JPH0236152A - アルコキシフェニル酢酸誘導体及び液晶組成物 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、新規アルコキシフェニル酢酸誘導体及びそれ
を含有してなる液晶組成物に関するものである。

〈従来の技術〉 現在、液晶表示素子では液晶のネマチック相全利用した
ものが主流を占めているが、近年ではこれに加えてスメ
クチック相を利用した種々の表示モードの研究も盛んに
行われている。特にカイラルなスメクチックＣ相を利用
した強誘電性液晶組成物による液晶表示は大容量表示が
可能な点及び視覚が広い点から有望視されている。

上記強誘電性液晶組成物には、まず室温付近を中心に広
い温度範囲でスメクチックＣ相を示すことが要求される
。ｉた、大容量表示を行うためにはデバイス特性として
高速応答性が必要で、この観点からかかる液晶組成物に
は高い自発分極と低い粘性とが要求される。さらに液晶
セ／Ｉ／に適用した場合良好な配向性と双安定性とを得
るため、−３ｍｅｃｔ　ｉｃ　Ｃ）またｅよ　Ｉ　　Ａ
　　Ｃ（ｌ５ｏｔｒｏｐｉｃ　−ことが必要となり、か
つネマチック相及びスメクチックＣ相での螺旋ピッチが
十分長いことが必要である。

現在のところ、これらの条件を総て満たす単一液晶化合
物ＩｄｆＬ＜、通常、複数の化合物を混合して液晶組成
物として実用に供するわけであるが、液晶組成物が満た
すべき条件が多岐にわたるため性能の良い液晶組成物を
作製するためには、液晶相を示さない光学活性化合物と
液晶化合物とをブレンドする必要がある場合も生じて来
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上に述べた条件のうち高速応答性を除く
条件は、従来のブレンド技術で実現可能であるが、高速
応答性に関しては現状では不十分であった。ことに強誘
電性液晶組成物は、通常、低粘性のペース液晶組成物に
光学活性化合物を添加して調製されるが、現在のところ
上記高速応答性を満足する液晶組成物は知られていない
。そのため、高速応答性を実現化させる一つの手段とし
て、大きな自発分憧を誘起させる新たな光学活性化合物
の開発も切望されている。

本発明は、上記の点に濫みて創案されたものであシ、強
誘電性液晶組成物の液晶応答性を著しく向上可能な新規
化合物及びそれを含有してなるスメクチック液晶組成物
を提供することを目的としたものである。

〈問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するため、本発明によれば、下記一般
式（■）： ＣＨ３ （式中、Ｒ１とＲ２は、それぞれ同一または異なって、
直鎖状又は分校状で炭素数１〜１２のアルキル基を示す
） で表されるアルコキシフェニル酢酸誘導体が提供される
。

廉 上記式（Ｉ）の化合物は、文献兼記載の化合物である。

上記式（Ｉ）の定義における用語“直鎖状又は分校状で
炭素数１〜１２のアルキル基“とは、メチル、エチル、
プロピル、ｉ−プロピル、ブチル、ｌ−ブチル、ｔ−ブ
チル、ペンチル、２−メチμ７”４”ｌＶ、２．　２−
ジメチルプロピル、ヘキシル、２又Ｕ３−メチルペンチ
ル、２，２−ジメチルブチル、４−メチルヘキシル、２
又は３−メチルへブチル、６−メチルオクチル、ｎ−へ
ブチル、２．２−ジメチルペンチル、３．３−）リメチ
ルベンチル、２．４−ジメチルペンチル、ｎ−ｔブチル
、　２．２．３．３−テトラメチルブチル、ノニル、デ
クル、ウンデシル、ドデシルなどが含まれる。これらの
アルキル基中で炭素鎖に不斉炭素が含まれていてもよい
。

これらのうち好複しい化合物としては、４−メトキシフ
ェニｌし酢酸σ−（４−メトキシフェニル）−ペンチル
オキシフェニル酢酸α−（４−デンＩレオキシフェニル
）エチルエステル、４−オクチルオキシフェニル酢酸σ
−（４−メトキシフェニル）エチルエステル、４−オク
チルオキシフェニル酢酸α−（４−ヘプチルオキシフェ
ニル）エチルエステル、４−オクチルオキシフェニル酢
酸α−（４−ドデシルオキシフェニル）エチルエステル
、４−ドデシルオキシフェニル酢酸α−（４−へプチル
オキシフェニ／Ｌ／　）エチルエステル、４−（２−メ
チルへブチ／Ｌ／　）オキシフェニル酢酸α−（４−ペ
ンチルオキシ）エチルエステル、４−（２−メチルへブ
チル）オキシフェニ／Ｖ　酢酸α−（４−へブチルオキ
シ）エチルエステル、等がｌ’られる。

本発明の式（Ｉ）の化合物は、たとえば、一般式（■）
： Ｒ，−０−＠）−ＣＨ２−ＣＯＯＨ・旧・（ＩＩ）で表
わされる４−アルコキシ−フェニル酢酸ト、一般式（■
）： ＣＨ３ で表されるα−（４−アルコキシフェニル）エチｌレア
ルコールとを反応させることにょシ製造することができ
る。

上記の反応は、通常式（ｎ）のカルボン酸を反応性誘導
体たとえばクロリドやプロミドのような酸ハライドの形
態に変換して用いるのが好ましい。

また反応は、通常、トルエン、キシレンなどの不活性な
有機溶媒中、加熱下に行われる。式（ｎ）のカルボン酸
の酸ハライドとして用いられた場合、ピリジンのような
脱ハロゲン化剤の存在下で反応を行うことができる。

なお、上記式（ＩＩ）のカルボン酸は、たとえば、中口
一部、掘文−「液晶の製法と応用」幸書房（１９７４）
６４頁に記載された方法に準じてｐ−オキシフェニル酢
酸から合成することができ、式（ＩＩＩ）のアルコール
は、たとえば、ｐ−アルコキシアセトンフェノンの還元
によシ合成することができる。

上記式（Ｉｌｌ）のアルコ−７しはα位に不斉炭素を有
するため、このアルコールとして光学活性物（ｄ又はｌ
一体）ｆ：用いれば、対応する光学活性を有する式（１
）の化合物を得ることができる・ただし・ラセミ体を用
いれば対応する光学不活性な式（Ｉ）の化合物を得るこ
ともできる。本発明のアルコキシフェニル酢酸誘導体に
は、このようなｄ一体、ｌ一体、ラセミ体等がすべて含
１れる。このような本発明の化合物のうち、光学活性な
形態のものは、液晶組成物への添加剤として有用である
。すなわち、式（Ｉ）の化合物は不斉炭素原子がエステ
ル基に隣設しておシ、かつ不斉炭素原子の両側に立体的
に大きなフェニル環が存在する構造を有している。この
ため光学活性体として用いれば、エステル基及び不斉炭
素原子の周辺の自由回転が規制を受け、大きな自発分極
が期待できるので、それ自身は液晶相を示さないが、液
晶組成物への添加成分として用いるのに有用である。こ
とに、この化合物は、スメクチックＣ相を呈する液晶化
合物に添加された際に強い自発分極誘起作用を発現し、
従来調製が置端であった応答性の高い強誘電性液晶組成
物を提供するものである。そして本発明によれば、スメ
チックＣ相を呈する液晶化合物下式（１）のアルコキン
フェニル酢酸誘導体の少なくとも１種を添加してなる液
晶組成物が提供される。

ここで添加対象となるスメクチックＣ相を呈する液晶化
合物としては、当該分野で知られた種々のスメクチック
液晶を用いることができる。その具体例としては、下式
（ＩＶ）、（Ｖ）及び（ＶＩ）で示される化合物が挙げ
られる。

・・・・・・（Ｖ］） （式中、Ａ及びＢは、それぞれ、単結合またはＣｏｏ−
、＝ＯＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃｏ。

−０ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ＋、−ｏ−−５−−ｏ　ｃ　ｏ　
ｏ−もしくは−ＣＯ−の基を示’ｊｏ　Ｄ及びＥは、そ
れぞれ、単結合又は−ＣＯＯ−０ＣＯ＋、−ＣＨ＝Ｎ−
，−Ｎ＝ＣＨ−−ＣＨ＝ＣＨ＋、−ＣＥＣ−、−ＣＨ＝
ＣＨ−Ｃｏｏ−０ＣＯＣＨ＝ＣＨ、−ＣＨ２ＣＨ２ ＯＣＨ２、Ｃ）１２０　　、　　　ＣＯ３−もしくけ−
５ＯＣ−の基を示す。

■、■および■ば、それぞれ独立して、ベンゼン環、ピ
リジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環、
ピペラジン環、シクロヘキサン環、ピラン環、ジオキサ
シクロヘキサン環、チアピラン環、ジチアン環、チアジ
アジン環、ビシクロ［２，２，２］オクタン環、テトラ
ジン環等の六員環を示し、これらの六員環中の水素原子
は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、シアノ基、ニト
ロ基、低級アルキル基、低級アルコキシ基又は重水素（
Ｄ）で置換されていてもよい。Ｒ３及びＲ４はそれぞれ
独立して、直鎖状又は分校状で炭素数１〜１２のアルキ
ルもしくはアルコキシ基ヲ示す。ｐはｌ又は２の整数を
示す。） もちろん、こ九らは２種以上混合して用いることができ
る。

実用上、これらのスメクチック液晶化合物は、室温附近
でスメクチ７りＣ相を呈し、かつＩＡＣやＩＮＡＣ等の
相系列を有するように適宜混合して用いるのが適してい
る。

また、液晶組成物中の式（Ｉ）の化合物の混合量は、通
常、０．５〜２０重量％とするのが適しており、１〜１
０重債％とするのが好ましい。０．５重量％未満では、
スメクチック液晶化合物の応答性の向上効果が不充分で
あり、２０重量形を越えるとスメクチックＣ相の熱安定
性が不充分となる点で適さない。

〈実施例〉 実施例１ ４−オクチルオキシ−フェニル酢酸　　α−（４−へブ
チルオキシフェニル）エチルエステルノ合成 ４−オクチルオキシ−フェニル酢酸１．３ｙ（０，００
４９モル）に五塩化リン１．１１　（０，００５３モ／
Ｉ／）を加え、約８０℃で加熱して反応させる。

減圧蒸留によってＰ　ＯＣＴｈ　３及び過剰の五塩化リ
ンヲ完全に除去し、４−オクチルオキシ−フェニル酢酸
クロリドを得た。これをトルエン１０ｒｒＬｌに溶解し
、ｓ　−（−）−α−（４−ｎ−へプチルオキンフェニ
）ｖ　）エチルアルコ−／ｌ／　］、、Ｏ’！　（０，
００４２モル）とピリジン（脱塩化水素剤）１ｍｊ？と
全加える。室温で１０時間放置した後、６０℃に加温し
、その１１３時間保ってから冷却する。その後塩酸に加
え、エーテルで抽出する。エーテル層をＮ　ａ　ＨＣＯ
３水溶液、次いで水で洗い、Ｎａ２ＳＯ４で乾燥する。

エーテルを留去し、残留物全カラムクロマトグラフィー
（溶ｉ１Ａ！：：クロロホルム）で精製し、エタノール
よシ再結晶して目的とする４−オクチルオキシ−フェニ
ル酢酸　　α−（４−へプチルオキシフェニ／Ｉ／）エ
チルエステル全書り。

この化合物の赤外スベク）／し全第１図に示す。この化
合物は液晶相を示さず、”室温で液体であった。

ｆたは、施光度「αＪ２５は−５２，４°（溶媒クロロ
ホ ルム 実施例２ ４−メトキシ−フェニル酢酸α−（４−へ１ナルオキシ
フエニル）エチルエステルの合成実施例１における４−
オクチルオキシーフェニ／Ｉ／酢酸に替えて４−メトキ
シ−フェニル酢酸を用いる他は実施例１と同様の操作に
より、目的とする４−メトキシ−フェニル酢酸α−（４
−へブチフレオキシフェニル）エチルエステルを得り。

この化合物も室温で等方性液体であり、液晶相は示さな
かった。まだこの化合物の施光度〔α１２ｏ５（溶媒ク
ロロホルム）は−３７．３°テアった。

！呈」ユ 実施例１で製造した４−オクチルオキシーフェ二ｉｖ酢
ｅ　　α−（４−ｎ−へプチルオキンフェニ／Ｉ／）エ
チルエステルを用いて強誘電性液晶組成物を作成した。

作成した液晶組成物の組成を表１に示す。

表　　　１ この組成物の相転移温度は以下のとおりである。

この液晶組成物はＩＡＣ相系列を有しているため、液晶
セ）ｖに適用した場合、容易に良好な配向を得ることが
でき、かつ室温で強誘電性のスメクチックＣ液晶相を示
した。

なお、ネマチック（Ｎ）相、スメクチックＡ（ＳＡ）相
、スメクチックＣ（Ｓｏ）相等の液晶相の同定はホット
ステージ付偏光顕微鏡による組織観察及び既知液晶化合
物の液晶相との相溶性を確認するだめの二成分系の相図
作成によって行った。

実施例４ 実施例３で作成した液晶組成物音用いて液晶表示装置を
作成した。２枚のガラス基板上にＩＴＯ膜を形成し、ナ
イロンＩ模を塗布しラビングする。

次にこの２枚のガラス基板をラビング方向が同一になる
ようにしてセル厚２μｍで張υ合わせる。

このセルに実施例３で作成した液晶組成物を注入した。

注入後−旦液晶組成物が等方性液体に変化する７５℃に
セルを加熱し、七の後１°Ｃ／ｍｉｎで室温まで冷却す
ることによシ良好な配向２得た。

この液晶セルを２枚の直交する偏光子の間に設置し、電
界を印加し、透過光強度の変化を観察した。

ｖＰ−Ｐ二２０Ｖの電界を２５℃で印加した時の透過光
強度の変化よシ応答速度を求めたところ３５３μｓｅｃ
の高速応答性が得られた。

従って、式（Ｉ）の化合物は、少量の添加においても強
誘電性液晶組成物の応答性の向上に極めて有効であるこ
とが判る。

導体は、高い自発分極を誘起するものであり、その性質
を利用して、種４の用途に有用であシ、ことに液晶組成
物の応答性改善に有用である。

そして、この化合物が混合されたスメクチック液晶組成
物は、無添加や他の光学活性化合物を用いたものに比し
て、応答性が改善されており、適切なスメクチック液晶
化合物を選択することにより、理想的な強誘電性液晶組
成物を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例１の４−オクチルオキシフェ
ニル酢酸　　α−（４−へブチルオキシフェニル）エチ
ルエステルの赤外吸収スペクトル図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼ ・・・・・・（ I ） （式中、Ｒ＿１とＲ＿２は、それぞれ同一または異なっ
   て、直鎖状又は分枝状で炭素数１〜１２のアルキル基を
   示す） で表されるアルコキシフェニル酢酸誘導体。 ２、スメチックＣ相を呈する液晶化合物に請求項１のア
   ルコキシフェニル酢酸誘導体の少なくとも１種を添加し
   てなる液晶組成物。