JPS6253943A - 液晶 - 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】 産業上の利用分野 本発明は新規な液晶物質及び該液晶物質を含む液晶組成
物に間する。

又本明細書に於いて液晶性物質とは、それ自体で液晶相
を呈することが検知されなくとも液晶組成物の構成成分
としてとして有用な物質を意味する。

従来の技術 液晶表示素子の表示方式として、現在広く実用化されて
いるものは、ねじれネマチック型（ＴＮ型）および動的
散乱型（ＤＳ型）である、これらはネマチック液晶を、
主成分としたネマチック液晶セルによる表示である。従
来のネマチック液晶セルの短所のひとつに、応答速度が
遅く、たかだか数ｍ　ｓ　ｅ　ｃのオーダーの応答速度
しか得られないという事実があげられる。そして、この
ことがネマチック液晶セルの応用範囲をせばめる一因と
なっている。しかし、最近に至ってスメクチック液晶セ
ルを用いれば、より高速な応答が得られるということが
わかってきた。

光学活性なスメクチック液晶の中には、強誘電性を示す
ものがあることが、明らかになフてきており、その材用
に間して１．大きな期待が寄せられつつある０強誘電性
を示す液晶すなわち強誘電性液晶は、１９７５年Ｒ，Ｂ
、Ｍｅｙｅｒらにより合成され、４’−（４−ｎ−デシ
ルオキシベンジリデンアミノ）ケイ皮酸−２−メチルブ
チルエステル（以下、ＤＯＢＡＭＢＣと略記する。）を
代表例とする化合物であり、その、カイラルスメクチッ
クＣ相（以下、ＳｍＣ＊相と略記する。）において、強
誘電性を示すことを特徴とするものである（Ｊ、Ｐｈｙ
ｓ　ｉ　ｑ　ｕ　ｅ、　止１．Ｌ−６９（１９７５））
。

近年、Ｎ、Ａ、Ｃ１ａｒｋら（Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌ
ｅ　ｔ　ｔ、Ｌ旦、８９　（１９８０）’）によって、
ＤＯＢＡＭＢＣの薄膜セルにおいて、μｓｅｃオーダー
の高速応答性が、見出されたことを契機に、強誘電性液
晶はその高速応答性を利用して液晶テレビ等のディスプ
レイ用のみならず、光プリンターヘッド、光フーリエ変
換素子、ライトバルブ等のオブトエレク）ロニクス間連
素子の素材用にも使用可能な材料として注目を集めてい
る。

発明が解決しようとしている問題点 ＤＯＢＡＭＢＣは、分子内にシッフ塩基を有し、また、
炭素−炭素二重結合を有するため、その物理的化学的安
定性に難がある。そこで、強誘電性液晶材料として、物
理的化学的に安定な化合物の出現が強く望まれている。

また、現在知られている強誘電性液晶には単独で実用に
十分な自発分極を室温域を含む広い温度範囲で示すもの
はない、そこで実際には数種類の物質が混合されている
。十分に広い温度範囲で強誘電性を示すためには温度範
囲の広い強誘電性液晶を混ぜることが有効であり、その
ような化合物が望まれている。

問題点を解決するための手段 本発明者らは、上述のような問題点を解決するために種
々の液晶物質を探索し本発明に到達した。

即ち、本発明は一般式（１） Ｒ１−ＣＯＯ−Ｐｈ−Ｘ−（Ｐｈ）ｍ−Ｙ−Ｒ２（Ｉ）
（但し、上式に於いて、Ｒ１は炭素数１〜１８のアルキ
ル基、Ｒ２は、アルキル基、アラルキル基を示し、ｍは
１．２または３で、ｘは、−ＣＯＯ−１又は−ｏｃｏ−
を示し、Ｙは、単結合、−〇＋、　−ＣＯＯ−、又は−
ｏｃｏ−を示し、Ｐｈは、１．４−フェニレン基を示す
、）で表わされる液晶物質及びそれを含有する液晶組成
物に間する。

一般に液晶化合物はベンゼン環などから成る核部分とア
ルキル鎖などから成る棒状構造をしている。その中でも
アルキル鎖の炭素数がある程度以上のものはスメクチッ
ク相を取りやすいことが良く知られている。そして一般
に、アルキル鎖の炭素数が若干具なっても同じ骨格を有
する化合物は同じような相系列を示すことも良く知られ
ている。

上記一般式（１）中、Ｒ１が炭素数６〜１４のアルキル
基である化合物はカイラルスメクチックＣ相を取りやす
く強誘電性液晶材料として特に有用である。また、それ
以外の化合物も強誘電性液晶用配合材料などとして使用
することができる。

（り式の化合物は次のように合成される。

一般式（Ｖ）で表わせられる４′−アルキルカルボニル
オキシ安息香酸クロライドと一般式（ＶＩ）で表わされ
る各種フェノールをピリジンのような塩基性溶媒中で反
応させるか、一般式（■）で表わされる４−アルキルカ
ルボニルオキシフェノールと一般式（■）で表わされる
各種カルボン敢クロライドをピリジンのような塩基性溶
媒中で反応させればよい。

Ｒ１−Ｃ０Ｏ−Ｐｈ−ＣＯＣＩ　　　（Ｖ　）Ｒ２−Ｙ
（Ｐｈ）ｍ−ＯＨ（ＶＩ　） Ｒ１−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＨ（■） Ｒ２−Ｙ−（Ｐｈ）ｍ−ＣＯＣＩ　　　（■）（但し、
上式に於いて、Ｒ１は炭素数１〜１８のアルキル基、Ｒ
２は、アルキル基、アラルキル基を示し、ｍは１．２ま
たは３で、Ｙは、単結合、−ｏ−、−ｃｏｏ−、又は−
〇ｃｏ−を示し、Ｐｈは、１，４−フェニレン基を示す
、）上記一般式（Ｉ）中、−Ｙ−Ｒ２によって表わされ
る基が光学活性なものは強誘電性液晶材料として特に有
用である。ここで光学活性基は例えば次のような光学活
性アルコール、光学活性カルボン酸から容易に誘導され
る。

２−メチルブタノール、３−メチルペンタノール、４−
メチルヘキサノール、２−ブタノール、２−ペンタノー
ル、２−ヘキサノール、２−ヘプタツール、３−ヘキサ
ノール、２−オクタツール、１−フェニルエタノール、
ｐ−（２−メチルブチル）フェノール、ｐ−（２−メチ
ルブトキシ）フェノール、リナロール、ネロリドール、
ソブレロール、カルボメントール、メントール、イソメ
ントール、ボルネオール、イソボルネオール、カルベオ
ール、コレステロール、２−フェニルプロパン酸、２−
フェニルブタン酸、３−フェニル−２−メチルブロバン
酸、２−メチルブタン酸、２゜３−ジメチルブタン酸、
２，３．３−トリメチルブタン酸、２−メチルペンタン
酸、３−メチルペンタン酸、２，３−ジメチルペンタン
酸、２，４−ジメチルペンタン酸、２，３，３．４−テ
トラメチルペンタン酸、２−メチルヘキサン酸、３−メ
チルヘキサン酸、４−メチルヘキサン酸、２゜５−ジメ
チルヘキサン酸、２−メチルへブタン酸、２−メチルオ
クタン酸等。

又、上記の光学活性カルボン酸、光学活性アルコールの
うちあるものは、光学分割、または、不斉合成により、
またあるものは、対応するアルコールの酸化、アミノ酸
の還元的脱アミノ化により得られる。またあるものは、
天然に存在するか、又は分割により得られる次のような
光学活性アミノ酸及び光学活性オキシ酸から誘導できる
。

アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニル
アラニン、セリン、スしオニン、アロスレオニン、ホモ
セリン、アロイソロイシン、ｔｃｒｔ−ロイシン、γ−
メチルロイシン、２−アミノ酪酸、ノルバリン、ノルロ
イシン、オルニチン、リジン、ヒドロキシリジン、フェ
ニルグリシン、トリフルオロアラニン、アスパラギン酸
、グルクミン酸、乳ｉ、マンデル酸、トロパ酸、３−ヒ
ドピキシ酪酸、リンゴ酸、酒石酸、イソプロピルリンゴ
酸等。

発明の作用 本発明の化合物は強誘電性をしめす、また、本発明の化
合物のうち単独では強誘電性液晶とはならない物質も、
強誘電性液晶物質と混合する°ことにより、その強誘電
性を損なうことなく強誘電性液晶温度範囲を調節するた
めに役立てることができる。

本発明の化合物のなかで光学活性な化合物は、ホワイト
ティラー型カラー表示用、コレステリックネマチック相
転移型表示用、ＴＮ型セルにおけるリバースドメイン発
生防止用等の目的でネマチック液晶に添加して用いるこ
とも可能である。

また本発明の仕合物はスメクチック液晶となるので、熱
書込レーザー書込等の記憶型表示素子用に用いることも
可能である。

発明の効果 本発明の化合物は例えばＤＯＢＡＭＢＣと異なりシッフ
塩基を持たないため化学的に安定であり、また強誘電性
を示す、また、一般式（Ｉ）で示される化合物の中でｍ
が２以上の物は広い温度範囲で強誘電性をエナンチオト
ロピックに示す。

例えば、（Ｓ）−４−オクチルカルボニルオキシ安息香
［６−４’−４”−（２−メチルブチルオキシカルボニ
ルフェニル）フェニルエステルＣ８Ｈ１７−ＣＯＯ−Ｐ
ｈ−ＣＯＯ−、Ｐｈ　−Ｐｈ−Ｃ０Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ（
ＣＨ３）−Ｃ２）１５零 は・昇温時に７３℃〜１２４℃で強誘電性を示し、降温
時に１２４℃〜４５℃で強誘電性を示す。

また、本発明の化合物は光学活性基を含むので、それ自
身ではカイラルスメクチック相を示さない物でも強誘電
性液晶のドーパントとしても有用である。

実施例 以下実施例により、本発明の化合物につき更に詳細に説
明するが、本発明は、これらの実施例により、限定され
るものではない。

以下、Ｃ，ＳＣ＊、ＳＡ、ＳＩ本、Ｎ木、Ｎ。

■相はそれぞれ、結晶、カイラルスメクチックＣ１スメ
クチツクＡ１カイラルスメクチツク！、カイラルネマチ
ック、ネマチック、等方相を示す。

実施例１ （Ｓ）　−４−オクチルカルボニルオキシ安息香酸−４
′−４°′−（２−メチルブチルオキシカルボニルフェ
ニル）フェニルエステル（Ａ）の合成及び物性 Ｃ８Ｈ１７−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＣＯＯ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｃ０
Ｏ−Ｃ）１２−ＣＨ（Ｃ）１３）−Ｃ２Ｈ５ネ ４−（４″−ヒドロキシフェニル）−安息香酸５ｇ、（
Ｓ）’−２−メチルブチルアルコール５ｇ。

ｐ−）ルエンスルホン＊１１ｇをベンゼン５０ｍ１に仕
込み、８時間還流し、共沸脱水により生成する水を除く
。水５０ｍ１を加え、有機層を分層し、濃縮して４−　
（４’−ヒドロキシフェニル）安息香酸−２−メチルブ
チルエステル（Ｂ）を得る。

４−オクチルカルボニルオキシ安息香酸２．５ｇを四塩
化炭素５０ｍ１中に分散し、塩化チオニル１０ｍ１を加
え、還流下、３時間反応させる、溶媒を留去し４−オク
チルカルボニルオキシ安息香酸クロライド（Ｃ）を得る
。

（Ｃ）を四塩化炭素８０ｍ１とピリジン１０ｍ１の混合
物に溶解し冷却する。水冷下（Ｂ）を２゜５ｇ加えしば
らく攪はんする。−晩装置し、析出した結晶をろ別し１
．溶媒を留去したのちにシリカゲルカラムにより精製し
、酢酸エチルで再結晶し目的物（Ａ）を得る。

該化合物のＩＲスペクトルを図１に示す。

この化合物は、ＳＣ＊相、ＳＡ相およびＮ＊相を示すス
メクチック液晶であり、該化合物の相転移点は表１に示
されている。

実施例　２ （Ｓ）−４−ノニルカルボニルオキシ安息香酸ｎ　Ｉｌ
／＋Ｔｓ”　Ｚ　Ｉ　Ｌ／　７ｒ−４’−４”−（２−
メチルブチルを如＝＝＝士Ｃ９Ｈ１９−ＣＯｏ−Ｐｈ−
ＣＯＯ−Ｐｈ−Ｐ　ｈ−ＯＣＯ−ＣＨ２−ＣＨＣＣＨ３
）−ＣＨ３Ｓネ ｍｌを加え、１時間攪はんする。塩酸を加えピリジンを
中和した後にクロロホルム２００ｍ１で抽出し、クロロ
ホルムを留去しする。得られた物は’ｐ、ｐ’　−（２
−メチルブチルカルボニルオキシ）ビフェニルと４−４
’　−（２−メチルブチルカルボニルオキシ）ビフェノ
ールの混合物であるので、シリカゲルカラムにより精製
し４−４’　−（２−メチルブチルカルボニルオキシ）
ビフェノールを得る。

実施例１と同様に４−ノニルカルボニルオキシ安息香酸
クロライドと反応させ（Ｄ）を得る。

この化合物は、ＳＣ＊相及びＮ＊相を示すスメクチック
液晶であり、該化合物の相転移点は表１に示されている
。

実施例　３ 力　１し小゛′ （Ｓ）　−４−４’　−（２−メチルブチルカルボニル
オキシ ｍフェニル）安息香酸−４”−オクチルカルボニルオキ
シフェニルエステル（Ｅ）の合成Ｃ８Ｈ１７−ＣＯｏ−
Ｐ　ｈ−ＯＣＯ−Ｐｈ−Ｐｈ　−ＯＣＯ−ＣＨ２−ＣＨ
（ＣＨ３）　−Ｃ２Ｈ５ネ ４−　’（４’−ヒドロキシ）ビフェニルカルボン１１
２４．５ｇを四塩化炭素３００ｍ１．ピリジン５０ｍ１
に、分散し加熱する。還流下、（Ｓ）　−３−メチルペ
ンタン酸クロライド４ｍ１１ｔｍ下し、次いで３時間加
熱する。溶媒を留去したのちに、少量の水を加え未反応
の（Ｓ）　−３−メチルペンタン酸クロライドを分解し
、残さをメタノールで洗浄しく５）−４−４’　−（２
−メチルブチルカルボニルオキシ）−ビフェニルカルボ
ン酸（Ｆ）６．５ｇを得る。

（Ｆ）１．５ｇを四塩化炭素５０　ｍ　ｌ中に分散し、
塩化チオニル１０　ｍ　ｌを加え、還流下、３時間反応
させる、溶媒を留去しく５）−４−４’　−（２−メチ
ルブチルカルボニルオキシ）−ビフェニル゛カルボン酸
クロライド（Ｇ）を得る。

４−オクチルカルボニルオキシフェノール１゜４ｇをピ
リジン５　ｍ　ｌに溶解し冷却する。（Ｇ）を四塩化炭
素８０ｍ１に溶解したものを加えしばらく攪はんする。

−晩装置し、析出した結晶をろ別し、溶媒を留去したの
ちにシリカゲルカラムにより精製し、酢酸エチルで再結
晶し目的物（Ｅ）を得る。

この化合物は、ＳＣ＊相及びＮ＊相を示すスメクチック
液晶であり、該化合物の相転移点は表１に示されている
。

実施例　４ 実施例１〜３と同様にして合成した本発明の代表的化合
物の相転移点を一括して表１に示す。

実施例　５ 本発明の化合物である（Ｓ）−４−オクチルカルボニル
オキシ安息香酸−４２−４”−（２−メチルブチルオキ
シカルボニルフェニル）フェニルエステル（Ａ）と（Ｓ
）−４−（４’−オクチルカルボニルオキシ）ビフェニ
ルカルボン酸−４”−（２−メチルブチルオキシカルボ
ニル）フェニルエステル（Ｈ）（化合物（Ｈ）は、昇温
時に６９〜１１７℃でＳＣ＊相を示す、）を６８：３２
に混合した液晶組成物を調製した。

Ｃ８Ｈ１７−ＣＯｏ−Ｐｈ、Ｐｈ、ＣＯＯ７Ｐｈ−、Ｃ
０Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ３）−Ｃ２Ｈ５（Ｈ） この組成物の昇温時の相転移点は次のとうりであった。

Ｃ−５Ｉ＊相転移点 ４１℃ Ｓ■木−８ＣＣ木板転移 ４５℃　　゛ ５６本−ＳＡ相転移点 １１０℃ ５Ａ−Ｎ相転移点 １７１℃ Ｎ−１相、転移点 １７４℃ このように、化合物（Ａ）を添加することにより、　、
ＳＣネ相を取る温度範囲を拡大することが確認された。

【図面の簡単な説明】

図１は実施例１で得た（Ｓ）　−４−オクチルカルボニ
ルオキシ安息香酸−４′−４”−（２−メチルブチルオ
キシカルボニルフェニル）フェニルエステルの赤外線吸
収スペクトルを示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１） 一般式（ I ） Ｒ１−ＣＯＯ−Ｐｈ−Ｘ−（Ｐｈ）ｍ−Ｙ−Ｒ２（ I
   ）（但し、上式に於いて、Ｒ１は炭素数１〜１８のアル
   キル基、Ｒ２は、アルキル基、アラルキル基を示し、ｍ
   は１、２または３で、Ｘは、−ＣＯＯ−、又は−ＯＣＯ
   −を示し、Ｙは、単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、または
   −ＯＣＯ−を示し、Ｐｈは、１，４−フェニレン基を示
   す。）で表わされる化合物。
2. （２） 一般式（ I ）においてＲ２が、下記一般式（II）▲数
   式、化学式、表等があります▼（II） （ｎおよびｐは、０または１〜１０の自然数を、＊は光
   学活性な炭素原子を示す。）で表わされる特許請求の範
   囲（１）項記載の化合物。
3. （３） 一般式（ I ）においてＲ２が、下記一般式（III）▲数
   式、化学式、表等があります▼（III） で表わされる特許請求の範囲（１）項記載の化合物。
4. （４） 一般式（ I ）においてＲ２が、下記一般式（IV）▲数
   式、化学式、表等があります▼（IV） で表わされる特許請求の範囲（１）項記載の化合物。
5. （５） 一般式（ I ） Ｒ１−ＣＯＯ−Ｐｈ−Ｘ−（Ｐｈ）ｍ−Ｙ−Ｒ２（ I
   ）（但し、上式に於いて、Ｒ１は炭素数１〜１８のアル
   キル基、Ｒ２は、アルキル基、アラルキル基を示し、ｍ
   は１、２または３で、Ｘは、−ＣＯＯ−、又は−ＯＣＯ
   −を示し、Ｙは、単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、又は−
   ＯＣＯ−を示し、Ｐｈは、１，４−フェニレン基を示す
   。）で表わされる化合物を少なくとも一種含有すること
   を特徴とする液晶。