JPH10338691A - ピリジニウム型イオン性化合物誘導体、その製造方法及び液晶物質 - Google Patents
ピリジニウム型イオン性化合物誘導体、その製造方法及び液晶物質Info
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- JPH10338691A JPH10338691A JP16205597A JP16205597A JPH10338691A JP H10338691 A JPH10338691 A JP H10338691A JP 16205597 A JP16205597 A JP 16205597A JP 16205597 A JP16205597 A JP 16205597A JP H10338691 A JPH10338691 A JP H10338691A
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Abstract
ピック液晶物質として有用なピリジニウム型イオン性化
合物誘導体を提供する。 【解決手段】 下記の一般式(1)、(8) 【化1】 (式中、R1は炭素数1〜22のアルキル基、R2は炭
素数1〜22のアルキル基又はアルケニル基、Xはハロ
ゲン原子を表す)で示されるピリジニウム型イオン性化
合物誘導体。
Description
チアン環またはl,3−オキサチアン環の基本構造をも
つピリジニウム型イオン性化合物誘導体、及びそれらの
製造方法、更に言えば熱、電気光学効果を利用する液晶
素子をはじめとする液晶表示材料として有用な液晶物質
に関するものである。
づいて、サーモトロピック液晶(温度転移型液晶)とリ
オトロピック液晶(濃度転移型液晶)に分類されるが、
またこれらの液晶は分子配列的に見ると、スメクチック
液晶、ネマチック液晶及びコレステリック液晶の三種類
に分類される。
して実用に供されている液晶物質はサーモトロピック液
晶であり、下記の式(12)
ェニルジオキサン系液晶化合物や、下記の一般式(1
3)
で示されるシアノフェニルシクロヘキサン系液晶化合物
等が知られている。
ジオキサン系液晶化合物やシアノフェニルシクロヘキサ
ン系液晶化合物は、その一例として下記の化学式(C)
に示す様に、分子末端にシアノ基を持ち、シアノ基によ
る電子吸引性により、分子長軸方向の誘電率が大きくな
っており、正の誘電率異方性を有する。
囲を−40℃〜+60℃程度を実用上必要としており、
その実現のために、多くの液晶化合物、例えば10種類
程度の液晶化合物の混合系の液晶組成物として実用化さ
れている。この混合系の液晶化合物に電圧をかけて駆動
させるために、その液晶組成物のおよそ20%程度の混
合比で誘電率異方性が正の液晶化合物が含有されてい
る。この誘電率異方性が正の液晶化合物として上記のシ
アノフェニル系液晶化合物が用いられている。
率異方性の大きさに比例するので、分子長軸方向の電荷
の偏りの大きな化合物が望まれており、上記のシアノフ
ェニル系液晶化合物よりも分子長軸方向の電荷の偏りの
大きな液晶化合物が望まれている。
ねたところ、イオン性のN+ が分子内に存在することに
より、分子長軸方向の電荷の偏りが極めて大きくなるこ
とを知見し、電場などの外力により大きなトルクを持つ
ことが可能な、新規な化合物であるl,3−ジチアン環
またはl,3−オキサチアン環の基本骨格構造を有する
ピリジニウム型イオン性化合物誘導体を合成し、本発明
を完成した。
新規化合物であるピリジニウム型イオン性化合物誘導
体、及びその製造方法を提供することを目的とする。
る第一の新規化合物は、下記の一般式(1)
基、R2 は炭素数1〜22のアルキル基又はアルケニル
基、Xはハロゲン原子を表す)で示されるl,3−ジチ
アン環の基本構造をもつピリジニウム型イオン性化合物
誘導体に係るものである。
工程からなることを特徴とする上記の一般式(1)で示
されるl,3−ジチアン環の基本構造をもつピリジニウ
ム型イオン性化合物誘導体の製造方法に係るものであ
る。
と同義である)で示される化合物と、式(2)
す)で示される化合物を反応させて、式(3)
合物を合成する第1工程、
示される化合物を還元して式(4)
合成する第2工程、
示される化合物とハロゲン化リンと反応させて、式
(5)
物を合成する第3工程、
示される化合物とチオ尿素と反応させて、式(6)
成する第4工程、
示される化合物とピリジン−4−アルデヒドとを反応さ
せて、式(7)
合成する第5工程、
示される化合物と式:R2 X(式中、R2 、Xは前記と
同義である)で示される化合物とを反応させて、一般式
(1)
l,3−ジチアン環の基本構造をもつピリジニウム型イ
オン性化合物誘導体を合成する第6工程。
物は、下記の一般式(8)
基、R2 は炭素数1〜22のアルキル基又はアルケニル
基、Xはハロゲン原子を表す)で示されるl,3−オキ
サチアン環の基本構造をもつピリジニウム型イオン性化
合物誘導体に係るものである。
工程からなることを特徴とする上記の一般式(8)で示
されるl,3−オキサチアン環の基本構造をもつピリジ
ニウム型イオン性化合物誘導体の製造方法に係るもので
ある。
記と同義である)で示される化合物と、式(2)
す)で示される化合物を反応させて、式(3)
合物を合成する第1工程、
で示される化合物を還元して式(4)
合成する第2工程、
で示される化合物とハロゲン化リンと反応させて、式
(9)
物を合成する第3工程
で示される化合物とチオ尿素と反応させて、式(10)
成する第4工程、
0)で示される化合物とピリジン−4−アルデヒドとを
反応させて、式(11)
合成する第5工程、
1)で示される化合物と式:R2 X(式中、R2 、Xは
前記と同義である)で示される化合物とを反応させて、
一般式(8)
l,3−オキサチアン環の基本構造をもつピリジニウム
型イオン性化合物誘導体を合成する第6工程。
示されるl,3−ジチアン環の基本構造をもつピリジニ
ウム型イオン性化合物誘導体、および一般式(8)で示
されるl,3−オキサチアン環の基本構造をもつピリジ
ニウム型イオン性化合物誘導体を有効成分とする液晶物
質に係るものである。
合物は、下記の一般式(1)
るl,3−ジチアン環の基本構造をもつピリジニウム型
イオン性化合物誘導体(以下、「一般式(1)で示され
る化合物」と記す)、および下記の一般式(8)
るl,3−オキサチアン環の基本構造をもつピリジニウ
ム型イオン性化合物誘導体(以下、「一般式(8)で示
される化合物」と記す)であることを構成上の特徴とす
る。
一般式(8)で示される化合物を構成上の特徴とした高
機能性液晶物質を提供する。
(8)で示される化合物はサーモトロピック液晶性を示
し、かつ分子配列が垂直層状を形成して配向する新規な
スメクチックA相液晶物質である。
る化合物において、R1 は炭素数1〜22のアルキル
基、R2 は炭素数1〜22のアルキル基又はアルケニル
基を表す。
炭素数1〜22のアルキル基であり、例えばメチル基、
エチル基、プロピル基、ブチル基の如き低級アルキル基
からオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、
ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデ
シル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシ
ル基、ノナデシル基、エイコシル基、ドコシル基等の炭
素数が22までの範囲にある直鎖状又は分岐状のアルキ
ル基が挙げられる。これらは、同種又は異種であってよ
い。
アリル基、3−ブテニル基、4−ペンテニル基、5−ヘ
キセニル基、6−ヘプテニル基、7−オクテニル基、1
1−ドデニル基等が挙げられる。
ましくは10〜11の直鎖状アルキル基、R2 はエチル
基、アリル基等が工業的に好ましい。
おいて、XはCl、Br又はIのハロゲン原子である
が、好ましくはCl又はBr、特にBrが好ましい。
される化合物において、R1 又はR2 のアルキル基が大
きくなると、分子配列の規則性が良好になるけれども液
晶体における粘性が大きくなる傾向があり、またCl塩
よりBr塩の方が安定な液晶状態を形成し易い。
(8)で示される化合物において、R2がアリル基の場
合、Nに結合するため、液晶相が現れる温度が低く、室
温で液晶となる。これは、CH=CHの部分が、sp2
混成により平面上に存在することにより、分子間の相互
作用を多少弱めていることによると考えられる。
物としては、例えば
チアン−2−イル)ピリジニウムブロマイド、N−アリ
ル−4−(5−デシル−1,3−ジチアン−2−イル)
ピリジニウムブロマイド、N−エチル−4−(5−デシ
ル−1,3−オキサチアン−2−イル)ピリジニウムブ
ロマイド、N−エチル−4−(5−ウンデシル−1,3
−オキサチアン−2−イル)ピリジニウムブロマイド、
N−アリル−4−(5−デシル−1,3−オキサチアン
−2−イル)ピリジニウムブロマイド、
チアン−2−イル)ピリジニウムクロライド、N−アリ
ル−4−(5−デシル−1,3−ジチアン−2−イル)
ピリジニウムクロライド、N−エチル−4−(5−デシ
ル−1,3−オキサチアン−2−イル)ピリジニウムク
ロライド、N−エチル−4−(5−ウンデシル−1,3
−オキサチアン−2−イル)ピリジニウムクロライド、
N−アリル−4−(5−デシル−1,3−オキサチアン
−2−イル)ピリジニウムクロライド等が挙げられる
が、これらに限定されるものではない。
(8)で示される化合物は、下記の化学式(D)および
(E)に示す様に、分子内にN+ を有することにより、
分子長軸方向の電荷の偏りが極めて大きくなり、それを
電場などの外力により駆動させると大きなトルクを持つ
可能性のある新規化合物である。また、本化合物は、短
軸方向にも同様にN+とBr-との間で電荷の偏りが大き
いために、さらに強いトルクが生じる。
式(8)で示される化合物の電荷の偏りが大きいこと
は、プロトンNMRスペクトルにより、通常のシアノフ
ェニル系液晶化合物と比較して明らかである。即ち、上
記の本発明の一般式(1)および一般式(8)で示され
る化合物(D)および化合物(E)のaの位置の水素原
子のプロトンNMRスペクトルの吸収位置は、前述の化
学式(C)に示すシアノフェニル系液晶化合物のa′の
位置の水素原子のプロトンNMRスペクトルの吸収位置
より大きく低磁場にあり、このことはN+ による非常に
大きな電子吸引が原因となっていると考えられる。具体
的には、
(8)で示される化合物は、分子長軸方向に非常に大き
な電荷の偏りを持っているので、電場などの外力が働い
た場合非常に大きなトルクを持つことが可能であり、そ
の高機能性材料として有用性は非常に大きいものがあ
る。
般式(1)および一般式(8)で示される化合物の製造
方法は、下記の第1工程乃至第6工程による反応により
行なわれる。
〜3の低級アルキル基を表わす)で示される反応によ
り、R1Xで示される化合物と、式(2)で示される化
合物を反応させて、式(3)で示される低級ジアルキル
マロネイト化合物(3)を合成する第1工程、
反応により、前記第1工程で得られた低級ジアルキルマ
ロネイト化合物(3)を還元して、式(4)で示される
2−アルキル−1,3−プロパンジオール化合物(4)
を合成する第2工程、
応により、前記第2工程で得られた2−アルキル−1,
3−プロパンジオール化合物(4)とハロゲン化リン
(PX3 )と反応させて、式(5)で示される化合物を
合成する第3工程、
応式により、前記式(5)で示される化合物とチオ尿素
と反応させて、式(6)で示される化合物を合成する第
4工程
により、前記(6)で示される化合物とピリジン−4−
アルデヒドと反応させて、式(7)で示される化合物を
合成する第5工程
れる反応により、前記第5工程で得られた式(7)で示
される化合物とハロゲン化化合物(R2X)と反応させ
て式(1)で表される化合物を合成する第6工程。
〜3の低級アルキル基を表わす)で示される反応によ
り、R1Xで示される化合物と、式(2)で示される化
合物を反応させて、式(3)で示される低級ジアルキル
マロネイト化合物(3)を合成する第1工程、
反応により、前記第1工程で得られた低級ジアルキルマ
ロネイト化合物(3)を還元して、式(4)で示される
2−アルキル−1,3−プロパンジオール化合物(4)
を合成する第2工程、
応により、前記第2工程で得られた2−アルキル−1,
3−プロパンジオール化合物(4)とハロゲン化リン
(PX3 )と反応させて、式(9)で示される化合物を
合成する第3工程、
応式により、前記式(9)で示される化合物とチオ尿素
と反応させて、式(10)で示される化合物を合成する
第4工程
により、前記(10)で示される化合物とピリジン−4
−アルデヒドと反応させて、式(11)で示される化合
物を合成する第5工程
れる反応により、前記第5工程で得られた式(11)で
示される化合物とハロゲン化化合物(R2X)と反応さ
せて式(8)で表される化合物を合成する第6工程。
具体的に説明する。なお、一般式(1)および一般式
(8)で示される化合物の製造方法は、いずれも下記に
示す様な同様の方法で行なわれる。
(イ)に示すとおり、低級ジアルキル−2−アルキルマ
ロネイトを合成する工程である。すなわち、ハロゲン化
アルキルとマロン酸ジアルキルエステルを強塩基触媒の
存在で反応させる。
リチウムの如きアルカリ金属のアルコラートが好まし
い。溶媒としては、メタノール、エタノール、1−プロ
パノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブ
タノール等のアルコールなどが挙げられる。
℃、好ましくは20〜50℃であり、反応時間は0.5
〜50時間、好ましくは10〜20時間であり、還流す
ることにより反応を行う。反応後は、常法により中和、
洗浄、抽出、及び脱水などの諸操作を経て中間体の低級
ジアルキルマロネイト化合物(3)を得る。
(ロ)に示すとおり、2−アルキル−1,3−プロパン
ジオール化合物(4)の合成工程である。すなわち、前
記第1工程で得られた低級ジアルキルマロネイト化合物
(3)を還元剤を含む溶媒中で還元処理を施し、2−ア
ルキル1,3−プロパンジオール化合物(4)を合成す
る。
lH4 、LiAlH4 −AlCl3、LiAlH(OC
H3 )3 、NaH−LiAlH4 、NaBH4 、LiB
H4、BH3 等の如き金属水素化合物や、金属ナトリウ
ム、カリウム、リチウム等のメタノール、エタノール、
プロパノール、ブタノール等のアルコラートが好まし
い。
ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチ
ルエーテル、アニソール、ジフェニルエーテル、ジオキ
サン、トリオキサン、フラン、テトラヒドロフランの如
きエーテル類や、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳
香族炭化水素がよい。
℃、好ましくは20〜100℃であり、反応時間は0.
5〜10時間、好ましくは2〜5時間であり、還流下で
還元処理する。還元剤は、その種類や反応条件によって
変化するが、化合物(3)に対して等モル以上、好まし
くは1.5〜3モルの範囲で用いるのが望ましい。
ル等のエステルにより分解し、還元剤より生じる金属は
アンモニウム塩として水可溶性の塩としてエーテル層と
分離する。その後、常法により、分離、精製及び脱水し
て化合物(4)を合成する。
(ハ)、(ハ′)で示すとおり、2−アルキル−1,3
−ジハロゲン化プロパン(5)又は2−アルキル−3−
ハロゲノ−1−プロパノール(9)の合成工程である。
すなわち、2−アルキル−1,3−プロパンジオール化
合物(4)とハロゲン化リンとを溶媒存在下で反応す
る。
は、ハロゲン化リンのモル比を変えることにより、化合
物(5)又は(9)を得ることができる。溶媒として
は、反応に不活性なものであれば特に限定されず、例え
ばベンゼン、トルエン、キシレン、エーテル、石油エー
テル、リグロイン等の炭化水素系溶媒等が挙げられる。
この時にピリジン等を添加して反応する。
0℃、反応時間は0.5〜48時間、好ましくは10〜
24時間である。反応終了後は、常法により、分離、精
製及び脱水処理を施して化合物(5)又は(9)を得
る。
(ニ)又は(ニ′)で示すとおり、2−アルキル−1,
3−プロパンジチオール(6)又は2−アルキル−3−
メルカプト−1−プロパノール(10)の合成工程であ
る。すなわち、2−アルキル−1,3−ジハロゲン化プ
ロパン(5)又は2−アルキル−3−ハロゲノ−1−プ
ロパノール(9)とチオ尿素とを溶媒存在下で反応させ
る工程である。
し、60〜70℃、窒素等の不活性ガス雰囲気下で溶解
させ、次いで第3工程で得られた化合物(5)又は
(9)を不活性ガス雰囲気下で、添加混合して反応す
る。反応温度は、通常70〜75℃、反応時間は、通常
1〜24時間である。反応終了後は、常法により、分
離、精製及び脱水処理を施して化合物(6)又は(1
0)を得る。
(ホ)又は(ホ′)で示すとおり、4−(5−アルキル
−1,3−ジチアン−2−イル)ピリジン(7)又は4
−(5−アルキル−1,3−オキサチアン−2−イル)
ピリジン(11)の合成工程である。
得られた2−アルキル−1,3−プロパンジチオール
(6)又は2−アルキル−3−メルカプト−1−プロパ
ノール(10)とピリジン−4−アルデヒドとをルイス
酸の存在下で閉環反応処理をする。
ホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸等
の芳香族スルホン酸、硫酸、塩酸、臭化水素酸、リン酸
等の鉱酸等が挙げられる。
−アルデヒドは、等モル付近の量的関係で反応させる。
溶媒としては、反応に不活性なものでれば特に制限され
ず、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、エーテル、
石油エーテル、リグロイン等の炭化水素系溶媒等が挙げ
られる。
より異なるが還流する温度で行われ、反応時間は0.5
〜20時間、好ましくは2〜10時間であり、還流しな
がら副生する水を共沸により除去しながら反応を進め
る。反応終了後は、常法により、分離、精製及び脱水処
理を施して化合物(7)又は(11)を得る。
(ヘ)、(ヘ′)で示すとおり、本発明に係る一般式
(1)で示されるN−アルキル−4−(5−アルキル−
1,3−ジチアン−2−イル)ピリジウムハロゲン
(1)、又は一般式(8)で示されるN−アルキル−4
−(5−アルキル−1,3−オキサチアン−2−イル)
ピリジウムハロゲン(8)を合成する最終工程である。
得られた4−(5−アルキル−1,3−ジチアン−2−
イル)ピリジン(7)又は4−(5−アルキル−1,3
−オキサチアン−2−イル)ピリジン(11)とハロゲ
ン化アルキルとの反応により、一般式(1)または一般
式(8)で示される化合物のピリジニウムハライドを合
成する。
ル、ブチルニトリル等のニトリル化合物や、メタノー
ル、エタノール、プロパノール等のアルコールの如き極
性の大きな溶媒がよい。
ハロゲン化アルキルは、アルキル基の大きさや、Cl又
はBrの違いによって、使用量は変化するけれども多く
の場合、過剰に用い、好ましくは量論量よりも5〜20
倍量が用いられる。
温度50〜150℃、好ましくは50〜100℃で、反
応時間は1〜30時間、好ましくは5〜24時間で還流
を施して反応させる。反応終了後は、常法により、分
離、精製及び乾燥して一般式(1)または一般式(8)
で示される化合物の目的物質を得る。
(8)で示される新規な液晶性化合物の構造的特徴は、
極性部として1,3−ジチアン環または1,3−オキサ
チアン環に連絡したピリジン環を形成する正電荷を帯び
た窒素原子、非極性部として二本のアルキル基を有して
いることである。
れている1,3−ジオキサン環に連結するシアノフェニ
ル系液晶性物質よりも液晶特性に優れたものとなってい
る。なお、かかる化合物は抗菌性を示し、層間移動触媒
として作用するなど高機能性を有する。
を経ることにより、工業的に高純度、高収率で上記一般
式(1)または一般式(8)で示される化合物を有利に
得ることができる。
明するが、これらに限定されるものではない。
合成した。
タノールを入れ、金属ナトリウム(0.3mol)を溶
解後、ジエチルマロン酸(0.3mol)を加え、冷却
後、デシルブロマイド(0.3mol)を加える。エチ
レングリコール浴中30℃で18時間還流する。溶媒を
減圧除去後、ジエチルエーテル(300ml)を加え分
液漏斗を用いて冷希塩酸300ml(30ml/300
ml)、続いて冷蒸留水100mlで洗浄する。エーテ
ル層を得た後、水層はジエチルエーテル100mlを加
えて再抽出する。分液によって得たジエチルエーテル溶
液は無水硫酸ナトリウムで約1日脱水する。ろ過し、ジ
エチルエーテルを減圧除去後、残渣を減圧蒸留してジエ
チル−2−デシルマロネイトを得た。
及び留出温度等について下記の表1に示す。
ールを合成した。
mlのジエチルエーテルを入れ、リチウムアルミニウム
ハイドライドを(2倍量mol数)入れ、氷冷しながら
第1工程で得られたジエチル−2−デシルマロネイト
(0.23mol)をジエチルエーテル100mlに溶
解し滴下漏斗でゆっくり滴下する。その後、エチレング
リコール浴中で40℃で、4時間還流する。反応後、氷
冷下で酢酸エチル(0.3mol)をジエチルエーテル
100mlに溶解させ、滴下漏斗でゆっくりと滴下す
る。次に飽和アンモニウム水溶液50mlを、滴下漏斗
で一滴ずつゆっくりと加える。その後、フラスコをジエ
チルエーテルで満たし、室温で3時間撹拌する。ろ過
し、残渣を300mlのジエチルエーテルに溶かし24
時間撹拌する。合わせたジエチルエーテルに無水硫酸ナ
トリウムを加え約1日脱水した後、ジエチルエーテルを
減圧除去し、残渣として2−デシル−1,3−プロパン
ジオールを得た。この結果を表2に示す。
パンを合成した。
シル−1,3−プロパンジオール43.3g(0.2m
ol)を脱水精製したベンゼン200mlに溶解し、ピ
リジン0.79g(0.01mol)を加え、次に三臭
化りん54.1g(0.2mol)をベンゼンに溶解し
た溶液を20〜30℃を保ちながら24時間で滴下反応
させた。
込み、ジエチルエーテル300mlで2回抽出した。得
られた有機層は、無水硫酸ナトリウムで一昼夜脱水し、
これを吸引濾過した後に、エバポレーターで溶媒を濃縮
除去することにより、無色透明な油状物(2−デシル−
1,3−ジブロモプロパン)40.0gを得た。2−デ
シル−1,3−プロパンジオールからの収率は、58.
4%であった。
オールを合成した。
素28.9g(0.2mol)をトリエチレングリコー
ル50mlに添加し、窒素気流下で60〜70℃で溶解
させ、2−デシル−1,3−ジブロモプロパン34.2
g(0.1mol)を、窒素気流下で加えて70〜75
℃で18時間撹拌した。その後、テトラエチレンペンタ
ミン9.5g(0.05mol)添加して70〜75℃
で2時間撹拌した。
溶液(濃塩酸25mlを300mlの純水に溶解した水
溶液)および300mlのジエチルエーテルでよく抽出
洗浄し、得られたエーテル層を無水硫酸ナトリウムで一
昼夜脱水した。これを吸引濾過した後、エバポレーター
で溶媒を濃縮除去し、残さをカラムクロマトグラフィー
(ワコーゲルC−300、展開溶媒ヘキサン)で精製
し、黄色透明な油状物(2−デシル−1,3−プロパン
ジチオール)14.1gを得た。2−デシル−1,3−
ジブロモプロパンからの収率は、56.9%であった。
ン−2−イル)ピリジンを合成した。
デシル−1,3−プロパンジチール12.4g(0.0
5mol)、ピリジン−4−アルデヒド5.35g
(0.05mol)を脱水精製したベンゼンに溶解さ
せ、p−トルエンスルホン酸を用いてpHを1以下にし
た後、ディーン−スターク−トラップ(Dean−St
ark−Trap)を用いて18時間還流させ、脱水反
応させた。
解させ、冷却した炭酸水素ナトリウム水溶液(炭酸水素
ナトリウム25gを純水300mlに溶解させた)で洗
浄した。得られたエーテル層をエバポレーターで溶媒を
濃縮除去し、さらに、ヘキサンで再結精製を3〜5回行
い、トランス異性体である融点78℃の白色結晶(4−
(5−デシル−1,3−ジチアン−2−イル)ピリジ
ン)7.20gを得た。2−デシル−1,3−プロパン
ジチールからの収率は、42.5%であった。
1,3−ジチアン−2−イル)ピリジウムブロマイドを
合成した。
す。)
程で得られた4−(5−デシル−1,3−ジチアン−2
−イル)ピリジン3.39g(0.01mol)とエチ
ルブロマイド、アリルブロマイドをそれぞれ10倍モル
を、特級アセトニトリル20mlに溶解させ、窒素気流
下で24時間還流させた。
し、残さを少量のクロロホルムに溶解後、多量のヘキサ
ン溶媒中で再沈殿させた。目的物は2〜3回の再沈殿及
び少量のアセトニトリルまたはクロロホルムで再結精製
し、N−アルキル−4−(5−デシル−1,3−ジチア
ン−2−イル)ピリジウムブロマイドを得た。
NMR(CDCl3 、δ)、FT−IR(CHCl3 、
cm-1)を下記に示す。
0〜2.24(m、25H、(a)+(g)+
(h))、2.69〜2.96(m、4H、(f))、
5.13(q、2H、Jab=6.5Hz、(b))、
5.55(s、1H、(e))、8.26(d、2H、
Jcd=6.3Hz、(c))、9.74(d、2H、J
cd=6.3Hz、(d))FT−IR(CHCl3 、cm-1); 2910、284
0(C−H伸縮振動)、2240(ピリジウム)、16
34(C=C、C=N伸縮振動)、882(ピリジン環
C−H面外変角振動)
ル−1,3−プロパンジオール(2−デシル−1,3−
プロパンジオール、2−ウンデシル−1,3−プロパン
ジオール)を合成した。
ロパノールを合成した。
程で得られた2−アルキル−1,3−プロパンジオール
をそれぞれ0.2molづつ、脱水精製したベンゼン1
50mlに溶解し、ピリジン0.79g(0.01mo
l)を加え、次に三臭化りん27.1g(0.1mo
l)をベンゼンに溶解した溶液を20〜30℃を保ちな
がら24時間で滴下反応させた。
込み、ジエチルエーテル300mlで2回抽出した。得
られた有機層は、無水硫酸ナトリウムで一昼夜脱水し、
これを吸引濾過した後に、エバポレーターで溶媒を濃縮
除去することにより目的物の2−アルキル−3−ブロモ
−1−プロパノールを得た。この結果を表4に示す。
−プロパノールを合成した。
素28.9g(0.2mol)をトリエチレングリコー
ル50mlに添加し、窒素気流下で60〜70℃で溶解
させ、第3工程で得られた2−アルキル−3−ブロモ−
1−プロパノールをそれぞれ0.1モルづつ、窒素気流
下で加えて70〜75℃で18時間撹拌した。その後、
テトラエチレンペンタミン9.5g(0.05mol)
添加して70〜75℃で2時間撹拌した。
溶液(濃塩酸25mlを300mlの純水に溶解した水
溶液)および300mlのジエチルエーテルでよく抽出
洗浄し、得られたエーテル層を無水硫酸ナトリウムで一
昼夜脱水した。これを吸引濾過した後、エバポレーター
で溶媒を濃縮除去し、残さをカラムクロマトグラフィー
(ワコーゲルC−300、展開溶媒ヘキサン)で精製
し、2−アルキル−3−メルカプト−1−プロパノール
を得た。この結果を表5に示す。
サチアン−2−イル)ピリジンを合成した。
工程で得られた2−アルキル−3−メルカプト−1−プ
ロパノールをそれぞれ0.1モルづつ、ピリジン−4−
アルデヒド10.7g(0.1mol)を脱水精製した
ベンゼンに溶解させ、p−トルエンスルホン酸を用いて
pHを1以下にした後、Dean−Stark−Tra
pを用いて18時間還流させ、脱水反応させた。
解させ、冷却した炭酸水素ナトリウム水溶液(炭酸水素
ナトリウム25gを純水300mlに溶解させた)で洗
浄した。得られたエーテル層をエバポレーターで溶媒を
濃縮除去し、さらに、ヘキサンで再結精製を3〜5回行
い、トランス異性体を得た。得られた4−(5−アルキ
ル−1,3−オキサチアン−2−イル)ピリジンの結果
を表6に示す。
−1,3−オキサチアン−2−イル)ピリジウムブロマ
イドを合成した。
2 H5 または−CH2 CH=CH2 を示す。)
程で得られた4−(5−アルキル−1,3−オキサチア
ン−2−イル)ピリジンそれぞれ0.01モルづつ、と
エチルブロマイド、アリルブロマイドをそれぞれ10倍
モルを、特級アセトニトリル20mlに溶解させ、窒素
気流下で24時間還流させた。
し、残さを少量のクロロホルムに溶解後、多量のヘキサ
ン溶媒中で再沈殿させた。目的物は2〜3回の再沈殿及
び少量のアセトニトリルまたはクロロホルムで再結精製
した。得られたN−アルキル−4−(5−アルキル−
1,3−オキサチアン−2−イル)ピリジウムブロマイ
ドの結果を表7に示す。
NMR(CDCl3 、δ)、FT−IR(CHCl3 、
cm-1)を下記に示す。
9〜2.29(m、27H、(a)+(g)+
(h))、2.86〜3.03(m、2H、(f))、
3.28〜3.67(m、1H、(I))、4.14〜
4.42(m、1H、(j))、5.12(q、2H、
Jab=6.7Hz、(b))、6.18(s、1H、
(e))、8.14(d、2H、Jcd=6.4Hz、
(c))、9.77(d、2H、Jcd=6.4Hz、
(d))FT−IR(CHCl3 、cm-1); 2945、288
0(C−H伸縮振動)、2276(ピリジウム)、16
54(C=C、C=N伸縮振動)、1090(C−O−
C伸縮振動)、910(ピリジン環C−H面外変角振
動)
物の相転移温度の測定結果を下記の表8および表9に示
す。
なピリジニウム型イオン性化合物誘導体が提供でき、こ
の化合物はスメクチックA相の液晶性を示すサーモトロ
ピック液晶物質として有用性が期待できるものである。
また、本発明に係る製造方法によれば、このピリジニウ
ム型イオン性化合物誘導体を工業的に有利に得ることが
できる。
Claims (8)
- 【請求項1】 下記の一般式(1) 【化1】 (式中、R1 は炭素数1〜22のアルキル基、R2 は炭
素数1〜22のアルキル基又はアルケニル基、Xはハロ
ゲン原子を表す)で示されるl,3−ジチアン環の基本
構造をもつピリジニウム型イオン性化合物誘導体。 - 【請求項2】 一般式(1)において、R1 は炭素数9
〜11のアルキル基、R2 はエチル基又はアリル基、X
はブロム原子である請求項1記載のピリジニウム型イオ
ン性化合物誘導体。 - 【請求項3】 下記の第1工程乃至第6工程からなるこ
とを特徴とする請求項1記載のl,3−ジチアン環の基
本構造をもつピリジニウム型イオン性化合物誘導体の製
造方法。 (a)式:R1 X(式中、R1 、Xは前記と同義であ
る)で示される化合物と、式(2) 【化2】 (式中、R3 は炭素数1〜3の低級アルキル基を表わ
す)で示される化合物を反応させて、式(3) 【化3】 (式中、R1 、R3 は前記と同義である)で示される化
合物を合成する第1工程、 (b)前記第1工程で得られた式(3)で示される化合
物を還元して式(4) 【化4】 (式中、R1 は前記と同義である)で示される化合物を
合成する第2工程、 (c)前記第2工程で得られた式(4)で示される化合
物とハロゲン化リンと反応させて、式(5) 【化5】 (式中、R1 、Xは前記と同義である)で示される化合
物を合成する第3工程、 (d)前記第3工程で得られた式(5)で示される化合
物とチオ尿素と反応させて、式(6) 【化6】 (式中R1 は前記と同義である)で示される化合物を合
成する第4工程、 (e)前記第4工程で得られた式(6)で示される化合
物とピリジン−4−アルデヒドとを反応させて、式
(7) 【化7】 (式中、R1 は前記と同義である)で示される化合物を
合成する第5工程、 (f)前記第5工程で得られた式(7)で示される化合
物と式:R2 X(式中、R2 、Xは前記と同義である)
で示される化合物とを反応させて、一般式(1) 【化8】 (式中、R1 、R2 は前記と同義である)で示される
l,3−ジチアン環の基本構造をもつピリジニウム型イ
オン性化合物誘導体を合成する第6工程。 - 【請求項4】 請求項1又は2記載のピリジニウム型イ
オン性化合物誘導体を有効成分とする液晶物質。 - 【請求項5】 下記の一般式(8) 【化9】 (式中、R1 は炭素数1〜22のアルキル基、R2 は炭
素数1〜22のアルキル基又はアルケニル基、Xはハロ
ゲン原子を表す)で示されるl,3−オキサチアン環の
基本構造をもつピリジニウム型イオン性化合物誘導体。 - 【請求項6】 一般式(8)において、R1 は炭素数9
〜11のアルキル基、R2 はエチル基又はアリル基、X
はブロム原子である請求項5記載のピリジニウム型イオ
ン性化合物誘導体。 - 【請求項7】 下記の第1工程乃至第6工程からなるこ
とを特徴とする請求項5記載のl,3−オキサチアン環
の基本構造をもつピリジニウム型イオン性化合物誘導体
の製造方法。 (a′)式:R1 X(式中、R1 、Xは前記と同義であ
る)で示される化合物と、式(2) 【化10】 (式中、R3 は炭素数1〜3の低級アルキル基を表わ
す)で示される化合物を反応させて、式(3) 【化11】 (式中、R1 、R3 は前記と同義である)で示される化
合物を合成する第1工程、 (b′)前記第1工程で得られた式(3)で示される化
合物を還元して式(4) 【化12】 (式中、R1 は前記と同義である)で示される化合物を
合成する第2工程、 (c′)前記第2工程で得られた式(4)で示される化
合物とハロゲン化リンと反応させて、式(9) 【化13】 (式中、R1 、Xは前記と同義である)で示される化合
物を合成する第3工程 (d′)前記第3工程で得られた式(9)で示される化
合物とチオ尿素と反応させて、式(10) 【化14】 (式中R1 は前記と同義である)で示される化合物を合
成する第4工程、 (e′)前記第4工程で得られた式(10)で示される
化合物とピリジン−4−アルデヒドとを反応させて、式
(11) 【化15】 (式中、R1 は前記と同義である)で示される化合物を
合成する第5工程、 (f′)前記第5工程で得られた式(11)で示される
化合物と式:R2 X(式中、R2 、Xは前記と同義であ
る)で示される化合物とを反応させて、一般式(8) 【化16】 (式中、R1 、R2 は前記と同義である)で示される
l,3−オキサチアン環の基本構造をもつピリジニウム
型イオン性化合物誘導体を合成する第6工程。 - 【請求項8】 請求項5又は6記載のピリジニウム型イ
オン性化合物誘導体を有効成分とする液晶物質。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16205597A JP4007462B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | ピリジニウム型イオン性化合物誘導体、その製造方法及び液晶物質 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16205597A JP4007462B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | ピリジニウム型イオン性化合物誘導体、その製造方法及び液晶物質 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10338691A true JPH10338691A (ja) | 1998-12-22 |
JP4007462B2 JP4007462B2 (ja) | 2007-11-14 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16205597A Expired - Fee Related JP4007462B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | ピリジニウム型イオン性化合物誘導体、その製造方法及び液晶物質 |
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JP (1) | JP4007462B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130280555A1 (en) * | 2012-04-20 | 2013-10-24 | Samsung Electro-Mechanics Japan Advanced Technology Co., Ltd. | Magnetic disk, lubricant-layer-forming composition for forming a lubricant layer, and method for forming the lubricant layer |
JP2015537056A (ja) * | 2012-09-10 | 2015-12-24 | 蘇州漢朗光電有限公司Halation Photonics Corporation | スメクチックa相液晶材料 |
-
1997
- 1997-06-05 JP JP16205597A patent/JP4007462B2/ja not_active Expired - Fee Related
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