JPH05320140A - New ester compound, liquid crystal composition and optical switching element - Google Patents

New ester compound, liquid crystal composition and optical switching element

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JPH05320140A
JPH05320140A JP15415792A JP15415792A JPH05320140A JP H05320140 A JPH05320140 A JP H05320140A JP 15415792 A JP15415792 A JP 15415792A JP 15415792 A JP15415792 A JP 15415792A JP H05320140 A JPH05320140 A JP H05320140A
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JP
Japan
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liquid crystal
fluoro
pyrimidine
phenyl
formula
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Application number
JP15415792A
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Japanese (ja)
Inventor
Akihisa Yokoyama
明久 横山
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Original Assignee
Japan Energy Corp
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Publication date
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Publication of JPH05320140A publication Critical patent/JPH05320140A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a new optically active ester compound useful as a liquid crystal composition exhibiting stable thermotropic crystalline state and giving a liquid crystal display element having quick response. CONSTITUTION:The new ester compound expressed by formula I (R and R' are 2-18C alkyl), e.g. 2-(4-butylphenyl)-5-[4-(2-fluoro-2-methylpentanoyloxy) phenyl]pyrimidine. The compound of formula I can be produced by esterifying a 2-(4-alkylphenyl)-5-(4-hydroxyphenyl)pyridine of formula II with a 2-fluoro-2- methylalkanoic acid of formula III. The compound of formula I has extremely excellent properties as a material for optoelectronic-relating elements, e.g. thermotropic liquid crystalline state of the compound and the formation of a ferroelectric liquid crystal composition having large spontaneous polarization and quick response when added to a non-chiral liquid crystal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【産業上の利用分野】本発明は、新規なエステル化合
物、特に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
利用できる新規なエステル化合物、この光学活性体、こ
の光学活性な化合物を含む液晶組成物及び光スイッチン
グ素子に関する。
The present invention relates to a novel ester compound, particularly a stable thermotropic liquid crystal state, for example, for a display such as a liquid crystal television, an optical printer head, an optical Fourier transform element, a light valve, etc. The present invention relates to a novel ester compound that can be used as a liquid crystal material useful as a material for optoelectronics-related devices utilizing liquid crystals and electrochemichromism, an optically active substance thereof, a liquid crystal composition containing the optically active compound, and an optical switching device.

【0002】[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msec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
上で障害の一つになっている。しかし、1975年 R.
B.Meyer 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(Ap
plied Phys. Lett.1980,36,p899 )により、μsec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。
2. Description of the Related Art At present, liquid crystal compounds are applied as display materials in various devices and put to practical use in watches, calculators, small televisions and the like. For these, a cell having a nematic liquid crystal material as a main component is used, and a display method called TN type or STN type is adopted. Cell in this case is actuated based on a weak interaction (ΔεE 2/2) of the dielectric anisotropy Δε and the electric field E of the liquid crystal compound, the response speed to the electric field is low and several msec is cited as disadvantages There is. Therefore, when it is used in a television, an active matrix system in which a switching element is arranged and added for each pixel is mainly used as a drive system, which is one of the obstacles in achieving a large screen. However, in 1975 R.
Appearance of ferroelectric liquid crystals typified by 4- (4-n-decyloxybenzylideneamino) cinnamic acid-2-methylbutyl ester (DOBAMBC) synthesized by B. Meyer et al., And NAClark using it Proposed a new display method (Ap
plied Phys. Lett. 1980, 36 , p899) has made possible a liquid crystal cell having a high-speed response on the order of μsec and a property (memory property) in which the orientation of liquid crystal molecules does not change even when the electric field is cut off. The use of display elements made of these materials enables LCD TVs with a simple matrix system that uses multiplex drive without using switching elements, etc., resulting in higher productivity, lower cost, higher reliability, and larger screens. It will be much more advantageous in terms of.

【0003】このため、現在まで多くの強誘電性液晶材
料が合成され、提案されてきた。これらの強誘電性液晶
材料が表示材料として用いられるためには、いくつかの
物性が要求されるが、その中でも基本的なものとして
は、室温近傍の広い温度範囲でスメクチックC相を示
し、大きな自発分極を有し、化学的に安定しているとい
う点である。しかしながら、初期の強誘電性液晶は、自
発分極が10nC/cm2以下と小さく、また分子内にシッ
フ塩基を持つものが多かったため、化学的に不安定であ
った。
Therefore, many ferroelectric liquid crystal materials have been synthesized and proposed so far. In order to use these ferroelectric liquid crystal materials as display materials, some physical properties are required. Among them, the basic one is that they exhibit a smectic C phase in a wide temperature range near room temperature and have a large size. It has a spontaneous polarization and is chemically stable. However, the initial ferroelectric liquid crystals were chemically unstable because the spontaneous polarization was as small as 10 nC / cm 2 or less, and many of them had a Schiff base in the molecule.

【0004】ところで、最近、化学的に安定なエステル
化合物による大きな自発分極の発現が報告されている。
例えば、次式化2
Recently, it has been reported that a large spontaneous polarization is caused by a chemically stable ester compound.
For example, the following formula 2

【化2】 の化合物は、78.7℃〜103.3℃の温度領域でキラ
ルスメクチックC相の、また103.3℃〜120.8℃
の温度領域でコレステリック相の液晶となり、この液晶
の83℃における自発分極が89nCcm2/であることが
知られている(特開昭61-43号公報)。
[Chemical 2] The compound of the above is a chiral smectic C phase in the temperature range of 78.7 ° C to 103.3 ° C, and 103.3 ° C to 120.8 ° C.
It is known that the liquid crystal becomes a cholesteric phase liquid crystal in the temperature range of, and the spontaneous polarization of the liquid crystal at 83 ° C. is 89 nCcm 2 / (Japanese Patent Laid-Open No. 61-43).

【0005】一方、キラルスメクチックC相を示す温度
を低くするために、2環の化合物が合成されている。例
えば、次式化3
On the other hand, bicyclic compounds have been synthesized in order to lower the temperature at which the chiral smectic C phase is exhibited. For example, the following formula 3

【化3】 のビフェニル化合物は、昇温時44℃からキラルスメク
チックC相を示すことが報告されている(特開昭59-1
18744号公報)。
[Chemical 3] It has been reported that the biphenyl compound of the above exhibits a chiral smectic C phase at a temperature rise of 44 ° C. (JP-A-59-1).
18744 publication).

【0006】さらに、室温近傍で安定にキラルスメクチ
ック相を示すフェニルピリミジン系化合物が報告されて
いる。例えば、次式化4、
Further, a phenylpyrimidine compound having a stable chiral smectic phase near room temperature has been reported. For example, the following formula 4,

【化4】 の化合物は、40.7℃〜82.8℃でキラルスメクチッ
クC相の、82.8℃〜89.1℃でスメクチックA相の
液晶となることが知られている(特開昭61-20097
3号公報)。
[Chemical 4] It is known that the compound (1) becomes a chiral smectic C phase liquid crystal at 40.7 ° C. to 82.8 ° C. and a smectic A phase liquid crystal at 82.8 ° C. to 89.1 ° C. (JP-A-61-20097).
3 gazette).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記化
2で表されるエステル化合物は、キラルスメクチックC
相の温度範囲が高いという欠点を有している。また、上
記化3で表されるビフェニル化合物は、キラルスメクチ
ックC相を示す温度は室温に近いが、その温度範囲は約
10℃で十分広いとは言えない。また、上記化4で表さ
れるフェニルピリミジン系化合物は応答速度が43℃で
1500μsecと遅く、自発分極がかなり小さいと推定
される。
However, the ester compound represented by the above chemical formula 2 is a chiral smectic C compound.
It has the disadvantage that the temperature range of the phases is high. Further, the temperature of the biphenyl compound represented by the chemical formula 3 above, which exhibits a chiral smectic C phase, is close to room temperature, but the temperature range is about 10 ° C., which is not sufficiently wide. Further, the phenylpyrimidine compound represented by the above chemical formula 4 has a slow response speed of 1500 μsec at 43 ° C., and it is presumed that spontaneous polarization is considerably small.

【0008】すなわち、高速応答性を要求される表示装
置などの液晶材料には、大きな自発分極を有すること、
低粘性を有すること、あるいは室温近傍を含む広い温度
範囲でキラルスメクチックC相を示すことなどの物性が
要求されるが、現在までのところこれらの物性を十分満
足する材料は未だないのが実状である。
That is, a liquid crystal material such as a display device which is required to have high-speed response must have a large spontaneous polarization.
Physical properties such as having low viscosity or exhibiting a chiral smectic C phase in a wide temperature range including near room temperature are required, but up to now, no material has sufficiently satisfied these physical properties. is there.

【0009】我々は、強誘電性液晶化合物の不斉構造お
よび核構造について鋭意検討を進めた結果、不斉炭素上
にフッ素原子およびメチル基を置換基として有するジフ
ェニルピリミジン化合物がサーモトロピックに安定な液
晶状態を示し、キラルスメクチックC相において大きな
自発分極を示すこと、およびベース液晶と混合した際に
高速応答する液晶組成物を与えることを見い出した。
As a result of intensive studies on the asymmetric structure and nuclear structure of a ferroelectric liquid crystal compound, we have found that a diphenylpyrimidine compound having a fluorine atom and a methyl group on the asymmetric carbon as a substituent is thermotropically stable. It has been found that they exhibit a liquid crystal state, exhibit a large spontaneous polarization in the chiral smectic C phase, and give a liquid crystal composition that responds rapidly when mixed with a base liquid crystal.

【0010】本発明は、かかる知見に基づいてなされた
ものであり、本発明の目的は、液晶組成物として有用な
新規なエステル化合物及び高速応答性を有する液晶表示
素子を作成することができる液晶組成物を提供すること
にある。
The present invention has been made on the basis of such findings, and an object of the present invention is to provide a novel ester compound useful as a liquid crystal composition and a liquid crystal capable of producing a liquid crystal display device having a high-speed response. To provide a composition.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、下記一般式化
The present invention has the following general formula (5):

【化5】 (式中、R及びR'は炭素数2〜18のアルキル基を示
す)で表される新規なエステル化合物、特には上記一般
式化5で表される化合物において、メチル基とフッ素と
が結合している炭素上に不斉中心を持つことからなる光
学活性エステル化合物、及び前記光学活性エステル化合
物の少なくとも1種を含有することからなる液晶組成物
並びに前記光学活性エステル化合物の少なくとも1種を
構成要素とすることからなる光スイッチング素子であ
る。
[Chemical 5] (In the formula, R and R'represent an alkyl group having 2 to 18 carbon atoms), particularly in the compound represented by the above general formula 5, a methyl group and a fluorine bond to each other. An optically active ester compound having an asymmetric center on the active carbon, and a liquid crystal composition containing at least one of the optically active ester compounds and at least one of the optically active ester compounds. It is an optical switching element consisting of elements.

【0012】本発明の上記一般式化5の化合物として
は、2-(4-ブチルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-
メチルペンタノイルオキシ)フェニル)ピリミジン、2-
(4-ブチルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メチル
ヘキサノイルオキシ)フェニル)ピリミジン、2-(4-ブ
チルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メチルヘプタ
ノイルオキシ)フェニル)ピリミジン、2-(4-ブチルフ
ェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メチルオクタノイル
オキシ)フェニル)ピリミジン、2-(4-ブチルフェニル)
-5-(4-(2-フルオロ-2-メチルノナノイルオキシ)フ
ェニル)ピリミジン、2-(4-ブチルフェニル)-5-(4-
(2-フルオロ-2-メチルデカノイルオキシ)フェニル)ピ
リミジン、2-(4-ペンチルフェニル)-5-(4-(2-フル
オロ-2-メチルペンタノイルオキシ)フェニル)ピリミジ
ン、2-(4-ペンチルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ-
2-メチルヘキサノイルオキシ)フェニル)ピリミジン、
2-(4-ペンチルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メ
チルヘプタノイルオキシ)フェニル)ピリミジン、2-(4
-ペンチルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メチルオ
クタノイルオキシ)フェニル)ピリミジン、2-(4-ペン
チルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メチルノナノ
イルオキシ)フェニル)ピリミジン、2-(4-ペンチルフ
ェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メチルデカノイルオ
キシ)フェニル)ピリミジン、2-(4-ヘキシルフェニル)
-5-(4-(2-フルオロ-2-メチルペンタノイルオキシ)
フェニル)ピリミジン、2-(4-ヘキシルフェニル)-5-
(4-(2-フルオロ-2-メチルヘキサノイルオキシ)フェ
ニル)ピリミジン、2-(4-ヘキシルフェニル)-5-(4-
(2-フルオロ-2-メチルヘプタノイルオキシ)フェニル)
ピリミジン、2-(4-ヘキシルフェニル)-5-(4-(2-フ
ルオロ-2-メチルオクタノイルオキシ)フェニル)ピリミ
ジン、2-(4-ヘキシルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ
-2-メチルノナノイルオキシ)フェニル)ピリミジン、2
-(4-ヘキシルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メチ
ルデカノイルオキシ)フェニル)ピリミジン、2-(4-ヘ
プチルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メチルペン
タノイルオキシ)フェニル)ピリミジン、2-(4-ヘプチ
ルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メチルヘキサノ
イルオキシ)フェニル)ピリミジン、2-(4-ヘプチルフ
ェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メチルヘプタノイル
オキシ)フェニル)ピリミジン、2-(4-ヘプチルフェニ
ル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メチルオクタノイルオキ
シ)フェニル)ピリミジン、2-(4-ヘプチルフェニル)-
5-(4-(2-フルオロ-2-メチルノナノイルオキシ)フェ
ニル)ピリミジン、2-(4-ヘプチルフェニル)-5-(4-
(2-フルオロ-2-メチルデカノイルオキシ)フェニル)ピ
リミジン、2-(4-オクチルフェニル)-5-(4-(2-フル
オロ-2-メチルペンタノイルオキシ)フェニル)ピリミジ
ン、2-(4-オクチルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ-
2-メチルヘキサノイルオキシ)フェニル)ピリミジン、
2-(4-オクチルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メ
チルヘプタノイルオキシ)フェニル)ピリミジン、2-(4
-オクチルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メチルオ
クタノイルオキシ)フェニル)ピリミジン、2-(4-オク
チルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メチルノナノ
イルオキシ)フェニル)ピリミジン、2-(4-オクチルフ
ェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メチルデカノイルオ
キシ)フェニル)ピリミジン、2-(4-ノニルフェニル)-
5-(4-(2-フルオロ-2-メチルペンタノイルオキシ)フ
ェニル)ピリミジン、2-(4-ノニルフェニル)-5-(4-
(2-フルオロ-2-メチルヘキサノイルオキシ)フェニル)
ピリミジン、2-(4-ノニルフェニル)-5-(4-(2-フル
オロ-2-メチルヘプタノイルオキシ)フェニル)ピリミジ
ン、2-(4-ノニルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-
メチルオクタノイルオキシ)フェニル)ピリミジン、2-
(4-ノニルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メチル
ノナノイルオキシ)フェニル)ピリミジン、2-(4-ノニ
ルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メチルデカノイ
ルオキシ)フェニル)ピリミジン、2-(4-デシルフェニ
ル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メチルペンタノイルオキ
シ)フェニル)ピリミジン、2-(4-デシルフェニル)-5-
(4-(2-フルオロ-2-メチルヘキサノイルオキシ)フェ
ニル)ピリミジン、2-(4-デシルフェニル)-5-(4-(2
-フルオロ-2-メチルヘプタノイルオキシ)フェニル)ピ
リミジン、2-(4-デシルフェニル)-5-(4-(2-フルオ
ロ-2-メチルオクタノイルオキシ)フェニル)ピリミジ
ン、2-(4-デシルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-
メチルノナノイルオキシ)フェニル)ピリミジン、2-(4
-デシルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メチルデカ
ノイルオキシ)フェニル)ピリミジン等を例示することが
できる。このうち、特に代表的な化合物の例として、2
-(4-ヘキシルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ-2-メチ
ルヘプタノイルオキシ)フェニル)ピリミジンの理化学的
性質を示すと次のとおりである。
As the compound of the above general formula 5 of the present invention, 2- (4-butylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-
Methylpentanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2-
(4-Butylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methylhexanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-butylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methyl) Heptanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-butylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methyloctanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-butylphenyl)
-5- (4- (2-Fluoro-2-methylnonanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-butylphenyl) -5- (4-
(2-Fluoro-2-methyldecanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-pentylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methylpentanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4 -Pentylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-
2-methylhexanoyloxy) phenyl) pyrimidine,
2- (4-pentylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methylheptanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4
-Pentylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methyloctanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-pentylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methylnonanoyl) (Oxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-pentylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methyldecanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-hexylphenyl)
-5- (4- (2-Fluoro-2-methylpentanoyloxy)
Phenyl) pyrimidine, 2- (4-hexylphenyl) -5-
(4- (2-Fluoro-2-methylhexanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-hexylphenyl) -5- (4-
(2-Fluoro-2-methylheptanoyloxy) phenyl)
Pyrimidine, 2- (4-hexylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methyloctanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-hexylphenyl) -5- (4- (2-fluoro
-2-Methylnonanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2
-(4-hexylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methyldecanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-heptylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2- Methylpentanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-heptylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methylhexanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-heptylphenyl) -5- (4- (2-Fluoro-2-methylheptanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-heptylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methyloctanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2 -(4-heptylphenyl)-
5- (4- (2-fluoro-2-methylnonanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-heptylphenyl) -5- (4-
(2-Fluoro-2-methyldecanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-octylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methylpentanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4 -Octylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-
2-methylhexanoyloxy) phenyl) pyrimidine,
2- (4-octylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methylheptanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4
-Octylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methyloctanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-octylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methylnonanoyl) (Oxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-octylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methyldecanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-nonylphenyl)-
5- (4- (2-fluoro-2-methylpentanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-nonylphenyl) -5- (4-
(2-Fluoro-2-methylhexanoyloxy) phenyl)
Pyrimidine, 2- (4-nonylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methylheptanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-nonylphenyl) -5- (4- (2-fluoro -2-
Methyloctanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2-
(4-nonylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methylnonanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-nonylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methyl) Decanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-decylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methylpentanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-decylphenyl) -5-
(4- (2-Fluoro-2-methylhexanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-decylphenyl) -5- (4- (2
-Fluoro-2-methylheptanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-decylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methyloctanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4-decyl Phenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-
Methylnonanoyloxy) phenyl) pyrimidine, 2- (4
Examples thereof include -decylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methyldecanoyloxy) phenyl) pyrimidine. Among these, as an example of a particularly representative compound, 2
The physicochemical properties of-(4-hexylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methylheptanoyloxy) phenyl) pyrimidine are shown below.

【0013】1H-NMR(270MHz、TMS基準、δ値) δ 0.92 6H m δ 1.2〜2.2 16H m δ 1.75 3H d (J=20H
z) δ 2.71 2H t (J= 7H
z) δ 7.25 2H d (J= 9H
z) δ 7.32 2H d (J= 9H
z) δ 7.64 2H d (J= 9H
z) δ 8.38 2H d (J= 9H
z) δ 8.98 2H s IR(KBr法、cm-1) 2910、2840、1755、1580、1438、
1205、1165、1120
1 H-NMR (270 MHz, TMS standard, δ value) δ 0.92 6H m δ 1.2 to 2.2 16H m δ 1.75 3H d (J = 20H
z) δ 2.71 2H t (J = 7H
z) δ 7.25 2H d (J = 9H
z) δ 7.32 2H d (J = 9H
z) δ 7.64 2H d (J = 9H
z) δ 8.38 2H d (J = 9H
z) δ 8.98 2Hs IR (KBr method, cm −1 ) 2910, 2840, 1755, 1580, 1438,
1205, 1165, 1120

【0014】上記一般式化5で表されるエステル化合物
は、式1で示したような反応経路で得られる。
The ester compound represented by the above general formula 5 can be obtained by the reaction route shown in formula 1.

【式1】 [Formula 1]

【0015】すなわち、2-(4-アルキルフェニル)-5-
(4-ヒドロキシフェニル)ピリミジンと2-フルオロ-
2-メチルアルカン酸とをエステル化することにより
得られる。エステル化は、例えば、ジシクロヘキシルカ
ルボジイミド等の脱水縮合剤を用いる方法で行うことが
できる。また、アルカン酸を、例えば塩化チオニルの
ようなハロゲン化剤を用いて酸ハライドとし、塩基の存
在下で、上記ピリミジンと反応させることもできる。
尚、ここで、2-フルオロ-2-メチルアルカン酸とし
て、メチル基とフッ素とが結合している炭素上に不斉中
心を持つ光学活性体を用いると、化5で表されるエステ
ル化合物の光学活性体を得ることができる。
That is, 2- (4-alkylphenyl) -5-
(4-hydroxyphenyl) pyrimidine 1 and 2-fluoro-
It is obtained by esterifying 2 -methylalkanoic acid 2 . The esterification can be performed, for example, by a method using a dehydration condensing agent such as dicyclohexylcarbodiimide. Alternatively, the alkanoic acid 2 can be converted into an acid halide by using a halogenating agent such as thionyl chloride, and then reacted with the pyrimidine 1 in the presence of a base.
Here, when the optically active substance having an asymmetric center on the carbon where the methyl group and the fluorine are bonded is used as the 2-fluoro-2-methylalkanoic acid 2 , the ester compound represented by Chemical formula 5 is used. The optically active substance can be obtained.

【0016】ここで用いたピリミジンはジャーナル
フュル プラクティッシェ セミ(Journal fuer Praktisc
he Chemie) 323巻 2号 119頁に示された方法を参考に、
次の式2に示した経路で得られる。
The pyrimidine 1 used here is a journal
Full fracture cicada (Journal fuer Praktisc
he Chemie) Vol. 323, No. 2, page 119
It is obtained by the route shown in the following Expression 2.

【式2】 [Formula 2]

【0017】また、ここで用いたアルカン酸は次の式
3のような経路で得られる。
The alkanoic acid 2 used here can be obtained by the route shown in the following formula 3.

【式3】 [Formula 3]

【0018】すなわち、まず、2-メチル-1,2-エポキ
シアルカンにアミン-フッ化水素錯体または四フッ化ケ
イ素を作用させて、2-フルオロ-2-メチル-1-アルカ
ノールとする(特開平2-235828号公報)。これを
過マンガン酸カリウム等の酸化剤を用いて酸化すること
によりアルカン酸を得ることができる(特開平3-14
1241号公報)。尚、このとき、2-メチル-1,2-エ
ポキシアルカンとしてメチル基が結合している炭素上に
不斉中心を持つ光学活性体を用いると、光学活性なアル
カン酸を得ることができる。
That is, first, an amine-hydrogen fluoride complex or silicon tetrafluoride is allowed to act on 2-methyl-1,2-epoxyalkane to give 2-fluoro-2-methyl-1-alkanol (Japanese Patent Laid-Open No. H11 (1999) -242242). 2-235828). The alkanoic acid 2 can be obtained by oxidizing this with an oxidizing agent such as potassium permanganate (JP-A-3-14).
No. 1241). At this time, an optically active alkanoic acid 2 can be obtained by using an optically active substance having an asymmetric center on the carbon to which the methyl group is bonded as the 2-methyl-1,2-epoxyalkane.

【0019】尚、上記一般式化5で示した化合物中の
R、R’のアルキル基の炭素数はその化合物が液晶状態
を取り得る温度範囲等の物性に影響を持つものであり、
目的によって適宜選定され得るものである。
The carbon number of the alkyl group of R and R'in the compound represented by the general formula 5 has an influence on the physical properties such as the temperature range in which the compound can assume a liquid crystal state,
It can be appropriately selected depending on the purpose.

【0020】[0020]

【実施例】(実施例1) (1)2-(4-ヘキシルフェニル)-5-(4-(2-フルオロ
-2-メチルヘプタノイルオキシ)フェニル)ピリミジンの
合成 2-(4-ヘキシルフェニル)-5-(4-ヒドロキシフェニ
ル)ピリミジン3.06g(9.22mmol)、2-フルオロ-2
-メチルヘプタン酸1.49g(9.20mmol)、ジシクロヘ
キシルカルボジイミド2.13g(10.34mmol)、4-ジ
メチルアミノピリジン0.12g(0.98mmol)、乾燥ジ
クロロメタン45mlをフラスコに取り、室温で1晩撹拌
した。生じた固体をろ過で除き、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、前記した
理化学的性質を有する2-(4-ヘキシルフェニル)-5-
(4-(2-フルオロ-2-メチルヘプタノイルオキシ)フェ
ニル)ピリミジン3.73g(収率85%)を得た。
Examples (Example 1) (1) 2- (4-hexylphenyl) -5- (4- (2-fluoro)
Of 2-methylheptanoyloxy) phenyl) pyrimidine
Synthesis 2- (4-hexylphenyl) -5- (4-hydroxyphenyl) pyrimidine 3.06 g (9.22 mmol), 2-fluoro-2
-Methylheptanoic acid 1.49 g (9.20 mmol), dicyclohexylcarbodiimide 2.13 g (10.34 mmol), 4-dimethylaminopyridine 0.12 g (0.98 mmol) and dry dichloromethane 45 ml are placed in a flask and the mixture is allowed to stand at room temperature overnight. It was stirred. The resulting solid was removed by filtration, the solvent was distilled off, and the resulting crude crystal was purified by silica gel column chromatography and recrystallization from ethanol to give 2- (4-hexylphenyl) having the above-mentioned physicochemical properties. ) -5-
3.73 g (yield 85%) of (4- (2-fluoro-2-methylheptanoyloxy) phenyl) pyrimidine was obtained.

【0021】(2)液晶性の評価 上記で得られた化合物を、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、114℃で等
方性液体からキラルスメクチックC相に変化し、104
℃で更に高次のスメクチック相に変化し、72℃で結晶
化した。昇温時、80℃で結晶から高次のスメクチック
相に変化した。また、109℃で30Vppの三角波を
印加して自発分極を測定したところ、290nC/cm2
と非常に大きかった。
(2) Evaluation of liquid crystallinity The compound obtained above is coated with polyimide and rubbed to form a glass plate with a transparent electrode having a thickness of 3 μm.
When observed with a crossed Nicols polarization microscope while cooling at a rate of −2 ° C./min, it changed from an isotropic liquid to a chiral smectic C phase at 114 ° C.
It changed to a higher order smectic phase at ℃, and crystallized at 72 ℃. When the temperature was raised, the crystal changed to a higher order smectic phase at 80 ° C. Moreover, when a spontaneous polarization was measured by applying a triangular wave of 30 Vpp at 109 ° C., it was 290 nC / cm 2.
And was very big.

【0022】(実施例2)表1に示した8種類の非光学
活性液晶化合物を表1の右欄に示す割合で混合して、母
体液晶混合物Aを作成した。
Example 2 A matrix liquid crystal mixture A was prepared by mixing eight kinds of non-optically active liquid crystal compounds shown in Table 1 in the proportions shown in the right column of Table 1.

【表1】 この液晶組成物Aは、表2に示す相転移挙動を示した。[Table 1] The liquid crystal composition A exhibited the phase transition behavior shown in Table 2.

【0023】この液晶組成物Aは、表2に示す相転移挙
動を示した。
This liquid crystal composition A exhibited the phase transition behavior shown in Table 2.

【表2】 (Crは結晶相、ScはスメクチックC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。)
[Table 2] (Cr is a crystalline phase, Sc is a smectic C phase, S A is a smectic A phase, N is a nematic phase, and I is an isotropic phase.)

【0024】この液晶組成物Aは不斉炭素を有する化合
物を含まないので、強誘電的な挙動は示さない。
Since this liquid crystal composition A does not contain a compound having an asymmetric carbon, it does not exhibit ferroelectric behavior.

【0025】この液晶組成物Aの96重量%に実施例1
で合成した2-(4-ヘキシルフェニル)-5-(4-(2-フル
オロ-2-メチルヘプタノイルオキシ)フェニル)ピリミジ
ン4重量%を混合して液晶組成物Bを作成した。
96% by weight of this liquid crystal composition A was used in Example 1
A liquid crystal composition B was prepared by mixing 4% by weight of 2- (4-hexylphenyl) -5- (4- (2-fluoro-2-methylheptanoyloxy) phenyl) pyrimidine synthesized in 1. above.

【0026】この液晶組成物Bは、表3に示す相転移挙
動を示した。
This liquid crystal composition B exhibited the phase transition behavior shown in Table 3.

【表3】 (Crは結晶相、Sc*はキラルスメクチックC相、SA
スメクチックA相、Chはコレステリック相、Iは等方
相を示す。)
[Table 3] (Cr is a crystalline phase, Sc * is a chiral smectic C phase, S A is a smectic A phase, Ch is a cholesteric phase, and I is an isotropic phase.)

【0027】また、この液晶組成物を、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2μmのセルに注入し、等方性液体の状態からゆ
るやかに降温し、コレステリック相を配向させた。更に
温度を下げ、スメクチックA相を経てキラルスメクチッ
クC相の状態にしたところ、良配向のセルが容易に得ら
れた。そのセルをクロスニコルの偏光顕微鏡で観察しな
がらセルに電界を印加すると、明瞭なスイッチング動作
が観測された。
The liquid crystal composition was poured into a cell having a thickness of 2 μm and made of a glass plate with a transparent electrode, which was coated with polyimide and rubbed, and the temperature was gradually lowered from the state of an isotropic liquid to obtain a cholesteric phase. Was oriented. When the temperature was further lowered and the state was changed to the chiral smectic C phase through the smectic A phase, a well-oriented cell was easily obtained. When an electric field was applied to the cell while observing the cell with a crossed Nicols polarization microscope, a clear switching operation was observed.

【0028】そのセルに、25℃で20Vppの矩形波を
印加し、透過光量をフォトダイオードで測定し、光スイ
ッチング動作を検出したところ、その透過光量が10%
から90%まで変化するのに要する時間は、104μse
cと非常に高速であった。
A rectangular wave of 20 Vpp was applied to the cell at 25 ° C., the amount of transmitted light was measured by a photodiode, and an optical switching operation was detected. The amount of transmitted light was 10%.
The time required to change from 10 to 90% is 104 μse
It was very fast with c.

【0029】(実施例3)実施例2で得た液晶組成物A
の85重量%に実施例1の化合物を15重量%混合して
液晶組成物Cを作成した。
(Example 3) Liquid crystal composition A obtained in Example 2
Liquid crystal composition C was prepared by mixing 15% by weight of the compound of Example 1 with 85% by weight of

【0030】この液晶組成物Cは、表4に示す相転移挙
動を示した。
The liquid crystal composition C exhibited the phase transition behavior shown in Table 4.

【表4】 [Table 4]

【0031】また、この液晶組成物を、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2μmのセルに注入し、等方性液体の状態からゆ
るやかに降温し、スメクチックA相を配向させた。更に
温度を下げ、キラルスメクチックC相の状態にしたとこ
ろ、良配向のセルが容易に得られた。そのセルをクロス
ニコルの偏光顕微鏡で観察しながらセルに電界を印加す
ると、明瞭なスイッチング動作が観測された。
Further, this liquid crystal composition was poured into a cell having a thickness of 2 μm and formed of a glass plate with a transparent electrode, which was coated with polyimide and rubbed, and was slowly cooled from the state of isotropic liquid to give smectic A. The phases were oriented. When the temperature was further lowered and the state of the chiral smectic C phase was obtained, a well-oriented cell was easily obtained. When an electric field was applied to the cell while observing the cell with a crossed Nicols polarization microscope, a clear switching operation was observed.

【0032】そのセルに、25℃で20Vppの矩形波を
印加し、透過光量をフォトダイオードで測定し、光スイ
ッチング動作を検出したところ、その透過光量が10%
から90%まで変化するのに要する時間は、24μsec
と非常に高速であった。
A rectangular wave of 20 Vpp was applied to the cell at 25 ° C., the amount of transmitted light was measured with a photodiode, and the optical switching operation was detected. The amount of transmitted light was 10%.
It takes 24μsec to change from 90% to 90%
And was very fast.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明の化合物は、安定なサーモトロピ
ックの液晶状態を取り得、また、キラルでない液晶に添
加することにより、自発分極が大きく応答速度が速い強
誘電性液晶組成物となる等、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。
The compound of the present invention can have a stable thermotropic liquid crystal state, and when added to a non-chiral liquid crystal, it becomes a ferroelectric liquid crystal composition having a large spontaneous polarization and a high response speed. It has an extremely excellent effect as a material for optoelectronic-related elements.

【0034】従って本発明は、たとえば、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。
Therefore, the present invention provides a liquid crystal material useful as a material for liquid crystal and optoelectronics-related elements that utilize electrochemichromism, such as optical printer heads, optical Fourier transform elements, and light valves for displays such as liquid crystal televisions. I can say.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記の一般式化1 【化1】 (式中、R及びR'は炭素数2〜18のアルキル基を示
す)で表される新規なエステル化合物。
1. The following general formula 1 (In the formula, R and R'represent an alkyl group having 2 to 18 carbon atoms).
【請求項2】 請求項1に記載の一般式化1で表される
新規なエステル化合物において、メチル基とフッ素とが
結合している炭素上に不斉中心を持つことからなる新規
な光学活性エステル化合物。
2. The novel ester compound represented by the general formula 1 according to claim 1, which has a new asymmetric center on the carbon where the methyl group and the fluorine are bonded. Ester compound.
【請求項3】 請求項2に記載の新規な光学活性エステ
ル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。
3. A liquid crystal composition containing at least one kind of the novel optically active ester compound according to claim 2.
【請求項4】 請求項2に記載の新規な光学活性エステ
ル化合物の少なくとも1種を構成要素とすることを特徴
とする光スイッチング素子。 【0001】
4. An optical switching element comprising at least one kind of the novel optically active ester compound according to claim 2 as a constituent element. [0001]
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