JPS5822466B2 - コレステリツク化合物 - Google Patents

コレステリツク化合物

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JPS5822466B2
JPS5822466B2 JP51106384A JP10638476A JPS5822466B2 JP S5822466 B2 JPS5822466 B2 JP S5822466B2 JP 51106384 A JP51106384 A JP 51106384A JP 10638476 A JP10638476 A JP 10638476A JP S5822466 B2 JPS5822466 B2 JP S5822466B2
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JP
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liquid crystal
cholesteric
methyl
butyl
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JP51106384A
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孝 犬飼
滋 杉森
英雄 佐藤
顕治 古川
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JNC Corp
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Chisso Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規なコレステリック液晶に関し、更に詳しく
は化学的、光学的、電気化学的に安定なコレステリック
液晶混合物を構成するための非コレステロース系のコレ
ステリック化合物に関する3コレステリツク液晶はその
散乱光の波長が温度によって変化することを利用して温
度表示等に利用されているが、最近コレステリック相−
ネマチック相間の変化を利用した表示素子としての利用
も有望視されて来ている。
又ねじれた液晶配列を有する電界効果型液晶表示素子(
FETN方式)に用いるネマチック液晶材料にコレステ
リック液晶をごく小量(1〜2%程度)添加することに
よつ)てその表示の均一性を増大させることにも利用す
ることが出来る。
ところで従来コレステリック相を示す化合物は殆んどす
べてコレステロール系の化合物であったがコレステロー
ル誘導体は安定性が悪いために長期間の使用には耐えな
いことは広く知られているところである。
最近になっていくつかのアゾ又はアゾギシ系の光学活性
化合物がコレステリック液晶として知られるようになっ
て来たが、これ等は着色化合物であるためにその用途に
制限があり、又光化学的にも不安定であり実用′的には
問題が多い。
この様な状況に於て化学的、光化学的に安定なコレステ
リック液晶がさかんに求められているが安定性に於であ
る程度目的を達した注目すべきものとしては次の様なも
のがあげられる。
コレステリック温度 163′〜186℃、融点120
℃、120℃〜163℃はスメクチック液晶(C−’
82点120℃、S2−81点137°C1☆S1〜C
h点163°C) (G、W、 Gray : J、
de 。
Physique 、36、C1337(1975))
コレステリック温度 −54〜−30℃、融点4℃(G
、W、Gray、 D、G、Donnell ;Ele
ctronics Letters 11 (23)
、556(1975) コレステリック温度 24〜30°C(%開昭5l−7
8791) しかしこれ等はいずれも上記の様に種々の使用目的に用
いる液晶物質としては充分な広さのコレステリック温度
範囲を有しないため他の液晶との混合物として使用する
必要があり、又そのコレステリンク温度範囲が低いとこ
ろにあるので混合物の透明点が下がってしまうという問
題がある。
更にこのコレステリック相の多くはモノトロピック[液
晶であるため熱力学的には不安定状態にある。
本発明者等はこの様な欠点のない化学的、光化学的に安
定な新規なコレステリック液晶物質を鋭意控究した結果
、好適な広い温度範囲にわたってコレステリック相を呈
する新規なコレステリック化合物を見出し、本発明に到
達した。
即ち、本発明は次式(I)で示される4′(2−メチル
−ブチル)−4−ヒフェニルカルボン酸4“−アルキル
フェニルエステルの光学活性体である。
(但しRは炭素数1〜8個の直鎖のアルキル基を示す。
又*は不整炭素原子を示す)更にその原料となる次式(
II)で示される光学活性を有する4′(2−メチル−
ブチル)−4−ビフェニルカルボン酸なる新規な化合物
である。
(I)式の化合物は西独特許公開/l62450088
に記載されている次式別の化合物、 (但しR1、R2は直鎖のアルキル基) と類似の化学構造を有するが、本発明の化合物■)に於
ては(ホ)式の直鎖アルキル基R1に相当する基が光学
活性を有する分岐アルキル基であり、又化合物■はネマ
チック液晶であるのに対し、化合物け)はコレステリッ
ク液晶となる点に於て相異し、全く別個の化合物である
化合物(I)は次の2通りの化学的経路によって合成す
ることができる。
(A) (A)及び(B)に於ける出発物質である(V)式の化
合物は既知化合物でElectronice Lett
ers (エレクトロニツクスレターズ)11 (23
)556(1975)に記載されている方法によって合
成することが出来る。
又(B)に於ける化合物帽も既知化合物で化合物■から
上記の方法によって合成されることは上記の文献に記載
されている。
上記(A)(B)の2通りの方法のうち囚の方法が経済
的には有利である。
製造法の詳細については後の実施例に於て述べる。
化合物(I)はクロロホルム溶液中で右旋性を示す。
化合物(I)は単独で、又は2種類以上混合した形で、
誘電異方性が正のネマチック液晶に0.5〜2%程度添
加することによって、捩れて液晶配向を持つ液晶表示セ
ル(いわゆる’I’wistedNematic Di
splayのことで以下TNDと略称する)の捩れた方
向が逆になった領域(これを通常Reverse Tw
ist Domainと呼ぶ、以下RTDと略記する)
の生成を妨げ液晶表示の均一性を向上させることが出来
る。
誘電異方性が正のネマチック液晶(以下Np液晶と略記
)としては例えば特開昭51−87181に記載された
4−シアノ−4′−アルキルビフェニル、4−シアノ−
4′−アルコキシビフェニル、4−ジアツー4″−アル
キルターフェニルよりなル混合液晶、又p−アルコキシ
ベンジルジリデンーp−アルキルアニリン類とp−アル
コキシベンジリデン−p−シアノアルキルアニリンより
なる混合液& p−アルキル安息香酸p/−シアノフェ
ニルエステル混合液、p−アルキルオキシ安息香酸p′
−シアノフェニルエステルとp−アルキル安息香酸p′
−シアノフェニルエステルとの混合液晶、更Kp−アル
コギシp′−アルギルアゾキシベンゼン類にNp液晶を
添加したTND用液晶等が挙げられる。
化合物(I)の他の用途はコレステリック相#ネマチッ
ク相転移を利用する表示素子に用いるコレステリック液
晶材料の構成要素としてである。
この目的のため液晶組成物はNp液晶に化合物(I)を
10%程度加えることによって得られる(具体例は実施
例4に於て示す。
)。以下本発明の化合物(I)の製造方法及びその利用
方法について実施例により更に詳細に説明する。
実施例 1 (4’(2−メチル−ブチル)−4−ビフェニルカルボ
ン酸(化合物(II))の製造(その1))11三ロフ
ラスコに無水塩化アルミニウム392と二硫化炭素10
0m1を入れ水冷下撹拌する。
一方光学活性な4(2/−メチル−ブチル)ビフェニル
60?と塩化アセチル227とを50m1の二硫化炭素
に溶解させた液を調製し、これを上記三ロフラスコに1
時間で滴下してのち、2時間還流下に加温する。
次いでこの反応液を室温まで冷却してから25m1の濃
塩酸と氷約150′?の混合液に注ぎ込む。
その油層を分けとり二硫化炭素を溜去することにより粗
製の4′(2−メチル−ブチル)=4−アセチルビフェ
ニル(前記■式のもの)カ得られる。
これをp−ジオキサン300 rnlに溶解して21の
三ロフラスコに移す。
一方600m1の水に苛性ンーダ1507を溶解させ1
0〜15℃に冷却したところへ臭素133グを滴下して
次亜臭素酸のアルカリ水溶液を調製する。
先のp−ジオキザン溶液を35〜40℃に保ち攪拌した
ところへ、この次亜臭素塩のアルカリ溶液を30分で滴
下し、更に3時間35〜40℃で攪拌を続ける。
室温に冷し重亜硫酸ソーダ187を加えて攪拌してから
濃塩酸を加えて中和し、カゴ過して固体を集め水洗する
これをまず酢酸より再結晶し、更にアルコールより再結
晶して(ffi式の化合物即ち4′(2−メチルーフチ
ル)−4−ビフェニルカルボン酸51グを得た。
4(2′−メチル−ブチル)ビフェニルよりの通算収率
は71%であった。
元素分析値は次の通りである。
計算値(C1s H2O02として) 分析値C80
,56% 80.4% H7,51% 7.5% この物質は222.6〜223.6℃でコレステリック
液晶となり245.5℃で等方性液体となる。
又、その赤外線吸収スペクトルを第1図に示す。
このカルボン酸は実施例3以下に述べるエステルの製造
の原料となる。
実施例 2 (4’(2−メチル−ブチル)−4−ビフェニルカルボ
ン酸の製造(その2)) 11の三ロフラスコに光学活性な4′(2−メチル−ブ
チル)−4−シアノビフェニルlOL?と100グの7
0重量%硫酸を入れ還流下2,5時間加熱攪拌した。
水冷後100r/llの水を加えてから固形物をグラス
フィルターで沢取し水洗し、これをアルコールより再結
晶して8.97の無色の結晶を得た。
この物質は元素分析及び赤外線吸収スペトルを測定した
結果、実施例1で得られたものと殆んど一致し化合物(
II)であることが確められた。
実施例 3 4’(2−メチルーフチル)−4−ビフェニルカルボン
酸4“−エチルフェニルエステル((■)式でR−C2
H9のもの)の製ヌ告 実施例1で得られた10104′(2−メチル−ブチル
)−4−ビフェニルカルボン酸に107の塩化チオニル
を加えて40分間加熱還流した後、過剰の塩化チオニル
を減圧下に溜去すると、酸塩化物(M式のもの)が残留
する。
これをベンゼン100m1にとかしてp−エチ/L、7
.lT−ノール4.7L?、ピリジン20rrL11ベ
ンゼン100m1の混合液に5分間で添加し30分間4
0〜50℃に加熱する。
それを水冷し、塩酸と氷の混合物中に注ぎ、酸性である
ことを確認してのち分液し、水洗する。
次に2N苛性ソーダ水で洗浄後中性になるまで水洗する
ベンゼンを溜去し、残留物をエタノールから再結晶して
4′(2−メチル−ブチル)−4−ビフェニルカルボン
酸4“−エチルフェニルエステル7.87を得た。
このものの元素分析値は次の通りであり、又赤外線吸収
スペクトルを第2図に示す。
理論値(C26H2a O□として) 分析値C83,
83% 837% H7,58% 7,6% この化合物は81℃で融解してコレステリック相となり
141℃で等方性液体となる。
実施例 4 4’(2−メチル−ブチル)−4−ビフェニルカルボン
酸4″−n−ペンチルフェニルエステル((■)式でR
−n−C5H1,のもの)の製造実施例3に於げるp−
エチルフェノール4.7?の代りにp−n−ペンチルフ
ェノール63L?を使用する他は全く同様の操作によっ
て41(2−メチル−ブチル)−4−ビフェニルカルボ
ン酸4//−n−ペンチルフェニルエステル7.0 g
r ヲ得り。
このものの元素分析値は次の如くであり、 計算値(C29H3402として) 分析値C84,0
1% 83.8% H8,27% 8.2% 又、赤外線吸収スペクトルを第3図に示す。
この化合物は65℃で融解してコレステリック相と゛な
り140.5℃で等方性液体となる。
実施例 5 4′(2−メチル−ブチル)−4−ビフェニルカルボン
酸4“−メチルフェニルエステル((I)式でR−CH
3のもの)の製造 実施例3に於げるp−エチルフェノール4.77の代り
にp−クレゾール427を使用する以外は全く同様の方
法で、4′(2−メチル−ブチル)=4−ビフェニルカ
ルボン酸4“−メチルフェニルエステル8.27を得た
この物の元素分析値は次の如くであった。
計算値(C25H2602として) 分析値C83,7
6% 835% H7,31% 7.3% この化合物は77.5℃で(財)解してコレステリック
相となり140℃で等方性液体となる。
実施例 6 4’(2−メチル−ブチル)−4−ビフェニルカルボン
酸4“−n−ヘプチルフェニルエステル((■)式でR
−n−C7H15のもの)の製造実施例3に於げるp−
エチルフェノール4.77の代りにp−へブチルフェノ
ール7.31を使用する以外は全く同様の方法で、4′
(2〜メチル−ブチル)−4−ヒフェニルカルボン酸4
″−n−ヘゾチルフェニルエステル5.81を得た。
このものの元素分析値は次の如くである。
計算値(’C31H380□として) 分析値C84
,1% 84.0% ィ H8,65% 8・6%この化合物は
57.5℃で融解してコレステリック相となり、134
℃で等方性液体となる。
実施例 7〜10 (I)式でRがC3H7、C4H9、C6HI3、C8
H17のものも同様にして製造した。
それらの相転移点を実施例3〜6の化合物のそれも含め
て第1表に示す。
実施例 11 (利用例) 4′−ペンチル−4−シアノビフェニル 41.7%4
′−へブチル−4−シアノビフェニル 25.1%4′
−ペンチルオキシ−4−シアノピッ 10.2%エニル 4′−へブチルオキシ−4−シアノピッ 9.4%エ
ニル 4−オクチルオキシ−4−シアノピッ 13.6%エニ
ル よりなるNp液晶のネマチック温度範囲は一8℃〜49
℃であるが、これに対して本発明の(I)式の化合物に
於てR−CH3のもの即ち実施例5に於て得られた化合
物、同じ<(■)式に於てR−C2H5のもの即ち実施
例3に於て得られた化合物及び同じ<(■)式に於てR
=n −C5H11の化合物即ち実施例4に於て得られ
た化合物の1:1:1の等景況合物を10%添加すると
一10℃〜58℃の温度範囲でコレステリック相する液
晶組成物が得られる。
この混合液晶を電極間隔6mμのセルに封入し周波数1
キロヘルツの電圧を印加するとシキイ電圧10ボルトで
ネマチック相への転移が起り急激な光透過率の増大が観
察された。
化合物■が結晶として析出してしまうことなく利用可能
な液晶温度範囲かもとのNp液晶に比較して拡大される
のは化合物Iの融点があまり高くなく且つ等方性液体に
なる温度は約140℃付近の高温であるということによ
ると思われ、他の種種の混合液晶に対しても化合物Iを
添加することによって更に有効な利用が得られることが
期待出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1に於て得られた4′(2−メチルーフ
チル)−4−ビフェニルカルボン酸の、第2図は実施例
3に於て得られた4′(2−メチルーフチル) −4−
ビフェニルカルボン酸4“−エチルフェニルエステルの
、第3図は実施例4に於て得られた4’(2−メチル−
ブチル)−4−ビフェニルカルボン酸4“−n−ペンチ
ルフェニルエステルの夫々赤外線吸収スペクトルを示す

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 次式(I)で示される4′(2−メチル−ブチル)
    −4−ビフェニルカルボン酸4′/−アルキルフェニル
    エステルの光学活性体。 (但し上式に於てRは炭素数1〜8個の直鎖のアルキル
    基を示す。 又*は不整炭素原子を示す)。
JP51106384A 1976-09-06 1976-09-06 コレステリツク化合物 Expired JPS5822466B2 (ja)

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JPS62141681U (ja) * 1986-03-03 1987-09-07

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