JP3047498B2 - 光学活性テトラヒドロフラン誘導体、それを含む液晶組成物及び液晶表示素子 - Google Patents
光学活性テトラヒドロフラン誘導体、それを含む液晶組成物及び液晶表示素子Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規の光学活性テトラ
ヒドロフラン誘導体、及びそれを含有する液晶材料に関
し、更に詳しくは、高速応答性、メモリー性に優れた強
誘電性液晶表示用材料に関するものである。
ヒドロフラン誘導体、及びそれを含有する液晶材料に関
し、更に詳しくは、高速応答性、メモリー性に優れた強
誘電性液晶表示用材料に関するものである。
【従来の技術】液晶表示素子は、その優れた特徴(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、そのうち最も一般的な表示方式
であるツイスティッド・ネマチック(TN)型において
は、CRT等の他の発光型表示方式と比較すると応答が
極めて遅いうえに、印加電場を切った場合の表示の記憶
(メモリー効果)が得られないので、高速応答の必要な
光シャッター、プリンターヘッド、あるいはさらに時分
割駆動の必要なテレビなど動画面への応用には多くの制
約があり、必ずしも適した表示方式とはいえなかった。
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、そのうち最も一般的な表示方式
であるツイスティッド・ネマチック(TN)型において
は、CRT等の他の発光型表示方式と比較すると応答が
極めて遅いうえに、印加電場を切った場合の表示の記憶
(メモリー効果)が得られないので、高速応答の必要な
光シャッター、プリンターヘッド、あるいはさらに時分
割駆動の必要なテレビなど動画面への応用には多くの制
約があり、必ずしも適した表示方式とはいえなかった。
【0002】最近になって、強誘電性液晶を用いる表示
方式が報告され、この方法によると、TN型液晶の10
0〜1000倍という高速応答とメモリー効果とが得ら
れるため、次世代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。
方式が報告され、この方法によると、TN型液晶の10
0〜1000倍という高速応答とメモリー効果とが得ら
れるため、次世代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。
【0003】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、そのうちキラ
ルスメクチックC(以下、Sc*と省略する。)相が最も
低粘性であり最も望ましい。Sc*相を示す液晶化合物
(以下、Sc*化合物と省略する。)は既に数多く合成さ
れて検討されているが、強誘電性液晶表示素子として用
いるためには、以下の条件を満たすことが必要である。
すなわち、(イ)室温を含む広い温度範囲でSc*相を示
すこと、(ロ)良好な配向性を得るために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)自発分極がある程度大きいこと、
(ヘ)高速応答を示すこと、といった条件を満たす必要
があるが、これらの条件を単独で満足するような化合物
は知られていない。そのため、数種あるいはそれ以上の
化合物を混合してSc*相を示す液晶組成物(以下、Sc*
液晶組成物と省略する。)として用いる必要がある。
ルスメクチック相に属するものであるが、そのうちキラ
ルスメクチックC(以下、Sc*と省略する。)相が最も
低粘性であり最も望ましい。Sc*相を示す液晶化合物
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すなわち、(イ)室温を含む広い温度範囲でSc*相を示
すこと、(ロ)良好な配向性を得るためにSc*相の高温
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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)自発分極がある程度大きいこと、
(ヘ)高速応答を示すこと、といった条件を満たす必要
があるが、これらの条件を単独で満足するような化合物
は知られていない。そのため、数種あるいはそれ以上の
化合物を混合してSc*相を示す液晶組成物(以下、Sc*
液晶組成物と省略する。)として用いる必要がある。
【0004】Sc*液晶組成物の調製方法としては、アキ
ラルな化合物から成り、スメクチックC(以下、Scと
省略する。)相を示す母体液晶に、光学活性化合物から
成るドーパントをキラルドーパントとして添加する方法
が一般的である。この方法によれば、より低粘性の組成
物を得ることができ、高速応答が可能となる。キラルド
ーパントとして用いる化合物は、単独では必ずしもSc*
相を示す必要はなく、液晶相すら示す必要もないが、少
量の添加で液晶組成物に充分な自発分極を誘起すること
や、キラルドーパントとして誘起する螺旋のピッチが充
分大きいことなどの性質を示すことが必要である。
ラルな化合物から成り、スメクチックC(以下、Scと
省略する。)相を示す母体液晶に、光学活性化合物から
成るドーパントをキラルドーパントとして添加する方法
が一般的である。この方法によれば、より低粘性の組成
物を得ることができ、高速応答が可能となる。キラルド
ーパントとして用いる化合物は、単独では必ずしもSc*
相を示す必要はなく、液晶相すら示す必要もないが、少
量の添加で液晶組成物に充分な自発分極を誘起すること
や、キラルドーパントとして誘起する螺旋のピッチが充
分大きいことなどの性質を示すことが必要である。
【0005】キラルドーパントとして液晶組成物に大き
な自発分極を誘起せしめるためには、強い双極子モーメ
ントを有する基が化合物分子の中心骨格(コア)及び不
斉炭素になるべく近接し、固定されていることが必要で
あることは既に知られている。このような考えに基づき
本発明者らは、一般式(III)
な自発分極を誘起せしめるためには、強い双極子モーメ
ントを有する基が化合物分子の中心骨格(コア)及び不
斉炭素になるべく近接し、固定されていることが必要で
あることは既に知られている。このような考えに基づき
本発明者らは、一般式(III)
【化3】 (式中、Mesは液晶骨格を表わし、Rはアルキル基を
表わす。)で表わされる光学活性ラクトン誘導体を合成
し、この化合物を少量添加するだけで液晶組成物に充分
大きな自発分極を誘起せしめ、高速応答性のSc*液晶組
成物を得ることができることを見いだした。(第16回
液晶討論会予稿集44ページ、及び特開平2−2866
73号公報に記載。)
表わす。)で表わされる光学活性ラクトン誘導体を合成
し、この化合物を少量添加するだけで液晶組成物に充分
大きな自発分極を誘起せしめ、高速応答性のSc*液晶組
成物を得ることができることを見いだした。(第16回
液晶討論会予稿集44ページ、及び特開平2−2866
73号公報に記載。)
【0006】しかしながら、上記一般式(III)で表
わされる化合物は、ラクトン環のカルボニル基が大きな
双極子モーメントを与えているものの、同時に化合物の
粘度を非常に大きくしているという問題点があった。そ
のため、母体液晶への添加により大きな自発分極を誘起
するものの、液晶組成物の粘度をも上昇させるので、高
速応答性を有する液晶組成物を得るという点では必ずし
も充分なものとはいえなかった。
わされる化合物は、ラクトン環のカルボニル基が大きな
双極子モーメントを与えているものの、同時に化合物の
粘度を非常に大きくしているという問題点があった。そ
のため、母体液晶への添加により大きな自発分極を誘起
するものの、液晶組成物の粘度をも上昇させるので、高
速応答性を有する液晶組成物を得るという点では必ずし
も充分なものとはいえなかった。
【0007】本発明が解決しようとする課題は、キラル
ドーパントとして母体液晶に少量添加することにより大
きな自発分極を誘起し、かつ高速応答が可能となるよう
な光学活性化合物と、その化合物の合成中間体を提供す
るとともに、前記光学活性化合物を含有し、自発分極が
大きくかつ高速応答が可能な強誘電性液晶表示用材料を
提供することにある。
ドーパントとして母体液晶に少量添加することにより大
きな自発分極を誘起し、かつ高速応答が可能となるよう
な光学活性化合物と、その化合物の合成中間体を提供す
るとともに、前記光学活性化合物を含有し、自発分極が
大きくかつ高速応答が可能な強誘電性液晶表示用材料を
提供することにある。
【0008】
【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、一般式(I)
するために、一般式(I)
【0009】
【化4】
【0010】(式中、R1は炭素原子数1〜18のアル
キル基を表わすが、好ましくは炭素原子数2〜12のア
ルキル基であり、Xは単結合、−O−、−S−、−CO
−、−COO−、−OCO−、−OCOO−を表わす
が、好ましくは−O−又は単結合であり、環A及び環B
はそれぞれ独立的に、1個又は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、ピリジン−2,5−ジ
イル基、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
1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表わすが、好
ましくは1個又は2個のフッ素原子に置換されていても
よい1、4−フェニレン基、又はトランス−1,4−シ
クロヘキシレン基であり、Yは−COO−、−OCO
−、−CH2O−、−OCH2−、−CH2CH2−、−C
≡C−又は単結合を表わし、mは0又は1を表わすが、
好ましくは0であり、nは1又は2を表わすが、好まし
くは1であり、Zは−COO−、又は−CH2O−を表
わすが、好ましくは−COO−であり、R2は炭素原子
数1〜18のアルキル基を表わすが、好ましくは炭素原
子数1〜10の直鎖状アルキル基であり、テトラヒドロ
フラン環の2位及び4位の不斉炭素原子は、各々独立的
に(R)又は(S)配置である。)で表わされる光学活
性テトラヒドロフラン誘導体を提供するものである。
キル基を表わすが、好ましくは炭素原子数2〜12のア
ルキル基であり、Xは単結合、−O−、−S−、−CO
−、−COO−、−OCO−、−OCOO−を表わす
が、好ましくは−O−又は単結合であり、環A及び環B
はそれぞれ独立的に、1個又は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、ピリジン−2,5−ジ
イル基、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
1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表わすが、好
ましくは1個又は2個のフッ素原子に置換されていても
よい1、4−フェニレン基、又はトランス−1,4−シ
クロヘキシレン基であり、Yは−COO−、−OCO
−、−CH2O−、−OCH2−、−CH2CH2−、−C
≡C−又は単結合を表わし、mは0又は1を表わすが、
好ましくは0であり、nは1又は2を表わすが、好まし
くは1であり、Zは−COO−、又は−CH2O−を表
わすが、好ましくは−COO−であり、R2は炭素原子
数1〜18のアルキル基を表わすが、好ましくは炭素原
子数1〜10の直鎖状アルキル基であり、テトラヒドロ
フラン環の2位及び4位の不斉炭素原子は、各々独立的
に(R)又は(S)配置である。)で表わされる光学活
性テトラヒドロフラン誘導体を提供するものである。
【0011】本発明は、また、上記一般式(I)で表わ
される化合物の合成中間体として、一般式(II)
される化合物の合成中間体として、一般式(II)
【0012】
【化5】
【0013】(式中、n及びR2は一般式(I)におけ
るn及びR2と同じ意味をもつ。)で表わされる光学活
性テトラヒドロフラン誘導体を提供するものである。
るn及びR2と同じ意味をもつ。)で表わされる光学活
性テトラヒドロフラン誘導体を提供するものである。
【0014】本発明は、また、一般式(I)で表わされ
る光学活性テトラヒドロフラン誘導体を用いた液晶組成
物を提供するものである。
る光学活性テトラヒドロフラン誘導体を用いた液晶組成
物を提供するものである。
【0015】本発明の液晶組成物は、上記一般式(I)
で表わされる化合物の少なくとも1種を構成成分として
含有するものであり、特に強誘電性液晶表示用材料とし
ては、主成分であるSc相を示す母体液晶中に上記一般
式(I)で表わされる化合物の少なくとも1種を、キラ
ルドーパントの一部又は全部として用いてなるSc*液晶
組成物が適している。また、本発明の一般式(I)で表
わされる化合物をネマチック液晶に少量添加することに
よって、TN型液晶のリバースドメインの防止に、さら
にはSTN型液晶としての用途などに利用できる。
で表わされる化合物の少なくとも1種を構成成分として
含有するものであり、特に強誘電性液晶表示用材料とし
ては、主成分であるSc相を示す母体液晶中に上記一般
式(I)で表わされる化合物の少なくとも1種を、キラ
ルドーパントの一部又は全部として用いてなるSc*液晶
組成物が適している。また、本発明の一般式(I)で表
わされる化合物をネマチック液晶に少量添加することに
よって、TN型液晶のリバースドメインの防止に、さら
にはSTN型液晶としての用途などに利用できる。
【0016】本発明に係わる一般式(I)で表わされる
化合物は、例えば次の製造方法に従って製造することが
できる。
化合物は、例えば次の製造方法に従って製造することが
できる。
【0017】一般式(I)において、Zが−COO−を
表わす化合物の場合には、一般式(II)で表わされる
光学活性化合物、及び一般式(IV)
表わす化合物の場合には、一般式(II)で表わされる
光学活性化合物、及び一般式(IV)
【0018】
【化6】
【0019】(式中、R1、X、環A、環B、Y、及び
mは一般式(I)における場合と同じ意味をもつ。)で
表わされるカルボン酸を、ジシクロヘキシルカルボジイ
ミド(DCC)等の縮合剤存在下で反応させることによ
り容易に製造できる。
mは一般式(I)における場合と同じ意味をもつ。)で
表わされるカルボン酸を、ジシクロヘキシルカルボジイ
ミド(DCC)等の縮合剤存在下で反応させることによ
り容易に製造できる。
【0020】あるいは、一般式(IV)で表わされるカ
ルボン酸を塩化チオニル等の塩素化剤により酸塩化物と
した後に、ピリジン等の塩基存在下で一般式(II)で
表わされる化合物と反応させることによっても製造でき
る。
ルボン酸を塩化チオニル等の塩素化剤により酸塩化物と
した後に、ピリジン等の塩基存在下で一般式(II)で
表わされる化合物と反応させることによっても製造でき
る。
【0021】一般式(I)において、Zが−CH2O−
を表わす化合物の場合には、一般式(II)で表わされ
る化合物を塩基存在下で、一般式(V)
を表わす化合物の場合には、一般式(II)で表わされ
る化合物を塩基存在下で、一般式(V)
【0022】
【化7】
【0023】(式中、R1、X、環A、環B、Y、及び
mは一般式(I)における場合と同じ意味をもち、Wは
塩素、臭素、ヨウ素、p−トルエンスルホニルオキシ基
等の脱離基を表わす。)で表わされる化合物と反応させ
ることにより製造することができる。
mは一般式(I)における場合と同じ意味をもち、Wは
塩素、臭素、ヨウ素、p−トルエンスルホニルオキシ基
等の脱離基を表わす。)で表わされる化合物と反応させ
ることにより製造することができる。
【0024】ここで、一般式(II)で表わされる光学
活性テトラヒドロフラン誘導体は新規の化合物であり、
例えば下記のようにして製造することができる。 一般式(VI)
活性テトラヒドロフラン誘導体は新規の化合物であり、
例えば下記のようにして製造することができる。 一般式(VI)
【0025】
【化8】
【0026】(式中、R3はメチル基等の低級アルキル
基を表わし、nは1又は2を表わし、R2は炭素原子数
1〜18のアルキル基を表わし、ラクトン環の2位及び
4位の不斉炭素原子は、各々独立的に(R)又は(S)
配置である。)で表わされる光学活性ラクトン誘導体
を、水素化アルミニウムリチウム等の還元剤により還元
して、一般式(VII)
基を表わし、nは1又は2を表わし、R2は炭素原子数
1〜18のアルキル基を表わし、ラクトン環の2位及び
4位の不斉炭素原子は、各々独立的に(R)又は(S)
配置である。)で表わされる光学活性ラクトン誘導体
を、水素化アルミニウムリチウム等の還元剤により還元
して、一般式(VII)
【0027】
【化9】
【0028】(式中、R3、R2及びnは一般式(VI)
における場合と同じ意味をもつ。)で表わされる光学活
性ジオールが得られる。
における場合と同じ意味をもつ。)で表わされる光学活
性ジオールが得られる。
【0029】この一般式(VII)で表わされる化合物
を、p−トルエンスルホン酸等の酸で閉環させることに
より、一般式(VIII)
を、p−トルエンスルホン酸等の酸で閉環させることに
より、一般式(VIII)
【0030】
【化10】
【0031】(式中、R3、n及びR2は一般式(VI)
におけると同じ意味をもつ。)で表わされる光学活性テ
トラヒドロフラン誘導体を得る。
におけると同じ意味をもつ。)で表わされる光学活性テ
トラヒドロフラン誘導体を得る。
【0032】次に、この一般式(VIII)で表わされ
る化合物を塩化アルミニウム−ジメチルスルフィド等で
脱アルキル化することにより、一般式(II)で表わさ
れる化合物を得ることができる。
る化合物を塩化アルミニウム−ジメチルスルフィド等で
脱アルキル化することにより、一般式(II)で表わさ
れる化合物を得ることができる。
【0033】ここで、一般式(VI)で表わされる化合
物は、特開平2−286673号公報に記載の方法によ
り製造することができる。また、一般式(IV)又は一
般式(V)で表わされる化合物はほとんどが既に知られ
ており、通常の合成化学的手法により得ることができ
る。
物は、特開平2−286673号公報に記載の方法によ
り製造することができる。また、一般式(IV)又は一
般式(V)で表わされる化合物はほとんどが既に知られ
ており、通常の合成化学的手法により得ることができ
る。
【0034】上記のようにして、本発明に係わる一般式
(I)で表わされる化合物を得ることができるが、これ
らに属する個々の具体的な化合物は、融点などの相転移
温度、元素分析、赤外吸収スペクトル(IR)、核磁気
共鳴スペクトル(NMR)、質量スペクトル(MS)等
の手段により確認することができる。
(I)で表わされる化合物を得ることができるが、これ
らに属する個々の具体的な化合物は、融点などの相転移
温度、元素分析、赤外吸収スペクトル(IR)、核磁気
共鳴スペクトル(NMR)、質量スペクトル(MS)等
の手段により確認することができる。
【0035】このようにして得られた一般式(I)で表
わされる化合物の代表的なものの例を第1表に掲げる。
わされる化合物の代表的なものの例を第1表に掲げる。
【0036】
【表1】
【0037】(表中、Crは結晶相を、SAはスメクチ
ックA相を、SBはスメクチックB相を、Iは等方性液
体相をそれぞれ表わす。)
ックA相を、SBはスメクチックB相を、Iは等方性液
体相をそれぞれ表わす。)
【0038】一般式(I)で表わされる化合物の優れた
特徴の1つとしては、液晶組成物に添加した際に充分に
大きい自発分極を誘起できることをあげることができ
る。例えば後述の実施例4において得られる第1表中の
No.1の化合物をわずか5重量%と、Sc相を示す母体
液晶95重量%から成るSc*液晶組成物の25℃におけ
る自発分極の値は1.96nC/cm2である。この自発
分極の値がいかに大きいかは、液晶における不斉源とし
て最も普通に用いられる(S)−2−メチルブタノール
由来のSc*液晶化合物、例えば4−デシルオキシ安息香
酸4−[(S)−2−メチルブトキシ]フェニルの自発
分極が、母体液晶に添加することなく、単独でも同程度
であることと比較すると明らかである。このため、非キ
ラルの母体液晶に2〜3重量%程度以上添加すれば、高
速応答に充分な程度の自発分極を母体液晶に誘起するこ
とが可能となる。
特徴の1つとしては、液晶組成物に添加した際に充分に
大きい自発分極を誘起できることをあげることができ
る。例えば後述の実施例4において得られる第1表中の
No.1の化合物をわずか5重量%と、Sc相を示す母体
液晶95重量%から成るSc*液晶組成物の25℃におけ
る自発分極の値は1.96nC/cm2である。この自発
分極の値がいかに大きいかは、液晶における不斉源とし
て最も普通に用いられる(S)−2−メチルブタノール
由来のSc*液晶化合物、例えば4−デシルオキシ安息香
酸4−[(S)−2−メチルブトキシ]フェニルの自発
分極が、母体液晶に添加することなく、単独でも同程度
であることと比較すると明らかである。このため、非キ
ラルの母体液晶に2〜3重量%程度以上添加すれば、高
速応答に充分な程度の自発分極を母体液晶に誘起するこ
とが可能となる。
【0039】本発明に係わる一般式(I)で表わされる
化合物は、そのテトラヒドロフラン環の2位及び4位に
それぞれ不斉炭素が存在する。R2が直鎖状アルキル基
であって、その絶対配置が互いに等しいとき、例えば
(2S,4S)の場合には、テトラヒドロフラン環はシ
ス配置であり、キラルドーパントとして大きい自発分極
を誘起するのはこの場合である。一方、その絶対配置が
互いに異なるとき、例えば(2S,4R)の場合には、
テトラヒドロフラン環はトランス配置であり、この場合
には自発分極をほとんど誘起しないので、強誘電性液晶
用のキラルドーパントとしての用途には適さないが、ネ
マチック液晶の添加剤に用いることができる。
化合物は、そのテトラヒドロフラン環の2位及び4位に
それぞれ不斉炭素が存在する。R2が直鎖状アルキル基
であって、その絶対配置が互いに等しいとき、例えば
(2S,4S)の場合には、テトラヒドロフラン環はシ
ス配置であり、キラルドーパントとして大きい自発分極
を誘起するのはこの場合である。一方、その絶対配置が
互いに異なるとき、例えば(2S,4R)の場合には、
テトラヒドロフラン環はトランス配置であり、この場合
には自発分極をほとんど誘起しないので、強誘電性液晶
用のキラルドーパントとしての用途には適さないが、ネ
マチック液晶の添加剤に用いることができる。
【0040】一般式(I)で表わされる化合物は、単独
ではSc*相はもとより液晶相さえも示さないものもある
が、母体液晶への添加量は少量であり、この添加によっ
てSc*相の温度範囲をあまり狭くすることはないので、
広い温度範囲でSc*相を示す強誘電性液晶組成物を容易
に得ることができる。
ではSc*相はもとより液晶相さえも示さないものもある
が、母体液晶への添加量は少量であり、この添加によっ
てSc*相の温度範囲をあまり狭くすることはないので、
広い温度範囲でSc*相を示す強誘電性液晶組成物を容易
に得ることができる。
【0041】本発明に係わる一般式(I)で表わされる
化合物をドーパントとして添加すべき母体液晶に用いら
れるSc相を示す化合物(以下、Sc化合物と省略す
る。)としては、例えば、下記一般式(A)
化合物をドーパントとして添加すべき母体液晶に用いら
れるSc相を示す化合物(以下、Sc化合物と省略す
る。)としては、例えば、下記一般式(A)
【0042】
【化11】
【0043】(式中、Ra及びRbはアルキル基、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
シ基又はアルコキシカルボニルオキシ基を表わし、これ
らは互いに同一であっても異なっていてもよい。)で表
わされるフェニルベンゾエート系化合物や、一般式
(B)
キシル基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオキ
シ基又はアルコキシカルボニルオキシ基を表わし、これ
らは互いに同一であっても異なっていてもよい。)で表
わされるフェニルベンゾエート系化合物や、一般式
(B)
【0044】
【化12】
【0045】(式中、Ra及びRbは一般式(A)におけ
る場合と同じ意味を表わす。)で表わされるフェニルピ
リミジン系化合物をあげることができる。
る場合と同じ意味を表わす。)で表わされるフェニルピ
リミジン系化合物をあげることができる。
【0046】また一般式(A)、一般式(B)を含めて
一般式(C)
一般式(C)
【0047】
【化13】
【0048】(式中、Ra及びRbは一般式(A)におけ
る場合と同じ意味を表わし、環L及び環Mはそれぞれ
1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、
ピリジン−2,5−ジイル基、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、1,3−ジオキサン−2,5−ジイ
ル基あるいはこれらのハロゲン置換体を表わし、これら
は互いに同一であっても異なっていてもよく、Zaは−
COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−
CH2CH2−、−C≡C−又は単結合を表わす。)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。
る場合と同じ意味を表わし、環L及び環Mはそれぞれ
1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、
ピリジン−2,5−ジイル基、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、1,3−ジオキサン−2,5−ジイ
ル基あるいはこれらのハロゲン置換体を表わし、これら
は互いに同一であっても異なっていてもよく、Zaは−
COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−
CH2CH2−、−C≡C−又は単結合を表わす。)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。
【0049】また、液晶組成物のSc相の温度範囲を高
温域に拡大する目的には、一般式(D)
温域に拡大する目的には、一般式(D)
【0050】
【化14】
【0051】(式中、Ra及びRbは一般式(A)におけ
る場合と同じ意味を表わし、環L、環M及び環Nは前記
一般式(C)における環L、環Mと同じ意味を表わし、
互いに同一であっても異なっていてもよく、Za及びZb
はそれぞれ前記一般式(C)のZaと同じ意味を表わ
し、互いに同一であっても異なっていてもよい。)で表
わされる3環式化合物を用いることができる。
る場合と同じ意味を表わし、環L、環M及び環Nは前記
一般式(C)における環L、環Mと同じ意味を表わし、
互いに同一であっても異なっていてもよく、Za及びZb
はそれぞれ前記一般式(C)のZaと同じ意味を表わ
し、互いに同一であっても異なっていてもよい。)で表
わされる3環式化合物を用いることができる。
【0052】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。
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。
【0053】こうして得られたSc液晶組成物に、本発
明に係わる一般式(I)で表わされる化合物と、さらに
必要であれば他の光学活性化合物とをキラルドーパント
として加えることにより、室温を含む広い温度範囲でS
c*相を示す液晶組成物を容易に得ることができる。
明に係わる一般式(I)で表わされる化合物と、さらに
必要であれば他の光学活性化合物とをキラルドーパント
として加えることにより、室温を含む広い温度範囲でS
c*相を示す液晶組成物を容易に得ることができる。
【0054】また、本発明に係わる一般式(I)で表わ
される化合物を、Sc母体液晶に添加して得られたSc*
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、表示用セルとす
ることができる。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
め多くの方法が試みられているが、良好な配向性を示す
ための液晶材料としては、高温側からI相−N*(キラ
ルネマチック)相−SA(スメクチックA)相−Sc*相
の相系列を示し、N*相及びSc*相における螺旋ピッチ
が大きいという特性を有することが必要であるといわれ
ている。螺旋ピッチを大きくするには、一般には互いに
捩れの向きが逆のキラル化合物を適量混合する方法が用
いられているが、本発明の化合物では母体液晶に添加す
る必要量が少なく、また、誘起する螺旋のピッチはかな
り大きいので、螺旋ピッチの調整は容易である。
される化合物を、Sc母体液晶に添加して得られたSc*
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、表示用セルとす
ることができる。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
め多くの方法が試みられているが、良好な配向性を示す
ための液晶材料としては、高温側からI相−N*(キラ
ルネマチック)相−SA(スメクチックA)相−Sc*相
の相系列を示し、N*相及びSc*相における螺旋ピッチ
が大きいという特性を有することが必要であるといわれ
ている。螺旋ピッチを大きくするには、一般には互いに
捩れの向きが逆のキラル化合物を適量混合する方法が用
いられているが、本発明の化合物では母体液晶に添加す
る必要量が少なく、また、誘起する螺旋のピッチはかな
り大きいので、螺旋ピッチの調整は容易である。
【0055】
【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、もちろん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。
するが、もちろん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。
【0056】各化合物の構造は元素分析、NMR、I
R、MS及び元素分析により確認した。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(DSC)を併用して行った。IRにおける(K
Br)は錠剤成形による測定を、(neat)は液膜に
よる測定を、それぞれ表わす。NMRにおけるCDCl
3は溶媒を表わし、sは1重線、dは2重線、tは3重
線、qは4重線、mは多重線をそれぞれ表わす。また、
例えばddは2重の2重線を表わす。Jはカップリング
定数を表わす。MSにおけるM+は親ピークを表わし、
( )内の数値はそのピークの相対強度を表わす。組成
物中における「%」はすべて「重量%」を表わす。
R、MS及び元素分析により確認した。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(DSC)を併用して行った。IRにおける(K
Br)は錠剤成形による測定を、(neat)は液膜に
よる測定を、それぞれ表わす。NMRにおけるCDCl
3は溶媒を表わし、sは1重線、dは2重線、tは3重
線、qは4重線、mは多重線をそれぞれ表わす。また、
例えばddは2重の2重線を表わす。Jはカップリング
定数を表わす。MSにおけるM+は親ピークを表わし、
( )内の数値はそのピークの相対強度を表わす。組成
物中における「%」はすべて「重量%」を表わす。
【0057】(実施例1) (2S,4R)−2−ヘキ
シル−4−(4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロフ
ラン(一般式(II)の化合物)の合成
シル−4−(4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロフ
ラン(一般式(II)の化合物)の合成
【0058】(1−a) (2R,4R)−2−(4−
メトキシフェニル)−1,4−デカンジオールの合成
メトキシフェニル)−1,4−デカンジオールの合成
【0059】
【化15】
【0060】(2R,4R)−2−(4−メトキシフェ
ニル)−4−デカノリド755mg(2.6ミリモル)
のエーテル5ml溶液に、0℃で水素化アルミニウムリ
チウム(LAH)300mgを加えて2時間攪拌した。
この反応混合液に3M塩酸5mlを加えて、反応生成物
を酢酸エチル80mlで3回抽出した後、抽出液を無水
硫酸マグネシウムで乾燥し、これを瀘過して濃縮した。
この残渣をカラムクロトグラフィー(充填剤:シリカゲ
ル,展開溶媒:ヘキサン/酢酸エチル=1/1)を用い
て分離精製し、(2R,4R)−2−(4−メトキシフ
ェニル)−1,4−デカンジオール705mg(収率9
6%)を得た。
ニル)−4−デカノリド755mg(2.6ミリモル)
のエーテル5ml溶液に、0℃で水素化アルミニウムリ
チウム(LAH)300mgを加えて2時間攪拌した。
この反応混合液に3M塩酸5mlを加えて、反応生成物
を酢酸エチル80mlで3回抽出した後、抽出液を無水
硫酸マグネシウムで乾燥し、これを瀘過して濃縮した。
この残渣をカラムクロトグラフィー(充填剤:シリカゲ
ル,展開溶媒:ヘキサン/酢酸エチル=1/1)を用い
て分離精製し、(2R,4R)−2−(4−メトキシフ
ェニル)−1,4−デカンジオール705mg(収率9
6%)を得た。
【0061】無色針状晶
【0062】融点 52〜54℃
【0063】[α]D −24゜(c=1.07,CH
Cl3,20℃)
Cl3,20℃)
【0064】IR(KBr) 3360,2940,2
870,1515,1465,1250,1180,1
035,830cm-1
870,1515,1465,1250,1180,1
035,830cm-1
【0065】1H NMR(CDCl3) δ 0.86
(t,J=7.1Hz,3H),1.20−1.45
(m,10H),1.74−1.81(m,2H),
2.16(s,2H),3.01(q,J=6.9H
z,1H),3.46−3.52(m,1H),3.7
9(s,3H),6.86(d,J=8.6Hz,2
H),7.13(d,J=8.6Hz,2H)
(t,J=7.1Hz,3H),1.20−1.45
(m,10H),1.74−1.81(m,2H),
2.16(s,2H),3.01(q,J=6.9H
z,1H),3.46−3.52(m,1H),3.7
9(s,3H),6.86(d,J=8.6Hz,2
H),7.13(d,J=8.6Hz,2H)
【0066】MS m/z 280(M+,4.7),
148(15),135(100),121(17),
91(12)
148(15),135(100),121(17),
91(12)
【0067】元素分析:C17H28O3として 計算値:C,72.82%;H,10.07% 実測値:C,72.89%;H,10.29%
【0068】(1−b) (2S,4R)−2−ヘキシ
ル−4−(4−メトキシフェニル)テトラヒドロフラン
の合成
ル−4−(4−メトキシフェニル)テトラヒドロフラン
の合成
【0069】
【化16】
【0070】実施例(1−a)で得られた化合物792
mg(2.8ミリモル)のトルエン40ml溶液に、p
−トルエンスルホン酸10mgを加えて2時間加熱攪拌
した。反応終了後、この反応液から溶媒を減圧留去し、
カラムクロマトグラフィー(充填剤:シリカゲル、展開
溶媒:ヘキサン/酢酸エチル=5/1)を用いて分離
し、さらに分取用高速液体クロマトグラフィー(充填
剤:東ソー株式会社製、Silica−60,21.5
mmID×300mm、展開溶媒:ヘキサン/酢酸エチ
ル=30/1)を用いて分離精製して(2S,4R)−
2−ヘキシル−4−(4−メトキシフェニル)テトラヒ
ドロフラン431mg(収率58%、光学純度99%e
e)を得た。
mg(2.8ミリモル)のトルエン40ml溶液に、p
−トルエンスルホン酸10mgを加えて2時間加熱攪拌
した。反応終了後、この反応液から溶媒を減圧留去し、
カラムクロマトグラフィー(充填剤:シリカゲル、展開
溶媒:ヘキサン/酢酸エチル=5/1)を用いて分離
し、さらに分取用高速液体クロマトグラフィー(充填
剤:東ソー株式会社製、Silica−60,21.5
mmID×300mm、展開溶媒:ヘキサン/酢酸エチ
ル=30/1)を用いて分離精製して(2S,4R)−
2−ヘキシル−4−(4−メトキシフェニル)テトラヒ
ドロフラン431mg(収率58%、光学純度99%e
e)を得た。
【0071】無色油状物質
【0072】[α]D −14゜(c=1.40,CH
Cl3,20℃)
Cl3,20℃)
【0073】IR(neat) 2950,2875,
1515,1470,1465,1250,1180,
1040,830cm-1
1515,1470,1465,1250,1180,
1040,830cm-1
【0074】1H NMR(CDCl3) δ 0.89
(t,J=6.7Hz,3H),1.26−1.66
(m,9H),1.60−1.69(m,1H),1.
97(ddd,J=12.5,8.9and6.4H
z,1H),2.06(dt,J=12.5and7.
3Hz,1H),3.37(q,J=7.8Hz,1
H),3.65(t,J=8.2Hz,1H),4.1
1(q,J=6.6Hz,1H),4.20(dd,J
=8.5and7.2Hz,1H),6.85(d,J
=8.8Hz,2H),7.16(d,J=8.5 H
z,2H)
(t,J=6.7Hz,3H),1.26−1.66
(m,9H),1.60−1.69(m,1H),1.
97(ddd,J=12.5,8.9and6.4H
z,1H),2.06(dt,J=12.5and7.
3Hz,1H),3.37(q,J=7.8Hz,1
H),3.65(t,J=8.2Hz,1H),4.1
1(q,J=6.6Hz,1H),4.20(dd,J
=8.5and7.2Hz,1H),6.85(d,J
=8.8Hz,2H),7.16(d,J=8.5 H
z,2H)
【0075】MS m/z 262(M+,44),2
32(15),177(100),149(13),1
47(93)
32(15),177(100),149(13),1
47(93)
【0076】元素分析:C17H26O2として 計算値:C,77.82%;H,9.99% 実測値:C,77.72%;H,10.02%
【0077】(1−c) (2S,4R)−2−ヘキシ
ル−4−(4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロフラ
ンの合成
ル−4−(4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロフラ
ンの合成
【0078】
【化17】
【0079】塩化アルミニウム1.04g(7.8ミリ
モル)のジクロロメタン15ml溶液に、ジメチルスル
フィド2mlを加えた後、実施例(1−b)で得られた
化合物410mg(1.56ミリモル)のジクロロメタ
ン5ml溶液を0℃で加えて、1時間攪拌した。次い
で、この反応混合液に飽和炭酸ナトリウム水溶液を5m
l加え、セライト瀘過した後に、反応生成物をエーテル
100mlで3回抽出し、抽出液を濃縮した後、カラム
クロマトグラフィー(充填剤:シリカゲル、展開溶媒:
ヘキサン/酢酸エチル=3/1)を用いて分離精製し、
(2S,4R)−2−ヘキシル−4−(4−ヒドロキシ
フェニル)テトラヒドロフラン266mg(収率64
%)を得た。
モル)のジクロロメタン15ml溶液に、ジメチルスル
フィド2mlを加えた後、実施例(1−b)で得られた
化合物410mg(1.56ミリモル)のジクロロメタ
ン5ml溶液を0℃で加えて、1時間攪拌した。次い
で、この反応混合液に飽和炭酸ナトリウム水溶液を5m
l加え、セライト瀘過した後に、反応生成物をエーテル
100mlで3回抽出し、抽出液を濃縮した後、カラム
クロマトグラフィー(充填剤:シリカゲル、展開溶媒:
ヘキサン/酢酸エチル=3/1)を用いて分離精製し、
(2S,4R)−2−ヘキシル−4−(4−ヒドロキシ
フェニル)テトラヒドロフラン266mg(収率64
%)を得た。
【0080】また(2S,4R)−2−ヘキシル−4−
(4−メトキシフェニル)テトラヒドロフラン79mg
(19%)を回収した。
(4−メトキシフェニル)テトラヒドロフラン79mg
(19%)を回収した。
【0081】無色油状物質
【0082】[α]D −12゜(c=0.91,CH
Cl3,20℃)
Cl3,20℃)
【0083】IR(neat) 3330,2940,
2860,1615,1515,1450,1380,
1240,1115,830cm-1
2860,1615,1515,1450,1380,
1240,1115,830cm-1
【0084】1H NMR(CDCl3) δ 0.88
(t,J=7.1Hz,3H),1.24−1.69
(m,10H),1.97(ddd,J=12.3,
8.9and6.4Hz,1H),2.05(dt,J
=14.5and7.3Hz,1H),3.36(m,
1H),3.65(t,8.2Hz,1H),4.11
(m,1H),4.20(dd,J=8.5and7.
2Hz,1H),6.77(d,J=8.6Hz,2
H),7.11(d,J=8.4Hz,2H)
(t,J=7.1Hz,3H),1.24−1.69
(m,10H),1.97(ddd,J=12.3,
8.9and6.4Hz,1H),2.05(dt,J
=14.5and7.3Hz,1H),3.36(m,
1H),3.65(t,8.2Hz,1H),4.11
(m,1H),4.20(dd,J=8.5and7.
2Hz,1H),6.77(d,J=8.6Hz,2
H),7.11(d,J=8.4Hz,2H)
【0085】MS m/z 248(M+,24),1
64(11),163(100),145(13)
64(11),163(100),145(13)
【0086】(実施例2) (2S,4S)−2−ヘキ
シル−4−(4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロフ
ラン(一般式(II)で表わされる化合物)の合成
シル−4−(4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロフ
ラン(一般式(II)で表わされる化合物)の合成
【0087】(2−a) (2S,4R)−2−(4−
メトキシフェニル)−1,4−デカンジオールの合成
メトキシフェニル)−1,4−デカンジオールの合成
【0088】
【化18】
【0089】(2S,4R)−2−(4−メトキシフェ
ニル)−4−デカノリド696mg(2.4ミリモル)
を用いた以外は実施例(1−a)と同様にして、(2
S,4R)−2−(4−メトキシフェニル)−1,4−
デカンジオール608mg(収率90%)を得た。
ニル)−4−デカノリド696mg(2.4ミリモル)
を用いた以外は実施例(1−a)と同様にして、(2
S,4R)−2−(4−メトキシフェニル)−1,4−
デカンジオール608mg(収率90%)を得た。
【0090】無色粘稠油状物質
【0091】[α]D +13.0゜(c=0.97,
CHCl3,20℃)
CHCl3,20℃)
【0092】IR(neat) 3350,2930,
2860,1610,1510,1460,1250,
1175,1030,830cm-1
2860,1610,1510,1460,1250,
1175,1030,830cm-1
【0093】1H NMR(CDCl3) δ 0.87
(t,J=6.7Hz,3H),1.21−1.56
(m,10H),1.73−1.81(m,3H),
1.88(ddd,J=11.8,7.1and4.7
Hz,1H),2.93−3.00(m,1H),3.
65−3.78(m,3H),3.79(s,3H),
6.87(d,J=8.7Hz,2H),7.16
(d,J=8.7Hz,2H)
(t,J=6.7Hz,3H),1.21−1.56
(m,10H),1.73−1.81(m,3H),
1.88(ddd,J=11.8,7.1and4.7
Hz,1H),2.93−3.00(m,1H),3.
65−3.78(m,3H),3.79(s,3H),
6.87(d,J=8.7Hz,2H),7.16
(d,J=8.7Hz,2H)
【0094】MS m/z 280(M+,3),14
8(17),136(10),135(100),12
1(12)
8(17),136(10),135(100),12
1(12)
【0095】(2−b) (2S,4S)−2−ヘキシ
ル−4−(4−メトキシフェニル)テトラヒドロフラン
の合成
ル−4−(4−メトキシフェニル)テトラヒドロフラン
の合成
【0096】
【化19】
【0097】実施例(2−a)で得られた(2S,4
R)−2−(4−メトキシフェニル)−1,4−デカン
ジオール586mg(2.1ミリモル)を用いた以外は
実施例(1−b)と同様にして、(2S,4S)−2−
ヘキシル−4−(4−メトキシフェニル)テトラヒドロ
フラン350mg(収率60%)を得た。
R)−2−(4−メトキシフェニル)−1,4−デカン
ジオール586mg(2.1ミリモル)を用いた以外は
実施例(1−b)と同様にして、(2S,4S)−2−
ヘキシル−4−(4−メトキシフェニル)テトラヒドロ
フラン350mg(収率60%)を得た。
【0098】無色油状物質
【0099】[α]D +18.5゜(c=1.17,
CHCl3,20℃)
CHCl3,20℃)
【0100】IR(neat) 2940,2870,
1515,1250,1035,830cm-1
1515,1250,1035,830cm-1
【0101】1H NMR(CDCl3) δ 0.89
(t,J=6.8Hz,3H),1.25−1.49
(m,8H),1.51−1.59(m,1H),1.
59(dt,J=12.2and10.1Hz,1
H),1.66−1.74(m,1H),2.40(d
dd,J=12.5,7.6and5.5Hz,1
H),3.40(dq,J=10.3and7.9H
z,1H),3.74(t,J=8.3Hz,1H),
3.79(s,3H),3.95−4.02(m,1
H),4.11(t,J=8.2Hz,1H),6.8
4(d,J=8.7Hz,2H),7.16(d,J=
8,7Hz,2H)
(t,J=6.8Hz,3H),1.25−1.49
(m,8H),1.51−1.59(m,1H),1.
59(dt,J=12.2and10.1Hz,1
H),1.66−1.74(m,1H),2.40(d
dd,J=12.5,7.6and5.5Hz,1
H),3.40(dq,J=10.3and7.9H
z,1H),3.74(t,J=8.3Hz,1H),
3.79(s,3H),3.95−4.02(m,1
H),4.11(t,J=8.2Hz,1H),6.8
4(d,J=8.7Hz,2H),7.16(d,J=
8,7Hz,2H)
【0102】MS m/z 262(M+,52),2
32(19),178(12),177(100),1
59(11),149(16),148(18),14
7(96),134(43)
32(19),178(12),177(100),1
59(11),149(16),148(18),14
7(96),134(43)
【0103】元素分析:C17H26O2として 計算値:C,77.82%;H,9.99% 実測値:C,77.90%;H,10.19%
【0104】(2−c) (2S,4S)−2−ヘキシ
ル−4−(4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロフラ
ンの合成
ル−4−(4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロフラ
ンの合成
【0105】
【化20】
【0106】実施例(2−b)で得られた(2S,4
S)−2−ヘキシル−4−(4−メトキシフェニル)テ
トラヒドロフラン326mg(1.2ミリモル)を用い
た以外は実施例(1−c)と同様にして、(2S,4
S)−2−ヘキシル−4−(4−ヒドロキシフェニル)
テトラヒドロフラン300mg(収率97%)を得た。
S)−2−ヘキシル−4−(4−メトキシフェニル)テ
トラヒドロフラン326mg(1.2ミリモル)を用い
た以外は実施例(1−c)と同様にして、(2S,4
S)−2−ヘキシル−4−(4−ヒドロキシフェニル)
テトラヒドロフラン300mg(収率97%)を得た。
【0107】無色油状物質
【0108】[α]D +17.0゜(c=1.41,
CHCl3,20℃)
CHCl3,20℃)
【0109】IR(neat) 3300,2950,
2870,1520,1450,1385,1250,
1030,830cm-1
2870,1520,1450,1385,1250,
1030,830cm-1
【0110】1H NMR(CDCl3) δ 0.88
(t,J=6.9Hz,3H),1.24−1.48
(m,8H),1.52−1.60(m,1H),1.
60(dt,J=12.2and10.1Hz,1
H),1.68−1.77(m,1H),2.40(d
dd,J=12.2,7.5and5.5Hz,1
H),3.39(dq,J=10.4and8.0H
z,1H),3.74(t,J=8.4Hz,1H),
4.20(dq,J=12.2and9.8Hz,1
H)4.12(t,J=8.2Hz,1H),6.77
(d,J=8.6Hz,2H),7.10(d,J=
8.4Hz,2H)
(t,J=6.9Hz,3H),1.24−1.48
(m,8H),1.52−1.60(m,1H),1.
60(dt,J=12.2and10.1Hz,1
H),1.68−1.77(m,1H),2.40(d
dd,J=12.2,7.5and5.5Hz,1
H),3.39(dq,J=10.4and8.0H
z,1H),3.74(t,J=8.4Hz,1H),
4.20(dq,J=12.2and9.8Hz,1
H)4.12(t,J=8.2Hz,1H),6.77
(d,J=8.6Hz,2H),7.10(d,J=
8.4Hz,2H)
【0111】MS m/z 248(M+,37),2
18(10),164(11),163(100),1
45(11),135(12),134(14),13
3(73),120(47)
18(10),164(11),163(100),1
45(11),135(12),134(14),13
3(73),120(47)
【0112】(実施例3) (2S,4R)−2−ヘキ
シル−4−[4−(4−オクチルオキシベンゾイルオキ
シ)フェニル]テトラヒドロフラン(一般式(I)で表
わされる第1表中のNo.4の化合物)の合成
シル−4−[4−(4−オクチルオキシベンゾイルオキ
シ)フェニル]テトラヒドロフラン(一般式(I)で表
わされる第1表中のNo.4の化合物)の合成
【0113】
【化21】
【0114】実施例(1−c)で得られた(2S,4
R)−2−ヘキシル−4−(4−ヒドロキシフェニル)
テトラヒドロフラン120mg(0.46ミリモル)、
4−オクチルオキシ安息香酸クロリド140mg(0.
55ミリモル)及びジクロロメタン3mlの混合液に、
トリエチルアミン3mlを加えて1.5時間加熱攪拌し
た。反応終了後、溶媒を留去し、得られた残渣をカラム
クロマトグラフィー(充填剤:シリカゲル、展開溶媒:
ヘキサン/酢酸エチル=10/1)を用いて分離精製し
て(2S,4R)−2−ヘキシル−4−[4−(4−オ
クチルオキシベンゾイルオキシ)フェニル]テトラヒド
ロフラン221mg(収率99%)を得た。
R)−2−ヘキシル−4−(4−ヒドロキシフェニル)
テトラヒドロフラン120mg(0.46ミリモル)、
4−オクチルオキシ安息香酸クロリド140mg(0.
55ミリモル)及びジクロロメタン3mlの混合液に、
トリエチルアミン3mlを加えて1.5時間加熱攪拌し
た。反応終了後、溶媒を留去し、得られた残渣をカラム
クロマトグラフィー(充填剤:シリカゲル、展開溶媒:
ヘキサン/酢酸エチル=10/1)を用いて分離精製し
て(2S,4R)−2−ヘキシル−4−[4−(4−オ
クチルオキシベンゾイルオキシ)フェニル]テトラヒド
ロフラン221mg(収率99%)を得た。
【0115】無色針状晶
【0116】相転移温度 59.5℃(Cr→SB)、72℃(SB−SA)、95
℃(SA−I)。
℃(SA−I)。
【0117】[α]D −6.5゜(c=0.98,C
HCl3,20℃)
HCl3,20℃)
【0118】IR(KBr) 2940,2875,1
735,1610,1515,1255,1175,1
075,850,765cm-1
735,1610,1515,1255,1175,1
075,850,765cm-1
【0119】1H NMR(CDCl3) δ 0.89
(t,J=6.6Hz,3H),1.26−1.54
(m,20H),1.62−1.70(m,1H),
1.78−1.85(m,2H),2.01(ddd,
J=12.5,8.9and6.5Hz,1H),2.
11(dt,J=12.5and7.2Hz,1H),
3.41−3.48(m,1H),3.71(t,J=
8.2Hz,1H),4.04(t,J=6.6Hz,
2H),4.13(q,J=6.6Hz,1H),4.
23(dd,J=8.6and7,2Hz,1H),
6.96(d,J=9.0Hz,2H),7.13
(d,J=8.6Hz,2H),7.29(d,J=
8.5Hz,2H),8.13(d,J=9.0Hz,
2H)
(t,J=6.6Hz,3H),1.26−1.54
(m,20H),1.62−1.70(m,1H),
1.78−1.85(m,2H),2.01(ddd,
J=12.5,8.9and6.5Hz,1H),2.
11(dt,J=12.5and7.2Hz,1H),
3.41−3.48(m,1H),3.71(t,J=
8.2Hz,1H),4.04(t,J=6.6Hz,
2H),4.13(q,J=6.6Hz,1H),4.
23(dd,J=8.6and7,2Hz,1H),
6.96(d,J=9.0Hz,2H),7.13
(d,J=8.6Hz,2H),7.29(d,J=
8.5Hz,2H),8.13(d,J=9.0Hz,
2H)
【0120】MS m/z 480(M+,0.5),
234(17),233(100),121(43)
234(17),233(100),121(43)
【0121】元素分析:C31H44O4として 計算値:C,77.46%;H,9.23% 実測値:C,77.52%;H,9.39%
【0122】(実施例4) (2S,4S)−2−ヘキ
シル−4−[4−(4−オクチルオキシベンゾイルオキ
シ)フェニル]テトラヒドロフラン(一般式(I)で表
わされる第1表中のNo.1の化合物)の合成
シル−4−[4−(4−オクチルオキシベンゾイルオキ
シ)フェニル]テトラヒドロフラン(一般式(I)で表
わされる第1表中のNo.1の化合物)の合成
【0123】
【化22】
【0124】実施例(2−c)で得られた(2S,4
S)−2−ヘキシル−4−(4−ヒドロキシフェニル)
テトラヒドロフラン110mg(0.42ミリモル)を
用いた以外は実施例3と同様にして、(2S,4S)−
2−ヘキシル−4−[4−(4−オクチルオキシベンゾ
イルオキシ)フェニル]テトラヒドロフラン199mg
(収率99%)を得た。
S)−2−ヘキシル−4−(4−ヒドロキシフェニル)
テトラヒドロフラン110mg(0.42ミリモル)を
用いた以外は実施例3と同様にして、(2S,4S)−
2−ヘキシル−4−[4−(4−オクチルオキシベンゾ
イルオキシ)フェニル]テトラヒドロフラン199mg
(収率99%)を得た。
【0125】無色針状晶
【0126】相転移温度 57.0℃(Cr→SB)、33.0℃(SB−SA)、6
3.5℃(SA−I)
3.5℃(SA−I)
【0127】[α]D +13.5゜(c=1.07,
CHCl3,20℃)
CHCl3,20℃)
【0128】IR(KBr) 2940,2870,1
730,1610,1515,1280,1260,1
205,1175,830,760cm-1
730,1610,1515,1280,1260,1
205,1175,830,760cm-1
【0129】1H NMR(CDCl3) δ 0.89
(t,J=6.4Hz,6H),1.26−1.77
(m,21H),1.63(dt,J=12.2and
9.9Hz,1H),1.78−1.86(m,2
H),2.45(ddd,J=12.2,7.7and
5.6Hz,1H),3.47(dq,J=10.0a
nd7.9Hz,1H),3.81(t,J=8.1H
z,1H)3.96−4.03(m,1H),4.04
(t,J=6.6Hz,2H),4.14(t,J=
8.2Hz,1H),6.96(d,J=9.0Hz,
2H),7.13(d,J=8.6Hz,2H),7.
29(d,J=8.6Hz,2H),8.12(d,J
=9.0Hz,2H)
(t,J=6.4Hz,6H),1.26−1.77
(m,21H),1.63(dt,J=12.2and
9.9Hz,1H),1.78−1.86(m,2
H),2.45(ddd,J=12.2,7.7and
5.6Hz,1H),3.47(dq,J=10.0a
nd7.9Hz,1H),3.81(t,J=8.1H
z,1H)3.96−4.03(m,1H),4.04
(t,J=6.6Hz,2H),4.14(t,J=
8.2Hz,1H),6.96(d,J=9.0Hz,
2H),7.13(d,J=8.6Hz,2H),7.
29(d,J=8.6Hz,2H),8.12(d,J
=9.0Hz,2H)
【0130】MS m/z 480(M+,0.5),
234(17),121(49)
234(17),121(49)
【0131】元素分析:C31H44O4として 計算値:C,77.46%;H,9.23% 実測値:C,77.59%;H,9.45%
【0132】(実施例5) (2S,4S)−2−ヘキ
シル−4−[4−(4−オクチルベンゾイルオキシ)フ
ェニル]テトラヒドロフラン(一般式(I)で表わされ
る第1表中のNo.2の化合物)の合成
シル−4−[4−(4−オクチルベンゾイルオキシ)フ
ェニル]テトラヒドロフラン(一般式(I)で表わされ
る第1表中のNo.2の化合物)の合成
【0133】
【化23】
【0134】実施例4と同様にして、(2S,4S)−
2−ヘキシル−4−(4−ヒドロキシフェニル)テトラ
ヒドロフラン32mg(0.12ミリモル)より、(2
S,4S)−2−ヘキシル−4−[4−(4−オクチル
ベンゾイルオキシ)フェニル]テトラヒドロフラン71
mg(収率84%)を得た。
2−ヘキシル−4−(4−ヒドロキシフェニル)テトラ
ヒドロフラン32mg(0.12ミリモル)より、(2
S,4S)−2−ヘキシル−4−[4−(4−オクチル
ベンゾイルオキシ)フェニル]テトラヒドロフラン71
mg(収率84%)を得た。
【0135】無色針状晶
【0136】融点 37.1℃
【0137】[α]D +13゜(c=1.10,CH
Cl3,20℃)
Cl3,20℃)
【0138】IR(KBr) 2930,2860,1
730,1610,1510,1270,1210,1
190,1070,1010cm-1
730,1610,1510,1270,1210,1
190,1070,1010cm-1
【0139】1H NMR(CDCl3) δ 0.88
(t,J=7.0Hz,3H),0.89(t,J=
7.0Hz,3H),1.23−1.76(m,21
H),2.45(ddd,J=12.3,7.6and
5.5Hz,1H),2.69(t,J=7.8Hz,
2H),3.43−3.52(m,1H),3.81
(t,8.1Hz,1H),3.96−4.03(m,
1H),4.14(t,J=8.2Hz,1H),7.
14(d,J=8.6Hz,2H),7.29(d,J
=8.4Hz,2H),7.31(d,J=8.3H
z,2H),8.01(d,J=8.4Hz,2H)
(t,J=7.0Hz,3H),0.89(t,J=
7.0Hz,3H),1.23−1.76(m,21
H),2.45(ddd,J=12.3,7.6and
5.5Hz,1H),2.69(t,J=7.8Hz,
2H),3.43−3.52(m,1H),3.81
(t,8.1Hz,1H),3.96−4.03(m,
1H),4.14(t,J=8.2Hz,1H),7.
14(d,J=8.6Hz,2H),7.29(d,J
=8.4Hz,2H),7.31(d,J=8.3H
z,2H),8.01(d,J=8.4Hz,2H)
【0140】MS m/z 464(M+,1.4),
218(16),217(100)
218(16),217(100)
【0141】(実施例6) (2S,4S)−4−[4
−(トランス−4−ヘプチルシクロヘキサンカルボニル
オキシ)フェニル]−2−ヘキシルテトラヒドロフラン
(一般式(I)で表わされる第1表中のNo.3の化合
物)の合成
−(トランス−4−ヘプチルシクロヘキサンカルボニル
オキシ)フェニル]−2−ヘキシルテトラヒドロフラン
(一般式(I)で表わされる第1表中のNo.3の化合
物)の合成
【0142】
【化24】
【0143】実施例4と同様にして、(2S,4S)−
2−ヘキシル−4−(4−ヒドロキシフェニル)テトラ
ヒドロフラン30mg(0.11ミリモル)より、(2
S,4S)−4−[4−(トランス−4−ヘプチルシク
ロヘキサンカルボニルオキシ)フェニル]−2−ヘキシ
ルテトラヒドロフラン50mg(収率36%)を得た。
2−ヘキシル−4−(4−ヒドロキシフェニル)テトラ
ヒドロフラン30mg(0.11ミリモル)より、(2
S,4S)−4−[4−(トランス−4−ヘプチルシク
ロヘキサンカルボニルオキシ)フェニル]−2−ヘキシ
ルテトラヒドロフラン50mg(収率36%)を得た。
【0144】無色針状晶
【0145】融点 76.5℃
【0146】[α]D +12.2゜(c=0.77,
CHCl3,20℃)
CHCl3,20℃)
【0147】IR(KBr) 2940,2860,1
745,1510,1470,1450,1200,1
170,1130,845cm-1
745,1510,1470,1450,1200,1
170,1130,845cm-1
【0148】1H NMR(CDCl3) δ 0.89
(t,J=6.7Hz,6H),0.91−1.03
(m,2H),1.19−1.75(m,26H),
1.83−1.90(m,2H),2.09−2.15
(m,2H),3.40−3.50(m,2H),3.
77(t,J=8.1Hz,1H),3.94−4.0
1(m,1H),4.11(t,J=8.2Hz,1
H),6.98(d,J=8.6Hz,2H),7.2
3(d,J=8.5Hz,2H) MS m/z 456(M+,8),249(16),
248(85),209(31),208(100),
181(41),163(49)133(23),12
5(31)
(t,J=6.7Hz,6H),0.91−1.03
(m,2H),1.19−1.75(m,26H),
1.83−1.90(m,2H),2.09−2.15
(m,2H),3.40−3.50(m,2H),3.
77(t,J=8.1Hz,1H),3.94−4.0
1(m,1H),4.11(t,J=8.2Hz,1
H),6.98(d,J=8.6Hz,2H),7.2
3(d,J=8.5Hz,2H) MS m/z 456(M+,8),249(16),
248(85),209(31),208(100),
181(41),163(49)133(23),12
5(31)
【0149】(実施例7) Sc*液晶組成物の調製 下記の組成から成るSc相を示す母体液晶(H−1)を
調製した。
調製した。
【0150】
【化25】
【0151】この母体液晶(H−1)の相転移温度は以
下の通りであった。 12.5℃(Cr→Sc)、55.5℃(Sc−SA)、
64.5℃(SA−N)、70℃(N−I)。
下の通りであった。 12.5℃(Cr→Sc)、55.5℃(Sc−SA)、
64.5℃(SA−N)、70℃(N−I)。
【0152】この母体液晶(H−1)95%及び実施例
4で得られた第1表中のNo.1の化合物5%から成る
Sc*液晶組成物(M−1)を調製した。その相転移温度
は以下の通りであった。
4で得られた第1表中のNo.1の化合物5%から成る
Sc*液晶組成物(M−1)を調製した。その相転移温度
は以下の通りであった。
【0153】51.5℃(Sc*−SA)、65℃(SA−
N*)、69℃(N*−I)。 融点は明瞭ではなかった。
N*)、69℃(N*−I)。 融点は明瞭ではなかった。
【0154】同様にして、母体液晶(H−1)90%及
び第1表中のNo.1の化合物10%から成るSc*液晶
組成物(M−2)を調製した。その相転移温度は以下の
通りであった。
び第1表中のNo.1の化合物10%から成るSc*液晶
組成物(M−2)を調製した。その相転移温度は以下の
通りであった。
【0155】49℃(Sc*−SA)、64.5℃(SA−
N*)、68.5℃(N*−I)。
N*)、68.5℃(N*−I)。
【0156】同様にして、母体液晶(H−1)80%及
び第1表中のNo.1の化合物20%から成るSc*液晶
組成物(M−3)を調製した。その相転移温度は以下の
通りであった。
び第1表中のNo.1の化合物20%から成るSc*液晶
組成物(M−3)を調製した。その相転移温度は以下の
通りであった。
【0157】45.5℃(Sc*−SA)、64℃(SA−
N*)、66.5(N*−I)。
N*)、66.5(N*−I)。
【0158】同様にして、母体液晶(H−1)95%及
び実施例5で得られた第1表中のNo.2の化合物5%
から成るSc*液晶組成物(M−4)を調製した。その相
転移温度は以下の通りであった。
び実施例5で得られた第1表中のNo.2の化合物5%
から成るSc*液晶組成物(M−4)を調製した。その相
転移温度は以下の通りであった。
【0159】48℃(Sc*−SA)、63.5℃(SA−
N*)、68℃(N*−I)。
N*)、68℃(N*−I)。
【0160】同様にして、母体液晶(H−1)90%及
び実施例5で得られた第1表中のNo.2の化合物10
%から成るSc*液晶組成物(M−5)を調製した。その
相転移温度は以下の通りであった。
び実施例5で得られた第1表中のNo.2の化合物10
%から成るSc*液晶組成物(M−5)を調製した。その
相転移温度は以下の通りであった。
【0161】55.5℃(Sc*−SA)、65℃(SA−
N*)、70℃(N*−I)。
N*)、70℃(N*−I)。
【0162】同様にして、母体液晶(H−1)95%及
び実施例6で得られた第1表中のNo.3の化合物5%
から成るSc*液晶組成物(M−6)を調製した。その相
転移温度は以下の通りであった。
び実施例6で得られた第1表中のNo.3の化合物5%
から成るSc*液晶組成物(M−6)を調製した。その相
転移温度は以下の通りであった。
【0163】49.5℃(Sc*−SA)、65℃(SA−
N*)、69℃(N*−I)。
N*)、69℃(N*−I)。
【0164】同様にして、母体液晶(H−1)90%及
び実施例6で得られた第1表中のNo.3の化合物10
%から成るSc*液晶組成物(M−7)を調製した。その
相転移温度は以下の通りであった。
び実施例6で得られた第1表中のNo.3の化合物10
%から成るSc*液晶組成物(M−7)を調製した。その
相転移温度は以下の通りであった。
【0165】53.5℃(Sc*−SA)、65℃(SA−
N*)、67.5℃(N*−I)。
N*)、67.5℃(N*−I)。
【0166】同様にして、母体液晶(H−1)90%及
び実施例3で得られた第1表中のNo.4の化合物10
%から成るSc*液晶組成物(M−8)を調製した。その
相転移温度は以下の通りであった。
び実施例3で得られた第1表中のNo.4の化合物10
%から成るSc*液晶組成物(M−8)を調製した。その
相転移温度は以下の通りであった。
【0167】49℃(Sc*−SA)、66.5℃(SA−
N*)、71℃(N*−I)。
N*)、71℃(N*−I)。
【0168】(実施例8)液晶表示素子の作成 実施例7で得られたSc*液晶組成物(M−1)を、等方
性液体(I)相まで加熱し、これを厚さ2μmの2枚の
透明電極板(それぞれポリイミドコーティング−ラビン
グによる配向処理を施してある。)からなるガラスセル
に充填して、液晶表示用素子を作成した。これを室温ま
で徐冷したところ、均一に配向したSc*相の液晶表示用
素子を得た。このセルに電界強度10Vp-p/μm、5
0Hzの矩形波を印加して、その電気光学的応答速度を
測定したところ、25℃で153μ秒という高速応答が
確認できた。このときのチルト角は18.6゜であり、
コントラストは良好であった。また、この自発分極は−
1.96nC/cm2であった。
性液体(I)相まで加熱し、これを厚さ2μmの2枚の
透明電極板(それぞれポリイミドコーティング−ラビン
グによる配向処理を施してある。)からなるガラスセル
に充填して、液晶表示用素子を作成した。これを室温ま
で徐冷したところ、均一に配向したSc*相の液晶表示用
素子を得た。このセルに電界強度10Vp-p/μm、5
0Hzの矩形波を印加して、その電気光学的応答速度を
測定したところ、25℃で153μ秒という高速応答が
確認できた。このときのチルト角は18.6゜であり、
コントラストは良好であった。また、この自発分極は−
1.96nC/cm2であった。
【0169】同様にして、Sc*液晶組成物(M−2)〜
(M−8)を用いて液晶表示用素子を作成し、その特性
を測定した。この結果を以下に示した。
(M−8)を用いて液晶表示用素子を作成し、その特性
を測定した。この結果を以下に示した。
【0170】(M−2):応答88μ秒、チルト角1
9.2゜、自発分極−4.65nC/cm2、コントラ
スト良好
9.2゜、自発分極−4.65nC/cm2、コントラ
スト良好
【0171】(M−3):応答59μ秒、チルト角1
5.0゜、自発分極−8.59nC/cm2
5.0゜、自発分極−8.59nC/cm2
【0172】(M−4):応答134μ秒、チルト角2
0.5゜、自発分極−2.01nC/cm2、コントラ
スト良好
0.5゜、自発分極−2.01nC/cm2、コントラ
スト良好
【0173】(M−5):応答82μ秒、チルト角1
9.5゜、自発分極−4.59nC/cm2、コントラ
スト良好
9.5゜、自発分極−4.59nC/cm2、コントラ
スト良好
【0174】(M−6):応答120μ秒、チルト角2
0.0゜、自発分極−2.69nC/cm2
0.0゜、自発分極−2.69nC/cm2
【0175】(M−7):応答62μ秒、チルト角1
5.4゜、自発分極−5.49nC/cm2、コントラ
スト良好
5.4゜、自発分極−5.49nC/cm2、コントラ
スト良好
【0176】(M−8):応答1.9m秒、チルト角1
2.5゜、自発分極+0.01nC/cm2以下
2.5゜、自発分極+0.01nC/cm2以下
【0177】
【発明の効果】本発明の一般式(I)で表わされる光学
活性化合物は、いわゆるキラルドーパントとしてSc母
体液晶に添加することにより、大きい自発分極を誘起す
ることができ、広い温度範囲で高速応答が可能なSc*
液晶組成物を提供することができる。
活性化合物は、いわゆるキラルドーパントとしてSc母
体液晶に添加することにより、大きい自発分極を誘起す
ることができ、広い温度範囲で高速応答が可能なSc*
液晶組成物を提供することができる。
【0178】また、本発明の一般式(I)で表わされる
化合物は、工業的にも容易に製造でき、無色で水、光、
特に酸、塩基等に対する化学的安定性に非常に優れてお
り実用的である。
化合物は、工業的にも容易に製造でき、無色で水、光、
特に酸、塩基等に対する化学的安定性に非常に優れてお
り実用的である。
【0179】さらに、本発明に係わるキラルスメクチッ
ク液晶組成物では100μ秒以下の高速応答を実現する
ことも可能であり、表示用光スイッチング素子として極
めて有用である。
ク液晶組成物では100μ秒以下の高速応答を実現する
ことも可能であり、表示用光スイッチング素子として極
めて有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C09K 19/42 C09K 19/42 G02F 1/13 500 G02F 1/13 500 G09F 9/35 303 G09F 9/35 303 (72)発明者 楠本 哲生 神奈川県相模原市栄町3−16−104 (72)発明者 中山 昭子 東京都町田市山崎町1380−K−702 (56)参考文献 特開 平2−286673(JP,A) 日本化学会誌,1992(12),p.1401 −1411 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07D 307/12 C07D 405/12 C07D 405/14 C07D 407/12 CA(STN) REGISTRY(STN)
Claims (5)
- 【請求項1】 一般式(I) 【化1】 (式中、R1は炭素原子数1〜18のアルキル基を表わ
し、Xは単結合、−O−、−S−、−CO−、−COO
−、−OCO−、又は−OCOO−を表わし、環A及び
環Bはそれぞれ独立的に、1個又は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、ピリジン−2,5
−ジイル基、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1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表わし、Y
は−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH
2−、−CH2CH2−、−C≡C−又は単結合を表わ
し、mは0又は1を表わし、nは1又は2を表わし、Z
は−COO−、又は−CH2O−を表わし、R2は炭素原
子数1〜18のアルキル基を表わし、テトラヒドロフラ
ン環の2位及び4位の不斉炭素原子は、各々独立的に
(R)又は(S)配置である。)で表わされる光学活性
テトラヒドロフラン誘導体。 - 【請求項2】 一般式(II) 【化2】 (式中、nは1又は2を表わし、R 2 は炭素原子数1〜
18のアルキル基を表わし、テトラヒドロフラン環の2
位及び4位の不斉炭素原子は、各々独立的に(R)又は
(S)配置である。)で表わされる、請求項1記載の光
学活性テトラヒドロフラン誘導体の合成中間体。 - 【請求項3】 請求項1記載の光学活性テトラヒドロフ
ラン誘導体を含有する液晶組成物。 - 【請求項4】 強誘電性キラルスメクチック相を示す請
求項3記載の液晶組成物。 - 【請求項5】 請求項3又は請求項4記載の液晶組成物
を用いた液晶表示素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3104500A JP3047498B2 (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | 光学活性テトラヒドロフラン誘導体、それを含む液晶組成物及び液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP3104500A JP3047498B2 (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | 光学活性テトラヒドロフラン誘導体、それを含む液晶組成物及び液晶表示素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05132475A JPH05132475A (ja) | 1993-05-28 |
JP3047498B2 true JP3047498B2 (ja) | 2000-05-29 |
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3047498B2 (ja) |
-
1991
- 1991-05-09 JP JP3104500A patent/JP3047498B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
日本化学会誌,1992(12),p.1401−1411 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05132475A (ja) | 1993-05-28 |
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