JPS62294663A - 液晶性化合物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、液晶素子に用いられる液晶゛注化合物に関し
、特に液晶のねじれ配列を誘起する新規な旋光性（カイ
ラル）物質に閉する。

［従来技術およびその問題点」 液晶表示素子の動作原理としては、ネマティック液晶相
を用いるねじれネマティック（ＴＮ）方式、コレステ１
ノイツク液晶相を用いる相移転方式等が知られでいる。

これらの方式の場合、いずれも液晶のねじれ配列を誘発
させる目的でカイラル物質を添加した液晶混合物を使用
している。また、近年、スメッティック液晶、特にねじ
れ配列を特徴とするスメティックＣ’（ＳｍＣ”）液晶
相を用い、その強誘電性を利用した高速光スイッチング
素子が注目を集めでいる。この素子では、それ自身がカ
イラル物質であるＳｍＣ”液晶化合物や、カイラル物質
を添加したＳｍＣ”液晶混合物が使用されている。

このように、ねじれ配列を誘起させるカイラル物質は、
液晶表示素子にとって極めて重要である。しかし、液晶
表示素子等に使用するカイラル物質は、単に旋光性を有
すればよいという訳ではなく、それ自身が液晶゛ｉを具
備するか、あるいは液晶混合物に添加したときに液晶性
を著しく低下させないことが重要である。いずれにしで
も、液晶混合物に添加したときにその液晶性を失わせな
い性質を持つことが大切といえる。

しかしながら、従来のカイラル物質において、取上の要
請を充分に満足させるものは数少なかったといえる。

「発明の目的」 本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、前記カ
イラル物質の要請を満足する新規な液晶性化合物を提供
することにある。

「発明の概要」 本発明者等は、上記目的を達成するため、鋭意研究した
結果、次の一般式［１］で示される液晶性化合物がカイ
ラル物質として優れた特性を有することを見出し、本発
明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、次の一般式［１］で示される液晶
性化合物である。

０−Ａｒ’ｚ−ＣＪｚｋ＋　１−口 （但し、上記式中、ｉ、ｊ、には整数であり、１≦ｉ≦
８．０≦ｊ≦７．４≦に≦１４の節回にある。

表わす、ざらに、＊は不斉炭素を示し、この化合物は光
学活性であることが必要とされる。）この一般式［１］
で示される化合物は、（ａ）中心骨格が、液晶骨格であ
るエステル構造を有しでいること、（ｂ）中心骨格の構
造中に極めて液晶性の高いフェニルと１ノミジン等のＡ
ｒ２骨格が存在すること、（Ｃ）末端基の一方には、旋
光性を発現する＊印によって示される不斉炭素が配ｌさ
れていることなどの特徴を有している。（ａ）　、（ｂ
）は、液晶化合物一般にみられる構成で、液晶゛ｉにと
って重要である。また、（Ｃ）は旋光性にとって重要で
ある。このことから、前記カイラル物質の要請に対しで
、［１］で示される化合物が満足し得る構造そ有してい
ることかわかる。

前記一般式［１］で示される本発明の化合物は、例えば
次のような合成ルートに従って合成することができる。

＋　）　　　　　ＣＨ３０ ＣＨ３（ＣＨ２）＋ＣＨ（ＣＨ２）＞−０−Ａｒｔ−Ｃ
の合成ゝＣ１ （ｐ−トルエンスルホン酸エステル）　の合成一般的手
法に従って調整した ９日・ ＨＯ（ＣＨ２）ＪＣＩ４（ＣＨ２）ＩＣＨ３と、市販の
塩化ｐ−トルエン スルホンの当量をピリジン存在下に、低温下で反応させ
る。生成物は塩酸酸性下、ヘンセン抽出し、洗浄の復、
ヘンセンを溜去すると目的物か得られる。

１−ｂ）　　　　　９Ｈ３ ＣＨ３（ＣＨ２）＋ＣＨ（ＣＨ２）ｉｏ−Ａｒｔ−Ｂｒ
　　　−・・・−・■の合成 １−ａ）で合成した■化合物と、市販のＨＯ−Ａｒｔ−
Ｂｒ、水酸化カリウムの当量をエタノール溶媒中、加熱
反応させる。生成物は、エタノール溜去後、ヘンセンに
溶解し、その後、酸−アルカリー水洗を行ない、ヘンセ
ンを溜去後、真空蒸留することで得られる。

（カルボン酸）　　　　　　　の合成 １−ｂ）で合成した■化合物と、全屈マグネシウムから
、グリニセ：Ｊ、ｘｖ常法に従って調整する。反応は乾
燥テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中で行なうとよい。次
に、これ（こ低温下、炭酸ガスを導入し、その後、加水
分解することによって得られる。反応物をろ取し、エタ
ノールから再結晶すると得られる。

＊　　　　　　　　　ＸＣ１ （酸クロライド）　　　　　　の合成 １−ｃ）で合成した■化合物と、約３倍当量の塩化チオ
ニル（ＳＯＣｌ２）とを加熱反応させる。生成物は過剰
の５ＯＣ１２を溜去後、臭突蒸留によって精製すると、
目的物■が得られる。

２）一般式■て示される化合物の合成 公知の方法（例えば、Ｈ，Ｚａｓｃｈｋｅ、　２．Ｃｈ
ｅｍ、　１７、Ｊ９．（＋９７７）　Ｈｅｆｔ　９、あ
るいはＨ，Ｚａｓｃｈｋｅ、Ｊｏｕｒｎａｌｆ、　ｐｒ
ｕｋｔ、　Ｃｈｅｍｉｅ、　Ｂａｎｄ　３１７．　Ｈｅ
ｆｔ　４，１９７５．　Ｓ。

６１７など）を参考にして合成できる。あるいは、市販
のＨＯ−Ａｒ２−Ｃｂ）ｈｋ＋＋−ｎと、当量の■化合
物とをピリジン存在下にトルエン中で加熱反応させる。

生成物は、酸−アルカリ〜水洗を行ない、トルエンを溜
去し、その債、エタノールから再結晶することで得られ
る。

このようにして合成された本発明による一般式■の化合
物は、カイラル物質の要請を満足するものである。した
がって、ＴＮ方式および相転移方式の液晶表示素子を構
成するための液晶混合物に利用することができる。また
、ＳｍＣゝ液晶混合物に利用することも可能である。

「発明の実施例」 実施例１ ９Ｈ・ 市販の活′注アミルアルコール（Ｃ２Ｈ５ＣＨＣＨ２０
Ｈ）２０、８９と、塩化ｐ−トルエンスルホン４５９と
、ピリジン７５９を混合し、反応温度を２０″Ｃ以下に
保ちながら約８時間反応させる。次に、これを２Ｎ−塩
酸２５０ｍ１に添加し、ざらにベンゼンを添加し、ベン
ゼン層に目的物を抽出する。ベンゼン層を飽和食塩水で
水洗後、ベンゼンを溜去してｐ−トルエンスルホン酸エ
ステルを得た。収量は５５９であった。

次に、この３０．５９と、市販のＰ−ブロモフェノール
２１．８９と、水酸化カリウム７．８９とを、２５０ｍ
１のエタノール中４８時間加熱反応させる。生成物は、
エタノール溜去の復、２５０ｍ１のベンゼンに溶解し、
それぞれ２５０ｍ１のａＮ−ｔ＝酸、２Ｎ−苛゛けソー
ダ、純水で、３回ずつ洗浄し、その復ベンゼンを溜去す
る。その後、真空蒸留によって精製した。収量２０９で
あった。次に、五酸化リンで十分に乾燥した反応容器内
に、前記合成物２０（＋と金屑マグネシュウム２９を入
れ、ＴＨＥ溶媒中で少量の１２を添加しながら、グリニ
ヤ試薬をつくる。これを０℃以下に冷却しながら、炭酸
ガスを導入し、その後２Ｎ−硫酸を５００ｍ１添加し、
８０°Ｃで約２時間加熱攪拌する。その後、室温下に約
４時間（簀拌し、析出する結晶をろ取する。得られた結
晶をエタノールから再結晶する。その、結果、カルボン
酸＋３９が得られた。次に、このカルボン酸＋３９と塩
化チオニル２０９とを加熱下に約２時間反応させる。そ
の後、反応液から過剰の塩化チオニルを溜去し、生成物
を真空蒸留することで、目的物が得られた。収量１４９
であった。

（２）一般式■の合成 得られた酸クロライドの５．８９とを、ピリジン６９と
ともに、トルエン２５０ｍ１中、約２４時間加熱撹拌す
る。その後、反応液を５００ｍ１の水中に注ぎ、目的物
をトルエン層に抽出し、それぞれ５００ｍ１の６Ｎ−塩
酸、２Ｎ−苛゛注ソーダ、純水で各３回洗浄の後、トル
エンを溜去する。生成物ヲエタノールから３回再結晶す
ると目的物が得られる。収量８９であった。得られた化
合物は、ＩＲｌ”Ｃ−ＮＭｒｌ　、液体ウロマトグラフ
ィーの結果から上記■の化合物であることが確認された
。この化合物の相転移は、であり、旋光度［α］。２°
−・３．３°であった。

この化合物を市販のビフェニル系液晶混合物１００％に
重量比で１％添加してＴＮ方式の液晶表示用セルに注入
したところ、良好な作動を示す液晶表示素子が得られた
。また、この化合物を同様な液晶混合物１００％に重量
比で２〜３％添加しで、液晶表示素子用セルに注入した
ところ、ホワイトティラー型の相転移方式の液晶表示素
子が得られた。

実施例２．３ 施例１と同様な方法に従って、 を合成した。これらの化合物の相転移および［−α１ｏ
２６は、 ［α］。２Ｂ＝＋３，８゜ ［α］。２日＝◆３．０゜ であった、この化合物を実施例１と同様な液晶混合物に
添加し、同様な液晶表示素子を得ることができた。

実施例４ 実施例１の（１）で用いた活性アミルアルコール９日・ （ＣＪｓＣＨＣＨ２０Ｈ）を直接用（Ａず、これより合
成９Ｈ・ した光学活性アルコール（Ｃ２Ｈ５ＣＨ（ＣＨ２）４０
Ｈ）を用い車 ９日・ 同様の効果を得た。Ｃ２１１５０Ｈ（ＣＨ２）４０Ｈは
、以下のよ本 うにしで合成した。まず、活性アミルアルコールの３０
０９に三臭化リン５００９、ビリジ）！Ｏｈを添加し、
水冷下に反応させる。次に、主成物！３００ｍＨ９で弱
く減圧蒸留し、留分を石油エーテルに溶解し、５％苛・
注ソーグ、１０％硫酸、濃硫酸、純水で十分洗浄したの
ち、石油エーテルを漏失し、常圧蒸留によって臭化物３
００９を得た。この１３０９と全屈マグネシウム２１９
から、実施例１と同様のグリニヤ試薬をつくる。これに
トリメチレンオキサイド５０９を添加し、２Ｎ−硫酸に
よる加水分解の復、ジエチルエーテル抽出を行ない、エ
ーテル溜去の少、真空蒸留によって、目的物を得た。収
量２０９であった。これを用いて、実施例１と同様にし
てを合成した。この化合物の相転移及び［α］ｏ２６［
α］。２６＝・２．０゜ であった。この化合物を実施例］と同様な液晶混合物に
添加して、同様な液晶素子を得ることかできた。

実施例５．６．７．８ 実施例１〜４の（１）の活性アミルアルコールからの合
成物に代えて（リーク−オクタノールを用い、実施例１
〜４と同様な方法に従って、 を合成した。これらの化金物（ま、それぞれ実施例１〜
４と同等な液晶′注を示し、実施例１と同様な液晶混合
物に添加し、同様な液晶表示素子を得ることができた。

実施例９．１０ 実施例１．４の（２）で用いた Ｃｈｅｍ、　１７．Ｊ９．（１９７７）Ｈｅｆｔ９ｉ−
を考（こして合成した従って、 を合成した。これらの化合物は、それぞれ実施例１．４
と同等な液晶性を示し、実施例７と同様な液晶化合物に
添加し、同様な液晶素子を得ることができた。

実施例ＩＩ 公知のＳｍＣ”液晶化合物■、Ｑ％用いて、ＳｍＣ”液
晶組成物をつくる。

化合物■：化合物＠＝３０ニア０（重量比）のＳｍＣ：
”液晶１組成物の相転移は、 ２２℃　　　６７℃　　８５℃ 結晶−一→ＳｍＣ“←−→ＳｍＡ←−→液体であった。

この液晶組成物に実施例１の化合物■を添加した場合の
相転移は、図のようになる。

図から、添加によってＳｍＣ”ＯＳｍＡ転移の温度を低
下させることなく、ＳｍＣ”φＣｒｙｓｔ転移の温度の
みを低温側ヘシフトさせることができることがわかる。

すなわち、添加にネって、Ｓｍじ液晶相の温度範囲を改
善でき、極めて有用な化合物であることがわかる。同様
の効果は実施例２〜１０からつくられた化合物について
もみられる。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、一般式［１］で
示される化合物からなるので、それ自身が液晶性を有し
ており、旋光性も良好なことから優れたカイラル液晶゛
注化合物を提供できる。

したがって、ＴＮ方式の液晶混合物や相転移方式の液晶
混合物に添加して、ねじれ配列を誘発させることができ
る。また、ＳｍＣ”液晶混合物に添加して、その液晶温
度範囲も拡大改善できる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の実施例による液晶性化合物をＳｍＣ”液
晶組成物に添加した場合の相転移を示す図表である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記一般式［１］で示されることを特徴とする液
   晶性化合物。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・［１］ （但し、上記式中、ｉ、ｊ、ｋは整数であり、１≦ｉ≦
   ８、０≦ｊ≦７、４≦ｋ≦１４の範囲にある。 また、Ａｒ＿１は▲数式、化学式、表等があります▼（
   Ｓ＝１または２）、Ａｒ＿２は▲数式、化学式、表等が
   あります▼、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数
   式、化学式、表等があります▼または▲数式、化学式、
   表等があります▼を 表わす。さらに、＊は不斉炭素を示し、この化合物は光
   学活性であることが必要とされる。）（２）特許請求の
   範囲第１項記載において、前記Ａｒ＿１は▲数式、化学
   式、表等があります▼、前記Ａｒ＿２は▲数式、化学式
   、表等があります▼である液晶性化合物。