JPS6293248A - 光学活性物質、その製造方法およびそれを含む液晶組成物 - Google Patents

光学活性物質、その製造方法およびそれを含む液晶組成物

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JPS6293248A
JPS6293248A JP60232886A JP23288685A JPS6293248A JP S6293248 A JPS6293248 A JP S6293248A JP 60232886 A JP60232886 A JP 60232886A JP 23288685 A JP23288685 A JP 23288685A JP S6293248 A JPS6293248 A JP S6293248A
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Kazuo Yoshinaga
和夫 吉永
Mariko Kai
甲斐 真理子
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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】 炎亙豆1 本発明は、新規な光学活性物質である2−フルオロ−1
−アルカノール、その製造方法およびそれを含有する液
晶組成物に関する。
1且且3 光学活性を有することを特徴とする種々の光学素子とし
ては、以下に例示するように多くのものが知られている
1)液晶状態においてコレステリック−ネマティック相
転移効果を利用するもの(J、J、W7soki、A、
Adams  and  W、Haas;Phys、R
ev、Lett、、20.1024(1968))、 2)液晶状態においてホワイト・ティラー形ゲスト・ホ
スト効果を利用するもの(D、L、Whiteand 
 G、N、Taylor; J、Appl、 Ph7g
、、 45.4718(1974))。
3)液晶状態においてカイラル・スメクチックC相、H
相、F相、■相、C相、K相、J相の強誘電性効果を利
用するもの(N、A、C1ark and S、T。
Lagerwal I ;Appl、Ph7s、Let
t、 、38J99(1980))、4)液晶状態にお
いてコレステリック相を持つものをマトリックス中へ固
定することにより、その選択散乱特性を利用し、ノツチ
フィルターやバンド八スフイルターとして利用するもの
(F、J。
Kahn、Appl、Phys、Lett、 、 18
,231(1971))、円偏光特性を利用した円偏光
ビームスプリッタ−として利用するもの(S、D、Ja
cobs、5PrE、37.98(1981)) ;等
個々の方式についての詳細な説明は省略するが、いずれ
も表示素子や変調素子として重要である。
これら光学素子を構成する機能性材料の主要成分として
、あるいは比較的少量成分ではあるが、重要な機能成分
として光学活性化合物が使用される。このような光学活
性機能性材料の多くは、それ自体、光学活性の中間体を
経て合成される。
従来、光学活性を有することを特徴とする光学素子に必
要な機能性材料を合成するための光学活性中間体として
は、2−メチルブタノール、2級オクチルアルコール、
2級ブチルアルコール、塩化p−(2−メチルブチル)
安息香酸、2級フェネチルアルコール、アミノ酸誘導体
、ショウノウ誘導体、コレステロール誘導体等が知られ
ている。
しかし、これらは次のような欠点を有している。光学活
性な鎖状炭化水素誘導体は構造の変更が困難で、しかも
一部のものを除き非常に高価なものである。アミノ酸誘
導体は比較的安価な上に構造の変更も容易であるがアミ
ンの水素基が化学的に活性が強く、水素結合や化学反応
を生じゃすいために機能性材料の特性を制限してしまい
やすい、ショウノウ誘導体、コレステロール誘導体は構
造の変更が困難なうえに立体的な障害によって機能性材
料の特性に悪影響を与えやすい。
また、光学活性を有することを特徴とする光学素子のう
ち、液晶状態の電界応答光学効果を用いる方法において
は、応答性を高めるために極性基を導入することが行な
われてきたが、上記従来の光学活性中間体は極性の小さ
いものか、あるいは極性基を有効に利用できないものが
ほとんどであった。
とくに強誘電性液晶においては、応答速度は自発分極に
比例することが知られており、高速化のために自発分極
を増加させることが望まれている。このような点からP
、Kellerらは不斉炭素に塩素基を導入することで
自発分極を増加させ応答速度の高速化が可能であること
を示した( G、R。
Acad、Sc、Paris、 282  G、839
(1137B)) 、  シかし、不斉炭素に導入され
た塩素基は化学的に不安定であるうえに、原子半径が大
きいことから液晶相の安定性が低下するという欠点を有
しているためにその改善が望まれている。
上記のような欠点は、種々の材料を開発する上で大きな
制約となっていた。
i乱立11 上述の事情に鑑み、本発明の主要な目的は、適当な光学
活性中間体として有用であるだけでなく、液晶性化合物
に誘導したときに高い安定性と大きな自発分極をもたら
すところの有用な光学活性物質、その製造法およびこれ
を含む液晶組成物を提供することにある。
また、本発明はアルキル基の長さを変更することが容易
で、このことにより H,Arnold、Z、Phys
Chell、、226,146(1964)に示される
ように液晶状態において発現する液晶相の種類や温度範
囲を制御することが可使な液晶性化合物及びそれを少な
くとも1種類配合成分として含有する液晶組成物を提供
することを目的とする。
更に本発明はLB(Langmuir−Blodget
t)説法により単分子累積膜を作製する場合には容易に
疎水基を制御することが出来、安定に成膜することが■
f能な化合物の提供を目的とする。
本発明は、まず一般式(I) (ここで、Rは炭素数1−16のアルキル基であり、C
8は不斉炭素原子を示す) で表わされる光学活性な2−フルオロ−1−アルカノー
ルを提供するものである。
前記式(I)で示される化合物は、メチレン基を介して
不斉炭素原子と水酸基が存在しているために、その光学
活性を失うことなく、エステル結合、エーテル結合、ウ
レ′タン結合、カーボネート結合等により容易に種々の
誘導体を合成することができるので、非常に広範囲に利
用することが可能であると期待される化合物である。し
かしながら、現在までに式(1)で示されるような光学
活性な化合物は知られていない。
本発明者らは以上のような知見に基き、鋭意研究を重ね
た結果、前記式(I)で示される化合物の合成に成功し
、本発明を完成した。したがって、また、本発明は、上
記CI)の化合物の製造方法を提供するものであり、そ
の方法は下記一般式(II ) で表わされる光学活性な1.2−エポキシ−アルカンに
フッ化水素を付加させることにより下式で表わされる光
学活性な2−フルオロアルカノールを得ることを特徴と
するものである。
本発明の一般式(I)で表わされるところの新規な光学
活性物質は、上記のように有用な光学活性中間体である
だけでなく、それ自体で有用な液晶成分となる0例えば
、ツィステッド−ネマチック(T N)型表示素子用の
ネマチック液晶組成物にごく少量添加することにより表
示面のしま模様(リバースドメイン)の発生を防止し、
その表示の均一性を増大させることにも有効に利用する
ことが出来る。
の    1 本発明にしたがい、前記式(’I)の光学活性2−フル
オロ−■−フルカノールを製造するには、まず出発原料
として前記式(II )で表わされる光学活性な1,2
−二ボキシーアノυカンを用いる。
このような光学活性な1.2−エボキシーアルカンハ、
微生物を用いたオレフィンの不斉エポキシ化によって容
易に得られる(例えば、H,0hta、H。
Tetsukawa、Agric、Biol、Che+
s、 、 43,1979.2099)。
次いで上記光学活性1.2−エポキシ−アルカンにフッ
化水素の付加反応を行うことで光学活性2−フルオロ−
1−アルカノールを得る。
合成方法の例を下記に示す。
表1に、このようにして合成された本発明の2−フルオ
ロ−1−アルカノールの例を示す(合成法の詳細につい
ては後記実施例参照)。
表1 本発明の2−フルオロ−1−アルカノールは、出発物質
としての1.2−エポキシアルカン中のアルカン部分の
炭素数を変化させることにより、」二足Rを幅広く変更
することが可能であるが本発明ではRとして、特に炭素
数6〜16のアルキル基のものが与えられる。
このようにして得られた式(I)の光学活性2−フルオ
ロ−1−アルカノールは、先にも述べたように光学活性
な鎖状炭化水素誘導体、アミノ酸誘導体、ショウノウ誘
導体、コレステロール誘導体等に代わり、その水酸基を
利用して、エステル結合、エーテル結合、ウレタン結合
、カーボネート結合等により、他の中間体と結合させる
ことができ、これにより、光学素子を形成する機能性材
料を製造するための中間体として有用であるほか、各種
天然光学活性物質の合成の中間体としても用いられる。
また式(I)の光学活性物質は、ネマチック液晶に添加
することによりTN型セルにおけるリバースドメインを
防止することに有効である。この場合、液晶組成物の0
31〜50重量%の割合で使用することが好ましい。
またネマチック液晶に添加することによりカイラルネマ
チック液晶として相転移型液晶素子やホワイト啼ティラ
ー形ゲスト・ホスト型液晶素子に液晶組成物として使用
することが可能である。この場合、液晶組成物の0.1
〜80重量%の割合で用いることが好ましい。
また、前記式(I)の光学活性物質は、それ自体で強誘
電性のカイラルスメクチック液晶状態を呈する液晶組成
物に例えば0.1〜80重量%添加して耐久性等の特性
を改善することができる。
更には、以下に構造式および相転移温度を1)〜5)と
して示すようなスメクチー、ダ液晶に添加して強?A電
性カイラルスメクチック相を呈する液晶組成物を与える
こともできる。この場合、液晶組成物の0.1〜80重
量%の割合で添加することが好ましい。
ビフェニル−4−カルボキシレート 4.4′−デシルオキシアゾキシベンゼンCryst、
  77℃  5Ilc120℃  N  123℃ 
Iso。
−一り一−−−−−−す Cryst、  120”CSac  −打シSaA 
 JΣも1so。
2−(4′−オクチルオキシフェニル)−5−ノニルピ
リミジンCryst、  −−ジ3M−ヤ  5IIG
、−1匹ど工1.っ SmA  +−ヱ5E=、  I
sa。
4′−ペンチルオキシフェニル−4−オクチルオキシベ
ンゾエートCryst、  58℃  Sac  84
℃  S+w^ 66℃  N  85℃  Iso。
−−一一−−−テ     −一一−−−−少    
 −−一一一−ν    −−一−−−−−ここで、記
号は、それぞれ以下の相を示す。
Cryst−:結晶相、     SaA:スメクチッ
クA相、5ai8  ニスlクチ、、りB相、 5ll
G=スメクチフクC相、N :ネマチック相、    
Iso、 :等A相。
元」LD」L釆 上述したように、未発明によれば、光学活性を有するこ
とを特徴とする光学素子に必要な機能性材料を合成する
ための光学活性中間体として有用な光学活性2−フルオ
ロ−1−アルカノールが提供される。
またこの光学活性2−フルオロ−1−アルカノールの少
なくとも一種を配合することにより、TN型液晶組成物
のリバースドメインの発生防止あるいは、カイラルネマ
チック液晶あるいはカイラルスメクチック液晶等の特性
改善が可能である。
以下、実施例により本発明の化合物の製造法について、
更に具体的に説明する。
乾燥エーテル5 m lに(+)−1,2−エポキシヘ
プタy([a]1+15.1”  (neat)、1.
14g (10,OmM)を溶解した溶液を、氷冷して
おいたフッ化水素ピリジン2mlに速やかに滴下した0
滴下抜水浴中で30分間、攪拌したのち、冷水10m1
を加え、エーテル10m1で3回抽出した。抽出液をI
N炭酸ナトリウム10 m lで3回洗浄し、無水硫酸
マグネシウムで乾燥したのち、エーテルを減圧留去後、
クーゲルロア蒸留装置を用いて蒸留し、(−)−2−フ
ルオロヘプタツールの粗生成物0.492gを得た。さ
らに上記操作を繰り返すことで得た粗生成物1.35g
をクライゼンフラスコを用いて精留して、目的とする(
−)−2−フルオロヘプタツール0 、80 g (6
00mM)を得た。
収率は20.0%であり、以下の物性値が得られた。
沸点:126℃〜129℃/lO4mmHg、[a ]
Sj 11.5° (C=1.112、エーテル) IR(液N):3330.295o、285o、145
0.1380.1050.830cm’。
支1遣」 −−2−フルオロオクタツールの ゛ プラスチック製容器に、フッ化水素ピリジン3mlを入
れ、水冷下で1.28g (10mM)(7)R−(+
)−1,2エポキシオクタン([αコ。+14.4” 
 (neat))を乾燥エーテル5mlに溶かした溶液
をゆっくり滴下し、30分攪袢した。この溶液に氷水1
5m1を加え、エーテル10m1で抽出した。水層はエ
ーテル5mlでさらに2回抽出した。そのエーテル層を
l NN a2Co3水溶液50m1で洗浄したのち、
無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥後、エーテルを減
圧留去し、減圧蒸留して精製目的物0 、64g(4,
3mM、収率43%)を得た。その物性値は以下の通り
である。
沸点:124℃/ 85 m m Hg、2G、0 [α3c、−10、4° (C=2、Et20)IR(
液膜)+3330.2950.2850.1450.1
380.1050.830cm−’。
l H−NMR(CDC13):δ(ppm)2゜1〜
0 、7 (m; 13H1−CH2−、−OH5−)
、 2.4 (broad、IHl−OH)、4.9.4.
1(mX2、IH,汗へOH)。
丈m 実施例2と実質的に同様な方法により 一 −2−フルオロノナノールを得た。
収率は22.2%であり、以下の物性値が得られた。
沸点:135℃−136℃745 m m Hg、[α
コ’r”−10、3° (Cl 、  101 :r−
−チル)IR(固N): 333o、2900.1&3
0、l 450、1380. 1050、83o。
裏」L鯉」二二1 実施例2と同様にして光学活性2−フルオロ−アルカノ
ールを得た。物性は前掲の表1の通りである。
実」11J p、p’−ペンチルアゾキシベンゼン98重量部に、上
記実施例5の光学活性物質2重量部を加えて液晶混合物
を得た。この液晶混合物を使用したTNセル(ツィステ
ッドφネマチー、り争セル)は、この化合物を添加しな
いで製造したTNセルに比較してリバース・ドメインが
大幅に減少していることが観察された。
笈立直」 下記に構造を示すスメクチック液晶MORA8の95重
量部に、上記実施例1の光学活性物質5重量部を加えて
液晶混合物を得た。
この液晶混合物はSmc”相を示し、自発分極はMOR
A単独の1.2倍となり、±15V印加条件での応答時
間は、35m5ecと約80%となった。
0RA8 CH。
OH

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、下記一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (ここで、Rは炭素数1〜16のアルキル基であり、C
    ^*は不斉炭素原子を示す) で表わされる光学活性な2−フルオロ−1−アルカノー
    ル。 2、下記一般式(II) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) で表わされる光学活性な1、2−エポキシ−アルカンと
    フッ化水素を付加反応させることを特徴とする一般式(
    I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (上記一般式中Rは1〜16のアルキル基でありC^*
    は不斉炭素原子を示す) で表わされる光学活性な2−フルオロ−1−アルカノー
    ルの製造方法。 3、下記一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (ここでRは炭素数1〜16のアルキル基でありC^*
    は不斉炭素を示す) で表わされる光学活性な2−フルオロ−1−アルカノー
    ルを少なくとも一種類含有することを特徴とする液晶組
    成物。
JP60232886A 1985-10-18 1985-10-18 光学活性物質、その製造方法およびそれを含む液晶組成物 Granted JPS6293248A (ja)

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