JPH04164081A - 光学活性体 - 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］ 本発明はその構造内に、γ−ブチロラクトン環を有する
新規な光学活性体に関する。

［従来の技術］ 現在、表示材料として広く用いられている液晶はネマチ
ック相に属するものであり、受光型のため目が疲れない
、消費電力が極めて少ない等の特徴を有しているものの
、応答が遅い、見る角度によっては表示が見えなくなる
等の欠点を有している。

目が疲れない、消費電力が極めて少ないといったネマチ
ック型液晶の特徴を有し、さらに発光型表示素子に匹敵
する高速応答性、高コントラストを有するものとして強
誘電性液晶を用いる表示デバイスやプリンターヘッドが
検討されている。

強誘電性液晶は１９７５年にマイヤー（Ｒ，Ｂ、　Ｍｅ
ｙｅｒ）等によってその存在が初めて発表されたもので
（Ｊ、　Ｐｈｙｓｉｑｕｅ　３６．Ｌ−６９（１９７５
））　、カイラルスメクチックＣ相（以下Ｓｍ″Ｃ相と
略記する）を有するものであり、その代表例は次式に示
すｐ−デシロキシベンジリデン−ｐｏ−アミノ−２−メ
チルブチルシンナメート（以下ＤＯＢＡＭＢＣと略記す
る）である。

又、近年、高速応答性を示す液晶として不斉炭素を２個
有するγ−ブチロラクトン環を有する光学活性体を含有
する液晶組成物が提案されている（特開平２−１１０１
８９号公報）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし上記ＤＯＢＡＭＢＣやその後に提案されたいくつ
かの強誘電性液晶材料の多くは強誘電性を示す温度範囲
（Ｓｍ”Ｃ相が存在する温度範囲）が狭く、単独では実
用上使用し難いものである。従って一般には多種の強誘
電性液晶を混合し、Ｓｍ”Ｃ相を示す温度範囲を室温を
中心に低温側及び高温側に拡張する試みがなされている
。又、超高速応答が要求されるプリンターヘッド用とし
ては、従来開発されてきた強誘電性液晶よりさらに大き
な自発分極を有する強誘電性液晶が求められている。

特開平２−１１０１８９号公報で開示された光学活性体
を含有する液晶組成物は上記の要請に応えられるような
高速応答性を有しているが、この光学活性体は不斉炭素
を複数個有しているのでネマチック相（以下Ｎ相と略記
する）におけるラセンピッチが非常に短くなるという欠
点を有している。

本発明の目的は化学的に安定で着色がなく、光安定性に
も優れ、液晶組成物に配合した時、該液晶組成物が大き
な自発分極を示し、かつＮ相において充分に大きなラセ
ンピッチを示すような光学活性体を提供することにある
。

Ｅ問題点を解決するための手段］ 即ち、本発明の要旨は一般式（１）で示されるγ−ブチ
ロラクトン環を有する光学活性体にある。

（式中、Ｒは炭素数１〜１８の直鎖あるいは分岐鎖のア
ルキル基、炭素数２〜１８の直鎖あるいは分岐鎖のアル
ケニル基、アルコキシ部分の炭素数１〜３でアルキル部
分の炭素数１〜１８の直鎖あるいは分岐鎖のアルコキシ
アルキル基、又はこれらの置換基のうち水素原子の１つ
以上がハロゲン置換されたものであって、光学活性基を
有しつる構造のものである場合はそれが光学活性基であ
ってもよくラセミ体であ゛つてもよいものを示し、ｎは
１〜６の整数を示し、Ｘは単結合、 シアノ基、メチル基、メトキシ基又はトリへロメチル基
を示し、■は単結合、−ＣＨ，０−１ＯＣＨ２−１炭素
が不斉炭素であることを示す。） 本発明の光学活性体において一般式（１）のＲとしては
炭素数４〜１４の直鎖あるいは分岐鎖のアルキル基、炭
素数４〜１４の直鎖あるいは分岐鎖のアルケニル基、ア
ルキル部分の炭素数４〜１４の直鎖あるいは分岐鎖のア
ルコキシアルキル基を好ましいものと例示でき、このよ
うな直鎖のアルキル基としては例えばｎ−ブチル基、ｎ
−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−オクチル基、ｎ〜
ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−テトラ
デシル基などを例示でき、分岐鎖のアルキル基としては （ａは０−１０の整数、ｂは１〜１１の整数を示し、１
≦ａ＋ｂ≦１１である。） のようなメチル分岐アルキル基を例示でき、このような
メチル分岐アルキル基の場合はこれが光学活性であるも
のもラセミ体であるものもいずれも好適に用いることが
できる。

直鎖のアルキル基でハロゲン置換されたものの例として
は ■ −（ＣＨ，）５ＣＨ（ＣＨＪ＋ＣＨｓ （ここでＷは弗素、塩素又は臭素を示し、ｋ及びｉは各
々０〜１２の整数で、２≦に＋ｉ≦１２である。）を好
ましいものとして例示でき、これが光学活性基であるこ
とがより好ましい。

分岐鎖のアルキル基でハロゲン置換されたものの例とし
てはトリフルオロメチル　波を有するアルキル基を例示
でき、これも、光学活性基であることがより好ましい。

（ａ、ｂは上述の意味を表わす。） 直鎖のアルコキシアルキル基としては −（’ＣＨ−）−０ＣＪＨｕ、＋ 分岐鎖のアルコキシアルキル基としては（ｊは１〜３の
整数、Ｃは４〜１４の整数、ｋ、　　ｉは上述の意味を
表わす、）を例示でき、分岐鎖のアルコキシアルキル基
の場合はラセミ混合物であっても光学活性基であっても
よい。

Ａとしては を好ましいものとして例示できる。

本発明の化合物は液晶組成物とした場合特開平２−１１
０１８９号公報で開示された光学活性体を含有する液晶
組成物と同等あるいはそれ以上速い応答速度を示し、な
おかつＮ相での液晶組成物のラセンピッチが非常に長く
なり、配向制御が容易となる特徴を有している。

本発明の一般式（１）で示される化合物としては、ｎが
１〜６の整数である必要があるが、液晶組成物としたと
きの粘性、スメクチックＣ相を示す液晶組成物への溶解
性、合成のし易さ等を勘案するとｎが１〜３であること
が好ましい。

であることが好ましく、■としてはダイポールモーメン
トの大きさ、回転障害、誘起双極子モーメントによる傾
斜液晶相の出易さ及び合成のし易さなどの観点から であることが好ましい。

一般式（１）の化合物は下記の方法で製造できる。

（ｎ、Ｒ，Ｘ、Ａは前述の意味を表す）本発明の光学活
性体の中には液晶相を示すものと、それ自身では液晶相
を示さないものとがある。

それ自身では液晶相を示さないものでも、等方相（以下
Ｉｓｏ相と略記する）−Ｎ相−スメクチックＡ相（以下
ＳｍＡ相と略記する）−スメクチックＣ相（以下ＳｍＣ
相と略記する）あるいはＩｓｏ相−Ｎ相−ＳｍＣ相の相
系列を示す非カイラル液晶または液晶組成物に、液晶性
を破壊しない範囲で１〜９０モル％添加することによっ
て強誘電相（Ｓ１Ｃ相）を誘起する性質を有する。

従って、それ自身では液晶相を示さないものでも強誘電
性液晶組成物の添加剤として有用である。

液晶としては、例えば液晶をデイスプレィなどの表示デ
バイスに用いる場合、単一の液晶化合物のみを使用する
より、複数の液晶化合物あるいはこれらと配合用化合物
とを混合して用いる方が、使用温度範囲（強誘電性を示
す温度範囲）、チルト角、らせんピッチ、自発分極値、
回転粘性などの物性値を変えることができるので有利で
ある。

本発明の光学活性体は強誘電性を示す化合物あるいは組
成物であればどのような化合物、組成物に混合して液晶
組成物としてもよく、上記の非カイラル液晶または液晶
組成物等を含んでいてもよい。

［実施例］ 以下に実施例を用いて本発明を更に詳しく説明するが、
本発明は実施例に記載された範囲に限定されるものでは
ない。

実施例１ （Ｓ）−（÷）−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソ
ラン−４−メタノール２．０ｇを無水ベンゼンに溶解し
、これにイミダゾール２．６ｇ、　　）リフェニルフオ
スフィンｌ。

ｇ、ヨード７．７ｇをこの順に加え、更に室温で１時間
撹拌した。得られた反応後の溶液を水中に投入した後、
有機溶液層を分取し、得られた有機溶液を１０％チオ硫
酸ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水で各々２回づつ洗
浄し、硫酸マグネシウム上で脱水し、溶媒を留去して得
られた残渣をヘキサン−酢酸エチルを展開溶媒とするシ
リカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して（Ｒ）−
２，２−ジメチル−４−ヨードメチル−１，３−ジオキ
ソランを２．３ｇ得た。

別途、アルゴン気流中でジイソプロピルアミン１、２６
ｍ氾及びＴ　ＨＦ　７ｍ℃からなる溶液に−ｌＯ℃でｎ
−ブチルリチウムヘキサン溶液（１，６６ｍｏｌ／Ｉ２
）を５、４８ｍρ滴下し、更に２０分間撹拌し、次いで
この溶液にこの溶液の温度が０℃を越さないように滴下
速度を調節しながらイソ酪酸０．３６５ｇを滴下し、滴
下終了後頁に３０分間撹拌を続けた。こうして得られた
溶液に０℃で上記で得た（Ｒ）−２，２−ジメチル−４
−ヨードメチル−１，３−ジオキソラン１ｇを滴下した
後０℃で１時間、室温で３時間撹拌して反応させた。得
られた溶液に水を加えた後、この混合液に食塩を加えて
水層な飽和食塩水溶液とした後、有機層を分取し、残っ
た水溶液にＩＮ塩酸を加えてｐＨを３とし、酢酸エチル
による抽出操作を３度繰り返してこの水溶液中の酢酸エ
チル溶解性成分を抽出してこの抽出液を先に分取した有
機溶液と合わせ、得られた有機溶液を飽和食塩水で洗浄
した後硫酸マグネシウム上で脱水し、次いで溶媒を留去
して得られた残渣をヘキサン−酢酸エチルを展開溶媒と
するシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して　
（（Ｓ）　−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン
−４−イル）−２，２−ジメチルプロピオン酸８５ｍｇ
を得た。

この全量をＴ　ＨＥ１０ｍＩ２に溶解し、この溶液に６
Ｎ塩酸を５滴滴下し、滴下終了後１時間撹拌した後、得
られた溶液を飽和食塩水にあけ、酢酸エチルを用いてこ
の混合液から酢酸エチル溶解性成分を抽出することを３
度繰り返し、抽出液をあわせて飽和食塩水で洗浄した後
硫酸マグネシウム上で脱水し、得られた溶液から溶媒を
留去して得られた残渣をベンゼン１Ｏｎ１１２に溶解し
、これにｐ−トルエンスルホン酸を触媒量加え、共沸脱
水して得られた溶液を水中に投入し、これからエーテル
可溶成分をエーテルで抽出し、得られたエーテル溶液を
炭酸水素ナトリウム水溶液、次いで飽和食塩水で洗浄し
た後硫酸マグネシウム上で脱水後溶媒を留去して得られ
たを残渣ヘキサン−酢酸エチルを展開溶媒とするシリカ
ゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、（Ｓ）−２，
２−ジメチル−４−ヒドロキシメチル−γ−ブチロラク
トン４４Ｂを得た。

このブチロラクトン銹導体２０ｍｇと２−（４−ヒドロ
キシフェニル）−５−オクチルオキシピリミジン４５Ｂ
。

トリフェニルホスフィン３８ｍｇ及びアゾジカルボン酸
ジメチル３０ａ＋ｇを無水ベンゼン２ＩＩｌｆｌに溶解
し、この溶液を室温で１２時間撹拌して反応させた。反
応後、溶液から溶媒を留去し、得られた残渣をヘキサン
−酢酸エチルを展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマ
トグラフィーで精製し、更にヘキサン−エタノール混合
溶媒から再結晶して（Ｓ）　−２，２Ｊメチル−４−［
４−（５−ｎ−才クチルオキシ−２−ピリミジニル）フ
ェノキシメチルコアブチロラクトン１８ｍｇを得た。

この化合物の融点は１４５℃であった。又、この化合物
には着色は認められなかった。

この化合物のＮＭＲスペクトルデータ（９０ＭＨｚＣＤ
ＣＩ　、　）を以下に示す。

０．８４（ｔ、Ｊ＝６Ｈｚ、３Ｂ）、　１．１５〜１．
４５（ｍ、１２Ｈ）。

１．３３（Ｓ、３Ｈ）、　　１．３７（Ｓ、３１（）、
　２．１１（ｄ、Ｊ＝６Ｈｚ、Ｉ）ｌ）。

２．２０（ｄ、Ｊ＝４Ｈ，、ＬＨ）、　４．０６（ｔ、
Ｊ＝６Ｈ，２Ｈ）。

４．１６（ｄ、Ｊ＝５Ｈ，，２Ｈ）、　４．６５〜４．
９　（ｍ、　ＩＨ）　。

６．９６（ｄ、Ｊ＝９Ｈ２，２Ｈ）、　８．２７（ｄ、
Ｊ＝９Ｈ，２ｈ）、　８．４０（Ｓ、２Ｈ）実施例２ 下記の化合物を下記の配合比で混合して液晶組成物を得
た。

この組成物は下記の相転移を示す。

上記において、Ｃｒｙｓｔは結晶を示し、矢印近傍の数
字はその相への転移温度じＣ）を示す。

この液晶組成物は非カイラル化合物のみからなるので強
誘電性液晶ではなく、自発分極を示さない。

この組成物９８ｍｏ１％と実施例１で得た光学活性体２
ｍｏ　１％とを混合して強誘電性液晶組成物を得た。

この強誘電性液晶組成物は室温近傍から４８℃までの温
度範囲でＳｍ”Ｃ相を示し、４８〜６２℃でＳｍＡ相、
６２〜６７℃でカイラルネマチック相、それ以上で等方
性の液体となった。又、カイラルネマチック相でのラセ
ンピッチは３１μｍであった。

別途、配向処理剤としてポリイミドを塗布し、表面のラ
ビングによる平行配向処理した透明電極を備えた厚さ２
μｍのセルを準備し、これにこの強誘電性液晶組成物を
注入し、強誘電性液晶素子を作成した。この素子を２枚
の直行する偏光子の間に設置し、電界を印加した。±２
０Ｖの印加によって透過光の強度が変化するのが認めら
れ、その変化から応答時間を求めると２５℃で１０２μ
ｓｅｃであった。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明の光学活性体は液晶性を示す
ものは強誘電性液晶として高い自発分極を示し、着色も
な（、その化学構造から見ても明らかなように耐加水分
解性等の化学安定性に優れ、光安定性もよいという優れ
た性能を示し、液晶性を示さないものでも非強誘電性の
液晶組成物に混合して強誘電性液晶組成物とするための
添加剤として、あるいは強誘電性液晶組成物への配合成
分として用いると組成物の自発分極を高め、応答速度の
改善に効果があり、添加、配合にあたって組成物を着色
させることもなく、組成物の化学的あるいは光に対する
安定性を低下させることがなく、しかもネマチック相の
ラセンピッチが充分に長くなるので配向性がよいという
優れた性質を示すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）一般式（１）で示されるγ−ブチロラクトン環を有
   する光学活性体。 ▲数式、化学式、表等があります▼（１） （式中、Ｒは炭素数１〜１８の直鎖あるいは分岐鎖のア
   ルキル基、炭素数１〜１８の直鎖あるいは分岐鎖のアル
   ケニル基、アルコキシ部分の炭素数１〜３でアルキル部
   分の炭素数１〜１８の直鎖あるいは分岐鎖のアルコキシ
   アルキル基、又はこれらの置換基のうち水素原子の１つ
   以上がハロゲン置換されたものであって、光学活性基を
   有しうる構造のものである場合はそれが光学活性基であ
   ってもよくラセミ体であってもよいものを示し、ｎは１
   〜６の整数を示し、Ｘは単結合、−Ｏ−、▲数式、化学
   式、表等があります▼又は▲数式、化学式、表等があり
   ます▼を示し、Ａは▲数式、化学式、表等があります▼
   、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式
   、表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
   表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
   、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
   表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
   表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
   表等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
   表等があります▼ 又は▲数式、化学式、表等があります▼を示し、Ｂ、Ｂ
   ′ 及びＢ″は各々水素、ハロゲン、シアノ基、メチル基、
   メトキシ基又はトリハロメチル基を示し、Ｖは単結合、
   −ＣＨ＿２Ｏ−、−ＯＣＨ＿２−、▲数式、化学式、表
   等があります▼又は▲数式、化学式、表等があります▼
   を示し、＊はそれが付与された炭素が不斉炭素であるこ
   とを示す。）