JPS6368571A - シクロヘキシルフエニルピリダジン類 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は新規な液晶化合物に関し、更に詳しくは光学活
性基を有するカイラル液晶化合物及びその化合物を含有
するカイラル液晶組成物に関する。

ここで液晶化合物とは、単独で液晶状態がモ゛、！察で
きる物質のみでなく、単独では液晶状態が観察できなく
ても、液晶化合物と類似の化学４１′１造を有し、液晶
組成物の構成成分として適する化合物をも含むものとす
る。

〔発明の背景及び先行技術〕

現在、液晶表示素子としてはＴ　Ｎ　（Ｔｗｉｓｔｅｄ
Ｎｅｍａｔｉｃ　）型表示方式が最も広汎に使用されて
いる。このＴＮ液晶表示は、引動電圧が低い、消費電力
が少ないなど、多くの利点をもっている、しかしながら
、応答速度の点においては、陰’Ｆ！ｉ　’Ｕ　、エレ
クトロルミネッセンス、プラズマディスプレイ、等の発
光型表示素子に劣っている。ねじれ角を１８０°から２
７０°にした１斤しいＴＮ型表示素子も開発されている
が、応答速度はやはり劣っている。このように種々の改
善の努力は実施されているが、実現にはいたっていない
。しかしながら強誘電性液晶を用いる新しい表示方式に
於てはいちじるしい応答速度の改善の可能性がある（　
Ｃ１ａｒｋら；　ＡｐｐｌｉｅｄＰｈ）’ｓ、　１ｅｔ
ｔ、、　３６．８９９（１９８０））。この方式は強誘
電性を示すカイラルスメクチックＣ相（以下ＳＣ＊と略
記する）等のカイラルスメクチック相を利用する方法で
ある。強誘電性を示す相はＳＣ＊相のみではなく、カイ
ラルスメクチックＦ、Ｇ、Ｈ１工等の相が強誘電性を示
すことが知られている。しかし、強誘電性液晶表示素子
が実用化されるにはそれに使用される液晶材料に多くの
特性が要求されている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、この強誘電性液晶表示素子用の液晶材
料の構成成分として有用な化合物を、提供することにあ
る。

〔発明の構成〕

即ち、本発明は一般式（Ｉ） （但し、上式に於て、Ｒけ炭素数１〜２０の直鎖又は分
岐のアルキル基、Ｒ＊は原子数４〜１５の分岐鎖中に酸
素を２個迄含むことが可能な光学活性な基、Ｘは一〇−
又は単結合を示す）で表わされる化合物及びそれらを含
有する液晶組成物である。

〔発明の作用、効果〕

（１）式の化合物はＳＣ＊相を示すものも示さないもの
もあるが、いずれにしても次に示す様な特徴を有する。

即ち、本発明の化合物の第１の特徴は誘電異方性の値が
負に大きいことにある。

強誘電性液晶を用いる表示方式としては、２つの方法が
考えられている。１つの方法は２枚の偏光子を使用する
複屈折型、他の１つの方法は二色性色素を使用するゲス
トホスト型である。

ＳＣ＊相は自発分唖を持つために、印加電圧の極性全反
転することにより、らせん軸を回転軸として分子が反転
する。ＳＣ＊相を有する液晶組成物ｋｎ品分子ン硬電極
而面平行にならぶように配向処理を施した液晶表示セル
に注入し、液晶分子のダイレクタ−と一方の偏光面を平
行になるように配置した２枚の偏光子の間に該液晶セル
を挾み、電圧を印加して、極性全反転することにより、
明視野及び暗視野（偏光子の対向角度により決まる）が
えられる。一方ゲストホスト型で動作する場合には、印
加電圧の極性を反転することにより明視野及び着色視野
（偏光板の配置により決まる）を得る事ができる。

これら、いずれの方法に於ても駆動方法として交流の矩
形波を印加するために、誘電異方性が負であることが望
ましい。なぜならば誘電異方性が正である強誘電性液晶
組成物を用いて表示素子を作成した場合、交流矩形波の
印加によって液晶分子が立ちあがってしまい品位の高い
表示素子が得られにくくなる。この様な正の誘電異方性
を有する強誘電性液晶化合物或は組成物に本発明の（Ｉ
）式の化合物を適量添加することにより、強誘電性液晶
表示に適した負の誘電異方性を有する組成物に変化させ
うる。

次に本発明の第２の特徴として、屈折率異方性が小さい
ことが挙げられる。強誘電性液晶表示の表示方式は前述
のとうり２通り考えられている。そのうち２枚の偏光子
を使用する複屈折型表示に際してこの第２の特徴が非常
に有効となる。複屈折型表示素子はその屈折率異方性と
、素子のセル厚（μｍ）との積が０．２５となる事が最
も望ましいとされている。現在のところ、多く知られて
いる強誘電性液晶組成物の屈折率異方性から導ひかれる
素子のセル厚は２μｍとなる。このセル厚の素子を厚さ
ムラなく製造することは大変困雅である。しかしながら
、本発明の一般式（Ｉ）の化合物はンクロヘキ丈ン環；
、ト有しているので屈折率異方性が小さい。従って屈折
率異方性の大きな化合物及び又は組成物に対して本発明
の化合物と適量添加することによって、組成物の屈折率
異方性を充分に小さくできる。

その結果として素子のセル厚をより厚くするこ・とが可
能となり、現在のセル作製技術で十分対応可能な素子を
作成することができる。

本発明の第３の特徴として低粘性であることが挙げられ
る。従って液晶化合物及び組成物に対して本発明の一般
式（Ｉ）の化合物を適量添加することにより、高速応答
の表示素子用強誘電性液晶組成物を構成することが可能
である。

カイラルスメクチック液晶組成物を構成する場合は、（
１）式の化合物と他のカイラル又は非カイラルスメクチ
ック液晶化合物及び又は組成物と混合してＳＣ＊相？呈
する液晶組成物ｋｆＪ造することが可能である。

尚、（１）式の化合物に対応するラセミ体は、下記に示
す光学活性体（１）の製法（Ｃ於て光学活性体の代わり
にラセミ体の原料全使用することによって、同様に製造
されるものであるが、（１）式とはｙ同じ相転移温度を
示す。即ち光学活性体がＳＣ＊ｅ示す場合はラセミ体は
ＳＣ＊相の代わりにＳＣ＠を示し、又光学活性体がＳＡ
相を示す場合はラセミ体もＳＡ相を示す。これらはいず
れも光学活性体中に添加してカイラルスメクチック相の
ピッチの調整に使用できる。（１）式の化合物は、又、
光学活性炭素原子を有するため、これをネマチック液晶
に添加することによってねじれ念構造を誘起する能力を
有する。ねじれた構造を有するネマチック液晶、即ち、
カイラルネマチック液晶はＴＮ型表示素子のいわゆるリ
バース・ドメイン（縞模０）を生成する事がないので（
１）式の化合物はリバース・ドメイン生成の防止剤とし
て使用できる。

（化合物の製法〕 つぎに（Ｉ）式の化合物の製造方法について述べる。（
１）式の化合物は、例えば下図のようにして製造できる
。

（１）式のＸが単結合の場合 （１）式のＸが一〇−の場合 −Ｘ−Ｒ＊とじては具体的に以下の如き基を壓げること
ができる。

２−メチルフチル、３−メチルペンチル、４−メチルヘ
キシル、５−メチルヘプチル、６−メチルオクチル、２
−メチルペンチル、２−メチルヘキシル、２−メチルヘ
プチル、２−メチルオクチル、２−メチルノニル、２−
メチルデシル、等の如き光学活性アルキル基、１−メチ
ルプロポキシ、１−メチルブトキシ、１−メチルペント
キシ、１−メチルへキシルオキシ、１−メチルへブチル
オキシ、１−メチルオクチルオキシ、２−メチルブトキ
シ、２−メチルペントキシ、２−メチルへキシルオキシ
、２−メチルへブチルオキシ、２−メチルオクチルオキ
シ、２−メチルノニルオキシ、３−メチルペントキシ、
４−メチルへキシルオキシ、５−メチルへブチルオキシ
、６−メチルオクチルオキ７等の如き光学活性アルコキ
シ基、２−メトキシプロピル、２−メトキシプロピル、
２−プロポキシプロビル、２−ブトキシプロピル、２−
ペントキシプロピル、２−へキシルオキシプロビル、２
−ベンチルオキシプロビル。２−、、’トキシブロボキ
シ、２−エトキシプロポキシ、２−プロポキシプロポキ
シ、２−ブトキシプロポキシ、２−ペントキシプロポキ
シ、１−メチル−２−メトキシエトキシ、１−メチル−
２−エトキシエトキシ、１−メチル−２−プロポキシエ
トキシ、１−メチル−２−ブトキシエトキシ、２−メチ
ル−３−メトキシプロピル、２−メチル−３−エトキシ
プロポキシ等の鎖中に酸素金倉んだ基。

〔実施例〕

以下、実施例により、本発明の成品性化合物及び液晶組
成物について、更に詳しく説明する。

実施例１ （Ｓ　−３−（２’−メチルブチルオキシ）−６−（４
“−ベンチルートランス−シクロヘキシル−４′−フェ
ニル）−ピリダジン（（１）式に於てＲがぺ＊ ブチル、Ｒが２−メチルブチルオキシである化合物）の
製造〕 １）３−（４’−ペンチル−シクロへキシル−ベンゾイ
ル）−プロパン酸の製造 ４−ペンチル−シクロへキシル−ベンゼン（シス・トラ
ンス等量混合物）７１Ｍ０．３１モル）、粉砕した無水
コハク酸３３１０．３３モル）、二硫化炭素４００耐の
混合物を氷冷して０〜５°Ｃとして粉砕した無水塩化ア
ルミ８９ｆｃ０．６７モル）を徐々に加えた。水浴？は
ずして室温迄もどして１時間攪拌し、つづいて６０°Ｃ
の水浴上で２時間攪拌して一夜放置した。

氷３００ダと６Ｎ塩酸５０耐の混合物に反応物を注き出
してよくかきまぜた。このものから水浴上で二硫化炭素
及び水ヲ貿去した。これにトルエン１ｅを加えて加熱還
流してディーンストーク型水分離器で水分全分離して、
熱時ｐ過して、冷凍座中再結晶した。結晶′ｆｆ：沖取
し戸数（ＯＶの結晶′ｆｔをＩだ。このものは３−　（
４’−ペンテルートランス−シクロヘキシル−ベンゾイ
ル）−プロパン酸であった。

１）３−（４“−ペンチル−トランス−シクロヘキシル
−４′−フェニル）−４，５−ジヒドロ−ピリダシ−６
−オンの製造 Ｉ）で得た３　−（４’−ベンチルートランス−シクロ
へキシル−ベンゾイル）プロパン酸３０ダ、８０％ヒド
ラジンヒトラード３０ｙ１水２００　ｍｌの混合物を６
０°Ｃの水浴上で？４拌した。

しばらくすると容器内で結晶が生成し攪拌不能となった
のでエタノール１００ｇ／ｅ加えて更に１時間攪拌して
、室温迄放冷した。生成した結晶を戸数して、酢酸エチ
ル３００　ｍｌとエタノール１００肩ｌの混合物から再
結して３−（４“−ペンチル−トランス−シクロヘキシ
ル−４′−フェニル）−４，５−ジヒドロ−ピリダシ−
６−オン１７　ｆ−ｆ得た。このものの融点は１９１．
１°ＣでスメクチックＡ相を呈し、２２７〜２２９°Ｃ
で等方性液体となる。

１ｉｉ）３−（４”−ペンチル−トランス−シクロへキ
シル−４′−フェニル）−ピリダシ−６−オンの製造 １１）で収得した３−（４“−ペンチル−トランス−シ
クロヘキシル−４′−フェニル）−４，５−ジヒドロ−
ピリダシ−６−オン１７ｙ１酢酸２００Ｍｔの混合物を
８０°Ｃの水浴上でｎ拌しつつ、８０罰の酢酸に溶解し
た臭素１０ｇをゆっくり滴下した。滴下途中で臭素の赤
色が溶液に着色したところで臭素の滴下を終了した。室
温迄放冷したところ、容器内で固体が生成したので、こ
れを戸数して再度エタノールを用いて再結晶を行い１６
ｙの３−（４”−ペンチル−トランス−シクロヘキシル
−４′−フェニル）−ヒリダジ−６−オンを得た。この
ものは融点２１０．４°ＣでスメクチックＡ相を呈し２
４４〜２４６℃で等方性液体となった。

１ｖ）３−クロル−６−（４“−ペンチル−トランス−
シクロへキシル−４′−フェニル）ピリダジンの製造 １１１）で収得した３−（４”−ベンチルートランス−
シクロヘキシル−４′−フェニル）−ピリダシ−６−オ
ン１６ｇ、オキシ塩化リン４５ｔｔｔｌ。

Ｎ、Ｎ−ジエチルアニリン１　ｔｘｌの混合物を３時間
加熱還流した。減圧下に過剰のオキシ塩化リンを留去し
て、残留物を氷にあけて生成した固体ｋｖｚ取して、更
にエタノールを用いて再結晶を行って、９ノの３−クロ
ル−６−（４“−ベンチルートランス−シクロヘキシル
−４′−フェニル）−ピリグジンヲ得た。このものの融
点は１８７、８℃でスメクチックＡ相を呈し、２１６°
Ｃでネマチック相に転移し２４０°Ｃで等方性液体とな
つ；欠。

■）標題化合物の製造 水素化ナトリウム（約５５％）０．４ｆ’ｒ）シェフ５
０ｍ１Ｋ懸濁させたところに５−（−）−２−メチルブ
タノール２ｇのトルエン２０　ｗｌｆｔｆＬ液’ｆｅ：
滴下して、３０分１：Ｊ１加熱還流した。室温迄放冷後
ＩＶ）で収得した３−クロル−６−（４″−ペンチル−
トランス−シクロヘキシル−４′−フェニル）−ピリダ
ジン１．５１一固体のまま投入して、３時間加熱還流し
た。反応液に水を注ぎ、有機層をアルカリ洗、水洗、酸
洗、水洗ののち、乾燥（ＭｇＳＯ，）　して溶媒を減圧
下に留去して、残留物を活性アルミナ２０ｙを用いたカ
ラムクロマトグラフィーにてトルエンを溶離液として精
製全行い、酢酸エチルを用いて再結晶を行い目的物であ
る標題のＳ　−３−（２’−メチルブチルオキシ）−６
−（４”−ペンチルートランスーンクロへキシル−４′
−フェニル）−ピ’Ｊダジン０．８１ｆ収得した。この
ものの融点は１７７．２°ＣでスメクチックＡ相を呈し
、１７７．４℃で等方性液体となりた。

実施例２ （Ｒ−３−（１’−メチルへブチルオキシ）−６−（４
”−ペンチル−トランス−シクロヘキシル−４′−フェ
ニル）−ピリダジン（（Ｉ）弐に於てＲカヘンチル、Ｒ
＊が１−メチルへブチルオキシで、らる化合物）の製造
〕 実施例１−ＩＶ）で製造した３−クロル−６＝（１１”
−ペンチル−トランス−シクロヘキシル−４′−フェニ
ル）−ピリダジン１．５ｙ及びＲ−（→−２−オクタツ
ール０．９ｆ、水素化ナトリウム０．４ｙを用いて実施
例１−■）に準じた方法にて反応、後処理、精製を行い
、標題のＲ−３−（１′−メチルへブチルオキシ）　−
６−（４”−ベンチルートランスーンクロヘキシル）−
ピリダジン０．７９　’、収得した。このものの融点は
１１６〜１１７°Ｃであった。

実施例３ （Ｓ　−３−（４’−メチルへキシルオキシ）−６−（
４“−ベンチルーシクロへキシル−４’−７ｘニル）−
ピリダジン（（１）弐に於てＲがペンチル、Ｒ＊が４−
メチルへキシルオキシである化合物）の製造〕 実施列１−　ＩＶ）て製造した３−クロル−６−（４“
−ペンチル−トランス−シクロヘキシル−４′−フェニ
ル）−ピリダジン１．５ｙ及び５−４−メチルヘキサノ
ール２．０１、水素化ナトリウム０．４ｇを用いて実施
例１−　Ｖ）に準じプこ方法にて反応、後処理、精製を
行い、標題のＳ−３−（４′−メチルへキシルオキシ）
−６−（４“−ペンチルーンクロヘキシル−４′−フェ
ニル）−ピリダジン０．７１　ｆ収得した。このものの
融点は１５１°ＣでスメクチックＡ相を呈し１７９．５
°Ｃで等方性液体となる。

実力布例４ （Ｓ　−３−（１’−メチル−２′−ブトキシエトキシ
）−６−（４“−ペンチル−シクロへキシル−４′−フ
ェニル）−ピリダジン（（Ｉ）式に於てＲがペンチル、
Ｒ＊が１−メチル−２−ブトキシエトキシである化合物
）の製造〕 実施例１−ｉＶ）で製造した３−クロル−６−（４“−
ベンチルートランス−シクロヘキシル−４′−フェニル
）−ピリダジン１．５ｇ、５−１−ブトキシ−プロパン
−２−オール１．５ｆ、水素化ナトリウム０．４１−用
いて実施例１−■）に６−（４”−ベンナル−シクロヘ
キシル−４′−フェニル）−ピリダジンｏ、ｓｙｔ収得
した。このものの融点は１１４°Ｃでスメクチック人相
を呈し１２５°Ｃで等方性液体となった。

以上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （但し、上式に於て、Ｒは炭素数１〜２０の直鎖又は分
   岐のアルキル基を、Ｒ＾＊は鎖骨格中に酸素原子を２個
   迄含むことが可能な、骨格原子数が４〜１５の光学活性
   基を、Ｘは−Ｏ−又は単結合を示す） で表わされる化合物。
2. （２）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （但し、上式に於て、Ｒは炭素数１〜２０の直鎖又は分
   岐のアルキル基を、Ｒ＾＊は鎖骨格中に酸素原子を２個
   迄含むことが可能な、骨格原子数が４〜１５の光学活性
   基を、Ｘは−Ｏ−又は単結合を示す） で表わされる化合物の１種を少くとも１成分含有する液
   晶組成物。
3. （３）液晶組成物がカイラルスメクチツク相を呈すると
   ころの特許請求の範囲第２項の液晶組成物。
4. （４）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （但し、上式に於て、Ｒは炭素数１〜２０の直鎖又は分
   岐のアルキル基を、Ｒ＾＊鎖骨格中に酸素原子を２個迄
   含むことが可能な、骨格原子数が４〜１５の光学活性基
   を、Ｘは−Ｏ−又は単結合を示す） で表わされる化合物の１種を少くとも１成分含有するカ
   イラルスメクチツク液晶組成物を液晶材料として使用し
   て構成された強誘電性液晶表示素子。