JPH07309813A - トリフェニレン誘導体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流動性の高い液晶相への転移温度が低い液晶
化合物である新規なトリフェニレン誘導体を提供する。 【請求項１】 下記一般式（Ｉ）で表されるトリフェニ
レン誘導体。 【化１】 ［但し、Ｒは 【化２】 ｛但し、ＹはＨ、Ｃｌ、Ｆ、Ｂｒ、低級アルキル基また
はアルコキシ基を表わし、Ｚは−((ＣＨ₂)_q −Ｏ)_p−Ａ
（但し、ｐは１〜１０の整数を表わし、ｑは２〜８の整
数を表わし、ｐ≧２の時は各々のｑは互いに異なってよ
く、そしてＡは水素原子または炭素原子数１〜２１の炭
化水素基を表わす）、ｍは、０又は１を表わし、そして
ｎは１〜５の整数を表わす｝を表わす。］

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶材料として有用な新
規な化合物であるトリフェニレン誘導体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示素子はワードプロセッサ
ー、パーソナルコンピューター、テレビなどに広く用い
られるようになり、それに関連する素材、装置などの産
業活動が活発に行われている。液晶表示材料の基本的な
素材である液晶化合物についても活発な開発研究が行わ
れ、数多くの化合物が開発されてきた。これらの化合物
は、表示素子に限らず種々の用途への利用に向け開発が
行なわれている。従来からよく知られ、利用されている
棒状の液晶化合物に加え、最近では円盤状の液晶化合
物、いわゆるディスコティック液晶化合物が注目を浴び
るようになった。

【０００３】ディスコティック液晶化合物の代表的なも
のとしては、C. Destrade らの研究報告［Mol. Cryst.
Liq. Cryst. ７１巻、１１１頁（１９８１年）］に記載
されているように、例えばベンゼン誘導体、トリフェニ
レン誘導体、トルキセン誘導体、フタロシアニン誘導体
等を挙げることができる。ディスコティック液晶化合物
は、一般に、これらを分子の中心の母核とし、直鎖のア
ルキル基、アルコキシ基あるいは置換ベンゾイルオキシ
基等がその側鎖として放射状に置換された構造を有す
る。

【０００４】ところで、液晶の代表的な構造である棒状
の化合物において知られているように、その構造の微妙
な違いにより、形成される液晶相及び各相間の転移温度
はしばしば著しく変化する。このことは、棒状液晶化合
物に限られることではなく、ディスコティック液晶化合
物においても当てはまる。最適な液晶相、各相関の転移
温度は、目的とする素子によって異なり、従って種々の
目的に対応できるように選択の幅を広げるためには、多
種多様な化合物を用意することが必要である。しかしな
がら、ディスコティック液晶化合物においては、未知な
化合物が多く、その特性も充分に知られていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者の検討による
と、ディスコティック液晶化合物のなかでもトリフェニ
レン誘導体は、光学素子、導電性膜等の電子材料として
利用する上で、その特性の異方性が発現するために好ま
しい分子配向としてのモノドメイン性の液晶相であるデ
ィスコティックネマティック相を形成し易く、有用な化
合物が多いことが明らかとなった。そして、特に下記の
一般式（Ｉ）を有するトリフェニレン誘導体は、流動性
の高い液晶相への転移温度が低く液晶材料として有用な
化合物であることが明らかとなった。従って、本発明の
目的は、液晶材料として有用な新規なトリフェニレン誘
導体を提供することにある。特に、本発明の目的は、流
動性の高い液晶相への転移温度が低い液晶化合物で、液
晶薄膜形成時に、低温で配向可能な液晶化合物を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意研究を重
ねた結果、下記の一般式（Ｉ）で表されるトリフェニレ
ン誘導体の化合物により本発明の目的が達成できること
を見出した。

【０００７】

【化３】 ［但し、Ｒは

【０００８】

【化４】 ｛但し、ＹはＨ、Ｃｌ、Ｆ、Ｂｒ、低級アルキル基また
はアルコキシ基を表わし、Ｚは−((ＣＨ₂)_q −Ｏ)_p−Ａ
（但し、ｐは１〜１０の整数を表わし、ｑは２〜８の整
数を表わし、ｐ≧２の時は各々のｑは互いに異なってよ
く、そしてＡは水素原子または炭素原子数１〜２１の炭
化水素基を表わす）、ｍは０又は１を表わし、そしてｎ
は１〜５の整数を表わす｝を表わす。］ 上記トリフェニレン誘導体は、例えば、光学補償シート
の作成に使用することができる。即ち、光学補償シート
が透明支持体と液晶層からなるシートの場合、上記トリ
フェニレン誘導体をこの液晶層を構成する液晶として使
用することができる。この際、液晶層の下に配向膜を形
成する等により液晶を配向させことが好ましい。

【０００９】以下に、本発明の化合物について詳細に説
明する。本発明のトリフェニレン誘導体は、トリフェニ
レン環の２，３，６，７，１０，１１位に置換している
ベンゾイルオキシ基の芳香環がエーテル結合を有する少
なくとも１つのアルコキシ基により置換されることを特
徴とする。Ｚで表わされる置換基に含まれるＡで表わさ
れる基としては、例えばアルキル基、アルケニル基、ア
ルキニル基、アラルキル基、アリール基等の炭素原子数
７〜２１の炭化水素基を挙げることができる。好ましく
は炭素原子数１〜２１のアルキル基、炭素原子数１〜２
１のアルケニル基および炭素原子数７〜２１のアラルキ
ル基であり、さらに炭素原子数１〜２１（好ましくは炭
素原子数１〜６）のアルキル基および炭素原子数１〜２
１（好ましくは炭素原子数２〜４）のアルケニル基が好
ましく、特に炭素原子数１〜４のアルキル基が好まし
い。ｐは１〜４の整数（特に１または２）が好ましく、
ｑは２〜６の整数（特に２〜４）が好ましい。

【００１０】Ｙ（芳香環に置換しても良いその他の置換
基）としては、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル
基（例、メチル基、エチル基、プロピル基及びブチル
基）、及びアルコキシ基（例、メトキシ基及びエトキシ
基）を挙げることができる。好ましくは水素原子及び低
級アルキル基であり、特に水素原子及びメチル基が好ま
しい。ｎは１〜３の整数（特に１又は２）が好ましい。

【００１１】以下に、本発明の化合物の具体例（一般式
（Ｉ）におけるＲの例）を挙げる。

【００１２】

【化５】

【００１３】

【化６】

【００１４】

【化７】

【００１５】

【化８】

【００１６】

【化９】

【００１７】

【実施例】本発明の液晶化合物を合成するための一般的
な反応経路を、ＴＰ−２の化合物を例にとり下記に示
す。

【００１８】

【化１０】

【００１９】すなわち、ヘキサヒドロキシトリフェニレ
ンの合成とエーテル鎖を有する置換安息香酸の酸塩化物
の合成及びそれらの縮合である。

【００２０】本発明の液晶の母核の原料である、２，
３，６，７，１０，１１−ヘキサメトキシトリフェニレ
ンの合成法は、Advanced Material. 2 (1990) No.2の４
０頁に記載されており、本発明においては、その処方に
準じて合成した。また２，３，６，７，１０，１１−ヘ
キサヒドロキシトリフェニリンについては、同様に上記
文献に記載されている２、３、６、７、１０、１１−ヘ
キサアトキシトリフェニレンの合成法の途中で添加され
る無水酢酸を添加せずに後処理を行ない、同様の収率で
目的物を得た。

【００２１】以下に、本発明の液晶化合物の合成方法
を、具体的に示す。

【００２２】［合成例１］（ＴＰ−２） ２，３，６，７，１０，１１−ヘキサメトキシトリフェ
ニレン（ＴＰ−２Ａ）の合成 氷冷した２リットルの三口フラスコに、１５０ｇの塩化
第二鉄と氷水１３５ｍｌを入れ、完全に溶解した後、３
０ｇのベラトロールを添加した。メカニカルスタラーで
激しく攪拌しながら、濃硫酸４５０ｍｌを徐々に添加し
た。１２時間後、この反応混合物を３リットルの氷水中
に注ぎ、３時間後析出物を濾過し、ＴＰ−２Ａの粗結晶
１３ｇ（収率：４３％）を得た。

【００２３】２，３，６，７，１０，１１−ヘキサヒド
ロキシトリフェニレン（ＴＰ−２Ｂ）の合成 １０．３ｇのＴＰ−２Ａを５０ｍｌのジクロロメタンに
懸濁させ、三臭化ホウ素１５．５ｍｌを徐々に添加し
た。２時間後、氷水５００ｍｌ中に注ぎ、これを２．５
リットルの酢酸エチルで抽出し、無水硫酸ナトリウムで
乾燥後、セライト濾過を行なった。溶媒を減圧濃縮後、
残渣をアセトニトリルとジクロロメタンの混合溶媒から
再結晶し、７．５０ｇ（収率：９２％）のＴＰ−２Ｂを
得た。

【００２４】４−（３，６−ジオキサヘプチルオキシ）
安息香酸（ＴＰ−２Ｃ）の合成 １リットルの三口フラスコに、４−ヒドロキシ安息香酸
３２．０ｇ、３，６−ジオキサヘプチルクロリド１００
ｍｌ、炭酸カリウム１５０ｇ及びアセトニトリル１００
ｍｌを入れ、湯浴上で加熱還流下、メカニカルスタラー
で６時間激しく攪拌した。冷却後、反応混合物をセライ
ト濾過し、３００ｍｌの酢酸エチルで洗浄した。濾液を
減圧濃縮後、２００ｍｌのエタノールに再溶解し、１５
ｇの水酸化カリウムを溶解した水溶液４０ｍｌを徐々に
滴下し、８０℃で１時間加熱攪拌した。冷却後、希塩酸
１リットル中に注ぎ、析出した結晶を減圧濾過し、氷水
３００ｍｌで洗浄した。風乾後、３８ｇ（収率：６８
％）のＴＰ−２Ｃを得た。

【００２５】２，３，６，７，１０，１１−ヘキサ［４
−（３，６−ジオキサヘプチルオキシ）ベンゾイルオキ
シ］トリフェニレン（ＴＰ−２）の合成 ２００ｍｌ三口フラスコに８．３４ｇのＴＰ−２Ｃと１
０ｍｌの塩化チオニルを入れ、２時間加熱還流した。加
熱した状態で、減圧下、過剰の塩化チオニルを留去し
た。冷却後、０．７ｇのＴＰ−２Ｂと２０ｍｌのピリジ
ンを添加し、２０時間攪拌した。減圧下、過剰のピリジ
ンを留去後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーを用
いてＴＰ−２を単離精製した。収量は、２３．０５ｇ
（収率：７５％）であった。

【００２６】ＴＰ−２の同定データ ＩＲ（ｃｍ^-1） ３０８０，２９８０，２９３０，２８８０，２８３０，
１７４５，１６１０，１５８５，１５１５，１４５５，
１４２０，１３６０，１３１５，１２５０，１２００，
１１７５，１１２５，１０７５，１０６０，１０１０，
９９０，９４０，９２５，９０５，８５０，８１５，７
６０，６９５，６６０，６３５，６０５ 結晶のＤＳＣ及び偏光顕微鏡観察による相転移温度 結晶相−８７℃−液晶相−１２５℃−流動性液晶相−２
２９℃−等方性液体相

【００２７】ＴＰ−２、ＴＰ−３、ＴＰ−５、ＴＰ−１
６、ＴＰ−１８、ＴＰ−２２、ＴＰ−２３、ＴＰ−２
４、ＴＰ−２５、ＴＰ−２６及びＴＰ−２７の化合物
を、ＴＰ−２と同様の処方で合成した。以下に、その同
定データを示す。

【００２８】ＴＰ−３の同定データ ＩＲ（ｃｍ^-1） ３０７０，３０４０，２９３０，２８８０，２８２５，
１７３８，１６３５，１６０５，１５７８，１５１３，
１４５５，１４２２，１３５８，１３３０，１３１３，
１２９０，１２４０，１２０５，１１８１，１１３３，
１０６０，１０１５，９８３，９３０，８９５，８６
０，８３３，７４０，６９６，６５５，６４０，６１５ 結晶のＤＳＣ及び偏光顕微鏡観察による相転移温度 結晶相−７９℃−液晶相−９１℃−流動性液晶相−１４
０℃−等方性液体相

【００２９】ＴＰ−５の同定データ ＩＲ（ｃｍ^-1） ３０８０，２９５５，２９３０，２８７０，１７４５，
１６０８，１５８２，１５１５，１４５５，１４２０，
１３６２，１３１５，１２４５，１１７５，１１２５，
１０７０，１０１０，９８０，９２５，９０３，８４
５，８１５，７６０，６９５，６５７，６３５，６０５ 結晶のＤＳＣ及び偏光顕微鏡観察による相転移温度 結晶相−１４５℃−液晶相−１５８℃−流動性液晶相−
２２１℃−等方性液体相

【００３０】ＴＰ−１６の同定データ ＩＲ（ｃｍ^-1） ３０００，２８７６，２８５０，１７６０，１６１０，
１６００，１５６０，１５２１，１５０１，１４５９，
１４３６，１３９０，１３３５，１２９０，１２６０，
１２２５，１１４０，１１００，１０７５，１０１０，
９７０，９１０，８８５，８４０，８２０，７６０，６
９５

【００３１】ＴＰ−１８の同定データ ＩＲ（ｃｍ^-1） ３０８０，２９２５，２８８０，１７４３，１６１０，
１５８２，１５１５，１４６０，１４２２，１３５５，
１３１７，１２５０，１１８０，１１２５，１０７０，
１０６０，１０１０，９８８，９４３，９０５，８５
５，８１８，７６３，６９５，６７０，６６０，６４
０，６３５，６１５ 結晶のＤＳＣ及び偏光顕微鏡観察による相転移温度 結晶相−１０９℃−流動性液晶相−２４９℃−等方性液
体相

【００３２】ＴＰ−２２の同定データ ＩＲ（ｃｍ^-1） ２９３０，２８９０，１７５０，１６００，１５９０，
１５１５，１４９５，１４４６，１４２５，１３６０，
１２８０，１２５５，１２２０，１１３０，１０６３，
１０００，９６０，９０５，８１０，７５０

【００３３】ＴＰ−２３の同定データ ＩＲ（ｃｍ^-1） ３１００，３０６０，２８６０，２８３０，１７４０，
１６１５，１５９５，１５００，１４８０，１４４０，
１４２０，１３１５，１２７０，１２４５，１２００，
１１２０，１０５０，９９０，９８０，９４０，８９
０，８６５，８２０，８００，７４０，６７５ 結晶のＤＳＣ及び偏光顕微鏡観察による相転移温度 結晶−１２８℃−液晶相−１３３℃−等方性液体相

【００３４】ＴＰ−２４の同定データ ＩＲ（ｃｍ^-1） ２９２５，２８５０，１７３５，１６００，１５００，
１４６５，１４１０，１３１５，１２９０，１２４５，
１１９５，１１７０，１１３０，１０７０，９９０，８
１０，７５０，７０５

【００３５】ＴＰ−２５の同定データ ＩＲ（ｃｍ^-1） ２９３０，２８５５，１７３５，１６０２，１５０４，
１４７０，１４１８，１３１８，１２４５，１１９０，
１１６５，１１２０，１０６５，１０００，８９５，８
４０，８１０，７５５，６８５，６５５，６３０ 結晶のＤＳＣ及び偏光顕微鏡観察による相転移温度 結晶相−１３２℃−流動性液晶相−２１７℃−等方性液
体相

【００３６】ＴＰ−２６の同定データ ＩＲ（ｃｍ^-1） ２９３０，２８５０，１７４５，１６１０，１５８５，
１５１５，１４２０，１３１５，１２５０，１２００，
１１７５，１１２５，１０７５，１０１０，９９５，９
４０，９３０，８５５，８１０，７６０，６９５，６６
０ 結晶のＤＳＣ及び偏光顕微鏡観察による相転移温度 結晶相−９８℃−液晶相−１４５℃−流動性液晶相−２
２６℃−等方性液体相

【００３７】ＴＰ−２７の同定データ ＩＲ（ｃｍ^-1） ２９２０，２８７０，１７３５，１６００，１５０５，
１４５０，１４１４，１３６０，１３１５，１２４０，
１１９０，１１６５，１１２０，１０６０，１０００，
１０７５，９７５，９２０，８９５，８４０，７５５，
６８５，６６０ 結晶のＤＳＣ及び偏光顕微鏡観察による相転移温度 結晶相−２６℃−液晶相−１１５℃−流動性液晶相−２
０２℃−等方性液体相

【００３８】流動性の高い液晶相への転移温度へのエー
テル基の有無の観点からの比較本発明の液晶化合物と類
似の構造を持つが芳香族環の置換基にエーテル基を持た
ない化合物について、相転移温度の比較を行なった。比
較化合物として下記の構造を有する化合物（ＣＯＭＰ−
１〜ＣＯＭＰ−３）について、上記と同様結晶のＤＳＣ
及び偏光顕微鏡観察によって相転移温度を決定した。

【００３９】

【化１１】

【００４０】得られた相転移温度を下記に示す。 （流動性の高い液晶相への転移温度へのエーテル基の有無の観点からの比較） ────────────────────────── 本発明の液晶化合物 比較化合物 番号 相転移温度（℃） 番号 相転移温度（℃） ────────────────────────── ＴＰ−２ １２５ ＣＯＭ−２ １６８ ＴＰ−３ ９１ ＣＯＭ−２ １６８ ＴＰ−５ １５８ ＣＯＭ−５ １８５ ＴＰ−１８ １０９ ＣＯＭ−１８ １５５ ──────────────────────────

【００４１】以上のように、本発明のエーテル基を有す
ることを特徴とするトリフェニレン化合物は、液晶性を
示し、そのエーテル基の酸素原子が炭素原子と置き替わ
った脂肪族基を有する比較化合物と比較して流動性の高
い液晶相への転移温度が低くなる点で、大きな特徴があ
ることがわかる。

【００４２】

【発明の効果】本発明の誘導体は、流動性の高い液晶相
への転移温度が低い新規な液晶化合物であり、これによ
り液晶薄膜形成時の液晶分子の配向をより低温で実施に
することができる。従って、例えば、透明支持体と液晶
層からなる光学補償シートを作成する際、液晶層形成後
の配向のための加熱温度が低いことから、支持体として
種々のプラスチスチックを使用することができる。特
に、光学的透明性に優れたトリアセチルセルロース（Ｔ
ＡＣ）等も使用することができるとの利点がある。ま
た、低温配向が可能なことから、本発明の誘導体を用い
ることにより、液晶表示素子等の製造を極めて容易に行
なうことができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式（Ｉ）で表されるトリフェニ
   レン誘導体。 【化１】 ［但し、Ｒは 【化２】 ｛但し、ＹはＨ、Ｃｌ、Ｆ、Ｂｒ、低級アルキル基また
   はアルコキシ基を表わし、Ｚは−((ＣＨ₂)_q −Ｏ)_p−Ａ
   （但し、ｐは１〜１０の整数を表わし、ｑは２〜８の整
   数を表わし、ｐ≧２の時は各々のｑは互いに異なってよ
   く、そしてＡは水素原子または炭素原子数１〜２１の炭
   化水素基を表わす）、ｍは、０又は１を表わし、そして
   ｎは１〜５の整数を表わす｝を表わす。］
2. 【請求項２】 Ａが、炭素原子数１〜６のアルキル基又
   は炭素原子数２〜４のアルケニル基を表わし、ｐが１〜
   ４の整数を表わし、そしてｑが２〜６の整数を表わす請
   求項１に記載のトリフェニレン誘導体。
3. 【請求項３】 Ｙが、水素原子又はメチル基を表わし、
   そしてｎが１〜３の整数を表わす請求項１に記載のトリ
   フェニレン誘導体。