JP4853897B2 - ナフタレンを有する光学活性化合物、液晶組成物、液晶表示素子、成形体 - Google Patents
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Description
また、本発明は、当該化合物を含む組成物に関する。当該組成物を重合することで製造できる成形体、例えば液晶光学素子等に関する。さらに、本発明は、医薬組成物や農薬組成物の中間体として使用する化合物に関する。
非重合性の液晶組成物は素子に用いられる場合、素子の種類により素子中で螺旋構造を示す必要がある。この螺旋構造は、光学活性等の所定の特性を有する化合物を液晶組成物に添加することで誘起され、螺旋構造のピッチ(p)は光学活性化合物の添加量(濃度c)と螺旋誘起力(Helical Twisting Power、HTP)に依存する(p=HTP−1×c−1)。螺旋構造を持つ液晶組成物は様々な用途(素子)に利用でき、例えば、PC(相転移、Phase Change)表示素子、ゲスト・ホスト表示素子、TN表示素子、STN表示素子、SSCT(Surface Stabilized Cholesteric Texture)表示素子、PSCT(Polymer Stabilized Cholesteric Texture)表示素子等に利用できる。
また、光学違法性を有する重合体を含有する偏光板、光学補償板、配向膜、カラーフィルター、ホログラフ素子、液晶表示素子、接着剤、機械的異方性を持つ合成高分子、化粧品、装飾品、偽造防止装置、非線形光学素子、光学記憶素子が求められている。
[式(1)中、Q1は、水素、ハロゲン、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニルまたは炭素数2〜10のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、または−CO−で置き換えられてもよく、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はハロゲンまたはCNで置き換えられてもよく;
Q2は−COO−、−CH2O−、−C=C−または−C≡C−であり;そして
Q3は、式(T1)または(T2)で表される基であり;
−Z−(A−Z)r−Y−Ra (T1)
−Z−(A−Z)r−Rb (T2)
{式(T1)および式(T2)中、Raは、式(P1)〜(P8)で表されるいずれかの基であり;
(式(P1)〜(P8)中、Wは独立して、水素、ハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のハロアルキルである)
Rbは、水素、ハロゲン、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニルまたは炭素数2〜10のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、または−CO−で置き換えられてもよく、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はハロゲンまたはCNで置き換えられてもよく;
Aは独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、またはフルオレン−2,7−ジイルであり、これらの環において任意の−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、これらの環において任意の−CH=は−N=で置き換えられてもよく、これらの環において任意の水素はハロゲン、炭素数1〜5のアルキル、または炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
Zは独立して、単結合、炭素数1〜20のアルキレン、炭素数2〜20のアルケニレン、または炭素数2〜20のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンおよびアルキニレンにおいて任意の−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、または−CF=CF−で置き換えられてもよく、このアルキレンにおいて任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
Yは独立して、単結合、炭素数1〜20のアルキレン、炭素数2〜20のアルケニレン、または炭素数2〜20のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンおよびアルキニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、−COO−、もしくは−OCO−で置き換えられてもよく;そして
rは、0〜5の整数である。}]
[2] Raが式(P2)〜(P6)
(式(P2)〜(P6)中、Wは独立して、水素、ハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のハロアルキルである)で表される基のいずれかであり;
Aは独立して、1,4−シクロヘキシレン、または1,4−フェニレンであり、これらの環において任意の−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、これらの環において任意の−CH=は−N=で置き換えられてもよく、これらの環において任意の水素はハロゲン、炭素数1〜5のアルキル若しくは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
Zは独立して、単結合または炭素数1〜5のアルキレンであり、このアルキレンにおいて任意の−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−若しくは−OCO−で置き換えられてもよく、このアルキレンにおいて任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;そして
Yは独立して、単結合、炭素数1〜11のアルキレン、炭素数2〜12のアルケニレン、または炭素数2〜12のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンまたはアルキニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、−COO−、もしくは−OCO−で置き換えられてもよい、[1]に記載の化合物。
[3] Raが式(P2)、(P3)、(P5)または(P6)
Rbは、水素、ハロゲン、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニルまたは炭素数2〜10のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、または−CO−で置き換えられてもよく、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はハロゲンまたはCNで置き換えられてもよく;
Aは独立して、以下の構造を有し、
Zは独立して、単結合、−COO−、−OCO−、−OCH2−または−CH2O−であり;
Yは独立して、単結合、−O(CH2)−、−O(CH2)2−、−O(CH2)3−、−O(CH2)4−、−O(CH2)5−、−O(CH2)6−、−O(CH2)7−、−O(CH2)8−、−O(CH2)9−、または−O(CH2)10−であり;そして
rが0〜3である、[1]に記載の化合物。
Q2は−COO−、−CH2O−、−C=C−または−C≡C−であり;
Raは、式(P1)〜(P8)
(式(P1)〜(P8)中、Wは独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のハロアルキルである)で表されるいずれかの基であり;
Rbは、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニルまたは炭素数2〜10のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、または−CO−で置き換えられてもよく、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はフッ素、塩素またはCNで置き換えられてもよく;
Aは独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、またはフルオレン−2,7−ジイルであり、これらの環において任意の−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、これらの環において任意の−CH=は−N=で置き換えられてもよく、これらの環において任意の水素はフッ素、塩素、炭素数1〜5のアルキル、または炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
Zは独立して、単結合、炭素数1〜20のアルキレン、炭素数2〜20のアルケニレン、または炭素数2〜20のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンおよびアルキニレンにおいて任意の−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、または−CF=CF−で置き換えられてもよく、このアルキレンにおいて任意の水素はフッ素、塩素で置き換えられてもよく;そして
Yは独立して、単結合、炭素数1〜20のアルキレン、炭素数2〜20のアルケニレン、または炭素数2〜20のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンおよびアルキニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、−COO−、もしくは−OCO−で置き換えられてもよい。]
[5] Raが式(P2)〜(P6)
Aは独立して、1,4−シクロヘキシレン、または1,4−フェニレンであり、これらの環において任意の−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、これらの環において任意の−CH=は−N=で置き換えられてもよく、これらの環において任意の水素はフッ素、塩素、炭素数1〜5のアルキル若しくは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
Zは独立して、単結合または炭素数1〜5のアルキレンであり、このアルキレンにおいて任意の−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−若しくは−OCO−で置き換えられてもよく、このアルキレンにおいて任意の水素はフッ素、塩素で置き換えられてもよく;そして
Yは独立して、単結合、炭素数1〜11のアルキレン、炭素数2〜12のアルケニレン、または炭素数2〜12のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンまたはアルキニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、−COO−、もしくは−OCO−で置き換えられてもよい、[4]に記載の化合物。
[6] Raが式(P2)、(P3)、(P5)または(P6)
Rbは、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニルまたは炭素数2〜10のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、または−CO−で置き換えられてもよく、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はフッ素、塩素またはCNで置き換えられてもよく;
Aは独立して、以下の構造を有し、
Zは独立して、単結合、−COO−、−OCO−、−OCH2−または−CH2O−であり;
そしてYは独立して、単結合、−O(CH2)−、−O(CH2)2−、−O(CH2)3−、−O(CH2)4−、−O(CH2)5−、−O(CH2)6−、−O(CH2)7−、−O(CH2)8−、−O(CH2)9−、または−O(CH2)10−である、[4]に記載の化合物。
[式(1−2)、式(1―3)、式(1―5)、および式(1―6)中、Q1は、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニルまたは炭素数2〜10のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はフッ素、塩素またはCNで置き換えられてもよく;
Q2は−COO−、−CH2O−、−C=C−または−C≡C−であり;
Raは、式(P1)〜(P8)
(式(P1)〜(P8)中、Wは独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のハロアルキルである)で表される重合性基のいずれかであり;
Rbは、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニルまたは炭素数2〜10のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はフッ素、塩素またはCNで置き換えられてもよく;
Aは独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、またはフルオレン−2,7−ジイルであり、これらの環において任意の水素はフッ素、塩素、炭素数1〜5のアルキル、または炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
Zは独立して、単結合、炭素数1〜20のアルキレン、炭素数2〜20のアルケニレン、または炭素数2〜20のアルキニレンであり、任意の−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−若しくは−OCO−で置き換えられてもよく、このアルキレンにおいて任意の水素はフッ素、塩素で置き換えられてもよく;そして
Yは独立して、単結合、炭素数1〜20のアルキレン、炭素数2〜20のアルケニレン、または炭素数2〜20のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンまたはアルキニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−COO−、もしくは−OCO−で置き換えられてもよい]
[8] Raが式(P2)〜(P6)
(式(P2)〜(P6)中、Wは独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のハロアルキルである)で表される重合性基のいずれかであり;
Q1は、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニル、炭素数2〜10のアルキニルであり、または炭素数1〜10のアルコキシであり、これらのアルキル、アルケニル、アルキニルおよびアルコキシにおいて任意の水素はフッ素、塩素またはCNで置き換えられてもよく;
Aは独立して、1,4−シクロヘキシレン、または1,4−フェニレンであり、これらの環において任意の水素はフッ素、塩素、炭素数1〜5のアルキル若しくは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
Zは独立して、単結合または炭素数1〜5のアルキレンであり、任意の−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−若しくは−OCO−で置き換えられてもよく、このアルキレンにおいて任意の水素はフッ素、塩素で置き換えられてもよく;そして
Yは独立して、単結合、炭素数1〜11のアルキレン、炭素数2〜12のアルケニレン、または炭素数2〜12のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンまたはアルキニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−COO−、もしくは−OCO−で置き換えられてもよい、[7]に記載の化合物。
[9] Raが式(P2)、(P3)、(P5)または(P6)
Rbは、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニルまたは炭素数2〜10のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はフッ素、塩素またはCNで置き換えられてもよく;そして
Aは独立して、以下の構造を有し、
Zは独立して、単結合、−COO−、−OCO−、−OCH2−または−CH2O−であり
Yは独立して、単結合、−O(CH2)−、−O(CH2)2−、−O(CH2)3−、−O(CH2)4−、−O(CH2)5−、−O(CH2)6−、−O(CH2)7−、−O(CH2)8−、−O(CH2)9−、または−O(CH2)10−である、[7]に記載の化合物。
[式(1―5)および式(1―6)中、Q1は、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜5のアルキル、炭素数2〜5のアルケニル、炭素数2〜5のアルキニルであり、または炭素数1〜5のアルコキシであり;
Q2は−COO−、−CH2O−、−C=C−または−C≡C−であり;
Rbは、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜7のアルキル、炭素数2〜6のアルケニル、炭素数2〜6のアルキニル、または炭素数1〜7のアルコキシであり;
Aは独立して、1,4−フェニレンであり;そして
Zは独立して、単結合、−COO−、−OCO−、−OCH2−または−CH2O−である。]
[12] [1]〜[11]のいずれかに記載の化合物から選択された化合物を3〜90重量%、および、式(M1)もしくは(M2)
Rc−Xa−(Aa−Za)s−Aa−Xa−P1 (M1)
P1−Xa−(Aa−Za)s−Aa−Xa−P1 (M2)
[式(M1)および(M2)中、P1は、式(P9)〜(P12)で表される基の何れかであり;
{式(P9)〜(P12)中、W1は、水素、ハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、炭素数1〜3のハロアルキルである。}
Rcは、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜20のアルキル、炭素数2〜20のアルケニル、炭素数2〜20のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の−CH2−は、−O−、−COO−、または−OCO−、で置き換えられてもよく、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
Aaは独立して、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、1,4−シクロヘキセニレン、ピリジン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、またはフルオレン−2,7−ジイルであるが、任意の水素はハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
Xaは独立して、単結合、炭素数1〜20のアルキレン、炭素数2〜20のアルケニレン、または炭素数2〜20のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンおよびアルキニレンにおいて任意の−CH2−は、−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく;
Zaは独立して、単結合、−COO−、−OCO−、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2CH2COO−、−COOCH2CH2−、−CH=CHCOO−、または−OCOCH=CH−であり;そして
sは独立して、0〜3の整数である。]
で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を10〜97重量%含有する組成物。
[13] 式(M1)が式(M1a)、(M1b)または(M1c)で表される化合物を含む、[12]に記載の組成物。
[式(M1a)、(M1b)および(M1c)中、P1は独立して、式(P9)〜(P12)で表される基の何れかであり;
{式(P9)〜(P12)中、W1は、水素、ハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、炭素数1〜3のフルオロアルキルである。}
Rcは、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜20のアルキル、炭素数2〜20のアルケニル、炭素数2〜20のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の−CH2−は、−O−、−COO−、または−OCO−、で置き換えられてもよく、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
Abは独立して、1,4−シクロへキシレン、または1,4−フェニレンであり;
W2は独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のハロゲン化アルキルであり;
Xaは独立して、単結合、炭素数1〜20のアルキレン、炭素数2〜20のアルケニレン、または炭素数2〜20のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンおよびアルキニレンにおいて任意の−CH2−は、−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく;
pおよびqは独立して、0または1であり;そして
mは0〜5の整数である。]
[式(M2a)、(M2b)および(M2c)中、P1は独立して、式(P9)〜(P12)で表される基の何れかであり;
{式(P9)〜(P12)中、W1は、水素、ハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、炭素数1〜3のフルオロアルキルである。}
Abは独立して、1,4−シクロへキシレン、または1,4−フェニレンであり;
W2は独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のハロゲン化アルキルであり;
Xaは独立して、単結合、炭素数1〜20のアルキレン、炭素数2〜20のアルケニレン、または炭素数2〜20のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンおよびアルキニレンにおいて任意の−CH2−は、−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく;そして
mは0〜5の整数である。]
Rd−(Ac−Zb)n−Rd (M3)
[式(M3)中、Rdは、水素、ハロゲン、−C≡C−CN、−CN、炭素数1〜20のアルキル、炭素数2〜20のアルケニレン、または炭素数2〜20のアルキニレンであり任意の−CH2−は、−O−、−S−、−CO−、−CF=CF−、または−SiH2−で置き換えられてもよく、これらのアルキレン、アルケニレンおよびアルキニレンにおいて任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
Acは独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、またはナフタレン−2,6−ジイルであり、これらの環において任意の−CH2−は、−O−、−S−、−CO−、または−SiH2−で置き換えられてもよく、これらの環において任意の−CH2CH2−は−CH=CH−で置き換えられてもよく、1,4−フェニレンにおいて任意の−CH=は−N=で置き換えられてもよく、これらの環において任意の水素はハロゲン、−CF3、−CHF2、−CH2F、−OCF3、−OCHF2、または−OCH2Fで置き換えられてもよく;
Zbは独立して、単結合、炭素数1〜4のアルキレン、炭素数2〜4のアルケニレン、または炭素数2〜4のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンおよびアルキニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、−CF=CF−、−CO−、または−SiH2−で置き換えられてもよく、このアルキレンにおいて任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;そして
nは2、3または4である。]
で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を80〜99.9重量%含有する組成物。
[16] 式(M3)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物が式(2)、(3)または(4)
X1は独立して、フッ素、塩素、−OCF3、−OCHF2、−CF3、−CHF2、−CH2F、−OCF2CHF2、または−OCF2CHFCF3であり;
環Bおよび環Dは独立して1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンであり;
環Eは1,4−シクロヘキシレン、または1,4−フェニレンであり、これらの環において任意の水素がフッ素で置き換えられてもよく;
Z4およびZ5は独立して、−(CH2)2−、−(CH2)4−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−、または単結合であり;そして
L1およびL2は独立して、水素またはフッ素である。」
で表される化合物である[15]に記載の組成物。
X2は−CNまたは−C≡C−CNであり;
環Gは1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、またはピリミジン−2,5−ジイルであり;
環Jは1,4−シクロヘキシレン、ピリミジン−2,5−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンであり;
環Kは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり;
Z6は−(CH2)2−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、または単結合であり;
L3、L4およびL5は独立して、水素またはフッ素であり;そして
b、cおよびdは独立して0または1である。]
で表される化合物である[15]に記載の組成物。
[18] 式(M3)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物が、式(7)、式(8)、式(9)、式(10)、または式(11)
環Mおよび環Pは独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、またはデカヒドロ−2,6−ナフタレンであり;
Z7およびZ8は独立して、−(CH2)2−、−COO−、または単結合であり;そして
L6およびL7は独立して水素またはフッ素であるが、L6とL7の少なくとも一つはフッ素である。]
で表される化合物である[15]に記載の組成物。
環Q、環Tおよび環Uは独立して、1,4−シクロヘキシレン、ピリミジン−2,5−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンであり;そして
Z9およびZ10は独立して−C≡C−、−COO−、−(CH2)2−、−CH=CH−、または単結合である。]
で表される化合物である[15]に記載の組成物。
[21] 非重合性液晶組成物である[12]〜[19]のいずれかに記載の組成物。
[22] [12]〜[20]のいずれかに記載の組成物を重合することで得られる重合体。
[23] 重量平均分子量が2,000〜1,000,000である[22]に記載の重合体。
[24] 重量平均分子量が2,000〜500,000である[22]に記載の重合体。
[25] [12]〜[21]のいずれかに記載の組成物を配向させた後、電磁波の照射により液晶の配向を固定化した光学異方性を有する成形体。
[26] 固定化した液晶の配向がツイスト配向である[25]に記載の成形体。
[27] [25]または[26]に記載の成形体を含む光学素子。
[28] 波長350〜750nmのうち、一部またはすべての領域の光を選択的に反射する可視光域で円偏光二色性を示す[27]に記載の光学素子。
[29] 波長100〜350nmの紫外光域で円偏光二色性を示す[27]または[28]に記載の光学素子。
[30] [12]〜[19]のいずれかに記載の組成物、[22]〜[24]のいずれかに記載の重合体、[25]もしくは[26]に記載の成形体、または、[27]〜[29]のいずれかに記載の光学素子を含む液晶表示素子。-
本明細書中、「アルキル」とは、直鎖または分岐鎖のアルキル基であり、例えば、メチル、エチル、プロピル、n−ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシルなどが挙げられる。「アルケニル」とは、1〜3個の2重結合を有する直鎖または分岐鎖のアルケニル基が挙げられ、具体的には、エテニル、1−プロペニル、2−プロペニル、1−メチルエテニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、2−メチル−2−プロペニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、4−ペンテニル、3−メチル−2−ブテニル、1−ヘキセニル、2−ヘキセニル、1−ヘプテニル、2−ヘプテニル、1−オクテニル、2−オクテニル、1,3−オクタジエニル、2−ノネニル、1,3−ノナジエニル、2−デセニル等が挙げられる。「アルキニル」とは、1〜3個の3重結合を有する直鎖または分岐鎖のアルキニル基が挙げられ、具体的には、エチニル、1−プロピニル、2−プロピニル、1−ブチニル、2−ブチニル、3−ブチニル、1−ペンチニル、2−ペンチニル、4−ペンチニル、1−オクチニル、6−メチル−1−ヘプチニル、2−デシニル等が挙げられる。
また、本明細書中、式(1)で表わされる化合物等を、「化合物(1)」、「式(1)の化合物」等と表記することがある。
本発明の好ましい態様に係る化合物およびこの化合物を含む組成物は、他の液晶性化合物によく溶解し、また、液晶組成物中低温で結晶化しにくいので、使用可能温度範囲(ネマチック相温度範囲)を広げることができる。
また、本発明の好ましい態様に係る化合物およびこの化合物を含む組成物は、例えば、光学異方性に加えて、重合性、重合体の重合速度、重合度、重合体の透明性、機械的強度、塗布性、溶解度、結晶化度、収縮性、透水度、吸水性、ガス透過性、融点、ガラス転移点、透明点、耐熱性、耐薬品性等の好ましい物理的・化学的特性を有する光学異方性を有する重合体、または重合体を含む成形体を提供できる。
本発明の好ましい態様に係る化合物およびこの化合物を含む組成物は、電磁波の照射で重合できる重合性液晶化合物を含有する組成物である。
本発明の好ましい態様に係る化合物およびこの化合物を含む組成物は、光学異方性を有する重合体を含有する偏光板、光学補償板、配向膜、カラーフィルター、ホログラフ素子、液晶表示素子、接着剤、機械的異方性を持つ合成高分子、化粧品、装飾品、偽造防止装置、非線形光学素子、光学記憶素子を提供できる。
また、本発明の好ましい態様によれば、広範囲な液晶相温度範囲および適度な螺旋ピッチを有し、液晶表示素子に用いることができる組成物等を提供できる。
本発明の化合物は、上記式(1)で表される3−ナフチル−4,4,4−トリフルオロ−ブタン酸誘導体である。
また、式(1)中、Q2は−COO−、−CH2O−、−C=C−または−C≡C−である。これらの中でも、好ましいQ2は−COO−である。
式(T1)におけるRaは、式(P1)〜(P8)で表されるいずれかの重合性基であり、式(P1)〜(P8)中、Wは独立して、水素、ハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のハロアルキルである。好ましくは、式(P1)〜(P8)中、Wは独立して、水素、ハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のフルオロアルキルであり、さらに好ましくは、独立して、水素、フッ素、塩素、メチル、エチルまたはトリフルオロメチルである。なお、Wの立体配置の区別を有する場合、シスおよびトランスの混合であっても、それぞれ単独であっても構わない。
Raが式(P1)〜(P4)で表される重合性基である場合、Raはカチオン重合に適している。他方、Raが式(P5)〜(P8)で表される重合性基である場合、Raはラジカル重合に適している。この際、重合開始剤の添加、あるいは反応温度の上昇によって、より敏速に重合できる。
好ましくは、Aは以下の構造を有する。
さらに好ましくは、Aが1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、基中の任意の水素がフッ素、塩素、メチルまたはトリフルオロメチルで置き換えられた1,4−フェニレンである。最も好ましくは、Aは以下の構造を有する。
また、Zが、単結合、−COO−、−OCO−、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−CH2O−、−OCH2−、−(CH2)3O−、−O(CH2)3−、―CH=CH−、−CH=CHCH2CH2−、−CH2CH2CH=CH−、−CH=CHCH2O−、−OCH2CH=CH−、−CH2CH2COO−、−OCOCH2CH2−、−CH=CHCOO−または−OCOCH=CH−であると、本発明の化合物(1)は液晶性を向上させる傾向があり好ましい。Zがフッ素を含む結合基、例えば−CF2CF2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2CH2CF2O−、−OCF2CH2CH2−であると、本発明の第1の態様の化合物の光学異方性を小さくなる、あるいは誘電率異方性を大きくなる傾向があり好ましい。Zが三重結合を含む結合基、例えば−C≡C−、−C≡CCOO−、−OCOC≡C−であると、本発明の化合物(1)において大きな光学異方性を誘起する傾向がある。
−Z−Ph−Re (1−b)
−Z−Ch−Re (1−c)
−Z−Ph−Z−Ph−Re (1−d)
−Z−Ch−Z−Ph−Re (1−e)
−Z−Ph−Z−Ch−Re (1−f)
−Z−Ch−Z−Ch−Re (1−g)
−Z−Ph−Z−Ph−Z−Ph−Re (1−h)
−Z−Ch−Z−Ph−Z−Ph−Re (1−i)
−Z−Ph−Z−Ch−Z−Ph−Re (1−j)
−Z−Ph−Z−Ph−Z−Ch−Re (1−k)
−Z−Ch−Z−Ch−Z−Ph−Re (1−l)
−Z−Ph−Z−Ch−Z−Ch−Re (1−m)
[式(1−a)〜(1−m)中、Phは置換されても良い1,4−フェニレン、Chは置換されても良い1,4−シクロヘキシレン、ZおよびYは前記と同一の意味を示し、Reは、Y−RaまたはRbを示す。]
本発明の化合物(1)等は、青木らのChemistry Letters, 1, 113 (1993)、Liquid Crystals, 18, 197 (1995)、フーベン・バイル(Houben-Wyle, Methoden der Organische Chemie, Georg-Thieme Verlag, Stuttgart)、オーガニック・シンセセス(John & Wily & Sons, Inc.)、オーガニック・リアクションズ(John & Wily & Sons, Inc.)、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス(Pergamon Press)等に記載された有機合成化学的手法を適宜組み合わせることで製造できる。具体的には、本発明の化合物(1)は、6員環や縮合環構造を含む有機残基を結合することで製造できる。ここで、縮合環とは2以上の環が縮合したものをいい、例えばナフタレンなど6員環構造を構成要素としているものである。
以下、本発明の化合物(1)の具体的な態様である、化合物(1A)〜(1S)の合成例に基づき、本発明の化合物(1)の製造方法を示す。なお、これらの合成例においてMG1およびMG2は6員環や縮合環を一つ以上含む有機残基であり、互いに異なっても同一でも良い。
化合物(1A)〜(1J)は以下に示すスキームで合成できる。
また、カルボン酸(i3)と水酸基を持つ化合物(i4)との脱水縮合反応で、結合基が−COO−である化合物(1B)をし、さらにカルボニル基をフッ素アニオンでフッ素化することで、結合基が−CF2O−である化合物(1C)を合成できる(スキーム2)。
臭化物(i5)と化合物(i4)および塩基(B−)から、結合基に−CH2O−を持つ化合物(1D)を合成できる(スキーム3)。また、臭化物(i5)にPPh3を作用させてホスホニウム塩(i6)を合成し、このホスホニウム塩(i6)と塩基から得られるイリドにアルデヒド(i7)を作用させウイティッヒ反応を行うことで、結合基が−CH=CH−である化合物(1E)を合成できる(スキーム3)。結合基が−CH2CH2−である化合物(1F)は化合物(1E)を還元することで合成できる(スキーム3)。
ジケトン(i8)をフッ素アニオンでフッ素化することで、結合基が−CF2CF2−である化合物(1G)を合成できる(スキーム4)。この際、反応は2段階で進行するので、フッ素アニオンの力価を調整すれば、結合基が−CF2CO−である化合物(i9)を取出せる(スキーム4)。
リチオ化物(i10)にテトラフルオロエチレンと(i11)とを順次作用することで、結合基が−CF=CF−である化合物(1H)を合成できる(スキーム5)。
アルキン(i12)と臭化物(i2)を遷移金属触媒の存在下、交錯カップリング反応することで、結合基が−C≡C−である化合物(1J)を合成できる。
化合物(1K)〜(1P)は以下に示すスキームで合成できる。
アルキン(i12)をリチオ化しCO2を作用することで合成したカルボン酸(i15)と化合物(i4)との脱水縮合反応で、結合基が−C≡CCOO−である化合物(1N)を合成できる(スキーム8)。さらに、化合物(1N)カルボニル基をフッ素アニオンでフッ素化することで、結合基が−C≡CCF2O−である化合物(1P)を合成できる。
化合物(1Q)〜(1S)は以下に示すスキームで合成できる。
塩化物(i18)と化合物(i4)と塩基から−CH=CHCH2O−基を持つ化合物(1T)を合成できる(スキーム10)。
また、式(1−1)〜(1−6)中、好ましいZは単結合、−COO−、または−CH2O−である。
式(1−1)〜(1−6)中、好ましいYは、単結合、−O(CH2)−、−O(CH2)2−、−O(CH2)3−、−O(CH2)4−、−O(CH2)5−、−O(CH2)6−、−O(CH2)7−、−O(CH2)8−、−O(CH2)9−、または−O(CH2)10−である。
式(1−1)〜(1−6)中、好ましいRaは(P2)、(P3)または(P5)である。
式(1−1)〜(1−6)中、好ましいRbは水素、フッ素、塩素、−CN、−CF3、−OCF3、炭素数1〜7のアルキル、または炭素数1〜7のアルコキシである。
本発明の組成物は、2つ以上の化合物を含有し、少なくとも1つの化合物が本発明の化合物(1)である組成物である。
本発明の組成物が液晶組成物である場合、当該組成物は、少なくとも1つの化合物(1)と、重合性液晶もしくは非重合性液晶組成物とを含むことが好ましい。
Rb−Xa−(Aa−Za)s−Aa−Xa−P1 (M1)
P1−Xa−(Aa−Za)s−Aa−Xa−P1 (M2)
[式(M1)および(M2)中、P1は独立して、式(P9)〜(P12)
Rc−(Ac−Zb)n−Rc (M3)
[式(M3)中、Rcは独立して、水素、炭素数1〜20のアルキル、ハロゲン、−C≡C−CN、または−CNであり、このアルキルにおいて任意の−CH2−は、−O−、−S−、−CO−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、若しくは−SiH2−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;Acは独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、またはナフタレン−2,6−ジイルであり、これらの環において任意の−CH2−は、−O−、−S−、−CO−、若しくは−SiH2−で置き換えられてもよく、任意の−CH2CH2−は−CH=CH−で置き換えられてもよく、1,4−フェニレンにおいて任意の−CH=は−N=で置き換えられてもよく、そしてこれらの環において任意の水素はハロゲン、−CF3、−CHF2、−CH2F、−OCF3、−OCHF2、若しくは−OCH2Fで置き換えられてもよく;Zbは独立して、単結合または炭素数1〜4のアルキレンであり、このアルキレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CO−、若しくは−SiH2−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;そしてnは2、3または4である。]
本発明の重合体は、本発明の化合物(1)を含む組成物をラジカル重合あるいはカチオン重合することで製造できる重合体である。この重合体は、螺旋構造を持つ共重合体であることが好ましい。
本発明の光学素子は、本発明の成形体を含む素子である。本発明の光学素子としては、例えば、液晶表示素子用の偏光板、光学補償板、輝度向上フィルム、ネガティブc−プレートなどには熱硬化性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂は網目構造を持つ高分子であり、複官能性化合物を主体とする組成物を重合することで、重合度の高い重合体として得られる。これらの重合体は溶媒に溶けにくく硬度が高い。これらの重合体の分子量は測定が困難で規定し難いが、無限大に近いことが好ましい。
本発明の液晶表示素子に使用される組成物は上述の方法によって調製される。上述の方法において、例えば、組成物に含まれる化合物を混合し、加熱によって互いに溶解させて調整できる。
TN素子およびTN−TFT素子用の好ましいピッチは40〜200μmの範囲である。STN素子用の好ましいピッチは6〜20μmの範囲である。BTN素子用の好ましいピッチは1.5〜4μmの範囲である。PC素子用の組成物にはキラルドーパントを比較的多量に添加することが好ましい。ピッチの温度依存性を調整する目的で本発明の化合物以外の化合物を添加してもよい。この添加剤の好ましい例は上記の光学活性化合物(Op−1)〜(Op−12)である。
本発明の化合物は、主に液晶表示素子に用いられる組成物に含有される光学活性化合物として開発されたものであるが、類似骨格を有する医薬化合物、農薬化合物、染料化合物等の中間体としても有用である。
化合物(+)−(1−5−1,R b =H)の合成
(第1段)
窒素雰囲気下、マグネシウム0.5g(22.0mmol)をテトラヒドロフラン(THF)5mlに加え、(ex1−1)5.0g(21.1mmol)のTHF20ml溶液を滴下した。滴下後2時間加熱還流を行いグリニャール試薬を調製した。窒素雰囲気下、60%−水素化ナトリウム0.9g(22.0mmol)にTHF5ml加え、トリフルオロ酢酸2.5g(22.0mmol)のTHF15ml溶液を滴下し、トリフルオロ酢酸ナトリウムを調製した。これを氷浴上、先のグリニャール試薬を滴下し、24時間攪拌した。攪拌後、6M塩酸を加えトルエンで抽出し、炭酸水素ナトリウム水溶液、食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶剤を留去し、減圧蒸留により(ex1−2)3.0g得た。
第2段で合成した(ex1−3)2.9g(8.9mmol)をエタノール60mlに溶解し、酢酸4.3gと5wt%−パラジウム/カーボン触媒0.4gを加え、反応系内を水素置換した後、室温で4日間攪拌した。パラジウム/カーボン触媒をろ別し、水を加え、トルエンで抽出した。次いで、炭酸水素ナトリウム水溶液、食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶剤を留去し、粗製の(1−5−1,Rb=C2H5)(油状液体)2.8gを得た。(1−5−1,Rb=C2H5)2.8g(8.6mmol)をエタノール30mlに溶解し、水酸化カリウム1.4g(25.8mmol)の25ml水溶液を加え、2.5時間加熱還流した。水およびジエチルエーテルを加え、氷浴上6M塩酸を加え酸性化し、エーテルで抽出後食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶剤を留去し、再結晶により精製し、(1−5−1,Rb=H)(融点:142.3〜145.1)を得た。次に、エタノールに(1−5−1,Rb=H)2.3g(7.6mmol)と(R)−(+)−α−メチルベンジルアミン0.9g(7.6mmol)を溶解し、再結晶を繰り返すことにより光学分割を行い、目的物の(+)−4,4,4−トリフルオロ−3−(6−メトキシナフタレン−2−イル)ブタン酸((+)−(1−5−1,Rb=H))0.4gを得た(表7中、1−5−1のRb=Hの化合物)。合成された当該化合物の融点は129.9〜132.0℃であった。
化合物(+)−(1−7−1,R b =OC 6 H 13 )の合成
合成された当該化合物の融点は107.8〜108.5℃であった。また、当該化合物をZLI−1132に1重量%溶解した組成物を調整し、Canoのくさび法(応用物理:1974(年),43(巻),125(頁)です)に準じて測定された、25℃における螺旋ピッチからHTPを算出したところ、その値は12.3μm−1であった。
化合物(+)−(1−6−1,R b =OC 6 H 13 )の合成
実施例2に記載のスキームと同様に、(+)−(1−6−1,Rb=OC6H13)を得た(表8中、1−6−1,Rb=OC6H13の化合物)。
合成された当該化合物の融点は82.5〜83.0℃であった。また、実施例2に記載の方法と同様に算出されたHTPは、9.86μm−1であった。
化合物(+)−(1−6−7,R b =OC 6 H 13 )の合成
実施例2に記載のスキームと同様に(+)−(1−6−7,Rb=OC6H13)を得た(表8中、1−6−7,Rb=OC6H13の化合物)。
合成された当該化合物は室温で液体であった。また、実施例2に記載の方法と同様に算出されたHTPは、23.2μm−1であった。
化合物(+)−(1−7−8,R b =OC 6 H 13 )の合成
実施例2に記載のスキームと同様に(+)−(1−7−8,Rb=OC6H13)を得た(表9中、1−7−8,Rb=OC6H13の化合物)。
合成された当該化合物の融点は101.0〜102.5℃であった。また、実施例2に記載の方法と同様に算出されたHTPは、27.0μm−1であった。
Claims (30)
- 式(1)で表される化合物。
[式(1)中、Q1は、水素、ハロゲン、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニルまたは炭素数2〜10のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、または−CO−で置き換えられてもよく、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はハロゲンまたはCNで置き換えられてもよく;
Q2は−COO−または−CH2O−であり;そして
Q3は、式(T1)または(T2)で表される基であり;
−Z−(A−Z)r−Y−Ra (T1)
−Z−(A−Z)r−Rb (T2)
{式(T1)および式(T2)中、Raは、式(P1)〜(P8)で表されるいずれかの基であり;
(式(P1)〜(P8)中、Wは独立して、水素、ハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のハロアルキルである)
Rbは、水素、ハロゲン、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニルまたは炭素数2〜10のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、または−CO−で置き換えられてもよく、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はハロゲンまたはCNで置き換えられてもよく;
Aは独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、またはフルオレン−2,7−ジイルであり、これらの環において任意の−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、これらの環において任意の−CH=は−N=で置き換えられてもよく、これらの環において任意の水素はハロゲン、炭素数1〜5のアルキル、または炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
Zは独立して、単結合、炭素数1〜20のアルキレン、炭素数2〜20のアルケニレン、または炭素数2〜20のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンおよびアルキニレンにおいて任意の−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、または−CF=CF−で置き換えられてもよく、このアルキレンにおいて任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
Yは独立して、単結合、炭素数1〜20のアルキレン、炭素数2〜20のアルケニレン、または炭素数2〜20のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンおよびアルキニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、−COO−、もしくは−OCO−で置き換えられてもよく;そして
rは、0〜5の整数である。}] - Raが式(P2)〜(P6)
(式(P2)〜(P6)中、Wは独立して、水素、ハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のハロアルキルである)で表される基のいずれかであり;
Aは独立して、1,4−シクロヘキシレン、または1,4−フェニレンであり、これらの環において任意の−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、これらの環において任意の−CH=は−N=で置き換えられてもよく、これらの環において任意の水素はハロゲン、炭素数1〜5のアルキル若しくは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
Zは独立して、単結合または炭素数1〜5のアルキレンであり、このアルキレンにおいて任意の−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−若しくは−OCO−で置き換えられてもよく、このアルキレンにおいて任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;そして
Yは独立して、単結合、炭素数1〜11のアルキレン、炭素数2〜12のアルケニレン、または炭素数2〜12のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンまたはアルキニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、−COO−、もしくは−OCO−で置き換えられてもよい、請求項1に記載の化合物。 - Raが式(P2)、(P3)、(P5)または(P6)
Rbは、水素、ハロゲン、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニルまたは炭素数2〜10のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、または−CO−で置き換えられてもよく、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はハロゲンまたはCNで置き換えられてもよく;
Aは独立して、以下の構造を有し、
Zは独立して、単結合、−COO−、−OCO−、−OCH2−または−CH2O−であり;
Yは独立して、単結合、−O(CH2)−、−O(CH2)2−、−O(CH2)3−、−O(CH2)4−、−O(CH2)5−、−O(CH2)6−、−O(CH2)7−、−O(CH2)8−、−O(CH2)9−、または−O(CH2)10−であり;そして
rが0〜3である、請求項1に記載の化合物。 - 式(1−1)〜式(1−6)いずれかで表される化合物。
[式(1−1)〜式(1−6)中、Q1は、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニルまたは炭素数2〜10のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、または−CO−で置き換えられてもよく、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はフッ素、塩素またはCNで置き換えられてもよく;
Q2は−COO−または−CH2O−であり;
Raは、式(P1)〜(P8)
(式(P1)〜(P8)中、Wは独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のハロアルキルである)で表されるいずれかの基であり;
Rbは、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニルまたは炭素数2〜10のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、または−CO−で置き換えられてもよく、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はフッ素、塩素またはCNで置き換えられてもよく;
Aは独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、またはフルオレン−2,7−ジイルであり、これらの環において任意の−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、これらの環において任意の−CH=は−N=で置き換えられてもよく、これらの環において任意の水素はフッ素、塩素、炭素数1〜5のアルキル、または炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
Zは独立して、単結合、炭素数1〜20のアルキレン、炭素数2〜20のアルケニレン、または炭素数2〜20のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンおよびアルキニレンにおいて任意の−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、または−CF=CF−で置き換えられてもよく、このアルキレンにおいて任意の水素はフッ素、塩素で置き換えられてもよく;そして
Yは独立して、単結合、炭素数1〜20のアルキレン、炭素数2〜20のアルケニレン、または炭素数2〜20のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンおよびアルキニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、−COO−、もしくは−OCO−で置き換えられてもよい。] - Raが式(P2)〜(P6)
(式(P2)〜(P6)中、Wは独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のハロアルキルである)で表される基のいずれかであり;
Aは独立して、1,4−シクロヘキシレン、または1,4−フェニレンであり、これらの環において任意の−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、これらの環において任意の−CH=は−N=で置き換えられてもよく、これらの環において任意の水素はフッ素、塩素、炭素数1〜5のアルキル若しくは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
Zは独立して、単結合または炭素数1〜5のアルキレンであり、このアルキレンにおいて任意の−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−若しくは−OCO−で置き換えられてもよく、このアルキレンにおいて任意の水素はフッ素、塩素で置き換えられてもよく;そして
Yは独立して、単結合、炭素数1〜11のアルキレン、炭素数2〜12のアルケニレン、または炭素数2〜12のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンまたはアルキニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、−COO−、もしくは−OCO−で置き換えられてもよい、請求項4に記載の化合物。 - Raが式(P2)、(P3)、(P5)または(P6)
Rbは、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニルまたは炭素数2〜10のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、または−CO−で置き換えられてもよく、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はフッ素、塩素またはCNで置き換えられてもよく;
Aは独立して、以下の構造を有し、
Zは独立して、単結合、−COO−、−OCO−、−OCH2−または−CH2O−であり;
そしてYは独立して、単結合、−O(CH2)−、−O(CH2)2−、−O(CH2)3−、−O(CH2)4−、−O(CH2)5−、−O(CH2)6−、−O(CH2)7−、−O(CH2)8−、−O(CH2)9−、または−O(CH2)10−である、請求項4に記載の化合物。 - 式(1−2)、式(1―3)、式(1―5)、または式(1―6)で表される化合物。
[式(1−2)、式(1―3)、式(1―5)、および式(1―6)中、Q1は、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニルまたは炭素数2〜10のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はフッ素、塩素またはCNで置き換えられてもよく;
Q2は−COO−または−CH2O−であり;
Raは、式(P1)〜(P8)
(式(P1)〜(P8)中、Wは独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のハロアルキルである)で表される重合性基のいずれかであり;
Rbは、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニルまたは炭素数2〜10のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はフッ素、塩素またはCNで置き換えられてもよく;
Aは独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、またはフルオレン−2,7−ジイルであり、これらの環において任意の水素はフッ素、塩素、炭素数1〜5のアルキル、または炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
Zは独立して、単結合、炭素数1〜20のアルキレン、炭素数2〜20のアルケニレン、または炭素数2〜20のアルキニレンであり、任意の−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−若しくは−OCO−で置き換えられてもよく、このアルキレンにおいて任意の水素はフッ素、塩素で置き換えられてもよく;そして
Yは独立して、単結合、炭素数1〜20のアルキレン、炭素数2〜20のアルケニレン、または炭素数2〜20のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンまたはアルキニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−COO−、もしくは−OCO−で置き換えられてもよい] - Raが式(P2)〜(P6)
(式(P2)〜(P6)中、Wは独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のハロアルキルである)で表される重合性基のいずれかであり;
Q1は、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニル、炭素数2〜10のアルキニルであり、または炭素数1〜10のアルコキシであり、これらのアルキル、アルケニル、アルキニルおよびアルコキシにおいて任意の水素はフッ素、塩素またはCNで置き換えられてもよく;
Aは独立して、1,4−シクロヘキシレン、または1,4−フェニレンであり、これらの環において任意の水素はフッ素、塩素、炭素数1〜5のアルキル若しくは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
Zは独立して、単結合または炭素数1〜5のアルキレンであり、任意の−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−若しくは−OCO−で置き換えられてもよく、このアルキレンにおいて任意の水素はフッ素、塩素で置き換えられてもよく;そして
Yは独立して、単結合、炭素数1〜11のアルキレン、炭素数2〜12のアルケニレン、または炭素数2〜12のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンまたはアルキニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−COO−、もしくは−OCO−で置き換えられてもよい、請求項7に記載の化合物。 - Raが式(P2)、(P3)、(P5)または(P6)
Rbは、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニルまたは炭素数2〜10のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はフッ素、塩素またはCNで置き換えられてもよく;そして
Aは独立して、以下の構造を有し、
Zは独立して、単結合、−COO−、−OCO−、−OCH2−または−CH2O−であり
Yは独立して、単結合、−O(CH2)−、−O(CH2)2−、−O(CH2)3−、−O(CH2)4−、−O(CH2)5−、−O(CH2)6−、−O(CH2)7−、−O(CH2)8−、−O(CH2)9−、または−O(CH2)10−である、請求項7に記載の化合物。 - 式(1―5)、または式(1―6)で表される化合物。
[式(1―5)および式(1―6)中、Q1は、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜5のアルキル、炭素数2〜5のアルケニル、炭素数2〜5のアルキニルであり、または炭素数1〜5のアルコキシであり;
Q2は−COO−または−CH2O−であり;
Rbは、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜7のアルキル、炭素数2〜6のアルケニル、炭素数2〜6のアルキニル、または炭素数1〜7のアルコキシであり;
Aは独立して、1,4−フェニレンであり;そして
Zは独立して、単結合、−COO−、−OCO−、−OCH2−または−CH2O−である。]
- 光学活性を有する請求項1〜10のいずれかに記載の化合物。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の化合物から選択された化合物を3〜90重量%、および、式(M1)もしくは(M2)
Rc−Xa−(Aa−Za)s−Aa−Xa−P1 (M1)
P1−Xa−(Aa−Za)s−Aa−Xa−P1 (M2)
[式(M1)および(M2)中、P1は、式(P9)〜(P12)で表される基の何れかであり;
{式(P9)〜(P12)中、W1は、水素、ハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、炭素数1〜3のハロアルキルである。}
Rcは、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜20のアルキル、炭素数2〜20のアルケニル、炭素数2〜20のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の−CH2−は、−O−、−COO−、または−OCO−、で置き換えられてもよく、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
Aaは独立して、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、1,4−シクロヘキセニレン、ピリジン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、またはフルオレン−2,7−ジイルであるが、任意の水素はハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
Xaは独立して、単結合、炭素数1〜20のアルキレン、炭素数2〜20のアルケニレン、または炭素数2〜20のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンおよびアルキニレンにおいて任意の−CH2−は、−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく;
Zaは独立して、単結合、−COO−、−OCO−、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2CH2COO−、−COOCH2CH2−、−CH=CHCOO−、または−OCOCH=CH−であり;そして
sは独立して、0〜3の整数である。]
で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を10〜97重量%含有する組成物。 - 式(M1)が式(M1a)、(M1b)または(M1c)で表される化合物を含む、請求項12に記載の組成物。
[式(M1a)、(M1b)および(M1c)中、P1は独立して、式(P9)〜(P12)で表される基の何れかであり;
{式(P9)〜(P12)中、W1は、水素、ハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、炭素数1〜3のフルオロアルキルである。}
Rcは、水素、フッ素、塩素、−CN、炭素数1〜20のアルキル、炭素数2〜20のアルケニル、炭素数2〜20のアルキニルであり、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の−CH2−は、−O−、−COO−、または−OCO−、で置き換えられてもよく、これらのアルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
Abは独立して、1,4−シクロへキシレン、または1,4−フェニレンであり;
W2は独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のハロゲン化アルキルであり;
Xaは独立して、単結合、炭素数1〜20のアルキレン、炭素数2〜20のアルケニレン、または炭素数2〜20のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンおよびアルキニレンにおいて任意の−CH2−は、−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく;
pおよびqは独立して、0または1であり;そして
mは0〜5の整数である。] - 式(M2)が式(M2a)、(M2b)または(M2c)で表される化合物を含む、請求項12または13に記載の組成物。
[式(M2a)、(M2b)および(M2c)中、P1は独立して、式(P9)〜(P12)で表される基の何れかであり;
{式(P9)〜(P12)中、W1は、水素、ハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、炭素数1〜3のフルオロアルキルである。}
Abは独立して、1,4−シクロへキシレン、または1,4−フェニレンであり;
W2は独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のハロゲン化アルキルであり;
Xaは独立して、単結合、炭素数1〜20のアルキレン、炭素数2〜20のアルケニレン、または炭素数2〜20のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンおよびアルキニレンにおいて任意の−CH2−は、−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく;そして
mは0〜5の整数である。] - 請求項1〜11のいずれかに記載の化合物から選択された化合物を0.1〜20重量%、および、式(M3)
Rd−(Ac−Zb)n−Rd (M3)
[式(M3)中、Rdは、水素、ハロゲン、−C≡C−CN、−CN、炭素数1〜20のアルキル、炭素数2〜20のアルケニレン、または炭素数2〜20のアルキニレンであり任意の−CH2−は、−O−、−S−、−CO−、−CF=CF−、または−SiH2−で置き換えられてもよく、これらのアルキレン、アルケニレンおよびアルキニレンにおいて任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
Acは独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、またはナフタレン−2,6−ジイルであり、これらの環において任意の−CH2−は、−O−、−S−、−CO−、または−SiH2−で置き換えられてもよく、これらの環において任意の−CH2CH2−は−CH=CH−で置き換えられてもよく、1,4−フェニレンにおいて任意の−CH=は−N=で置き換えられてもよく、これらの環において任意の水素はハロゲン、−CF3、−CHF2、−CH2F、−OCF3、−OCHF2、または−OCH2Fで置き換えられてもよく;
Zbは独立して、単結合、炭素数1〜4のアルキレン、炭素数2〜4のアルケニレン、または炭素数2〜4のアルキニレンであり、これらのアルキレン、アルケニレンおよびアルキニレンにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、−CF=CF−、−CO−、または−SiH2−で置き換えられてもよく、このアルキレンにおいて任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;そして
nは2、3または4である。]
で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を80〜99.9重量%含有する組成物。 - 式(M3)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物が式(2)、(3)または(4)
X1は独立して、フッ素、塩素、−OCF3、−OCHF2、−CF3、−CHF2、−CH2F、−OCF2CHF2、または−OCF2CHFCF3であり;
環Bおよび環Dは独立して1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンであり;
環Eは1,4−シクロヘキシレン、または1,4−フェニレンであり、これらの環において任意の水素がフッ素で置き換えられてもよく;
Z4およびZ5は独立して、−(CH2)2−、−(CH2)4−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−、または単結合であり;そして
L1およびL2は独立して、水素またはフッ素である。」
で表される化合物である請求項15に記載の組成物。 - 式(M3)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物が、式(5)または(6)
X2は−CNまたは−C≡C−CNであり;
環Gは1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、またはピリミジン−2,5−ジイルであり;
環Jは1,4−シクロヘキシレン、ピリミジン−2,5−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンであり;
環Kは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり;
Z6は−(CH2)2−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、または単結合であり;
L3、L4およびL5は独立して、水素またはフッ素であり;そして
b、cおよびdは独立して0または1である。]
で表される化合物である請求項15に記載の組成物。 - 式(M3)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物が、式(7)、式(8)、式(9)、式(10)、または式(11)
環Mおよび環Pは独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、またはデカヒドロ−2,6−ナフタレンであり;
Z7およびZ8は独立して、−(CH2)2−、−COO−、または単結合であり;そして
L6およびL7は独立して水素またはフッ素であるが、L6とL7の少なくとも一つはフッ素である。]
で表される化合物である請求項15に記載の組成物。 - 式(M3)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物が、式(12)、式(13)、または式(14)
環Q、環Tおよび環Uは独立して、1,4−シクロヘキシレン、ピリミジン−2,5−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンであり;そして
Z9およびZ10は独立して−C≡C−、−COO−、−(CH2)2−、−CH=CH−、または単結合である。]
で表される化合物である請求項15に記載の組成物。 - 液晶組成物である請求項12〜19のいずれかに記載の組成物。
- 非重合性液晶組成物である請求項12〜19のいずれかに記載の組成物。
- 請求項12〜20のいずれかに記載の組成物を重合することで得られる重合体。
- 重量平均分子量が2,000〜1,000,000である請求項22に記載の重合体。
- 重量平均分子量が2,000〜500,000である請求項22に記載の重合体。
- 請求項12〜21のいずれかに記載の組成物を配向させた後、電磁波の照射により液晶の配向を固定化した光学異方性を有する成形体。
- 固定化した液晶の配向がツイスト配向である請求項25に記載の成形体。
- 請求項25または26に記載の成形体を含む光学素子。
- 波長350〜750nmのうち、一部またはすべての領域の光を選択的に反射する可視光域で円偏光二色性を示す請求項27に記載の光学素子。
- 波長100〜350nmの紫外光域で円偏光二色性を示す請求項27または28に記載の光学素子。
- 請求項12〜19のいずれかに記載の組成物、請求項22〜24のいずれかに記載の重合体、請求項25もしくは26に記載の成形体、または、請求項27〜29のいずれかに記載の光学素子を含む液晶表示素子。-
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