JP5069739B2 - ピリミジン化合物、液晶組成物および液晶素子 - Google Patents
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Description
[1]液晶組成物として使用する際の種々の液晶化合物との相溶性、すなわち、液晶組成物として、数種の化合物を混合した際に相溶性の悪さにより特定の成分が液晶相から結晶として析出してしまうことや、混合により液晶化合物が有する液晶温度領域を著しく低下させること。
[2]スメクチックC相における液晶分子のチルト角(傾き角)θの最適化〔液晶の複屈折を利用した液晶素子における入射光強度Iと透過光強度I0 の関係式〔I/I0 =sin2 4θ・sin2 (πdΔn/λ)、ここで、dはセル厚、Δnは屈折率異方性、λは入射光の波長を表す〕より、θ=22.5°でコントラスト比が最も大きくなる〕。
[3]種々の配向膜上での配向特性(ジグザグ配向欠陥等の配向欠陥の排除および配向の均一性)。従って、現状では、スメクチックC相またはカイラルスメクチックC相を示す材料を種々試験し、応答時間、メモリー安定性、スメクチックC相での層構造、チルト角、配向膜上での配向特性および液晶組成物とした場合の液晶化合物間の相溶性を最適化することが必要となっている。
(2) 水素原子がハロゲン原子に置き換えられた直鎖または分岐鎖のアルキル基あるいはアルコキシ基(以下、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基と略記する)
(3) −CH2 −基が酸素原子により置き換えられた直鎖または分岐鎖のアルキル基あるいはアルコキシ基(以下、アルコキシアルキル基、アルコキシアルコキシ基と略記する)
(4) −CH2 −基が酸素原子により置き換えられた直鎖または分岐鎖のアルケニル基あるいはアルケニルオキシ基(以下、アルケニルオキシアルキル基、アルケニルオキシアルコキシ基と略記する)
(5) −CH2 −基が酸素原子により置き換えられ、水素原子がハロゲン原子に置き換えられた直鎖または分岐鎖のアルキル基あるいはアルコキシ基(以下、ハロアルコキシアルキル基、ハロアルコキシアルコキシ基と略記する)
(6) −CH2 −基が硫黄原子により置き換えられた直鎖または分岐鎖のアルキル基あるいはアルコキシ基(以下、アルキルチオアルキル基、アルキルチオアルコキシ基と略記する)
(7) −CH2 −基が−CO−基により置き換えられた直鎖または分岐鎖のアルキル基あるいはアルコキシ基(以下、アルキルカルボニルアルキル基、アルキルカルボニルアルコキシ基と略記する)
(8) −CH2 −基が−COO−基により置き換えられた直鎖または分岐鎖のアルキル基あるいはアルコキシ基(以下、アルキルカルボニルオキシアルキル基、アルキルカルボニルオキシアルコキシ基と略記する)
(9) −CH2 −基が−OCO−基により置き換えられた直鎖または分岐鎖のアルキル基あるいはアルコキシ基(以下、アルコキシカルボニルアルキル基、アルコキシカルボニルアルコキシ基と略記する)
(10)直鎖または分岐鎖のアルケニルあるいはアルケニルオキシ基等の基を挙げることができる。
1)aが1、b、pおよびqが0、Y1 が−COO−基2)aが1、b、pおよびqが0、Y1 が−OCO−基3)bが1、a、pおよびqが0、Y2 が−OCO−基4)pが1、a、bおよびqが0、A1 が1,4−フェニレン基、X1 が単結合5)pが1、a、bおよびqが0、A1 が1,4−フェニレン基、X1 が−COO−基6)pが1、a、bおよびqが0、A1 が1,4−フェニレン基、X1 が−CH2O−基7)pが1、a、bおよびqが0、A1 が1,4−フェニレン基、X1 が−OCH2 −基8)pが1、a、bおよびqが0、A1 がピリジン−2,5−ジイル基、X1 が−COO−基9)qが1、a、bおよびpが0、A2 が1,4−フェニレン基、X2 が−OCO−基10) qが1、a、bおよびpが0、A2 がピリジン−2,5−ジイル基、X2 が−OCO−基11) qが1、a、bおよびpが0、A2 がトランス−1,4−シクロヘキシレン基、X2 が−OCO−基12) qが1、a、bおよびpが0、A2 が1,4−フェニレン基、X2 が−OCH2 −基13) aおよびbが1、pおよびqが0、Y1 が−COO−基、Y2 が−OCO−基14) aおよびbが1、pおよびqが0、Y1 が−OCO−基、Y2 が−OCO−基15) pおよびbが1、aおよびqが0、A1 が1,4−フェニレン基、X1 が単結合、Y2 が−OCO−基16) pおよびbが1、aおよびqが0、A1 が1,4−フェニレン基、X1 が−COO−基、Y2 が−OCO−基17) pおよびbが1、aおよびqが0、A1 がピリジン−2,5−ジイル基、X1 が−COO−基、Y2 が−OCO−基18) aおよびqが1、pおよびbが0、Y1 が−COO−基、A2 が1,4−フェニレン基、X2 が−OCO−基本発明の一般式(1)で表されるピリミジン化合物の具体例としては、以下に示すような化合物を挙げることができる。
b)一般式(7)で表されるアクロレイン誘導体の製造工程(化56)
c)一般式(1−A1)で示されるピリミジン化合物の製造工程(化57)
d)一般式(1−A3)で示されるピリミジン化合物の製造工程(化58)
[2]一般式(8)において、Z1がベンジルオキシ基等のOH基の保護基であり、Z2 がCOOH基である化合物〔一般式(8−C2)〕に、塩化チオニル、またはオギザリルクロライドを作用させ、カルボン酸クロライドとし、その後、アルコールと反応させる方法、またはカルボン酸の状態でDCCおよび、塩基触媒の存在下にアルコールと反応させる方法により、エステル誘導体を調製する。その後、Z1 の保護基を除去し、さらに塩基(例えば、ピリジン、トリエチルアミン、炭酸カリウム)の存在下、カルボン酸クロライドと反応させる方法、またはDCCと塩基触媒(例えば、4−ピロリジノピリジン、4−ジメチルアミノピリジン)の存在下、カルボン酸と反応させる方法により、一般式(1−A3)で表されるピリミジン化合物を製造することができる。
e)一般式(1−B)で表されるピリミジン化合物の製造工程(化59、60)
[2]X1 が−COO−である化合物は、一般式(8)においてZ1 がOHである化合物〔一般式(8−D)〕に、芳香族カルボン酸誘導体、DCCおよび塩基触媒(例えば、4−ピロリジノピリジン、4−ジメチルアミノピリジン)を作用させる方法、または、一般式(8−D)に芳香族カルボン酸ハライドを塩基(例えば、トリエチルアミン、水酸化ナトリウム)の存在下、作用させる方法により製造することができる。
[3]X1 が−OCO−である化合物は、一般式(8)において、Z1 がR1 OOC−基である化合物〔一般式(8−E)〕を加水分解して得られるカルボン酸またはその酸ハライド誘導体〔一般式(8−E’)〕において、、Z8 がOH基である化合物とフェノール誘導体とを、DCCおよび塩基触媒(例えば、4−ピペリジノピリジン、4−ジメチルアミノピリジン)の存在下に反応させる方法、または一般式(8−E’)において、Z8 がハロゲン原子(Hal)である化合物と、フェノール誘導体を、塩基(例えば、ピリジン、トリエチルアミン、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム)の存在下に反応させる方法により製造することができる。
[4]X1 が−CH2O−である化合物は、一般式(8−D)で表される化合物とベンジルハライド誘導体を反応させる方法により製造することができる。また、一般式(8−D)で表される化合物と、ベンジルアルコール誘導体とをジエチルアゾジカルボン酸(以下、DEADと略記する)およびトリフェニルホスフィンの存在下に反応させる方法により製造することもできる。
[5]X1 が−OCH2 −である化合物は、一般式(8)においてZ1 がメチル基である化合物〔一般式(8−F)〕にアゾビスイソブチロニトリル(以下、AIBNと略記する)またはベンゾイルパーオキシドの存在下、N−ブロモスクシンイミド(以下、NBSと略記する)等のブロモ化剤を作用させることによりブロモメチルピリミジン誘導体を製造し、これとフェノール誘導体を作用させることにより製造することができる。
f)一般式(1−C)で表されるピリミジン化合物の製造工程(化61、62)
[2]X2 が−COO−である化合物は、一般式(8)において、Z2 がCOZ14基{Z14は、OHまたはハロゲン原子(Hal)である}である化合物〔一般式(8−B’)〕と、所望のフェノールと反応させる方法により製造することができる。
[3]X2 が−OCH2 −である化合物は、一般式(8)において、Z2 がOH基である化合物〔一般式(8−A)〕とベンジルハライド誘導体とを、炭酸カリウム等の塩基の存在下に反応させることにより製造することができる。また、一般式(8−A)で表される化合物とベンジルアルコール誘導体とを、DEADとトリフェニルホスフィンの存在下に反応させる方法により製造することもできる。
[4]X2 が−CH2 O−である化合物は、一般式(8)において、Z2 がメチル基である化合物〔一般式(8−G)〕にAIBNまたはベンゾイルパーオキシド等の存在下、NBS等のブロモ化剤を作用させることにより、ブロモメチルナフタレン誘導体を製造し、これと、フェノール誘導体を反応させることで製造することができる。
[5]X2 が単結合である化合物は、一般式(8)においてZ2 がハロゲンである化合物〔一般式(8−H)〕とホウ酸エステル(このものは、ハロゲン化ベンゼン誘導体から、調製したグリニャール試薬と、ホウ酸トリメチルを反応させ、次いで加水分解することにより得られる)をパラジウム触媒の存在下に反応させることにより製造することができる。
)の例は透過型であり、光源9を備えている。また、本発明の液晶組成物を使用した液晶素子は、(図1)に示した透過型の素子としてだけではなく、反射型の素子としても応用可能である。
I:等方性液体
N:ネマチック相
N*:コレステリック相
SA:スメクチックA相
Sc:スメクチックC相
Sc*:カイラルスメクチックC相
Sx:未同定のスメクチック相
C:結晶相
6−シアノ−2−ナフトール202.8g(1.2mol)を、無水エタノール1500mlに溶かし、氷浴上で5℃以下に冷却した。撹拌しながら15℃以下で塩化水素438gを吹き込み、その後、2時間氷浴上で撹拌した。さらに室温にて4時間撹拌した後、15時間放置した。放置後エタノールを除去し、黄色の固体を得た。この固体を、無水エタノール500mlに懸濁させ、この懸濁液に、アンモニアを飽和させた無水エタノール1300mlを氷冷下に滴下し、同温度で1時間撹拌した。さらに室温で2時間撹拌した後、15時間放置した。エタノールを除去し、生じた固体をエーテルで洗浄し、褐色固体の6−アミジノ−2−ヒドロキシナフタレン塩酸塩262.3gを得た。
製造例2:6−アミジノ−2−ベンジルオキシナフタレン塩酸塩の製造
製造例1において、6−シアノ−2−ナフトールを使用する代わりに、6−シアノ−2−ベンジルオキシナフタレンを使用した以外は、製造例1に記載の操作に従い、6−アミジノ−2−ベンジルオキシナフタレン塩酸塩371.3gを得た。
[1]2−アルコキシアセトアルデヒドジエチルアセタールの製造
水素化ナトリウム(60重量%)12.7gをトルエンに懸濁させ、ここに表1(表1)に示したアルコール0.3molを添加し、100℃まで加熱し、水素の発生が終了するまで撹拌し、ナトリウムアルコキシドを調製した。ここに2−ブロモアセトアルデヒドジエチルアセタール60.9g(0.309mol)をN,N−ジメチルアセトアミド68gに溶解させた溶液を滴下した。20時間80℃に加熱した後、溶媒を留去し、トルエンで抽出し、水洗した後、減圧蒸留により2−アルコキシアセトアルデヒドジエチルアセタールを得た。収率および沸点を表1に示した。
表2に示したアルキルブロマイド0.275molと、金属マグネシウム6.68gから、テトラヒドロフラン250ml中でグリニャール試薬を調製し、ここにオルトギ酸トリエチル44.45g(0.3mol)をテトラヒドロフラン50mlに溶解した溶液を添加し、40時間加熱還流した。その後、テトラヒドロフランを留去し、残査に酢酸エチルおよび塩化アンモニウム水溶液を添加し、混合し、有機層を分離し、水洗した後、減圧蒸留によりアルカナールジエチルアセタールを得た。収率および沸点を表2(表1)に示した。
N,N−ジメチルホルムアミド50.0gおよびジクロロエタン100mlの混合溶液を氷冷し、ここに、オキシ塩化燐60.4gとジクロロエタン40mlからなる溶液を滴下した。この溶液に表1および表2に示したジエチルアセタール0.2molとジクロロエタン40mlからなる溶液を滴下し、滴下終了後、60℃で3時間反応させた。反応終了後、炭酸カリウムの飽和水溶液を添加し、トルエンで抽出した。トルエンを留去し、粗製のα−置換−β−ジメチルアミノアクロレイン誘導体を得た。次に、α−置換−β−ジメチルアミノアクロレイン誘導体と製造例1で得た6−アミジノ−2−ヒドロキシナフタレン塩酸塩44.3g(0.2mol)を無水エタノール200mlに懸濁させ、ここに、ナトリウムメトキシドのメタノール溶液(28重量%)115.8gを滴下した。10時間加熱還流後、エタノールを留去し、酢酸エチルで抽出し、塩酸により中和し、水洗した。酢酸エチルを留去し、表3に示した6−(5’−置換−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレンを得た。収率および融点を表3(表2)に示した。
[1]α−(4−n−オクチルオキシフェニル)−β−エトキシアクロレインの製造
無水エーテル190mlに、メトキシメチルトリフェニルホスホニウムクロライド34.28gを懸濁させて、カリウム−t−ブトキシド11.22gを加えた。これに無水エーテル110mlに溶かした4−n−オクチルオキシベンズアルデヒド22.26gを添加して、室温で12時間撹拌した。生成したトリフェニルホスフィンオキサイドを濾別により除去し、濾液を氷水300mlに注入した。エーテル層を分液し、水洗後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。エーテルを留去し、粗製の(4’−n−オクチルオキシフェニル)−2−メトキシエチレンを得た。さらに減圧蒸留により精製し25.4gの(4’−n−オクチルオキシフェニル)−2−メトキシエチレンを得た。次に、オルト蟻酸トリエチル240gと三フッ化ホウ素エチルエーテル錯塩6.53gの混合溶液を0℃に冷却して、(4’−n−オクチルオキシフェニル)−2−メトキシエチレン25.39gを加えた。次いで、室温で12時間撹拌した後、トルエン200mlおよび、10重量%炭酸水素ナトリウム水溶液150ml加えて、混合した後、トルエン層を分液した。無水硫酸ナトリウムで乾燥後、トルエンを留去して4−n−オクチルオキシフェニルマロノテトラエチルアセタールを得た。次いで、この4−n−オクチルオキシフェニルマロノテトラエチルアセタール21.2gを水12ml、p−トルエンスルホン酸0.05gに加えて、80℃で3時間反応させた。室温まで冷却後、炭酸ナトリウム0.52gを加えて中和し、トルエンで生成物を抽出した。10重量%水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し、さらに水洗した後、トルエン層を分離し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、トルエンを留去し、α−(4−n−オクチルオキシフェニル)−β−エトキシアクロレイン16.62gを得た。
α−(4−n−オクチルオキシフェニル)−β−エトキシアクロレイン14.57gと、製造例1で得た6−アミジノ−2−ヒドロキシナフタレン塩酸塩9.06gを無水エタノール113mlに懸濁させ、これに、ナトリウムメトキシドのメタノール溶液(28重量%)40.51gを滴下した。60℃に加熱し、10時間撹拌した後、エタノールを留去し、塩酸により中和し、酢酸エチルで抽出した。その後、酢酸エチルを留去し、6−〔5’−(4”−n−オクチルオキシフェニル)−2’−ピリミジル〕−2−ヒドロキシナフタレン12.25gを得た(融点:148℃)。
[1] 6−(5’−エトキシカルボニル−2’−ピリミジル)−2−ベンジルオキシナフタレンの製造
N,N−ジメチルホルムアミド30.7gおよびジクロロエタン35mlの混合溶液を氷冷し、ここに、オキシ塩化燐36.8gとジクロロエタン15mlからなる溶液を滴下した。この溶液に3,3’−ジエトキシプロピオン酸エチル19.0g(0.1mol)とジクロロエタン15mlからなる溶液を滴下し、滴下終了後、70℃で1時間反応させた。反応終了後、炭酸カリウムの飽和水溶液を添加し、トルエンで抽出した。トルエンを留去し、粗製のα−エトキシカルボニル−β−ジメチルアミノアクロレインを得た。次に、製造例2で得た6−アミジノ−2−ベンジルオキシナフタレン塩酸塩31.2g(0.1mol)とナトリウムエトキシド20.5gを無水エタノール100mlに懸濁させ、ここに、α−エトキシカルボニル−β−ジメチルアミノアクロレインと無水エタノール20mlからなる溶液を滴下した。10時間加熱還流後、室温まで冷却し、濃塩酸25mlを含む水溶液500mlに排出し、生じた固体をろ過し、6−(5’−エトキシカルボニル−2’−ピリミジル)−2−ベンジルオキシナフタレン28.7gを得た(融点:181℃)。
6−(5’−エトキシカルボニル−2’−ピリミジル)−2−ベンジルオキシナフタレン28.7gおよび水酸化ナトリウム3.2gを75重量%含水エタノールに懸濁させ、80℃で20時間反応させた。その後塩酸により酸性とし、生じた固体を濾別し、トルエンで洗浄し、6−(5’−ヒドロキシカルボニル−2’−ピリミジル)−2−ベンジルオキシナフタレン23.9gを得た(融点:250℃以上)。
6−(5’−ヒドロキシカルボニル−2’−ピリミジル)−2−ベンジルオキシナフタレン9.3g、オギザリルクロライド3.0gおよびトルエン50mlからなる懸濁液を60℃で5時間撹拌した。その後、トルエンおよび過剰のオギザリルクロライドを留去し、残渣にn−デシルアルコール4.2gおよびトルエン50mlを添加し、氷冷下にトリエチルアミン5.05gを滴下した。室温でさらに10時間反応させ、塩酸水溶液により中和し、水洗した後、トルエンを留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:クロロホルム)により精製し、6−(5’−n−デシルオキシカルボニル−2’−ピリミジル)−2−ベンジルオキシナフタレン9.06gを得た(融点:144℃)。
6−(5’−n−デシルオキシカルボニル−2’−ピリミジル)−2−ベンジルオキシナフタレン9.06gを酢酸エチル100mlに溶解させ、ここに50重量%含水Pd/C 0.9gを添加し、水素雰囲気下で20時間撹拌を行った。その後、ろ過によりPd/Cを除去し、ろ液より酢酸エチルを留去し、6−(5’−n−デシルオキシカルボニル−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレン7.3gを得た(融点:123℃)。
6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレン3.28g(10mmol)と、n−オクチルブロマイド2.32g(12mmol)および炭酸カリウム0.96gを、N,N−ジメチルホルムアミド10ml中に懸濁させ、60℃で、5時間反応させた。反応後、水を添加し、クロロホルムで抽出した。クロロホルムを留去し、残査をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:クロロホルム)により精製し、6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−n−オクチルオキシナフタレン3.74gを得た。この化合物の相転移温度(℃)を以下に示した。
製造例6において、n−オクチルブロマイドを使用する代わりに、n−デシルブロマイドを使用した以外は製造例6に記載の操作に従い6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−n−デシルオキシナフタレン4.12gを得た。この化合物の相転移温度(℃)を以下に示した。
6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−n−オクチルオキシナフタレン3.56g(8mmol)を酢酸エチル100mlに溶解させ、ここに50重量%含水Pd/C 0.35gを添加し、水素雰囲気下で8時間撹拌を行った。その後、ろ過によりPd/Cを除去し、ろ液より酢酸エチルを留去し、6−(5’−ヒドロキシ−2’−ピリミジル)−2−n−オクチルオキシナフタレン2.79gを得た(融点:161℃)。
製造例8において、6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−n−オクチルオキシナフタレンを使用する代わりに、6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−n−デシルオキシナフタレンを使用した以外は、製造例8に記載の操作に従い6−(5’−ヒドロキシ−2’−ピリミジル)−2−n−デシルオキシナフタレン2.98gを得た(融点:159℃)。
6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレン3.28g(10mmol)と、エチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテルのトシレート3.60g(12mmol)および炭酸カリウム0.96gを、N,N−ジメチルホルムアミド10ml中に懸濁させ、60℃で、5時間反応させた。反応後、水を添加し、クロロホルムで抽出した。クロロホルムを留去し、残査をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:クロロホルム)により精製し、6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−(2”−n−ヘキシルオキシエトキシ)ナフタレン4.14gを得た(融点:112℃)。
実施例1において、エチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテルのトシレートを使用する代わりに、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルのトシレートを使用した以外は、実施例1に記載の操作に従い6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−(2”−n−ブトキシエトキシ)ナフタレン3.67gを得た(融点:119℃)。
6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレン3.28g(10mmol)とペラルゴン酸クロライド2.11g(11mmol)およびクロロホルム30mlからなる溶液に、氷冷下、トリエチルアミン1.11gを滴下し、その後室温で5時間反応させた。反応後、塩酸水溶液を添加し、中和、水洗し、クロロホルムを留去し、残査をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:クロロホルム)により精製し、6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−n−オクチルカルボニルオキシナフタレン4.19gを得た。この化合物の相転移温度(℃)を以下に示した。
実施例3において、ペラルゴン酸クロライドを使用する代わりに、n−オクチルクロロホーメートを使用した以外は、実施例3に記載の操作に従い6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−n−オクチルオキシカルボニルオキシナフタレン4.45gを得た。この化合物の相転移温度(℃)を以下に示した。
6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレン3.28g(10mmol)、4−〔2’−(2”−n−ヘキシルオキシエトキシ)エトキシ〕安息香酸3.10g(10mmol)および4−ピロリジノピリジン0.20g、DCC2.06gをクロロホルム30mlに溶解し、室温で5時間反応させた。反応後、不溶物をろ別し、クロロホルムを留去し、残査をシリカゲカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:クロロホルム)により精製し、6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−{4”−〔2−(2−n−ヘキシルオキシエトキシ)エトキシ〕フェニルカルボニルオキシ}ナフタレン5.83gを得た。この化合物の相転移温度(℃)を以下に示した。
実施例5において、4−〔2’−(2”−n−ヘキシルオキシエトキシ)エトキシ〕安息香酸を使用する代わりに、4−(2’−n−ヘキシルオキシエトキシ)安息香酸を使用した以外は実施例5に記載の操作に従い6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−〔4”−(2−n−ヘキシルオキシエトキシ)フェニルカルボニルオキシ〕ナフタレン4.91gを得た。この化合物の相転移温度(℃)を以下に示した。
6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−(2”−n−ヘキシルオキシエトキシ)ナフタレン3.76g(8mmol)を酢酸エチル100mlに溶解させ、ここに50重量%含水Pd/C 0.37gを添加し、水素雰囲気下で8時間撹拌を行った。その後、ろ過によりPd/Cを除去し、ろ液より酢酸エチルを留去し、6−(5’−ヒドロキシ−2’−ピリミジル)−2−(2”−n−ヘキシルオキシエトキシ)ナフタレン2.97gを得た(融点:143℃)。
実施例7において、6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−(2”−n−ヘキシルオキシエトキシ)ナフタレンを使用する代わりに、6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−(2”−n−ブトキシエトキシ)ナフタレンを使用した以外は、実施例7に記載の操作に従い6−(5’−ヒドロキシ−2’−ピリミジル)−2−(2”−n−ブトキシエトキシ)ナフタレン2.98gを得た(融点:146℃)。
実施例7において、6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−(2”−n−ヘキシルオキシエトキシ)ナフタレンを使用する代わりに、6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−n−オクチルカルボニルオキシナフタレンを使用した以外は、実施例7に記載の操作に従い6−(5’−ヒドロキシ−2’−ピリミジル)−2−n−オクチルカルボニルオキシナフタレン3.10gを得た(融点:138℃)。
実施例7において、6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−(2”−ヘキシルオキシエトキシ)ナフタレンを使用する代わりに、6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−n−オクチルオキシカルボニルオキシナフタレンを使用した以外は、実施例7に記載の操作に従い6−(5’−ヒドロキシ−2’−ピリミジル)−2−n−オクチルオキシカルボニルオキシナフタレン3.10gを得た(融点:143℃)。
実施例7において、6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−(2”−n−ヘキシルオキシエトキシ)ナフタレンを使用する代わりに、6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−{4”−〔2−(2−n−ヘキシルオキシエトキシ)エトキシ〕フェニルカルボニルオキシ}ナフタレンを使用した以外は、実施例7に記載の操作に従い、6−(5’−ヒドロキシ−2’−ピリミジル)−2−{4”−〔2−(2−n−ヘキシルオキシエトキシ)エトキシ〕フェニルカルボニルオキシ}ナフタレン4.13gを得た(融点:133℃)。
実施例7において、6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−(2”−n−ヘキシルオキシエトキシ)ナフタレンを使用する代わりに、6−(5’−ベンジルオキシ−2’−ピリミジル)−2−〔4”−(2−n−ヘキシルオキシエトキシ)フェニルカルボニルオキシ〕ナフタレンを使用した以外は、実施例7に記載の操作に従い6−(5’−ヒドロキシ−2’−ピリミジル)−2−〔4”−(2−n−ヘキシルオキシエトキシ)フェニルカルボニルオキシ〕ナフタレン4.13gを得た(融点:143℃)。
6−(5’−n−オクチルオキシ−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレン8.78g(25mmol)および酢酸ナトリウム63mgを無水酢酸90mlに溶解させ、100℃で30分間反応させた。反応終了後、水を添加し、トルエンにより抽出し、トルエン層を水洗した後、トルエンを留去し、白色の固体を得た。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)により分離精製し、さらに、イソプロパノールから2回再結晶し、例示化合物13を無色の結晶として8.00g得た。この化合物の相転移温度は表4(表3〜13)に示した。なお、表4において「・」はその液晶相が存在することを表し、「−」はその液晶相が存在しないことを表す。なお、表4中の( )内の数字は降温過程での温度を表す。
1H−NMR(CDCl3 ;ppm)
δ=0.8〜2.0(m,15H)、2.3(s,3H)、4.1(t,2H)、7.3(m,1H)、7.5(d,1H)、8.0(t,2H)、8.4(m,3H)、8.9(s,1H)
6−(5’−n−デシル−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレン361mg(1.0mmol)、パルミチン酸256mg(1.0mmol)、4−ピロリジノピリジン21mgおよびDCC206mgをクロロホルム10mlに溶解し、室温で15時間撹拌した。その後不溶物をろ別し、クロロホルムを留去し、残査をシリカゲルクロマトグラフィー(溶出液:クロロホルム)により精製し、イソプロパノールから2回再結晶し、例示化合物14を無色の結晶として492mg得た。この化合物の相転移温度は表4に示した。
1H−NMR(CDCl3 ;ppm)
δ=0.8〜1.8(m,48H)、2.6(dt,4H)、7.2(d,2H)、7.4(d,2H)、7.8(s,1H)、7.2(m,2H)、7.9(t,2H)、8.5(d,1H)、8.6(s,2H)、8.9(s,1H)
表3に示した6−(5’−置換−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレンまたは6−(5’−ヒドロキシ−2’−ピリミジル)−2−置換−ナフタレンと種々のカルボン酸を用いて実施例14に記載の操作に従いピリミジン化合物を製造した。これらの化合物の相転移温度は表4に示した。また、実施例31の化合物にカイラル成分として5.0重量%の式(10)(化87)を添加し、チルト角(θ)の測定を行った。チルト角(θ)は、厚さが約2μmであり、ITO電極およびラビングしたポリビニルアルコール(PVA)の配向膜を有するガラス製のテストセルを用い、液晶化合物を充填し、±10Vの矩形波(1Hz)を印加した際の偏光顕微鏡下での2つのスイッチング状態の角度の差(2θ)から求めた。結果を(図2)(図中、Tcは降温過程でSc*相に転移した温度を表し、Tは測定温度を表す)に示した。(図2)より明らかなように本発明のピリミジン化合物は比較的大きなチルト角(20°前後)を有し、また、チルト角の温度依存性(温度変化によるチルト角の変化)も小さいことが判る。なお、テストセルの偏光顕微鏡観察では、良好な均一配向状態が観察された。
比較のため式(11)(化88)の化合物(特開平6−40985号公報に記載)の化合物を製造し、チルト角の測定を行った。尚、測定方法は、実施例31の化合物のチルト角の測定と同様の操作で行った。結果を(図2)に示した。(図2)より明かなように式(11)の化合物は比較的チルト角が小さい。
6−(5’−n−デシルオキシカルボニル−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレン406mg(1.0mmol)、n−デシルアルコール158mg(1.0mmol)およびトリフェニルホスフィン262mgを16mlのテトラヒドロフランに溶解し、この溶液に氷冷下、ジエチルアゾジカルボン酸0.19mlを添加し、その後、室温で12時間反応させた。反応後、テトラヒドロフランを留去し、残査をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:クロロホルム)により精製し、メタノール−酢酸エチルより2回再結晶し、例示化合物183を無色の結晶として415mg得た。この化合物の相転移温度は表4に示した。
6−(5’−n−ドデシル−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレン389mg(1.0mmol)とn−オクチルクロロホーメート212mg(1.1mmol)およびクロロホルム10mlからなる溶液に、氷冷下、トリエチルアミン111mgを滴下し、その後室温で5時間反応させた。反応後、塩酸水溶液を添加し、中和、水洗し、クロロホルムを留去し、残査をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:クロロホルム)により精製し、メタノールから2回再結晶し、例示化合物202を無色の結晶として440mg得た。この化合物の相転移温度は表4に示した。また、該化合物に関し、実施例31の化合物のチルト角の測定と同様の操作でチルト角を測定した。結果を図2に示した。図2より明かなように本発明のピリミジン化合物は従来より知られている化合物よりも大きなチルト角を有する。また、テストセルの偏光顕微鏡観察では、非常に良好な均一配向状態が観察された。
表3に示した6−(5’−置換−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレンまたは6−(5’−ヒドロキシ−2’−ピリミジル)−2−置換−ナフタレンを用いて実施例52に記載の操作に従いピリミジン化合物を製造した。これらの化合物の相転移温度は表4に示した。
6−(5’−n−オクチルオキシ−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレン350mg(1.0mmol)および炭酸カリウム138mgをN,N−ジメチルホルムアミド2mlに懸濁させ、ここに4−(3’,5’,5’−トリメチルヘキシルオキシ)ベンジルブロマイド313mgをN,N−ジメチルホルムアミド3mlに溶解させた溶液を添加した。4時間撹拌後、クロロホルムおよび塩酸を添加して、クロロホルム層を分離した。さらに、クロロホルム層を水洗し、クロロホルムを留去し、残査をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)により分離精製し、イソプロパノールから2回再結晶し、例示化合物279を無色の結晶として466mg得た。この化合物の相転移温度は表4に示した。
1H−NMR(CDCl3 ;ppm)
δ=0.9〜1.8(m,32H)、3.9(t,2H)、4.1(t,2H)、5.1(s,2H)、6.9(d,2H)、7.2(m,3H)、7.4(d,2H)、7.8(dd,2H)、8.4(d,1H)、8.5(s,1H)、8.8(s,1H)
表3に示した6−(5’−置換−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレンまたは6−(5’−ヒドロキシ−2’−ピリミジル)−2−置換−ナフタレンおよび4−置換−ベンジルブロマイドを用いて実施例61に記載の操作に従いピリミジン化合物を製造した。これらの化合物の相転移温度は表4に示した。
6−(5’−n−デシル−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレン361mg(1.0mmol)、4−n−ウンデシルオキシ安息香酸306mg(1.0mmol)、4−ピロリジノピリジン21mgおよびDCC206mgをクロロホルム10mlに溶解し、室温で15時間撹拌した。その後不溶物をろ別し、クロロホルムを留去し、残査をシリカゲルクロマトグラフィー(溶出液:クロロホルム)により精製し、イソプロパノールから2回再結晶し、例示化合物375を無色の結晶として492mg得た。この化合物の相転移温度は表4に示した。
1H−NMR(CDCl3 ;ppm)
δ=0.9〜1.8(m,44H)、2.7(t,2H)、4.1(t,2H)、7.0(d,2H)、7.4(d,2H)、7.8(s,1H)、8.0(d,1H)、8.1(d,1H)、8.2(d,2H)、8.6(d,1H)、8.7(s,2H)、9.0(s,1H)
表3に示した6−(5’−置換−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレンまたは6−(5’−ヒドロキシ−2’−ピリミジル)−2−置換−ナフタレンおよび4−置換−安息香酸、4−置換−シクロヘキサンカルボン酸または6−置換ニコチン酸を用いて実施例70に記載の操作に従いピリミジン化合物を製造した。これらの化合物の相転移温度は表4に示した。また、実施例79の化合物に関し、実施例31の化合物のチルト角の測定と同様の操作によりチルト角を測定した。結果を以下に示した。
チルト角(°) 37.5[Tc−10℃] 41.3[Tc−20℃]
ここでTcは降温過程でSc相に転移した際の温度を表す。本発明のピリミジン化合物が大きなチルト角を有することが判る。
5mlのテトラヒドロフランに6−〔5’−(4”−n−オクチルオキシフェニル)−2’−ピリミジル〕−2−ヒドロキシナフタレン426mg(1.0mmol)と、3,5,5−トリメチルヘキサノール144mg、トリフェニルホスフィン262mgを添加し、氷水で冷却した。ここに、ジエチルアゾジカルボン酸0.19mlを添加して、室温で15時間撹拌した。その後、テトラヒドロフランを留去し、残査をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)により精製し、イソプロパノール−酢酸エチルより2回再結晶し例示化合物498を無色の結晶として425mg得た。この化合物の相転移温度は表4に示した。
1H−NMR(CDCl3 ;ppm)
δ=0.8〜1.9(m,32H)、4.0(t,2H)、4.1(t,2H)、7.0(d,2H)、7.2(m,2H)、7.6(d,2H)、7.8(dd,2H)、8.5(d,1H)、8.9(s,1H)、9.0(s,1H)
実施例90において3,5,5−トリメチルヘキサノールを使用する代わりR−2−オクタノールおよびS−(+)−4−メチル−1−ヘキサノールを使用した以外は実施例90に記載の操作に従いピリミジン化合物を製造した。これらの化合物の相転移温度は表4に示した。
実施例13において、6−(5’−n−オクチルオキシ−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレンを使用する代わりに、6−〔5’−(4”−n−オクチルオキシフェニル)−2’−ピリミジル〕−2−ヒドロキシナフタレンを使用した以外は実施例13に記載の操作に従い例示化合物494を製造した。この化合物の相転移温度は表4に示した。
6−(5’−n−オクチルオキシ−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレン350mg、エチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテル161mgおよびトリフェニルホスフィン262mgを16mlのテトラヒドロフランに溶解し、この溶液に氷冷下、ジエチルアゾジカルボン酸0.19mlを添加し、その後、室温で12時間反応させた。次ぎにテトラヒドロピランを留去し、残査をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)により分離精製し、さらにメタノールから2回再結晶し、例示化合物672を無色の結晶として366mg得た。この化合物の相転移温度は表4に示した。
1H−NMR (CDCl3 ;ppm)
δ=0.7〜1.8(m,26H)、3.48(t,2H)、3.5〜4.4(m,6H)、7.0〜7.3(m,2H)、7.7〜8.0(m,2H)、8.4(bs,1H)、8.48(s,2H)、8.8(bs,1H)
表3に示した6−(5’−置換−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレンまたは6−(5’−ヒドロキシ−2’−ピリミジル)−2−置換−ナフタレンおよびアルコキシアルコール類を用いて実施例94に記載の操作に従いピリミジン化合物を製造した。これらの化合物の相転移温度は表4に示した。
6−(5’−n−テトラデシルオキシ−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレン433mg、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテルのトシレート413mgおよび炭酸カリウム140mgを5mlのN,N−ジメチルホルムアミドに溶解し、60℃に加熱し、12時間撹拌した。その後、反応溶液に20mlのクロロホルムと1/2規定塩酸を添加して中和し、分液後、さらにクロロホルム相を2回水洗し、その後、クロロホルムを留去し、残査をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:クロロホルム/ヘキサン/酢酸エチル=10:3:1vol/vol/vol )により精製し、さらにメタノールから2回再結晶し、例示化合物673を無色の結晶として398mg得た。この化合物の相転移温度は表4に示した。
1H−NMR (CDCl3 ;ppm)
δ=0.7〜1.6(m,38H)、3.48(t,2H)、3.5〜4.48(m,10H)、7.1〜7.3(m,2H)、7.7〜8.0(m,2H)、8.4〜8.6(m,1H)、8.64(s,2H)、8.8(bs,1H)
表3に示した6−(5’−置換−2’−ピリミジル)−2−ヒドロキシナフタレンまたは6−(5’−ヒドロキシ−2’−ピリミジル)−2−置換−ナフタレンおよびアルコキシアルコールのトシレートを用いて実施例101に記載の操作に従いピリミジン化合物を製造した。これらの化合物の相転移温度は表4に示した。また、実施例109の化合物に関し、実施例31の化合物のチルト角の測定と同様の操作によりチルト角を測定した。結果を図2に示した。図2より明らかなように本発明のピリミジン化合物は比較的大きなチルト角(20°前後)を有し、チルト角の温度依存性も小さいことが判る。テストセルの偏光顕微鏡観察では良好な均一配向状態が観察された。
下記の化合物群(化89)を、下記に示した割合で混合して用い、100℃で加熱溶融し、液晶組成物(強誘電性液晶組成物)を調製した。
2枚の1.1mm厚のガラス板を用意し、それぞれのガラス板上に、ITO、膜を形成し、さらに表面処理を行った。このITO膜付きのガラス板に液晶配向剤〔住友ベークライト(株)製CRD8616〕をスピンコートし、成膜後、70℃でプリベークを行い、さらに200℃で1時間焼成した。この配向膜にラビング処理を行い、その後、イソプロピルアルコールで洗浄し、平均粒径2μmのシリカビーズを一方のガラス板上に散布した。その後、それぞれのラビング処理軸が互いに反平行となるよう、シール剤を用いてガラス板を張り合わせ(図1)に示すセルを作製した。このセルに実施例123で調製した液晶組成物を注入し、液晶素子を作製した。この液晶素子をクロスニコル状態に配置した2枚の偏光板に挟持し、±10Vの電圧を印加したところ、明瞭なスイッチング現象が観察された。また、偏光顕微鏡観察では良好な均一配向状態が観察された。また、クロスニコル下での光学的な応答時間(透過光量変化10〜90%)およびチルト角を測定した。結果を表5(表14)に示した。
比較のため式(12)(化90)の化合物(特開平6−228057号公報に記載)を製造し、下記の化合物群(化91)からなる液晶組成物を調製した。
下記の化合物群(化92)を、下記に示した割合で混合して用い、実施例123と同様の操作により液晶組成物(強誘電性液晶組成物)を調製した。
実施例124において実施例123で調製した液晶組成物を使用する代わりに、実施例125で調製した液晶組成物を使用した以外は実施例124と同様の操作により液晶素子を作製した。偏光顕微鏡観察では良好な均一配向状態が観察された。光学的な応答時間およびチルト角の測定結果を表5に示した。
下記の化合物群(化93)を、下記に示した割合で混合して用い、実施例123と同様の操作により液晶組成物(強誘電性液晶組成物)を調製した。
実施例124において実施例123で調製した液晶組成物を使用する代わりに、実施例127で調製した液晶組成物を使用した以外は実施例124と同様の操作により液晶素子を作製した。偏光顕微鏡観察では良好な均一配向状態が観察された。光学的な応答時間およびチルト角の測定結果を表5に示した。
比較のため、比較例1で製造した化合物を含む下記(化94)の液晶組成物を調製した。この液晶組成物の相転移温度(℃)を以下に示した。
また、実施例124と同様の操作により液晶素子を調製し、光学的な応答時間およびチルト角を測定した。測定結果を表5に示した。
2:ガラス基板
3:透明電極
4:絶縁性配向制御層
5:スペーサー
6:リード線
7:電源
8:偏光板
9:光源
IO :入射光
I:透過光
Claims (7)
- 一般式(2)で表されるピリミジン化合物。
〔式中、R3 およびR4 はハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数3〜24の直鎖または分岐鎖のアルキル基あるいはアルケニル基を表し、mおよびnは0または1を表し、R3 およびR4 の少なくとも一方のアルキル基またはアルケニル基中に存在する少なくとも1つの−CH2 −基(但し、隣接する−CH2 −基、および酸素原子または芳香環に結合している−CH2 −基を除く)は酸素原子により置き換えられており、また、分岐鎖のアルキル基またはアルケニル基は不斉炭素を有していてもよく、該不斉炭素は光学活性であってもよい。但し、mが0でR3 がアルケニル基である場合、または、nが0でR4 がアルケニル基である場合には、R3 またはR4 は不飽和結合を介して芳香環と結合しない〕 - 一般式(2)において、m+nが1または2である請求項1記載のピリミジン化合物。
- 一般式(2)において、R4 が少なくとも1つの酸素原子を含むアルキル基またはアルケニル基である請求項1記載のピリミジン化合物。
- 一般式(2)において、R3 およびR4 が、ともに光学活性な不斉炭素を有しないアルキル基またはアルケニル基である請求項1記載のピリミジン化合物。
- 請求項1記載のピリミジン化合物を少なくとも1種含有することを特徴とする液晶組成物。
- 請求項6記載の液晶組成物を使用することを特徴とする液晶素子。
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