JP4179801B2 - 光学活性化合物及び該化合物を含有した液晶組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学活性化合物及び該化合物を含有してなる液晶組成物に関するものである。
【0002】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】
液晶は、種々の電気光学素子として応用され、時計や電卓或いは自動車のパネル等の表示に実用化されてきている。現在最も実用化されている液晶表示素子としては、ねじれネマチック液晶やコレステリック液晶の誘電的配列効果を利用したものが大部分である。しかし、最近になり他の方式の液晶表示方法の開発が盛んに行われ、STN方式やコレステリック・ネマチック相転移型表示方式等も用いられている。
これらの液晶表示素子に用いられている液晶組成物は、いずれもネマチック液晶に光学活性置換基を導入するか、又は光学活性物質を添加することによりそれぞれらせんピッチを持つように調製されている。
例えば、特開平1−242542号公報及び特開平1−258635号公報には特定の光学活性化合物が開示されている。しかしながら、低粘度を維持することができない等の問題があり、実用化には問題があった。
【0003】
従って、本発明の目的は、液晶材料に添加することにより、低粘度を維持しつつ、所望のらせんピッチを与えることのできる新規な光学活性化合物、及び該化合物を含有する液晶組成物を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鋭意検討を行った結果、特定の構造を有する新規な光学活性化合物が、上記目的を達成するのに極めて好適であることを見出した。
【0005】
本発明は、上記知見に基づきなされたもので、下記一般式(1)で表される光学活性化合物及び該化合物を含有する液晶組成物を提供するものである。
【0006】
【化2】
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の光学活性化合物を表す上記一般式(1)において、R 1 で示される炭素原子数1〜7のアルキル基としては、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基等の直鎖のアルキル基が挙げられる。
【0008】
上記一般式(1)で表される本発明の光学活性化合物の具体例としては、下記化合物No.1〜3が挙げられるが、これらの化合物に限定されるものではない。
【0009】
【化3】
【0010】
【化4】
【0011】
【化5】
【0012】
本発明の光学活性化合物としては、上記一般式(1)において、mが0であるものが好ましい。
【0013】
本発明の光学活性化合物の製造方法は、特に限定されず、例えば、下記一般式(A)で表されるアルキルシクロヘキシルフェノール化合物と2,4−ペンタンジオールとを反応させて得られるアルコール中間体のOH基をフェノキシ化又はアルコキシ化することにより得られる。
【0014】
【化6】
【0015】
本発明の液晶組成物は、上記一般式(1)で表される光学活性化合物、その他の成分(母液晶)として、従来既知の液晶化合物若しくは液晶類似化合物、又はそれらの混合物を配合することによって得られるものであり、該母液晶としては、例えば、下記一般式(2)で表される化合物又はこれらの混合物が挙げられる。
【0016】
【化7】
【0017】
従って、上記一般式(2)で表される化合物の具体例としては、下記の化合物等が挙げられる。尚、下記化合物におけるY、Y1、Y2及びY3は、上記一般式(2)におけるものと同じ意味である。
【0018】
【化8】
【0019】
本発明の液晶組成物中における上記一般式(1)で表される光学活性化合物の含有量は、特に制限は受けないが、一般には全液晶組成物100質量部中、0.001〜10質量部、特に0.01〜5質量部含有させることが好ましい。
【0020】
【実施例】
以下、実施例等をもって本発明を更に詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下の実施例等によって制限を受けるものではない。
【0021】
〔合成例1〕化合物No.1の合成方法
【化9】
【0022】
s,s−2,4−ペンタンジオール10g(0.096mol)、プロピルシクロヘキシルフェノール21g(0.096mol)、トリフェニルホスフィン27.7g(0.1057mol)、ジエチルエーテル80gの溶液に、アゾジカルボン酸イソプロピル21.4g(0.1057mol)を45℃以下で滴下した。2時間室温にて反応させ、析出物をろ過し、留去した。ヘキサン/酢酸エチル=3/1を展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィー処理をしてジ(プロピルシクロヘキシルフェニル)体を分離し、次いでアセトン/メタノールを溶媒とする再結晶にて精製し、アルコール中間体Aを得た(収量22.5g、純度99%、収率77%)。
【0023】
窒素気流下、上記アルコール中間体A5.0g(0.0164mol)、p−クレゾール1.77g(0.018mol)のジエチルエーテル20g溶液に、40℃以下でアゾジカルボン酸イソプロピル3.65g(0.018mol)を滴下した。滴下後2時間室温にて反応し、析出物をろ過、濃縮した後、ヘキサンを展開溶媒としてカラムクロマトグラフィー処理をし、次いでアセトン/メタノールを溶媒とした再結晶を行った(無色液体、収量1.2g、純度99.9%、収率18%)。
【0024】
得られた化合物は、赤外吸収スペクトル(IR)及び1H−NMRにより目的物であると同定した。分析結果は各々以下の通りである。
【0025】
(IR)
2920cm-1、1612cm-1、1508cm-1、1446cm-1、1377cm-1、1238cm-1、1176cm-1、1111cm-1、1041cm-1、822cm-1
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4.7−4.3(m:2H)
2.1(s:3H)
2.0−6.8(m:25H)
【0026】
〔合成例2〕化合物No.2の合成方法
【化10】
【0027】
窒素気流下、NaH0.66g(0.0138mol)の無水テトラヒドロフラン(THF)10ml懸濁液に、合成例1で合成したアルコール中間体A3g(0.00986mol)のTHF20ml溶液を滴下した。滴下後50℃にて1時間反応させた。さらに、ヨードメタン1.82g(0.0128mol)のTHF10ml溶液を滴下し、2時間60℃にて反応させた。水20mlを滴下し、ヘキサン抽出した後、中性になるまで有機層を水洗した。脱溶媒後、ヘキサン/酢酸エチル=10/1を展開溶媒として残渣をシリカゲルクロマトグラフィー処理し、次いでアセトン/メタノールを溶媒とした再結晶を行い、さらにクローゲルロール蒸留(165〜170℃、1.2mmHg)を行い、目的の化合物を得た(無色液体、収量1.4g、純度99.9%、収率45%)。
【0028】
得られた化合物は、赤外吸収スペクトル(IR)及び1H−NMRにより目的物であると同定した。分析結果は各々以下の通りである。
【0029】
(IR)
2920cm-1、1612cm-1、1508cm-1、1446cm-1、1377cm-1、1242cm-1、1088cm-1、1034cm-1、825cm-1
(1H−NMR)
7.2−6.7ppm(m:4H)
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3.7−3.3(m:1H)
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2.4−0.8(m:25H)
【0030】
〔合成例3〕化合物No.3の合成方法
【化11】
【0031】
s,s−2,4−ペンタンジオール0.87g(0.00833mol)、プロピルジシクロヘキシルフェノール2.5g(0.00833mol)、トリフェニルホスフィン2.4g(0.00916mol)及びジエチルエーテル20gの溶液に、アゾジカルボン酸イソプロピル1.85g(0.0096mol)を45℃以下で滴下した。2時間室温にて反応させ、析出物をろ過し、留去した。ヘキサン/酢酸エチル=4/1を展開溶媒として残渣をシリカゲルクロマトグラフィー処理し、アルコール中間体Bを得た(収量2.5g、純度96%、収率78%)。
【0032】
窒素気流下、NaH0.4g(0.008413mol)の無水THF10ml懸濁液に、アルコール中間体B2.5g(0.006472mol)のTHF20ml溶液を滴下した。滴下後50℃にて1時間反応させた。さらに、ヨードメタン1.2g(0.008413mol)のTHF5ml溶液を滴下し、60℃にて2時間反応させた。水20mlを滴下し、ヘキサンで抽出後、有機層を中性になるまで水洗した。脱溶媒後、ヘキサン/酢酸エチル=7/1を展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィー処理をし、アセトンを溶媒として再結晶を行った(白色結晶、スメクチック等方相転移点127.3℃、収量1.9g、純度99.9%、収率73%)。
【0033】
得られた化合物は、赤外吸収スペクトル(IR)及び1H−NMRにより目的物であると同定した。分析結果は各々以下の通りである。
【0034】
(IR)
2916cm-1、1612cm-1、1512cm-1、1447cm-1、1377cm-1、1242cm-1、1088cm-1、1034cm-1、826cm-1
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3.3(s:3H)
2.5−0.8(m:35H)
【0035】
〔実施例1〕
前述の合成例1〜3によって合成された本発明の光学活性化合物それぞれを、代表的なネマチック液晶であるメルク社製ZLI−1565に1質量%混合して、グランジャン−カノーのクサビ形セルで30℃及び60℃でのピッチをそれぞれ測定した。その結果を下記表1に示す。
【0036】
【表1】
【0037】
〔実施例2〕
下記液晶組成物を母液晶として、化合物No.2を0.3質量%添加して、10℃における粘度を測定した。比較例として、光学活性化合物である下記比較化合物No.1を用いて、実施例と同様にして0.3質量%添加して粘度を測定した。測定結果を下記表2に示す。
【0038】
【化12】
【0039】
【化13】
【0040】
【表2】
【0041】
表1及び2の結果より、本発明の光学活性化合物を液晶材料に添加した場合、少量添加で所望のらせんピッチを与えることができ、さらに母液晶の粘度も低粘度を維持することが確認できた。
【0042】
【発明の効果】
本発明の光学活性化合物は、表示素子用液晶組成物の成分として有用なネマチック液晶に添加することにより、粘度を変化させることなく所望のらせんピッチを与えることができる。
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