JPH01305055A - 光学活性なエステル誘導体およびその製造法 - Google Patents

光学活性なエステル誘導体およびその製造法

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JPH01305055A
JPH01305055A JP13527088A JP13527088A JPH01305055A JP H01305055 A JPH01305055 A JP H01305055A JP 13527088 A JP13527088 A JP 13527088A JP 13527088 A JP13527088 A JP 13527088A JP H01305055 A JPH01305055 A JP H01305055A
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正好 南井
Takayuki Azumai
隆行 東井
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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、有機電子材料たとえば液晶材料特に画像表示
の応答惟にすぐれた液晶材料として有用な光学活性なエ
ステル誘導体およびその製造法に関するものである。
〈従来の技術〉 従来から液晶の構成要素として種々の化合物が開発され
ているが、コア部(すなわち、フェニル基またはビフェ
ニル基などの中核となる部分)に直結した不斉炭素原子
を有する化合物は掻めて少なく、しかも該化合物の中で
も特定の構造を有し、発明朋者らが見出した新規な化合
物である光学活性なエステル誘導体は強誘電性液晶化合
物または/および強誘電性液晶組成物として利用できる
が、該光学活性なエステル誘導体およびその工業的有利
でかつ新規な製法は従来知られていない。
〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は、このように強誘電性液晶化合物または/およ
び強誘電性液晶組成物として有用な光学活性なエステル
誘導体およびその新規な製造法を提供するものである。
〈課題を解決するための手段〉 (式中、Aは炭素数3〜20のアルキル基またはアルコ
キシル基を、lは1または2を示す)で示されるフェノ
ール類と、一般式(I[I)換されていてもよいアルキ
ル基またはアルキルオキシアルキル基を、R′ は水酸
基またはハロゲン原子を示す。mは1または2であり、
*印は不斉炭素原子であることを示す。) で示される光学活性カルボン酸類を反応させることを特
徴とする じ意味を有する) で示される光学活性なエステル誘導体およびその製造法
である。
本発明で使用される一方の原料のフェノール類(II)
は、その多くが公知化合物であり、文献記載の方法に準
じて製造することができる。
かかるフェノール類(n)としては、4−アルコキシフ
ェノール、4−アルキルフェノール、4′−アルコキシ
−4−ヒドロキシビフェニル、4’−アルキル−4−ヒ
ドロキシビフェニルが挙げられ、これらは金属フェノラ
ートとして使用することもできる。
ここで、上記のアルキルあるいはアルコキシを形成する
アルキルとして、具体的にはプロピル、ブチル、ペンチ
ル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、
ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペ
ンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシ
ル、ノナデシル、エイコシルが挙げられる。
この反応における他方の原料である不斉炭素原子を含ん
だ光学活性カルボン酸類(Ill>は、新規化合物であ
るが、たとえばアセチル安息香酸ベンシルニステルモL
、<は4−アセチル−4′−ベンジルオキシカルボニル
ビフェニルを水素化ホウ素ナトリウムにて還元してアセ
チル基をα−ヒドロキシエチル基としたのち、アセチル
クロリド−ピリジンにて酢酸エステルとし、次いでこの
酢酸エステルをエステラーゼたとえばリパーゼを用いて
不斉水解して光学活性なα−ヒドロキシエチル基とした
のち、脂肪族カルボン酸もしくはその誘導体を用いてエ
ステル化し、最後にパラジウム系触媒の存在下に、水素
添加して脱ベンジル化することにより製造することがで
きる。
このような光学活性カルボン酸類としては4−(1−ア
ルキルカルボニルオキシエチル)、lIR香酸、4’−
(1−アルキルカルボニルオキシエチル)−4−ビフェ
ニルカルボン酸、4− (1−アルコキシアルキルカル
ボニルオキシエチル)安息香酸、4’−(1−アルコキ
シアルキルカルボニルオキシエチル)−4−ビフェニル
カルボン酸などが例示され、これらは酸ハライド(たと
えば酸クロライド、酸ブロマイド)として使用Cること
もできる。
ここで、上記のアルキルカルボニルもしくはアルコキシ
アルキルカルボニルとは前記一般式(IJI)における
−Co−Hに相当し、その置換基Rとして具体的にはメ
チル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル
、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、
ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、
ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシ
ル、エイコシル、1−メチルエチル、2−メチルブチル
、2゜3−ジメチルブチル、2.3.3−)ジメチルブ
チル、2−メチルペンチル、3−メチルペンチル、2.
3−ジメチルペンチル、2.4−ジメチルペンチル、2
、3.3.4−テトラメチルペンチル、2−メチルヘキ
シル、3−メチルヘキシル、4−メチルヘキシル、2.
5−ジメチルヘキシル、2−メチルへブチル、2−メチ
ルオクチル、2−)’Jハロメチルペンチル、2−)I
Jハロメチルヘキシル、2−)リハロメチルヘフチル、
2−ハロプロピル 3  /%クローーメチルプロピル
、2J−ジノ\ロプロピル、2−ハロブチル、3−ハロ
ブチル、2.a−ジノ10ブチル、2.4−ジハロブチ
ル、3.4−ジノ−ロブチル、2−ハロー3−メチルブ
チル、2−ハロー3゜3−ジメチルブチル、2−ハロペ
ンチル、3−/\クロンチル、4−ハロペンチル、2.
4−ジハロペンチル、2.5−ジハロペンチル、2−ハ
ロー3−メチルペンチル、2−ハロー4−メチルペンチ
ル、2−ハロー3−モノハロメチルー4−メチルペンチ
ル、2−ハロヘキシル、3−ハロヘキシル、4−ハロヘ
キシル、5−ハロヘキシル、2−ハロへブチル、2−ハ
ロオクチル(但し上記アルキル基中ハロとは、フッ素、
塩素、臭素又はヨウ素を表す)、メトキシメチル、メト
キシエチル、メトキシプロピル、メトキシブチル、メト
キシペンチル、メトキシヘキシル、メトキシへブチル、
メトキシオクチル、メトキシノニル、メトキシデシル、
エトキシメチル、エトキシエチル、エトキシプロピル、
エトキシブチル、エトキシペンチル、エトキシヘキシル
、エトキシへブチル、エトキシオクチル、エトキシノニ
ル、エトキシデシル、プロポキシメチル、プロポキシエ
チル、プロポキシプロピル、プロポキシブチル、プロポ
キシペンチル、プロポキシヘキシル、プロポキシオクチ
ル、プロポキシデシル、ブトキシメチル、ブトキシエチ
ル、ブトキシプロピル、ブトキシブチル、ブトキシペン
チル、ブトキシヘキシル、ブトキシヘプチル、ブトキシ
ノニル、ペンチルオキシメチル、ペンチルオキシエチル
、ペンチルオキシプロピル、ペンチルオキシブチル、ペ
ンチルオキシペンチル、ペンチルオキシオクチル、ペン
チルオキシデシル、ヘキシルオキシメチル、ヘキシルオ
キシエチル、ヘキシルオキシプロピル、ヘキシルオキシ
ブチル、ヘキシルオキシペンチル、ヘキシルオキシヘキ
シル、ヘキシルオキシオクチル、ヘキシルオキシノニル
、ヘキシルオキシデシル、ヘプチルオキシメチル、ヘプ
チルオキシエチル、ヘプチルオキシプロピル、ヘプチル
オキシペンチル、オクチルオキシメチル、オクチルオキ
シエチル、デシルオキシメチル、デシルオキシエチル、
デシルオキシプロビルなどがあげられる。
尚、これらのハロゲン原子で置換されていてもよいアル
キル基もしくはfルコキシアル−1−ルM It光学活
性基であ、うてもよい。
これらの光学活性基を在する光学活性カルボン酸のうち
のあるものは、対応するアルコールの酸化、アミノ酸の
還元的脱アミノ化により得られる。
またあるものは天然に存在するか、又は分割により得ら
れる次のような光学活性アミノ酸及び光学活性オキシ酸
から誘導することができる。
アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニル
アラニン、セリン、スレオニン、アロスレオニン、ホモ
セリン、アロインロイシン、tert−ロイシン、2−
アミノ醋酸、ノルバリン、ノルロイシン、オルニチン、
リジン、ヒドロキンリジン、フェニルグリシン、トリフ
ルオロアラニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、乳酸
、マンデル酸、トロパ酸、3−ヒドロキシ酪酸、リンゴ
酸、酒石酸、イソプロピルリンゴ酸等。
フェノール類(II)と光学活性カルボン酸類(II[
)との反応は、通常のエステル化法を適用することがで
き、溶媒の存在下あるいは非存在下に、触媒を用いて反
応させることにより行うことができる。
この反応において溶媒を使用する場合、その溶媒として
はたとえばテトラヒドロフラン、エチルエーテル、アセ
トン、メチルエチルケトン、トルエン、ベンゼン、クロ
ルベンゼン、ジクロルメタン、ジクロルエタン、クロロ
ホルム、四塩化炭素、ジメチルホルムアミド、ヘキサン
またはピリジン等の脂肪族もしくは芳香族炭化水素、エ
ーテル、ハロゲン化炭化水素、有機アミン等の反応に不
活性な溶媒の単独または混合物があげられる。その使用
量については特に制限なく使用することができる。
この反応において、光学活性カルボン酸類(I[[)は
高価であるため、これらの相手原料であるフェノール類
(II)をこれらに対して過剰量用いて反応を行うこと
が好ましく、通常1〜4当量倍、好ましくは1〜2当量
倍用いられる。
触媒としては、たとえばジメチルアミノピリジン、トリ
エチルアミン、トIJ n−ブチルアミン、ピリジン、
ピコリン、リジン、イミダゾール、炭酸ナトリウム、ナ
トリウムメチラート、炭酸水素カリウム等の有機あるい
は無機塩基性物質があげられる。
また、トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、硫酸な
どの有機酸あるいは無機酸を触媒として用いることもで
きる。
触媒の使用量は使用する各反応原料の種類と使用する触
媒の組合せ等によっても異なり、必ずしも特定できない
が、たとえば酸ハライドを使用する場合には当該酸ハラ
イドに対して1当量倍以上の塩基性物質が使用される。
さらには、一般式(I[[)で示される光学活性カルボ
ン酸類が光学活性カルボン酸である場合に、N、 N’
−ジシクロへキシルカルボジイミド、N−シクロへキシ
ル−N’−(4−ジエチルアミノ)シクロヘキシルカル
ボジイミドなどのカルボジイミドが縮合剤として好まし
く使用され必要により4−ピロリジノピリジン、ピリジ
ン、トリエチルアミン等の有機塩基を併用することもで
きる。
この場合の縮合剤の使用量は光学活性カルボン酸に対し
て通常1〜1.2当量倍であり、有機塩基を併用する場
合、有機塩基の使用量は縮合剤に対して0.01〜0.
2当量倍である。
フェノール類(II)と光学活性カルボン酸類(I[l
)との反応における反応温度は通常−30℃〜100℃
であるが、好ましくは一25℃〜80℃である。
反応時間は特に制限されない。
反応終了後、通常の分離手段、たとえば抽出、分液、濃
縮等により反応混合物から目的とする一般式(1)で示
される光学活性なエステル誘導体を単離することができ
、必要によりカラムクロマトグラフィー、再結晶などで
精製することができる。
かくして得られる光学活性なエステル誘導体として、具
体的には以下の化合物が例示される。
4−〔1−アルキル(炭素数1〜20の)カルボニルオ
キシエチル〕安息香酸4−〔アルキル(炭i数3〜20
の〉〕フェニルエステル、4− [1−アルキル(炭素
数1〜20の)カルボニルオキシエチル〕安息香酸4−
〔アルキル(炭素数3〜20の)オキシュフェニルエス
テル、4−CI−アルキル(炭素数1〜20の)カルボ
ニルオキシエチル〕安息香酸4″−〔アルキル(炭素数
3〜20の)〕ビフェニルエステル、4− 〔l−アル
キルfi数1〜20の)カルボニルオキシエチル〕安息
香酸4′−〔アルキルク炭素数3〜20の)オキシ〕ビ
フェニルエステル、4− (4−(1−アルキルl素!
1〜20の)カルボニルオキシエチル〕)安息香酸〔4
−〔アルキル(炭素数3〜20の)〕フェニルエステル
、4− (4−[:1−アルキル(炭素数1〜20の)
カルボニルオキシエチル〕フェニル)安息香酸〔4−ア
ルキル(炭素数3〜20の)オキシュフェニルエステル
、4− (4−C1−アルキル(炭素数1〜20の)カ
ルボニルオキシエチル〕フェニル)安息香酸〔4′−ア
ルキル(炭素数3〜20の)〕ビフェニリルエステル、
、4−(4−(1−アルキル(炭素数1〜20の)カル
ボニルオキシエチル〕フェニル)安息香酸〔4′−アル
キル(炭素数3〜20の)オキシ〕ビフェニリルエステ
ル。
以上例示のアルキル(炭素数1〜20の)はハロゲン原
子で置換されていてもよく、これらのハロゲン原子で置
換されていてもよいアルキルは分岐したアルキルでもよ
い。
また、これらのアルキルは光学活性アルキルであっても
よい。
さらに以下に例示するアルキルオキシアルキルカルボニ
ルオキシエチルフェニル(またはビフェニリル)ベンゾ
エートもまたあげられる。
4−〔1−アルキルオキシアルキル(炭素数1〜20の
)カルボニルオキシエチル〕安息香酸4−〔アルキル(
炭素数3〜20の)〕フェニルエステル、4− (1−
アルキルオキシアルキル(炭素数1〜20の)カルボニ
ルオキシエチル〕安息香酸4−〔アルキル(炭素数3〜
20の)オキシフフェニルエステル、4−(1−アルキ
ルオキシアルキル(炭素数1〜20の)カルボニルオキ
シエチル〕安息香酸4′−〔アルキル(炭素数3〜20
の)〕ビフェニリルエステル、4− C1−アルキルオ
キシアルキル(炭素数1〜20の)カルボニルオキシエ
チル〕安息香酸4′−〔アルキル(炭素数3〜20の)
オキシフビフェニリルエステル、4− (4−CI−ア
ルキルオキシアルキル(炭素数1〜20の)カルボニル
オキシエチル〕)安息香酸〔4−アルキル(炭素数3〜
20の)〕フェニルエステル、4−(4−(1−アルキ
ルオキシアルキル(炭素数1〜20の)カルボニルオキ
シエチル〕フェニル)安息香酸〔4−アルキル(炭素数
3〜20の)オキシフフェニルエステル、4− (4−
[1−フルキルオキシアルキル(炭素数1〜20の)カ
ルボニルオキシエチル〕フェニル)安息香酸[4’−ア
ルキル(炭素fi3〜20の)〕ビフェニリルエステル
、4− (4−(1−アルキルオキシアルキル(炭素数
1〜20の)カルボニルオキシエチル〕フェニル)安息
香酸〔4″−アルキル(炭素数3〜20の)オキシフビ
フェニリルエステル。 以上のアルキルオキシアルキル
カルボニルオキシエチルフェニル(またはビフェニリル
)ベンゾエートのアルキルオキシアルキル(炭素数1〜
20の)はハロゲン原子で置換されていてもよく、これ
らのハロゲン原子で置換されていてもよいアルキルオキ
シアルキルは分岐したアルキルオキシアルキルでもよい
また、これらのアルキルオキシアルキルは光学活性なア
ルキルオキシアルキルであってもよい。
尚、前記例示において、アルキル(炭素数1〜20の)
カルボニルオキシもしくはアルキルオキシアルキル(炭
素数1〜20の)カルボニルオキシのアルキルあるいは
アルキルオキシアルキルは先に例示したものなどがあげ
られる。
〈発明の効果〉 かくして、本発明の方法によれば、光スイツチング素子
または液晶素子材料等として利用され、非常に有用な光
学活性なエステル透導体が工業的有利に製造される。
〈実施例〉 以下、実施例により本発明を説明する。
実施例1 (+)−4−(1−ブチリルオキシエチル)安息香酸2
.36g (10ミリモル)とオキサリルクロリドより
m製した酸クロリドを、4′−オクチルオキシ−4−ヒ
ドロキシビフェニル3.58 g (12ミリモル)、
ピリジン10gおよびジクロルエタン30gからなる溶
液中に室温にて加える。同温度にて5時間撹拌ののち、
さらに50℃にて3時間撹拌する。
反応終了後、ジクロルエタン30gを加え、水、IN−
塩酸水、2%炭酸ナトリウム、水にて順次洗浄する。ジ
クロルエタン層を減圧下に濃縮して溶媒を留去、得られ
た白色個体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精
製して(+) −4−(1−ブチリルオキシエチル)安
息香酸4°−(オクチルオキシ)−4−ビフェニリルエ
ステル4.8g(収率93%)を得た。
更なる精製はエタノールからの再結晶によった。
旋光度[(l ] g0+60° (c=1. [:H
Cl 3 )実施例2 (+)−4−(1−ブチリルオキ/エチル)安息香酸に
かえて(+)−4−(1−ヘキサノイルオキシエチル)
安息香酸2.6gを使用する以外は実施例1と同様に反
応、後処理、精製して(+)−4−(1−ヘキサノイル
オキシエチル)安息香14’−(オクチルオキシ)−4
−ビフェニリルエステル5.28g(収率94%)を得
た。
〔α〕呂’+57’″ (c=l、  CHCl5)実
施例3 (+)−4−(1−ブチリルオキシエチル)安息香酸に
かえて(+)−4−(1−デカノイルオキシエチル)安
息香酸3.2gを使用する以外は実施例1と同様に反応
、後処理、精製して(+)−4−(1−デカノイルオキ
シエチル)安息香酸4゛−(オクチルオキシ)−4−ビ
フェニリルエステル5.75g(収率93%)を得た。
(α〕g’+4Q° (c=1. CHCl、)実施例
4〜12 実施例1の方法に準じて表−1に示す化合物を得た。そ
れぞれの化合物について相転位温度を表−1に示す。
尚、実施例1〜3で得た化合物についても、その相転位
温度を表−1に併せて示した。
実施例13 (−)−4−(1−2(S)−メチルブチリルオキシエ
チル)安息香酸2.5g (10ミリモル)と4′−オ
クチルオキシ−4−ヒドロキシビフェニル3.58g 
(12ミリモル)を無水ジクロルメタン50m1!に溶
かし、これにジシクロへキシルカルボジイミド2.47
g  (12ミリモル)と4−ピロリジノピリジン0.
08gを加え、室温で10時間撹拌する。
反応終了後、生じた白色沈澱を濾別し、濾液を減圧下に
濃縮し、得られた濃縮残渣をシリカゲルカラムクロマト
グラフィーで精製し、(−)−4−(1−2(S)−メ
チルブチリルオキシエチル)安息香酸4−オクチルオキ
シビフェニリルエステル4.lt8g(収率92%)を
得た。
〔α] a’ −39,5° (C・1. CHCl3
)実施例14 (+)−4’−(1−ヘキサノイルオキシエチル)−4
−ビフェニルカルボン酸3.65g (10ミリモル)
と4−オクチルオキシフェノール2.27g (12ミ
リモル)を無水ジクロルメタン50−に溶かし、これに
ジシクロへキシルカルボジイミド3.09g (15ミ
リモル)と4−ピロリジノピリジン0.1gを加え、室
温で6時間撹拌を行う。
反応終了後、生じた白色沈澱を濾別し、有機層にジクロ
ルメタン150gを加えた後、水、5%酢酸水、水、5
%重曹水、水により順次洗浄する。
ジクロルメタン層を減圧下に濃縮し、得られた白色個体
残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーでflI製
して(+) −4’−<1−ヘキサノイルオキシエチル
)−4−ビフェニルカルボン酸4−オクチルオキシフェ
ニルエステル4.96g(収率92 。
5%)を得た。
更なる精製はエタノールからの再結晶によった。
旋光度C(X ] 8g +55° (c=1. CH
Cl、 )実施例15〜24 実施例14の方法に準じて表−2に示す化合物を得た。
それぞれの化合物について相転位温度を表−2に示す。
実施例25 (−)−4−(1−アセチルオキシエチル)安息香酸2
.08 g (10ミリモル)とオキサリルクロリドよ
り調製した酸クロリドを、4−(オクチルオキシ)フェ
ノール2.66g (12ミリモル)、ピリジン10g
およびトルエン30gからなる溶液中に室温にて加える
。同温度にて1時間、40〜50℃にて3時間撹拌する
。反応終了後、実施例1に準じて後処理、精製して(−
)−4−(1−アセチルオキシエチル)安息香酸4−(
オクチルオキシ)フェニルエステル3.95g(収率9
6%)を得た。
旋光度〔α〕2°−54° (c=1. CllCl、
)実施例26 (−)−4−(1−アセチルオキシエチル)安息香酸に
かえて(−)−4−(1−ヘキサノイルオキシエチル)
安息香酸2.6gを使用する以外は実施例25と同様に
反応、後処理、精製して(−)−I)−(1−ヘキサノ
イルオキシエチル)安息香酸4−(オクチルオキシ)フ
ェニルエステル4.43g(収率95.5%)を得た。
旋光度[α)M’   40° (c=1. CllC
l、 )参考例1 表−3に光学活性なエステル誘導体の自発分極の測定値
を示す。
尚、測定値はいずれもS二 上限温度から10を低い温
度における値である。
表−3 参考例2 20(モル%) 40(モル%) 40(モル%) 上記3種の液晶化合物を所定のモル比となるように加熱
溶融しながら混合して液晶組成物を作成した。
得られた液晶組成物は38℃以下でカイラルスメクチッ
クC相(Sc”)を示し、25℃での自発分極は30n
C/crlであった。
尚、上記2種の公知化合物の等モル混合物は35℃以下
でSc” 相を示し、自発分極は4nC/cdであった
〔液晶素子製造法〕
酸化インジウム透明電極が設けられているガラス基盤上
にポリイミド系高分子膜を設け、一定方向にガーゼを用
いてラビングし、2枚の基板のラビング方向が平行にな
るようにガラスファイバー(径6μm)をスペーサーと
して液晶セルを組立て、これに上記液晶組成物を真空封
入して液晶素子を得る。
この液晶素子を2枚の直交する偏光子の間に設置し、電
界を印加した所、20Vの印加によって透過光強度の変
化が観測された。
この時の透過光強度の変化から応答時間を求めると約0
.5msの値を示し、コントラストもl:20の値であ
った。
参考例3 本発明化合物Nα2に代えて、それ単独ではSc O相
を示さなかった本発明の光学活性なエステル誘導体を使
用する以外は参考例2と同様にして液晶組成物を作成し
、それぞれについて自発分極を測定した。結果を表−4
に示す。
この結果、これらの本発明化合物はそれ自体ではSc”
相を示さなくとも、公知化合物と配合することにより自
発分極の拡大に有効であることがわかる。
表−4

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Aは炭素数3〜20のアルキル基またはアルコ
    キシル基を、R”はハロゲン原子で置換された炭素数1
    〜20のアルキル基またはハロゲン原子で置換されてい
    てもよい炭素数1〜20のアルコキシアルキル基である
    。lおよびmはそれぞれ1または2であり、*印は不斉
    炭素原子であることを示す。) で示される光学活性なエステル誘導体。
  2. (2)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Aは炭素数3〜20のアルキル基またはアルコ
    キシル基を、lは1または2を示す)で示されるフェノ
    ール類と、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Rは炭素数1〜20のハロゲン原子で置換され
    ていてもよいアルキル基またはアルキルオキシアルキル
    基を、R’は水酸基またはハロゲン原子を示す。mは1
    または2であり、*印は不斉炭素原子であることを示す
    。) で示される光学活性カルボン酸類を反応させることを特
    徴とする 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、A、R、l、mおよび*印は前記と同じ意味を
    有する。) で示される光学活性なエステル誘導体の製造法。
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