JPH07118205A - (メタ)アクリル酸エステル - Google Patents

(メタ)アクリル酸エステル

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JPH07118205A
JPH07118205A JP28762593A JP28762593A JPH07118205A JP H07118205 A JPH07118205 A JP H07118205A JP 28762593 A JP28762593 A JP 28762593A JP 28762593 A JP28762593 A JP 28762593A JP H07118205 A JPH07118205 A JP H07118205A
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JP
Japan
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compound
group
formula
general formula
meth
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JP28762593A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Watanabe
哲也 渡辺
Tomoharu Nakano
智治 中野
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Sanyo Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 下記化1 【化1】 で示されるアクリル酸エステル。 【効果】この化合物を高分子分散型液晶の高分子マトリ
ックスの成分として用いることにより、駆動電圧を下降
させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子などに用
いる液晶組成物の成分として有用な新規な(メタ)アク
リル酸エステルに関する。更に詳しくは、高分子分散型
液晶(以下、PDLCと略称する)に用いられる、新規
なピリミジン系(メタ)アクリル酸エステルを提供する
ものである。
【0002】
【従来の技術】高分子分散型液晶(PDLC)は、液晶
材料に粒子状あるいは3次元網目構造状高分子が分散し
た構造を持ち、電圧印加にともない、光散乱状態から光
透過状態に変化する。この性質を利用し、既に調光ガラ
スとして実用化されており、さらには、ディスプレイと
しての応用も検討されている〔ジェイ.ダブル.ドーン
(J.W.Done)ら;アプライド・フィジクッス・
レター(Appl.Phys.Lett.)、48,4
(1986)等〕。また、PDLC素子に使用される高
分子マトリックスとしては、汎用のエポキシ樹脂、アク
リレート樹脂などが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
高分子マトリックスを利用した従来のPDLC素子で
は、液晶分子と高分子マトリックス界面との相互作用が
大きいため、駆動電圧が高い(20〜50V)という問
題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、PDLC
素子の駆動電圧を下降させる化合物について鋭意検討を
行った結果、高分子マトリックスを形成する際に、特定
構造の液晶性骨格を持った新規な(メタ)アクリル酸エ
ステルを共重合させ、高分子マトリックス表面に液晶性
の骨格を持たせることにより、液晶分子と高分子マトリ
ックス界面との相互作用を軽減させ、駆動電圧を下降さ
せる効果のあることを見いだし本発明に到達した。すな
わち本発明は、下記一般式(1)
【0005】
【化2】
【0006】〔式中、Rは水素原子またはメチル基を表
し、nは1〜15の整数を表し、XおよびYは、単結
合、−O−、−COO−または−OCO−を表し、A1
およびA2は1〜2個のフッ素原子で置換されていても
よい1,4-フェニレン基または2,5−ピリミジレン
基を表し(A1およびA2のうち、少なくとも一方は2,
5−ピリミジレン基である)、R’は不斉炭素原子を有
していてもよい炭素数3〜15のアルキル基またはポリ
フルオロアルキル基を表す〕で示される(メタ)アクリ
ル酸エステルである。これらのうち、好ましいものはア
クリル酸エステルである。
【0007】一般式(1)中、R'で表される炭素数3
〜15のアルキル基またはポリフルオロアルキル基の具
体例としては、n−プロピル基、n−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−ドデシル基などの直鎖アルキル基、2−メチ
ルブチル基、4−メチルヘキシル基、6−メチルオクチ
ル基、1−メチルペンチル基、1−メチルヘキシル基、
1−メチルヘプチル基などの分岐アルキル基、n−パー
フルオロプロピルエチル基、n−パーフルオロブチルエ
チル基、n−パーフルオロペンチルエチル基、n−パー
フルオロヘキシルエチル基、n−パーフルオロヘプチル
エチル基、n−パーフルオロオクチルエチル基などのポ
リフルオロアルキル基などが挙げられ、これらのうち好
ましいものは、炭素数4〜10のアルキル基およびポリ
フルオロアルキル基である。
【0008】Rは好ましくは、水素原子である
【0009】nは好ましくは、4〜12の整数である。
【0010】XおよびYは、好ましくは、単結合および
−O−である。
【0011】本発明の(メタ)アクリル酸エステルの具
体例としては、表1〜表2に示すような基を有する化合
物が挙げられる。
【0012】
【表1】
【0013】
【表2】
【0014】表1〜表2中、各記号はそれぞれ以下の基
を表す。また、−は単結合を表す。 HEX;n−C613− 4MH;C25CH(CH3)(CH23− 2MB;C25CH(CH3)CH2− 4FE;n−C49CH2CH2
【0015】本発明の化合物は、例えば次に示す工程を
経て合成できる〔下記式中nおよびR'は一般式(1)
の場合と同一である〕。
【0016】(I)Rが水素原子、Xが−O−、A1
2,5−ピリミジレン基、A2が1〜2個のフッ素原子
で置換されていてもよい1,4−フェニレン基、Yが−
O−の場合。
【0017】
【化3】
【0018】すなわち、一般式(2)で示される化合物
を、水酸化ナトリウム存在下、ジブロモアルカンと反応
させて得た一般式(3)の化合物に、炭酸水素ナトリウ
ム存在下、アクリル酸と反応させることにより、本発明
の化合物である一般式(1a)の化合物を得ることがで
きる。
【0019】(II)Rが水素原子、Xが−O−、A1
が1〜2個のフッ素原子で置換されていてもよい1,4
−フェニレン基、A2が2,5−ピリミジレン基、Yが
−O−の場合。
【0020】
【化4】
【0021】すなわち、一般式(4)で示される化合物
を、水酸化ナトリウム存在下、ジブロモアルカンと反応
させて得た一般式(5)の化合物に、炭酸水素ナトリウ
ム存在下、アクリル酸と反応させることにより、本発明
の化合物である一般式(1b)の化合物を得ることがで
きる。
【0022】(III)Rが水素原子、Xが−O−、A
1が2,5−ピリミジレン基、A2が1〜2個のフッ素原
子で置換されていてもよい1,4−フェニレン基、Yが
単結合の場合。
【0023】
【化5】
【0024】すなわち、一般式(6)で示される化合物
を、水酸化ナトリウム存在下、ジブロモアルカンと反応
させて得た一般式(7)の化合物に、炭酸水素ナトリウ
ム存在下、アクリル酸と反応させることにより、本発明
の化合物である一般式(1c)の化合物を得ることがで
きる。
【0025】(IV)Rが水素原子、Xが−O−、A1
が1〜2個のフッ素原子で置換されていてもよい1,4
−フェニレン基、A2が2,5−ピリミジレン基、Yが
単結合の場合。
【0026】
【化6】
【0027】すなわち、一般式(8)で示される化合物
を、水酸化ナトリウム存在下、ジブロモアルカンと反応
させて得た一般式(9)の化合物に、炭酸水素ナトリウ
ム存在下、アクリル酸と反応させることにより、本発明
の化合物である一般式(1d)の化合物を得ることがで
きる。
【0028】(V)Rが水素原子、Xが−O−、A1
2,5−ピリミジレン基、A2が1〜2個のフッ素原子
で置換されていてもよい1,4−フェニレン基、Yが−
COO−の場合。
【0029】
【化7】
【0030】すなわち、一般式(10)で示される化合
物を、炭酸水素ナトリウム存在下、アルキルブロマイド
と反応させることにより、一般式(11)の化合物を得
ることができる。一般式(11)の化合物を水酸化ナト
リウム存在下、ジブロモアルカンと反応させて得た一般
式(12)の化合物に、炭酸水素ナトリウム存在下、ア
クリル酸と反応させることにより、本発明の化合物であ
る一般式(1e)の化合物を得ることができる。
【0031】(VI)Rが水素原子、Xが−O−、A1
が1〜2個のフッ素原子で置換されていてもよい1,4
−フェニレン基、A2が2,5−ピリミジレン基、Yが
−COO−の場合。
【0032】
【化8】
【0033】すなわち、一般式(13)で示される化合
物を、炭酸水素ナトリウム存在下、アルキルブロマイド
と反応させることにより、一般式(14)の化合物を得
ることができる。一般式(14)の化合物を水酸化ナト
リウム存在下、ジブロモアルカンと反応させて得た一般
式(15)の化合物に、炭酸水素ナトリウム存在下、ア
クリル酸と反応させることにより、本発明の化合物であ
る一般式(1f)の化合物を得ることができる。
【0034】PDLC素子はモノマーおよび液晶からな
る混合物をセル内に封入し、硬化させ、液晶相と高分子
マトリックスとの相分離を固定化して得られる。
【0035】モノマーとしては、(メタ)アクリル酸エ
ステル系モノマー(紫外線硬化型)、エポキシ系モノマ
ー(熱硬化型)などがあげられるが、(1)硬化時に、
液晶に悪影響のないこと、(2)硬化前、液晶との相溶
性の良いこと、(3)硬化後、界面での相互作用が弱く
低電圧化が図れることから、特に(メタ)アクリル酸エ
ステル系モノマーと本発明のピリミジン系(メタ)アク
リル酸エステルとの混合物が特に好ましい。
【0036】本発明のピリミジン系(メタ)アクリル酸
エステルの含有量は、(メタ)アクリル酸エステル系モ
ノマーに対し、通常1〜50重量%であり、好ましくは
3〜30重量%である。含有量が1重量%以下である
と、PDLC素子での液晶分子と高分子マトリックス界
面との相互作用を軽減する効果が極めて小さく、また、
50重量%以上であると、高分子マトリックスの硬化性
が弱く、相分離構造の制御が困難である。
【0037】また、上記モノマーおよび液晶以外に、必
要に応じて光重合開始剤、ラジカル発生剤、オリゴマー
またはポリマーを共存させてもよい。
【0038】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に説明する
が、本発明はこれに限定されない。なお、化合物の構造
は、NMR(核磁気共鳴スペクトル分析)、MS(質量
分析)および元素分析により確認した。 実施例 1 表1中No.5の化合物の製造 市販の2−(4−ヘキシルオキシフェニル)−5−ヒ
ドロキシピリミジン3.0g(11.0mmol)をジ
メチルスルホキシド50mlに溶かし、水酸化ナトリウ
ム水溶液(0.53g/5ml、13.2mmol)を
加え、室温で15分間攪拌した。これに1,12−ジブ
ロモドデカン3.9g(12.1mmol)を加え、室
温で3日間攪拌した。反応混合物を氷水中に注ぎ、析出
した固体をろ取した。得られた固体をメタノールから再
結晶することにより、2−(4−ヘキシルオキシフェニ
ル)−5−(12−ブロモドデシルオキシ)ピリミジン
4.9gを得た。 で得た2−(4−ヘキシルオキシフェニル)−5−
(12−ブロモドデシルオキシ)ピリミジン4.0g
(7.7mmol)、アクリル酸0.6g(8.5mm
ol)、炭酸水素ナトリウム1.3g(15.4mmo
l)をジメチルスルホキシド50mlに加え、70℃で
10時間攪拌した。放冷後、氷水中に投入し、トルエン
で抽出した。トルエン層を水洗後、溶媒を留去し、得ら
れた固体をエタノールで3回再結晶することにより、本
発明の化合物である表1中No.5の化合物2.6gを
得た。1 H-NMR (ppm) 0.90(t,3H) 1.23〜1.87(m,28H) 3.99
(t,2H) 4.05(t,2H) 4.14(t,2H) 5.79(dd,1H) 6.10(dd,1H) 6.39(dd,1H) 6.95(d,2H) 8.25(d,2H) 8.40(s,2H) 元素分析値 理論値(%) 実測値(%) C:72.91 C:72.78 H:9.08 H:9.22 N:5.49 N:5.39
【0039】実施例 2 表1中No.9の化合物の製造 実施例1において、2−(4−ヘキシルオキシフェニ
ル)−5−ヒドロキシピリミジンに代えて、2−〔4−
(4−メチルヘキシルオキシ)フェニル〕−5−ヒドロ
キシピリミジンを同じモル比で用いた以外は実施例1と
同様の操作を行うことにより、本発明の化合物である表
1中No.9の化合物2.7gを得た。1 H-NMR (ppm) 0.83〜0.91(m,6H) 1.22〜1.48(m,16H)
1.71〜1.81(m,2H) 2.05(dd,2H) 3.95(t,2H) 4.55(dd,2
H) 5.64〜5.73(m,1H) 5.80〜5.90(m,1H) 6.83(d,2H) 6.
90(t,1H) 7.18〜7.22(m,2H) 7.42(d,2H) 元素分析値 理論値(%) 実測値(%) C:79.96 C:79.79 H:8.72 H:8.91 F:4.22 F:4.11
【0040】実施例1〜実施例2で得られた化合物の相
転移温度を表3に示す。
【0041】
【表3】
【0042】表3中各記号は、それぞれ以下の意味を表
す。 Cry;結晶相 SC* ;キラルスメクチックC相 SA ;スメクチックA相 Iso;等方性液体相 ・ ;相が存在する ( );モノトロピック相を表す − ;相が存在しない
【0043】使用例 1 実施例2の化合物(表1中、No.9の化合物)を2重
量%、アクリルエステル系モノマー(サートマー社;サ
ートマー395)15重量%、光重合開始剤(チバ・ガ
イギー社;イルガキュア184)1重量%、液晶(メル
ク社;ZLI−4803)82重量%の割合で混合し、
セル厚5μmのセルに封入し、紫外線を照射してPDL
C素子を作成した。得られた素子は、電圧無印加時で良
好な散乱状態を示し、印加電圧5Vで良好な電気光学応
答を示した。
【0044】比較使用例 1 アクリルエステル系モノマー(サートマー社;サートマ
ー395)17重量%、光重合開始剤(チバ・ガイギー
社;イルガキュア184)1重量%、液晶(メルク社;
ZLI−4803)82重量%の割合で混合し、使用例
1と同様にしてPDLC素子を作成した。得られた素子
の駆動電圧は30Vであった。
【0045】
【発明の効果】本発明の(メタ)アクリル酸エステル
は、PDLC素子において、液晶分子と高分子マトリッ
クス界面の相互作用を軽減させ、駆動電圧を下降させる
ことができる。従って、本発明の化合物は、液晶表示素
子に用いる材料として有用である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1) 【化1】 〔式中、Rは水素原子またはメチル基を表し、nは1〜
    15の整数を表し、XおよびYは、単結合、−O−、−
    COO−または−OCO−を表し、A1およびA2は1〜
    2個のフッ素原子で置換されていてもよい1,4-フェ
    ニレン基または2,5−ピリミジレン基を表し(A1
    よびA2のうち、少なくとも一方は2,5−ピリミジレ
    ン基である)、R’は不斉炭素原子を有していてもよい
    炭素数3〜15のアルキル基またはポリフルオロアルキ
    ル基を表す〕で示される(メタ)アクリル酸エステル。
JP28762593A 1993-10-22 1993-10-22 (メタ)アクリル酸エステル Pending JPH07118205A (ja)

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