JPH01165578A - 光学活性−２−フェニル−５−アルカノイルオキシピリミジン - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学活性基を有する新規な液晶化合物および
それらを含む液晶組成物に関し、さらに詳しくは、強誘
電性液晶組成物の成分として有用な光学活性化合物およ
びそれらを含有する強誘電性液晶組成物に関する。

〔従来の技術〕

現在、液晶表示素子としてはＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　　
Ｎｅｍａｔｉｃ）型表示方式が最も広汎に使用されてい
る。このＴＮ液晶表示は、駆動電圧が低い、消費電力が
少ないなど、多くの利点を持っている。しかしながら、
応答速度の点においては、陰極管、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劣
っている。

ねじれ角を１８０°から２７０°にした新しいＴＮ型表
示素子も開発されているが、応答速度はやはり劣ってい
る。このように種々の改善の努力はなされているが、応
答速度の大きい素子の実現には到っていない。しかしな
がら最近、盛んに研究が行なわれてきている強誘電性液
晶を用いる新しい表示方式においては、著しい応答速度
の改善の可能性がある（ＣＩ！ａｒｋら；ＡｐｐｌＪｅ
ｄＰｈｙｓ、１ｅｔｔ、、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＊と略称する）等のカイラルスメ
クチック相を利用する方法である。

強誘電性を示す相はＳＣ＊相のみならず、カイラルスメ
クチックＦＳＧ、Ｈ１■等の相が強誘電性を示すことが
知られている。これらの強誘電性液晶を表示素子として
利用する際には、強誘電性液晶相が室温を含む広い温度
領域にわたって発現される液晶材料が望まれている。現
在のところ、このような要求を満たす単一の化合物は知
られておらず、幾つかの化合物を組合わせて、できるだ
け、要求される特性を満たす液晶組成物を得て使用して
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、上記の表示方式に適した液晶組成物の
構成成分として有用な室温を含む広い温度域に強誘電性
を示す液晶化合物を見出すことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、−綴代 （上式においてＲ１は炭素数１〜２０のアルキル基また
はアルコキシ基、ｎは１〜１５の整数、＊を付されたＣ
は不斉炭素原子をそれぞれ示す）で表わされる光学活性
−２−フェニル−５−アルカノイルオキシピリミジンお
よび（１）式の化合物を少なくとも１種含有する液晶組
成物である。

（１）式において特に好ましいＲ１は炭素数６〜１５の
アルコキシ基、ｎは２〜６である。

（１）式の化合価の代表的なものの相転移温度を第１表
に示す。

以下余白 〔発明の作用、効果〕 本発明の（１）式の化合物で強誘電性液晶相を呈するも
のは、表示素子材料として化合物単独で使用できること
は言うまでもなく、強誘電性液晶組成物の構成成分とし
て好適に使用できる。また単独では強誘電性液晶相を呈
しないものも、その化学構造が液晶に類似するため、液
晶組成物の構成成分として有用である。すなわち、表示
素子材料として（Ｉ）式の化合物を使用する場合、（■
）式の化合物は単一で、または複数の混合により使用可
能なことはもちろんのこと、さらには（１）式の化合物
の少なくとも１種以上と他の光学活性、または非光学活
性なスメクチック液晶化合物、組成物、または非液晶化
合物の少なくとも１種以上と混合して使用する等が可能
である。

（Ｉ）式の化合物は、ｎに対応してコレステリック相お
よびカイラルスメクチック相において、それぞれ固有の
コレステリック相のらせんピッチおよびカイラルスメク
チック相のらせんピッチを有しており、複数の化合物に
おいてｎの組合わせを適切に選択することにより、組成
物において所望のコレステリック相およびカイラルスメ
クチック相のらせんピッチを得ることができる。

強誘電性液晶表示素子の商品化においては、配向制御技
術が重要である。配向性は、コレステリックおよびカイ
ラルスメクチック相のカイラルピッチに大きく依存して
いるといわれており、ここで所望のピッチを得ることは
配向を制御する上で重要である。例えば（１）式におい
て化合物の絶対配置がＳの場合、ｎが奇数のときコレス
テリック相のらせんの向きは右、カイラルピッチ、り相
のらせんの向きは右、一方、ｎが偶数のときはコレステ
リック相のらせんの向きは左、カイラルスメクチック相
のらせんの向きは左である。さらにコレステリック相の
らせんピッチは、ｎが増大するにつれて長くなる傾向に
ある。これらのことを考え合わせ、コレステリック相お
よびカイラルスメクチック相において、所望のらせんの
向きとピッチを有する組成物を構成することができる。

また他の光学活性化合物と組合わせることによっても、
コレステリック相およびカイラルスメクチック相で所望
のらせんの向きおよびピッチを有する組成物を得ること
ができる。

本発明の化合物は光学活性炭素原子を有するため、この
化合物をネマチック液晶に添加することによって捩れた
構造を誘起する能力を有する。捩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
型表示素子においていわゆるリバース・ドメイン（ｒｅ
ｖｅｒｓｅｄｏｍａｉｎ　　Ｌ／ま模様）を生成するこ
とがないので、本発明の化合物はリバース・ドメイン生
成の防止剤としても使用できる。

本発明（１）式の化合物の対応するラセミ体は、ラセミ
体の原料を使用することにより、（Ｉ）式の製法と同様
に製造することができる。ラセミ体は、対応する光学活
性体とほぼ同様の相転移および相転移温度を示すが、Ｓ
Ｃ＊相に代わってＳＣ相、ｃｈ相に代わってネマチック
相（以下、Ｎ相と略称する）を呈する。これらのラセミ
体は、これらの化合物のカイラルピッチの調整剤として
使用することができる。

（Ｉ）式の化合物は以下のようなルートで製造できる。

Ｃ２ＩＩｓ　−ＣＨ（Ｃ）Ｉｚ　）ｎＣ−ＯＨ＊ 縮合剤 （上式中、Ｒは、メチルエチル等のアルキル基を示す）
。

すなわち、ｐ−アルキルベンズアミジン塩酸塩またはｐ
−アルコキシベンズアミジン塩酸塩（１）をナトリウム
アルコトラートの存在下、メトキシマロン酸ジエステル
と反応させてジオール（２）とし、これをオキシ塩化リ
ンのごときハロゲン化剤によりハロゲン置換して（３）
とし、塩基存在下に脱ハロゲン化して（４）とし、これ
をアルカリ存在下、ジエチレングリコール中で加熱処理
して化合物（５）とし、これをジシクロへキシルカルボ
ジイミドのごとき縮合剤を用いてエステル化することに
より、（Ｉ）式の化合物を製造できる。

また（Ｉ）式の化合物は以下のごとき方法によっても製
造できる。

すなわち、ＣｏＡＪｅｃｔｉｏｎ　　Ｃｚｅｃｈｏｓｌ
！ｏｖ、Ｃｈｅｍ、Ｃｏｍｍｕｎ、、３８　　（１９７
３）、１１６８に記載の１．３−ビス（ジメチルアミノ
）−２−エトキシトリメチニウムバークロレート（６）
と、ｐ−アルキルベンズアミジン塩酸塩またはｐ−アル
コキシベンズアミジン塩酸塩（１）とをナトリウムアル
コトラート存在下で反応させ化合物（７）を製造し、こ
れをアルカリ処理することにより（５）を製造できる。

以下は前述と同じ方法で（１）式の化合物を製造する。

さらに（Ｉ）式においてＲ１がアルコキシ基のものは以
下のようにしても製造できる。

（上式において、Ｒは前述と同様であり、Ｒ２はＲ１に
対応するアルキル基、Ｘは、塩素、臭素、ヨウ素、ｐ−
トルエンスルホニルオキシ基、ベンゼンスルホニルオキ
シ基、メタンスルホニルオキシ基等の脱離基をそれぞれ
示す）。

すなわち１、化合物（６）と、ｐ−ヒドロキシベンズア
ミジン塩酸塩（８）とをナトリウムアルコトラート存在
下で反応させ化合物（９）を製造し、これをエーテル化
して（７）を製造する。以下は前記同様にして（１）を
製造できる。

〔実施例〕

以下、実施例に従って本発明の化合物および液晶組成物
を詳述する。

実施例１ （Ｓ）−５−（４−メチルヘキザノイルオキシ）−２−
（４−オクチルオキシフェニル）ピリミジン（（Ｉ）式
においてＲ１＝ＣＢ　Ｒ１７−０−１ｎ＝２のもの）の
製造 （ｉ）５−エトキシ−２−（４−ヒドロキシフェニル）
ピリミジンの製造 ナトリウムメチラート１９４．６ｇのメタノール２００
０ｍ１ｌ’（合液に、ｐ−ヒドロキシベンズアミジン塩
酸塩２ＱＯｇと文献（Ｇｏ６＃ｅｃｔｉ。

ｎ　　Ｃｚｅｃｈｏｓｌｏｖ、Ｃｈｅｍ、Ｃｏｍｍｕｎ
、、３８　　（１９７３）、１１６８）に準じて製造し
た、１．３−ビス（ジメチルアミノ）−２−エトキシト
リメチニウムバークロレート３１３゜５ｇを加えて還流
下に６時間３０分保った。

放冷後、系内が均一になるまで水を加え、さらに酸性を
示すまで酢酸を加えて析出した結晶を濾別して、５−エ
トキシ−２−（４−ヒドロキシフェニル）ピリミジン２
０５ｇを得た。このものの融点は２０１．５〜２０２．
３℃であった。

１ｉ）５−エトキシ−２−（４−オクチルオキシフェニ
ル）ピリミジンの製造 ５−エトキシ−２−（４−ヒドロキシフェニル）ピリミ
ジン４０ｇをエタノール３４０ｍｊ！に溶解したものに
水酸化カリウム１１．２ｇ、ヘプチルブロマイド３５．
８　ｇを加えて還流下に３時間保った。エタノール約３
００ｍｌを留去した後トルエン５００ｍｆｆで抽出した
有ｔ＆ｌｉｉを２Ｎ−水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し
、洗液が中性になるまで水洗した。有機層の低沸点物を
留去し残渣をエタノールを用いて再結晶して５−工Ｉ・
キシ−２−（４−オクチルオキシフェニル）ピリミジン
４６．９ｇを得た。このものは １ｉｉ）５−ヒドロキシ−２−（４−オクチルオキシフ
ェニル）ピリミジンの製造 ５−エトキシ−２−（４−オクチルオキシフェニル）ピ
リミジン４８ｇをジエチレングリコール３０　Ｑｍｊ２
に溶解したものに水酸化ナトリウム５８．４ｇを加えて
２２０℃に３時間保った。

放冷汲水、酢酸を加えて析出した結晶を濾取し、エタノ
ールを用いて再結晶して５−ヒドロキシ−２−（４−オ
クチルオキシフェニル）ピリミジン２７ｇを得た。この
ものの融点は１３１．２〜１３２．５℃であった。

ｉｖ）標題化合物の製造 ５−ヒドロキシ−２−（４−オクチルオキシフェニル）
ピリミジン０．９ｇと（Ｓ）−４−メチルヘキサン酸０
．５ｇ、ジシクロへキシルカルボジイミド（以下、ＤＣ
Ｃと略称する）１．１ｇ、ジメチルアミノピリジン（以
下、ＤＭＡＰと略称する）を３０ｍＪのジクロロメタン
に熔解し、室温で４時間攪拌した後、反応混合物を濾過
して有機層を２Ｎ−水酸化ナトリウム水溶液で充分洗浄
したのち水洗し、ジクロロメタンを留去し残留物をエタ
ノール３Ｑｍｊ！を用いて再結晶を行ない、標題の（Ｓ
）−５−（４−メチルヘキサノイルオキシ）−２−（４
−オクチルオキシフェニル）ピリミジン０．４　ｇを収
得した。このものの相転移温度はであった。

実施例２　（使用例１） 前述の第１表中の化合物を用いて、下記の組成物を調製
した。

（化合物隘７） １０重量％ １０重量％ （化合物隘１） ２０重量％ （化合物階２） ２０重量％ ４０重量％ 上記の組成物の相転移温度は以下のようであった。

この組成物は、過冷却により７．６℃までＳＣ＊相が観
察された。

以上のように室温を含む広い温度範囲の強誘電性液晶組
成物が得られた。

実施例３　（使用例２） からなるネマチック液晶組成物を配向処理剤として、ポ
リビニルアルコール（ＰＶＡ）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透明型極付の電極間隔
１０μｍのセルに注入してＴＮ型表示セルとし、これを
偏光顕微鏡下で観察したところ、リバース・ドメインを
生じているのが観察された。

このネマチック液晶組成物に本発明の化合物（第１表の
階８） を１重量％添加し、同様にしてＴＮ型セルにて観察した
ところリバース・ドメインは解消され、均一なネマチッ
ク相が観察された。

実施例４（使用例３） メルク社製ＺＬＩ−１１３２に本発明の化合物隘７（第
１表）の化合物、すなわち を１重量％添加したカイラルネマチック液晶組成物をカ
ッ−エッヂ法（応用物理４３　（２）、１２６〜１３１
　　（１９７４）参照）によりそのカイラルピッチを測
定したところ以下のようになった。

μ度（”ｃ）　　　　ピンチ（μｍ） ２０　　　　　５８、８ ３０　　　　　６１．５ ４０　　　　　６７．３ ５０　　　　　７３、４ ６０　　　　　７９、６ ７０　　　　　８６、４ 代理人　弁理士　川　北　武　長

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▼（ I ） （上式においてＲ＾１は炭素数１〜２０のアルキル基ま
   たはアルコキシ基、ｎは１〜１５の整数、＊を付された
   Ｃは不斉炭素原子をそれぞれ示す）で表わされる光学活
   性−２−フェニル−５−アルカノイルオキシピリミジン
   。
2. （２）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （上式においてＲ＾１は炭素数１〜２０のアルキル基ま
   たはアルコキシ基、ｎは１〜１５の整数、および＊を付
   されたＣは不斉炭素原子をそれぞれ示す）で表わされる
   光学活性−２−フェニル−５−アルカノイルオキシピリ
   ミジンを少なくも１種含有する液晶組成物。
3. （３）カイラルスメクチック相を呈する特許請求の範囲
   第２項記載の液晶組成物。
4. （４）カイラルネマチック相を呈す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▼（ I ） （上式においてＲ＾１は炭素数１〜２０のアルキル基ま
   たはアルコキシ基、ｎは１〜１５の整数、および＊を付
   されたＣは不斉炭素原子をそれぞれ示す）で表わされる
   光学活性−２−フェニル−５−アルカノイルオキシピリ
   ミジンを少なくも１種含有する強誘電性液晶組成物を使
   用して構成された光スイッチング素子。