JPH04316555A - 新規なフェニルキノリン化合物及びこれを含む液晶組成物 - 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】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、安定なサーモトロピッ
クな液晶状態をとり得、例えば、液晶テレビ等のディス
プレイ用、光プリンターヘッド、光フーリエ変換素子、
ライトバルブ等、液晶やエレクトロケミクロミズムを利
用するオプトエレクトロニクス関連素子の素材として有
用な液晶材料として利用できる新規なフェニルキノリン
化合物及びこの化合物を含む液晶組成物に関するもので
ある。 【０００２】 【従来の技術】現在、液晶化合物が、表示材料として種
々の機器で応用され、時計、電卓、小型テレビなどに実
用化されている。これらは、ネマチック液晶材料を主成
分としたセルを用い、ＴＮ型あるいはＳＴＮ型と呼ばれ
る表示方式のものが採用されている。この場合のセルは
、液晶化合物の誘電異方性Δεと電場Ｅとの弱い相互作
用（ΔεＥ２／２　）に基づく作動であり、電場に対す
る応答速度が数ｍ　ｓｅｃと遅いことが欠点としてあげ
られている。そのため、テレビに用いた場合、駆動方式
として画素ごとにスイッチング素子を配置、付加したア
クティブマトリクス方式が主として用いられ、大画面化
を図る上での障害の一つになっている。 【０００３】しかし、１９７５年　Ｒ．Ｂ．　Ｍｅｙｅ
ｒ　らによって合成された４−（４−ｎ−デシルオキシ
ベンジリデンアミノ）ケイ皮酸−２−メチルブチルエス
テル（ＤＯＢＡＭＢＣ　）を代表例とする強誘電性液晶
の出現と、それを用いたＮ．Ａ．　Ｃｌａｒｋらの提案
した新しい表示方式（Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓ．　Ｌ
ｅｔｔ．　１９８０，　３６，　８９９　）により、μ
　ｓｅｃオーダーの高速応答性及び電場を切っても液晶
分子の配向が変わらない特性（メモリー性）を有する液
晶セルが可能となった。 これらの材料を用いた表示素子を使えば、スイッチング
素子などを用いないマルチプレックス駆動による単純マ
トリクス方式による液晶テレビが可能となり、アクティ
ブマトリクスのものに比べ、生産性やコスト、信頼性さ
らに大画面化などの面ではるかに有利なものとなる。 【０００４】上述の表示セルはいずれもキラルスメクチ
ックＣ相（以下Ｓｃ＊　相という）の光スイッチング現
象を応用したものであり、このようなＳｃ＊　相を示す
液晶材料としては、スメクチックＣ相（以下Ｓｃ相とい
う）を示す混合液晶に強誘電性キラル化合物を添加して
調製されるタイプのキラルスメクチック混合液晶が有効
である。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】この種の表示セルに広
い動作温度範囲を確保するためには、使用するキラルス
メクチック混合液晶が広い温度範囲でＳｃ＊　相を示し
得るものでなければならない。このような広い温度範囲
でＳｃ＊　相を示すキラルスメクチック混合液晶を調製
するには、強誘電性キラル化合物を添加すべき相手のス
メクチック混合液晶として、広い温度範囲でＳｃ相を示
すものを用いることが効果的である。 【０００６】広い温度範囲でＳｃ相を示すスメクチック
混合液晶を調製する方法としては、一般的に、低い温度
領域でＳｃ相を示すスメクチック液晶と高い温度領域で
Ｓｃ相を示すスメクチック液晶とを混合して調製する方
法が採られる。このため、その調製材料として、次の３
つの条件を満たす各種スメクチック液晶化合物を用いる
ことが望まれる。 （１）広い温度範囲でＳｃ相を示す。 （２）Ｓｃ相より高次のスメクチック相を示さない。 （３）Ｓｃ相を示すスメクチック混合液晶に混合するこ
とにより融点降下作用を示す。 また、Ｓｃ相を示す混合液晶に混合することによって、
該組成物のＳｃ相温度範囲を拡大することのできる各種
スメクチック液晶化合物の使用も望まれる。 【０００７】そこで、本発明の目的は、Ｓｃ相を示す新
規な液晶化合物を提供すると共に、Ｓｃ相を示すスメク
チック混合液晶に混合することによって、該組成物のＳ
ｃ相温度範囲を拡大できる新規な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、コア構造
としてフェニルキノリン骨格を有する液晶化合物が、サ
ーモトロピックに安定な液晶状態を取り得ること、およ
びこの化合物を他のＳｃ相を示す液晶と混合した際に、
広い温度範囲でＳｃ相を示すことを見い出し、本発明を
完成するに至った。 【０００９】すなわち、本発明は、一般式（Ｉ）【化２
】 （式中、Ｒは炭素数１〜１８のアルキル基またはアルコ
キシ基、ｎは０または１、Ｒ′は炭素数１〜１８のアル
キル基を示す）で表される新規なフェニルキノリン化合
物、及びこの化合物を含有する液晶組成物に関するもの
である。 【００１０】上記式の代表的化合物の例と、その理化学
的性質を示すと次の通りである。 ６−オクチル−２−（４−デシルオキシフェニル）キノ
リン■　１Ｈ−ＮＭＲ（２７０ＭＨｚ、ＴＭＳ基準、δ
値）　　δ　　０．９１　　　　　　　　　　　　６Ｈ
　　ｍ　　δ　　１．２　〜１．６　　　　　　　２４
Ｈ　　ｍ　　δ　　１．６　〜１．９　　　　　　　４
Ｈ　　ｍ　　δ　　２．７８　　　　　　　　　　　　
２Ｈ　　ｔ　　（Ｊ＝７Ｈｚ）　　δ　　４．０６　　
　　　　　　　　　　２Ｈ　　ｔ　　（Ｊ＝７Ｈｚ）　
　δ　　７．０２　　　　　　　　　　　　２Ｈ　　ｄ
　　（Ｊ＝９Ｈｚ）　　δ　　７．５８　　　　　　　
　　　　　２Ｈ　　ｍ　　δ　　７．８０　　　　　　
　　　　　　１Ｈ　　ｄ　　（Ｊ＝９Ｈｚ）　　δ　　
８．０８　　　　　　　　　　　　４Ｈ　　ｍ■ＩＲ（
ＫＢｒ法、ｃｍ−１） 　　２９１０，　２８４０，　１５９７，　１４６２，
　１２５２６−オクチル−２−（４−デカノイルオキシ
フェニル）キノリン■　１Ｈ−ＮＭＲ（２７０ＭＨｚ、
ＴＭＳ基準、δ値）　　δ　　０．８９　　　　　　　
　　　　　６Ｈ　　ｍ　　δ　　１．２　〜１．６　　
　　　　　２２Ｈ　　ｍ　　δ　　１．６　〜１．９　
　　　　　　４Ｈ　　ｍ　　δ　　２．６０　　　　　
　　　　　　　２Ｈ　　ｔ　　（Ｊ＝７Ｈｚ）　　δ　
　２．７８　　　　　　　　　　　　２Ｈ　　ｔ　　（
Ｊ＝７Ｈｚ）　　δ　　７．２４　　　　　　　　　　
　　２Ｈ　　ｄ　　（Ｊ＝９Ｈｚ）　　δ　　７．５８
　　　　　　　　　　　　２Ｈ　　ｍ　　δ　　７．８
０　　　　　　　　　　　　１Ｈ　　ｄ　　（Ｊ＝９Ｈ
ｚ）　　δ　　８．０７　　　　　　　　　　　　１Ｈ
　　ｄ　　（Ｊ＝９Ｈｚ）　　δ　　８．１６　　　　
　　　　　　　　３Ｈ　　ｍ■ＩＲ（ＫＢｒ法、ｃｍ−
１） 　　２９１０，　２８４０，　１７４２，　１５９７，
　１４６５，　１２１０，　８２０　 【００１１】上記式（Ｉ）の化合物は次のようにして得
ることができる。 【化３】 【００１２】すなわち、６−置換−２−（４−ヒドロキ
シフェニル）キノリンのフェノール性水酸基を、アルキ
ル化またはアシル化することにより得られる。 【００１３】また、ここで用いた６−置換−２−（４−
ヒドロキシフェニル）キノリンは、次式に従い得ること
ができる。 【化４】 【００１４】すなわち、４−置換アニリンをグリセリン
と反応させて、６−置換キノリンとし（スクラウプのキ
ノリン合成）、これに、フェニルリチウム誘導体を反応
させた後、脱保護することにより６−置換−２−（４−
ヒドロキシフェニル）キノリンが得られる。 【００１５】 【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 実施例１ ６−オクチル−２−（４−デシルオキシフェニル）キノ
リン 合成 ４−オクチルアニリン６．１６ｇ（３０．５ｍ　ｍｏｌ
　）、グリセリン７．５ｍｌ　、硫化鉄（ＩＩ）０．８
７ｇ、ｍ−ニトロベンゼンスルホン酸２．９１ｇおよび
ホウ酸１．５６ｇをフラスコに取り、１４０　℃で２時
間攪拌した。内容物を氷水にあけ、水酸化ナトリウム水
溶液を加えてｐＨ１２以上とした後、エーテルで抽出し
、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。無水硫酸マグ
ネシウムで乾燥後溶媒を留去して得られた油状物を、シ
リカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することによ
り、６−オクチルキノリン５．９７ｇ（収率８２％）を
得た。 【００１６】４−ブロモアニソール６．４４ｇ（３４．
４ｍ　ｍｏｌ）を乾燥ベンゼン１２ｍｌに溶解し、ｎ−
ブチルリチウムのヘキサン溶液２１ｍｌ（１．６４Ｍ、
３４．４ｍ　ｍｏｌ　）を加え、室温で一晩攪拌した。 生じた固体をデカンテーションで集めて乾燥した後、乾
燥テトラヒドロフラン２５ｍｌに溶解し、０℃に冷却し
た。これに、乾燥テトラヒドロフラン２０ｍｌに溶解し
た先に合成した６−オクチルキノリン５．５０ｇ（２２
．８ｍ　ｍｏｌ　）を加え、０℃で２時間、室温で１時
間攪拌した。その後、飽和塩化ナトリウム水溶液を加え
、エーテルで抽出した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後
溶媒を留去して得られた油状物を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で精製する
ことにより、６−オクチル−２−（４−メトキシフェニ
ル）キノリン３．１３ｇ（収率４０％）を得た。 【００１７】このようにして得た６−オクチル−２−（
４−メトキシフェニル）キノリン３．００ｇ（８．６ｍ
　ｍｏｌ）、酢酸３０ｍｌおよび４８％臭化水素酸１５
ｍｌをフラスコに取り、１００℃で１６時間攪拌した。 これを蒸留水２００ｍｌ　にあけ、ジクロロメタンで抽
出し、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。無水硫酸
マグネシウムで乾燥後溶媒を留去して得られた油状物を
シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することに
より、６−オクチル−２−（４−ヒドロキシフェニル）
キノリン０．８８ｇ（収率３０％）を得た。 【００１８】このようにして得た６−オクチル−２−（
４−ヒドロキシフェニル）キノリン０．２０ｇ（０．６
０ｍ　ｍｏｌ　）、１−ヨードデカン１．０ｍｌ　（４
．４８ｍ　ｍｏｌ　）、無水炭酸カリウム０．８１ｇ（
５．８７ｍ　ｍｏｌ　）および乾燥ジメチルスルホキシ
ド５ｍｌをフラスコに取り、室温で２日間攪拌した。こ
れに、蒸留水１００ｍｌ　を加え、エーテル抽出した。 有機層を、蒸留水、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し
た。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去して得
られた粗結晶を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で精製することにより、上記
の理化学的性質を有する６−オクチル−２−（４−デシ
ルオキシフェニル）キノリン０．１４ｇ（収率４９％）
を得た。 【００１９】液晶性の評価 前記のようにして得た化合物を、ポリイミドを塗布しラ
ビング処理を施した透明電極付きガラス板からなる厚さ
３μｍ　のセルに注入し、−２℃／分の割合で降温しな
がらクロスニコルの偏光顕微鏡で観察したところ、１１
６　℃で等方性液体からスメクチックＡ相に変化し、１
１４　℃でＳｃ相に変化し、７３℃で更に高次のスメク
チック相に変化した。更に降温したところ、５８℃で結
晶化した。また昇温時、６８℃で結晶から高次のスメク
チック相に変化した。 【００２０】実施例２ ６−オクチル−２−（４−デカノイルオキシフェニル）
キノリン 合成 実施例１で得た６−オクチル−２−（４−ヒドロキシフ
ェニル）キノリン０．２０ｇ（０．６ｍ　ｍｏｌ）、デ
カン酸クロリド０．５ｍｌ　（２．４ｍ　ｍｏｌ）およ
び乾燥ピリジン５ｍｌをフラスコに取り、室温で２日間
攪拌した。これに、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加
え、エーテルで抽出し、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗
浄した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去し
て得られた粗結晶を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で精製することにより、
上記の理化学的性質を有する６−オクチル−２−（４−
デカノイルオキシフェニル）キノリン０．１３ｇ（収率
４４％）を得た。 【００２１】液晶性の評価 前記のようにして得た化合物を、ポリイミドを塗布しラ
ビング処理を施した透明電極付きガラス板からなる厚さ
３μｍ　のセルに注入し、−２℃／分の割合で降温しな
がらクロスニコルの偏光顕微鏡で観察したところ、１２
０　℃で等方性液体からＳｃ相に変化し、８７℃で更に
高次のスメクチック相に変化し、５０℃で結晶化した。 また昇温時、６１℃で結晶から高次のスメクチック相に
変化した。 【００２２】実施例３ 液晶組成物の作成 下記の各式で示されるＳｃ相を示す液晶化合物（１），
　（２），　（３）　および（４）　を下記に示す割合
で混合して、液晶混合物Ａを作成した。 【化５】 【００２３】この液晶組成物Ａは、以下に示す相転移挙
動を示した。 （Ｃｒは液晶相、ＳＡ　はスメクチックＡ相、Ｎはネマ
チック相、Ｉは等方相を示す。） 【００２４】この液晶組成物Ａと実施例１の化合物を下
記に示す割合で混合して液晶組成物Ｂを作成した。 【化６】 【００２５】この液晶組成物Ｂは、以下に示す相転移挙
動を示した。 （Ｃｈはコレステリック相を示す。）このように、液晶
組成物Ａと比較して融点が４℃低下し、Ｓｃ相の上限温
度も４℃上昇した。これにより広いＳｃ相温度範囲を得
ることができた。 【００２６】実施例４ 液晶組成物の作成 実施例３で作成した液晶組成物Ａと実施例２の化合物を
下記に示す割合で混合して液晶組成物Ｃを作成した。 【化７】 【００２７】この液晶組成物Ｃは、以下に示す相転移挙
動を示した。 このように、液晶組成物Ａと比較して融点が５℃低下し
、Ｓｃ相の上限温度も４℃上昇した。これにより広いＳ
ｃ相温度範囲を得ることができた。 【００２８】 【発明の効果】本発明の化合物は、安定なＳｃ相を取り
得、また、他のベース液晶に混合することによりＳｃ相
の温度範囲を広げる等、オプトエレクトロニクス関連素
子の素材として極めて優れた効果を奏するものである。 【００２９】従って本発明は、例えば、液晶テレビなど
のディスプレイ用、光プリンターヘッド、光フーリエ変
換素子、ライトバルブなど、液晶やエレクトロケミクロ
ミズムを利用するオプトエレクトロニクス関連素子の素
材として有用な液晶材料といえる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　下記の一般式（Ｉ） 【化１】 （式中、Ｒは炭素数１〜１８のアルキル基またはアルコ
   キシ基、ｎは０または１、Ｒ′は炭素数１〜１８のアル
   キル基を示す）で表される新規なフェニルキノリン化合
   物。
2. 【請求項２】　　請求項１に記載の一般式（Ｉ）で表さ
   れるフェニルキノリン化合物の少なくとも１種を含有す
   ることを特徴とする液晶組成物。