JPH01106869A - 2,5−ジフェニルピリミジン化合物、液晶組成物および電気光学素子 - Google Patents

2,5−ジフェニルピリミジン化合物、液晶組成物および電気光学素子

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JPH01106869A
JPH01106869A JP62262819A JP26281987A JPH01106869A JP H01106869 A JPH01106869 A JP H01106869A JP 62262819 A JP62262819 A JP 62262819A JP 26281987 A JP26281987 A JP 26281987A JP H01106869 A JPH01106869 A JP H01106869A
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Koji Ono
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、新規な有機化合物及びそれを含む液晶組成物
に関し、更に詳しくは、光学活性基を有する2、5−ジ
フェニルピリミジン化合物及びそれを含有する光学活性
液晶組成物と、これを使用した電気光学素子に関する。
〔従来の技術〕
液晶表示素子は、その低電圧作動性、低消費電力性、薄
型表示が可能なことなどの優れた特徴を有するため、時
計、電卓をはじめ、テレビ、コンピュータ一端末などの
各種表示素子として広(用いられている。
現在、表示素子としてはTN(ねじれネマチック)型表
示方式が最も広く用いられているが、応答速度の点にお
いては、エレクトロルミネッセンス、プラズマデイスプ
レィ等の発光型表示素子に比べて劣っており、この点に
おける改善は、種々試みられているにもかかわらず、大
幅な改善には至っていない。
しかしながら、最近盛んに研究が進められている強誘電
性液晶を用いる新しい表示方式にお□いては、著しい応
答速度の改善の可能性かある。(C1arkら、App
lied  Phys、 Lett、、 36.899
(1980))。この表示方式は、強誘電性を示すカイ
ラルスメクチックC相(以下Sc”相と略称する)、あ
るいは他のスメクチック相、例えばカイラルスメクチッ
クF、G、H1■相等を使用するものであり、TN型表
示素子に比べ、数百〜数千倍という高速応答の実現や、
双安定性によるメモリー効果等が可能であり、動画表示
が可能な大型テレビ、高速光シャッター等をはじめとす
る多方面への応用が期待される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このような優れた特性があるにもかかわ
らず、現在知られている化合物では充分な高速応答性を
示すに至っていない。これは、強誘電性液晶相における
自発分極値が充分大きな化金物が知られていない為であ
る。自発分極値と応答速度は比例関係にあり、高速応答
性を得るためには、自発分極値を大きくすることが第一
であることは知られているが、現在のところ充分大きな
自発分極値を有する化合物は、未だ見出されていない。
本発明の目的は、最近研究が進められている前述の表示
方式に適した特性、特に高速応答性を実現するために必
要な大きな自発分極値を持つ光学活性化合物を提供する
ことである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、次式 (但し上式において、R1は炭素数1〜20のアルキル
基又はアルコキシ基を示し、R2は1〜20個の炭素原
子を含むアルキル基、アシル基又は2−アルコキシプロ
ピオニル基を示し、*はその炭素原子が不斉炭素である
ことを示す)で表される2゜5−ジフェニルピリミジン
化合物および少なくともその1種を含有する液晶組成物
である。
本発明の化合物は、必ずしも強誘電性液晶相を示すとは
限らないが、いずれも強誘電性液晶組成物の成分として
使用することによって、その自発分極値を著しく増大さ
せる作用があり、その結果、応答速度を大幅に速くする
事が可能である。後に実施例中でも述べるように、自発
分極値を示さない非カイラルスメクチックC相を呈する
液晶組成物に数〜数十重量%添加することにより、その
組成物に著しく大きな自発分極値を誘起させ、ひいては
例えば実施例2でも述べるように25℃において80μ
secと言う極めて速い応答速度を示す組成物を得るこ
とができる。
更に、本発明の化合物は、液晶組成物の成分としたとき
に好適な強誘電性液晶温度領域を導き出すという特性も
有している。例えば実施例2でも示す通り、本発明の化
合物を添加した組成物は、添加する前に比べてSc”相
の上限を4.4℃も上昇させており、優れた化合物であ
るということもできる。
また、本発明の化合物は、不斉炭素を有しているため、
ネマチック液晶に添加することによってねじれた構造を
β起する能力を有する。ねじれた構造を有するネマチッ
ク液晶、すなわち、カイラルネマチック液晶は、TN型
表示素子のいわゆるリバース・ドメインを生成すること
がないので、リバース・ドメイン生成の防止剤としても
利用できる。
また、本発明の化合物を添加したカイラルネマチック液
晶組成物のピンチは、実施例3でも示すとおり、メルク
社製ネマチック液晶組成物ZLI−1132に1重量%
添加して測定したとき、25°Cにおいて21.4牌と
短く、より少量の添加で必要十分なピッチ長を得ること
が容易になり、本発明の化合物がカイラルネマチック液
晶組成物のピンチ調節剤として有用であることがわかる
次に本発明の化合物の製造方法について述べる。
本発明の化合物(I)は、例えば次の経路により好適に
製造できる。
■ 脱保護基 (VI) 化合物(Vl) 化合物(VI) ((■)式においてR2がアシル基のもの)化合物(V
T) ((I)式においてR2が2−アルコキシプロピオニル
基のもの)。
(但し、上式においてR1はアルキル基又はアルコキシ
基を示し、Rはアルキル基を示し、Aはメチル基、ベン
ジル基等の着脱可能な保護基を示す)。
即ち、p−置換フェニル酢酸(n)にオキシ塩化リン、
ジメチルホルムアミド、次いで、過塩素酸マグネシウム
を作用させ、(III)を得る。これにp−アルキルベ
ンズアミジン塩酸塩、あるいはp−アルキルベンズアミ
ジン塩酸塩を塩基性条件下に作用させ、(TV)を得た
。このものに脱係IW基反応を行い(V)としたのち、
特願昭61−133269号記載の5−2−テトラヒド
口ビラニルオキシー1−(p−)ルエンスルホニルオキ
シ)プロパンを作用させ、(Vl)を得た。更に酸性条
件下で脱保護基を行い、(■)を得た。このものに塩基
性条件下で種々のアルキルハライドを作用させ、(1)
式の化合物のうち、R2がアルキル基であるものが、又
、種々の脂肪酸、あるいは種々の2−アルコキシプロパ
ン酸を作用させ、それぞれ(1)式において、R2がア
シル基、2−アルコキシプロパノイル基のものが得られ
る。
以上の如くして得られ、優れた応答性を示す本発明の化
合物のうち代表的なものの化合物基を具体的に示す。
5− (4−(2−ブチルオキシプロピルオキシ)フェ
ニル)−2−(4−プロピルフェニル)ピリミジン、 5− (4−(2−ヘキサノイルオキシプロピルオキシ
)フェニル)−2−(4−プロピルフェニル)ピリミジ
ン、 5− (4−(2−(1−メチルヘプタノイルオキシ)
プロピルオキシフフェニル) −2−(4−プロピルフ
ェニル)ピリミジン、 2−(4−プロピルフェニル)−5−(4−(2−ベン
チルオキシブロピオニルオキシ)プロピルオキシフフェ
ニル)ピリミジン、 2−(4−プロピルオキシフェニル) −5−(4−(
2−ペンタノイルオキシプロピルオキシ)フェニル〕ピ
リミジン、 5− (4−(2−(2−ブチルオキシプロピオニルオ
キシ)プロピルオキシフフェニル)−2−(4−プロピ
ルオキシフェニル)ピリミジン、2−(4−ブチルフェ
ニル)−5−(4−(2−ブチリルオキシプロピルオキ
シ)フェニル〕ピリミジン、 2−(4−ブチルフェニル) −5−(4−(2−(2
−プロピルオキシプロピオニルオキシ)プロピルオキシ
フフェニル)ピリミジン、 2−(4−ブチルオキシフェニル)−5−(4−(2−
ペンチルオキシプロピルオキシ)フェニル〕ピリミジン
1 .2−(4−ブチルオキシフェニル)−5−(4−(2
−(1−メチルペンタノイルオキシ)プロピルオキシフ
フェニル)ピリミジン・ 2−(4−ブチルオキシフェニル)−5−(4−(2−
(2−ブチルオキシプロピオニルオキシ)プロピルオキ
シフフェニル)ピリミジン、5−(4−(2−へキシル
オキシプロピルオキシ)フェニル)−2−(4−ペンチ
ルフェニル)ピリミジン、 5− (4−(2−(3−メチルヘキサノイルオキシ)
プロピルオキシフフェニル) −2−(4−ペンチルフ
ェニル)ピリミジン、 2−(4−ペンチルフェニル)−5−(4−(2−(2
−ペンチルオキシプロピオニルオキシ)プロピルオキシ
〕フェちル)ピリミジン、5− (4−(2−ペンタノ
イルオキシプロピルオキシ)フェニル)−2−(4−ペ
ンチルオキシフェニル)ピリミジン、 5− (4−(2−(2−ブチルオキシプロピオニルオ
キシ)プロピルオキシフフェニル)−2−(4−ペンチ
ルオキシフェニル)ピリミジン、5− (4−(2−ブ
チリルオキシプロピルオキシ)フェニル)−2−(4−
へキシルフェニル)ピリミジン、 5− (4−(2−(2−プロピルオキシプロピオニル
オキシ)プロピルオキシフフェニル)−2−(4−へキ
シルフェニル)ピリミジン、2−(4−へキシルオキシ
フェニル) −5−(4−(2−プロピルオキシプロピ
ルオキシ)フェニル〕 ピリミジン、 2−(4−へキシルオキシフェニル”) −5−(4−
(2−(1−メチルヘキサノイルオキシ)プロピルオキ
シフフェニル)ピリミジン、 2−(4−へキシルオキシフェニル)  −5−(4−
(2−(2−ペンチルオキシプロピオニルオキシ)プロ
ピルオキシフフェニル) ピリミジン、5− (4−(
2−ブチルオキシプロピルオキシ)フェニル)−2−(
4−へブチルフェニル)ピリミジン、 2−(4−へブチルフェニル’I −5−(4−(2−
(1−メチルヘプタノイルオキシ)プロビルオキシ〕フ
ェニル)ピリミジン、 2−(4−へブチルフェニル’)−5−(4−(2−(
2−ペンチルオキシプロピオニルオキシ)プロピルオキ
シフフェニル)ピリミジン、2−(4−へブチルフェニ
ル)−5−(4−(2=ペンタノイルオキシプロピルオ
キシ)フェニル〕 ピリミジン、 5− (4−(2−(2−ブチルオキシプロピオニルオ
キシ)プロピルオキシフフェニル)−2−(4−ペンチ
ルオキシフェニル)ピリミジン、5− (4−(2−ヘ
キサノイルオキシプロピルオキシ)フェニル)−2−(
4−オクチルフェニル)ピリミジン、 5− (4−(2−(2−へキシルオキシプロピオニル
オキシ)プロピルオキシ)フェニル)−2−(4−オク
チルフェニル)ピリミジン、2−(4−オクチルオキシ
フェニル) −5−(4−(2−ペンチルオキシプロピ
ルオキシ)フェニル〕 ピリミジン、 5− (4−(2−(3−メチルヘキサノイルオキシ)
プロピルオキシフフェニル) −2−(4−オクチルオ
キシフェニル)ピリミジン、 5− (4−(2−(2−へブチルオキシプロピオニル
オキシ)プロピルオキシフフェニル)−2−(4−オク
チルオキシフェニル)ピリミジン、5− (4−(2−
ブチルオキシプロピルオキシ)フェニル]−2−(4−
ノニルフェニル)ピリミジン、 2−(4−ノニルフェニル)−5−(4−(2−ペンタ
ノイルオキシプロビルオキシ)フェニル〕ピリミジン、 5− (4−(2−ヘプタノイルオキシプロピルオキシ
)フェニル)−2−(4−ノニルフェニル)ピリミジン
、 5− (4−(2−(1−メチルブチリルオキシ)プロ
ピルオキシフフェニル)−2−(4−ノニルフェニル)
ピリミジン、 5− (4−(2−(3−メチルヘキサノイルオキシ)
プロとルオキシ〕フェニル)  −2−(4−ノニルフ
ェニル)ピリミジン、 2−(4−ノニルフェニル)−5−(4−(2−プロピ
ルオキシプロピオニルオキシ)プロピルオキシフフェニ
ル)ピリミジン、 5− (4−(2−(2−ブチルオキシプロピオニルオ
キシ)プロピルオキシフフェニル)−2−(4−ノニル
フェニル)ピリミジン、 2−〔4−ノニルフェニル)−5−(4−(2−ヘキシ
ルオキシプロピルオキシ)フェニル〕ピリミジン、 2−(4−デシルフェニル)−5−(4−(2−(2−
ペンチルオキシプロピオニルオキシ)プロピルオキシフ
フェニル)ピリミジン、 5− (4−(2−ヘキサノイルオキシプロピルオキシ
)フェニル)−2−(4−デシルオキシフェニル)ピリ
ミジン、 5− (4−(2−ヘキサノイルオキシプロピルオキシ
)フェニル)−2−(4−ウンデシルフェニル)ピリミ
ジン、 5− C4−(2−ヘキサノイルオキシプロピルオキシ
)フェニル)−2−(4−ウンデシルオキシフェニル)
ピリミジン、 5− (4−(2−(2−プロピルオキシプロピオニル
オキシ)プロピルオキシフフェニルl−2−(4−ウン
デシルオキシフェニル)ピリミジン、5− (4−(2
−ブチルオキシプロピルオキシ)フェニル) −2−(
4−ドデシルフェニル)ピリミジン、 5− (4−(2−(2−ブチルオキシプロピオニルオ
キシ)プロピルオキシフフェニル)−2−(4−ドデシ
ルフェニル)ピリミジン、5− (4−(2−ブチリル
オキシプロピルオキシ)フェニル)−2−(4−ドデシ
ルオキシフェニル)ピリミジン、 5− (4−(2−ペンチルオキシプロにルオキシ)フ
ェニル)−2−(4−)リゾシルフェニル)ピリミジン
、 5− (4−(2−(2−ペンチルオキシプロピオニル
オキシ)プロピルオキシ)フェニル)−2−(4−トリ
デシルフェニル)ピリミジン、5−[4−(2−ペンタ
ノイルオキシプロビルオキシ)フェニル)−2−(4−
)リゾシルオキシフェニル)ピリミジン。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明の化合物につき更に詳細に説
明する。
実施例1 s−5−(4−(2−(2−ブチルオキシプロピオニル
オキシ)プロピルオキシ〕フェニル)−2−(4−ノニ
ルフェニル)ピリミジン:((■)式においてR1がC
q H+ q−1○ CH3 R2が−C−CH−OC4H9のもの)の製造 (第1段) 5−(4−メトキシフェニル)−2−(4−ノニルフェ
ニル)ピリミジン((■)式において、R1がCq H
+ q−のもの)の製造ジメチルホルムアミド146g
に、オキシ塩化リン184gを0°Cで滴下し、次いで
p−メトキシフェニル酢酸66gを一10°Cの温度で
少しずつ加えた。混合物を20°Cで1時間、60℃で
2時間、および80℃で5時間攪拌した。ジメチルホル
ムアミドを真空で留去し、残留物を冷却し、過塩素酸マ
グネシウムの飽和水溶液に投入した。析出した結晶を濾
別し、エーテルで洗浄して、融点が133.3〜134
.4℃の塩67gを得た。
この塩を60g、p−ノニルベンズアミジン塩酸塩48
g、ナトリウムメチラート13.6g 、エタノール6
00−の混合物を6時間還流した。トルエンを加え、ア
ルカリで洗浄し、次いで水洗し、溶媒を留去し、残渣を
エタノール−酢酸エチルの混合溶媒から再結晶し、5−
(4−メトキシフェニル)−2−(4−ノニルフェニル
)ピリミジン60gを得た。このものは液晶性を示し、
相転移点は、C−5A点が88.9℃、5A−N点が1
86.0℃、N−1点が194.4℃であった。
(第2段) 5−(4−ヒドロキシフェニル’)−2−(4−ノニル
フェニル)ピリミジン((■)式において、R1がCq
 H+ q−のもの)の製造5−(4−メトキシフェニ
ル) −2−(4−ノニルフェニル)ピリミジン60g
、臭化水素酸240g、酢酸11の混合物を40時間還
流した。酢酸の大部分を留去したのち、2N=水酸化ナ
トリウム水溶液に投入し析出した結晶を集め、酢酸エチ
ルから再結晶することにより、5−(4−ヒドロキシフ
ェニル)−2−(4−ノニルフェニル)ピリミジン32
.6gを得た。このものは液晶性を示し、相転移点はC
Sa点が98.4°C,SA−1点が138.6℃であ
った。
(第3段) 5− (4−(2−ヒドロキシプロピルオキシ)フェニ
ル)−2−(4−ノニルフェニル)ピリミジン((■)
式において、R1がCqHlq−のもの)の製造 テトラヒビ0フ5フ20 2、8g上に5−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(
4−ノニルフェニル)ピリミジン20gのテトラヒドロ
757100mff溶液を徐々に滴下し、ジメチルホル
ムアミド200艷を加え、1時間攪拌した。
ここに特願昭61−133269号に記載された方法と
同様に5−2−テトラヒドロピラニルオキシ−1−(p
−トルエンスルホニルオキシ)−プロパン20gを加え
、65℃前後で3時間攪拌した。トルエンを加え、2N
−水酸化ナトリウムで洗浄後、水洗し、トルエンを留去
し、残渣をエタノール300mfに溶解し、塩酸30−
を加え、60°C@後で2時間攪拌した。2N=水酸化
ナトリウムを加え、塩基性としたのち、析出した結晶を
濾過し、酢酸エチルから再結晶することにより、5− 
(4− (2−ヒドロキシプロピルオキシ)フェニル)
 −1− (4−ノニルフェニル)ピリミジン11.6
gを得た。このものは液晶性を示し、その相転移点はC
−3A点が96.8℃、5A−1点が211.1℃であ
った。
(第4段)標題化合物の製造 5− (4− (2−ヒドロキシプロピルオキシ)フェ
ニル)−2− (4−ノニルフェニル)ピリミジン5g
,5−2−ブチルオキシプロパン酸2.6g、ジシクロ
へキシルカルボジイミド4g1ジメチルアミノピリジン
0.3g,ジクロロメタン60m1のン琵合物を2時間
攪拌した。析出した結晶を濾別し、濾液にトルエンを加
え、アルカリで洗浄後、水洗し、溶媒を留去し、エタノ
ール−酢酸エチル混合溶媒から再結晶を行い、4gの5
−5− (4−(2−ブチルオキシプロピオニルオキシ
)プロピルオキシフフェニル) −2−(4−ノニルフ
ェニル)ビ゛リミジンを得た。融点98.0℃ また、このものの元素分析値は次の通りで良く計算値と
一致した。
分析値 Cx5Ha、0aNt 実験値    計算値 C74,90%   75.10% H8,408,46 011,3011,43 N      5.20    5.01実施例2(使
用例1) まず、下記の液晶化合物を用いた組成物を調製した。
上記組成物の相転移点は、以下の通りであった。
上記組成物80重量%に実施例1の化合物:5−5− 
(4−(2−(2−ブチルオキシプロピオニルオキシ)
プロピルオキシフフェニル)−2−(4−ノニルフェニ
ル)ピリミジンを20重量%添加してカイラルスメクチ
ック液晶組成物を調製した。
この組成物を配向処理剤としてポリビニールアルコール
を塗布し、表面をラビングして平行配向処理を施した透
明電極を備えたセル厚1.8−のセルに注入し、この液
晶素子を互いに直交する偏光子と検光子との間に設置し
、5■/pの電界強度を与えたところ、透過光強度の変
化が確認された。
この時の透過光強度の変化から応答速度を求めると25
℃において80μsecであった。又、この組成物の自
発分極の大きさおよびティルト角は、25℃において、
それぞれ37 、8nC/ all、24.0°であり
、相転移点は次の通りであった。
以上のように本発明の化合物は、極めて有用な強誘電性
液晶材料であることが判明した。
実施例3 (使用例2) ネマチック液晶組成物(メルク社製ZLI 1132を
使用)に本発明の化合物=2−(4−ノニルフェニル)
−5−(4−(2−へキシルオキシプロピルオキシ)フ
ェニル〕ピリミジン((I)式においてR1がCq H
Iq−1R2が−OCb HI 3のもの)を1重量%
添加し、カイラルネマチック液晶組成物を調製した。こ
のカイラルネマチック液晶組成物を平行配向処理を施し
たくさび型セルに注入し、これを偏向顕微鏡下で観察し
たところ、らせんピッチが次の通りに観察された。
以上のようにピッチの温度依存性はきわめて平坦であり
、本発明の化合物が優れたカイラルネマチック液晶組成
物のピッチ調節剤であることが判明した。
実施例4(使用例3) から成るネマチック液晶組成物を電極間隔10岬のセル
に注入してTN型表示セルとし、これを偏光顕微鏡で観
察したところ、リバースツイスト°ドメインが年じてい
るのが観察された。なお、使用したセルには配向処理剤
としてポリビニールアルコールを塗布し、その表面をラ
ビングして平行配向処理を施した。
この上記のネマチック液晶組成物に本発明の化合物の一
つである2−(4−ノニルフェニル)−5−(4−(2
−ペンタノイルオキシプロピルオキシ)フェニル〕ピリ
ミジン: ((■)式においてR′がC9H19−1を0.1重量
%添加し、同様なTN型セルにて観察したところ、リバ
ースツイスト・ドメインは解消され、均一なネマチック
相が観察された。
(発明の効果) 本発明の化合物によれば、いずれも強誘電性液晶組成物
の成分として使用することができ、その自発分極値を著
しく増大させる作用があり、その結果、液晶材料、特に
高速応答のデイスプレィを可能とする材料に応用できる
また、本発明の化合物を液晶組成物の成分としたとき、
好適な強誘電性液晶温度領域を導き出す極めて有用な強
誘電性液晶材料である。さらに、本発明の化合物をネマ
チック液晶組成物に添加して得られるカイラルネマチッ
ク液晶組成物は、ピンチ調節剤として有用である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (但し上式において、R^1は炭素数1〜20のアルキ
    ル基又はアルコキシ基を示し、R^2は1〜20個の炭
    素原子を含むアルキル基、アシル基又は2−アルコキシ
    プロピオニル基を示し、*はその炭素原子が不斉炭素で
    あることを示す)で表される2,5−ジフェニルピリミ
    ジン化合物。
  2. (2)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (但し上式において、R^1は炭素数1〜20のアルキ
    ル基又はアルコキシ基を示し、R^2は1〜20個の炭
    素原子を含むアルキル基、アシル基又は2−アルコキシ
    プロピオニル基を示し、*はその炭素原子が不斉炭素で
    あることを示す)で表される2,5−ジフェニルピリミ
    ジン化合物を少なくとも1種含むことを特徴とする液晶
    組成物。
  3. (3)その呈する液晶相がカイラルスメクチック相であ
    る特許請求の範囲第2項記載の液晶組成物。
  4. (4)その呈する液晶相がカイラルネマチック相である
    特許請求の範囲第2項記載の液晶組成物。
  5. (5)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (但し上式において、R^1は炭素数1〜20のアルキ
    ル基又はアルコキシ基を示し、R^2は1〜20個の炭
    素原子を含むアルキル基、アシル基又は2−アルコキシ
    プロピオニル基を示し、*はその炭素原子が不斉炭素で
    あることを示す)で表される2,5−ジフェニルピリミ
    ジン化合物を少なくとも1種含むことを特徴とする液晶
    組成物を使用して構成された電気光学素子。
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JPH01139689A (ja) * 1987-11-26 1989-06-01 Chisso Corp 強誘電性液晶組成物

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