JPH1053585A - Pyridinium type inonic compound derivative, its production and liquid crystal substance - Google Patents

Pyridinium type inonic compound derivative, its production and liquid crystal substance

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JPH1053585A
JPH1053585A JP9113570A JP11357097A JPH1053585A JP H1053585 A JPH1053585 A JP H1053585A JP 9113570 A JP9113570 A JP 9113570A JP 11357097 A JP11357097 A JP 11357097A JP H1053585 A JPH1053585 A JP H1053585A
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general formula
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liquid crystal
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Yuichiro Haramoto
雄一郎 原本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject new derivative useful as a thermotropic liquid substance for liquid crystal display materials, etc., by reducing the reaction product of a malonic acid diester with an alkyl halide and subsequently reacting the reduction product with pyridine-4-aldehyde. SOLUTION: A new pyridinium type ionic compound directive having a 1,3- dioxane ring basic structure and represented by formula I (R<1> , R<2> are each a 1-22C alkyl; X is a halogen). The compound of formula I is useful as a thermotropic liquid crystal substance exhibiting a smectic A phase or chiral smetic phase liquid crystal property for liquid crystal display materials including liquid crystal elements utilizing optothermal or optoelectric effects, etc. The compound of formula I is obtained by reacting an alkyl halide compound of the formula: R<1> X with a malonic acid diester, reducing the obtained compound of formula II (R<3> is a 1-3C lower alkyl), reacting the obtained diol compound of formula III with pyridine-4-aldehyde and subsequently reacting the obtained pyridine derivative of formula IV with a compound of the formula: R<2> X.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、新規なl,3−ジ
オキサ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、ピリジニウム型イオン性光学活性化合物誘
導体及びその製造方法、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。
The present invention relates to a pyridinium-type ionic compound derivative having a basic structure of a 1,3-dioxane ring, a pyridinium-type ionic optically active compound derivative and a method for producing the same, and more particularly, to heat, electricity, and the like. The present invention relates to a liquid crystal material useful as a liquid crystal display material including a liquid crystal element utilizing an optical effect.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶物質には、相転移を与える手段に基
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。
2. Description of the Related Art Liquid crystal substances are classified into a thermotropic liquid crystal (temperature transition type liquid crystal) and a lyotropic liquid crystal (concentration transition type liquid crystal) based on a means for giving a phase transition.
These liquid crystals are classified into three types, a smectic liquid crystal, a nematic liquid crystal, and a cholesteric liquid crystal, in terms of molecular arrangement.

【0003】現在、液晶ディスプレーなどの電子材料と
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、下記の一般式(V)
At present, a liquid crystal material which is practically used as an electronic material for a liquid crystal display or the like is a thermotropic liquid crystal, and has the following general formula (V)

【0004】[0004]

【化14】 (式中、Aはアルキル基を表わす)で示されるシアノフ
ェニルジオキサン系液晶化合物や、下記の一般式(V
I)
Embedded image (Wherein A represents an alkyl group), a cyanophenyldioxane-based liquid crystal compound represented by the following general formula (V
I)

【0005】[0005]

【化15】 (式中、Bはアルキル基またはアラルキル基を表わす)
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。
Embedded image (Wherein, B represents an alkyl group or an aralkyl group)
And the like are known.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記のシアノフェニル
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。
The above-mentioned cyanophenyldioxane-based liquid crystal compound and cyanophenylcyclohexane-based liquid crystal compound are exemplified by the following chemical formula (C).
As shown in (1), the molecule has a cyano group at the terminal, and the electron withdrawing property of the cyano group increases the dielectric constant in the molecular long axis direction and has a positive dielectric anisotropy.

【0007】[0007]

【化16】 Embedded image

【0008】液晶化合物は、その液晶状態を示す温度範
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。
[0008] The liquid crystal compound requires a practical temperature range of -40 ° C to + 60 ° C to show the liquid crystal state.
To realize this, many liquid crystal compounds, for example, a mixed liquid crystal composition of about 10 types of liquid crystal compounds have been put to practical use. In order to drive the mixed liquid crystal compound by applying a voltage, a liquid crystal compound having a positive dielectric anisotropy is contained at a mixing ratio of about 20% of the liquid crystal composition. As the liquid crystal compound having a positive dielectric anisotropy, the above-mentioned cyanophenyl liquid crystal compound is used.

【0009】この混合系の液晶組成物の駆動速度は誘電
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。
Since the driving speed of this mixed liquid crystal composition is proportional to the magnitude of the dielectric anisotropy, a compound having a large electric charge bias in the molecular long axis direction is desired. There is a demand for a liquid crystal compound having a larger charge deviation in the molecular long axis direction than the compound.

【0010】本発明者は、叙上の点に鑑み鋭意研究を重
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1,3−ジオキサ
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
合物誘導体およびピリジニウム型イオン性光学活性化合
物誘導体を合成し、本発明を完成した。
The inventor of the present invention has conducted intensive studies in view of the above points and found that the presence of ionic N + in the molecule significantly increases the bias of charges in the direction of the long axis of the molecule. And a new compound, a pyridinium-type ionic compound derivative and a pyridinium-type ionic optically active compound derivative having a basic skeleton structure of a 1,3-dioxane ring, which can have a large torque by an external force such as an electric field. Thus, the present invention has been completed.

【0011】本発明は、高機能性液晶材料として有望な
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、ピリジニウム型イオン性光学活性化合物誘導体、及
びその製造方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a pyridinium-type ionic compound derivative, a pyridinium-type ionic optically active compound derivative, which are promising novel compounds as high-performance liquid crystal materials, and a method for producing the same.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明が提供しようとす
る新規化合物は、下記の一般式(I)
The novel compounds to be provided by the present invention have the following general formula (I):

【0013】[0013]

【化17】 (式中、R1 、R2 は同種又は異種の炭素数1〜22の
アルキル基、Xはハロゲン原子を表わす)で示される
l,3−ジオキサ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。
Embedded image Wherein R 1 and R 2 are the same or different alkyl groups having 1 to 22 carbon atoms, and X is a halogen atom. A pyridinium-type ionic compound derivative having a basic structure of a 1,3-dioxane ring It is related to.

【0014】また、本発明は、下記の第1工程乃至第4
工程からなることを特徴とする上記の一般式(I)で示
されるl,3−ジオキサ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。
Further, the present invention provides the following first to fourth steps.
The present invention relates to a method for producing a pyridinium-type ionic compound derivative having a basic structure of an l, 3-dioxane ring represented by the above general formula (I), which comprises a step.

【0015】(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
(A) a compound represented by the formula: R 1 X (wherein R 1 and X are as defined above);

【0016】[0016]

【化18】 (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、一般式(II)
Embedded image (Wherein, R 3 represents a lower alkyl group having 1 to 3 carbon atoms), and reacted with a compound represented by the general formula (II)

【0017】[0017]

【化19】 (式中、R、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、
Embedded image (Wherein R 1 and R 3 have the same meanings as described above),

【0018】(b)前記第1工程で得られた一般式(I
I)で示される化合物を還元して一般式(III)
(B) Formula (I) obtained in the first step
The compound represented by the formula (I) is reduced to give a compound of the general formula (III)

【0019】[0019]

【化20】 (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、
Embedded image (Wherein, R 1 has the same meaning as described above),

【0020】(c)前記第2工程で得られた一般式(I
II)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、一般式(IV)
(C) Formula (I) obtained in the second step
The compound represented by II) is reacted with pyridine-4-aldehyde to give a compound of the general formula (IV)

【0021】[0021]

【化21】 (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3工程、
Embedded image (Wherein, R 1 has the same meaning as described above),

【0022】(d)前記第3工程で得られた一般式(I
V)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(I)
(D) Formula (I) obtained in the third step.
Reacting a compound represented by V) with a compound represented by the formula: R 2 X (wherein R 2 and X are as defined above),
General formula (I)

【0023】[0023]

【化22】 (式中、R1 、R2 は前記と同義である)で示される
l,3−ジオキサ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4工程。
Embedded image (Wherein R 1 and R 2 have the same meanings as described above) in the fourth step of synthesizing a pyridinium-type ionic compound derivative having a basic structure of 1,3-dioxane ring.

【0024】さらに、本発明が提供しようとする新規化
合物は、下記の一般式(XI)
Further, a novel compound to be provided by the present invention has the following general formula (XI):

【0025】[0025]

【化23】 (式中、R1は同種又は異種の炭素数1〜22のアルキ
ル基、Xはハロゲン原子を表わす。R4は下記の式(X
II)で示される光学活性基を表わす。
Embedded image (Wherein, R 1 represents the same or different alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, X represents a halogen atom, and R 4 represents the following formula (X
Represents an optically active group represented by II).

【0026】[0026]

【化24】 但し、Yは炭素数1〜4のアルキル基、mは0〜10の
整数、nは1〜9の整数、*は不斉炭素原子を表わ
す。)で示されるl,3−ジオキサン環の基本構造をも
つピリジニウム型イオン性光学活性化合物誘導体に係る
ものである。
Embedded image Here, Y represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, m represents an integer of 0 to 10, n represents an integer of 1 to 9, and * represents an asymmetric carbon atom. The present invention relates to a pyridinium-type ionic optically active compound derivative having a basic structure of a 1,3-dioxane ring represented by the formula (1).

【0027】また、本発明は、下記の第1工程乃至第4
工程からなることを特徴とする上記のl,3−ジオキサ
ン環の基本構造をもつピリジニウム型イオン性光学活性
化合物誘導体の製造方法である。 (a)式:RX(式中、R、Xは前記と同義であ
る)で示される化合物と、式
Further, the present invention provides the following first to fourth steps.
A method for producing a pyridinium-type ionic optically active compound derivative having a basic structure of an l, 3-dioxane ring, comprising the steps of: (A) a compound represented by the formula: R 1 X (wherein R 1 and X are as defined above);

【0028】[0028]

【化25】 (式中、R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、一般式(II)
Embedded image (Wherein, R 3 represents a lower alkyl group having 1 to 3 carbon atoms), and reacted with a compound represented by the general formula (II):

【0029】[0029]

【化26】 (式中、R、R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
た一般式(II)で示される化合物を還元して一般式
(III)
Embedded image (Wherein R 1 and R 3 are as defined above), (b) reducing the compound represented by the general formula (II) obtained in the first step, And the general formula (III)

【0030】[0030]

【化27】 (式中、R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工程で得られた一般
式(III)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、一般式(IV)
Embedded image (Wherein, R 1 has the same meaning as described above), (c) a compound represented by the general formula (III) obtained in the second step, and pyridine-4-aldehyde And reacting with the general formula (IV)

【0031】[0031]

【化28】 (式中、R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工程で得られた一
般式(IV)で示される化合物と式:R4X(式中、
4、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(XI)
Embedded image (Wherein R 1 is as defined above), (d ') a compound represented by the general formula (IV) obtained in the third step, and a compound represented by the formula: R 4 X (where
R 4 and X have the same meanings as defined above), and reacted with a compound of the general formula (XI)

【0032】[0032]

【化29】 (式中、R1、R4は前記と同義である)で示されるl,
3−ジオキサン環の基本構造をもつピリジニウム型イオ
ン性光学活性化合物誘導体を合成する第4工程。
Embedded image (Wherein, R 1 and R 4 are as defined above)
A fourth step of synthesizing a pyridinium-type ionic optically active compound derivative having a basic structure of a 3-dioxane ring.

【0033】さらに、本発明は、上記の一般式(I)で
示されるピリジニウム型イオン性化合物誘導体、および
一般式(X)で示されるピリジニウム型イオン性光学活
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。
Further, the present invention provides a liquid crystal material comprising a pyridinium-type ionic compound derivative represented by the above general formula (I) and a pyridinium-type ionic optically active compound derivative represented by the general formula (X) as an active ingredient. It is related to.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】本発明が提供しようとする新規化
合物は、下記の一般式(I)
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The novel compounds to be provided by the present invention are represented by the following general formula (I):

【0035】[0035]

【化30】 (式中、R1 、R2 、Xは前記と同義である)で示され
るl,3−ジオキサ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(I)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。
Embedded image (Wherein R 1 , R 2 , and X have the same meanings as described above) and a pyridinium-type ionic compound derivative having a basic structure of a 1,3-dioxane ring (hereinafter, represented by the general formula (I) A compound)).

【0036】また、本発明は、上記一般式(I)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。本発明に係る一般式(I)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。
The present invention also provides a highly functional liquid crystal material characterized by the constitution of the compound represented by formula (I). The compound represented by the general formula (I) according to the present invention is a novel smectic A phase liquid crystal material which exhibits thermotropic liquid crystallinity and in which the molecular arrangement forms a vertical layer and is oriented.

【0037】一般式(I)で示される化合物において、
1 、R2 は前記の通り炭素数1〜22の同種又は異種
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。これらのうち、R1 が炭素数8〜12、好ましく
は9〜11の直鎖状アルキル基、R2 はエチル基が工業
的に好ましい。
In the compound represented by the general formula (I),
R 1 and R 2 are the same or different alkyl groups having 1 to 22 carbon atoms as described above. For example, lower alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group and butyl group may be substituted with octyl group, nonyl group and decyl group. , Undecyl group, dodecyl group,
Examples thereof include a linear or branched alkyl group having up to 22 carbon atoms, such as a tridecyl group, a tetradecyl group, a pentadecyl group, a hexadecyl group, a heptadecyl group, an octadecyl group, a nonadecyl group, an eicosyl group, and a docosyl group. Among them, R 1 is a linear alkyl group having 8 to 12 carbon atoms, preferably 9 to 11 carbon atoms, and R 2 is preferably an ethyl group industrially.

【0038】また、一般式(I)において、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。
In the general formula (I), X is Cl,
It is a halogen atom of Br or I, preferably Cl or Br, particularly Br.

【0039】上記一般式(I)で示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。
In the compound represented by the general formula (I), when the alkyl group of R 1 or R 2 is increased, the regularity of the molecular arrangement is improved, but the viscosity of the liquid crystal tends to be increased. Br salt is easier to form a stable liquid crystal state than salt.

【0040】本発明に係る一般的(I)で示される化合
物としては、例えばN−エチル−4−(5−メチル−
1,3−ジオキサ−2−イル)ピリジニウムブロマイ
ド、N−エチル−4−(5−エチル−1,3−ジオキサ
−2−イル)ピリジニウムブロマイド、N−エチル−4
−(5−プロピル−1,3−ジオキサ−2−イル)ピリ
ジニウムプロマイド、N−エチル−4−(5−ブチル−
1,3−ジオキサ−2−イル)ピリジニウムブロマイド
等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
The compound represented by the general formula (I) according to the present invention includes, for example, N-ethyl-4- (5-methyl-
1,3-dioxa-2-yl) pyridinium bromide, N-ethyl-4- (5-ethyl-1,3-dioxa-2-yl) pyridinium bromide, N-ethyl-4
-(5-propyl-1,3-dioxa-2-yl) pyridinium bromide, N-ethyl-4- (5-butyl-
1,3-dioxa-2-yl) pyridinium bromide and the like, but are not limited thereto.

【0041】また、本発明が提供しようとする他の新規
化合物は、下記の一般式(XI)
Another novel compound to be provided by the present invention is represented by the following general formula (XI):

【0042】[0042]

【化31】 (式中、R1、R4、Xは前記と同義である)で示される
l,3−ジオキサン環の基本構造をもつピリジニウム型
イオン性光学活性化合物誘導体(以下、「一般式(X
I)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。
Embedded image (Wherein R 1 , R 4 and X have the same meanings as described above) and a pyridinium-type ionic optically active compound derivative having a basic structure of a 1,3-dioxane ring (hereinafter referred to as “general formula (X
A compound represented by I))).

【0043】また、本発明は、上記一般式(XI)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。本発明に係る一般式(XI)で示される化合
物は光学活性液晶性化合物であり、該光学活性液晶性化
合物は、スメクティック液晶分子に光学活性な不斉炭素
原子(カイラル基)を導入したもので、カイラルスメク
ティック液晶と呼ばれる。
The present invention also provides a high-functional liquid crystal material characterized by the constitution of the compound represented by the above general formula (XI). The compound represented by the general formula (XI) according to the present invention is an optically active liquid crystalline compound, which is obtained by introducing an optically active asymmetric carbon atom (chiral group) into a smectic liquid crystal molecule. , Called chiral smectic liquid crystal.

【0044】その特徴は、強誘電性を有する。強誘電性
は、高速応答性、電圧を取り除いても液晶分子の配列状
態が保持されているというメモリ特性、分子の向きが二
つの安定な状態となる双安定性を持つなどの非常に優れ
た性質を持っている。
The feature is that it has ferroelectricity. The ferroelectricity has excellent characteristics such as high-speed response, memory characteristics in which the alignment state of liquid crystal molecules is maintained even when voltage is removed, and bistability in which the orientation of molecules is in two stable states. Has nature.

【0045】一般式(XI)で示される化合物におい
て、R、Xは前記の一般式(I)で示されたものと同
じものである。
In the compound represented by the general formula (XI), R 1 and X are the same as those represented by the general formula (I).

【0046】R4は下記の式(XII)で示される光学
活性基を表わす。
R 4 represents an optically active group represented by the following formula (XII).

【0047】[0047]

【化32】 上記の下記の式(XII)において、Yは炭素数1〜
4、好ましくは炭素数1〜2のアルキル基を表わす。
Embedded image In the following formula (XII), Y represents 1 to 1 carbon atoms.
4, preferably an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms.

【0048】mは0〜10、好ましくは1〜5の整数、
nは1〜9、好ましくは1〜5の整数を表わす。*は不
斉炭素原子を表わす。
M is an integer of 0 to 10, preferably 1 to 5,
n represents an integer of 1 to 9, preferably 1 to 5. * Represents an asymmetric carbon atom.

【0049】R4の式(XII)で示される光学活性基
の具体例を示すと、下記の基が挙げられる。
Specific examples of the optically active group represented by the formula (XII) for R 4 include the following groups.

【0050】[0050]

【化33】 Embedded image

【0051】上記一般式(XI)で示される化合物にお
いて、R又はR4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。
In the compound represented by the above general formula (XI), when the alkyl group of R 1 or R 4 is increased, the regularity of the molecular arrangement is improved, but the viscosity of the liquid crystal tends to be increased. Br salt is easier to form a stable liquid crystal state than salt.

【0052】本発明に係る一般的(XI)で示される化
合物としては、例えばN−(S)−(+)−2−メチル
ブチル−4−(5−デシル−1,3−ジオキサ−2−イ
ル)ピリジウムブロマイド、N−(S)−(+)−2−
メチルブチル−4−(5−オクタデシル−1,3−ジオ
キサ−2−イル)ピリジウムブロマ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。
The compound represented by general formula (XI) according to the present invention includes, for example, N- (S)-(+)-2-methylbutyl-4- (5-decyl-1,3-dioxa-2-yl ) Pyridium bromide, N- (S)-(+)-2-
Examples include, but are not limited to, methylbutyl-4- (5-octadecyl-1,3-dioxa-2-yl) pyridium bromide.

【0053】本発明の上記一般式(I)および(XI)
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。
The above general formulas (I) and (XI) of the present invention
Are represented by the following chemical formulas (D) and (E)
As shown in ( 1), by having N + in the molecule, the bias of the charge in the long axis direction of the molecule becomes extremely large, and it is a novel compound that may have a large torque when driven by an external force such as an electric field. .

【0054】[0054]

【化34】 Embedded image

【0055】具体的には、この一般式(I)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
(I)で示される化合物(D)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、
Specifically, it is clear from the proton NMR spectrum that the compound represented by the general formula (I) has a large charge bias as compared with a general cyanophenyl liquid crystal compound. That is, the absorption position of the proton NMR spectrum of the hydrogen atom at the position a of the compound (D) represented by the general formula (I) of the present invention is determined by the a position of the cyanophenyl liquid crystal compound represented by the chemical formula (C). The hydrogen atom at position 'is larger than the absorption position in the proton NMR spectrum of the proton NMR spectrum and is in a low magnetic field, which is considered to be caused by the very large electron withdrawing by N + . In particular,

【0056】[0056]

【数1】a′の水素原子の吸収 =7.6ppm aの水素原子の吸収 =8.2ppmと9.9ppm である。## EQU1 ## Absorption of hydrogen atom of a '= 7.6 ppm Absorption of hydrogen atom of a = 8.2 ppm and 9.9 ppm.

【0057】即ち、本発明の一般式(I)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。
That is, since the compound represented by the general formula (I) of the present invention has a very large bias of electric charge in the molecular long axis direction, it has a very large torque when an external force such as an electric field acts. And its usefulness as a highly functional material is very large.

【0058】次に、本発明が提供しようとする上記の一
般式(I)で示される化合物の製造方法は、下記の第1
工程乃至第4工程による反応により行なわれる。 (1)第1工程 下記の反応式(1)
Next, the process for producing the compound represented by the above general formula (I) to be provided by the present invention is as follows:
The reaction is performed by the reactions of the steps to the fourth step. (1) First step The following reaction formula (1)

【0059】[0059]

【化35】 (式中、R1 、Xは前記と同義である。R3 は炭素数1
〜3の低級アルキル基を表わす)で示される反応によ
り、一般式(II)で示される低級ジアルキルマロネイ
ト化合物(II)を合成する第1工程、
Embedded image (Wherein, R 1 and X are as defined above. R 3 has 1 carbon atom.
A first step of synthesizing a lower dialkyl malonate compound (II) represented by the general formula (II) by a reaction represented by

【0060】(2)第2工程 下記の反応式(2)(2) Second step The following reaction formula (2)

【0061】[0061]

【化36】 (式中、R1 、R3 は前記と同義である。)で示される
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(II)を還元して、一般式(III)
で示される2−アルキル−1,3−プロパンジオール化
合物(III)を合成する第2工程、
Embedded image (Wherein R 1 and R 3 have the same meanings as described above), and the lower dialkylmalonate compound (II) obtained in the first step is reduced to give a compound of the general formula (III)
A second step of synthesizing a 2-alkyl-1,3-propanediol compound (III) represented by

【0062】(3)第3工程 下記の反応式(3)(3) Third step The following reaction formula (3)

【0063】[0063]

【化37】 (式中、R1 は前記と同義である。)で示される反応に
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(III)とピリジン−4−ア
ルデヒドと反応させて、一般式(IV)で示される4−
(5−アルキル−1,3−ジオキサ−2−イル)ピリジ
ン化合物(IV)を合成する第3工程、
Embedded image (Wherein, R 1 has the same meaning as described above), and the 2-alkyl-1,3- obtained in the second step is obtained.
The propanediol compound (III) is reacted with pyridine-4-aldehyde to give a compound represented by the general formula (IV):
A third step of synthesizing (5-alkyl-1,3-dioxa-2-yl) pyridine compound (IV),

【0064】(4)第4工程 下記の反応式(4)(4) Fourth step The following reaction formula (4)

【0065】[0065]

【化38】 (式中、R1 、R、Xは前記と同義である。)で示さ
れる反応により、前記第3工程で得られた4−(5−ア
ルキル−1,3−ジオキサ−2−イル)ピリジン化合物
(IV)と式:R2 Xで示されるハロゲン化合物と反応
させて、一般式(I)で示される化合物を合成する第4
工程。
Embedded image (Wherein R 1 , R 2 , and X have the same meanings as described above), and the 4- (5-alkyl-1,3-dioxa-2-yl) obtained in the third step is obtained. A pyridine compound (IV) is reacted with a halogen compound represented by the formula: R 2 X to synthesize a compound represented by the general formula (I).
Process.

【0066】以下に上記の第1〜第4工程についてさら
に具体的に説明する。
Hereinafter, the first to fourth steps will be described more specifically.

【0067】第1工程:この第1工程は、上記の反応式
(1)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。
First step: This first step is a step of synthesizing a lower dialkyl-2-alkylmalonate as shown in the above reaction formula (1). That is, the alkyl halide is reacted with the dialkyl malonate in the presence of a strong base catalyst.

【0068】触媒としては、ナトリウム、カリウム又は
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。
The catalyst is preferably an alcoholate of an alkali metal such as sodium, potassium or lithium. Examples of the solvent include alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol and 2-butanol.

【0069】反応条件としては、反応温度は0〜100
℃、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(II)を得る。
The reaction temperature is from 0 to 100.
° C, preferably 20 to 50 ° C, and the reaction time is 0.5
The reaction is carried out by refluxing for 50 hours, preferably 10-20 hours. After the reaction, neutralize by the usual method,
The intermediate lower dialkyl malonate compound (II) is obtained through various operations such as washing, extraction and dehydration.

【0070】第2工程:この第2工程は、上記の反応式
(2)に示すとおり、2−アルキル−1,3−プロパン
ジオール化合物(III)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(II)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(I
II)を合成する。
Second step: This second step is a step of synthesizing a 2-alkyl-1,3-propanediol compound (III) as shown in the above reaction formula (2). That is, the lower dialkyl malonate compound (II) obtained in the first step is subjected to a reduction treatment in a solvent containing a reducing agent to give a 2-alkyl 1,3-propanediol compound (I
II) is synthesized.

【0071】還元剤としては、例えばAlH3 、LiA
lH4 、LiAlH4 −AlCl3、LiAlH(OC
3 3 、NaH−LiAlH4 、NaBH4 、LiB
4、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。
As the reducing agent, for example, AlH 3 , LiA
lH 4 , LiAlH 4 —AlCl 3 , LiAlH (OC
H 3) 3, NaH-LiAlH 4, NaBH 4, LiB
Metal hydrides such as H 4 and BH 3 , and methanol, ethanol such as metal sodium, potassium and lithium;
Alcoholates such as propanol and butanol are preferred.

【0072】また、溶媒としては、ジエチルエーテル、
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。
As the solvent, diethyl ether,
Ethers such as dipropyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, anisole, diphenyl ether, dioxane, trioxane, furan and tetrahydrofuran, and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene are preferred.

【0073】反応条件としては、反応温度は0〜150
℃、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(II)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。
The reaction conditions are as follows.
C., preferably 20-100.degree. C., and the reaction time is 0.1.
The reduction is performed under reflux for 5 to 10 hours, preferably 2 to 5 hours. The reducing agent varies depending on its type and reaction conditions, but is preferably used in an equimolar amount or more, and preferably in a range of 1.5 to 3 mol, based on compound (II).

【0074】反応終了後は、未反応の還元剤を酢酸エチ
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(III)を合成する。
After completion of the reaction, the unreacted reducing agent is decomposed by an ester such as ethyl acetate, and the metal generated from the reducing agent is separated from the ether layer as a water-soluble salt as an ammonium salt. Thereafter, the compound (III) is synthesized by separation, purification and dehydration according to a conventional method.

【0075】第3工程:この第3工程は、上記の反応式
(3)で示すとおり、4−(5−アルキル−1,3−ジ
オキサ−2−イル)ピリジン化合物(IV)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(III)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する。
Third step: This third step is a step of synthesizing 4- (5-alkyl-1,3-dioxa-2-yl) pyridine compound (IV) as shown in the above reaction formula (3). is there. That is, the 2-alkyl-1,3-propanediol compound (III) and the pyridine-4-aldehyde are subjected to a ring closing reaction in the presence of a Lewis acid.

【0076】ルイス酸としては、p−トルエンスルホン
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。化合物(III)とピリジン−4
−アルデヒドは、等モル付近の量的関係で反応させる。
Examples of the Lewis acid include aromatic sulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid, benzenesulfonic acid and naphthalenesulfonic acid, and mineral acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid and phosphoric acid. Compound (III) and pyridine-4
The aldehyde is reacted in a quantitative relationship near equimolar;

【0077】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。反応条件としては、温度は使用
する溶媒により異なるが還流する温度で行なわれ、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(IV)を得る。
The solvent is not particularly limited as long as it is inert to the reaction, and examples thereof include hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene, ether, petroleum ether, and ligroin. As the reaction conditions, the temperature varies depending on the solvent used, but the reaction is carried out at a refluxing temperature. The reaction time is 0.5 to 20 hours, preferably 2 to 10 hours. The reaction proceeds while removing. After completion of the reaction, the compound (IV) is obtained by subjecting it to separation, purification and dehydration according to a conventional method.

【0078】第4工程:この第4工程は、上記の反応式
(4)で示すとおり、本発明に係る一般式(I)で示さ
れるN−アルキル−4−(5−アルキル−1,3−ジオ
キサ−2−イル)ピリジニウムハライド(I)を合成す
る最終工程である。
Fourth step: As shown in the above-mentioned reaction formula (4), this fourth step comprises N-alkyl-4- (5-alkyl-1,3 represented by the general formula (I) according to the present invention. -Dioxa-2-yl) pyridinium halide (I).

【0079】すなわち、この工程では、前記第3工程で
得られた4−(5−アルキル−1,3−ジオキサ−2−
イル)ピリジン化合物(IV)とハロゲン化アルキルと
の反応により、一般式(I)で示される化合物のピリジ
ニウムハライドを合成する。
That is, in this step, the 4- (5-alkyl-1,3-dioxa-2-) obtained in the third step is obtained.
Yl) By reacting the pyridine compound (IV) with an alkyl halide, a pyridinium halide of the compound represented by the general formula (I) is synthesized.

【0080】溶媒は、アセトニトリル、プロピオニトリ
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。
As the solvent, a nitrile compound such as acetonitrile, propionitrile and butyl nitrile, or a solvent having a large polarity such as an alcohol such as methanol, ethanol and propanol is preferable.

【0081】また、化合物(IV)に対してハロゲン化
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。
The amount of the alkyl halide used for the compound (IV) varies depending on the size of the alkyl group and the difference in Cl or Br, but is often used in excess, preferably in a stoichiometric amount. 5 to 20 times the amount is used.

【0082】この反応は窒素などによる不活性雰囲気で
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(I)で示される化合物の
目的物質を得る。
This reaction is carried out by refluxing in an inert atmosphere such as nitrogen at a temperature of 50 to 150 ° C., preferably 50 to 100 ° C., for a reaction time of 1 to 30 hours, preferably 5 to 24 hours. After completion of the reaction, separation, purification and drying are carried out by a conventional method to obtain the target substance of the compound represented by the general formula (I).

【0083】本発明に係る一般式(I)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−
ジオキサ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。かかる特徴的分子構造のゆえに、
従来知られている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。
The structural characteristics of the novel liquid crystalline compound represented by the general formula (I) according to the present invention are as follows.
It has a positively charged nitrogen atom forming a pyridine ring connected to a dioxane ring, and has two alkyl groups as a nonpolar part. Because of such a characteristic molecular structure,
It is more excellent in liquid crystal characteristics than a conventionally known cyanophenyl-based liquid crystalline substance linked to a 1,3-dioxane ring.

【0084】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。また、
本発明に係る製造方法は4つの工程を経ることにより、
工業的に高純度、高収率で上記一般式(I)で示される
化合物を有利に得ることができる。
The compound exhibits antibacterial properties and has high functionality such as acting as a layer transfer catalyst. Also,
The production method according to the present invention passes through four steps,
The compound represented by the above general formula (I) can be advantageously obtained industrially with high purity and high yield.

【0085】次に、本発明が提供しようとする上記の一
般式(XI)で示されるl,3−ジオキサン環の基本構
造をもつピリジニウム型イオン性光学活性化合物誘導体
の製造方法は、前述の第1工程乃至第4工程による反応
により行なわれる。
Next, the method for producing a pyridinium-type ionic optically active compound derivative having a basic structure of 1,3-dioxane ring represented by the above general formula (XI) to be provided by the present invention is described in the above-mentioned first method. The reaction is performed by the reactions in the first to fourth steps.

【0086】第1工程乃至第3工程は、上記の一般式
(I)で示される化合物の製造方法と同様の反応により
行なわれ、前記の一般式(IV)で示される4−(5−
アルキル−1,3−ジオキサ−2−イル)ピリジン化合
物(IV)を合成する。
The first to third steps are carried out by the same reaction as in the method for producing the compound represented by the general formula (I), and the 4- (5-) represented by the aforementioned general formula (IV)
(Alkyl-1,3-dioxa-2-yl) pyridine compound (IV) is synthesized.

【0087】次に、第4工程により、下記の反応式
(5)
Next, in the fourth step, the following reaction formula (5)

【0088】[0088]

【化39】 (式中、R1、R4、Xは前記と同義である)で示される
反応により、前記第3工程で得られた4−(5−アルキ
ル−1,3−ジオキサ−2−イル)ピリジン化合物(I
V)と式:R4Xで示される光学活性ハロゲン化アルキ
ルと反応させて、一般式(XI)で示される光学活性化
合物を合成する。
Embedded image (Wherein R 1 , R 4 , and X have the same meanings as described above), and the 4- (5-alkyl-1,3-dioxa-2-yl) pyridine obtained in the third step is obtained. Compound (I
V) is reacted with an optically active alkyl halide represented by the formula: R 4 X to synthesize an optically active compound represented by the general formula (XI).

【0089】上記の反応式(5)で示される反応に用い
られる、R4Xで示される光学活性ハロゲン化アルキル
の具体例としては、下記の化合物が挙げられる。 (S)−(+)−ブチルクロライド (S)−(+)−ブチルブロマイド (S)−(−)−ブチルクロライド (S)−(−)−ブチルブロマイド (S)−(+)−2−メチル−1−ブチルクロライド (S)−(+)−2−メチル−1−ブチルブロマイド (S)−(−)−2−メチル−1−ブチルクロライド (S)−(−)−2−メチル−1−ブチルブロマイド
Specific examples of the optically active alkyl halide represented by R 4 X used in the reaction represented by the above reaction formula (5) include the following compounds. (S)-(+)-butyl chloride (S)-(+)-butyl bromide (S)-(-)-butyl chloride (S)-(-)-butyl bromide (S)-(+)-2- Methyl-1-butyl chloride (S)-(+)-2-methyl-1-butyl bromide (S)-(-)-2-methyl-1-butyl chloride (S)-(-)-2-methyl- 1-butyl bromide

【0090】 (S)−(+)−5−メチル−1−ヘプチルクロライド (S)−(+)−5−メチル−1−ヘプチルブロマイド (S)−(−)−5−メチル−1−ヘプチルクロライド (S)−(−)−5−メチル−1−ヘプチルブロマイド (S)−(+)−4−メチル−1−ヘキシルブロマイド (S)−(+)−3−メチル−1−ペンチルブロマイド (S)−(+)−6−メチル−1−オクチルブロマイド (S)−(+)−2−メチル−1−ペンチルブロマイド (S)−(−)−2−メチル−1−ペンチルブロマイド(S)-(+)-5-methyl-1-heptyl chloride (S)-(+)-5-methyl-1-heptylbromide (S)-(−)-5-methyl-1-heptyl Chloride (S)-(-)-5-methyl-1-heptylbromide (S)-(+)-4-methyl-1-hexylbromide (S)-(+)-3-methyl-1-pentylbromide ( (S)-(+)-6-methyl-1-octyl bromide (S)-(+)-2-methyl-1-pentyl bromide (S)-(-)-2-methyl-1-pentyl bromide

【0091】本発明に係る一般式(XI)で示される新
規な液晶性化合物の構造的特徴は、光学活性液晶性化合
物であり、極性部として1,3−ジオキサン環に連絡し
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。
かかる特徴的分子構造のゆえに、本発明の光学活性液晶
性化合物は、スメクティック液晶分子に光学活性な不斉
炭素原子(カイラル基)を導入したカイラルスメクティ
ック相を示す液晶であり、強誘電性を有するために、高
速応答性、電圧を取り除いても液晶分子の配列状態が保
持されているというメモリ特性、分子の向きが二つの安
定な状態となる双安定性を持つなどの非常に優れた性質
を持っている。
The structural characteristic of the novel liquid crystalline compound represented by the general formula (XI) according to the present invention is that it is an optically active liquid crystalline compound and forms a pyridine ring connected to a 1,3-dioxane ring as a polar part. Having a positively charged nitrogen atom and two alkyl groups as a non-polar part.
Due to such a characteristic molecular structure, the optically active liquid crystalline compound of the present invention is a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase in which an optically active asymmetric carbon atom (chiral group) is introduced into a smectic liquid crystal molecule, and has ferroelectricity. For this reason, it has extremely excellent properties such as high-speed response, memory characteristics in which the alignment state of liquid crystal molecules is maintained even when voltage is removed, and bistability in which the orientation of molecules is in two stable states. have.

【0092】[0092]

【実施例】以下、実施例により本発明につき具体的に説
明するが、これらに限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will now be described specifically with reference to examples, but it should not be construed that the invention is limited thereto.

【0093】実施例1,2第1工程 下記の反応により、ジエチル−2−アルキルマロネイト
を合成した。
Examples 1 and 2 First Step Diethyl-2-alkylmalonate was synthesized by the following reaction.

【0094】[0094]

【化40】 (式中、RはC7 15またはC1021を示す)Embedded image (Wherein, R represents C 7 H 15 or C 10 H 21 )

【0095】500ml三角フラスコに150mlのエ
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、アルキルブロマイド(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/30
0ml)、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化
合物(II′)を得た。
150 ml of ethanol is placed in a 500 ml Erlenmeyer flask, and after dissolving metallic sodium (0.3 mol), diethylmalonic acid (0.3 mol) is added. After cooling, alkyl bromide (0.3 mol) is added. Reflux in an ethylene glycol bath at 30 ° C. for 18 hours. After removing the solvent under reduced pressure, diethyl ether (300 ml) was added, and 300 ml of cold diluted hydrochloric acid (30 ml / 30 ml) was added using a separating funnel.
0 ml) followed by 100 ml of cold distilled water. After obtaining the ether layer, the aqueous layer is extracted again by adding 100 ml of diethyl ether. The diethyl ether solution obtained by liquid separation is dehydrated with anhydrous sodium sulfate for about 1 day. Filtered,
After removing diethyl ether under reduced pressure, the residue was distilled under reduced pressure to obtain compound (II ').

【0096】このときの2種のアルキルブロマイド(R
=C7 15、R=C1021)を用いた浴温及び留出温度
等について下記の表1に示す。
At this time, the two kinds of alkyl bromides (R
= C 7 H 15 , R = C 10 H 21 ) are shown in Table 1 below.

【0097】[0097]

【表1】 [Table 1]

【0098】第2工程 下記の反応により、2−アルキル1,3−プロパンジオ
ールを合成した。
Second Step A 2-alkyl-1,3-propanediol was synthesized by the following reaction.

【0099】[0099]

【化41】 (式中、RはC7 15またはC1021を示す)Embedded image (Wherein, R represents C 7 H 15 or C 10 H 21 )

【0100】500mlの三つ口丸底フラスコに100
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工程で得られた化合物(II′)(0.23mo
l)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300m
l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
して化合物(III′)を得た。この結果を表2に示
す。
In a 500 ml three-necked round bottom flask, 100
ml of diethyl ether, lithium aluminum hydride (2 moles), and the compound (II ') (0.23 mol) obtained in the first step while cooling with ice.
l) is dissolved in 100 ml of diethyl ether and slowly added dropwise using a dropping funnel. Thereafter, the mixture is refluxed at 40 ° C. for 4 hours in an ethylene glycol bath. After the reaction, ethyl acetate (0.3 mol) is dissolved in 100 ml of diethyl ether under ice-cooling, and the mixture is slowly added dropwise using a dropping funnel. Then 50 ml of a saturated aqueous ammonium solution are slowly added dropwise with a dropping funnel. Thereafter, the flask is filled with diethyl ether and stirred at room temperature for 3 hours. Filtration and residue 300m
Dissolve in 1 liter of diethyl ether and stir for 24 hours. Add anhydrous sodium sulfate to the combined diethyl ether and add
After dehydration for a day, diethyl ether was removed under reduced pressure to obtain a compound (III ') as a residue. Table 2 shows the results.

【0101】[0101]

【表2】 [Table 2]

【0102】第3工程 下記の反応により、4−(5−アルキル−1,3−ジオ
キサ−2−イル)ピリジンを合成した。
Third Step By the following reaction, 4- (5-alkyl-1,3-dioxa-2-yl) pyridine was synthesized.

【0103】[0103]

【化42】 (式中、RはC7 15またはC1021を示す)Embedded image (Wherein, R represents C 7 H 15 or C 10 H 21 )

【0104】反応装置として、ディーン−スターク−ト
ラップ(Dean−Stark−Trap)を用いた。
100ml三角フラスコでベンゼン60mlに第2工程
で得られた化合物(III′)(0.03mol)を入
れて、それぞれにつき以下の実験を行った。
As a reaction device, a Dean-Stark-Trap was used.
In a 100 ml Erlenmeyer flask, the compound (III ') (0.03 mol) obtained in the second step was added to 60 ml of benzene, and the following experiment was performed for each.

【0105】すなわち、上記のような各フラスコにピリ
ジン−4−アルデヒド(等mol数)を溶解し、p−ト
ルエンスルホン酸を10g加えpH1以下にする。pH
を確認後シリコーン浴中で135℃〜140℃で5時間
還流する。冷却後、ジエチルエーテル(300ml)に
溶解し炭酸ナトリウム(30g/300ml)水溶液で
洗浄し水溶液が塩基性であることを確かめた後、蒸留水
(100ml)で洗浄、ジエチルエーテル層を得る。そ
の後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し残渣を得る。シリカゲルを
用いたカラムクロマトグラフィーで、初めにヘキサン3
00mlを流し、ベンゼン300mlを流して分離し
た。目的物はベンゼン溶媒中に溶出した。これを溶媒除
去した後、特級ヘキサンで3〜4回再結晶し精製し化合
物(IV′)を得た。この結果を表3に示す。
That is, pyridine-4-aldehyde (equimolar number) is dissolved in each flask as described above, and 10 g of p-toluenesulfonic acid is added to adjust the pH to 1 or less. pH
After confirming that the mixture is refluxed in a silicone bath at 135 ° C to 140 ° C for 5 hours. After cooling, the residue is dissolved in diethyl ether (300 ml), washed with an aqueous solution of sodium carbonate (30 g / 300 ml) to confirm that the aqueous solution is basic, and then washed with distilled water (100 ml) to obtain a diethyl ether layer. Then, dehydrate with anhydrous sodium sulfate for about 1 day. After filtration, diethyl ether is removed under reduced pressure to obtain a residue. First, hexane 3 was obtained by column chromatography using silica gel.
The mixture was separated by flowing 00 ml and flowing 300 ml of benzene. The desired product eluted in the benzene solvent. After removing the solvent, the product was recrystallized 3 to 4 times with special grade hexane to obtain a compound (IV '). Table 3 shows the results.

【0106】[0106]

【表3】 [Table 3]

【0107】第4工程 下記の反応により、N−アルキル−4−(5−アルキル
−1,3−ジオキサ−2−イル)ピリジニウムブロマイ
ドを合成した。
Fourth Step N-alkyl-4- (5-alkyl-1,3-dioxa-2-yl) pyridinium bromide was synthesized by the following reaction.

【0108】[0108]

【化43】 (式中、RはC7 15またはC1021、R’はC2 5
Rを示す)
Embedded image (Wherein R is C 7 H 15 or C 10 H 21 , R ′ is C 2 H 5
R)

【0109】200ml三つ口丸底フラスコ中で特級ア
セトニトリル30mlに第3工程で得られた2種の化合
物(IV′)をそれぞれ0.0017molと、エチル
ブロマイドを10倍mol溶解させ、窒素気流下でシリ
コーン浴中で100℃で24時間還流する。アセトニト
リルを減圧除去し、ヘキサン30ml、ジエチルエーテ
ル30mlの混合溶液で再沈澱させ約一日攪拌洗浄し、
不溶物を得た後、真空乾燥し化合物(I′)を得た。得
られた結果につき表4に示す。
In a 200-ml three-necked round-bottomed flask, 0.0017 mol of each of the two compounds (IV ') obtained in the third step and 10-fold mol of ethyl bromide were dissolved in 30 ml of special-grade acetonitrile. At 100 ° C. for 24 hours in a silicone bath. Acetonitrile was removed under reduced pressure, reprecipitated with a mixed solution of 30 ml of hexane and 30 ml of diethyl ether, and washed by stirring for about one day.
After obtaining an insoluble matter, it was dried under vacuum to obtain a compound (I '). Table 4 shows the obtained results.

【0110】[0110]

【表4】 [Table 4]

【0111】実施例3,4第1工程〜第3工程 実施例1の出発原料のRBr(RはC7 15)の代わり
に、Ra Br(Ra はC9 19またはC1123を示す)
のそれぞれ2種の化合物を用いて、実施例1の第1工程
〜第3工程と同様の方法で合成を行ない、下記の式で示
される4−(5−アルキル−1,3−ジオキサ−2−イ
ル)ピリジン化合物(VII)を合成した。
Examples 3 and 4 First to Third Steps Instead of RBr (R is C 7 H 15 ) as a starting material in Example 1, R a Br (R a is C 9 H 19 or C 11 H) is used. 23 is shown)
Were synthesized in the same manner as in the first to third steps of Example 1 using the two types of compounds, respectively, to obtain 4- (5-alkyl-1,3-dioxa-2 represented by the following formula: -Yl) pyridine compound (VII) was synthesized.

【0112】[0112]

【化44】 (式中、Ra はC9 19またはC1123を示す) 化合物(VII)の収量、収率、性状、m.p.等の結
果を表5に示す。
Embedded image (Wherein Ra represents C 9 H 19 or C 11 H 23 ) Yield, yield, properties, m.p. of compound (VII) p. Table 5 shows the results.

【0113】[0113]

【表5】 [Table 5]

【0114】第4工程 下記の反応により、N−アルキル−4−(5−アルキル
−1,3−ジオキサ−2−イル)ピリジニウムブロマイ
ドを合成した。
Fourth Step N-alkyl-4- (5-alkyl-1,3-dioxa-2-yl) pyridinium bromide was synthesized by the following reaction.

【0115】[0115]

【化45】 (式中、Ra はC9 19またはC1123、R’はC2
5 Rを示す)
Embedded image (Where Ra is C 9 H 19 or C 11 H 23 , R ′ is C 2 H
5 indicates R)

【0116】200ml三つ口丸底フラスコ中で特級ア
セトニトリル30mlに第3工程で得られた2種の化合
物(VII)をそれぞれ0.0017molと、エチル
ブロマイドを10倍mol溶解させ、窒素気流下でシリ
コーン浴中で100℃で24時間還流する。アセトニト
リルを減圧除去し、ヘキサン30ml、ジエチルエーテ
ル30mlの混合溶液で再沈澱させ約一日攪拌洗浄し、
不溶物を得た後、真空乾燥し化合物(I′)を得た。得
られた結果につき表6に示す。
In a 200-ml three-necked round-bottomed flask, 0.0017 mol of each of the two kinds of compounds (VII) obtained in the third step and 10-fold mol of ethyl bromide were dissolved in 30 ml of special-grade acetonitrile, and the mixture was dissolved under a nitrogen stream. Reflux at 100 ° C. for 24 hours in a silicone bath. Acetonitrile was removed under reduced pressure, reprecipitated with a mixed solution of 30 ml of hexane and 30 ml of diethyl ether, and washed by stirring for about one day.
After obtaining an insoluble matter, it was dried under vacuum to obtain a compound (I '). Table 6 shows the obtained results.

【0117】[0117]

【表6】 [Table 6]

【0118】次に、実施例1〜実施例4で得られた一般
式(I)で示される化合物の1 H−NMR(CDC
3 、δ)およびFT−IR(CHCl3 、cm-1)を
下記に示す。
Next, 1 H-NMR (CDC) of the compound represented by the general formula (I) obtained in Examples 1 to 4 was used.
l 3 , δ) and FT-IR (CHCl 3 , cm -1 ) are shown below.

【0119】(実施例1)(Example 1)

【0120】[0120]

【化46】 Embedded image

【0121】 1 H−NMR(CDCl3 、δ);0.8
5〜1.83(m、19H、(a)+(g)+
(h))、3.37〜4.38(m、4H、(f))、
5.07(q、2H、Jab=6.70Hz、(b))、
5.48(s、1H、(e))、8.08(d、2H、
cd=6.40Hz、(c))、9.75(d、2H、
cd=6.40Hz、(d))FT−IR(CHCl3 、cm-1); 2920、284
0(C−H伸縮振動)、1650(C=C、C=N伸縮
振動)、1085(C−O−C伸縮振動)、890(ピ
リジン環C−H面外変角振動)
1 H-NMR (CDCl 3 , δ); 0.8
5 to 1.83 (m, 19H, (a) + (g) +
(H)) 3.37-4.38 (m, 4H, (f)),
5.07 (q, 2H, J ab = 6.70 Hz, (b)),
5.48 (s, 1H, (e)), 8.08 (d, 2H,
J cd = 6.40 Hz, (c)), 9.75 (d, 2H,
J cd = 6.40 Hz, (d)) FT-IR (CHCl 3 , cm −1 );
0 (CH stretching vibration), 1650 (C = C, C = N stretching vibration), 1085 (COC stretching vibration), 890 (pyridine ring CH out-of-plane bending vibration)

【0122】(実施例2)(Example 2)

【0123】[0123]

【化47】 Embedded image

【0124】 1 H−NMR(CDCl3 、δ);0.8
7〜1.85(m、25H、(a)+(g)+
(h))、3.38〜4.40(m、4H、(f))、
5.12(q、2H、Jab=6.70Hz、(b))、
5.58(s、1H、(e))、8.12(d、2H、
cd=6.40Hz、(c))、9.78(d、2H、
cd=6.40Hz、(d))FT−IR(CHCl3 、cm-1); 2925、287
0(C−H伸縮振動)、1655(C=C、C=N伸縮
振動)、1095(C−O−C伸縮振動)、890(ピ
リジン環C−H面外変角振動)
1 H-NMR (CDCl 3 , δ); 0.8
7 to 1.85 (m, 25H, (a) + (g) +
(H)) 3.38-4.40 (m, 4H, (f)),
5.12 (q, 2H, J ab = 6.70 Hz, (b)),
5.58 (s, 1H, (e)), 8.12 (d, 2H,
J cd = 6.40 Hz, (c)), 9.78 (d, 2H,
J cd = 6.40 Hz, (d)) FT-IR (CHCl 3 , cm −1 );
0 (CH stretching vibration), 1655 (C = C, C = N stretching vibration), 1095 (COC stretching vibration), 890 (pyridine ring CH out-of-plane bending vibration)

【0125】(実施例3)(Embodiment 3)

【0126】[0126]

【化48】 Embedded image

【0127】 H−NMR(CDCl、δ);
0.91〜1.89(m、23H、(a)+(g)+
(h))、3.48〜4.53(m、4H、(f))、
5.24(q、2H、Jab=6.70Hz、
(b))、5.53(s、1H、(e))、8.33
(d、2H、Jcd=6.40Hz、(c))、9.9
4(d、2H、Jcd=6.40Hz、(d))FT−IR(CHCl、cm−1); 2950、2
875(C−H伸縮振動)、1660(C=C、C=N
伸縮振動)、1100(C−O−C伸縮振動)、900
(ピリジン環C−H面外変角振動)
[0127] 1 H-NMR (CDCl 3 , δ);
0.91 to 1.89 (m, 23H, (a) + (g) +
(H)) 3.48 to 4.53 (m, 4H, (f)),
5.24 (q, 2H, Jab= 6.70 Hz,
(B)) 5.53 (s, 1H, (e)), 8.33
(D, 2H, Jcd= 6.40 Hz, (c)), 9.9
4 (d, 2H, Jcd= 6.40 Hz, (d))FT-IR (CHCl 3 , cm −1 ); 2950, 2
875 (CH stretching vibration), 1660 (C = C, C = N
Stretching vibration), 1100 (CO-C stretching vibration), 900
(Pyridine ring CH out-of-plane bending vibration)

【0128】(実施例4)(Example 4)

【0129】[0129]

【化49】 Embedded image

【0130】 1 H−NMR(CDCl3 、δ);0.9
6〜1.93(m、27H、(a)+(g)+
(h))、3.47〜4.49(m、4H、(f))、
5.22(q、2H、Jab=6.70Hz、(b))、
5.72(s、1H、(e))、8.28(d、2H、
cd=6.40Hz、(c))、9.91(d、2H、
cd=6.40Hz、(d))FT−IR(CHCl3 、cm-1); 2920、285
0(C−H伸縮振動)、1642(C=C、C=N伸縮
振動)、1080(C−O−C伸縮振動)、880(ピ
リジン環C−H面外変角振動)
1 H-NMR (CDCl 3 , δ); 0.9
6 to 1.93 (m, 27H, (a) + (g) +
(H)) 3.47-4.49 (m, 4H, (f)),
5.22 (q, 2H, J ab = 6.70 Hz, (b)),
5.72 (s, 1H, (e)), 8.28 (d, 2H,
J cd = 6.40 Hz, (c)), 9.91 (d, 2H,
J cd = 6.40 Hz, (d)) FT-IR (CHCl 3 , cm −1 );
0 (CH stretching vibration), 1642 (C = C, C = N stretching vibration), 1080 (COC stretching vibration), 880 (pyridine ring CH out-of-plane bending vibration)

【0131】次に、実施例1〜実施例4で得られた一般
式(I)で示される化合物の相転移温度の測定結果を下
記の表7に示す。
Next, the results of measurement of the phase transition temperatures of the compounds represented by the general formula (I) obtained in Examples 1 to 4 are shown in Table 7 below.

【0132】[0132]

【表7】 [Table 7]

【0133】表7において、実施例1のR=n−C7
15の化合物はスメクチックA液晶相を示さないが、これ
はスメクチック液晶相を示すためにはアルキル基の長さ
がある程度以上長いことが必要であるためである。しか
し、この化合物を混合液晶系に混合して用いる場合に
は、その化合物が液晶相を単独で持たない場合でも分子
の形状が同様の場合には混合系ではスメクチック液晶相
を示すことができ液晶材料として使用可能である。
In Table 7, R = n-C 7 H of Example 1
The compound No. 15 does not show a smectic A liquid crystal phase, because the alkyl group needs to be longer than a certain length in order to show a smectic liquid crystal phase. However, when this compound is used as a mixture in a mixed liquid crystal system, even if the compound does not have a liquid crystal phase alone, if the molecule has the same shape, the mixed system can show a smectic liquid crystal phase. It can be used as a material.

【0134】実施例5第1工程〜第3工程 実施例2と同様にして、4−(5−デシル−1,3−ジ
オキサ−2−イル)ピリジン化合物を合成した。
Example 5 First Step to Third Step In the same manner as in Example 2, a 4- (5-decyl-1,3-dioxa-2-yl) pyridine compound was synthesized.

【0135】第4工程 100mlの褐色アンプルビンに、第3工程で得られた
4−(5−デシル−1,3−ジオキサ−2−イル)ピリ
ジン0.46g(1.51mモル)と、(S)−(+)
−1−プロモ−2−メチルブタン2.27g(15mモ
ル)を特級アセトニトリル30mlに溶解させた溶液を
仕込み、常法に従って真空と窒素置換を3回繰り返して
空気を追い出した後に封管した。60℃の恒温オーブン
中で、3日間加熱反応させた。アンプルを冷却後開封
し、アセトニトリルを減圧除去し、ヘキサン30ml、
ジエチルエーテル30mlの混合溶液で再沈殿させ約1
日撹拌洗浄し、不溶物を得た後、真空乾燥し、融点51
℃の白色結晶を0.69g得た。分析の結果、生成物
は、N−(S)−(+)−2−メチルブチル−4−(5
−デシル−1,3−ジオキサ−2−イル)ピリジウムブ
ロマイドで、収率は100%であった。
Fourth step 0.46 g (1.51 mmol) of 4- (5-decyl-1,3-dioxa-2-yl) pyridine obtained in the third step was added to 100 ml of brown ampoulebin. S)-(+)
A solution prepared by dissolving 2.27 g (15 mmol) of -1-promo-2-methylbutane in 30 ml of special grade acetonitrile was charged, and vacuum and nitrogen substitution were repeated three times according to a conventional method to expel air, and then sealed. The mixture was heated and reacted in a constant temperature oven at 60 ° C. for 3 days. The ampoule was opened after cooling, and acetonitrile was removed under reduced pressure.
The precipitate was reprecipitated with a mixed solution of 30 ml of diethyl ether to about 1
After washing by stirring for one day to obtain an insoluble material, the product was dried under vacuum to a melting point of 51%.
0.69 g of a white crystal at a temperature of ° C was obtained. As a result of analysis, the product was found to be N- (S)-(+)-2-methylbutyl-4- (5
-Decyl-1,3-dioxa-2-yl) pyridium bromide and the yield was 100%.

【0136】[0136]

【化50】 Embedded image

【0137】 H−NMR(CDCl、δ);0.8
1〜1.74(m、31H、(a)+(g)+
(h))、3.43〜4.44(m、4H、(f))、
4.94(q、2H、Jab=6.70Hz、
(b))、5.66(s、1H、(e))、8.19
(d、2H、Jcd=6.40Hz、(c))、9.6
9(d、2H、Jcd=6.40Hz、(d))FT−IR(CHCl、cm−1); 2930、28
50(C−H伸縮振動)、2250(ピリジウム)、1
648(C=C、C=N伸縮振動)、1090(C−O
−C伸縮振動)、880(ピリジン環C−H面外変角振
動)
1 H-NMR (CDCl 3 , δ); 0.8
1-1.74 (m, 31H, (a) + (g) +
(H)) 3.43 to 4.44 (m, 4H, (f)),
4.94 (q, 2H, J ab = 6.70 Hz,
(B)) 5.66 (s, 1H, (e)), 8.19
(D, 2H, J cd = 6.40 Hz, (c)), 9.6
9 (d, 2H, J cd = 6.40 Hz, (d)) FT-IR (CHCl 3 , cm −1 );
50 (CH stretching vibration), 2250 (pyridium), 1
648 (C = C, C = N stretching vibration), 1090 (C-O
-C stretching vibration), 880 (pyridine ring CH out-of-plane bending vibration)

【0138】実施例6第1工程〜第3工程 実施例1の出発原料のRBr(RはC15)の代わ
りに、C1837Brを用いて、実施例1の第1工程
〜第3工程と同様の方法を行い、4−(5−オクタデシ
ル−1,3−ジオキサ−2−イル)ピリジン化合物を合
成した。収量は4.6g、収率は65%、性状は白色結
晶、融点は88℃であった。
Example 6 First Step to Third Step The first to third steps of Example 1 were repeated using C 18 H 37 Br in place of RBr (R is C 7 H 15 ) as the starting material of Example 1. By performing the same method as in the third step, a 4- (5-octadecyl-1,3-dioxa-2-yl) pyridine compound was synthesized. The yield was 4.6 g, the yield was 65%, the properties were white crystals, and the melting point was 88 ° C.

【0139】第4工程 実施例5と同様にして、N−(S)−(+)−2−メチ
ルブチル−4−(5−オクタデシル−1,3−ジオキサ
−2−イル)ピリジウムブロマイドを合成した。収量は
0.86g、収率は100%、性状は白色結晶、融点は
65℃であった。
Fourth Step N- (S)-(+)-2-Methylbutyl-4- (5-octadecyl-1,3-dioxa-2-yl) pyridium bromide was synthesized in the same manner as in Example 5. did. The yield was 0.86 g, the yield was 100%, the properties were white crystals, and the melting point was 65 ° C.

【0140】[0140]

【化51】 Embedded image

【0141】 H−NMR(CDCl、δ);0.8
8〜1.79(m、47H、(a)+(g)+
(h))、3.43〜4.45(m、4H、(f))、
4.95(q、2H、Jab=6.70Hz、
(b))、5.64(s、1H、(e))、8.17
(d、2H、Jcd=6.40Hz、(c))、9.5
5(d、2H、Jcd=6.40Hz、(d))FT−IR(CHCl、cm−1); 2940、28
70(C−H伸縮振動)、2280(ピリジウム)、1
658(C=C、C=N伸縮振動)、1110(C−O
−C伸縮振動)、895(ピリジン環C−H面外変角振
動)
1 H-NMR (CDCl 3 , δ); 0.8
8 to 1.79 (m, 47H, (a) + (g) +
(H)) 3.43 to 4.45 (m, 4H, (f)),
4.95 (q, 2H, J ab = 6.70 Hz,
(B)) 5.64 (s, 1H, (e)), 8.17
(D, 2H, J cd = 6.40 Hz, (c)), 9.5
5 (d, 2H, J cd = 6.40 Hz, (d)) FT-IR (CHCl 3 , cm −1 );
70 (CH stretching vibration), 2280 (pyridium), 1
658 (C = C, C = N stretching vibration), 1110 (C-O
-C stretching vibration), 895 (pyridine ring CH out-of-plane bending vibration)

【0142】次に、実施例5および実施例6で得られた
一般式(XI)で示される化合物の相転移温度の測定結
果を下記の表8に示す。
Next, the results of measurement of the phase transition temperatures of the compounds represented by the general formula (XI) obtained in Examples 5 and 6 are shown in Table 8 below.

【0143】[0143]

【表8】 [Table 8]

【0144】表8において、実施例5及び6は、スメク
ティック液晶分子に光学活性な不斉炭素原子(カイラル
基)を導入したもので、カイラルスメクティック液晶相
を示すことができ、液晶材料として使用可能である。
In Table 8, Examples 5 and 6 are examples in which an optically active asymmetric carbon atom (chiral group) is introduced into the smectic liquid crystal molecules, and can exhibit a chiral smectic liquid crystal phase and can be used as a liquid crystal material. It is.

【0145】[0145]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明により、新規
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。
As described above, according to the present invention, a novel pyridinium-type ionic compound derivative can be provided, and this compound is expected to be useful as a thermotropic liquid crystal substance exhibiting smectic A phase liquid crystallinity. is there.

【0146】また、本発明により、新規なピリジニウム
型イオン性光学活性化合物誘導体が提供でき、この化合
物はスメクティック液晶分子に光学活性なカイラル基を
導入したカイラルスメクティック相の液晶性を示すサー
モトロピック液晶物質として強誘電性を有し有用性が期
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および
ピリジニウム型イオン性光学活性化合物誘導体を工業的
に有利に得ることができる。
Further, according to the present invention, a novel pyridinium-type ionic optically active compound derivative can be provided, and this compound is a thermotropic liquid crystal material exhibiting a liquid crystallinity of a chiral smectic phase in which an optically active chiral group is introduced into a smectic liquid crystal molecule. Has ferroelectricity and can be expected to be useful. Further, according to the production method of the present invention, the pyridinium-type ionic compound derivative and the pyridinium-type ionic optically active compound derivative can be industrially advantageously obtained.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記の一般式(I) 【化1】 (式中、R1 、R2 は同種又は異種の炭素数1〜22の
アルキル基、Xはハロゲン原子を表わす)で示される
l,3−ジオキサ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。
1. A compound represented by the following general formula (I): Wherein R 1 and R 2 are the same or different alkyl groups having 1 to 22 carbon atoms, and X is a halogen atom. A pyridinium-type ionic compound derivative having a basic structure of a 1,3-dioxane ring .
【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、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。
2. In the general formula (1), R 1 has 9 carbon atoms.
To 11 alkyl group, R 2 represents an ethyl group, X is pyridinium ion compound derivative of claim 1 wherein the bromine atom.
【請求項3】 下記の第1工程乃至第4工程からなるこ
とを特徴とする請求項1記載のl,3−ジオキサン環の
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 【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、一般式(II) 【化3】 (式中、R、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
た一般式(II)で示される化合物を還元して一般式
(III) 【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工程で得られた一般
式(III)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、一般式(IV) 【化5】 (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3工程、(d)前記第3工程で得られた一般
式(IV)で示される化合物と式:R2 X(式中、
2、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(I) 【化6】 (式中、R1 、R2 は前記と同義である)で示される
l,3−ジオキサ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4工程。
3. The method for producing a pyridinium-type ionic compound derivative having a basic structure of 1,3-dioxane ring according to claim 1, comprising the following first step to fourth step. (A) a compound represented by the formula: R 1 X (wherein R 1 and X are as defined above), and a compound represented by the formula: (Wherein, R 3 represents a lower alkyl group having 1 to 3 carbon atoms), and reacted with a compound represented by the general formula (II): (Wherein R 1 and R 3 are as defined above), (b) reducing the compound represented by the general formula (II) obtained in the first step, And the general formula (III) (Wherein, R 1 has the same meaning as described above), (c) a compound represented by the general formula (III) obtained in the second step, and pyridine-4-aldehyde Is reacted with a compound represented by the general formula (IV): (Wherein R 1 has the same meaning as described above), (d) a compound represented by the general formula (IV) obtained in the third step, and a compound represented by the formula: R 2 X (Where
R 2 and X have the same meanings as defined above), and are reacted with a compound represented by the general formula (I). (Wherein R 1 and R 2 have the same meanings as described above) in the fourth step of synthesizing a pyridinium-type ionic compound derivative having a basic structure of 1,3-dioxane ring.
【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。
4. A liquid crystal material comprising the pyridinium-type ionic compound derivative according to claim 1 as an active ingredient.
【請求項5】 下記の一般式(XI) 【化7】 (式中、R1は同種又は異種の炭素数1〜22のアルキ
ル基、Xはハロゲン原子を表わす。R4は下記の式(X
II)で示される光学活性基を表わす。 【化8】 但し、Yは炭素数1〜4のアルキル基、mは0〜10の
整数、nは1〜9の整数、*は不斉炭素原子を表わ
す。)で示されるl,3−ジオキサン環の基本構造をも
つピリジニウム型イオン性光学活性化合物誘導体。
5. The following general formula (XI): (Wherein, R 1 represents the same or different alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, X represents a halogen atom, and R 4 represents the following formula (X
Represents an optically active group represented by II). Embedded image Here, Y represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, m represents an integer of 0 to 10, n represents an integer of 1 to 9, and * represents an asymmetric carbon atom. A) a pyridinium-type ionic optically active compound derivative having a basic structure of an l, 3-dioxane ring;
【請求項6】 下記の第1工程乃至第4工程からなるこ
とを特徴とする請求項5記載のl,3−ジオキサン環の
基本構造をもつピリジニウム型イオン性光学活性化合物
誘導体の製造方法。 (a)式:RX(式中、R、Xは前記と同義であ
る)で示される化合物と、式 【化9】 (式中、R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、一般式(II) 【化10】 (式中、R、R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
た一般式(II)で示される化合物を還元して一般式
(III) 【化11】 (式中、R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工程で得られた一般
式(III)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、一般式(IV) 【化12】 (式中、R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工程で得られた一
般式(IV)で示される化合物と式:R4X(式中、
4、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(XI) 【化13】 (式中、R1、R4は前記と同義である)で示されるl,
3−ジオキサン環の基本構造をもつピリジニウム型イオ
ン性光学活性化合物誘導体を合成する第4工程。
6. The method for producing a pyridinium-type ionic optically active compound derivative having a basic structure of an 1,3-dioxane ring according to claim 5, comprising the following first to fourth steps. (A) a compound represented by the formula: R 1 X (wherein R 1 and X are as defined above), and a compound represented by the formula: (Wherein R 3 represents a lower alkyl group having 1 to 3 carbon atoms), and reacted with a compound represented by the general formula (II): (Wherein R 1 and R 3 are as defined above), (b) reducing the compound represented by the general formula (II) obtained in the first step, And the general formula (III) (Wherein, R 1 has the same meaning as described above), (c) a compound represented by the general formula (III) obtained in the second step, and pyridine-4-aldehyde Is reacted with a compound represented by the general formula (IV): (Wherein R 1 is as defined above), (d ') a compound represented by the general formula (IV) obtained in the third step, and a compound represented by the formula: R 4 X (where
R 4 and X have the same meanings as defined above), and are reacted with a compound represented by the general formula (XI). (Wherein, R 1 and R 4 are as defined above)
A fourth step of synthesizing a pyridinium-type ionic optically active compound derivative having a basic structure of a 3-dioxane ring.
【請求項7】 請求項5又は6記載のピリジニウム型イ
オン性光学活性化合物誘導体を有効成分とする液晶物
質。
7. A liquid crystal material comprising the pyridinium-type ionic optically active compound derivative according to claim 5 as an active ingredient.
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