JPS62294664A - 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
、特に液晶のねしれ配列を誘起する新蜆な旋光牲（カイ
ラル）物質に関する。

「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、コレステリ
イッ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、いずれも液晶のねしれ配列を誘発さ
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
でいる。また、近年、スメッティック液晶、特にねしれ
配列溜ｖＩ徴とするスメティックＣ”（ＳｎｔＣ”）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
グ素子が注目を果めている。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
ｔｉしく低下ざぜないことが重要である。いずれにして
も、液晶混合物に添加したときにその液晶性を失わせな
い性質ヲ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で、斜上の要
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
ラル物質としで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−ＡＩ”２−Ｏ−ＣＪｚｉ＋＋１−ｎ（但し、上記式
中、ｉ、ｊ、には整数であり、ｌ≦ｉ≦８．０≦ｊ≦７
．４≦に≦１４の範囲にある。

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ピリミジン等
のＡｒ２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
Ｈされていることなどの特ｙ１を有しでいる。（ａ）　
、（ｂ）は、液晶化合物一般にみられる構成で、液晶性
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
して、［１］で示される化合物が満足し得る構造を有し
でいることがわかる。

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かできる。

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 ９Ｈ・ ＨＯ（ＣＨ２）　ＩＣＨ（ＣＨ２）　、ＣＨ３車　　　
　　　と、市販の塩化ｐ−トルエンスルホンの当量ヲビ
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、ヘンゼン抽出し、洗浄の後、ヘンゼンを漏失する
と目的物が得られる。

１−ｂ）　　　　　９＋−１３ ＣＨ３（ＣＨ２）ＩＣＨ（ＣＨ２）ＪＯ−Ａｒ＋−Ｏｒ
　　　−−■の合成 １−ａ）で合成した■化合物と、市販のＨＯ−Ａｒ　１
−Ｂｒ。

水酸化カリウムの当量ヲエタノール溶媒中、加熱反応ざ
ぜる。主成物は、エタノール漏失俊、ヘンゼンに溶解し
、その猪、酸−アルカリー水洸を行ない、ヘンゼンを漏
失後、真空蒸留することで得られる。

’ＯＨ （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
、グリニヤ試薬を書法に従って調整する。反応は乾燥テ
トラヒドロフラン（ＴＨＥ）中で行なうとよい０次に、
これに低温下、炭酸ガスを導入し、その襖、加水分解す
ることによって得られる。反応物そる取し、エタノール
から再、結晶すると得られる。

（酸り０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を漏失後、真空蒸留によって精製すると、
目的物■が得られる。

２）一般式［１］で示される化合物の 合成公知の方法（例えば、Ｈ，！ａｓｃｈｋｅ、　２．
Ｃｈｅｍ、　１７゜Ｊ９．（＋９７７）　Ｈｅｆｔ　９
、あるいはＨ，Ｚａｓｃｈｋｅ、　Ｊｏｕｒｎａｌｆ、
　ｐｒｕｋｔ、　Ｃｈｅｍｉｅ、　Ｂａｎｄ　３１７．
　Ｈｅｆｔ　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−Ａｒ２−０−ＣＪ（：ｚ＋＋＋＋−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−アルカリー水洸を行ない、トル
エンを溜去し、その後、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”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 ？■・ 市販の活性アミルアルコール（Ｃ２ＨｓＣＨＣＨ２０Ｈ
）車 ２０、８９と、塩化ｐ−トルエンスルホン４５９と、ビ
リジシフ５９を混合し、反応温度を２０℃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２５
０ｍ１に添加し、ざらにヘンゼンヲ添加し、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復
、ヘンセンを溜去して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
２１．８（＋と、水酸化カリウム７．８ｇとを、２５０
ｍ１のエタノール中４８時間加熱反応させる。生成物は
、エタノール漏失の後、２５０ｍ１のベンゼンに溶解し
、それぞれ２５０ｍ１の６Ｎ−塩酸、２Ｎ＝苛性ソーダ
、純水で、３回ずつ洗浄し、その後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（
こ、前記合成物２０ＣＩと金１マグネシュウム２９ヲ入
れ、ＴＨＦ溶媒中て少量の■２を添加しながら、グリニ
ヤ試薬をつくる。これを０°Ｃ以下に冷却しながら、炭
酸ガスを導入し、その少２Ｎ−硫酸を５００ｍ１添加し
、８０℃で約２時間加熱攪拌する。その後、室温下に約
４時間攪拌し、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１
３ｇが得られた。次に、このカルボン酸１３９と塩化チ
オニル２０９とを加熱下に約２時間反応させる。その唆
、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 で得られた酸クロライドの２．６９とを、ピリジン２．
７９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６
Ｎ−塩酸、２Ｎ−苛′ｉンーグ、純水で各３回洗浄の猪
、トルエンを溜去する。生成物をエタノールから３回再
結晶すると目的物が得られる。収量５．４９であった。

得られた化合物は、ＩＲ１Ｉ３Ｃ−ＮＭＲ、液体クロマ
トグラフィーの結果から上記■の化合物であることか確
認された。この化合物の相転移は、 であり、旋光度［α］。２６−．４．Ｑｏてあった。

この化合物を市販のピ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 実施例１の（２）で用いた 実施例１と同様な方法に従って、 壱合成した。これらの化合物の相転移および［−α］。

′８は、 ［αコ。２６＝◆４．３″″ ［α］。２ｅ＝　＋４．ビ 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・ （ＣＪ５ＣＨＣＨ２０Ｈ）を直接用いず、これより合成
９日・ 同様の効果を得た。Ｃ２８５Ｃ）Ｉ（ＣＨ２）４０Ｈは
、以下のようにしで合成した。まず、活性アミルアルコ
ールの３００９に三臭化リン５００ｑ、ビｌノジン１０
０９を添加し、水冷下に反応させる。次に、生成物を３
００ｍＨｑで弱く減圧蒸留し、留分を石油エーテルに溶
解し、５％苛牲ソーダ、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３００９を得た。このｌ３０９と全屈マグネ
シウム２１９から、実施例１と同様のグリニセ頁薬をつ
くる。これにトリメチレンオキサイド５０９ヲ添加し、
２Ｎ−硫酸による加水分解の後、ジエチルエーテル抽出
を行ない、エーテル漏失の後、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と同様にしでを合成した。この化合物の相転移及び［
αコ。２６［α］。２ｅ＝、２．５゜ であった、この化合物を実施例１と同様な液晶混合物に
添加しで、同様な液晶素子を得ることができた。

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（＋）−２−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］と同様な液晶）昆合物
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、Ｉ７．Ｊ９．（１９７７）Ｈｅｆｔ　９　％
９考にして合成したに従って、 壱合成した。これらの化合物は、それぞれ実施例１．４
と同等な液晶゛ｉ１１．を示し、実施例１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１１ 公知のＳｉ＋Ｃ”液晶化合物■、＠を用いて、ＳｍＣ“
液晶組成物をつくる。

化合物■：化合物＠＝３０ニア０（重皇比）のＳｍＣ”
液晶組成物の相転移は、 ２２°Ｃ６７°Ｃ８５℃ 結晶−一−ＳｍＣ”←−→ＳｍＡ←−→液体であった。

この液晶１組成物に実施例１の化合物■を３０％添加し
たところ、ＳｍＣ“相の温度配回は１０°Ｃ〜７２°Ｃ
となり、ＳｍＣ”相の温度範囲を拡大改善できることが
ら、ＳｍＣ”液晶組成物にとっても極めて有用な化合物
と言える。同様の効果は実施例２〜ｌＯ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■て示さ
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′注も良好なことがら但れたカイラル液晶性化
合物を提倶できる。

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、ねじれ配列を誘発ざぜることかでき
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。

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。