JPH0550493B2

JPH0550493B2 -

Info

Publication number: JPH0550493B2
Application number: JP59189232A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Higuchi; Takao Sakurai; Naoko Mikami; Kiriko Akaiwa; Koji Takeuchi
Original assignee: Ajinomoto Co Inc
Current assignee: Ajinomoto Co Inc
Priority date: 1984-09-10
Filing date: 1984-09-10
Publication date: 1993-07-29
Also published as: JPS6168449A

Description

【発明の詳細な説明】 (い) 産業上の利用分野本発明は新規な液晶物及び該液晶物質を含む液
晶組成物に関し、特に、スメクチツク液晶組成物
に関する。

又本明細書に於いて液晶性物質とは、それ自体
で液晶相を呈することが検知されなくとも液晶組
成物の構成成分としてとして有用な物質を意味す
る。

(ろ) 従来の技術液晶表示素子の表示方式として、現在広く実用
化されているものは、ねじれネマチツク型（TN
型）および動的散乱型（DS型）である。これら
はネマチツク液晶を、主成分としたネマチツク液
晶セルによる表示である。従来のネマチツク液晶
セルの短所のひとつに、応答速度が遅く、たかだ
か数msecのオーダーの応答速度しか得られない
という事実があげられる。そして、このことがネ
マチツク液晶セルの応用範囲をせばめる一因とな
つている。しかし、最近に至つてスメクチツク液
晶セルを用いれば、より高速な応答が得られると
いうことがわかつてきた。

光学活性なスメクチツク液晶の中には、強誘電
性を示すものがあることが、明らかになつてきて
おり、その利用に関して、大きな期待が寄せられ
つつある。強誘電性を示す液晶すなわち強誘電性
液晶は、1975年R.B.Meyerらにより合成され、
下記構造式で示される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（以下、DOBAMBCと略記する。）
を代表例とする化合物であり、その、カイラルス
メクチツクＣ相（以下、Sm Ｃ＊相と略記する。）
において、強誘電性を示すことを特徴とするもの
である（J.Physique.36，Ｌ−69（1975））。

近年、N.A.Clarkら（Appl.Phys.Lett.36，89
（1980））によつて、DOBAMBCの薄膜セルにお
いて、μsecオーダーの高速応答性が、見出された
ことを契機に、強誘電性液晶はその高速応答性を
利用して液晶テレビ等のデイスプレイ用のみなら
ず、光プリンターヘツド、光フーリエ変換素子、
ライトバルブ等のオプトエレクトロニクス関連素
子の素材用にも使用可能な材料として注目を集め
ている。

(は) 発明が解決しようとしている問題点しかし、DOBAMBCは強誘電性を示す温度範
囲が比較的狭く、またシツフ塩基であるため、そ
の物理的化学的安定性に難がある。そこで、強誘
電性液晶材料として、物理的化学的に安定で、強
誘電性を示す温度範囲が広く、低電圧駆動が可能
な誘電率が大きい化合物の出現が強く望まれてい
る。

(に) 問題点を解決するための手段本発明者らは、上述のような欠点を改善するた
めに種々の液晶物質を探索し本発明に到達した。

即ち、本発明は一般式(1) で表わされる化合物及びそれを含有する液晶組成
物である。

(1)式の化合物は次のように合成される。

４−（4′−ヒドロキシ）−ビフエニルカルボン酸
とアルキルカルボン酸クロライドを反応させ４−
（4′−アルキルカルボニルオキシ）ビフエニルカ
ルボン酸を得る。つずいて塩化チオニルを作用さ
せ４−（4′−アルキルカルボニルオキシ）ビフエ
ニルカルボン酸クロライドとする。４−（4′−ア
ルキルカルボニルオキシ）ビフエニルカルボン酸
クロライドとアルコールを反応させ目的物である
４−（4′−アルキルカルボニルオキシ）ビフエニ
ルカルボン酸エステルを得る。

上記一般式(1)中、R₂Oによつて表わされる不斉
源は例えば次のような光学活性アルコールから誘
導される。

２−ハロ−１−プロパノール、２，３−ジハロ
−１−プロパノール、２，３，３，３−テトラハ
ロ−１−プロパノール、２−メチル−１−ブタノ
ール、３−メチル−１−ペンタノール、４−メチ
ル−１−ヘキサノール、２−ブタノール、２−ペ
ンタノール、２−ヘキサノール、２−ヘプタノー
ル、３−ヘキサノール、２−オクタノール、１−
フエニルエタノール、リナロール、ネロリドー
ル、ソブレロール、カルボメントール、メントー
ル、イソメントール、ボルネオール、イソボルネ
オール、カルベオール、コレステロール、２−ハ
ロ−２−フエニルエタノール、２−フエニル−３
−ハロ−１−プロパノール、３−フエニル−２−
ハロ−１−プロパノール、１−フエニル−２−ハ
ロ−１−プロパノール、３−ハロ−２−メチル−
１−プロパノール、１，１，１−トリハロ−２−
プロパノール、２−ハロ−１−ブタノール、３−
ハロ−１−ブタノール、２，３−ジハロ−１−ブ
タノール、２，４−ジハロ−１−ブタノール、
３，４−ジハロ−１−ブタノール、１，１，１−
トリハロ−２−ブタノール、４，４，４−トリハ
ロ−３−ハロ−１−ブタノール、２，３，４−ト
リハロ−１−ブタノール、３，３，４，４，４−
ペンタハロ−２−ブタノール、２−ハロ−３−メ
チル−１−ブタノール、２−ハロ−３，３−ジメ
チル−１−ブタノール、２−ハロ−１−ペンタノ
ール、３−ハロ−１−ペンタノール、４−ハロ−
１−ペンタノール、２，４−ジハロ−１−ペンタ
ノール、２，５−ジハロ−１−ペンタノール、
１，１，１−トリハロ−２−ペンタノール、１，
１，１、２、２−ペンタハロ−３−ペンタノー
ル、２−ハロ−３−メチル−１−ペンタノール、
２−ハロ−４−メチル−１−ペンタノール、２−
ハロ−３−モノハロメチル−４−メチル−１−ペ
ンタノール、２−ハロ−１−ヘキサノール、３−
ハロ−１−ヘキサノール、４−ハロ−１−ヘキサ
ノール、５−ハロ−１−ヘキサノール、２，５−
ジハロ−１−ヘキサノール、２，６−ジハロ−１
−ヘキサノール、１，１，１−トリハロ−２−ヘ
キサノール、２，５，６−トリハロ−１−ヘキサ
ノール、２−ハロ−１−ヘプタノール、１，１，
１−トリハロ−２−ヘプタノール、２−ハロ−１
−オクタノール、１，１，１−トリハロ−２−オ
クタノール等。（但し上記化学式中ハロとは、フ
ツ素、塩素、又は臭素を表わす。）上記の光学活性アルコールのうちあるものは、
対応するケトンの不斉金属触媒、微生物又は酵素
による不斉還元により、容易に得られる。またあ
るものは、天然に存在するか、又は分割により得
られる次のような光学活性アミノ酸及び光学活性
オキシ酸から誘導できる。バリン、ロイシン、イ
ソロイシン、フエニルアラニン、スレオニン、ア
ロスレオニン、ホモセリン、アロイソロイシン、
tert−ロイシン、２−アミノ酪酸、ノルバリン、
ノルロイシン、オルニチン、リジン、ヒドロキシ
リジン、フエニルグリシン、アスパラギン酸、グ
ルタミン酸、マンデル酸、トロパ酸、３−ヒドロ
キシ酪酸、リンゴ酸、酒石酸、イソプロピルリン
ゴ酸等。

(ほ) 作用本発明の化合物は強誘電性をしめす。また、単
独では強誘電性液晶とはならない物質も、上記の
強誘電性液晶物質と混合することにより、その強
誘電性を損なうことなく強誘電性液晶温度範囲を
低下させることができる。

本発明の化合物は１種又は２種以上混合して用
いられる。混合することにより、その強誘電性を
損なうことなく強誘電性液晶温度範囲を低下させ
ることができる。本発明の化合物のなかで光学活
性な化合物は、ホワイトテイラー型カラー表示
用、コレステリツクネマチツク相転移型表示用、
TN型セルにおけるリバースドメイン発生防止用
等の目的でネマチツク液晶に添加して用いること
も可能である。

また本発明の化合物はスメクチツク液晶となる
ので、熱書込レーザー書込等の記憶型表示素子用
に用いることも可能である。

(と) 発明の効果本発明の化合物は化学的に安定であり、なおか
つ室温域で強誘電性を示す。本発明の化合物は例
えば、DOBAMBCと異なりシツフ塩基を持たな
いためDOBAMBCに比べて遥かに安定である。
また、強誘電性を示す温度範囲も降温時において
DOBAMBCの92℃−63℃に比べ(S)−３−メチル
−２−クロルブチル−４−（4′−ヘプチルカルボ
ニルオキシ）−ビフエニルカルボン酸エステルで
は32℃−−11℃と遥かに低下する。

(ち) 実施例以下実施例により、本発明の化合物につき更に
詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に
より、限定されるものではない。

実施例１ (S)−３−メチル−２−クロルブチル−４−
（4′−オクチルカルボニルオキシ）−ビフエニル
カルボン酸エステル(A)の製造及び物性４−（4′−ヒドロキシ）−ビフエニルカルボン酸
4.5ｇを四塩化炭素300ml、ピリジン50mlに、分散
し加熱する。還流下、ノナン酸クロライド3.7ｇ
を滴かし、次いで３時間加熱する。溶媒を留去し
たのちに、少量の水を加え未反応のノナン酸クロ
ライドを分解し、残さをメタノールで洗浄し４−
（4′−オクチルカルボニルオキシ）−ビフエニルカ
ルボン酸(B)6.5ｇを得る。(B)を四塩化炭素200mlに
分散し、塩化チオニル10mlを加え、還流下、３時
間反応させる。溶媒を留去し４−（4′−オクチル
カルボニルオキシ）−ビフエニルカルボン酸クロ
ライド(C)6.0ｇを得る。

(C)1.5ｇを、四塩化炭素80mlとピリジン10mlに
溶解し、冷却する。冷却下、(S)−３−メチル−２
−クロルブタノールを0.4ｇ加えしばらく撹はん
する。一晩、放置し、析出した結晶をろ別し、溶
媒を留去したのちにシリカゲルカラムにより精製
し、ヘキサンで再結晶し目的物(A)を得る。収量
0.8ｇ。

この化合物は、SC＊相及びSA相を示すスメク
チツク液晶化合物であり、その相転移温度は表１
に示されている。

該化合物のIRスペクトルを図１に示す。

厚さ25μｍのポリエチレンテレフタレートフイ
ルムをスペーサーとし、ネサガラスで構成したセ
ルに(S)−３−メチル−２−クロルブチル−４−
（4′−オクチルカルボニルオキシ）−ビフエニルカ
ルボン酸エステルを封入し、100Hzの交流をかけ、
ブリツジ法で誘電率を測定した。その結果を図２
に示した。尚、比較例としてDOBAMBCの誘電
率について測定した結果を併せて図２に示した。
同図から明らかなように、(S)−３−メチル−２−
クロルブチル−４−（4′−オクチルカルボニルオ
キシ）−ビフエニルカルボン酸エステル（図中、
実線）はDOBAMBC（図中、点線）に比べ誘電
率の値も非常に大きい。

ポリエチレンテレフタレートフイルムをスペー
サーとし、ネサガラスで構成したセルに(S)−３−
メチル−２−クロルブチル−４−（4′−オクチル
カルボニルオキシ）−ビフエニルカルボン酸エス
テルを封入し、矩形波を印加して顕微鏡下で電気
光学効果を観察した。非常にはつきりしたコント
ラストに加えて、すばやい応答が視認され、(S)−
３−メチル−２−クロルブチル−４−（4′−オク
チルカルボニルオキシ）−ビフエニルカルボン酸
エステルが液晶デイスプレイに応用できることが
証明された。

実施例２実施例１と同様にして合成した本発明の代表的
化合物の相転移点を一括して表１に示す。

なお、表１において、R2Oが(S)−３−メチル
−２−クロルブトキシ基、(S)−４−メチル−２−
クロルペントキシ基、(S)−１−メチルプロポキシ
基の代わりに対応する(R)体の基を有する化合物を
合成評価したところ、それぞれ対応する光学対掌
体と同じ相転移点を持つていた。

【図面の簡単な説明】

図１は実施例１で得た(S)−３−メチル−２−ク
ロルブチル−４−（4′−オクチルカルボニルオキ
シ）−ビフエニルカルボン酸エステルの赤外線吸
収スペクトルを示す。図２は(S)−３−メチル−２
−クロルブチル−４−（4′−オクチルカルボニル
オキシ）−ビフエニルカルボン酸エステル及び既
知物質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に
ついて測定した誘電率と温度との関係を示す図面
である。

【表】

【表】 ●はその相をとることを示す。
Ｓ＊相はカイラルスメクチツク相を示す。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１一般式(1) （但し、式中R1はアルキル基、ハロゲン化ア
ルキル基、又は、ハロゲン化アラルキル基を示
し、R2Oはアルコキシ基、ハロゲン化アルコキ
シ基、または、ハロゲン化アラルキルオキシ基を
示す。）で表わされる化合物。２ R₁が炭素数１−18のアルキル基、R₂−Ｏは
アルコキシ基、ハロゲン化アルコキシ基またはハ
ロゲン化アラルキルオキシ基である特許請求の範
囲１項記載の化合物。３ R1は炭素数１−18のアルキル基、R₂−Ｏが
ブトキシ基である特許請求の範囲１項記載の化合
物。４ R1は炭素数１−18のアルキル基、R₂−Ｏが
（2S，3S）−３−メチル−２−クロルペントキシ
基である特許請求の範囲１項記載の化合物。５ R1は炭素数１−18のアルキル基、R₂−Ｏが
（2S，3S）−３−メチル−２−ブロモペントキシ
基である特許請求の範囲１項記載の化合物。６ R1は炭素数１−18のアルキル基、R₂−Ｏが
(S)−４−メチル−２−クロルペントキシ基である
特許請求の範囲１項記載の化合物。７ R1は炭素数１−18のアルキル基、R₂−Ｏが
(S)−３−メチル−２−クロルブトキシ基である特
許請求の範囲１項記載の化合物。８ R₁は炭素数１−18のアルキル基、R₂−Ｏが
(S)−３−フエニル−２−クロルプロポキシ基であ
る特許請求の範囲１項記載の化合物。９ R₁は炭素数１−18のアルキル基、R₂−Ｏが
(S)−３−メチル−２−ブロモブトキシ基である特
許請求の範囲１項記載の化合物。１０ R₁は炭素数１−18のアルキル基、R₂−Ｏ
が(S)−２−クロルペントキシ基である特許請求の
範囲１項記載の化合物。１１ R₁は炭素数１−18のアルキル基、R₂−Ｏ
が(S)−２−メチルブトキシ基である特許請求の範
囲１項記載の化合物。１２ R₁は炭素数１−18のアルキル基、R₂−Ｏ
が(S)−３−メチルペントキシ基である特許請求の
範囲１項記載の化合物。１３ R₁は炭素数１−18のアルキル基、R₂−Ｏ
が(S)−２−クロルブトキシ基である特許請求の範
囲１項記載の化合物。１４ R₁は炭素数１−18のアルキル基、R₂−Ｏ
が（2R，3S）−３−メチル−２−クロルペントキ
シ基である特許請求の範囲１項記載の化合物。１５ R₁は炭素数１−18のアルキル基、R₂−Ｏ
が(S)−２−クロルプロポキシ基である特許請求の
範囲１項記載の化合物。１６ R₁は炭素数１−18のアルキル基、R₂−Ｏ
が３−メチルブトキシ基である特許請求の範囲１
項記載の化合物。１７ R₁は炭素数１−18のアルキル基、R₂−Ｏ
が(S)−１−メチルプロポキシ基である特許請求の
範囲１項記載の化合物。１８一般式(1) （但し、式中R₁は炭素数１−18のアルキル基、
R₂−Ｏはアルコキシ基、ハロゲン化アルコキシ
基、または、ハロゲン化アラルキルオキシ基を示
す。）で表わされる化合物を少なくとも１種含有
することを特徴とする液晶。１９特許請求の範囲の３−１７の化合物を少な
くとも１種含有することを特徴とする液晶。