JPH0967357A - 光学活性化合物及びそれを含有する液晶組成物 - Google Patents

光学活性化合物及びそれを含有する液晶組成物

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JPH0967357A
JPH0967357A JP7226704A JP22670495A JPH0967357A JP H0967357 A JPH0967357 A JP H0967357A JP 7226704 A JP7226704 A JP 7226704A JP 22670495 A JP22670495 A JP 22670495A JP H0967357 A JPH0967357 A JP H0967357A
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JP
Japan
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liquid crystal
optically active
carbon atoms
active compound
phase
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Pending
Application number
JP7226704A
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English (en)
Inventor
Ryuji Kadota
隆二 門田
Ayako Nishioka
綾子 西岡
Osami Inoue
長三 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 新規な光学活性化合物とそれを含有する強誘
電性液晶組成物を提供する。 【解決手段】 一般式（Ｉ）で表される光学活性化合
物。 【化１】 （式中、Ｒ1 、Ｒ2 及びＲ3 はＣ１〜Ｃ１８のアルキル
基、Ｃ３〜Ｃ１８のアルケニル基、Ｃ３〜Ｃ１８のアル
キニル基、アルコキシ部分がＣ１〜Ｃ３でアルキル部分
がＣ１〜Ｃ１８のアルコキシアルキル基などを、Ａ，
Ｂ，Ｃは１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキシレ
ン、２，５−ピリミジニレンなどを、ｌ，ｍ，ｎは０ま
たは１を示し、ｌ＋ｍ＋ｎは０であることはない。）

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な光学活性化合物
及びそれを含有する液晶組成物を提供するものである。
本発明によって提供される光学活性化合物は、単独でま
たは他の液晶化合物と混合することにより、特に応答
性、メモリー性に優れた強誘電性（キラルスメクチック
Ｃ相）を呈する化合物であり、電気光学的スイッチング
素子として使用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示素子の表示方式として、現在広
く実用に供されているものにＴＮ（ねじれネマチック）
型がある。これは、ネマチック液晶と呼ばれる液晶化合
物を主成分とした液晶表示素子であるが、短所の一つに
応答速度が遅く、最高数ミリ秒のオーダーの応答速度し
か得られないということが挙げられる。そしてこのこと
が、ネマチック液晶を用いる表示素子の大型化を制約す
る一因となっている。このように従来型の液晶表示素子
の欠点を改善するものとして、クラーク及びラガウエル
により提案された双安定を有する液晶を用いた液晶表示
素子が注目されている（特開昭５６−１０７２１６号公
報参照）。
【０００３】この双安定を有する液晶は強誘電性液晶と
呼ばれ、メモリー性の点・高速応答な点・視野角が広い
・コントラストがよい点などから最有望視され、特に近
年において液晶テレビなどのディスプレイ用のみなら
ず、光プリンターヘッド、ライトバルブ、光コンピュー
ター素子などオプトエレクトロニクス分野においても、
その実用化に向けた開発が急務になっている。
【０００４】一般に、強誘電性液晶は光学活性部位を有
する化合物で、かつその分子長軸が層の法線方向からチ
ルトした分子配向を有する一連のスメクチック相におい
て発現される。中でもキラルスメクチックＣ（以下、Ｓ
ｃ* と略記する）相は、粘性が低く、比較的低電圧動作
性のため実用上優位とされる。このような強誘電性液晶
として、１９７５年、マイヤー（Ｒ．Ｂ．Ｍｅｙｅｒ）
らにより合成された４ー（４−ｎ−デシルオキシベンジ
リデンアミノ）桂皮酸−２−メチルブチルエステル（以
下、ＤＯＢＡＭＢＣと略記する。）が知られている
（Ｊ．Ｐｈｙｓｉｑｕｅ ３６ Ｌ−６９（１９７５）
参照）。しかし、このＤＯＢＡＭＢＣは、シッフ塩基を
構造として含むために、水や光などに対する安定性に難
があり、そこで強誘電性液晶材料として物理的化学的に
安定で、しかもＳｃ* 相を示す温度範囲が広い材料系の
出現が強く期待されている。
【０００５】また、強誘電性液晶の応答速度（τ）は、 τ＝η／（Ｐｓ ・ Ｅ） （Ｐｓ：自発分極、η：粘性、Ｅ：印加電界）として表
され、自発分極（Ｐｓ）が大きいほどτが小、すなわち
応答速度は速くなる。従って、応答速度の速い強誘電性
液晶を得るためには、自発分極の大きな材料開発が必要
である。実際に、自発分極の増大を狙い、環状分子（ベ
ンゼン環、ピリミジン環、シクロヘキサン環など）を含
むコア骨格とキラル骨格の間の結合子（スペーサー部）
の検討が盛んである。（特開平１−２３８５５７号公
報）。
【０００６】また、自発分極は分子長軸に対して垂直な
方向の双極子モーメントが不斉炭素の影響により長軸回
りの自由回転が抑制された結果生じると考えられ、従っ
て自発分極の増大するためには、イ）双極子部分をコア
部に近づける。ロ）双極子部分と不斉炭素部分を近づけ
る。ハ）不斉炭素に立体的に大きな置換基をつけ、長軸
回りの自由回転を抑制させる等の方法でなされてきた。
最近では、特開平４−２３１９２号、特開平５−５７９
４２号等の公報に記載されているコア部に独立して結合
させたアミン誘導体、特開平２−１３８２７４号、特開
平４−２３０６７７号、特開平５−５９０３６号の公報
に記載されているキラルγ−ブチロラクトン環を有する
液晶化合物が知られている。特に特開平２−１３８２７
４号公報に記載されているフェニルピリミジン環を有す
るγ−ブチロラクトン誘導体について、ベース液晶とブ
レンドしたところ、応答速度が遅く、チルト角も小さい
と考えられる。さらに、相転移温度についても、キラル
スメクチックＣ相−スメクチックＡ相−コレステリック
相−等方相の相系列を示し得ていない。
【０００７】しかし、これらは大きな自発分極を示すも
のの、逆に粘性が増大して応答速度が遅くなったり、液
晶相やＳｃ* 相の温度範囲が狭くなることが多く、必ず
しも強誘電性液晶として有効な分子設計指針と言えなか
った。そこで、既知の強誘電性液晶に比べ、Ｓｃ* 相の
温度範囲が広くかつ自発分極の大きい強誘電性液晶の開
発が望まれていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、強誘
電性液晶材料に用いる新規な光学活性体及び液晶化合物
として、 １．構造上から物理的化学的に安定な化合物 ２．他の液晶化合物と混合することにより、または単独
で強誘電性を発現させ、広い温度範囲でＳｃ* 相を示す
化合物 ３．不斉炭素をγ−ブチロラクトン環に導入して、永久
双極子モーメントに由来した大きな誘起自発分極を有す
る化合物 ４．印加電圧に対して高速応答性を示す化合物 ５．コレステリック相及びキラルスメクチックＣ相のそ
れぞれの螺旋ピッチが充分に長く、そしてチルト角が大
きい化合物 ６．少量を添加することで低粘性の液晶組成物を調製さ
せ、高速応答を示す化合物 ７．少量を添加することでメモリー特性の閾値を向上
し、十分高いコントラスト比が得られる化合物 を満たす化合物を見いだし、単独で、あるいはこの少な
くとも１種を成分とする組成物で、実際に表示素子の液
晶として使用できる化合物を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために鋭意検討を行い、驚くべきことに本発明
をなすに至った。
【００１０】本発明は、（１）コア部とそれをはさむ２
つの側鎖部を有し、その一方の側鎖部は少なくとも２個
のキラル炭素原子が環内にあるラクトン環を有する基で
あり、他方の側鎖部はキラル炭素原子を含んでもよい、
かつアミノ基を有することを特徴とする光学活性化合
物、（２）一般式（Ｉ）
【化３】 （式（Ｉ）中、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 は各々独立に炭素数１
〜１８の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基、炭素数３〜
１８の直鎖もしくは分岐鎖のアルケニル基、炭素数３〜
１８の直鎖もしくは分岐鎖のアルキニル基またはアルコ
キシ部分が炭素数１〜３でアルキル部分が炭素数１〜１
８の直鎖もしくは分岐鎖のアルコキシアルキル基を示
し、またはこれらは１つ以上のハロゲン原子で置換され
たものであってもよい；Ｒ1 、Ｒ2 及びＲ3 には不斉炭
素原子を含んでよい；Ａ，Ｂ，Ｃは、各々独立に
【化４】 示す；ｌ，ｍ，ｎは各々０または１を示し、ｌ＋ｍ＋ｎ
は０であることはない。；Ｘ，Ｘ’は各々水素原子、ハ
ロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜５のアルキル基、ア
ルコキシ基またはトリハロアルキル基を示す；Ｄは炭素
数１〜４の２価のアルキル基を示す；＊の符号は不斉炭
素原子を表す。）で表される光学活性化合物、（３）ラ
クトン環の２個の不斉炭素原子が、各々（Ｓ）配位であ
る、上記（１）または（２）記載の光学活性化合物、
（４）ラクトン環の２個の不斉炭素原子が、各々（Ｒ）
配位である、上記（１）または（２）記載の光学活性化
合物、（５）上記（１）ないし（４）記載の光学活性化
合物を少なくとも１種以上含有することを特徴とする液
晶組成物、及び（６）スメクチックＣ相及びキラルスメ
クチックＣ相を示す液晶化合物または組成物に、上記
（１）ないし（４）記載の光学活性化合物を含有するキ
ラルドーパントを添加してなることを特徴とする強誘電
性キラルスメクチック液晶組成物に関する。
【００１１】また、本発明者は上記（６）記載の液晶組
成物を用いた液晶表示素子を開示する。
【００１２】以下、本発明について詳しく説明する。本
発明に関わる上記の新規光学活性化合物は、強誘電性を
発現させるために永久双極子モーメントを有するカルボ
ニル基を５員環内部に固定し、またこの環内に２または
３個の不斉炭素原子を持たせることにより、好ましくは
２個の不斉炭素原子を持たせることにより、この部分の
自由回転を抑制し、全体として永久双極子の方向を一定
にすることで今までにない大きな誘起自発分極を示し、
しいては応答速度の高速化が得られてくるものである。
さらに、アミノ基の窒素原子上のローンペア効果をπ電
子効果のあるコア部へ組合せることで大きな自発分極を
発現させることができる。さらに、チルト角が大きくな
るため、自発分極を増加させることがわかった。しか
し、これには分子動力学的結果から、コア部の骨格とし
てビフェニル環のπ電子及びピリミジン等の窒素原子が
分子間相互作用に大きく寄与しているため、コア骨格の
選択が非常に重要である。この様にしてアミノ基、コア
部、そしてラクトン環を組み合わせることによって大き
な自発分極を発現することができた。
【００１３】また本発明の化合物は、ラクトン環内に不
斉炭素原子を２個持たせることで、２種のジアステレオ
マーが存在し、各々が永久双極子部分の自由回転を抑え
る目的に合致した結果になる。また、各々を単独で用い
てもあるいは各々の混合物として用いても液晶化合物と
して有用である。また、本発明において、上記光学活性
化合物の中には、単独で液晶相が観察される大きな特徴
があり、またそれ自身が液晶相を示さなくても液晶組成
物との混合により誘起自発分極を示す。
【００１４】上記一般式に於て、Ｒ1 、Ｒ2 及びＲ3 の
アルキル基としては、例えばメチル、エチル、ｎ−プロ
ピル、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−
ヘプチル、ｎ−オクチル、ｎ−ノニル、ｎ−デシル、ｎ
−ウンデシル、ｎ−ドデシル、ｎ−トリデシル、ｎ−テ
トラデシル、ｎ−ペンタデシル、イソプロピル、ｔ−ブ
チル、２−メチルプロピル、１−メチルプロピル、３−
メチルブチル、２−メチルブチル、１−メチルブチル、
４−メチルペンチル、３−メチルペンチル、２−メチル
ペンチル、１−メチルペンチル、５−メチルヘキシル、
４−メチルヘキシル、３−メチルヘキシル、２−メチル
ヘキシル、１−メチルヘキシル、６−メチルヘプチル、
５−メチルヘプチル、４−メチルヘプチル、３−メチル
ヘプチル、２−メチルヘプチル、１−メチルヘプチル、
７−メチルオクチル、６−メチルオクチル、５−メチル
オクチル、４−メチルオクチル、３−メチルオクチル、
２−メチルオクチル、１−メチルオクチル、８−メチル
ノニル、７−メチルノニル、６−メチルノニル、５−メ
チルノニル、４−メチルノニル、３−メチルノニル、２
−メチルノニル、１−メチルノニル、３，７−ジメチル
オクチル、３，７，１１−トリメチルドデシルなどの基
が用いられる。また、アルケニル基の例としては、例え
ば２−プロペニル、３−ブテニル、４−ペンテニル、５
−ヘキセニル、６−ヘプテニル、７−オクテニル、８−
ノネニル、９−デセニル、１０−ウンデセニル、１１−
ドデセニル、１２−トリデセニルなどの直鎖状のもの、
１−メチル−２−プロペニル、３−メチル−３−ブテニ
ルなどの分岐を有するアルケニル基が挙げられる。
【００１５】また、アルキニル基の例としては、例えば
２−プロピニル、３−ブチニル、５−ヘキシニル、７−
オクチニルなどの直鎖状のもの、１−メチル−２−プロ
ピニルなどの分岐を有するアルキニル基が挙げられる。
【００１６】本発明に関わる一般式（Ｉ）で表される化
合物には次に示すような方法によって製造することがで
きる。
【化５】 すなわち、一般式（II）で表される光学活性グリシジル
エーテルと一般式(III)
【化６】
【化７】 （式（II）（III)中のＡ，Ｂ，Ｃ，ｋ，ｌ，ｍ，ｎ，Ｒ
1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 及び＊の符号は、前記のとおりで
あり、Ｒ4 は低級アルキル基を表わす。）で表されるマ
ロン酸ジエステル誘導体とを有機溶媒中、塩基の存在下
で反応させることにより合成することができる。
【００１７】上記式（Ｉ）化合物の製造に関しては、式
（II）化合物と１〜５当量の式 (III)とを有機溶媒中で
１〜５当量の塩基存在下、２〜２４時間還流することに
より得ることができる。この際に用いられる塩基として
はカリウムｔ−ブトキシド、ナトリウムメトキシド、ナ
トリウムエトキシド、水素化ナトリウム、水素化カルシ
ウム、水素化カリウム、水素化リチウム、ｎ−ブチルリ
チウムまたはリチウムジイソプロピルアミドなどが好ま
しく、また有機溶媒としてはｔ−ブタノールなどのアル
コール類、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルなど
のエーテル類、ジメチルホルムアミドなどの非プロトン
系有機溶媒あるいは上記有機溶剤の混合溶剤などが好ま
しい。
【００１８】上記原料化合物である式（II）化合物は、
次の方法によって製造することができる。
【化８】 上記式（IV）化合物で表されるフェノール誘導体に塩基
の存在下で光学活性エピクロルヒドリンを反応させるこ
とにより、製造することができる。また、上記原料であ
る一般式（II）で表される化合物には次に示すような方
法によって製造することができる。
【００１９】上記式（II）化合物の製造に関しては、式
（IV）化合物のフェノール誘導体と１〜１０当量の光学
活性エピクロルヒドリンとを有機溶媒中で１〜５当量の
塩基存在下、４０〜８０℃で１〜６時間攪拌することに
より得ることができる。この際に用いられる塩基として
はカリウムｔ−ブトキシド、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウ
ムなどが好ましく、また有機溶媒としてはｔ−ブタノー
ルなどのアルコール類、ジメチルホルムアミドなどの非
プロトン系極性溶媒などが好ましい。
【００２０】また、塩基の代わりに相関移動触媒を用い
ることもできる。たとえば、ベンジルトリエチルアンモ
ニウムブロマイドなどである。上記原料化合物である式
（IV）化合物は、具体的に例えれば、以下の方法によっ
て製造することができる。
【００２１】すなわち、４−〔４−（Ｎ−アルキル−Ｎ
−アルキルアミノメチル）フェニル〕フェノール誘導体
が次の合成経路に従って製造できる。
【化９】 更に、４−〔５−（Ｎ−アルキル−Ｎ−アルキルアミノ
メチル）−２−ピリミジル〕フェノール誘導体が次の合
成経路に従って製造できる。
【化１０】 更に、４−［２−〔４−（Ｎ−アルキル−Ｎ−アルキル
アミノメチル）−フェニル〕−５−ピリミジル］フェノ
ール誘導体及び４−［２−〔４−（Ｎ−アルキル−Ｎ’
−アルキルアミノ）−フェニル〕−５−ピリミジル］フ
ェノール誘導体が次の合成経路に従って製造できる。
【化１１】 更に、６−（Ｎ−アルキル−Ｎ−アルキルアミノ）−２
−ナフトール誘導体が次の合成経路に従って製造でき
る。
【化１２】 更に、４−〔４−（Ｎ−アルキル−Ｎ−アルキルアミ
ノ）シクロヘキシル〕−フェノール誘導体が次の合成経
路に従って製造できる。
【化１３】
【００２２】一般式（Ｉ）で表される化合物の優れた特
徴の１つとしては、少量の添加でも十分に大きな自発分
極を誘起させることができる。例えば、後述の実施例８
にも示したように、実施例７で得られた化合物わずか２
重量％と、Ｓｃ相を示す母体液晶（ホスト液晶と省略す
る）９８重量％から成るＳｃ* 液晶組成物では、２５℃
における自発分極の値は−５．５ｎＣ／ｃｍ2 であるこ
とから非常に大きいことがわかる。このため、ホスト液
晶に０．１重量％程度以上添加すれば、高速応答に十分
な自発分極を誘起することが可能となる。さらに、少量
添加することで、ホスト液晶の粘性を増大させないこと
が可能となる。
【００２３】さらに、Ｓｃ* 、Ｃｈ相のＨＴＰ（ヘリカ
ルツイストパワー）や誘起自発分極の特性をキラルγ−
ブチロラクトン誘導体とキラルアミノ基とのアルキル鎖
長、分岐構造によって調製が可能となる。
【００２４】また、本発明の一般式（Ｉ）で表される化
合物には、そのラクトン環の２位及び４位にそれぞれ不
斉炭素が存在する。このうち、キラルドーパントとして
の大きな特徴となる誘起自発分極の極性を決定する要因
は、４位の不斉炭素の絶対配置であり、さらに２位の不
斉炭素の絶対配置は、その大きさに大きく影響を与えて
いる。また２位の不斉炭素の絶対配置が、４位の不斉炭
素の絶対配置と等しい場合には、ラクトン環がシス配置
となり、相異する場合はトランス配置となる。そこで、
これらのシス体及びトランス体には、その誘起する自発
分極の極性には差がみられないが、大きさはシス体の方
が一般的に１．５〜１０倍大きくなっている。しかし、
本発明のシス体及びトランス体は、分離することが可能
であることからシス体を少量添加することで低粘性かつ
高速応答性を得ることができる。一方、本発明の光学活
性化合物（Ｉ）のなかで、Ｒ1 がＳ配位を有する基であ
る場合、ラクトン環の２位がＳ体であるときは、２位が
Ｒ体よりも大きな自発分極値を示し、好ましい。
【００２５】前述のように、本発明の一般式（Ｉ）で表
される化合物は、単独で用いるよりも、液晶組成物とし
て添加することにより好適である。この液晶組成物は、
一般式（Ｉ）で表される光学活性体化合物の少なくとも
１種と必要に応じて適当なキラルドーパントを１種以上
とを、スメクチックＣ相−ネマチック相−等方相または
スメクチックＣ相−スメクチックＡ相−ネマチック相−
等方相などの相系列を示す非キラル液晶または液晶組成
物に、添加することによりキラルスメクチックＣ相−ス
メクチックＡ相−コレステリック相−等方相の相系列を
示す強誘電性（キラルスメクチックＣ相）を誘起する。
従って、液晶相を示さない本発明の光学活性体は、強誘
電性を誘起するための添加剤として有用である。特に液
晶表示素子として用いる場合には、主成分としてホスト
液晶に加えて成る組成物が望ましい。一般式（Ｉ）で表
される化合物は、充分大きな自発分極を誘起し得るもの
であって、ホスト液晶中に０．１重量％から２０重量％
程度添加すれば、高速応答が可能な強誘電性Ｓｃ* 組成
物を得ることができる。一般式（Ｉ）で表される化合物
は、単独では液晶相を示さないものが多いが、少量添加
することによって、液晶組成物の液晶相、特にＳｃ* 相
の温度範囲を狭くすることはあまりない。
【００２６】本発明の光学活性化合物を添加するホスト
液晶としては、特に制限がないが、これまでにホスト液
晶として知られている化合物群を使用できる。例えば、
次のようなものが例示される。
【化１４】 （式中、Ｒ5 、Ｒ6 はＣ３〜Ｃ１８のアルキル基または
アルコキシ基を示す。）で表されるフェニルピリミジン
系液晶、
【化１５】 （式中、Ｒ7 、Ｒ8 はＣ３〜Ｃ１８のアルキル基または
アルコキシ基を示す。）のフェニルベンゾエート系液晶
の単体または混合物からなるホスト液晶に添加した時、
高速応答性、ホスト液晶のＳｃ相温度域の保持という特
性が顕著になる。
【００２７】本発明の光学活性化合物の好ましい例とし
ては、以下のようなものがある。（式中、Ｘ''はＸ，
Ｘ’と同様な意味を表している。）
【化１６】
【化１７】
【化１８】
【００２８】
【実施例】以下実施例により本発明の化合物について更
に詳細に述べるが、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。以下、記号Ｋ、Ｎ、Ｃｈ、ＳA 、
Ｓｃ、Ｓｃ* 、Ｉはそれぞれ、結晶、ネマチック相、コ
レステリック相、スメクチックＡ相、スメクチックＣ
相、キラルスメクチックＣ相、等方相を示し、ＳX はス
メクチック相の高次構造を示す。本化合物の精製は、シ
リカゲルカラムクロマトグラフィー及び再結晶にて行っ
た。以下に示す相転移点の測定は、物質の純度により若
干の影響を受けることもある。
【００２９】実施例１ ４−［４−（Ｎ−（ｓ）−２−メチルブチル−Ｎ−メチ
ルアミノメチル）フェニル］フェノール１．９０ｇ
（０．６６ｍｍｏｌ）、Ｒ−（−）−エピクロルヒドリ
ン６．１０ｇ、カリウムｔ−ブトキシド２．２６ｇ、及
びｔ−ブタノール２０ｍｌを混合し、４５℃で６時間攪
拌した。反応後、室温に戻し、冷却水を加え、酢酸エチ
ルで生成物を抽出する。抽出物をシリカゲルカラムクロ
マトグラフィーで精製して下記構造式に示すＳ体のグリ
シジルエーテル体１．７０ｇを得た。
【００３０】
【化１９】 ＮＭＲδppm （ＣＤＣｌ3 ） δ：１．０〜１．８（３Ｈ，ｍ） ０．８８（３Ｈ，ｔ） ０．９０（３Ｈ，ｄ） ２．１２（５Ｈ，ｓ） ２．８５（２Ｈ，ｍ） ３．３８（１Ｈ，ｍ） ３．４８（２Ｈ，ｍ） ４．１３（２Ｈ，ｍ） ６．９８（２Ｈ，ｄ） ７．３５（２Ｈ，ｄ） ７．４８（２Ｈ，ｄ） ７．５０（２Ｈ，ｄ） ＭＳ ｍ／ｅ ：３４０（Ｍ+ ）
【００３１】上記で得られた光学活性グリシジルエーテ
ル体３４０ｍｇ、ｎ−ブチルマロン酸ジエチル１．１５
ｇ、カリウムｔ−ブトキシド２７９ｍｇ、及びｔ−ブタ
ノール１５ｍｌを混合し、１２時間還流攪拌した。反応
液を室温に戻し、４Ｎ−塩酸で中和した後、ジクロロメ
タンで生成物を抽出する。抽出物をシリカゲルカラムク
ロマトグラフィーで精製して下記構造式に示すγ−ラク
トン体のトランス体（２Ｒ，４Ｓ）１４０ｍｇ及びシス
体（２Ｓ，４Ｓ）１６０ｍｇを得た。 １−１）（２Ｒ，４Ｓ）体
【００３２】
【化２０】 ＮＭＲδppm （ＣＤＣｌ3 ） δ：０．７〜３．０（１２Ｈ，ｍ） ０．８７（３Ｈ，ｔ） ０．９１（３Ｈ，ｔ） ２．１８（３Ｈ，ｓ） ２．７５（１Ｈ，ｄｄ） ３．４８（２Ｈ，ｑ） ４．０〜４．２８（３Ｈ，ｍ） ４．８６（１Ｈ，ｍ） ６．９８（２Ｈ，ｄ） ７．３８（２Ｈ，ｄ） ７．４９（２Ｈ，ｄ） ７．５２（２Ｈ，ｄ） ＩＲ（ＫＢｒ）：１７７９ｃｍ-1 ＭＳ ｍ／ｅ ：４３８（Ｍ+ ） １−２）（２Ｓ，４Ｓ）体
【００３３】
【化２１】 ＮＭＲδppm （ＣＤＣｌ3 ） δ：０．７〜３．０（１２Ｈ，ｍ） ０．８７（３Ｈ，ｔ） ０．９１（３Ｈ，ｔ） ２．１８（３Ｈ，ｓ） ２．７５（１Ｈ，ｄｄ） ３．４８（２Ｈ，ｑ） ４．０〜４．２８（３Ｈ，ｍ） ４．７６（１Ｈ，ｍ） ６．９８（２Ｈ，ｄ） ７．３８（２Ｈ，ｄ） ７．４９（２Ｈ，ｄ） ７．５２（２Ｈ，ｄ） ＩＲ（ＫＢｒ）：１７７９ｃｍ-1 ＭＳ ｍ／ｅ ：４３８（Ｍ+ ）
【００３４】実施例２ ４−［４−（Ｎ−（ｓ）−２−メチルブチル−Ｎ−メチ
ルアミノメチル）フェニル］フェノール１．９０ｇ
（０．６６ｍｍｏｌ）、Ｓ−（＋）−エピクロルヒドリ
ン６．１０ｇ、カリウムｔ−ブトキシド２．２６ｇ、及
びｔ−ブタノール２０ｍｌを混合し、４５℃で６時間攪
拌した。反応後、室温に戻し、冷却水を加え、酢酸エチ
ルで生成物を抽出する。抽出物をシリカゲルカラムクロ
マトグラフィーで精製して下記構造式に示すＲ体のグリ
シジルエーテル体１．６７ｇを得た。
【００３５】
【化２２】 ＮＭＲδppm （ＣＤＣｌ3 ） δ：１．０〜１．８（３Ｈ，ｍ） ０．８９（３Ｈ，ｔ） ０．９２（３Ｈ，ｄ） ２．１８（５Ｈ，ｓ） ２．８５（２Ｈ，ｍ） ３．３８（１Ｈ，ｍ） ３．４８（２Ｈ，ｍ） ４．１３（２Ｈ，ｍ） ６．９９（２Ｈ，ｄ） ７．３６（２Ｈ，ｄ） ７．４９（２Ｈ，ｄ） ７．５２（２Ｈ，ｄ） ＭＳ ｍ／ｅ ：３４０（Ｍ+ ） 上記で得られた光学活性グリシジルエーテル体３４０ｍ
ｇ、ｎ−ブチルマロン酸ジエチル１．１５ｇ、カリウム
ｔ−ブトキシド２７９ｍｇ、及びｔ−ブタノール１５ｍ
ｌを混合し、１２時間還流攪拌した。反応液を室温に戻
し、４Ｎ−塩酸で中和した後、ジクロロメタンで生成物
を抽出する。抽出物をシリカゲルカラムクロマトグラフ
ィーで精製して下記構造式に示すγ−ラクトン体のトラ
ンス体（２Ｓ，４Ｒ）１６０ｍｇ及びシス体（２Ｒ，４
Ｒ）１７０ｍｇを得た。 ２−１）（２Ｓ，４Ｒ）体
【００３６】
【化２３】 ＮＭＲδppm （ＣＤＣｌ3 ） δ：０．７〜３．０（１３Ｈ，ｍ） ０．９８（３Ｈ，ｔ） １．００（３Ｈ，ｔ） ２．１８（３Ｈ，ｓ） ２．７６（１Ｈ，ｄｄ） ３．４８（２Ｈ，ｑ） ４．１８（２Ｈ，ｍ） ４．８８（１Ｈ，ｍ） ６．９８（２Ｈ，ｄ） ７．３８（２Ｈ，ｄ） ７．４９（２Ｈ，ｄ） ７．５５（２Ｈ，ｄ） ＩＲ（ＫＢｒ）：１７７９ｃｍ-1 ＭＳ ｍ／ｅ ：４３８（Ｍ+ ） ２−２）（２Ｒ，４Ｒ）体
【００３７】
【化２４】 ＮＭＲδppm （ＣＤＣｌ3 ） δ：０．７〜３．０（１３Ｈ，ｍ） ０．９８（３Ｈ，ｔ） １．００（３Ｈ，ｔ） ２．１８（３Ｈ，ｓ） ２．７６（１Ｈ，ｄｄ） ３．４８（２Ｈ，ｑ） ４．１８（２Ｈ，ｍ） ４．７８（１Ｈ，ｍ） ６．９４（２Ｈ，ｄ） ７．３８（２Ｈ，ｄ） ７．４９（２Ｈ，ｄ） ７．５５（２Ｈ，ｄ） ＩＲ（ＫＢｒ）：１７７９ｃｍ-1 ＭＳ ｍ／ｅ ：４３８（Ｍ+ ）
【００３８】実施例３ 実施例１より得られた光学活性グリシジルエーテル体３
４０ｍｇ、ｎ−オクチルマロン酸ジエチル１．１５ｇ、
カリウムｔ−ブトキシド２７９ｍｇ、及びｔ−ブタノー
ル１５ｍｌを混合し、１２時間還流攪拌した。反応液を
室温に戻し、４Ｎ−塩酸で中和した後、ジクロロメタン
で生成物を抽出する。抽出物をシリカゲルカラムクロマ
トグラフィーで精製して下記構造式に示すγ−ラクトン
体のトランス体（２Ｒ，４Ｓ）１６０ｍｇ及びシス体
（２Ｓ，４Ｓ）１７０ｍｇを得た。 ３−１）（２Ｒ，４Ｓ）体
【００３９】
【化２５】 ＮＭＲδppm （ＣＤＣｌ3 ） ０．８８（３Ｈ，ｔ） ０．９０（３Ｈ，ｄ） ２．１８（３Ｈ，ｓ） ３．４８（２Ｈ，ｑ） ４．１８（２Ｈ，ｍ） ４．８６（１Ｈ，ｍ） ６．９７（２Ｈ，ｄ） ７．３６（２Ｈ，ｄ） ７．４８（２Ｈ，ｄ） ７．５２（２Ｈ，ｄ） ＩＲ（ＫＢｒ）：１７７９ｃｍ-1 ＭＳ ｍ／ｅ ：４９４（Ｍ+ ） ３−２）（２Ｓ，４Ｓ）体
【００４０】
【化２６】 ＮＭＲδppm （ＣＤＣｌ3 ） ０．８８（３Ｈ，ｔ） ０．９０（３Ｈ，ｄ） ２．１８（３Ｈ，ｓ） ３．４８（２Ｈ，ｑ） ４．１８（２Ｈ，ｍ） ４．７６（１Ｈ，ｍ） ６．９８（２Ｈ，ｄ） ７．３６（２Ｈ，ｄ） ７．４８（２Ｈ，ｄ） ７．５２（２Ｈ，ｄ） ＩＲ（ＫＢｒ）：１７７９ｃｍ-1 ＭＳ ｍ／ｅ ：４９４（Ｍ+ ）
【００４１】実施例４ ４−［４−（Ｎ−ヘキシル−Ｎ−メチルアミノメチル）
フェニル］フェノール１．９７ｇ（０．６６ｍｍｏ
ｌ）、Ｒ−（−）−エピクロルヒドリン７．１０ｇ、カ
リウムｔ−ブトキシド２．２６ｇ、及びｔ−ブタノール
２０ｍｌを混合し、４５℃で６時間攪拌した。反応後、
室温に戻し、冷却水を加え、酢酸エチルで生成物を抽出
する。抽出物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで
精製して下記構造式に示すＳ体のグリシジルエーテル体
１．６７ｇを得た。
【００４２】
【化２７】 ＮＭＲδppm （ＣＤＣｌ3 ） δ：０．７〜２．０（８Ｈ，ｍ） ０．９１（３Ｈ，ｔ） ２．２１（３Ｈ，ｓ） ２．３９（２Ｈ，ｔ） ２．８７（２Ｈ，ｍ） ３．３８（１Ｈ，ｍ） ３．５１（２Ｈ，ｓ） ４．１５（２Ｈ，ｍ） ６．９９（２Ｈ，ｄ） ７．３８（２Ｈ，ｄ） ７．５０（２Ｈ，ｄ） ７．５２（２Ｈ，ｄ） ＭＳ ｍ／ｅ ：３５４（Ｍ+ ）
【００４３】上記で得られた光学活性グリシジルエーテ
ル体３５４ｍｇ、ｎ−ブチルマロン酸ジエチル１．１５
ｇ、カリウムｔ−ブトキシド２７９ｍｇ、及びｔ−ブタ
ノール１５ｍｌを混合し、１２時間還流攪拌した。反応
液を室温に戻し、４Ｎ−塩酸で中和した後、ジクロロメ
タンで生成物を抽出する。抽出物をシリカゲルカラムク
ロマトグラフィーで精製して下記構造式に示すγ−ラク
トン体のトランス体（２Ｒ，４Ｓ）１６０ｍｇ及びシス
体（２Ｓ，４Ｓ）１７０ｍｇを得た。 ４−１）（２Ｒ，４Ｓ）体
【００４４】
【化２８】 ＮＭＲδppm （ＣＤＣｌ3 ） δ：１．０〜３．０（１９Ｈ，ｍ） ０．８９（３Ｈ，ｔ） ０．９５（３Ｈ，ｔ） ２．２０（３Ｈ，ｓ） ３．４９（２Ｈ，ｓ） ４．１５（２Ｈ，ｍ） ４．８４（１Ｈ，ｍ） ６．９６（２Ｈ，ｄ） ７．３６（２Ｈ，ｄ） ７．５０（２Ｈ，ｄ） ７．５３（２Ｈ，ｄ） ＩＲ（ＫＢｒ）：１７７９ｃｍ-1 ＭＳ ｍ／ｅ ：４５２（Ｍ+ ） ４−２）（２Ｓ，４Ｓ）体
【００４５】
【化２９】 ＮＭＲδppm （ＣＤＣｌ3 ） δ：１．０〜３．０（１９Ｈ，ｍ） ０．８９（３Ｈ，ｔ） ０．９５（３Ｈ，ｔ） ２．２０（３Ｈ，ｓ） ３．４９（２Ｈ，ｓ） ４．１５（２Ｈ，ｍ） ４．７４（１Ｈ，ｍ） ６．９７（２Ｈ，ｄ） ７．３６（２Ｈ，ｄ） ７．５０（２Ｈ，ｄ） ７．５３（２Ｈ，ｄ） ＩＲ（ＫＢｒ）：１７７９ｃｍ-1 ＭＳ ｍ／ｅ ：４５２（Ｍ+ ）
【００４６】実施例５ （強誘電性液晶組成物の作製）実施例４で合成した式
（XVII）で表される化合物（２％）を、下記に示すＳｃ
相を有する光学活性でないピリミジン系液晶（Ａ）に配
合し
【化３０】 て、液晶組成物を作製した。この時の液晶組成物の相転
移温度は であり、室温でキラルスメクチックＣ相を示している。
【００４７】（自発分極、粘性、応答速度及び傾き角の
測定）実施例２および４で得られたラクトン誘導体式
（XI）および式（XVII）を各々含んだ液晶組成物を実施
例５と同様にして作製し、この液晶組成物を加熱し、等
方性液体とした後、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薄型セル（２．４ミクロン）に注
入した。しかる後、セルを除冷し、螺旋構造が消失して
いる均一なＳｃ* 相のモノドメインを得、２５℃におい
てこのセルに４８Ｖｐｐ，５０Ｈｚの三角波電圧を印加
して自発分極を測定した。また、同様にこのセルに２４
Ｖｐｐ，５０Ｈｚの矩形波電圧を印加して２５℃におけ
る応答速度、粘性を測定した。同セルに４８Ｖｐｐ，
０．１Ｈｚの矩形波電圧を印加して２つのスイッチング
状態に対応する消光位間の角度差を測定し、その１／２
を傾き角とした。自発分極、粘性、応答速度及び傾き角
の測定結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学活性
化合物は新規な化合物であり、一般式（Ｉ）で表され、
その化合物は、強誘電性を持たない液晶組成物に添加す
ることにより、組成物全体の強誘電性を発現させ、さら
に大きな自発分極を誘起させることができ、その結果、
高速応答性が得られた。また、均一配向性は良好であ
り、モノドメイン状態が確認され、メモリー性が得られ
た。また、中には単独で液晶相を示すという特徴を有す
る化合物が得られた。以上の事から非常に優れた強誘電
性液晶材料を提供することができた。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０９Ｋ 19/34 9279−4Ｈ Ｃ０９Ｋ 19/34 Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ 1/141 1/137 ５１０ // Ｃ０７Ｍ 7:00

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コア部とそれをはさむ２つの側鎖部を有
    し、その一方の側鎖部は少なくとも２個のキラル炭素原
    子が環内にあるラクトン環を有する基であり、他方の側
    鎖部はキラル炭素原子を含んでもよい、かつアミノ基を
    有することを特徴とする光学活性化合物。
  2. 【請求項２】 一般式（Ｉ） 【化１】 （式（Ｉ）中、Ｒ1 、Ｒ2 及びＲ3 は各々独立に炭素数
    １〜１８の直鎖もしくは分岐鎖のアルキル基、炭素数３
    〜１８の直鎖もしくは分岐鎖のアルケニル基、炭素数３
    〜１８の直鎖もしくは分岐鎖のアルキニル基またはアル
    コキシ部分が炭素数１〜３でアルキル部分が炭素数１〜
    １８の直鎖もしくは分岐鎖のアルコキシアルキル基を示
    し、またはこれらは１つ以上のハロゲン原子で置換され
    たものであってもよい；Ｒ1 、Ｒ2 及びＲ3 には不斉炭
    素原子を含んでよい；Ａ，Ｂ，Ｃは、各々独立に 【化２】 示す。；ｌ，ｍ，ｎは各々０または１を示し、ｌ＋ｍ＋
    ｎは０であることはない。；Ｘ，Ｘ’は各々水素原子、
    ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜５のアルキル基、
    アルコキシ基またはトリハロアルキル基を示す；Ｄは炭
    素数１〜４の２価のアルキル基を示す；＊の符号は不斉
    炭素原子を表す。）で表される光学活性化合物。
  3. 【請求項３】 ラクトン環の２個の不斉炭素原子が、各
    々（Ｓ）配位である、請求項１または２記載の光学活性
    化合物。
  4. 【請求項４】 ラクトン環の２個の不斉炭素原子が、各
    々（Ｒ）配位である、請求項１または２記載の光学活性
    化合物。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし４記載の光学活性化合物
    を少なくとも１種以上含有することを特徴とする液晶組
    成物。
  6. 【請求項６】 スメクチックＣ相及びキラルスメクチッ
    クＣ相を示す液晶化合物または組成物に、請求項１ない
    し４記載の光学活性化合物を含有するキラルドーパント
    を添加してなることを特徴とする強誘電性キラルスメク
    チック液晶組成物。
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