JP3796761B2 - Optically active compound - Google Patents

Description

【０００５】
この化合物は、ラセミ体であり光学活性ではない。表示素子用の液晶材料として、ツイステッドネマチック素子のリバースツイストドメインの発生を防止したり、あるいは強誘電性液晶の材料としてスメクチックＣ液晶などの非光学活性液晶組成物に強誘電性を付与する等の機能を発現させるためには、添加される化合物は光学活性であることが必要である。ドイツ特許の化合物は、ラセミ体であるので当然ながらこれらの機能を発現できない。このラセミ体化合物は本発明が目的とする光学活性化合物とは全く別の機能を有する化合物、あるいは全く別の化合物と考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のことから明らかなように、本発明の目的は表示素子用の液晶材料の成分として、また、成分の化合物の原料を供給する上で有機合成的により応用範囲の広い出発物質となる光学活性化合物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の第一は
（１）一般式（I）
【化３】

【０００８】
（式（I）において、Ｘは炭素数１−１８のアルキル基またはアルコキシ基、炭素数２−１８のアルコキシカルボニル基またはアルカノイルオキシ基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、カルボキシル基、または水素原子を示し、ＹはＣＨまたはＮを示す）で表わされる、光学活性化合物に関する。
本発明の態様としては、
（２）式（I）において、ＹがＣＨである、光学活性化合物、および
（３）式（I）において、ＹがＮである、光学活性化合物、
を挙げることができる。
本発明により提供される好ましい光学活性化合物を例示すると、
２−（４−クロロフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−ブロモフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−ヒドロキシフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−メトキシフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−エトキシフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−プロポキシフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−ブトキシフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−ペンチルオキシフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−ヘキシルオキシフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−ヘプチルオキシフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
【０００９】
２−（４−メチルフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−エチルフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−プロピルフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−ブチルフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−ペンチルフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−ヘキシルフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−ヘプチルフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−メトキシカルボニルフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−エトキシカルボニルフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−プロポキシカルボニルフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−ブトキシカルボニルフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−ペンチルオキシカルボニルフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−ヘキシルオキシカルボニルフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
２−（４−ヘプチルオキシカルボニルフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン、
等の光学活性のピリミジン化合物、および
【００１０】
１−（４’−ヒドロキシ−４−ビフェニリル）−２，２，２−トリフルオロエタノール、
４−（４−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）フェニル）安息香酸メチル、
４−（４−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）フェニル）安息香酸エチル、
４−（４−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）フェニル）安息香酸プロピル、
４−（４−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）フェニル）安息香酸ペンチル、
４−（４−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）フェニル）安息香酸ヘキシル、
４−（４−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）フェニル）安息香酸ヘプチル、
４−（４−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）フェニル）安息香酸オクチル、
４−（４−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）フェニル）安息香酸、
１−（４’−メトキシ−４−ビフェニリル）−２，２，２−トリフルオロエタノール、
１−（４’−エトキシ−４−ビフェニリル）−２，２，２−トリフルオロエタノール、
１−（４’−プロポキシ−４−ビフェニリル）−２，２，２−トリフルオロエタノール、
１−（４’−ペンチルオキシ−４−ビフェニリル）−２，２，２−トリフルオロエタノール、
１−（４’−ヘキシルオキシ−４−ビフェニリル）−２，２，２−トリフルオロエタノール、
１−（４’−ヘプチルオキシ−４−ビフェニリル）−２，２，２−トリフルオロエタノール、
等の光学活性ビフェニル誘導体をあげることができる。
【００１１】
本発明において、式（I）でＸが炭素数１−１０のアルキル基またはアルコキシ基、炭素数２−１０のアルコキシカルボニル基、塩素原子または臭素原子である光学活性化合物が好ましい。
本発明の光学活性化合物は、式（I）におけるＹによって、以下のように分類できる。
【００１２】
【化４】

式（I-a）はビフェニル骨格であり、（I-b）は、フェニルピリミジン骨格であり、両者とも、液晶化合物の骨格構造としてはよく知られている物である。
【００１３】
フェニルピリミジン骨格を有する液晶性化合物は、強誘電性液晶組成物の母体液晶として非常に頻繁に使用されている。この母体液晶とのマッチングの観点から、強誘電性を誘起するための光学活性化合物も同一の骨格を有する化合物であることが望まれる。すなわち、本発明の化合物を強誘電性誘起剤として用いる場合にも、また本発明の化合物を原料として強誘電性液晶を調製する場合にも、フェニルピリミジン骨格を有する光学活性化合物は望ましい。この観点から、本発明の化合物の中では式（I）においてＹ＝Ｎである化合物が好ましい。
また一般に、ピリミジン化合物はビフェニル化合物に比較して、融点の低いものが多く、その出現する液晶相が比較的低次である場合が多い。換言すると、ビフェニル化合物は比較的高次の液晶相、例えばスメクチックＢ、Ｇ、Ｈ等の相を呈しやすい。高次の液晶相を有する化合物は、強誘電性液晶相として最も頻繁に使用されるスメクチックＣ相との混和性が良好ではなく、スメクチックＣ相温度範囲を狭める場合がある。この観点からも本発明の化合物として、式（I）でＹがＮである化合物が好ましい。
本発明の一般式（I）で示される光学活性化合物は、後記する方法で得られる一般式（II）で示されるトリフルオロアセチル化合物を出発物質に用い、還元酵素を触媒として立体選択的に還元することにより得ることができる。
【００１４】
【化５】

はじめに、式（II）で表わされる前駆体であるトリフルオロアセチル化合物の製造方法について述べる。この前駆体（II）は、式中のＹによって２つに分類できる。
【化６】

以下、それぞれの場合について説明する。
（ａ）Ｙ＝ＣＨの場合
（ａ１）Ｘが水素原子、アルキル基またはアルコキシ基の場合
【００１５】
【化７】

【００１６】
すなわち、（i）第一段階として、４’−置換−４−ブロモビフェニル（1）を金属試薬化する。例えば、マグネシュウム金属にてグリニャール試薬を、あるいは、アルキルリチウム試薬を作用させて有機リチウム試薬を調製する。次いで（ii）これに、適宜トリフルオロ酢酸あるいはそのエステル、例えばトリフルオロ酢酸エチルを作用させて、トリフルオロアセチルビフェニル化合物（2）を製造することができる。
（ａ２）Ｘがヒドロキシル基の場合
【００１７】
【化８】

【００１８】
Ｘがヒドロキシ基である化合物（3）は、（ａ１）においてＸがアルコキシ基である化合物（2）を脱アルキル化剤を用いて脱アルキル化することにより好適に製造することができる。この際の脱アルキル化剤としては、塩化アルミニウム、臭化ホウ素等のルイス酸が好適に使用できる。
（ａ３）Ｘがハロゲン原子の場合
【００１９】
【化９】

【００２０】
Ｘがハロゲン原子、例えば臭素である場合は、（ａ１）と同様な経路で好適に製造できる。すなわち（i）第一段階として、４−４’−ジブロモビフェニル（4）を金属試薬化する。例えば、マグネシュウム金属にてグリニャール試薬を、あるいは、アルキルリチウム試薬を作用させて有機リチウム試薬を調製する。ついで（ii）これに、適宜トリフルオロ酢酸あるいはそのエステル、例えばトリフルオロ酢酸エチルを作用させて、トリフルオロアセチルビフェニル化合物（5）を製造することができる。このときに、ジトリフルオロアセチル化合物が副生する可能性があるが、それらは適当な分離手段、例えば再結晶、あるいはクロマトグラフ等を用いて分離することができる。
（ａ４）Ｘがカルボキシル基またはアルコキシカルボニル基の場合
【００２１】
【化１０】

【００２２】
はじめに、（ａ３）にて得られた（5）を金属試薬化する。例えば、（i）マグネシウム金属にてグリニャール試薬を、あるいは、アルキルリチウム試薬を作用させて有機リチウム試薬を調製する。（ii）これに、二酸化炭素を作用させてビフェニルカルボン酸（6）が製造できる。次にこれをアルキル化することによって、エステル（7）が製造できる。
（ｂ） Ｙ＝Ｎの場合
（ｂ１） Ｘが水素、アルキル基、アルコキシ基またはハロゲン原子の場合
【００２３】
【化１１】

すなわち（i）第一段階として、２−フェニル−５−ブロモピリミジン（8）を金属試薬化する。例えば、マグネシュウム金属にてグリニャール試薬を、あるいはアルキルリチウム試薬を作用させて有機リチウム試薬を調製する。次に（ii）これに適宜トリフルオロ酢酸あるいはそのエステル、例えばトリフルオロ酢酸エチルを作用させて、２−フェニル−５−トリフルオロアセチルピリミジン化合物（9）を製造することができる。
（ｂ２） Ｘがヒドロキシル基である場合
【００２４】
【化１２】

Ｘがヒドロキシル基である化合物（3）は、（ｂ１）においてＸがアルコキシ基である化合物（2）を脱アルキル化剤を用いて脱アルキル化することにより、好適に製造することができる。この際の、脱アルキル化剤としては、塩化アルミニウム、臭化ホウ素等のルイス酸が好適に使用できる。
（ｂ３） Ｘがカルボキシル基またはアルコキシカルボニル基の場合
【００２５】
【化１３】

【００２６】
（i）はじめに、（ｂ１）にて得られた２−フェニル−５−トリフルオロアセチルピリミジン化合物（9）のうち、Ｘ＝Ｂｒのもの（11）を金属試薬化する。例えば、マグネシウム金属にてグリニャール試薬を、あるいはアルキルリチウム試薬を作用させて有機リチウム試薬を調製する。（ii）これに、二酸化炭素を作用させてビフェニルカルボン酸（12）を製造できる。次いでこれをアルキル化することによって、エステル（13）が製造できる。
以上の様な工程に従って、前駆体であるトリフルオロアセチル化合物を製造することができる。
本発明において、前駆体であるトリフルオロアセチル化合物から光学活性なトリフルオロメチルベンジルアルコールへの還元は、主として還元酵素を用いることにより立体選択的に行うことができる。
本発明の一般式（I）で示される光学活性化合物は、上述した方法で得られる一般式（II）で示されるトリフルオロアセチル化合物を還元酵素を触媒として立体選択的に還元することにより得ることが出来る。
【００２７】
この反応において用いる還元酵素は一般式（II）で示されるトリフルオロアセチル化合物のカルボニル基を還元することのできる酵素であれば特に制限はない。この還元酵素としては通常、アルコールデヒドロゲナーゼを好適に使用することが出来る。アルコールデヒドロゲナーゼとしては、たとえば、哺乳類の肝臓から得たアルコールデヒドロゲナーゼ、酵母から得られたアルコールデヒドロゲナーゼ、さらにエンタモエバヒストリチカ（Entamoeba histolytica）、ロドミクロビウムバンニーリー（Rhodomicrobium vannielii）、サッカロマイコプシスリポリチカ（Saccharomycopsis lipolytica）などの菌体から得たアルコールデヒドロゲナーゼなどを挙げることが出来る。この中で好ましいものは、パン酵母から得られたアルコールデヒドロゲナーゼである。
これらのアルコールデヒドロゲナーゼは、通常、ＮＡＤＨまたはＮＡＤＰＨとともに使用することにより、前記のトリフルオロアセチル化合物のカルボニル基を好適に還元する。
なお、還元酵素としては、菌体の産生する還元酵素を使用するのが好ましく、たとえば、前記のカルボニル基の還元行程において、その反応系に直接に酵母などの菌体を作用せしめて還元反応を行うことも出来る。この方法による場合、菌体として好ましいものはパン酵母である。
【００２８】
また、本発明の光学活性化合物を調製する酵素還元反応において、前記の菌体とともに使用可能な培地としては、使用する菌体の種類によって一概には言えないが、通常は、サッカロース、グルコース、ペプトン、麦芽エキスなどを組成とする培地を挙げることが出来る。なお、本発明において、前記の還元反応の反応系に消泡剤などの添加剤を含有させてもよい。前記の還元酵素の使用量としてはパン酵母を用いる場合にあっては通常、パン酵母に対し基質は１〜３０重量％である。前記の培地の濃度としてはパン酵母を用いる場合、酵母に対し３〜５０重量％である。反応温度は、通常２０℃〜４０℃であり、好ましくは３０℃である。 還元反応は常圧下で進行する。反応液はラジオライトやセライトなどの適当な濾過剤を用いて濾過することにより、還元酵素を取り除くことが出来る。さらに溶媒を留去した後、残渣をカラムクロマトグラフィーに付すことにより、目的とする光学活性化合物を得ることが出来る。
本発明の光学活性化合物はまた、光学活性な単環式の化合物（14）と非光学活性なハロゲン化合物（15）との触媒を用いるカップリング反応によっても製造することができる。
【００２９】
【化１４】

【００３０】
このカップリング反応における触媒としては、パラジウム系またはニッケル系等の触媒が好適に使用できる。
本発明の好ましい態様を以下の（ア）〜（カ）項に示す。
（ア）前記の一般式（I−ｂ）において、Ｘが炭素数１〜８のアルキル基またはアルコキシ基、炭素数２〜８のアルコキシカルボニル基またはアルカノイルオキシ基、ヒドロキシル基、塩素もしくは臭素のハロゲン原子、またはカルボキシル基である光学活性化合物。
（イ）前記の一般式（I−ｂ）において、Ｘがヒドロキシル基、塩素原子またはカルボキシル基である光学活性化合物。
（ウ）前記の一般式（I−ｂ）において、Ｘが炭素数２〜８のアルコキシカルボニル基である光学活性化合物。
（エ）前記の一般式（I−ａ）において、Ｘが炭素数２〜８のアルコキシカルボニル基、ヒドロキシル基、塩素もしくは臭素のハロゲン原子、またはカルボキシル基である光学活性化合物。
（オ）前記の一般式（I−ａ）において、Ｘがヒドロキシル基、塩素原子またはカルボキシル基である光学活性化合物。
（カ）前記の一般式（I−ａ）において、Ｘが炭素数２〜８のアルコキシカルボニル基である光学活性化合物。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の化合物をネマチック液晶に極く微量添加することにより、液晶セルにおけるリバースツイストドメインの生成を押さえることができる。更に、本発明の化合物を原料として誘導される光学活性化合物も、液晶表示素子材料に添加して同様の添加効果を発揮できる外、強誘電性液晶の強誘電性誘起材料としても有用に用いることができる。特に本発明の化合物は、光学活性液晶化合物の中間体として有用である。また本発明の光学活性化合物は、強誘電性液晶の外に、医薬、農薬、機能性材料等の中間原料としても使用することができる。
【００３２】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明するが、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光学活性１−（４−ビフェニリル）−２，２，２−トリフルオロエタノール（式（I）において、Ｘ＝Ｈ、Ｙ＝ＣＨである化合物）
ドライ酵母３．０５ｇ、サッカロース３．６６ｇ、蒸留水３０．５ｍｌの混合物を１時間発酵させた溶液に対して、４−トリフルオロアセチルビフェニル０．１５ｇおよびエタノール３ｍｌを添加した。２日後この反応混合物に、ドライ酵母１．５ｇ、サッカロース１．８ｇ、蒸留水１５ｍｌの混合物を１時間発酵させた溶液を追加した。更に２日後、この反応混合物にセライトを加えて反応を停止した。次に酢酸エチルを用いて抽出した有機層を水洗し、乾燥し、濃縮した。溶媒を溜去した残分を精製し、目的物である光学活性１−（４−ビフェニリル）−２，２，２−トリフルオロエタノール０．１１ｇを得た。
¹Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃） δ ２．６６（ｓ，１Ｈ）
５．０８（ｑ，Ｊ＝６．６Ｈｚ，１Ｈ）
７．３４〜７．６５（ｍ，９Ｈ）
¹⁹Ｆ−ＮＭＲ −８０．０（ｄ，Ｊ＝６．６Ｈｚ）
ＩＲ（ＣＨＣｌ₃） ３６００，３３００，１６１０，１５００，１３６０， １３００，１１４０，６００ （ｃｍ^-1）
［α］_D −２３．７（ｃ ０．９９，ＣＨＣｌ₃）
【００３３】
実施例２
光学活性１−（４’−メトキシ−４−ビフェニリル）−２，２，２−トリフルオロエタノール（式（I）において、Ｘ＝ＯＣＨ₃、Ｙ＝ＣＨの化合物）
第一段階
４−ブロモ−４’−メトキシビフェニルの製造
アルゴン雰囲気下、フラスコに６０％水素化ナトリウム０．４８ｇを秤量し、それをヘキサンを用いて３回洗浄を行い、デカンテーションの後減圧下で乾燥した。ここにテトラヒドロフラン（以下ＴＨＦと略称する）２３ｍｌを加え、０℃に冷却した。ここに、４−ブロモ−４’−ヒドロキシビフェニル１．９９ｇのＴＨＦ４ｍｌ溶液を加えた。ついで、ヨウ化メチル０．７５ｍｌのＴＨＦ３ｍｌ溶液を加えて、１６時間攪はんした。飽和食塩水を加え反応を停止し、酢酸エチルを用いて抽出し、有機層を水洗、乾燥した後、濃縮した。残分をエタノールを用いて再結晶して、目的の４−ブロモ−４’−メトキシビフェニル１．７７ｇを得た。

【００３４】
第２工程
４−メトキシ−４’−トリフルオロアセチルビフェニルの製造
アルゴン雰囲気下に、４−ブロモ−４’−メトキシビフェニル、１．０ｇ、ＴＨＦ１１．５ｍｌ、エーテル２ｍｌの混合物を、−７８℃に冷却し、この温度で、ｎ−ブチルリチウム（１．６４Ｎ）２．５６ｍｌを滴下して、１５分間攪はんした。ついで、トリフルオロ酢酸エチル０．５ｍｌを滴下し、室温で放冷し、５時間攪はんした後、２Ｎ塩酸を加えて反応を停止した。エーテルを用いて抽出した有機層を中和、水洗し、乾燥した後、濃縮した。残分をシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製して、目的物である４−メトキシ−４’−トリフルオロアセチルビフェニル９２３ｍｇを得た。

【００３５】
第３工程
光学活性１−（４’−メトキシ−４−ビフェニリル）−２，２，２−トリフルオロエタノール（式（I）において、Ｘ＝ＯＣＨ₃、Ｙ＝ＣＨである化合物）
ドライ酵母１．８ｇ、サッカロース２．２ｇ、蒸留水１８ｍｌの混合物を一時間発酵させた溶液に対して、第２工程に従って得られる４−メトキシ−４’−トリフルオロアセチルビフェニル１０１ｍｇおよびエタノール１．８ｍｌを添加した。２日後、反応混合物にセライトを加えて反応を停止した。酢酸エチルを用いて抽出し、有機層を水洗し、乾燥し、濃縮した。残分を精製し、目的物である光学活性１−（４−メトキシ−４’−ビフェニル）−２，２，２−トリフルオロエタノール２７ｍｇを得た。

【００３６】
実施例３
光学活性１−（４’−ヒドロキシ−４−ビフェニリル）−２，２，２−トリフルオロエタノール（式（I）において、Ｘ＝ＯＨ、Ｙ＝ＣＨである化合物）
第１段階
４−ヒドロキシ−４’−トリフルオロアセチルビフェニルの製造
実施例２の第２工程で得られた、４−メトキシ−４’−トリフルオロアセチルビフェニル３０８．３ｍｌの塩化メチレン溶液を−７８℃に冷却した。反応液に三臭化ホウ素１．９ｍｌを加えて、室温中で２４時間攪はんした。飽和食塩水で反応を停止し、炭酸水素ナトリウムを用いて中和した。酢酸エチルで抽出した有機層を乾燥、濃縮した。残分をシリカゲル薄層クロマトグラフィーを用いて精製して、４−ヒドロキシ−４’−トリフルオロアセチルビフェニル２１３ｍｇを得た。

【００３７】
第２段階
１−（４’−ヒドロキシ−４−ビフェニリル）−２，２，２−トリフルオロエタノールの製造
ドライ酵母１．５ｇ、サッカロース１．８ｇ、蒸留水１５ｍｌの混合物を１時間発酵させた溶液に対して、４−ヒドロキシ−４’−トリフルオロアセチルビフェニル８０．５ｍｇおよびエタノール１．５ｍｌを添加した。２日後反応混合物に、ドライ酵母０．８ｇ、サッカロース０．９ｇ、蒸留水８ｍｌの混合物を１時間発酵させた溶液を追加した。４日後、反応混合物にセライトを加えて反応を停止させた。酢酸エチルを用いて抽出し、有機層を水洗し、乾燥した後この溶液を濃縮した。残分を精製し、目的物である光学活性１−（４−ヒドロキシ−４’−ビフェニリル）−２，２，２−トリフルオロエタノール２２ｍｇを得た。

【００３８】
実施例４
光学活性４−（４−（２，２，２−トリフロロ，１−ヒドロキシエチル）フェニル）安息香酸メチル（（Ｉ）式において、Ｘ＝ＣＯＯＣＨ₃、Ｙ＝ＣＨの化合物）
アルゴン雰囲気下に、４，４’−ジブロモビフェニル、７４８．８ｍｇ、ＴＨＦ７．５ｍｌ、エーテル１．３ｍｌの混合物を、−７８℃に冷却した。同温度で、ｎ−ブチルリチウム（１．５２Ｎ）１．７４ｍｌをゆっくり滴下して、１５分間攪拌した。ついで、トリフロロ酢酸エチル ３１４．１μｌを滴下し、３０分間攪拌した。さらにｎ−ブチルリチウム（１．５２Ｎ）１．７４ｍｌをゆっくり滴下して、１５分間攪拌したのち、ドライアイス３１６．８ｍｇを加え自然昇温し、さらに５時間攪拌した。２Ｎ塩酸を加えて反応を停止し、エーテルを用いて抽出した。有機層を中和、水洗し、乾燥、濃縮した。残分をシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製して、目的物の４−（４−トリフロロアセチルフェニル）安息香酸４６０ｍｇを得た。

【００３９】
第２工程
光学活性４−（４−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）フェニル）安息香酸の製造
ドライ酵母１．５ｇ、サッカロース１．８ｇ、蒸留水１５ｍｌの混合物を１時間発酵させた溶液に対して、４−（４−トリフルオロアセチルフェニル）安息香酸８８．３ｍｇおよびエタノール１．５ｍｌを添加した。その後反応混合物に、ドライ酵母０．８ｇ、サッカロース０．９ｇ、蒸留水８ｍｌの混合物を１時間発酵させた溶液を２回追加した。５日後、反応混合物にセライトを加えて反応を停止した。酢酸エチルを用いて抽出し、有機層を水洗し、乾燥し、濃縮した。残分を精製し、目的物である光学活性４−（４−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）フェニル）安息香酸を得た。
【００４０】
第３工程
光学活性４−（４−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）フェニル）安息香酸メチルの製造
第２工程で得られた安息香酸誘導体を、ジアゾメタンを用いてメチルエステル化して目的物である、光学活性４−（４−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）フェニル）安息香酸メチル１１．６ｍｇを得た。

【００４１】
実施例５
光学活性２−（４−メトキシフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン（式（I）において、Ｘ＝ＯＣＨ₃、Ｙ＝Ｎである化合物）
第１段階
２−（４−メトキシフェニル）−５−（トリフルオロアセチル）ピリミジンの製造
アルゴン雰囲気下に、２−（４−メトキシフェニル）−５−ブロモピリミジン３８５ｍｇ、ＴＨＦ１３．８ｍｌ、エーテル２．４ｍｌの混合物を、−７８℃に冷却した。同温度で、ｎ−ブチルリチウム（１．６１Ｎ）１．３５ｍｌをゆっくり滴下して、１５分間攪拌した。ついで、トリフルオロ酢酸エチル０．２６ｍｌを滴下し、室温下で６時間攪拌した。２Ｎ塩酸を加えて反応を停止し、エーテルを用いて抽出した。有機層を中和、水洗し、乾燥後、濃縮した。残分をシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製して、目的物の２−（４−メトキシフェニル）−５−（トリフルオロアセチル）ピリミジン３６２ｍｇを得た。

【００４２】
第２段階
光学活性２−（４−メトキシフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジンの製造
ドライ酵母１ｇ、サッカロース１．２ｇ、蒸留水１０ｍｌの混合物を１時間発酵させた溶液に対して、２−（４−メトキシフェニル）−５−（トリフルオロアセチル）ピリミジン５６．４ｍｇおよびエタノール１．０ｍｌを添加した。反応混合物に、ドライ酵母０．５ｇ、サッカロース０．６ｇ、蒸留水５ｍｌの混合物を１時間発酵させた溶液を３回追加した。１０日後、反応混合物にセライトを加えて反応を停止した。酢酸エチルを用いて抽出し、有機層を水洗し、乾燥した後、濃縮した。残分を精製し、目的物である光学活性２−（４−メトキシフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン３５ｍｇを得た。

【００４３】
実施例６
光学活性２−（４−ヒドロキシフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン（式（I）において、Ｘ＝ＯＨ、Ｙ＝Ｎである化合物）
第１段階
２−（４−ヒドロキシフェニル）−５−（トリフルオロアセチル）ピリミジンの製造
実施例５の第１段階で得られた２−（４−メトキシフェニル）−５−（トリフルオロアセチル）ピリミジン３５０ｍｇの塩化メチレン２０溶液を−７８℃に冷却した。この溶液に三臭化ホウ素２．１１ｍｌを加えて、室温中で２４時間攪拌した。飽和食塩水で反応を停止し、炭酸水素ナトリウムを用いて中和した。酢酸エチルで抽出し、有機層を乾燥、濃縮した。残分をシリカゲル薄層クロマトグラフィーを用いて精製し、２−（４−ヒドロキシフェニル）−５−（トリフルオロアセチル）ピリミジン２１３ｍｇを得た。

【００４４】
第２段階
光学活性２−（４−ヒドロキシフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジンの製造
ドライ酵母１．ｇ、サッカロース１．２ｇ、蒸留水１０ｍｌの混合物を１時間発酵させた溶液に対して、２−（４−ヒドロキシフェニル）−５−（トリフルオロアセチル）ピリミジン５３．４ｍｇおよびエタノール１ｍｌを添加した。２日後、反応混合物にセライトを加えて反応を停止した。酢酸エチルを用いて抽出し、有機層を水洗し、乾燥し、濃縮した。残分を精製し、目的物である光学活性２−（４−ヒドロキシフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン３５ｍｇを得た。

【００４５】
実施例７
光学活性２−（４−クロルフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン（式（I）において、Ｘ＝Ｃｌ、Ｙ＝Ｎである化合物）
第１段階
２−（４−クロルフェニル）−５−（トリフルオロアセチル）ピリミジンの製造
アルゴン雰囲気下に、２−（４−クロルフェニル）−５−ブロモピリミジン ４５ｍｇ、ＴＨＦ２ｍｌ、エーテル０．３５ｍｌの混合物を、−７８℃に冷却した。同温度で、ｎ−ブチルリチウム（１．６１Ｎ）０．１ｍｌをゆっくり滴下して、１５分間攪拌した。次いで、トリフルオロ酢酸エチル１９．９μｌを滴下し、２０時間攪はんした。２Ｎ塩酸を加えて反応を停止し、エーテルを用いて抽出した。有機層を中和、水洗し、乾燥、濃縮した。残分をシリカゲル薄層クロマトグラフィーを用いて精製して、目的物の２−（４−クロルフェニル）−５−（トリフルオロアセチル）ピリミジン３５．９ｍｇを得た。

【００４６】
第２段階
光学活性２−（４−クロルフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジンの製造
ドライ酵母０．２ｇ、サッカロース０．２５ｇ、蒸留水２ｍｌの混合物を１時間発酵させた溶液に対して、２−（４−クロルフェニル）−５−（トリフルオロアセチル）ピリミジン１２．０ｍｇおよびエタノール０．２ｍｌを添加した。反応混合物に、ドライ酵母０．１ｇ、サッカロース０．１３ｇ、蒸留水１ｍｌの混合物を１時間発酵させた溶液を３回追加した。１１日後、反応混合物にセライトを加えて反応を停止した。酢酸エチルを用いて抽出し、有機層を水洗し、乾燥し、濃縮した。残分を精製し、目的物である光学活性２−（４−クロルフェニル）−５−（２，２，２−トリフルオロ−１−ヒドロキシエチル）ピリミジン４．３ｍｇを得た。

【００４７】
実施例８（使用例）
Ｅ．メルク社製のネマチック液晶（製品番号ＺＬＩ−１１３２）をＴＮ型のセルに注入して、これを偏光顕微鏡で観察したところ、リバースツイストドメインが観察された。このネマチック液晶ＺＬＩ−１１３２に実施例１で示される化合物である、光学活性の１−（４−ビフェニリル）−２，２，２−トリフルオロエタノールを０．１重量％添加した液晶組成物を用いて、同様のＴＮ型液晶セルを作成した。この液晶セルを偏光顕微鏡で観察したところ、リバースツイストドメインの発生はなく、均一な液晶相が観察された。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a novel optically active compound. More specifically, the present invention relates to an optically active compound useful for a liquid crystal material for a display element.
[0002]
[Prior art]
Optically active compounds, particularly optically active liquid crystal compounds are useful as chiral dopants for liquid crystal materials, and are regarded as important as intermediate raw materials for optically active liquid crystals.
For example, Miyazawa et al. (Japanese Patent Application No. 62-255326) has reported a useful additive (chiral dopant) using an optically active 2-phenylethanol derivative as a starting material, but a fluorine compound such as the compound of the present invention. Is not described, and there is no description suggesting its usefulness.
[0003]
Further, in a ferroelectric liquid crystal material called a next generation liquid crystal material, an optically active compound is essential for the composition of the composition, and various compounds have been developed. It is known that these optically active compounds preferably exhibit a liquid crystal phase. However, it is known that these optically active compounds can be used in a mixture with a smectic C liquid crystal if the structure is similar to that of the liquid crystal compound. As described above, ferroelectric liquid crystal materials having spontaneous polarization necessary for high-speed response, low viscosity, and a liquid crystal phase in a low temperature range have been developed.
For this purpose, Kurimoto et al. (Japanese Patent Laid-Open No. 3-294246) has reported that a compound having a trifluoromethyl group in an irregular carbon has been developed and applied to a ferroelectric liquid crystal material. However, among the optically active compounds that are starting materials in their report, the compound similar to the compound of the present invention is only p-alkoxyphenyl-2,2,2-trifluoroethanol, and its application range is extremely limited. It was what was done.
JP-A-3-294246 discloses a monocyclic trifluorobenzyl alcohol compound, but does not disclose a compound having two six-membered rings.
German patent DE 4002374A1 discloses the following compounds:
[0004]
[Chemical 2]

[0005]
This compound is racemic and not optically active. As a liquid crystal material for a display element, the occurrence of a reverse twist domain of a twisted nematic element is prevented, or as a material for a ferroelectric liquid crystal, ferroelectricity is imparted to a non-optically active liquid crystal composition such as a smectic C liquid crystal. In order to develop the function, the compound to be added needs to be optically active. Since the compound of the German patent is a racemate, naturally these functions cannot be expressed. This racemic compound is considered to be a compound having a completely different function from the optically active compound intended by the present invention, or a completely different compound.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As is apparent from the above, the object of the present invention is to provide an optically active material as a component of a liquid crystal material for a display element and as a starting material having a wider range of application in organic synthesis when supplying a raw material of the component compound It is to provide a compound.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
That is, the first of the present invention is
(1) General formula (I)
[Chemical 3]

[0008]
(In the formula (I), X represents an alkyl or alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group or alkanoyloxy group having 2 to 18 carbon atoms, a halogen atom, a hydroxyl group, a carboxyl group, or a hydrogen atom; Y represents CH or N).
As an aspect of the present invention,
(2) An optically active compound in which Y is CH in formula (I), and
(3) An optically active compound in which Y is N in formula (I),
Can be mentioned.
Illustrative of the preferred optically active compounds provided by the present invention are:
2- (4-chlorophenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-bromophenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-hydroxyphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-methoxyphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-ethoxyphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-propoxyphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-butoxyphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-pentyloxyphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-hexyloxyphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-heptyloxyphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
[0009]
2- (4-methylphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-ethylphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-propylphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-butylphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-pentylphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-hexylphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-heptylphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-methoxycarbonylphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-ethoxycarbonylphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-propoxycarbonylphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-butoxycarbonylphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-pentyloxycarbonylphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-hexyloxycarbonylphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
2- (4-heptyloxycarbonylphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine,
Optically active pyrimidine compounds such as
[0010]
1- (4′-hydroxy-4-biphenylyl) -2,2,2-trifluoroethanol,
Methyl 4- (4- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) phenyl) benzoate,
4- (4- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) phenyl) ethyl benzoate,
4- (4- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) phenyl) propyl benzoate,
4- (4- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) phenyl) pentyl benzoate,
4- (4- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) phenyl) hexyl benzoate,
4- (4- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) phenyl) heptyl benzoate,
4- (4- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) phenyl) octyl benzoate,
4- (4- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) phenyl) benzoic acid,
1- (4′-methoxy-4-biphenylyl) -2,2,2-trifluoroethanol,
1- (4′-ethoxy-4-biphenylyl) -2,2,2-trifluoroethanol,
1- (4′-propoxy-4-biphenylyl) -2,2,2-trifluoroethanol,
1- (4′-pentyloxy-4-biphenylyl) -2,2,2-trifluoroethanol,
1- (4′-hexyloxy-4-biphenylyl) -2,2,2-trifluoroethanol,
1- (4′-heptyloxy-4-biphenylyl) -2,2,2-trifluoroethanol,
An optically active biphenyl derivative such as
[0011]
In the present invention, an optically active compound in which X in the formula (I) is an alkyl group or alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 10 carbon atoms, a chlorine atom or a bromine atom is preferable.
The optically active compound of the present invention can be classified as follows according to Y in the formula (I).
[0012]
[Formula 4]

Formula (Ia) is a biphenyl skeleton, and (Ib) is a phenylpyrimidine skeleton, both of which are well known as skeleton structures of liquid crystal compounds.
[0013]
A liquid crystal compound having a phenylpyrimidine skeleton is very frequently used as a base liquid crystal of a ferroelectric liquid crystal composition. From the viewpoint of matching with the base liquid crystal, it is desirable that the optically active compound for inducing ferroelectricity is also a compound having the same skeleton. That is, an optically active compound having a phenylpyrimidine skeleton is desirable both when the compound of the present invention is used as a ferroelectric inducer and when a ferroelectric liquid crystal is prepared using the compound of the present invention as a raw material. From this viewpoint, among the compounds of the present invention, compounds where Y = N in formula (I) are preferred.
In general, many pyrimidine compounds have a lower melting point than biphenyl compounds, and the liquid crystal phase in which they appear often has a relatively low order. In other words, the biphenyl compound tends to exhibit a relatively high-order liquid crystal phase, for example, a smectic B, G, or H phase. A compound having a higher-order liquid crystal phase has poor miscibility with the smectic C phase that is most frequently used as the ferroelectric liquid crystal phase, and may narrow the temperature range of the smectic C phase. From this viewpoint, the compound of the present invention is preferably a compound in which Y is N in the formula (I).
The optically active compound represented by the general formula (I) of the present invention is stereoselectively reduced using a trifluoroacetyl compound represented by the general formula (II) obtained by the method described later as a starting material and using a reductase as a catalyst. Can be obtained.
[0014]
[Chemical formula 5]

First, a method for producing a trifluoroacetyl compound that is a precursor represented by the formula (II) will be described. This precursor (II) can be classified into two according to Y in the formula.
[Chemical 6]

Hereinafter, each case will be described.
(A) When Y = CH
(A1) When X is a hydrogen atom, an alkyl group or an alkoxy group
[0015]
[Chemical 7]

[0016]
That is, (i) As a first step, 4′-substituted-4-bromobiphenyl (1) is converted into a metal reagent. For example, an organolithium reagent is prepared by allowing a Grignard reagent or an alkyllithium reagent to act on magnesium metal. Next, (ii) trifluoroacetic acid or an ester thereof, for example, ethyl trifluoroacetate can be allowed to act on this to produce the trifluoroacetylbiphenyl compound (2).
(A2) When X is a hydroxyl group
[0017]
[Chemical 8]

[0018]
The compound (3) in which X is a hydroxy group can be suitably produced by dealkylating the compound (2) in which X is an alkoxy group in (a1) using a dealkylating agent. As the dealkylating agent in this case, Lewis acids such as aluminum chloride and boron bromide can be preferably used.
(A3) When X is a halogen atom
[0019]
[Chemical 9]

[0020]
When X is a halogen atom, for example, bromine, it can be suitably produced by the same route as (a1). That is, (i) As a first step, 4-4′-dibromobiphenyl (4) is converted into a metal reagent. For example, an organolithium reagent is prepared by allowing a Grignard reagent or an alkyllithium reagent to act on magnesium metal. Subsequently, (ii) trifluoroacetic acid or an ester thereof, for example, ethyl trifluoroacetate can be allowed to act on this to produce the trifluoroacetylbiphenyl compound (5). At this time, ditrifluoroacetyl compounds may be by-produced, but they can be separated using an appropriate separation means such as recrystallization or chromatography.
(A4) When X is a carboxyl group or an alkoxycarbonyl group
[0021]
[Chemical Formula 10]

[0022]
First, (5) obtained in (a3) is converted into a metal reagent. For example, (i) an organic lithium reagent is prepared by allowing a Grignard reagent or an alkyllithium reagent to act on magnesium metal. (Ii) Carbon dioxide is allowed to act on this to produce biphenylcarboxylic acid (6). This can then be alkylated to produce ester (7).
(B) When Y = N
(B1) When X is hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group or a halogen atom
[0023]
Embedded image

That is, (i) As a first step, 2-phenyl-5-bromopyrimidine (8) is converted into a metal reagent. For example, an organic lithium reagent is prepared by allowing a Grignard reagent or an alkyl lithium reagent to act on magnesium metal. Next, (ii) trifluoroacetic acid or an ester thereof, for example, ethyl trifluoroacetate is allowed to act on this to produce 2-phenyl-5-trifluoroacetylpyrimidine compound (9).
(B2) When X is a hydroxyl group
[0024]
Embedded image

The compound (3) in which X is a hydroxyl group can be preferably produced by dealkylating the compound (2) in which X is an alkoxy group in (b1) using a dealkylating agent. In this case, as the dealkylating agent, Lewis acids such as aluminum chloride and boron bromide can be preferably used.
(B3) When X is a carboxyl group or an alkoxycarbonyl group
[0025]
Embedded image

[0026]
(I) First, among the 2-phenyl-5-trifluoroacetylpyrimidine compound (9) obtained in (b1), X = Br (11) is converted into a metal reagent. For example, an organic lithium reagent is prepared by allowing a Grignard reagent or an alkyl lithium reagent to act on magnesium metal. (Ii) Biphenylcarboxylic acid (12) can be produced by reacting carbon dioxide with this. This can then be alkylated to produce ester (13).
A trifluoroacetyl compound as a precursor can be produced according to the steps as described above.
In the present invention, the reduction from the precursor trifluoroacetyl compound to optically active trifluoromethylbenzyl alcohol can be carried out stereoselectively mainly by using a reductase.
The optically active compound represented by the general formula (I) of the present invention is obtained by stereoselectively reducing the trifluoroacetyl compound represented by the general formula (II) obtained by the above-described method using a reductase as a catalyst. I can do it.
[0027]
The reductase used in this reaction is not particularly limited as long as it is an enzyme that can reduce the carbonyl group of the trifluoroacetyl compound represented by the general formula (II). Usually, alcohol dehydrogenase can be preferably used as this reductase. Examples of alcohol dehydrogenase include alcohol dehydrogenase obtained from mammalian liver, alcohol dehydrogenase obtained from yeast, Entamoeba histolytica, Rhodomicrobium vannielii, and Saccharomycopsis. Examples thereof include alcohol dehydrogenase obtained from microbial cells such as Ripolitica (Saccharomycopsis lipolytica). Among these, alcohol dehydrogenase obtained from baker's yeast is preferable.
These alcohol dehydrogenases are usually used together with NADH or NADPH to suitably reduce the carbonyl group of the trifluoroacetyl compound.
As the reductase, it is preferable to use a reductase produced by bacterial cells. For example, in the reduction process of the carbonyl group, a reductive reaction is carried out by directly acting a bacterial cell such as yeast on the reaction system. You can also do it. When this method is used, baker's yeast is preferred as the bacterial cell.
[0028]
In addition, in the enzyme reduction reaction for preparing the optically active compound of the present invention, the medium that can be used together with the above-mentioned bacterial cells cannot be generally described depending on the type of the bacterial cells to be used, but is usually sucrose, glucose, peptone And a medium composed of malt extract and the like. In the present invention, an additive such as an antifoaming agent may be included in the reaction system of the reduction reaction. The amount of the reductase used is usually 1 to 30% by weight of the substrate relative to baker's yeast when baker's yeast is used. When using baker's yeast, the concentration of the medium is 3 to 50% by weight based on the yeast. The reaction temperature is usually 20 ° C. to 40 ° C., preferably 30 ° C. The reduction reaction proceeds under normal pressure. The reductase can be removed by filtering the reaction solution using a suitable filter agent such as radiolite or celite. Further, after the solvent is distilled off, the target optically active compound can be obtained by subjecting the residue to column chromatography.
The optically active compound of the present invention can also be produced by a coupling reaction using a catalyst of an optically active monocyclic compound (14) and a non-optically active halogen compound (15).
[0029]
Embedded image

[0030]
As the catalyst in this coupling reaction, a palladium-based or nickel-based catalyst can be preferably used.
Preferred embodiments of the present invention are shown in the following items (a) to (f).
(A) In the above general formula (Ib), X is an alkyl or alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group or alkanoyloxy group having 2 to 8 carbon atoms, a hydroxyl group, a halogen of chlorine or bromine. An optically active compound which is an atom or a carboxyl group.
(A) An optically active compound in which X is a hydroxyl group, a chlorine atom or a carboxyl group in the above general formula (Ib).
(C) An optically active compound in which, in the general formula (Ib), X is an alkoxycarbonyl group having 2 to 8 carbon atoms.
(D) An optically active compound in which, in the general formula (Ia), X is an alkoxycarbonyl group having 2 to 8 carbon atoms, a hydroxyl group, a halogen atom of chlorine or bromine, or a carboxyl group.
(E) The optically active compound in which X is a hydroxyl group, a chlorine atom or a carboxyl group in the above general formula (Ia).
(F) An optically active compound wherein X is an alkoxycarbonyl group having 2 to 8 carbon atoms in the general formula (Ia).
[0031]
【The invention's effect】
By adding a very small amount of the compound of the present invention to the nematic liquid crystal, the generation of the reverse twist domain in the liquid crystal cell can be suppressed. Furthermore, the optically active compound derived from the compound of the present invention can also be used as a ferroelectric inductive material for ferroelectric liquid crystals, in addition to exhibiting the same additive effect when added to a liquid crystal display element material. Can do. In particular, the compound of the present invention is useful as an intermediate for optically active liquid crystal compounds. In addition to the ferroelectric liquid crystal, the optically active compound of the present invention can also be used as an intermediate material for pharmaceuticals, agricultural chemicals, functional materials and the like.
[0032]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples.
Example 1 Optically Active 1- (4-Biphenylyl) -2,2,2-trifluoroethanol (Compound wherein X = H and Y = CH in Formula (I))
To a solution obtained by fermenting a mixture of 3.05 g of dry yeast, 3.66 g of sucrose, and 30.5 ml of distilled water for 1 hour, 0.15 g of 4-trifluoroacetylbiphenyl and 3 ml of ethanol were added. Two days later, a solution obtained by fermenting a mixture of 1.5 g of dry yeast, 1.8 g of saccharose and 15 ml of distilled water for 1 hour was added to the reaction mixture. Two more days later, the reaction was stopped by adding celite to the reaction mixture. The organic layer extracted with ethyl acetate was then washed with water, dried and concentrated. The residue obtained by distilling off the solvent was purified to obtain 0.11 g of the optically active 1- (4-biphenylyl) -2,2,2-trifluoroethanol as the target product.
¹ H-NMR (CDCl _Three ) Δ 2.66 (s, 1H)
5.08 (q, J = 6.6 Hz, 1H)
7.34-7.65 (m, 9H)
¹⁹ F-NMR-80.0 (d, J = 6.6 Hz)
IR (CHCl _Three ) 3600, 3300, 1610, 1500, 1360, 1300, 1140, 600 (cm ^-1 )
[Α] _D -23.7 (c 0.99, CHCl _Three )
[0033]
Example 2
Optically active 1- (4′-methoxy-4-biphenylyl) -2,2,2-trifluoroethanol (in formula (I), X═OCH _Three , Y = CH compound)
the first stage
Preparation of 4-bromo-4'-methoxybiphenyl
Under an argon atmosphere, 0.48 g of 60% sodium hydride was weighed in a flask, washed three times with hexane, and dried under reduced pressure after decantation. To this, 23 ml of tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF) was added and cooled to 0 ° C. To this was added a 4 ml THF solution of 1.99 g of 4-bromo-4′-hydroxybiphenyl. Then, 0.75 ml of methyl iodide in 3 ml of THF was added and stirred for 16 hours. Saturated brine was added to stop the reaction, extraction was performed using ethyl acetate, and the organic layer was washed with water, dried and concentrated. The residue was recrystallized from ethanol to obtain 1.77 g of the desired 4-bromo-4′-methoxybiphenyl.

[0034]
Second step
Preparation of 4-methoxy-4'-trifluoroacetylbiphenyl
Under an argon atmosphere, a mixture of 4-bromo-4′-methoxybiphenyl, 1.0 g, 11.5 ml THF, 2 ml ether was cooled to −78 ° C. and at this temperature n-butyllithium (1.64N) 2 .56 ml was added dropwise and stirred for 15 minutes. Then, 0.5 ml of ethyl trifluoroacetate was added dropwise, allowed to cool at room temperature, stirred for 5 hours, and then the reaction was stopped by adding 2N hydrochloric acid. The organic layer extracted with ether was neutralized, washed with water, dried and concentrated. The residue was purified using silica gel column chromatography to obtain 923 mg of 4-methoxy-4′-trifluoroacetylbiphenyl as the target product.

[0035]
Third step
Optically active 1- (4′-methoxy-4-biphenylyl) -2,2,2-trifluoroethanol (in formula (I), X═OCH _Three , Y = CH compound)
For a solution obtained by fermenting a mixture of 1.8 g of dry yeast, 2.2 g of saccharose and 18 ml of distilled water for 1 hour, 101 mg of 4-methoxy-4′-trifluoroacetylbiphenyl obtained according to the second step and 1.8 ml of ethanol Was added. After 2 days, the reaction was stopped by adding celite to the reaction mixture. Extraction with ethyl acetate was performed, and the organic layer was washed with water, dried and concentrated. The residue was purified to obtain 27 mg of optically active 1- (4-methoxy-4′-biphenyl) -2,2,2-trifluoroethanol which is the target product.

[0036]
Example 3
Optically active 1- (4′-hydroxy-4-biphenylyl) -2,2,2-trifluoroethanol (compound in which X = OH and Y = CH in formula (I))
1st stage
Preparation of 4-hydroxy-4'-trifluoroacetylbiphenyl
4-Methoxy-4′-trifluoroacetylbiphenyl 308.3 ml of methylene chloride solution obtained in the second step of Example 2 was cooled to −78 ° C. 1.9 ml of boron tribromide was added to the reaction solution and stirred at room temperature for 24 hours. The reaction was quenched with saturated brine and neutralized with sodium bicarbonate. The organic layer extracted with ethyl acetate was dried and concentrated. The residue was purified using silica gel thin layer chromatography to obtain 213 mg of 4-hydroxy-4′-trifluoroacetylbiphenyl.

[0037]
Second stage
Production of 1- (4′-hydroxy-4-biphenylyl) -2,2,2-trifluoroethanol
To a solution obtained by fermenting a mixture of 1.5 g of dry yeast, 1.8 g of sucrose and 15 ml of distilled water for 1 hour, 80.5 mg of 4-hydroxy-4′-trifluoroacetylbiphenyl and 1.5 ml of ethanol were added. Two days later, a solution obtained by fermenting a mixture of 0.8 g of dry yeast, 0.9 g of saccharose and 8 ml of distilled water for 1 hour was added to the reaction mixture. After 4 days, celite was added to the reaction mixture to stop the reaction. Extraction was performed using ethyl acetate, the organic layer was washed with water and dried, and then the solution was concentrated. The residue was purified to obtain 22 mg of optically active 1- (4-hydroxy-4′-biphenylyl) -2,2,2-trifluoroethanol, which was the target product.

[0038]
Example 4
Optically active methyl 4- (4- (2,2,2-trifluoro, 1-hydroxyethyl) phenyl) benzoate (in formula (I), X = COOCH _Three , Y = CH compound)
Under an argon atmosphere, a mixture of 4,4′-dibromobiphenyl, 748.8 mg, 7.5 ml of THF and 1.3 ml of ether was cooled to −78 ° C. At the same temperature, 1.74 ml of n-butyllithium (1.52N) was slowly added dropwise and stirred for 15 minutes. Subsequently, 314.1 μl of ethyl trifluoroacetate was added dropwise and stirred for 30 minutes. Further, 1.74 ml of n-butyllithium (1.52N) was slowly added dropwise, and the mixture was stirred for 15 minutes, then 316.8 mg of dry ice was added, the temperature was naturally increased, and the mixture was further stirred for 5 hours. The reaction was quenched with 2N hydrochloric acid and extracted with ether. The organic layer was neutralized, washed with water, dried and concentrated. The residue was purified using silica gel column chromatography to obtain 460 mg of the desired product, 4- (4-trifluoroacetylphenyl) benzoic acid.

[0039]
Second step
Production of optically active 4- (4- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) phenyl) benzoic acid
To a solution obtained by fermenting a mixture of 1.5 g of dry yeast, 1.8 g of sucrose and 15 ml of distilled water for 1 hour, 88.3 mg of 4- (4-trifluoroacetylphenyl) benzoic acid and 1.5 ml of ethanol were added. . Thereafter, a solution obtained by fermenting a mixture of 0.8 g of dry yeast, 0.9 g of sucrose, and 8 ml of distilled water for 1 hour was added to the reaction mixture twice. After 5 days, the reaction was stopped by adding celite to the reaction mixture. Extraction with ethyl acetate was performed, and the organic layer was washed with water, dried and concentrated. The residue was purified to obtain an optically active 4- (4- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) phenyl) benzoic acid as a target product.
[0040]
Third step
Production of optically active methyl 4- (4- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) phenyl) benzoate
Optically active 4- (4- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) phenyl) benzoic acid, which is the target product, obtained by methyl esterifying the benzoic acid derivative obtained in the second step with diazomethane. 11.6 mg of methyl acid was obtained.

[0041]
Example 5
Optically active 2- (4-methoxyphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine (in formula (I), X = OCH _Three And a compound in which Y = N)
1st stage
Preparation of 2- (4-methoxyphenyl) -5- (trifluoroacetyl) pyrimidine
Under an argon atmosphere, a mixture of 385 mg of 2- (4-methoxyphenyl) -5-bromopyrimidine, 13.8 ml of THF and 2.4 ml of ether was cooled to -78 ° C. At the same temperature, 1.35 ml of n-butyllithium (1.61N) was slowly added dropwise and stirred for 15 minutes. Then, 0.26 ml of ethyl trifluoroacetate was added dropwise and stirred at room temperature for 6 hours. The reaction was quenched with 2N hydrochloric acid and extracted with ether. The organic layer was neutralized, washed with water, dried and concentrated. The residue was purified using silica gel column chromatography to obtain 362 mg of the desired 2- (4-methoxyphenyl) -5- (trifluoroacetyl) pyrimidine.

[0042]
Second stage
Production of optically active 2- (4-methoxyphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine
For a solution obtained by fermenting a mixture of 1 g of dry yeast, 1.2 g of sucrose and 10 ml of distilled water for 1 hour, 56.4 mg of 2- (4-methoxyphenyl) -5- (trifluoroacetyl) pyrimidine and 1.0 ml of ethanol Was added. A solution obtained by fermenting a mixture of 0.5 g of dry yeast, 0.6 g of sucrose and 5 ml of distilled water for 1 hour was added to the reaction mixture three times. After 10 days, the reaction was stopped by adding celite to the reaction mixture. Extraction was performed using ethyl acetate, and the organic layer was washed with water, dried and concentrated. The residue was purified to obtain 35 mg of the objective optically active 2- (4-methoxyphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine.

[0043]
Example 6
Optically active 2- (4-hydroxyphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine (a compound in which X = OH and Y = N in formula (I))
1st stage
Preparation of 2- (4-hydroxyphenyl) -5- (trifluoroacetyl) pyrimidine
A solution of 350 mg of 2- (4-methoxyphenyl) -5- (trifluoroacetyl) pyrimidine obtained in the first stage of Example 5 in 20 methylene chloride was cooled to -78 ° C. To this solution, 2.11 ml of boron tribromide was added and stirred at room temperature for 24 hours. The reaction was quenched with saturated brine and neutralized with sodium bicarbonate. Extraction with ethyl acetate was performed, and the organic layer was dried and concentrated. The residue was purified using silica gel thin layer chromatography to obtain 213 mg of 2- (4-hydroxyphenyl) -5- (trifluoroacetyl) pyrimidine.

[0044]
Second stage
Production of optically active 2- (4-hydroxyphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine
Dry yeast g, 53.4 mg of 2- (4-hydroxyphenyl) -5- (trifluoroacetyl) pyrimidine and 1 ml of ethanol were added to a solution obtained by fermenting a mixture of 1.2 g of saccharose and 10 ml of distilled water for 1 hour. After 2 days, the reaction was stopped by adding celite to the reaction mixture. Extraction with ethyl acetate was performed, and the organic layer was washed with water, dried and concentrated. The residue was purified to obtain 35 mg of the objective optically active 2- (4-hydroxyphenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine.

[0045]
Example 7
Optically active 2- (4-chlorophenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine (a compound in which X = Cl and Y = N in formula (I))
1st stage
Preparation of 2- (4-chlorophenyl) -5- (trifluoroacetyl) pyrimidine
Under an argon atmosphere, a mixture of 45 mg of 2- (4-chlorophenyl) -5-bromopyrimidine, 2 ml of THF, and 0.35 ml of ether was cooled to -78 ° C. At the same temperature, 0.1 ml of n-butyllithium (1.61N) was slowly added dropwise and stirred for 15 minutes. Then, 19.9 μl of ethyl trifluoroacetate was added dropwise and stirred for 20 hours. The reaction was quenched with 2N hydrochloric acid and extracted with ether. The organic layer was neutralized, washed with water, dried and concentrated. The residue was purified using silica gel thin layer chromatography to obtain 35.9 mg of the desired 2- (4-chlorophenyl) -5- (trifluoroacetyl) pyrimidine.

[0046]
Second stage
Production of optically active 2- (4-chlorophenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine
For a solution obtained by fermenting a mixture of 0.2 g of dry yeast, 0.25 g of saccharose, and 2 ml of distilled water for 1 hour, 12.0 mg of 2- (4-chlorophenyl) -5- (trifluoroacetyl) pyrimidine and ethanol 0 .2 ml was added. A solution obtained by fermenting a mixture of 0.1 g of dry yeast, 0.13 g of sucrose and 1 ml of distilled water for 1 hour was added to the reaction mixture three times. After 11 days, the reaction was stopped by adding celite to the reaction mixture. Extraction with ethyl acetate was performed, and the organic layer was washed with water, dried and concentrated. The residue was purified to obtain 4.3 mg of the objective optically active 2- (4-chlorophenyl) -5- (2,2,2-trifluoro-1-hydroxyethyl) pyrimidine.

[0047]
Example 8 (use example)
E. When nematic liquid crystal (product number ZLI-1132) manufactured by Merck was injected into a TN type cell and observed with a polarizing microscope, a reverse twist domain was observed. A liquid crystal composition in which 0.1% by weight of optically active 1- (4-biphenylyl) -2,2,2-trifluoroethanol, which is the compound shown in Example 1, was added to this nematic liquid crystal ZLI-1132 was used. Thus, a similar TN liquid crystal cell was produced. When this liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, no reverse twist domain was generated and a uniform liquid crystal phase was observed.

Claims (3)

Formula (I)

In (formula (I), Y is represents CH or N. Then, when Y is CH, X is alkoxycarbonyl group or alkanoyloxy group having a carbon number of 2-18, human Dorokishiru group, a carboxyl group or a hydrogen atom, And when Y is N, X represents an alkoxycarbonyl group having 2 to 18 carbon atoms, a halogen atom, a hydroxyl group, a carboxyl group, or a hydrogen atom .)  The optically active compound according to claim 1, wherein in formula (I), Y is CH.  The optically active compound according to claim 1, wherein Y is N in the formula (I).