JPH04230677A - Optically active gamma-lactone derivative - Google Patents

Optically active gamma-lactone derivative

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JPH04230677A
JPH04230677A JP2417386A JP41738690A JPH04230677A JP H04230677 A JPH04230677 A JP H04230677A JP 2417386 A JP2417386 A JP 2417386A JP 41738690 A JP41738690 A JP 41738690A JP H04230677 A JPH04230677 A JP H04230677A
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Mitsunori Takeda
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Abstract

PURPOSE:To provide the subject new compound exhibiting liquid crystal nature by itself or free from liquid crystal property by itself but capable of increasing the response speed of a liquid crystal composition, having high spontaneous polarization and chemical stability and free from color. CONSTITUTION:The objective compound is expressed by formula I (Rf is 1-2C fluoroalkyl; R<1> is 3-20C chain alkyl; R<2> and R<3> are H or 1-15C chain alkyl; A is -COO-, -O-, etc.; B is -OCH2-, single bond, etc.; Y is -CH2O-, -O-, etc.; X<1> and X<2> are group of formula II, formula III, etc.; * represents asymmetric carbon atom), e.g. (4R,1'R)-(2',2',2'-trifluoro-1'-hydroxyethyl)-4-butanolide. For example, a compound of formula I wherein B and Y are -COO- can be produced by reacting a compound of formula IV with a compound of formula Bz-X<2>-COCl (Bz is benzyl), debenzylating the resultant compound of formula V and reacting the product with a compound of formula R<1>-A-X<1>-COCl.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、表示素子あるいは電気
光学素子に用いられる液晶材料として有用な新規な光学
活性γ−ラクトン誘導体に関する。 【0002】 【従来の技術】近年、各種の表示素子,電子光学デバイ
ス,液晶センサなど、液晶の利用分野が著しく拡大しつ
つあり、それに伴って様々な構造の液晶化合物が提案さ
れてきた。特に、表示素子に用いられる液晶材料は、現
在のところネマティック液晶が主流であり、これを用い
たTN型あるいはSTN型の単純マトリックス方式及び
個々の画素ごとに薄膜トランジスタを付与したTFT型
のアクティブマトリックス方式が用いられている。しか
し、ネマティック液晶は、その駆動力が液晶材料の誘電
率の異方性と電場との弱い相互作用に基づくため、本質
的に応答速度が遅い(msecオーダー) という欠点
を有しており、高速応答を要求される大画面の表示素子
の材料としては不利であった。 【0003】これに対して、1975年にマイヤー( 
R. B. Meyer)らにより初めて合成された強
誘電性液晶は、自発分極を有し、これが直接電界と作用
するため、その駆動力が大きく、1980年にクラーク
( N. A. Clark)らが表面安定化型強誘電
性液晶素子(SSFLCD)において、そのμsec 
オーダーの高速応答性とメモリー性を発表して以来、注
目を集め、これまで多くの強誘電性液晶化合物が合成さ
れてきた。 【0004】強誘電性液晶の応答速度は、τ=η/Ps
・Eで知られている。ここで、ηは回転粘性を示し、P
sは自発分極を示し、Eは電界強度を示す。これから、
高速応答性を得るため、粘性が小さく、自発分極の大き
な液晶材料が開発目標とされてきた。また、液晶材料と
しては、化学的安定性,広動作温度範囲などの特性が要
求されるが、単一の化合物でこれらの諸特性を満たすこ
とは困難であった。したがって、従来、複数のカイラル
スメクティックC相(SmC* )を有する化合物どう
しを混合したり、粘性の低いスメクティックC相(Sm
C)を有する母体液晶に光学活性な化合物を添加して所
望の性能を有するSmC* 相を示す強誘電性液晶組成
物を得る方法が用いられてきた。 【0005】後者の場合には、添加するカイラルドーパ
ントは、それ自体SmC* 相を有していても、有して
いなくてもよく、母体液晶との相溶性が良好で、大きな
自発分極を誘起し、粘性を増大させないことが要求され
る。 【0006】自発分極は、分子長軸に対して垂直な方向
の双極子モーメントが不斉炭素の影響により長軸回りの
自由回転が抑制された結果生じると考えられている。し
たがって、自発分極を増大させるためには、1)双極子
部分をコアと呼ばれる骨格部に近づける、2)双極子部
分と不斉炭素原子を近づける、3)不斉炭素に立体的に
大きな置換基をつけ、長軸回りの自由回転を抑制する等
の方法で自発分極を増大させる試みがなされてきた。さ
らに最近、双極子部分と不斉炭素を5員環ラクトンに直
結させた構造の化合物が効果的に自由回転を束縛し、大
きな自発分極を有することが報告された(Japane
se Journal of Applied Phy
sics 、29巻、No6、ppL981〜L983
)。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような5員環ラクトンに隣接する不斉炭素原子上に、そ
れ自体大きな電子吸引性を有するフルオロアルキル基を
導入することにより、さらに大きな自発分極を有し、化
学的に安定で、それ自体液晶性を示すか、あるいは単独
では液晶性を示さないが、大きな自発分極を誘起する強
誘電性液晶の配合成分として有用な、新規化合物を提供
することにある。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、特定のγ
−ラクトン誘導体が、単品で液晶相を示すか、あるいは
単品では液晶相を示さないが、組成物とした場合に高速
応答が期待できる優れたドーパントであることを見出し
た。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである
。 【0009】すなわち、本発明は、一般式(I)【化3
】 〔式中、Rf は炭素数1又は2のフルオロアルキル基
を示し、R1は炭素数3〜20の直鎖又は分岐鎖アルキ
ル基を示し、R2 及びR3 はそれぞれ独立に水素又
は炭素数1〜15の直鎖又は分岐鎖アルキル基を示し、
Aは−COO−,−O−又は単結合を示し、Bは−CO
O−,−OCO−,−CH2 O−,−OCH2 −又
は単結合を示し、Yは−COO−,−CH2 O−又は
−O−を示し、*は不斉炭素を示し、X1 及びX2 
はそれぞれ独立に 【化4】 を示す。〕で表される光学活性γ−ラクトン誘導体を提
供するものである。 【0010】一般式(I)において、上記のようにRf
 は炭素数1又は2のフルオロアルキル基を示し、具体
的にはトリフルオロメチル基,ジフルオロメチル基,ク
ロロジフルオロメチル基,ペンタフルオロエチル基など
であり、好ましくはトリフルオロメチル基である。 【0011】また、R1 は炭素数3〜20の直鎖又は
分岐鎖アルキル基、例えばn−プロピル基,イソプロピ
ル基,n−ブチル基,イソブチル基,sec −ブチル
基,tert−ブチル基,n−ペンチル基,n−ヘキシ
ル基,n−ヘプチル基,n−オクチル基,n−ノニル基
,n−デシル基,n−ウンデシル基,n−ドデシル基,
n−トリデシル基,n−テトラデシル基,n−ペンタデ
シル基,n−ヘキサデシル基,n−ヘプタデシル基,n
−オクタデシル基,n−ノナデシル基,n−エイコシル
基などである。これらのうち、分岐鎖アルキル基であっ
て、不斉炭素を有する基は、光学活性基である。 【0012】さらに、R2 及びR3 はそれぞれ独立
に水素又は炭素数1〜15の直鎖又は分岐鎖アルキル基
、例えばメチル基,エチル基,n−プロピル基,イソプ
ロピル基,n−ブチル基,sec −ブチル基,ter
t−ブチル基,n−ペンチル基,イソペンチル基,1−
メチルブチル基,n−ヘキシル基,n−ヘプチル基,1
−メチルヘプチル基,n−オクチル基,1−エチルヘプ
チル基,1−メチルオクチル基,n−ノニル基,1−エ
チルオクチル基,1−メチルノニル基,n−デシル基,
n−ウンデシル基,n−ドデシル基,n−トリデシル基
,n−テトラデシル基,n−ペンタデシル基などである
。 【0013】本発明による一般式(I)の化合物は、様
々な方法で製造することができるが、例えば以下の工程
により製造することができる。 【0014】B=−COO−及びY=−COO−の場合
:一般式(II)         BzO−X2 −COCl     
                         
・・・(II)〔式中、X2 は前記と同じであり、B
zはベンジル基を示す。〕で表される化合物を一般式(
III)【化5】 〔式中、Rf ,R2 及びR3 は前記と同じである
。〕で表される化合物と反応させて、一般式(IV)【
化6】 〔式中、Rf,Bz,X2 ,R2 及びR3 は前記
と同じである。〕で表される化合物を得る。この反応は
、有機塩基、例えばピリジン,トリエチルアミン等の存
在下でトルエン,ベンゼン,塩化メチレン等の溶媒中で
−20℃〜80℃の温度で行うことができる。 【0015】次に、得られる一般式(IV)の化合物中
のベンジル基を常法で脱離させれば、一般式(V)【化
7】 〔式中、Rf,X2 ,R2 及びR3 は前記と同じ
である。〕で表される化合物が生成する。この脱ベンジ
ル化反応は、例えばPd /C触媒の存在下でメタノー
ル,エタノール,プロパノール等のアルコール性溶媒あ
るいは酢酸を用いて常圧で水素化分解することにより行
うことができる。 【0016】上記のようにして得た一般式(V)の化合
物を一般式(VI) R1 −A−X1 −COCl           
・・・(VI)〔式中、R1 ,A及びX1 は前記と
同じである。〕で表される化合物と反応させることによ
り上記一般式(I)の化合物を得ることができる。この
反応は、有機塩基,例えばピリジン,トリエチルアミン
等の存在下にトルエン,ベンゼン,塩化メチレン等の溶
媒中で−20℃〜80℃の温度で行うことができる。 【0017】また、B=−COO−、Y=−CH2O−
の場合:一般式(VII)           THPO−X2 −CH2Z  
                     ・・・(
VII)〔式中、X2 は前記と同じであり、THPは
テトラヒドロピラニル基を示し、Zは塩素,臭素,ヨウ
素又はトシル基を示す。〕で表される化合物を、上記の
一般式(III)で表わされる化合物と反応させて、一
般式(VIII) 【化8】 〔式中、Rf,THP,X2 ,R2 及びR3 は前
記と同じである。〕で表される化合物を得る。この反応
は一般式(III)の化合物にアルカリ金属ヒドリドあ
るいは水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウムで代表
される塩基を作用させた後、一般式(VII)の化合物
を加えることにより行うことができる。 【0018】次に、得られた一般式(VIII) の化
合物中のテトラヒドロピラニル基を常法で脱離させれば
、一般式(IX) 【化9】 〔式中、Rf,X2 ,R2 及びR3 は前記と同じ
である。〕で表わされる化合物が生成する。このテトラ
ヒドロピラニル基の脱離は、塩酸,硫酸及びパラトルエ
ンスルホン酸等の酸触媒存在下で、エーテル,テトラヒ
ドロフラン,クロロホルム等の溶媒を用いて行うことが
できる。 【0019】次に、得られた一般式(IX)の化合物を
上記一般式(VI)で表わされる化合物と反応させるこ
とにより、上記一般式(I)の化合物を得ることができ
る。 この反応は、有機塩基,例えばピリジン,トリエチルア
ミン等の存在下にトルエン,ベンゼン,塩化メチレン等
の溶媒中で−20℃〜80℃の温度で行うことができる
。 【0020】また、B=−COO−,Y=−O−の場合
:一般式(X)         THPO−X2 −I       
                       ・・
・ (X)〔式中、THP及びX2 は前記と同じであ
る。〕で表される化合物を、上記一般式(III)で表
される化合物と反応させて、一般式(XI) 【化10】 〔式中、Rf,THP,X2 ,R2 及びR3 は前
記と同じである。〕で表される化合物を得る。この反応
は、一般式(III)の化合物にアルカリ金属ヒドリド
で代表される塩基を作用させた後、ジメチルホルムアミ
ド,ジメチルスルホキシド等の還流条件下、触媒として
ヨウ化第一銅を用い、一般式(X)で表される化合物を
反応させることにより行うことができる。 【0021】次に、得られた一般式(XI)の化合物中
のテトラヒドロピラニル基を常法で脱離させれば、一般
式(XII) 【化11】 〔式中、Rf,X2 ,R2 及びR3 は前記と同じ
である。〕で表される化合物が生成する。このテトラヒ
ドロピラニル基の脱離は、塩酸,硫酸及びパラトルエン
スルホン酸等の酸触媒存在下で、エーテル,テトラヒド
ロフラン,クロロホルム等の溶媒を用いて行うことがで
きる。 【0022】次に、得られた一般式(XII)の化合物
を上記一般式(VI)で表される化合物と反応させるこ
とにより、上記一般式(I)の化合物を得ることができ
る。 この反応は、有機塩基,例えばピリジン,トリエチルア
ミン等の存在下にトルエン,ベンゼン,塩化メチレン等
の溶媒中で−20℃〜80℃の温度で行うことができる
。 【0023】また、B=−CH2 O−,Y=−COO
−の場合:上記一般式(V)で表される化合物を一般式
(XIII) R1−A−X1−CH2Z             
 ・・・ (XIII)〔式中、R1 ,A,X1 及
びZは前記と同じである。〕で表わされる化合物と反応
させることにより上記一般式(I)の化合物を得ること
ができる。この反応は、一般式(V)の化合物にアルカ
リ金属ヒドリドあるいは水酸化ナトリウムあるいは水酸
化カリウムで代表される塩基を作用させた後、一般式(
XIII)の化合物を加えることにより行うことができ
る。 【0024】また、B=−OCH2 −,Y=−COO
−の場合:一般式(XIV)       ZCH2 −X2 −COCl     
                ・・・ (XIV)
〔式中、Z及びX2 は前記と同じである。〕で表され
る化合物を、上記一般式(III)で表される化合物と
反応させて、一般式(XV) 【化12】 〔式中、Rf,Z,X2 ,R2 及びR3 は前記と
同じである。〕で表される化合物を得る。この反応は、
有機塩基,例えばピリジン,トリエチルアミン等の存在
下にトルエン,ベンゼン,塩化メチレン等の溶媒中で−
20℃〜80℃の温度で行うことができる。 【0025】次に、一般式(XVI)        
R1−A−X1−OH               
          ・・・(XVI)  〔式中、R
1 ,A及びX1 は前記と同じである。〕で表される
化合物に、上記化合物(XV)を反応させて、上記一般
式(I)の化合物を得る。この反応は、一般式(XVI
)の化合物にアルカリ金属ヒドリドあるいは水酸化ナト
リウムあるいは水酸化カリウムで代表される塩基を作用
させた後、一般式(XV)の化合物を加えることにより
行うことができる。 【0026】また、本発明の一般式(I)の化合物を製
造するため、原料物質として使用した一般式(III)
の化合物は、様々な方法で製造することができる。 【0027】例えば、R2 =R3 =水素の場合:フ
ランをシリル化して一般式(XVII): 【化13】 〔式中、TMSはトリメチルシリル基を示す。〕で表さ
れる化合物を得、この化合物をさらにトリフルオロアセ
チル化して一般式(XVIII) 【化14】 で表される化合物を得る。この反応はテトラヒドロフラ
ン,ジエチルエーテル等の溶媒を用い、有機リチウム化
合物、例えばn−ブチルリチウムとトリメチルシリルク
ロリドを用いてシリル化した後、上記のブチルリチウム
とトリフルオロ酢酸エチルを用いてトリフルオロアセチ
ル化することにより、−78℃〜0℃の温度で行うこと
ができる。 【0028】得られた一般式(XVIII )の化合物
を常法により還元して一般式(XIX) 【化15】 で表される化合物を得る。この反応は還元剤として例え
ば水素化ホウ素ナトリウム,水素化アルミニウムリチウ
ム,塩化第二錫等を用いて行うことができる。 【0029】得られた一般式(XIX)の化合物を酸ク
ロリドと反応させてアシル化する。ここでアシル化剤と
して用いる酸クロリドは具体的には、塩化アセチル,塩
化プロピオニル,塩化イソブチロイル,塩化オクタノイ
ル,塩化ベンゾイル等である。 【0030】得られた一般式(XX) 【化16】 〔式中、R’COはアシル基を示す。〕で表される化合
物を酵素を用いて不斉加水分解することにより一般式(
XXI )及び(XXIa) 【化17】 で表わされる光学活性なアルコール及びエステルを得る
。この反応に用いる酵素としては、いわゆる加水分解酵
素であれば各種のものを用いることができ、例えばリパ
ーゼPS,リパーゼMY,リパーゼOF,セルラーゼ等
が挙げられる。上記の一般式(XXIa)のエステルは
、化学的加水分解及び別の酵素による不斉加水分解によ
り、一般式(XXI )のアルコールと鏡像体のアルコ
ールに変換することができる。 【0031】次に、このようにして得られた一般式(X
XI )で表わされるアルコールをシリル化して一般式
(XXII) 【化18】 〔式中、TBDMSはt−ブチルジメチルシリル基を示
す。〕で表される化合物を得る。この反応はシリル化剤
としてt−ブチルジメチルシリルクロリドを用いて行う
ことができる。 【0032】得られた一般式(XXII)のシリル誘導
体を酸化して一般式(XXIII ) 【化19】 で表される化合物を得る。この反応は、酸化剤として、
例えばモノパーオキシフタル酸マグネシウム塩,過酸化
水素を用いて酢酸,クロロホルム等の溶媒中で行うこと
ができる。また、この反応では、ジアステレオマー混合
物を得るが、これらの化合物はシリカゲルカラムクロマ
トグラフィーにより容易に分離することができる。 【0033】得られた一般式(XXIII )のジアス
テレオマーを分離した後、脱シリル化して一般式(XX
IV)【化20】 で表される化合物を得る。この脱シリル化反応は、常法
により行うことができ、テトラヒドロフラン溶媒中、テ
トラ−n−ブチルアンモニウムフルオライドを触媒とし
て用いて0℃で行うことができる。 【0034】得られた一般式(XXIV)で表わされる
化合物を水素添加して、目的とする一般式(III )
においてR2 及びR3 が水素である化合物を得る。 水素添加は、溶媒として例えばエタノール,メタノール
,ヘキサン,酢酸エチル,ベンゼン,トルエン等を用い
、パラジウム・チャーコールを触媒として用いて水素雰
囲気下に行うことができる。 【0035】また、R2 =アルキル基,R3 =Hの
場合:前記一般式(XXIII ) で表わされる化合
物をアルキル化し、一般式(XXV ) 【化21】 で表される化合物を得る。この反応は、有機銅試薬を用
い、−78℃で行うことができる。また、この場合、ジ
アステレオマー混合物は得られず、アンチ体ただ一種の
みが生成する。 【0036】次に、得られた一般式(XXV )で表さ
れる化合物の脱シリル化を行えば目的とする一般式(X
XVI)【化22】 で表される化合物を得ることができる。この脱シリル化
反応は、テトラヒドロフラン溶媒中、テトラ−n−ブチ
ルアンモニウムフルオライドを触媒として用いて0℃で
行うことができる。 【0037】本発明の好ましい化合物は、具体的には例
えば以下のようなものがある。 【化23】 【化24】 【化25】 【化26】 【化27】 【化28】 【化29】 【化30】 【0038】 【実施例】次に、実施例に基づいて本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。 【0039】また、以下の各例において、本発明の一般
式(I)で表される光学活性化合物のR,S表示は、下
記の式 【化31】 の位置番号に基づいて行った。 【0040】実施例1 (A)(4R,1’R)−(2’,2’,2’−トリフ
ルオロ−1’−ヒドロキシエチル)−4−ブタノリドの
合成 【化32】 【0041】(a)窒素雰囲気下、フラン13.6g 
(200ミリモル)をテトラヒドロフラン150mlに
加え、1.5M  n−ブチルリチウムヘキサン溶液1
33ml(200ミリモル)を−20℃で滴下し、1時
間反応させた。次に、トリメチルシリルクロリド21.
7g(200ミリモル)を滴下し、−20℃で1時間攪
拌した。1.5Mn−ブチルリチウムヘキサン溶液13
3ml(200ミリモル)を加え、−20℃で1時間反
応させた後、−78℃でトリフルオロ酢酸エチル28.
4g(200ミリモル)を滴下し、−78℃で1時間、
室温でさらに1時間反応させた。この反応溶液に3N塩
酸を加えて反応を停止させ、酢酸エチルで抽出した。次
いで、飽和炭酸水素ナトリウム溶液,飽和食塩水で順次
洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。酢酸エチル
を減圧留去し、フラン誘導体の粗生成物を得た。 【0042】(b)乾燥エタノール100mlに水素化
ホウ素ナトリウム2.3g(60ミリモル)を加え、上
記反応で得たフラン誘導体の粗生成物を0℃で30分か
けて滴下した。室温で2時間反応させた後、エタノール
を減圧留去し、3N塩酸を加えて反応を停止させ、酢酸
エチルにより抽出した。次いで、飽和炭酸水素ナトリウ
ム,飽和食塩水で順次洗浄し、無水硫酸マグネシウムで
乾燥した。酢酸エチルを減圧留去した後、減圧蒸留を行
い、アルコール化合物40.5g(170ミリモル)を
得た。 【0043】(c)塩化メチレン200mlに上記(b
)の反応で得たアルコール化合物23.8g(100ミ
リモル)とピリジン8.9ml(110ミリモル)を加
え、0℃で塩化アセチル8.6g(110ミリモル)を
滴下し、室温で12時間反応させた。次いで、3N塩酸
を加えて反応を停止させ、塩化メチレンにより抽出した
。その後、飽和炭酸水素ナトリウム溶液,蒸留水で順次
清浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。塩化メチレ
ンを減圧留去した後、減圧蒸留を行い、アセテート27
.5g(98ミリモル)を得た。 【0044】(d)蒸留水1000mlに上記反応によ
り得られたアセテート28.0g (100ミリモル)
を加えて、ミニジャーファーメンター中で40℃に保っ
た。リパーゼPS  20g を加え、20時間反応さ
せた。3N塩酸を加え、0℃にして反応を停止し、セラ
イトにより濾過した。酢酸エチルにより抽出し、飽和食
塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、酢酸エ
チルを減圧留去した。次いで、シリカゲルカラムクロマ
トグラフィーにより分離精製して光学活性アルコール1
1.7g (49ミリモル)と光学活性アセテート13
.2g(47ミリモル)を得た。なお、得られたアルコ
ールの光学純度は97.5%e.e.であった。 【0045】(e)上記反応で得られた光学活性アルコ
ール11.7g(49ミリモル)を塩化メチレン100
mlに溶かし、イミダゾール4.0g(59ミリモル)
を加え、0℃でt−ブチルジメチルシリルクロリド8.
9g(59ミリモル)を加えて、室温で16時間反応さ
せた。次いで、3N塩酸を加えて反応を停止させ、塩化
メチレンにより抽出した後、飽和炭酸水素ナトリウム溶
液,蒸留水で順次洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥
した。塩化メチレンを減圧留去した後、カラムクロマト
グラフィーにより分離精製してシリルエーテル16.6
g(47ミリモル)を得た。 【0046】(f)窒素雰囲気下、酢酸120mlに上
記反応で得られたシリルエーテル14.1g(40ミリ
モル)及びモノパーオキシフタル酸マグネシウム23.
2g(60ミリモル)を加え、80℃で12時間反応さ
せた。酢酸を減圧留去した後、飽和炭酸水素ナトリウム
溶液を加え、酢酸エチルにより抽出した。次いで、飽和
食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。酢
酸エチルを減圧留去した後、カラムクロマトグラフィー
により分離精製し、(4R,1’R)体 4.7g(1
6ミリモル)及び(4S,1’R)体 3.0g(10
ミリモル)を得た。なお、4.2g(12ミリモル)の
原料も回収された。 【0047】(g)上記反応により得られた(4R,1
’R)体3.0g(10ミリモル)をテトラヒドロフラ
ン10mlとメタノール5mlの混合溶媒に加え、テト
ラ−n−ブチルアンモニウムフルオライド0.26g(
1ミリモル)を0℃で加えて、10時間反応させた。蒸
留水を加えて反応を停止させ、酢酸エチルで抽出した。 蒸留水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、酢酸
エチルを減圧留去した後、シリカゲルカラムクロマトグ
ラフィーで精製し、アルコール1.7g(9.5ミリモ
ル)を得た。 【0048】(h)上記反応により得られたアルコール
0.53g(2.9ミリモル)をエタノール10mlに
加え、10%パラジウム・チャーコール0.05g を
触媒として水素雰囲気下反応を行った。濾過により触媒
を除去した後、エタノールを減圧留去し、シリカゲルカ
ラムクロマトグラフィーで分離精製して、目的とする(
4R,1’R)−(2’,2’,2’−トリフルオロ−
1’−ヒドロキシエチル)−4−ブタノリド0.47g
(2.6ミリモル)を得た。 【0049】(B)(4R,1’R)−4−〔2’,2
’,2’−トリフルオロ−1’−(4”’−デシルオキ
シビフェニル−4”−カルボニルオキシ)エチル〕−4
−ブタノリドの合成 【化33】 【0050】4’−デシルオキシ−4−ビフェニルカル
ボン酸クロリド0.99g(2.7ミリモル)と(4R
,1’R)−4−(2’,2’,2’−トリフルオロ−
1’−ヒドロキシエチル)−4−ブタノリド0.41g
(2.2ミリモル)のトルエン溶液5ml中に無水ピリ
ジン2mlを加え、室温で14時間反応させた。この反
応溶液に3N塩酸を加えて反応を停止させ、エーテルに
より抽出した。次いで、飽和炭酸水素ナトリウム及び飽
和食塩水で順次洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し
た。エーテルを減圧留去した後、シリカゲルカラムクロ
マトグラフィー及びエタノールからの再結晶により精製
し、目的化合物である(4R,1’R)−4−〔2’,
2’,2’−トリフルオロ−1’−(4”’−デシルオ
キシビフェニル−4”−カボニルオキシ)エチル〕−4
−ブタノリド0.95gを得た。 【0051】得られた化合物の物理的性質を以下に示す
。 分子式:C29H35F3 O5   1H−NMR;σ(ppm) 0.89(t,J=6.6Hz ,3H);1.22〜
1.57(m,14H);1.76〜1.87(m,2
H);2.40〜2.71(m,4H);4.01(t
,J=6.5Hz ,2H);4.96(dt,J=4
.0,7.0Hz ,1H);5.94(dq,J=4
.0,7.0Hz ,1H);  7.00(d,J=
8.8Hz ,2H);7.56(d,J=8.8Hz
 ,2H);7.66(d,J=8.5Hz ,2H)
;8.08(d,J=8.5Hz ,2H) 19F−NMR(基準  CFCl3 );σ(ppm
 )−74.31  (d,J=6.9Hz )IR(
cm−1)1800,1745,1600,1500,
1190,1030 質量分析  m/e (M+ ) 計算値    520.2437 実測値    520.2469 〔α〕25D =−70.0°  (c=1.07,C
HCl3 )【0052】実施例2 (4S,1’R)−4−〔2’,2’,2’−トリフル
オロ−1’−(4”’−デシルオキシビフェニル−4”
−カルボニルオキシ)エチル〕−4−ブタノリドの合成
【化34】 【0053】4’−デシルオキシ−4−ビフェニルカル
ボン酸クロリド0.78g(2.1ミリモル)と(4S
,1’R)−4−(2’,2’,2’−トリフルオロ−
1’−ヒドロキシエチル)−4−ブタノリド0.32g
(1.7ミリモル)のトルエン溶液5ml中に無水ピリ
ジン2mlを加え、室温で16時間反応させた。次いで
、実施例1(B)と同様の後処理,精製を行い、目的化
合物である(4S,1’R)−4−〔2’,2’,2’
−トリフルオロ−1’−(4”’−デシルオキシビフェ
ニル−4”−カルボニルオキシ)エチル〕−4−ブタノ
リド0.2gを得た。 【0054】得られた化合物の物理的性質を以下に示す
。 分子式:C29H35F3O5   1H−NMR;σ(ppm) 0.89(t,J=6.4Hz ,3H);1.20〜
1.59(m,14H);1.76〜1.87(m,2
H);2.09〜2.27(m,1H);  2.43
〜2.60(m,3H);4.01(t,J=6.5H
z ,2H);5.01(dt,J=3.5,7.3H
z ,1H);5.71(dq,J=3.5,6.7H
z ,1H);7.00(d,J=8.7Hz ,2H
);7.56(d,J=8.7Hz ,2H);7.6
7(d,J=8.4Hz ,2H);8.12(d,J
=8.5Hz ,2H) 19F−NMR(基準  CFCl3 );σ(ppm
 )−74.12  (d,J=6.8Hz )IR(
cm−1)1780,1740,1605,1500,
1190,1030 質量分析  m/e (M+ ) 計算値    520.2437 実測値    520.2408 〔α〕27D =−31.5°(c=1.01,CHC
l3 )【0055】実施例3 (4R,1’R)−4−〔2’,2’,2’−トリフル
オロ−1’−〔4”−(4””−デシルオキシビフェニ
ル−4”’−カルボニルオキシ)フェニル−1”−カル
ボニルオキシ〕エチル〕−4−ブタノリドの合成【化3
5】 【0056】a)4−ベンジルオキシ安息香酸クロリド
0.59g (2.4ミリモル)と(4R,1’R)−
4−(2’,2’,2’−トリフルオロ−1−ヒドロキ
シメチル)−4−ブタノリド0.37g(2.0ミリモ
ル)のトルエン溶液5ml中に無水ピリジン2mlを加
え、室温で16時間反応させた。この反応溶液に3N塩
酸を加えて反応を停止させ、エーテルにより抽出した。 次いで、飽和炭酸水素ナトリウム及び飽和食塩水で順次
洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。エーテルを
減圧留去した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー
により分離精製し、ベンジルエーテル化合物0.66g
 を得た。 【0057】b)上記a)で得られた化合物をトルエン
5mlとエタノール5mlとの混合溶媒に溶解した溶液
に10%パラジウム−チャーコール0.1g を添加し
、水素雰囲気下、室温で水素化分解を27時間行った。 その後、反応液を濾過し、溶媒を減圧留去した後、シリ
カゲルカラムクロマトグラフィーにより分離精製し、ア
ルコール化合物0.48g を得た。 【0058】c)上記b)で得られた化合物0.31g
(1.0ミリモル)と4’−デシルオキシ−4−ビフェ
ニルカルボン酸クロリド0.45g(1.2ミリモル)
のトルエン溶液5ml中に無水ピリジン2mlを加え、
室温で15時間反応させた。この反応溶液に3N塩酸を
加えて反応を停止させ、エーテルで抽出した。次いで、
飽和炭酸水素ナトリウム及び飽和食塩水で順次洗浄し、
無水硫酸マグネシウムで乾燥した。エーテルを減圧留去
した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー及びエタ
ノールからの再結晶により精製し、目的化合物である(
4R,1’R)−4−〔2’,2’,2’−トリフルオ
ロ−1’−〔4”−(4””−デシルオキシビフェニル
−4”’−カルボニルオキシ)フェニル−1”−カルボ
ニルオキシ〕エチル〕−4−ブタノリド0.51gを得
た。 【0059】得られた化合物の物理的性質を以下に示す
。 分子式:C36H39F3O7  1H−NMR;σ(ppm) 0.89(t,J=6.3Hz ,3H);1.21〜
1.66(m,14H);1.77〜1.94(m,2
H);2.40〜2.73(m,4H);4.02(t
,J=6.5Hz ,2H);4.95(dt,J=4
.1,6.9Hz ,1H);5.93(dq,J=4
.0,6.8Hz ,1H);7.01(d,J=8.
6Hz ,2H);7.39(d,J=8.6Hz ,
2H);7.60(d,J=8.6Hz ,2H);7
.71(d,J=8.3Hz ,2H);8.15(d
,J=8.7Hz ,2H);8.23(d,J=8.
4Hz ,2H)19F−NMR(基準  CFCl3
 );σ(ppm )−74.32    (d,J=
6.9Hz )IR(cm−1)1800,1740,
1605,1505,1190,1070 質量分析  m/e (M+ ) 計算値    640.2648 実測値    640.2673 〔α〕25D =−37.3°(c=1.03,CHC
l3 )【0060】実施例4 (4R,1’R)−4−〔2’,2’,2’−トリフル
オロ−1’−〔4”−(4”’−デシルオキシビフェニ
ル−4””−メチレンオキシ)フェニル−1”−カルボ
ニルオキシ〕エチル〕−4−ブタノリドの合成【化36
】 【0061】実施例3b)で得られた化合物0.48g
 (1.6ミリモル)のTHF(3ml)溶液を60%
水素化ナトリウム0.08g (1.9ミリモル)のT
HF(5ml)溶液に窒素雰囲気下、0℃で滴下し、2
0分攪拌した。 次に、4’−クロロメチル−4−デシルオキシビフェニ
ル0.68g (1.9ミリモル)のTHF(5ml)
・ジメチルスルホキシド(10ml)混合溶液を滴下し
、0℃で30分攪拌した。更に60℃で24時間反応さ
せた。この反応溶液に1N塩酸を加えて反応を停止させ
、エーテルにより抽出した。次いで、飽和食塩水で洗浄
し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。エーテルを減圧
留去した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー及び
エタノールからの再結晶により精製し、目的化合物であ
る(4R,1’R)−4−〔2’,2’,2’−トリフ
ルオロ−1’−〔4”−(4”’−デシルオキシビフェ
ニル−4””−メチレンオキシ)フェニル−1”−カル
ボニルオキシ〕エチル〕−4−ブタノリド0.27g 
を得た。 【0062】得られた化合物の物理的性質を以下に示す
。 分子式:C36H41F3O6  1H−NMR;σ(ppm) 0.89(t,J=6.5Hz ,3H);1.18〜
1.59(m,14H);1.75〜1.86(m,2
H);2.37〜2.66(m,4H);4.00(t
,J=6.5Hz ,2H);4.93(dt,J=4
.0,7.2Hz ,1H);5.17(s,2H);
5.89(dq,J=4.0,7.0Hz ,1H);
6.97(d,J=8.7Hz ,2H);7.05(
d,J=8.9Hz ,2H);7.46(d,J=8
.2Hz ,2H);7.52(d,J=8.8Hz 
,2H);7.59(d,J=8.2Hz ,2H);
8.01(d,J=8.9Hz ,2H) 19F−NMR(基準  CFCl3 );σ(ppm
 )−74.35  (d,J=7.0Hz )IR(
cm−1)1800,1785,1750,1610,
1505,1190,1030 質量分析  m/e (M+ ) 計算値    626.2855 実測値    626.2849 〔α〕26D =−39.7°(c=0.96,CHC
l3 )【0063】実施例5 (4S,1’R)−4−〔2’,2’,2’−トリフル
オロ−1’−〔4”−(4””−デシルオキシビフェニ
ル−4”’−カルボニルオキシ)フェニル−1”−カル
ボニルオキシ〕エチル〕−4−ブタノリドの合成【化3
7】 【0064】(4S,1’R)−4−(2’,2’,2
’−トリフルオロ−1’−ヒドロキシエチル)−4−ブ
タノリド0.32g (1.7ミリモル)を用い、実施
例3と同様の操作でエステル化,脱ベンジル化,エステ
ル化反応を行うことにより目的化合物である(4S,1
’R)−4−〔2’,2’,2’−トリフルオロ−1’
−〔4”−(4””−デシルオキシビフェニル−4”’
−カルボニルオキシ)フェニル−1”−カルボニルオキ
シ〕エチル〕−4−ブタノリド0.58g を得た。 【0065】得られた化合物の物理的性質を以下に示す
。 分子式:C36H39F3O7  1 H−NMR;σ(ppm) 0.89(t,J=6.6Hz ,3H);1.20〜
1.59(m,14H);1.76〜1.90(m,2
H);2.08〜2.27(m,1H);2.44〜2
.63(m,3H);4.02(t,J=6.6Hz 
,2H);5.00(dt,J=3.8,7.2Hz 
,1H);5.70(dq,J=3.8,6.8Hz 
,1H);7.01(d,J=8.8Hz ,2H);
7.39(d,J=8.8Hz ,2H);7.60(
d,J=8.8Hz ,2H);7.71(d,J=8
.6Hz ,2H);8.19(d,J=8.8Hz 
,2H);8.24(d,J=8.5Hz ,2H) 19F−NMR(基準  CFCl3 );σ(ppm
 )−74.09  (d,J=6.8Hz )IR(
cm−1)1790,1740,1605,1505,
1185,1070 質量分析  m/e (M+ ) 計算値    640.2648 実測値    640.2648 〔α〕27D =−21.3°(c=1.01,CHC
l3 )【0066】実施例6 (a)(3R,4R,1’R)−3−ブチル−(2’,
2’,2’−トリフルオロ−1’−ヒドロキシエチル)
−4−ブタノリドの合成 【化38】 【0067】窒素雰囲気下、テトラヒドロフラン10m
lに塩化第一銅1.9g(10ミリモル)を加え、−7
8℃で1.6M  n−ブチルリチウムヘキサン溶液1
2.5ml(20ミリモル)をゆっくりと滴下し、−7
8℃で30分,室温で5分,さらに−78℃で30分反
応させる。 −78℃でトリフルオロボラン・エーテル錯体2.8g
(20ミリモル)を加え、−78℃で30分攪拌した。 次に、実施例1(A)(f)で得られた(4R,1’R
)体1.5g(5ミリモル)のテトラヒドロフラン(2
ml) 溶液を滴下し、−78℃で2時間反応させた。 希アンモニア水を加えて反応を停止し、酢酸エチルで抽
出した。チオ硫酸ナトリウム溶液,飽和食塩水で順次洗
浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。酢酸エチルを
減圧留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで分
離精製することによりアルキル化体1.5g(4.3ミ
リモル)を得た。 【0068】上記反応で得られたアルキル化体1.5g
(4.3ミリモル)を実施例1(A)(g)と同様の方
法で脱シリル化反応を行い、目的とする(3R,4R,
1’R)−3−ブチル−(2’,2’,2’−トリフル
オロ−1’−ヒドロキシエチル)−4−ブタノリド1.
0g (4.1ミリモル)を得た。 【0069】(b)(3R,4R,1’R)−3−ブチ
ル−4−〔2’,2’,2’−トリフルオロ−1’−(
4””−デシルオキシビフェニル−4”’−カルボニル
オキシ)エチル〕−4−ブタノリドの合成【化39】 【0070】上記(a)で得た(3R,4R,1’R)
−3−ブチル−4−(2’,2’,2’−トリフルオロ
−1’−ヒドロキシエチル)−4−ブタノリド0.26
g(1.1ミリモル)を用い、実施例1(B)と同様の
操作を行って目的化合物(3R,4R,1’R)−3−
ブチル−4−〔2’,2’,2’−トリフルオロ−1’
−(4””−デシルオキシビフェニル−4”’−カルボ
ニルオキシ)エチル〕−4−ブタノリド0.45g を
得た。 【0071】得られた化合物の物理的性質を以下に示す
。 分子式:C33H43F3O5  1H−NMR;σ(ppm) 0.82〜0.99(m,6H);1.18〜1.58
(m,20H);1.76〜1.87(m,2H);2
.26(dd,J=4.3,17.2Hz ,1H);
2.62〜2.77(m,1H);2.80(dd,J
=9.3,17.3Hz ,1H);4.01(t,J
=6.5Hz ,2H);4.61(dd,J=4.3
,4.3Hz ,1H);5.82(dq,J=4.7
,6.8Hz ,1H);7.00(d,J=8.8H
z ,2H);7.56(d,J=8.7Hz ,2H
);7.67(d,J=8.4Hz ,2H);8.0
8(d,J=8.4Hz ,2H) 19F−NMR(基準  CFCl3 );σ(ppm
 )−73.93  (d,J=6.9Hz )IR(
cm−1)1790,1750,1605,1500,
1190,1080 質量分析  m/e (M+ ) 計算値    576.3063 実測値    576.3020 〔α〕26D =+45.5°  (c=1.04,C
HCl3 )【0072】実施例7 (3R,4R,1’R)−3−ブチル−4−〔2’,2
’,2’−トリフルオロ−1’−(4”’−デシルオキ
シビフェニル−4””−メチレンオキシ)エチル〕−4
−ブタノリドの合成 【化40】 【0073】(3R,4R,1’R)−3−ブチル−4
−(2’,2’,2’−トリフルオロ−1’−ヒドロキ
シエチル)−4−ブタノリド0.26g(1.1ミリモ
ル)のTHF(3ml)溶液を60%水素化ナトリウム
0.05g(1.3ミリモル)のTHF(5ml)溶液
に窒素雰囲気下、0℃で滴下し、30分間攪拌した。次
に、4’−クロロメチル−4−デシルオキシルビフェニ
ル0.43g(1.2ミリモル)のTHF(5ml)・
ジメチルスルホキシド(10ml)混合溶液を室温で滴
下し、60℃で24時間反応させた。この反応溶液に1
N塩酸を加えて反応を停止させ、エーテルにより抽出し
た。次いで、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウ
ムで乾燥した。エーテルを減圧留去した後、シリカゲル
カラムクロマトグラフィー及びエタノールからの再結晶
により精製し、目的化合物である(3R,4R,1’R
)−3−ブチル−4−〔2’,2’,2’−トリフルオ
ロ−1’−(4”’−デシルオキシビフェニル−4””
−メチレンオキシ)エチル〕−4−ブタノリド0.24
gを得た。 【0074】得られた化合物の物理的性質を以下に示す
。 分子式:C33H45F3O4  1H−NMR;σ(ppm) 0.80〜0.98(m,6H);1.14〜1.60
(m,20H);1.74〜1.86(m,2H);2
.13(dd,J=2.5,17.2Hz ,1H);
2.58〜2.72(m,1H);2.76(dd,J
=9.5,17.3Hz ,1H);3.98(t,J
=6.5Hz ,2H);4.11(dq,J=2.4
,7.2Hz ,1H);4.42(dd,J=2.4
,2.4Hz ,1H);4.63(d,J=10.7
Hz ,1H);4.85(d,J=10.6Hz,1
H);6.95(d,J=8.8Hz ,2H);7.
33(d,J=8.2Hz ,2H);7.50(d,
J=8.8Hz ,2H);7.55(d,J=8.2
Hz ,2H) 19F−NMR(基準  CFCl3 );σ(ppm
 )−73.39  (d,J=7.1Hz )IR(
cm−1)1790,1610,1505,1170,
1060 質量分析  m/e (M+ ) 計算値    562.3270 実測値    562.3268 〔α〕26D =+4.6°(c=1.01,CHCl
3 )【0075】実施例8 (3R,4R,1’R)−3−ブチル−4−〔2’,2
’,2’−トリフルオロ−1’−〔4”−(4””−デ
シルオキシビフェニル−4”’−カルボニルオキシ)フ
ェニル−1”−カルボニルオキシ〕エチル〕−4−ブタ
ノリドの合成 【化41】 【0076】(3R,4R,1’R)−3−ブチル−4
−〔2’,2’,2’−トリフルオロ−1’−ヒドロキ
シエチル)−4−ブタノリド0.26g(1.1ミリモ
ル)を用い、実施例3と同様の操作を行い、目的化合物
である(3R,4R,1’R)−3−ブチル−4−〔2
’,2’,2’−トリフルオロ−1’−〔4”−(4”
”−デシルオキシビフェニル−4”’−カルボニルオキ
シ)フェニル−1”−カルボニルオキシ〕エチル〕−4
−ブタノリド0.15gを得た。 【0077】得られた化合物の物理的性質を以下に示す
。 分子式:C40H47F3O7  1H−NMR;σ(ppm) 0.77〜0.99(m,6H);1.12〜1.72
(m,20H);1.76〜1.87(m,2H);2
.27(dd,J=4.5,17.3Hz ,1H);
2.56〜2.76(m,1H);2.79(dd,J
=9.3,17.4Hz ,1H);4.02(t,J
=6.5Hz ,2H);4.61(dd,J=4.4
,4.4Hz ,1H);5.81(dq,J=4.8
,6.8Hz ,1H);7.01(d,J=8.7H
z ,2H);7.40(d,J=8.7Hz ,2H
);7.60(d,J=8.7Hz ,2H);7.7
1(d,J=8.4Hz ,2H);8.15(d,J
=8.7Hz ,2H);8.24(d,J=8.4H
z ,2H); 19F−NMR(基準  CFCl3 );σ(ppm
 )−73.91  (d,J=6.8Hz )IR(
cm−1)1800,1740,1600,1500,
1185,1070 質量分析  m/e (M+ ) 計算値    696.3274 実測値    696.3254 〔α〕26D =+25.9°(c=1.01,CHC
l3 )【0078】実施例1〜8で合成した化合物の
相転移温度は、DSC測定及び偏光顕微鏡による観察か
ら表1に示すとおりであった。 【0079】 【表1】 【0080】表中、Cryst は結晶相を表し、Is
o は等方相を表し、SmAはスメクチックA相を表す
。 【0081】 【発明の効果】本発明の光学活性γ−ラクトン誘導体は
、化学的に安定で、着色がなく、光安定性にも優れた新
規化合物であって、液晶性を示すか、あるいは単独では
液晶性を示さないが、組成物とした場合に高速応答性を
向上させうる、大きな自発分極を誘起する強誘電性液晶
の配合成分として有用である。
Description: [0001] The present invention relates to a novel optically active γ-lactone derivative useful as a liquid crystal material used in display elements or electro-optical elements. [0002] In recent years, the fields of use of liquid crystals, such as various display elements, electro-optical devices, and liquid crystal sensors, have been expanding significantly, and liquid crystal compounds with various structures have been proposed accordingly. In particular, the main liquid crystal material used in display elements is currently nematic liquid crystal, which uses a TN type or STN type simple matrix type, and a TFT type active matrix type in which a thin film transistor is attached to each pixel. is used. However, since the driving force of nematic liquid crystals is based on the weak interaction between the dielectric constant anisotropy of the liquid crystal material and the electric field, nematic liquid crystals inherently have the disadvantage of slow response speed (on the order of msec), and are It was disadvantageous as a material for large-screen display elements that require response. In contrast, in 1975, Mayer (
R. B. Ferroelectric liquid crystals, which were first synthesized by N.A. In type ferroelectric liquid crystal device (SSFLCD), the μsec
Since announcing its high-speed response and memory properties, it has attracted attention, and many ferroelectric liquid crystal compounds have been synthesized. The response speed of ferroelectric liquid crystal is τ=η/Ps
・Known as E. Here, η indicates rotational viscosity, and P
s indicates spontaneous polarization, and E indicates electric field strength. from now,
In order to achieve high-speed response, the development goal has been to develop liquid crystal materials with low viscosity and high spontaneous polarization. Additionally, liquid crystal materials are required to have properties such as chemical stability and wide operating temperature range, but it has been difficult to satisfy these properties with a single compound. Therefore, conventionally, compounds having multiple chiral smectic C phases (SmC*) were mixed together, or compounds having a low viscosity smectic C phase (SmC*) were mixed together.
A method has been used to obtain a ferroelectric liquid crystal composition exhibiting an SmC* phase having desired performance by adding an optically active compound to a base liquid crystal having C). In the latter case, the chiral dopant to be added may or may not itself have an SmC* phase, has good compatibility with the host liquid crystal, and induces large spontaneous polarization. However, it is required not to increase the viscosity. [0006] Spontaneous polarization is thought to occur as a result of the free rotation of the dipole moment in the direction perpendicular to the long axis of the molecule being suppressed by the influence of the asymmetric carbon about the long axis. Therefore, in order to increase spontaneous polarization, 1) bring the dipole part closer to the skeletal part called the core, 2) bring the dipole part and the asymmetric carbon atom closer, 3) add a sterically large substituent to the asymmetric carbon. Attempts have been made to increase spontaneous polarization by adding a Furthermore, it has recently been reported that a compound with a structure in which a dipole moiety and an asymmetric carbon are directly connected to a five-membered ring lactone effectively restrains free rotation and has large spontaneous polarization (Japanese).
se Journal of Applied Phys.
sics, vol. 29, No. 6, ppL981-L983
). [0007] An object of the present invention is to introduce a fluoroalkyl group, which itself has a large electron-withdrawing property, onto the asymmetric carbon atom adjacent to such a five-membered ring lactone. It has a larger spontaneous polarization, is chemically stable, and exhibits liquid crystallinity by itself, or does not exhibit liquid crystallinity by itself, but is useful as a component of a ferroelectric liquid crystal that induces a large spontaneous polarization. , to provide new compounds. [Means for Solving the Problems] The present inventors have discovered that a specific γ
- It has been found that lactone derivatives are excellent dopants that either exhibit a liquid crystal phase when used alone or do not exhibit a liquid crystal phase when used alone, but can be expected to provide a high-speed response when used as a composition. The present invention was completed based on this knowledge. That is, the present invention provides general formula (I)
] [In the formula, Rf represents a fluoroalkyl group having 1 or 2 carbon atoms, R1 represents a linear or branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and R2 and R3 are each independently hydrogen or a fluoroalkyl group having 1 to 2 carbon atoms. 15 linear or branched alkyl groups,
A represents -COO-, -O- or a single bond, B represents -CO
O-, -OCO-, -CH2 O-, -OCH2 - or a single bond, Y represents -COO-, -CH2 O- or -O-, * represents an asymmetric carbon, X1 and X2
each independently represents [Formula 4]. The present invention provides an optically active γ-lactone derivative represented by the following. In the general formula (I), as mentioned above, Rf
represents a fluoroalkyl group having 1 or 2 carbon atoms, specifically a trifluoromethyl group, a difluoromethyl group, a chlorodifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, and preferably a trifluoromethyl group. R1 is a straight or branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, such as n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n- pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group,
n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-heptadecyl group, n
-octadecyl group, n-nonadecyl group, n-eicosyl group, etc. Among these, a branched alkyl group having an asymmetric carbon is an optically active group. Furthermore, R2 and R3 are each independently hydrogen or a straight or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, or a sec- Butyl group, ter
t-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, 1-
Methylbutyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, 1
-methylheptyl group, n-octyl group, 1-ethylheptyl group, 1-methyloctyl group, n-nonyl group, 1-ethyloctyl group, 1-methylnonyl group, n-decyl group,
Examples include n-undecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, and n-pentadecyl group. The compound of general formula (I) according to the present invention can be produced by various methods, for example, by the following steps. In the case of B=-COO- and Y=-COO-: general formula (II) BzO-X2 -COCl

...(II) [wherein, X2 is the same as above, and B
z represents a benzyl group. ] The compound represented by the general formula (
III) [In the formula, Rf , R2 and R3 are the same as above. ] by reacting with a compound represented by the general formula (IV) [
[In the formula, Rf, Bz, X2, R2 and R3 are the same as above. ] is obtained. This reaction can be carried out in the presence of an organic base such as pyridine, triethylamine, etc. in a solvent such as toluene, benzene, methylene chloride, etc. at a temperature of -20°C to 80°C. Next, by removing the benzyl group in the resulting compound of general formula (IV) by a conventional method, the compound of general formula (V) [wherein Rf, X2, R2 and R3 are as defined above] is the same as ] is produced. This debenzylation reaction can be carried out, for example, by hydrogenolysis at normal pressure using an alcoholic solvent such as methanol, ethanol, propanol, or acetic acid in the presence of a Pd 2 /C catalyst. The compound of general formula (V) obtained as described above is converted into a compound of general formula (VI) R1 -A-X1 -COCl
...(VI) [wherein R1, A and X1 are the same as above. ] The compound of the above general formula (I) can be obtained by reacting with a compound represented by the formula (I). This reaction can be carried out in the presence of an organic base such as pyridine, triethylamine, etc. in a solvent such as toluene, benzene, methylene chloride, etc. at a temperature of -20°C to 80°C. Furthermore, B=-COO-, Y=-CH2O-
In the case of: general formula (VII) THPO-X2 -CH2Z
...(
VII) [In the formula, X2 is the same as above, THP represents a tetrahydropyranyl group, and Z represents chlorine, bromine, iodine or tosyl group. ] is reacted with the compound represented by the above general formula (III) to obtain the general formula (VIII) [wherein Rf, THP, It is. ] is obtained. This reaction can be carried out by reacting the compound of general formula (III) with an alkali metal hydride or a base such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, and then adding the compound of general formula (VII). Next, the tetrahydropyranyl group in the obtained compound of general formula (VIII) is removed by a conventional method to obtain general formula (IX) [wherein Rf, X2, R2 and R3 is the same as above. ] is produced. This elimination of the tetrahydropyranyl group can be carried out using a solvent such as ether, tetrahydrofuran, chloroform, etc. in the presence of an acid catalyst such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and para-toluenesulfonic acid. Next, the compound represented by the general formula (IX) obtained above is reacted with the compound represented by the above general formula (VI) to obtain the compound represented by the above general formula (I). This reaction can be carried out in the presence of an organic base such as pyridine, triethylamine, etc. in a solvent such as toluene, benzene, methylene chloride, etc. at a temperature of -20°C to 80°C. Further, in the case of B=-COO-, Y=-O-: general formula (X) THPO-X2 -I
・・・
- (X) [wherein THP and X2 are the same as above. ] is reacted with the compound represented by the above general formula (III) to obtain the general formula (XI) [wherein Rf, THP, It is. ] is obtained. This reaction is carried out by treating the compound of the general formula (III) with a base represented by an alkali metal hydride, then using cuprous iodide as a catalyst under reflux conditions of dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, etc., and using the general formula (III). This can be carried out by reacting a compound represented by X). Next, the tetrahydropyranyl group in the obtained compound of general formula (XI) is removed by a conventional method to form general formula (XII) [where Rf, X2, R2 and R3 is the same as above. ] is produced. This elimination of the tetrahydropyranyl group can be carried out using a solvent such as ether, tetrahydrofuran, chloroform, etc. in the presence of an acid catalyst such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and para-toluenesulfonic acid. Next, by reacting the obtained compound of general formula (XII) with the compound represented by general formula (VI) above, the compound of general formula (I) can be obtained. This reaction can be carried out in the presence of an organic base such as pyridine, triethylamine, etc. in a solvent such as toluene, benzene, methylene chloride, etc. at a temperature of -20°C to 80°C. [0023] Also, B=-CH2O-, Y=-COO
-: The compound represented by the above general formula (V) is represented by the general formula (XIII) R1-A-X1-CH2Z
... (XIII) [wherein R1, A, X1 and Z are the same as above. ] The compound of the above general formula (I) can be obtained by reacting with a compound represented by the formula (I). This reaction is carried out by reacting a compound of the general formula (V) with an alkali metal hydride or a base represented by sodium hydroxide or potassium hydroxide, and then reacting with the compound of the general formula (V).
This can be carried out by adding the compound XIII). [0024] Also, B=-OCH2-, Y=-COO
In the case of -: General formula (XIV) ZCH2 -X2 -COCl
... (XIV)
[In the formula, Z and X2 are the same as above. ] is reacted with the compound represented by the above general formula (III) to obtain the general formula (XV) [wherein Rf, Z, It is. ] is obtained. This reaction is
in a solvent such as toluene, benzene, methylene chloride, etc. in the presence of an organic base such as pyridine, triethylamine, etc.
It can be carried out at a temperature of 20°C to 80°C. Next, general formula (XVI)
R1-A-X1-OH
...(XVI) [wherein, R
1 , A and X1 are the same as above. ] is reacted with the above compound (XV) to obtain the compound of the above general formula (I). This reaction is expressed by the general formula (XVI
) can be reacted with an alkali metal hydride or a base represented by sodium hydroxide or potassium hydroxide, and then a compound of general formula (XV) is added thereto. Furthermore, in order to produce the compound of general formula (I) of the present invention, general formula (III) used as a raw material
The compounds can be prepared in a variety of ways. For example, when R2 = R3 = hydrogen: Furan is silylated to form the general formula (XVII): [In the formula, TMS represents a trimethylsilyl group. ] is obtained, and this compound is further trifluoroacetylated to obtain a compound represented by the general formula (XVIII). This reaction involves using a solvent such as tetrahydrofuran or diethyl ether, silylation using an organolithium compound such as n-butyllithium and trimethylsilyl chloride, and then trifluoroacetylation using the above-mentioned butyllithium and ethyl trifluoroacetate. This can be carried out at a temperature of -78°C to 0°C. The obtained compound of general formula (XVIII) is reduced by a conventional method to obtain a compound of general formula (XIX). This reaction can be carried out using, for example, sodium borohydride, lithium aluminum hydride, tin chloride, etc. as a reducing agent. The obtained compound of general formula (XIX) is acylated by reacting with acid chloride. Specifically, the acid chloride used as the acylating agent here includes acetyl chloride, propionyl chloride, isobutyroyl chloride, octanoyl chloride, benzoyl chloride, and the like. The resulting general formula (XX): [In the formula, R'CO represents an acyl group. ] By asymmetrically hydrolyzing the compound represented by the general formula (
XXI ) and (XXIa) Optically active alcohols and esters represented by the following formulas are obtained. As the enzyme used in this reaction, various so-called hydrolytic enzymes can be used, such as lipase PS, lipase MY, lipase OF, and cellulase. The above esters of general formula (XXIa) can be converted into alcohols of general formula (XXI) and enantiomeric alcohols by chemical hydrolysis and asymmetric hydrolysis with another enzyme. Next, the general formula (X
The alcohol represented by XI) is silylated to give the general formula (XXII): [In the formula, TBDMS represents a t-butyldimethylsilyl group. ] is obtained. This reaction can be carried out using t-butyldimethylsilyl chloride as the silylating agent. The obtained silyl derivative of general formula (XXII) is oxidized to obtain a compound represented by general formula (XXIII). In this reaction, as an oxidizing agent,
For example, it can be carried out using monoperoxyphthalic acid magnesium salt or hydrogen peroxide in a solvent such as acetic acid or chloroform. Furthermore, although a mixture of diastereomers is obtained in this reaction, these compounds can be easily separated by silica gel column chromatography. After separating the diastereomers of the general formula (XXIII) obtained, the diastereomers of the general formula (XXIII) are desilylated to form the general formula (XX
IV) A compound represented by the following formula is obtained. This desilylation reaction can be carried out by a conventional method, and can be carried out at 0°C in a tetrahydrofuran solvent using tetra-n-butylammonium fluoride as a catalyst. The obtained compound represented by general formula (XXIV) is hydrogenated to obtain the desired general formula (III).
A compound in which R2 and R3 are hydrogen is obtained. Hydrogenation can be carried out in a hydrogen atmosphere using, for example, ethanol, methanol, hexane, ethyl acetate, benzene, toluene, etc. as a solvent and using palladium charcoal as a catalyst. When R2 = alkyl group and R3 = H: the compound represented by the general formula (XXIII) is alkylated to obtain a compound represented by the general formula (XXV). This reaction can be carried out at -78°C using an organocopper reagent. Moreover, in this case, a diastereomer mixture is not obtained, and only one type of anti-isomer is produced. Next, by desilylating the obtained compound represented by the general formula (XXV), the desired general formula (X
XVI) A compound represented by the following formula can be obtained. This desilylation reaction can be carried out at 0° C. in a tetrahydrofuran solvent using tetra-n-butylammonium fluoride as a catalyst. Preferred compounds of the present invention include, for example, the following. [Chemical 23] [Chemical 24] [Chemical 25] [Chemical 26] [Chemical 27] [Chemical 28] [Chemical 29] [Chemical 30] [Examples] Next, the present invention will be explained based on the Examples. Although a more specific explanation will be given, the present invention is not limited thereto. Further, in each of the following examples, R and S of the optically active compound represented by the general formula (I) of the present invention were indicated based on the position number of the following formula. Example 1 (A) Synthesis of (4R,1'R)-(2',2',2'-trifluoro-1'-hydroxyethyl)-4-butanolide a) Furan 13.6g under nitrogen atmosphere
(200 mmol) to 150 ml of tetrahydrofuran, 1.5M n-butyllithium hexane solution 1
33 ml (200 mmol) was added dropwise at -20°C and reacted for 1 hour. Next, trimethylsilyl chloride 21.
7 g (200 mmol) was added dropwise and stirred at -20°C for 1 hour. 1.5M n-butyllithium hexane solution 13
After adding 3 ml (200 mmol) and reacting at -20°C for 1 hour, ethyl trifluoroacetate was added at -78°C.
4 g (200 mmol) was added dropwise, and the mixture was heated at -78°C for 1 hour.
The reaction was continued for an additional 1 hour at room temperature. 3N hydrochloric acid was added to this reaction solution to stop the reaction, and the mixture was extracted with ethyl acetate. Next, it was washed successively with saturated sodium hydrogen carbonate solution and saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. Ethyl acetate was distilled off under reduced pressure to obtain a crude product of a furan derivative. (b) 2.3 g (60 mmol) of sodium borohydride was added to 100 ml of dry ethanol, and the crude product of the furan derivative obtained in the above reaction was added dropwise at 0° C. over 30 minutes. After reacting at room temperature for 2 hours, ethanol was distilled off under reduced pressure, 3N hydrochloric acid was added to stop the reaction, and the mixture was extracted with ethyl acetate. Then, it was washed successively with saturated sodium hydrogen carbonate and saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. After ethyl acetate was distilled off under reduced pressure, vacuum distillation was performed to obtain 40.5 g (170 mmol) of an alcohol compound. (c) Add the above (b) to 200 ml of methylene chloride.
) and 8.9 ml (110 mmol) of pyridine were added, and 8.6 g (110 mmol) of acetyl chloride was added dropwise at 0°C, followed by reaction at room temperature for 12 hours. . Then, 3N hydrochloric acid was added to stop the reaction, and the mixture was extracted with methylene chloride. Thereafter, it was sequentially cleaned with saturated sodium hydrogen carbonate solution and distilled water, and dried over anhydrous magnesium sulfate. After removing methylene chloride under reduced pressure, vacuum distillation was performed to obtain acetate 27
.. 5 g (98 mmol) were obtained. (d) 28.0 g (100 mmol) of the acetate obtained by the above reaction in 1000 ml of distilled water
was added and kept at 40°C in a mini jar fermenter. 20 g of lipase PS was added and reacted for 20 hours. 3N hydrochloric acid was added to stop the reaction at 0° C., and the mixture was filtered through Celite. The extract was extracted with ethyl acetate, washed with saturated brine, dried over anhydrous magnesium sulfate, and ethyl acetate was distilled off under reduced pressure. Next, the optically active alcohol 1 was separated and purified by silica gel column chromatography.
1.7 g (49 mmol) and optically active acetate 13
.. 2 g (47 mmol) were obtained. The optical purity of the obtained alcohol was 97.5%e. e. Met. (e) 11.7 g (49 mmol) of the optically active alcohol obtained in the above reaction was mixed with 100 g of methylene chloride.
4.0 g (59 mmol) of imidazole dissolved in ml
of t-butyldimethylsilyl chloride at 0°C.
9 g (59 mmol) was added and reacted at room temperature for 16 hours. Next, the reaction was stopped by adding 3N hydrochloric acid, extracted with methylene chloride, washed successively with saturated sodium bicarbonate solution and distilled water, and dried over anhydrous magnesium sulfate. After distilling off methylene chloride under reduced pressure, it was separated and purified by column chromatography to obtain silyl ether 16.6
g (47 mmol) was obtained. (f) Under a nitrogen atmosphere, 14.1 g (40 mmol) of the silyl ether obtained in the above reaction and 23.0 g of magnesium monoperoxyphthalate were added to 120 ml of acetic acid.
2 g (60 mmol) was added, and the mixture was reacted at 80° C. for 12 hours. After acetic acid was distilled off under reduced pressure, saturated sodium hydrogen carbonate solution was added, and the mixture was extracted with ethyl acetate. Then, it was washed with saturated brine and dried over anhydrous magnesium sulfate. After distilling off ethyl acetate under reduced pressure, it was separated and purified by column chromatography to obtain 4.7 g (1
6 mmol) and (4S,1'R) body 3.0 g (10
mmol) was obtained. Additionally, 4.2 g (12 mmol) of raw material was also recovered. (g) (4R,1) obtained by the above reaction
'R) compound 3.0 g (10 mmol) was added to a mixed solvent of 10 ml of tetrahydrofuran and methanol 5 ml, and 0.26 g of tetra-n-butylammonium fluoride (
1 mmol) was added at 0°C and reacted for 10 hours. Distilled water was added to stop the reaction, and the mixture was extracted with ethyl acetate. After washing with distilled water, it was dried over anhydrous magnesium sulfate, ethyl acetate was distilled off under reduced pressure, and then purified by silica gel column chromatography to obtain 1.7 g (9.5 mmol) of alcohol. (h) 0.53 g (2.9 mmol) of the alcohol obtained by the above reaction was added to 10 ml of ethanol, and a reaction was carried out under a hydrogen atmosphere using 0.05 g of 10% palladium charcoal as a catalyst. After removing the catalyst by filtration, ethanol is distilled off under reduced pressure and separated and purified by silica gel column chromatography to obtain the desired product (
4R,1'R)-(2',2',2'-trifluoro-
1'-Hydroxyethyl)-4-butanolide 0.47g
(2.6 mmol) was obtained. (B) (4R,1'R)-4-[2',2
',2'-trifluoro-1'-(4''-decyloxybiphenyl-4''-carbonyloxy)ethyl]-4
Synthesis of -butanolide [Chemical formula 33] 0.99 g (2.7 mmol) of 4'-decyloxy-4-biphenylcarboxylic acid chloride and (4R
,1'R)-4-(2',2',2'-trifluoro-
1'-Hydroxyethyl)-4-butanolide 0.41g
2 ml of anhydrous pyridine was added to 5 ml of a toluene solution of (2.2 mmol) and reacted at room temperature for 14 hours. 3N hydrochloric acid was added to this reaction solution to stop the reaction, and the mixture was extracted with ether. Then, it was washed successively with saturated sodium hydrogen carbonate and saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. After distilling off the ether under reduced pressure, the target compound (4R,1'R)-4-[2',
2',2'-trifluoro-1'-(4''-decyloxybiphenyl-4''-carbonyloxy)ethyl]-4
-0.95 g of butanolide was obtained. The physical properties of the obtained compound are shown below. Molecular formula: C29H35F3 O5 1H-NMR; σ (ppm) 0.89 (t, J = 6.6Hz, 3H); 1.22~
1.57 (m, 14H); 1.76-1.87 (m, 2
H); 2.40-2.71 (m, 4H); 4.01 (t
, J=6.5Hz, 2H); 4.96(dt, J=4
.. 0.7.0Hz, 1H); 5.94 (dq, J=4
.. 0,7.0Hz,1H); 7.00(d,J=
8.8Hz, 2H); 7.56 (d, J=8.8Hz
, 2H); 7.66 (d, J=8.5Hz, 2H)
;8.08 (d, J=8.5Hz, 2H) 19F-NMR (reference CFCl3); σ (ppm
)−74.31 (d, J=6.9Hz)IR(
cm-1) 1800, 1745, 1600, 1500,
1190,1030 Mass spectrometry m/e (M+) Calculated value 520.2437 Actual value 520.2469 [α]25D = -70.0° (c = 1.07, C
HCl3 ) Example 2 (4S,1'R)-4-[2',2',2'-trifluoro-1'-(4'''-decyloxybiphenyl-4''
-Carbonyloxy)ethyl]-4-butanolide [Chemical formula 34] 0.78 g (2.1 mmol) of 4'-decyloxy-4-biphenylcarboxylic acid chloride and (4S
,1'R)-4-(2',2',2'-trifluoro-
1'-hydroxyethyl)-4-butanolide 0.32g
2 ml of anhydrous pyridine was added to 5 ml of a toluene solution of (1.7 mmol) and reacted at room temperature for 16 hours. Next, the same post-treatment and purification as in Example 1(B) were performed to obtain the target compound (4S,1'R)-4-[2',2',2'
0.2 g of -trifluoro-1'-(4''-decyloxybiphenyl-4''-carbonyloxy)ethyl]-4-butanolide was obtained. The physical properties of the obtained compound are shown below. Molecular formula: C29H35F3O5 1H-NMR; σ (ppm) 0.89 (t, J = 6.4Hz, 3H); 1.20~
1.59 (m, 14H); 1.76-1.87 (m, 2
H); 2.09-2.27 (m, 1H); 2.43
~2.60 (m, 3H); 4.01 (t, J=6.5H
z, 2H); 5.01 (dt, J=3.5, 7.3H
z, 1H); 5.71 (dq, J=3.5, 6.7H
z, 1H); 7.00 (d, J=8.7Hz, 2H
); 7.56 (d, J=8.7Hz, 2H); 7.6
7 (d, J = 8.4Hz, 2H); 8.12 (d, J
=8.5Hz, 2H) 19F-NMR (reference CFCl3); σ (ppm
)−74.12 (d, J=6.8Hz)IR(
cm-1) 1780, 1740, 1605, 1500,
1190,1030 Mass spectrometry m/e (M+) Calculated value 520.2437 Actual value 520.2408 [α]27D = -31.5° (c = 1.01, CHC
Example 3 (4R,1'R)-4-[2',2',2'-trifluoro-1'-[4''-(4''''-decyloxybiphenyl-4''') Synthesis of -carbonyloxy)phenyl-1”-carbonyloxy]ethyl]-4-butanolide [Chemical formula 3
5. a) 0.59 g (2.4 mmol) of 4-benzyloxybenzoic acid chloride and (4R,1'R)-
2 ml of anhydrous pyridine was added to 5 ml of a toluene solution containing 0.37 g (2.0 mmol) of 4-(2',2',2'-trifluoro-1-hydroxymethyl)-4-butanolide, and the mixture was reacted at room temperature for 16 hours. I let it happen. 3N hydrochloric acid was added to this reaction solution to stop the reaction, and the mixture was extracted with ether. Then, it was washed successively with saturated sodium hydrogen carbonate and saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. After distilling off the ether under reduced pressure, it was separated and purified by silica gel column chromatography to obtain 0.66 g of benzyl ether compound.
I got it. b) Add 0.1 g of 10% palladium-charcoal to a solution of the compound obtained in a) above in a mixed solvent of 5 ml of toluene and 5 ml of ethanol, and hydrogenolyze it at room temperature under a hydrogen atmosphere. was carried out for 27 hours. Thereafter, the reaction solution was filtered and the solvent was distilled off under reduced pressure, followed by separation and purification by silica gel column chromatography to obtain 0.48 g of an alcohol compound. c) 0.31 g of the compound obtained in b) above
(1.0 mmol) and 0.45 g (1.2 mmol) of 4'-decyloxy-4-biphenylcarboxylic acid chloride.
Add 2 ml of anhydrous pyridine to 5 ml of toluene solution of
The reaction was allowed to proceed at room temperature for 15 hours. 3N hydrochloric acid was added to this reaction solution to stop the reaction, and the mixture was extracted with ether. Then,
Washed sequentially with saturated sodium bicarbonate and saturated saline,
It was dried with anhydrous magnesium sulfate. After distilling off the ether under reduced pressure, the target compound was purified by silica gel column chromatography and recrystallization from ethanol.
4R,1'R)-4-[2',2',2'-trifluoro-1'-[4"-(4""-decyloxybiphenyl-4"'-carbonyloxy)phenyl-1"- 0.51 g of carbonyloxy]ethyl]-4-butanolide was obtained. The physical properties of the obtained compound are shown below. Molecular formula: C36H39F3O7 1H-NMR; σ (ppm) 0.89 (t, J =6.3Hz, 3H); 1.21~
1.66 (m, 14H); 1.77-1.94 (m, 2
H); 2.40-2.73 (m, 4H); 4.02 (t
, J=6.5Hz, 2H); 4.95(dt, J=4
.. 1,6.9Hz,1H);5.93(dq,J=4
.. 0.6.8Hz, 1H); 7.01 (d, J=8.
6Hz, 2H); 7.39 (d, J=8.6Hz,
2H); 7.60 (d, J=8.6Hz, 2H); 7
.. 71 (d, J = 8.3Hz, 2H); 8.15 (d
, J=8.7Hz, 2H); 8.23(d, J=8.
4Hz, 2H) 19F-NMR (Reference CFCl3
); σ(ppm)-74.32 (d, J=
6.9Hz) IR (cm-1) 1800, 1740,
1605,1505,1190,1070 Mass spectrometry m/e (M+) Calculated value 640.2648 Actual value 640.2673 [α]25D = -37.3° (c = 1.03, CHC
Example 4 (4R,1'R)-4-[2',2',2'-trifluoro-1'-[4"-(4"'-decyloxybiphenyl-4"") Synthesis of -methyleneoxy)phenyl-1”-carbonyloxy]ethyl]-4-butanolide [Chemical formula 36
0.48 g of the compound obtained in Example 3b)
(1.6 mmol) in THF (3 ml) at 60%
Sodium hydride 0.08 g (1.9 mmol) T
Add dropwise to HF (5 ml) solution at 0°C under nitrogen atmosphere,
Stirred for 0 minutes. Next, 0.68 g (1.9 mmol) of 4'-chloromethyl-4-decyloxybiphenyl was added to THF (5 ml).
- A mixed solution of dimethyl sulfoxide (10 ml) was added dropwise, and the mixture was stirred at 0°C for 30 minutes. The reaction was further carried out at 60°C for 24 hours. The reaction was stopped by adding 1N hydrochloric acid to the reaction solution, and the mixture was extracted with ether. Then, it was washed with saturated brine and dried over anhydrous magnesium sulfate. After distilling off the ether under reduced pressure, the target compound (4R,1'R)-4-[2',2',2'-trifluoro-1 was purified by silica gel column chromatography and recrystallization from ethanol. '-[4"-(4"'-decyloxybiphenyl-4""-methyleneoxy)phenyl-1"-carbonyloxy]ethyl]-4-butanolide 0.27 g
I got it. The physical properties of the obtained compound are shown below. Molecular formula: C36H41F3O6 1H-NMR; σ (ppm) 0.89 (t, J = 6.5Hz, 3H); 1.18~
1.59 (m, 14H); 1.75-1.86 (m, 2
H); 2.37-2.66 (m, 4H); 4.00 (t
, J=6.5Hz, 2H); 4.93(dt, J=4
.. 0,7.2Hz,1H);5.17(s,2H);
5.89 (dq, J=4.0, 7.0Hz, 1H);
6.97 (d, J = 8.7Hz, 2H); 7.05 (
d, J=8.9Hz, 2H); 7.46(d, J=8
.. 2Hz, 2H); 7.52 (d, J=8.8Hz
, 2H); 7.59 (d, J=8.2Hz, 2H);
8.01 (d, J = 8.9Hz, 2H) 19F-NMR (reference CFCl3); σ (ppm
)-74.35 (d, J=7.0Hz)IR(
cm-1) 1800, 1785, 1750, 1610,
1505,1190,1030 Mass spectrometry m/e (M+) Calculated value 626.2855 Actual value 626.2849 [α]26D = -39.7° (c = 0.96, CHC
Example 5 (4S,1'R)-4-[2',2',2'-trifluoro-1'-[4''-(4''''-decyloxybiphenyl-4''') Synthesis of -carbonyloxy)phenyl-1”-carbonyloxy]ethyl]-4-butanolide [Chemical formula 3
7] (4S, 1'R)-4-(2', 2', 2
Using 0.32 g (1.7 mmol) of '-trifluoro-1'-hydroxyethyl)-4-butanolide, esterification, debenzylation, and esterification reactions were carried out in the same manner as in Example 3. It is a compound (4S,1
'R)-4-[2',2',2'-trifluoro-1'
-[4"-(4""-decyloxybiphenyl-4"'
0.58 g of -carbonyloxy)phenyl-1''-carbonyloxy]ethyl]-4-butanolide was obtained. The physical properties of the obtained compound are shown below. Molecular formula: C36H39F3O7 1 H-NMR; σ (ppm) 0.89 (t, J=6.6Hz, 3H); 1.20~
1.59 (m, 14H); 1.76-1.90 (m, 2
H); 2.08-2.27 (m, 1H); 2.44-2
.. 63 (m, 3H); 4.02 (t, J=6.6Hz
, 2H); 5.00 (dt, J=3.8, 7.2Hz
, 1H); 5.70 (dq, J=3.8, 6.8Hz
, 1H); 7.01 (d, J=8.8Hz, 2H);
7.39 (d, J = 8.8Hz, 2H); 7.60 (
d, J=8.8Hz, 2H); 7.71(d, J=8
.. 6Hz, 2H); 8.19 (d, J=8.8Hz
, 2H); 8.24 (d, J = 8.5Hz, 2H) 19F-NMR (reference CFCl3); σ (ppm
)-74.09 (d, J=6.8Hz)IR(
cm-1) 1790, 1740, 1605, 1505,
1185,1070 Mass spectrometry m/e (M+) Calculated value 640.2648 Actual value 640.2648 [α]27D = -21.3° (c = 1.01, CHC
13) Example 6 (a) (3R,4R,1'R)-3-butyl-(2',
2',2'-trifluoro-1'-hydroxyethyl)
Synthesis of -4-butanolide [Chemical formula 38] Under nitrogen atmosphere, 10 m of tetrahydrofuran
1.9 g (10 mmol) of cuprous chloride was added to -7
1.6M n-butyllithium hexane solution 1 at 8°C
Slowly drop 2.5 ml (20 mmol) of -7
React at 8°C for 30 minutes, at room temperature for 5 minutes, and at -78°C for 30 minutes. 2.8g of trifluoroborane ether complex at -78℃
(20 mmol) was added and stirred at -78°C for 30 minutes. Next, (4R, 1'R) obtained in Example 1(A)(f)
) 1.5 g (5 mmol) of tetrahydrofuran (2
ml) solution was added dropwise and reacted at -78°C for 2 hours. The reaction was stopped by adding diluted aqueous ammonia, and the mixture was extracted with ethyl acetate. It was washed successively with sodium thiosulfate solution and saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. Ethyl acetate was distilled off under reduced pressure, and the residue was separated and purified using silica gel column chromatography to obtain 1.5 g (4.3 mmol) of an alkylated product. 1.5 g of alkylated product obtained in the above reaction
(4.3 mmol) was subjected to a desilylation reaction in the same manner as in Example 1 (A) (g) to obtain the desired (3R, 4R,
1'R)-3-butyl-(2',2',2'-trifluoro-1'-hydroxyethyl)-4-butanolide1.
0 g (4.1 mmol) was obtained. (b) (3R,4R,1'R)-3-butyl-4-[2',2',2'-trifluoro-1'-(
Synthesis of 4""-decyloxybiphenyl-4"'-carbonyloxy)ethyl]-4-butanolide [Chemical formula 39] (3R, 4R, 1'R) obtained in (a) above
-3-Butyl-4-(2',2',2'-trifluoro-1'-hydroxyethyl)-4-butanolide 0.26
g (1.1 mmol) and performed the same operation as in Example 1(B) to obtain the target compound (3R,4R,1'R)-3-
Butyl-4-[2',2',2'-trifluoro-1'
0.45 g of -(4''''-decyloxybiphenyl-4'''-carbonyloxy)ethyl]-4-butanolide was obtained. Physical properties of the obtained compound are shown below. Molecular formula: C33H43F3O5 1H -NMR; σ (ppm) 0.82-0.99 (m, 6H); 1.18-1.58
(m, 20H); 1.76-1.87 (m, 2H); 2
.. 26 (dd, J=4.3, 17.2Hz, 1H);
2.62-2.77 (m, 1H); 2.80 (dd, J
=9.3, 17.3Hz, 1H); 4.01(t, J
=6.5Hz, 2H); 4.61(dd, J=4.3
, 4.3Hz, 1H); 5.82 (dq, J=4.7
, 6.8Hz, 1H); 7.00 (d, J=8.8H
z, 2H); 7.56 (d, J=8.7Hz, 2H
); 7.67 (d, J=8.4Hz, 2H); 8.0
8 (d, J = 8.4Hz, 2H) 19F-NMR (reference CFCl3); σ (ppm
)-73.93 (d, J=6.9Hz)IR(
cm-1) 1790, 1750, 1605, 1500,
1190,1080 Mass spectrometry m/e (M+) Calculated value 576.3063 Actual value 576.3020 [α]26D =+45.5° (c=1.04,C
HCl3) Example 7 (3R,4R,1'R)-3-butyl-4-[2',2
',2'-trifluoro-1'-(4"'-decyloxybiphenyl-4""-methyleneoxy)ethyl]-4
-Synthesis of butanolide [Chemical formula 40] (3R,4R,1'R)-3-butyl-4
A solution of 0.26 g (1.1 mmol) of -(2',2',2'-trifluoro-1'-hydroxyethyl)-4-butanolide in THF (3 ml) was added to 0.05 g (1 ml) of 60% sodium hydride. .3 mmol) in THF (5 ml) under a nitrogen atmosphere at 0°C, and the mixture was stirred for 30 minutes. Next, 0.43 g (1.2 mmol) of 4'-chloromethyl-4-decyloxyrubiphenyl was added to THF (5 ml).
A mixed solution of dimethyl sulfoxide (10 ml) was added dropwise at room temperature, and the mixture was reacted at 60° C. for 24 hours. 1 in this reaction solution
The reaction was stopped by adding N-hydrochloric acid and extracted with ether. Then, it was washed with saturated brine and dried over anhydrous magnesium sulfate. After distilling off the ether under reduced pressure, the target compound (3R, 4R, 1'R) was purified by silica gel column chromatography and recrystallization from ethanol.
)-3-Butyl-4-[2',2',2'-trifluoro-1'-(4"'-decyloxybiphenyl-4""
-methyleneoxy)ethyl]-4-butanolide 0.24
I got g. The physical properties of the obtained compound are shown below. Molecular formula: C33H45F3O4 1H-NMR; σ (ppm) 0.80-0.98 (m, 6H); 1.14-1.60
(m, 20H); 1.74-1.86 (m, 2H); 2
.. 13 (dd, J=2.5, 17.2Hz, 1H);
2.58-2.72 (m, 1H); 2.76 (dd, J
=9.5, 17.3Hz, 1H); 3.98(t, J
=6.5Hz, 2H); 4.11(dq, J=2.4
, 7.2Hz, 1H); 4.42 (dd, J=2.4
, 2.4Hz, 1H); 4.63 (d, J=10.7
Hz, 1H); 4.85 (d, J=10.6Hz, 1
H); 6.95 (d, J=8.8Hz, 2H); 7.
33 (d, J=8.2Hz, 2H); 7.50 (d,
J=8.8Hz, 2H); 7.55(d, J=8.2
Hz, 2H) 19F-NMR (reference CFCl3); σ (ppm
)-73.39 (d, J=7.1Hz)IR(
cm-1) 1790, 1610, 1505, 1170,
1060 Mass spectrometry m/e (M+) Calculated value 562.3270 Actual value 562.3268 [α]26D = +4.6° (c = 1.01, CHCl
3) Example 8 (3R,4R,1'R)-3-butyl-4-[2',2
Synthesis of ',2'-trifluoro-1'-[4"-(4""-decyloxybiphenyl-4"'-carbonyloxy)phenyl-1"-carbonyloxy]ethyl]-4-butanolide [Chemical formula 41 ] (3R,4R,1'R)-3-butyl-4
-[2',2',2'-trifluoro-1'-hydroxyethyl)-4-butanolide 0.26 g (1.1 mmol) was used in the same manner as in Example 3, and the target compound was obtained. (3R,4R,1'R)-3-butyl-4-[2
',2',2'-trifluoro-1'-[4"-(4"
``-decyloxybiphenyl-4''-carbonyloxy)phenyl-1''-carbonyloxy]ethyl]-4
-0.15 g of butanolide was obtained. The physical properties of the obtained compound are shown below. Molecular formula: C40H47F3O7 1H-NMR; σ (ppm) 0.77-0.99 (m, 6H); 1.12-1.72
(m, 20H); 1.76-1.87 (m, 2H); 2
.. 27 (dd, J=4.5, 17.3Hz, 1H);
2.56-2.76 (m, 1H); 2.79 (dd, J
=9.3, 17.4Hz, 1H); 4.02(t, J
=6.5Hz, 2H); 4.61(dd, J=4.4
, 4.4Hz, 1H); 5.81 (dq, J=4.8
, 6.8Hz, 1H); 7.01 (d, J=8.7H
z, 2H); 7.40 (d, J=8.7Hz, 2H
); 7.60 (d, J=8.7Hz, 2H); 7.7
1 (d, J = 8.4Hz, 2H); 8.15 (d, J
=8.7Hz,2H);8.24(d,J=8.4H
z, 2H); 19F-NMR (reference CFCl3); σ (ppm
)-73.91 (d, J=6.8Hz)IR(
cm-1) 1800, 1740, 1600, 1500,
1185,1070 Mass spectrometry m/e (M+) Calculated value 696.3274 Actual value 696.3254 [α]26D = +25.9° (c = 1.01, CHC
13) The phase transition temperatures of the compounds synthesized in Examples 1 to 8 were as shown in Table 1 based on DSC measurement and observation using a polarizing microscope. [Table 1] [0080] In the table, Cryst represents a crystal phase, and Is
o represents isotropic phase and SmA represents smectic A phase. Effects of the Invention The optically active γ-lactone derivative of the present invention is a novel compound that is chemically stable, has no coloration, and has excellent photostability, and exhibits liquid crystallinity or can be used alone. Although it does not exhibit liquid crystallinity, it is useful as a compounding component of ferroelectric liquid crystals that induces large spontaneous polarization and can improve high-speed response when used as a composition.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  一般式(I) 【化1】 〔式中、Rf は炭素数1又は2のフルオロアルキル基
を示し、R1は炭素数3〜20の直鎖又は分岐鎖アルキ
ル基を示し、R2 及びR3 はそれぞれ独立に水素又
は炭素数1〜15の直鎖又は分岐鎖アルキル基を示し、
Aは−COO−,−O−又は単結合を示し、Bは−CO
O−,−OCO−,−CH2 O−,−OCH2 −又
は単結合を示し、Yは−COO−,−CH2 O−又は
−O−を示し、*は不斉炭素を示し、X1 及びX2 
はそれぞれ独立に 【化2】 を示す。〕で表される光学活性γ−ラクトン誘導体。
Claim 1: General formula (I) [In the formula, Rf represents a fluoroalkyl group having 1 or 2 carbon atoms, R1 represents a straight chain or branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, R2 and R3 each independently represent hydrogen or a straight or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms,
A represents -COO-, -O- or a single bond, B represents -CO
O-, -OCO-, -CH2 O-, -OCH2 - or a single bond, Y represents -COO-, -CH2 O- or -O-, * represents an asymmetric carbon, X1 and X2
each independently represents [Chemical formula 2]. ] An optically active γ-lactone derivative represented by:
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