JPH082840B2

JPH082840B2 - エステル化合物

Info

Publication number: JPH082840B2
Application number: JP62149601A
Authority: JP
Inventors: 満鹿野
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1987-06-16
Filing date: 1987-06-16
Publication date: 1996-01-17
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPS63313752A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、液晶表示素子をなす強誘電性液晶として利
用されるエステル化合物に関するものである。

「従来技術」第４図は、従来のねじれ配列を誘発する液晶性化合
物、即ち強誘電性液晶の典型的な模式構造を示すもので
ある。

図中符号１は中心骨格部で、その両端には側鎖2,3が
結合している。側鎖2,3の何れか一方（この例では側鎖
２）は、不斉構造を有する光学活性基によって形成され
ている。

「発明が解決しようとする問題点」構造上および配向性などの表示特性上、強誘電性液晶
化合物のらせんピッチは、長い方が有利である。

ところが、従来の強誘電性液晶化合物の多くはは、ら
せんピッチが数μｍ以下と小さく、このため、従来は数
種類の液晶化合物をブレンドして、らせんピッチの長さ
液晶組成物を調合しなければならなかった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、らせんピ
ッチの長い新規な液晶化合物を提供することを目的とす
る。

「問題点を解決するための手段」本発明のエステル化合物は、下記一般式（Ｉ）で表さ
れる化合物である。

式（Ｉ）中、R₁とR₂は、互いに異なる不斉構造を持つ
アルキル基である。このエステル化合物は、第１図に示
すように、中心骨格部１の両側に互いに異なる不斉構造
をもつ光学活性基が側鎖5,6として結合したものであ
る。

この構造のエステル化合物は、互いに異なる不斉構造
を有する側鎖5,6の協同作用によって、らせんピッチが
長い強誘電性液晶となる。

さらに、上記式（Ｉ）においては、R₁とR₂は、R₁を有
する下記式（II）で示される化合物と、R₂を有する下記
式（III）で示される化合物とが、それぞれの自発分極
の方向が等しく、かつ、互いに異なるらせんのねじれ方
向を誘起する液晶性化合物となる関係を満足するものと
する。

（（II）式、（III）式中Ｒは、不斉構造を持たないア
ルキル基を示す）すなわち、側鎖5,6を形成する光学活性基は、その基
が誘起する結晶化合物のらせんのねじれの方向および自
発分極の向きの関係によって、第１表に示すように
（イ）〜（ニ）の４種類に分類できることが知られてい
る（J.W.Goodby stal,J.Am.Chem.Soc.,108,4729（'8
6））。

そして、本発明のエステル化合物では、（Ｉ）式中の
R₁,R₂に、第１表中（イ）と（ロ）に分類される光学活
性基から１つづつを選んで、あるいは（ハ）と（ニ）に
分類される光学活性基から１つづつを選んで用いられ
る。

本発明のエステル化合物を構成するR₁,R₂として、よ
り具体的には、（ｎ≠ｍ、２≦1,j≦８）であり、かつR₁,R₂中に存在す
る不斉炭素の絶対配置が同一であるものを挙げることが
できる。

中でも、０≦n,m≦８であるような基が特に好適に用
いられる。

「製造方法」次に、本発明のエステル化合物の製造方法の一例を説
明する。

本発明のエステル化合物は、下記中間体（Ｂ）をトル
エンに溶解し、ピリジン存在下で下記中間体（Ａ）を作
用させることによって製造できる。

また、中間体（Ａ）は、次のような工程で製造でき
る。

さらに、中間体（Ｂ）は、次のような工程で製造でき
る。

「実施例」次に、実施例に沿って本発明のエステル化合物を更に
詳しく説明する。

（実施例１）（VI）式で表される本発明の液晶化合物を作成した。
なお、以下の式に添えた（Ｓ）および（Ｒ）の記号は、
その側鎖の部分を絶対配置Ｓ型あるいはＲ型の原料アル
コールによって合成したことを示す。

この化合物（VI）は次のように製造した。

まず、（Ｃ）式に示す市販の光学活性アミルアルコー
ル（絶対配置Ｓ型）を当量の塩化トシルと、2.5倍当量
のピリジン存在下で反応させた。

反応は室温以下で行い、約８時間を要した。得られた
溶液から、トルエン抽出の後、6N−HCl、2N−NaOH、水
を順次用いて洗浄し、次いで無水硫酸マグネシウムを用
いて乾燥した後、トルエンを溜去し、前記（Ａ−２）式
に相当するトシルエステルを得た。収率は約90％であっ
た。

次に、この得られたトシルエステルを、当量の４−オ
キシ,4′−シアノビフェニルと1.1倍当量の苛性ソーダ
が存在するエタノール中に添加した。これを、還流温度
にて十分撹拌しながら、約24時間反応させた。ついで、
得られた反応液を室温にもどし、エタノールを溜去した
後、トルエン抽出した。次に、これを6N−HCl、2N−NaO
H、水の順次用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾
燥させた。その後、トルエンを溜去し、エタノールから
再結晶して、前記（Ａ−４）式に相当するシアノ化合物
を得た。収率は85％であった。

次に、水／エタノール＝1/1（体積比）の混合溶媒に1
0倍当量の苛性ソーダを溶解し、この溶液に、得られた
前記シアノ化合物を当量溶解し、約３日間還流した。ア
ンモニアの発生が終了してから、反応液を室温に戻しこ
れを大量の冷水中に注ぎ、塩酸で酸性にしたところ、大
量の結晶が析出した。これを取し、エタノールから再
結晶して、前記（Ａ−５）式に相当するカルボン酸化合
物を得た。収率は約80％であった。次に、このものに４
倍当量の塩化チオニルを加え、４時間の加熱還流を行
い、余分なSOClを溜去して、前記中間体（Ａ）に相当す
る化合物（Ｄ）を得た。

（Ｓ−４′−２−メチルブトキシビフェニル−４″−ベ
ンゾクロリド）一方、前記市販の光学活性アミルアルコール（Ｃ）
を、当量の三臭化リン（PBr₃）で処理してアミルブロマ
イドを合成し、このアミルブロマイドからグリニャール
試薬を調整し、これにオキセタンを作用させて前記（Ｂ
−１）式に相当する化合物（Ｅ）を得た。

この化合物（Ｅ）の絶対配置はＳである。

次に、前記化合物（Ｄ）の場合と同様の操作で、前記
（Ｂ−２）式に相当するトシルエステルを調整した。次
に、このトシルエステルを1.1倍当量の苛性ソーダと当
量のハイドロキノンが添加されたエタノール溶液中に加
熱撹拌しながら添加した。その後、還流下で約２日間反
応させ、次いでエタノールを溜去した後、酸性下でトル
エン抽出し、この抽出物を水洗して、前記中間体（Ｂ）
に相当する化合物（Ｆ）を得た。

（Ｓ−Ｐ−５−メチルヘプチルオキシフェノール）次に、トルエン中、２倍当量のピリジン存在下で、中
間体（Ｂ）に相当する化合物（Ｆ）を当量溶解し、次い
でこれに徐々に中間体（Ａ）に相当する化合物（Ｄ）を
添加し、還流撹拌を約８時間行った後、反応液を室温に
戻した。次いでこの反応液を、トルエン抽出に供し、続
いて6N−HCl、2N−NaOH、水を順次用いて洗浄した。こ
のものを、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、トルエ
ンを溜去し、次いでエタノールから再結晶した。得られ
た結晶をｎ−ヘキサン／クロロホルム＝9/1の混合溶媒
と、シリカゲルカラムを用いたカラムクロマトグラフィ
ーによって精製し、次いで、エタノールで３回再結晶を
行い、前記エステル化合物（VI）を得た。このものは純
白であった。

以上の操作によって製造されたエステル化合物（VI）
と、下記（Ｇ）式で表される従来の液晶化合物（比較例
１）の相転位温度、らせんピッチおよび自発分極を調べ
た。

続いて、下記（Ｈ）式で表される従来の構造の液晶化
合物を合成し、Sc^＊におけるらせんピッチを調べたとこ
ろ、数μｍであった。

以上の結果から、実施例１のエステル化合物（VI）は
従来のものに比較してらせんピッチが長いことが判明し
た。また、実施例１のエステル化合物（VI）は、比較例
１の化合物（Ｇ）に比べてSc^＊相を示す温度範囲が若干
広いことが判る。

実施例１の化合物（VI）のらせんピッチが大であるの
は、一方の側鎖がマイナス方向の自発分極と右巻きのら
せんのねじれを誘起するものであり、他方の側鎖がマイ
ナス方向の自発分極と左巻きのらせんのねじれを誘起す
るものであるためと考えられる。

（実施例２）下記（VII）式で表される化合物を、実施例１と同様
の操作で作成した。

中間体（Ａ）を得るには、（Ｊ）式に示す原料アルコ
ール（絶対配置Ｓ型）を用いた。また、中間体（Ｂ）
は、実施例１と同一工程で合成した。

比較のために、絶対配置Ｒ型の原料アルコールで一方
の中間体（Ａ）を合成した化合物を比較例２として合成
し、下記（Ｋ）式で表される化合物を比較例３として合
成した。なお、化合物（Ｋ）は絶対配置Ｓ型の原料アル
コールを用いて合成した。

加えて、下記（Ｌ）式で示される化合物を合成し、そ
のらせんピッチを測定したところ、数μｍであった。

この結果、この実施例２の化合物（VII）は従来の液
晶化合物に比べてらせんピッチが大であり、自発分極も
十分な値を有していることが判明した。これに対して、
比較例２のものは、両末端基の自発分極のベクトルが逆
なので互いに相殺し合い、分子全体としての自発分極が
極めて小であった。

（実施例３）絶対配置がＳ型の原料アルコールを用いて、下記（VI
II）式で表される構造の化合物を合成し、この化合物
（VIII）のらせんピッチ等を調べた。結果を第３表に示
す。

この化合物（VIII）を質量分析法と赤外線吸収スペク
トルで調べた。結果を第２図および第３図に示す。第３
図において、各ピークの波数は第５表の通りである。

これらの結果から、この化合物（VIII）は、上記（VI
II）式の構造のものであることが確認できた。

（実施例４）絶対配置がＲ型の原料アルコールを用いて、実施例３
の化合物（VIII）と構造式が同一の化合物を合成した。
この化合物のらせんピッチ等を調べたところ、実施例３
のものと同一であった。

（実施例５〜７）実施例１〜３の化合物（VI），（VII），（VIII）と
末端基の配置が逆の化合物（Ｘ），（XI），（XII）を
合成した。これらの化合物（Ｘ），（XI），（XII）の
調べたところ、いずれもSc^＊相を示し、らせんピッチは
10μｍ以上、自発分極は数nC/cm²以上であった。

これに対して、絶対配置Ｓ型の原料アルコールを用い
て合成され、両末端基が共に左巻きのねじれを誘起する
光学活性基からなる化合物（Ｐ）はらせんピッチが１μ
ｍ以下と小さい値を示した。

「発明の効果」本発明のエステル化合物は、互いに異なる不斉構造を
有する光学活性基が骨格部の両端に結合されたものなの
で、らせんピッチが長い液晶化合物となる。

従って、本発明のエステル化合物を用いることによっ
て、液晶表示素子の生産性を向上することができ、また
液晶表示素子の配向性等の表示特性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエステル化合物の概略構造を示す模式
図、第２図は実施例３の化合物を質量分析した結果を示
すチャート、第３図は同実施例３の化合物の赤外吸収ス
ペクトルを示すチャート、第４図は従来の液晶化合物の
概略構造を示す模式図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式（Ｉ）で表されることを特徴と
するエステル化合物。式（Ｉ）中、R₁は下記式（IV）、R₂は下記式（Ｖ）で示
され、かつR₁とR₂中に存在する不斉炭素の絶対配置は同
一とする。但し、ｎ≠ｍ、２≦1,j≦８とする。
【請求項２】０≦n,m≦８であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のエステル化合物。