JPH01151538A - 光学活性４−アルキル安息香酸エステル化合物及び液晶組成物 - Google Patents

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】 本発明は、強誘電性液晶組成物の成分として有用で、か
っ、安全性の良い新規な液晶性化合物ならびにこの液晶
化合物を用いる液晶組成物に関する。

〔背景技術〕

ネマティック液晶を利用した表示素子は、その低電圧駆
動性、低消費電力性、受光型のため目が疲れない等の特
長を有し、種々の機器の表示部に用いられている。しか
しながらネマティック液晶表示素子は、発光グイオート
、エレクトロルミネッセンス等の表示素子に比べて、応
答速度が遅く、応用上に制限かあった。液晶表段として
は、１９８０年にクラークらにより提唱された強誘電性
液晶の光スイツチング現象を利用する方式がある（アプ
ライド・フイジイクス・レターズ、　３６　（１９８０
）　８９９）。強誘電性液晶を利用した表示方式は従来
のネマティック液晶表示素子に比へその応答速度は約数
百倍に達し、テレビ等の動画像や高速光シャッターを始
めとし、多方面への応用が可能となるものである。

強誘電性液晶は、スメクテイツク液晶の一種であるが、
液晶が強誘電性を示すには、次の条件を満足せねばなら
ない。

■　分子構造中に不斉炭素原子を何し、かつ光学活性で
あること。

■　分子長軸方向に垂直な永久双極子モーメントを有す
ること。

■　液晶物質か、カイラルスメクテイツクＣ相（ＳｍＣ
”相）を有すること。

下記式、（ａ）で表わされる化合物は、メイヤーらによ
り初めて見出された代表的な強誘電性液晶であるが（ジ
ュルナール・ド・フイジーク。

廷（１９７５）、　Ｌ−６９）、シック塩基であるため
、化学的安定性に欠けている。

実用の面から、表示素子として機能さＵ゛る液晶化合物
には、化学的安定性が必要であり、また表示素子として
満足の行く特性を得るためには、従来のネマティック液
晶表示素子の場合と同様、他の数種の成分としての強誘
電性液晶との混合が必須である。本発明者らは、強誘電
性を示す温度範囲に視点を置き、種々の化合物を検討し
、合成し、評価した結果、化学的に安定な分子構造を有
し、表示素子での動作範囲を拡張する成分として有用な
本発明に係る化合物を見出すことに成功した。

すなわち、本発明は、一般式（Ｉ） （Ｘは０ＲＳＣＯＯＲ及び０ＣＯＲを表わし、Ｒは炭素
原子数１〜１８のアルキル基を示し、Ｒｏは不斉炭素原
子を有する炭素原子数４〜１８のアルキル基であって、
その不斉炭素原子はベンゼン環に直接結合しているもの
とする）で表わされる光学活性−４−アルキル安息香酸
エステル化合物ならびに該化合物を含有する液晶組成物
を提供するものである。

以下に、本発明を実施例によって具体的に説明ずろ。

実施例における各物質の製造プロセスを図式すると次の
通りである。

次の反応図式中に示された（ｉ）〜（ｘｉｉｉ）の記号
は、いずれも実施例中の対応する各化合物に符されてい
る。

本明細書、特に実施例中の記載において使用されている
略号の息義を次に示す。

ｂ、ｐ、　　　沸点 ｍｐ、　　　融点 Ｃｒｙｓｔ、　　結晶状態 ＳｍＣ”　　カイラルスメクテイックＣ相ＳｍＡ　　　
スメクテイツクＡ相 ＳｍＸ　　　同定できなかったスメクテイツク相ｃｈ　
　　　コレステリック相 ｌｓｏ、　　　等方性液体 Ｈｏ＠（）ｃｏｏｎ ＣＩ＋３ １１０竪Ｘ公０１１ 実施例　１ （Ｒ）−４−オクチルオキシビフェニル−４′−イルｐ
−（１−メチルデシル）ベンゾエート（ｉｘ）の合成 （ａ）（Ｓ）−２−フェニル−１−プロパツール（１１
）の合成 水素化アルミニウムリチウム３１ｇとエチルエーテルＩ
Ｑの混合物に対し、（Ｓ）−２−フェニルプロピオン酸
エヂル（ｉ）１９０ｇ（（α〕甘せ＋５８．１’　クロ
ロホルム溶液）を撹拌しながら滴下し、滴下俊速流下に
２時間反応させた。反応液を希塩酸中に徐々に注加し、
遊離したエーテル層を、よく水洗した後、芒硝で乾燥さ
せた。

エーテルを留去した後、残留分を減圧蒸留して１３３ｇ
の（Ｓ）−２−フェニル−１−プロパツール（１１）を
得た。

ｂ、ｐ、　１２６°Ｃ／　２８ｍｍｔ１ｇ（ｂ）　（Ｓ
　）−１−ブロモ−２−フェニルプロパン（ｉｉｉ）の
合成 上記（ａ）で得られた（Ｓ）−２−フェニル−１−プロ
パツール１２３ｇ、エチルエーテル６２０ｃｃおよびピ
リジン１８３ｇの混合物に対し、三臭化リン２７６Ｌｉ
を０℃で撹拌しながら滴下した。滴下後、０℃で１時間
、室温で４時間反応させ、反応液を冷水に注加した。

反応液をベンゼンで抽出し、ベンゼン層を希苛性ソーダ
水溶液、水の順で洗浄した。このベンゼン層を芒硝で乾
燥させ、ベンゼンを留去した後、残留分を減圧蒸留して
６２ｇの（Ｓ）−１−ブロモ−２−フェニルプロパン（
ｉｉｉ）を得た。

ｂ、ｐ、　１２４°Ｃ／　２８ｍｍｌ１ｇ（ｃ）（Ｒ）
−２−フェニルウンデカン（ｉｖ）の合成 面記（ｂ）で得られた（Ｓ）−１−ブロモ−２−フェニ
ルプロパン５４５ｇを乾燥したテトラヒドロフラン２０
０ｃｃに溶解さけ、この溶液をマグネシラ１．　ｇ　９
に滴下してグリニヤール試薬を調製した。

このグリニヤール試薬を臭化オクチル５３９、乾燥した
テトラヒドロフラン２００ｃｃおよび臭化第１銅０．１
ｇの混合物に対し、０°Ｃで滴下した。

滴下後、反応液を徐々に昇温し、３０〜４０℃で２時間
反応させた。反応液を希塩酸に注加し、遊離した有機層
をベンゼンで抽出した。ベンゼン層を水洗し、芒硝で乾
燥させた。ベンゼンを留去した後、残留分を減圧蒸留し
て４１ｇの（Ｒ）−２−フェニルウンデカン（１ｖ）を
得た。

ｂ、ｐ、　１０２〜１０９°Ｃ／　０．２ｍｍｌ１ｇ（
ｄ）　（Ｒ）−ｐ　−（１−メチルデシル）アセトフェ
ノン（Ｖ）の合成 無水塩化アルミニウム３０．６ｇと塩化メチレン３００
ｃｃの混合物に対し、０℃で塩化アセチル１８ｙ、次い
で（Ｒ）−２−フェニルウンデカン４１り（塩化メチレ
ン１００ｃｃへ溶解）を滴下した。

同ｌ：Ｍ度で２時間撹拌した後、反応液を希塩酸中に注
加した。遊離した塩化メチレン層を水洗した後、芒硝で
乾燥させた。塩化メチレンを留去した後、残留分を減圧
蒸留して４３ｇの（Ｒ）−ｐ−（１−メチルデシル）ア
セトフェノン（Ｖ）を得た。

ｂ、ｐ、　１４２〜１４３°Ｃ／　０．２ｍｍｔ１ｇ（
ｃ）　（Ｒ）　−ｐ　−（１−メチルデシル）安息香酸
クロライド（ｖｉｉ）の合成 前記（ｄ）て得られた（Ｒ）−ｐ−（１−メチルデシル
）アセトフェノン４３ｇとジオキサン２５０ｃｃの混合
物に対し、次亜臭素酸ナトリウム水溶液（臭素１２５ｇ
と５Ｎ苛性ソーダ水溶液６５０９より調製）を室温下に
、撹拌しながら滴下した。

滴下後、反応液を徐々に昇温し、５０℃とした。

反応液に亜硫酸ナトリウム水溶液を加え、過剰の次亜臭
素酸ナトリウムを分解した後、塩酸を加えて酸性にした
。沈澱した結晶をクロロホルムで抽出し、クロロポルム
層をよく水洗した。

クロロポルム層を芒硝で乾燥さ什た後、クロロホルムを
留去して（Ｒ）−ｐ−（１−メチルデシル）安息香酸（
ｖｉ）を得た。（Ｒ）−ｐ−（１−メチルデシル）安息
香酸とベンゼン２００ｃｃの混合物に、還流下に撹拌し
ながら塩化チオニル４０９を滴下した。さらに還流下で
３時間反応させた後、過剰の塩化チオニルとベンゼンと
を留去し、残留分を減圧蒸留して３８ｇの（Ｒ）−’ｐ
　−（ｌ−メチルデシル）安息香酸クロライド（ｖｉｉ
）を得た。

ｂ、ｐ、１６０°Ｃ／　０．２ｍｍ１ｇ（ｒ）４−ヒド
ロキシ−４′−オクチルオキシビフェニル（ｖｌｉ）の
合成 ４．４′−ジヒドロキシビフェニル３００９、エタノー
ル８００ｃｃおよび苛性ソーダｚｏｇ（水４００ｃｃに
溶解させた）の混合物に、還流下に撹拌しながら臭化オ
クチル１５６ｇを滴下した。同温度で、５時間撹拌した
後反応液を水に注加した。水不溶物を減圧が過し、炉果
物をベンゼンで洗浄した。が果物を希塩酸とともに加熱
撹拌した後、再び不溶物を減圧濾過した。

が果物をベンゼンより２回再結晶して１３ＮＦの４−ヒ
ドロキシ−４′−オクチルオキシビフェニル（ｖｉｉ）
を得た。

ｍ、ｐ、　１５０．８〜１５２．０℃ （ｇ）（Ｒ）−４−オクチルオキシビフェニル−４′−
イルｐ−（１−メチルデシル）ベンゾニー）（ｉｘ）の
合成 ４−ヒドロキシ−４′−オクチルオキシビフェニル２ｇ
、ピリジン０．６ｇおよびベンゼン２０ｃｃの混合物に
室温下に前記（ｅ）で得られた（Ｒ）−ｐ−（１−メチ
ルデシル）安息香酸クロライド２９を滴下した。室温下
で２時間、還流下で３時間撹拌した後、反応液を水中に
注加した。遊離したベンゼン層を水洗した後、芒硝で乾
燥させた。ベンゼンを留去した後、残留分をカラムクロ
マトグラフィー（担体ニジリカゲル、溶離液：ベンゼン
：ヘキサン＝１：！の混合物）にて精製し、さらにエタ
ノールより再結晶して（Ｒ）−４−オフデルオキソビフ
ェニル−４′−イルｐ−（１−メチルデシル）ベンゾエ
ート（ｉｘ）１．６９を得た。このものの含量は、液体
クロマトグラフィーにて９９％以上、薄層クロマトグラ
フィーにて１スポツトであった。赤外線吸収スペクトル
測定によれば特性値は、２８００〜３０００ｃｍ−’、
１７４０ａｍ−’５１６００ｃｍ−８．１２１０ｃｍ−
’であり、また質量スペクトル分析では、５５７に分子
イオンビーク、２５９に基準ピークが認められ、このら
のの化学構造が支持された。

このものをメトラー社製ホットステージＦＰ−８２には
さみ、偏光顕微鏡下で相変化を観察したところ以下のよ
うであった。

＃：顕微鏡観察では相変化が不明瞭であったため示差熱
量計測定により求めた。

実施例　２ （Ｒ）−４−ペンチルオキシカルボニルビフェニル−４
′−イルｐ−（１−メチルデシル）ベンゾエート（×１
）の合成 （ａ）ペンチル４−ヒドロキシビフェニル−４′−カル
ボキシレート（ｘ）の合成 ４−ヒドロキシビフェニル−４′−カルボン酸２（Ｍｌ
、ｌ−ペンタノール１５０ｃｃおよび濃硫酸２０ｃｃの
混合物を還流下に５時間撹拌した。

反応液を減圧下で濃縮した後、水に注加した。

遊離した油状物をベンゼンで抽出し、ベンゼン層を水洗
した。ベンゼン層を芒硝で乾燥させた後、ベンゼンを留
去し、残留分をベンゼン−ヘキサンの混合物より再結晶
して１２．４１？のペンチル４−ヒドロキシビフェニル
−４′−カルボキシレート（ｘ）を得た。

ｍ、ｐ、　１０４．４〜１０４．９℃ （ｂ）（Ｒ）−４−ペンデルオキシカルボニルビフェニ
ル−４′−イルｐ　−（１−メチルデシル）ベンゾエー
ト（Ｘｌ）の合成 前記（ａ）で得られたペンチル４−ヒドロキシビフェニ
ル−４′−カルボキシレート（ｘ）２ｙ、ピリジン０，
６ｇおよびベンゼン２０ｃｃの混合物に室温下、実施例
１　（ｅ）で得られた（Ｒ）−ｐ−（＋−メチルデシル
）安息香酸クロライド（ｖｉｉ）　２．３９を滴下した
。

室温下で２時間、還流下で３時間撹拌した後、反応液を
水中に注加した。遊離したベンゼンＪ１７！を水洗した
後、芒硝で乾燥させた。ベンゼンを留去した後、残留分
をカラムクロマトグラフィー（担体ニジリカゲル、溶離
液：ベンゼン）にて精製し、さらにアセトンより再結晶
して２．１ｇの（Ｒ）−４−ペンチルオキシカルボニル
ビフェニル−４′〜イルｐ−（１−メチルデシル）ベン
ゾエート（ｘｉ）を得た。このものの含量は液体クロマ
トグラフィーにて９９％以上、％１Ｊｆｆクロマトグラ
フィーにて１スポツトであった。赤外線吸収スペクトル
測定によれば特性値は、２８００〜３０００ｃｍ−’、
１７３０ｃｍ−’、１７１０ｃｍ−’、１６００ｃ＋ｎ
−’であり、また質量スペクトル分析では、５４３に分
子イオンピーク、２５９に基準ピークが認められ、この
ものの化学構造が支持された。

このものをメトラー社製ホットステージＦＰ−８２には
さみ、偏光顕微鏡下で相変化を観察したところ以下のよ
うであった。

実施例　３ （Ｒ）−４−ペンタノイルオキノビフェニル−４′−イ
ルｐ〜（ｌ−メチルデシル）ベンゾエート（ｘｉｉ）の
合成 （ａ）４−ヒドロキシ−４′−ペンクツイルオキシビフ
ェニル（ｘｉｉ）の合成 水４００　ｃｃ、ジオキサン４００ｃｃよ３よびＩ、１
３Ｎ　Ｔｈフ性ソーダ水溶液２７０ｃｃの混合物に、５
℃以下で撹拌しなから吉草酸クロライド３５．５ｇと４
．４′−ノヒドロキシビフエニノに５０ｇを投入した。

同温度で２時間撹拌した後、反応液を減圧が過シた。Ｊ
果物をベンゼンとともに加熱撹ｒ１ミし、が過した。炉
液より析出した結晶を再びが集し、エタノールより再結
晶して１０ｙの４−ヒドロキシ−４′−ペンクツイルオ
キシビフェニル（ｘｉｉ）を得た。

（ｂ）（Ｒ）−４−ペンタノイルオキソビフェニル−４
′−イルｐ−（１−メチルデシル）ベンゾニー）（ｘｉ
ｉｉ）の合成 前記（ａ）で得られた４−ヒト【１キン−４′−ペンタ
ノイルオキソビフェニル（ｘｉｉ）２．４？、ピリジン
０．７９およびベンゼン２０ｃｃの混合物に室温下で、
実施例１（ｅ）で得られた（Ｒ）−ｐ−（１−メチルデ
シル）安息香酸クロライド（ｖｉｉ）２．４ｇを滴下し
た。室温下で２時間次いで還流下で３時間、撹拌した後
、反応液を水中へ注加した。遊離したベンゼン層を水洗
した後、芒硝で乾燥させた。

ベンゼンを留去した後、残留分をカラムクロマトグラフ
ィー（担体ニジリカゲル、溶離液：ベンゼン）にて精製
し、さらにアセトンより再結晶して２２ｇの（Ｒ）−４
−ペンタノイルオキシビフェニル−４′−イルｐ−（１
−メヂルデシル）ベンゾエート（ｘｉｉ）を得た。この
ものの含量は、液体クロマトグラフィーにて９９％以上
であり、薄層クロマトグラフィーにて１スポツトであっ
た。赤外線吸収スペクトル測定によれば特性値は、２Ｈ
Ｏ〜３０００ｃｍ−’、１７６０ｃ＋ｎ−’、１７４０
ｃｍ−’。

１６００ｃｍ−’であり、また質量スペクトル分析では
、５２９に分子イオンビーク、２５９に基準ピークが認
められ、このものの化学構造が支持された。

このものをメトラー社製ポットステージＦＰ−８２には
さみ、偏光顕微鏡下で相変化を観察したところ以下のよ
うであった。

＃：顕微鏡観察では、相変化が不明瞭であったので示差
熱量計測定により求めた。

実施例　４〜７ 実施例１、実施例２及び実施例３にべへ拠して同様にし
て各種の誘導体を合成した。実施例１〜７において得ら
れた各化合物の相転移温度を測定した結果を表１に示す
。表中、ＲおよびＸは、それぞれ、前記一般式（［）に
おいて定義した基を表し、それにより各化合物を示す。

実施例　８ 既存の強誘電性液晶（Ｓ）−ｐ−オクチルオキシフェニ
ル４−（６’−メチルオクチル）オキシベンゾエート（
Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ、　５８．３〜？　（１
９８４））に実施例６で得られた（Ｒ）−４−デシルオ
キシビフェニル−４′−イルｐ　−（１−メチルデシル
）ベンゾエートを２０％（重量比）添加して得られた組
成物のＳｍＣ”相の温度範囲を表２に示した。

（Ｒ）−４−デノルオギンビフェニルー４′−イルｐ−
（１−メチルデシル）ベンゾエートを２０％添加するこ
とにより（Ｓ）−ｐ−オクチルオキシフェニル４−（６
’−メチルデシル）オキソベンゾエートのＳｍＣ”相の
温度範囲は１６．５°から３７°へと拡張した。

実施例　９ 表面にポリビニルアルコール膜を塗布し、ラビング処理
した２枚の透明電極を有するガラス基板を用いて液晶セ
ルを組立てた。なお、２枚の基板は、そのラビング方向
が、平行になるようにされた。セル間隔は３μｍである
。この液晶セルに実施例８で得られた液晶組成物を封入
し、等方性液体からＳｍＣ”相まで徐冷した。この液晶
素子を２枚の偏光板にはさみ、２０Ｖ、２０１１ｚの三
角波を印加したところ、明瞭なスイツヂング動作が確認
された。かくして電気光学素子に供し得る強誘電性液晶
組成物が得られた。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （ＸはＯＲ、ＣＯＯＲ及びＯＣＯＲを表わし、Ｒは炭素
   原子数１〜１８のアルキル基を示し、Ｒ＾＊は不斉炭素
   原子を有する炭素原子数４〜１８のアルキル基であって
   、その不斉炭素原子はベンゼン環に直接結合しているも
   のとする）で表わされる光学活性−４−アルキル安息香
   酸エステル化合物。
2. （２）一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （ＸはＯＲ、ＣＯＯＲ及びＯＣＯＲを表わし、Ｒは炭素
   原子数１〜１８のアルキル基を示し、Ｒ＾＊は不斉炭素
   原子を有する炭素原子数４〜１８のアルキル基であって
   、その不斉炭素原子はベンゼン環に直接結合しているも
   のとする）で表わされる光学活性−４−アルキル安息香
   酸エステル化合物少なくとも１種を含むことを特徴とす
   る液晶組成物。