gを20分
間かけて滴下し、その後、20分間加熱還流した。しかる
後、室温に戻し、無水塩化亜鉛2.10g、塩化ニッケル(I
I)(1,2−ビスジフェニルホスフィノエタン)0.17g、
乾燥テトラヒドロフラン20mlに溶解した先に得た6−ヘ
キシルオキシ−2−ブロモナフタレン3.07gを加え、4
時間加熱還流した。次いで、室温に冷却後、1規定塩酸
を加え、そのまま1晩撹拌し、エーテルで抽出した。
Take 0.49 g of lithium dispersion in a flask,
Under a nitrogen stream, 3.56 g of 4-bromophenyl- (1-ethoxy) ethyl ether dissolved in 15 ml of dry ether was added dropwise over 20 minutes, and then the mixture was heated under reflux for 20 minutes. After returning to room temperature, 2.10 g of anhydrous zinc chloride and nickel chloride (I
I) 0.17 g of (1,2-bisdiphenylphosphinoethane)
3.07 g of the previously obtained 6-hexyloxy-2-bromonaphthalene dissolved in 20 ml of dry tetrahydrofuran was added, and 4
Heated to reflux for an hour. Next, after cooling to room temperature, 1N hydrochloric acid was added, the mixture was stirred as it was overnight, and extracted with ether.

無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去して得ら
れた油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精
製することにより下記の理化学的性質を有する4−(6
−ヘキシルオキシナフチル−(2))フェノール1.48g
(収率46%)を得た。1 H−NMRスペクトル(90MHz、CDCl3中、TMS基準、δ
値): δ 0.91 3H m δ 1.1〜2.0 8H m δ 4.09 2H t (J=7Hz) δ 4.80 1H br.s δ 6.9〜7.3 4H m δ 7.5〜8.1 6H m IR(KBr法、cm-1): 3200,2910,2840,1625,1600,1500,1245,1175 2−フルオロ−2−メチルヘプタン酸−4−(6−ヘキ
シルオキシナフチル−(2))フェニルの合成 4−(6−ヘキシルオキシナフチル−(2))フェノ
ール551.2mg、(−)−2−フルオロ−2−メチルヘプ
タン酸279.8mg、ジシクロヘキシルカルボジイミド483.7
mg、4−ジメチルアミノピリジン20.1mgおよび乾燥ジク
ロロメタン20mlをフラスコに取り、室温で1晩撹拌し
た。
After drying over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off, and the resulting oil was purified by silica gel column chromatography to give 4- (6) having the following physicochemical properties.
-Hexyloxynaphthyl- (2)) phenol 1.48 g
(46% yield). 1 H-NMR spectrum (90 MHz, in CDCl 3 , TMS standard, δ
Value): δ 0.91 3H m δ 1.1 to 2.0 8H m δ 4.09 2H t (J = 7Hz) δ 4.80 1H br.s δ 6.9 to 7.34 H m δ 7.5 to 8.1 6H m IR (KBr method, cm -1 ): 3200,2910,2840,1625,1600,1500,1245,1175 Synthesis of 4- (6-hexyloxynaphthyl- (2)) phenyl 2-fluoro-2-methylheptanoate 4- (6-hexyloxynaphthyl- (2)) phenol 551.2 mg, (−)-2-fluoro-2-methylheptanoic acid 279.8 mg, dicyclohexylcarbodiimide 483.7
mg, 20.1 mg of 4-dimethylaminopyridine and 20 ml of dry dichloromethane were placed in a flask and stirred at room temperature overnight.

生じた結晶をろ過で除き溶媒を留去して得られた粗結
晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィー及びエタノー
ルからの再結晶で精製することにより、前記の理化学的
性質を有する2−フルオロ−2−メチルヘプタン酸−4
−(6−ヘキシルオキシナフチル−(2))フェニル27
7.3mg(収率35%)を得た。
The resulting crystals were removed by filtration, and the solvent was distilled off. The resulting crude crystals were purified by silica gel column chromatography and recrystallization from ethanol to give 2-fluoro-2-methylheptane having the aforementioned physicochemical properties. Acid-4
-(6-hexyloxynaphthyl- (2)) phenyl 27
7.3 mg (35% yield) were obtained.

結晶性の評価 得られた目的化合物を、ポリイミドを塗布しラビング
処理を施した透明電極付きガラス板からなる厚さ3μm
のセルに注入し、−2℃/分の割合で降温しながらクロ
スニコルの偏光顕微鏡で観察したところ、109.6℃で等
方性液体からスメクチックA相に変化し、80℃で更に高
次のスメクチック相に変化し、0℃以下まで結晶化しな
かった。
Evaluation of crystallinity The obtained target compound is a 3 μm-thick glass plate with a transparent electrode coated with polyimide and rubbed.
When the temperature was lowered at a rate of −2 ° C./min and observed with a crossed Nicol polarizing microscope, the phase changed from an isotropic liquid to a smectic A phase at 109.6 ° C., and at 80 ° C., a higher smectic phase was observed. It changed to a phase and did not crystallize to 0 ° C. or lower.

実施例2 6−(4−ヘキシルオキシフェニル)2−ナフトールの
合成 p−ブロモフェノール32.00g、ヘキシルブロミド33.1
6g、水酸化ナトリウム8.03g、エタノール200mlおよび蒸
留水100mlをフラスコにとり、10時間加熱還流した。エ
タノールを留去した後、エーテルを加えて撹拌し、有機
層を分液した。この有機層を5%水酸化ナトリウム水溶
液及び飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。無水硫酸
マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去して、4−ヘキシル
オキシブロモベンゼン40.4g(収率85%)を得た。
Example 2 Synthesis of 6- (4-hexyloxyphenyl) 2-naphthol 32.00 g of p-bromophenol, 33.1 g of hexyl bromide
6 g, 8.03 g of sodium hydroxide, 200 ml of ethanol and 100 ml of distilled water were placed in a flask, and heated under reflux for 10 hours. After the ethanol was distilled off, ether was added and the mixture was stirred, and the organic layer was separated. This organic layer was washed with a 5% aqueous sodium hydroxide solution and a saturated aqueous sodium chloride solution. After drying over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off to obtain 40.4 g (yield: 85%) of 4-hexyloxybromobenzene.

6−ブロモ−2−ナフトール2.25g、エチルビニルエ
ーテル2ml、ピリジニウム4−トルエンスルホネート0.0
2gおよび乾燥ジクロロメタン50mlをフラスコに取り、室
温で1晩撹拌した。撹拌終了後、飽和炭酸水素ナトリウ
ム水溶液で洗浄した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、
溶媒を留去して得られた油状物をシリカゲルカラムクロ
マトグラフィーで精製することにより、6−ブロモ−2
−(1−エトキシ)エトキシナフタレン2.91g(収率98
%)を得た。
6-bromo-2-naphthol 2.25 g, ethyl vinyl ether 2 ml, pyridinium 4-toluenesulfonate 0.0
2 g and 50 ml of dry dichloromethane were placed in a flask and stirred at room temperature overnight. After completion of the stirring, the mixture was washed with a saturated aqueous solution of sodium hydrogen carbonate. After drying over anhydrous magnesium sulfate,
The oily substance obtained by evaporating the solvent was purified by silica gel column chromatography to give 6-bromo-2.
2.91 g of-(1-ethoxy) ethoxynaphthalene (yield 98
%).

フラスコにリチウムディスパージョン0.28gをとり、
窒素気流下、乾燥エーテル15mlに溶解した4−ヘキシル
オキシブロモベンゼン3.08gを15分間かけて滴下し、そ
の後、30分間加熱還流した。次いで、室温に戻し、無水
塩化亜鉛1.65g、塩化ニッケル(II)(1,2−ビスジフェ
ニルホスフィノエタン)0.11g、乾燥テトラヒドロフラ
ン15mlに溶解した先に得た6−ブロモ−2−(1−エト
キシ)エトキシナフタレン2.91gを加え、3時間加熱還
流した。
Take 0.28 g of lithium dispersion in a flask,
Under a nitrogen stream, 3.08 g of 4-hexyloxybromobenzene dissolved in 15 ml of dry ether was added dropwise over 15 minutes, and then the mixture was refluxed for 30 minutes. Then, the mixture was returned to room temperature, and dissolved in 1.65 g of anhydrous zinc chloride, 0.11 g of nickel (II) chloride (1,2-bisdiphenylphosphinoethane) and 15 ml of dry tetrahydrofuran to obtain the previously obtained 6-bromo-2- (1- 2.91 g of ethoxy) ethoxynaphthalene was added, and the mixture was heated under reflux for 3 hours.

室温に冷却後、1規定塩酸を加え、そのまま1時間撹
拌し、エーテルで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾
燥後、溶媒を留去して得られた油状物をシリカゲルカラ
ムクロマトグラフィーで精製することにより、下記の理
化学的性質を有する6−(4−ヘキシルオキシフェニ
ル)−2−ナフトール1.23g(収率38%)を得た。1 H−NMRスペクトル(90MHz、CDCl3中、TMS基準、δ
値): δ 0.89 3H m δ 1.1〜2.0 8H m δ 4.01 2H t (J=7Hz) δ 4.92 1H br.s δ 7.0〜7.2 4H m δ 7.5〜8.0 6H m IR(KBr法、cm-1): 3300,2910,2840,1625,1605,1510,1235,1180 2−フルオロ−2−メチルヘプタン酸−6−(4−ヘキ
シルオキシフェニル)ナフチル−(2)の合成 6−(4−ヘキシルオキシフェニル)−2−ナフトー
ル583.9mg、(−)−2−フルオロ−2−メチルヘプタ
ン酸295.9mg、ジシクロヘキシルカルボジイミド516.2m
g、4−ジメチルアミノピリジン22.4mgおよび乾燥ジク
ロロメタン20mlをフラスコに取り、室温で1晩撹拌し
た。
After cooling to room temperature, 1N hydrochloric acid was added, the mixture was stirred for 1 hour, and extracted with ether. After drying over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off and the resulting oil was purified by silica gel column chromatography to give 6- (4-hexyloxyphenyl) -2-naphthol 1.23 having the following physicochemical properties: g (38% yield). 1 H-NMR spectrum (90 MHz, in CDCl 3 , TMS standard, δ
Value): δ 0.89 3H m δ 1.1 to 2.0 8H m δ 4.01 2H t (J = 7Hz) δ 4.92 1H br.s δ 7.0 to 7.24H m δ 7.5 to 8.0 6H m IR (KBr method, cm -1 ): 3300,2910,2840,1625,1605,1510,1235,1180 Synthesis of 2-fluoro-2-methylheptanoic acid-6- (4-hexyloxyphenyl) naphthyl- (2) 6- (4-hexyloxyphenyl) -2-naphthol 583.9 mg, (-)-2-fluoro-2-methylheptanoic acid 295.9 mg, dicyclohexylcarbodiimide 516.2 m
g, 22.4 mg of 4-dimethylaminopyridine and 20 ml of dry dichloromethane were placed in a flask and stirred at room temperature overnight.

生じた結晶をろ過で除き溶媒を留去して得られた粗結
晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィー及びエタノー
ルからの再結晶で精製することにより、前記の理化学的
性質を有する2−フルオロ−2−メチルヘプタン酸−6
−(4−ヘキシルオキシフェニル)ナフチル−(2)27
5.0mg(収率32%)を得た。
The resulting crystals were removed by filtration, and the solvent was distilled off. The resulting crude crystals were purified by silica gel column chromatography and recrystallization from ethanol to give 2-fluoro-2-methylheptane having the aforementioned physicochemical properties. Acid-6
-(4-hexyloxyphenyl) naphthyl- (2) 27
5.0 mg (32% yield) was obtained.

結晶性の評価 得られた目的化合物を、ポリイミドを塗布しラビング
処理を施した透明電極付きガラス板からなる厚さ3μm
のセルに注入し、−2℃/分の割合で降温しながらクロ
スニコルの偏光顕微鏡で観察したところ、110℃で等方
性液体からスメクチックA相に変化し、84℃で結晶化し
た。また、昇温時、87.3℃で結晶からスメクチックA相
に変化した。
Evaluation of crystallinity The obtained target compound is a 3 μm-thick glass plate with a transparent electrode coated with polyimide and rubbed.
When the temperature was lowered at a rate of −2 ° C./min and observed with a crossed Nicol polarizing microscope, the liquid changed from an isotropic liquid to a smectic A phase at 110 ° C. and crystallized at 84 ° C. At the time of temperature rise, the crystal changed to a smectic A phase at 87.3 ° C.

実施例3 下記式(5),(6),(7)および(8)として示
す各非光学活性液晶化合物を下記に示す割合で混合し
て、母体液晶混合物Aを作成した。
Example 3 Each of the non-optically active liquid crystal compounds represented by the following formulas (5), (6), (7) and (8) was mixed at a ratio shown below to prepare a base liquid crystal mixture A.

この液晶組成物Aは、次の相転移挙動を示した。 This liquid crystal composition A exhibited the following phase transition behavior.

(Crは結晶相、ScはスメクチックC相、SAはスメクチッ
クA相、Nはネマチック相、Iは等方性相を示す。) この液晶組成物Aは、不斉炭素を有する化合物を含ま
ないので、強誘電的な挙動は示さない。
(Cr is a crystal phase, Sc a smectic C phase, S A a smectic A phase, N nematic phase, I is shows the isotropic phase.) The liquid crystal composition A does not include a compound having an asymmetric carbon Therefore, it does not exhibit ferroelectric behavior.

次に、この液晶組成物Aと下記式で表わされる実施例
1の化合物とを下記に示す割合で混合して液晶組成物B
を作成した。
Next, this liquid crystal composition A and the compound of Example 1 represented by the following formula were mixed at the ratio shown below to form a liquid crystal composition B.
It was created.

この液晶組成物Bは、以下に示す相転移挙動を示し
た。
This liquid crystal composition B exhibited the following phase transition behavior.

(Crは液晶相、ScはキラルスメクチックC相、SAはス
メクチックA相、Chはコレステリック相、Iは等方性相
を示す。) また、この液晶組成物は、ポリイミドを塗布しラビン
グ処理を施した透明電極付きガラス板からなる厚さ2μ
mのセルに注入し、等方性液体の状態から、ゆるやかに
降温し、コレステレック相を配向させた。更に温度を下
げ、スメクチックA相を経てキラルスメクチックC相の
状態にしたところ、良配向のセルが容易に得られた。そ
のセルをクロスニコルの偏光顕微鏡で観察しながらセル
に電界を印加すると、明瞭なスイッチング動作が観測さ
れた。
(Cr LCD phase, Sc * is a chiral smectic C phase, S A a smectic A phase, Ch cholesteric phase, I is shows the isotropic phase.) Further, this liquid crystal composition, rubbing treatment was applied to polyimide 2μ thick glass plate with transparent electrode
m, and the temperature was gradually lowered from the state of the isotropic liquid to align the cholesteric phase. When the temperature was further lowered to obtain a chiral smectic C phase via a smectic A phase, cells with good orientation were easily obtained. When an electric field was applied to the cell while observing the cell with a crossed Nicol polarizing microscope, a clear switching operation was observed.

そのセルに、25℃で20Vppの矩形波を印加し、透過光
量をフォトダイオードで測定し、光スイッチング動作を
検出したところ、その透過光量が10%から90%で変化す
るのに要する時間は、70μsと非常に高速であった。
When a rectangular wave of 20 Vpp was applied to the cell at 25 ° C., the amount of transmitted light was measured by a photodiode, and optical switching operation was detected. The time required for the amount of transmitted light to change from 10% to 90% was: It was a very high speed of 70 μs.

比較例 実施例3で用いた液晶組成物Aと、特表平1−501394
号公報記載の下記式の化合物を下記の割合で混合して、
液晶組成物Cを作成した。
Comparative Example The liquid crystal composition A used in Example 3 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-501394
The compounds of the following formula described in the publication number are mixed in the following proportions,
Liquid crystal composition C was prepared.

この液晶組成物Cは、次の相転移を示した。 This liquid crystal composition C showed the following phase transition.

(Crは結晶相、ScはキラルスメクチックC相、SAはス
メクチックA相、Iは等方性相を示す。) このように、この液晶組成物Cはコレステリック相を
有さないので、良配向を得るのは困難である。
(Cr is a crystal phase, Sc * is a chiral smectic C phase, S A is a smectic A phase, and I is an isotropic phase.) As described above, the liquid crystal composition C has no cholesteric phase. It is difficult to obtain an orientation.

(発明の効果) 本発明の化合物は、安定なサーモトロピックの液晶状
態を取り得、またキラルでない液晶に添加することによ
り、自発分極が大きくて応答速度が速い強誘電性液晶組
成物となる等、オプトエレクトロニクス関連素子の素材
として極めて優れた効果を奏するものである。
(Effect of the Invention) The compound of the present invention can take a stable thermotropic liquid crystal state, and when added to a non-chiral liquid crystal, becomes a ferroelectric liquid crystal composition having a large spontaneous polarization and a high response speed. It is an extremely effective material for optoelectronics-related elements.

従って本発明は、例えば、液晶テレビなどのディスプ
レイ用、光プリンターヘッド、光フーリエ変換素子、ラ
イトバルブ等、液晶やエレクトロケミクロミズムを利用
するオプトエレクトロニクス関連素子の素材として有用
な液晶材料といえる。
Therefore, the present invention can be said to be a useful liquid crystal material as a material for optoelectronics-related elements utilizing liquid crystal or electrochemiomics, for example, for displays such as liquid crystal televisions, optical printer heads, optical Fourier transform elements, light valves, and the like.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平井 利弘 埼玉県戸田市新曽南3丁目17番35号 日 本鉱業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07C 69/63 C09K 19/32 CA(STN) REGISTRY(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Toshihiro Hirai 3-17-35 Nishinaminami, Toda City, Saitama Prefecture Within Nihon Mining Co., Ltd. (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C07C 69 / 63 C09K 19/32 CA (STN) REGISTRY (STN)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】下記の一般式(I)、 (式中、R,R′は置換基を有していても良いアルキル基
であり、該置換基は、低級アルキル基、低級アルコキシ
基、ハロゲン原子、又はトリフルオロメチル基から選択
され、Xは単結合または−O−、A、Bのうち一方は1,
4−フェニレン基で、他方は2,6−ナフチレン基を示す)
で表される新規なエステル化合物。
(1) The following general formula (I): (Wherein, R and R ′ are an alkyl group which may have a substituent, and the substituent is selected from a lower alkyl group, a lower alkoxy group, a halogen atom, and a trifluoromethyl group; A single bond or one of -O-, A and B is 1,
A 4-phenylene group, the other of which represents a 2,6-naphthylene group)
A novel ester compound represented by the formula:
【請求項2】請求項1に記載の一般式(I)で表される
エステル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。
2. A liquid crystal composition comprising at least one ester compound represented by the general formula (I) according to claim 1.
【請求項3】請求項1に記載の一般式(I)で表される
エステル化合物の少なくとも1種を構成要素とすること
を特徴とする光スイッチング素子。
3. An optical switching element comprising at least one of the ester compounds represented by the general formula (I) according to claim 1.
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