JPH0228127A - フルオロアルキル基含有液晶物質 - 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】 イ０発明の目的 童栗上■且朋分亘 本発明は新規な液晶物質、さらに詳細にはスメクチック
液晶物質、特に強誘電性液晶物質に関するものである。

従来　術１発　の解決しようとする課題液晶化合物の分
子構造と液晶性については、液晶物質が多系統にわたっ
て数多く合成されてきたため、かなりよくわかってきた
。

特に、強誘電性液晶化合物の分子構造上の特徴は、 ｌ）分子内に不斉炭素を１個以上有する２）分子長軸に
対して垂直方向に大きな双極子モーメントを持つ ３）スメクチック相を示し、分子長軸の方向が相法線か
らある角度傾いている こと等であり、−船釣に、側鎖に光学活性基を有する光
学活性化合物である。

最近の液晶化合物に関する研究により（Ｊ、　Ｗ。

Ｇｏｏｄｂｙ、　　Ｅ、　　ｃｈｉｎ、　　ｅｔ　　ａ
ｌ、、　　Ｊ、　　八ｍ、　　ＣｈｅＩＩｌ、　　Ｓｏ
ｃ。

Ｕ紅４７２９　４７３５　（１９８６）、　　１ｂｉｄ
、則８．　４７３６−４７４２　（１９８６）　）　、
光学活性炭素の分子構造や不斉炭素部分と双極子モーメ
ントを担う部分との相互作用などが、液晶性に大きく影
響を与えることが明らかとなり、新規な光学活性化合物
の液晶化合物への誘導が試みられている。

従来から用いられている光学活性化合物は、アミルアル
コールや２−オクタツールなどの光学活性な２−アルカ
ノール、乳酸、酪酸の誘導体およびアミノ酸誘導体など
がある。

しかし、本発明に示すように、不斉源としてペルフルオ
ロアルキル基、ペルフルオロアルコキシ基およびペルフ
ルオロアルケニルアルコキシ基などにより置換された光
学活性ペルフルオロアルキル基を持つペルフルオロ化合
物は、化学的、熱的あるいは光学的にも安定であると考
えられ、有用な光学活性化合物であると考えられるが、
一般にその合成が困難と考えられるため現在までに不斉
源として液晶化合物に応用された例は知られていない。

本発明者らは強誘電性を示し、しかも自発分権性が大き
く、非常に速い電界応答性を示す液晶物質の開発をおこ
ない本発明に到達したものである。

口１発明の構成 構成を解決するための手段 本発明は、式 ％式％（１） （式中、Ｒは炭素数１〜２０のアルキル、アルコキシ、
アルキルオキシカルボニル、アルカノイル又はアルカノ
イルオキシ基；Ｒｆは光学活性ペルフルオロアルコキシ
アルキル基；　（Ａ）およびは−ＣＨ＝Ｎ−基、Ｙは−
ｃｏｃｏｚ−，−ｏｃ−又はｏ−ｃｕｔ−基である） で表わされるフルオロアルキル基含有液晶物質に関する
ものである。

上記式（Ｉ）中光学活性のものは強誘電性液晶材料とし
て特に作用である。ここで光学活性基のうち特に有用な
ものは例えば式（Ｉ）中の光学活性基（−Ｙ−Ｒｆ基）
が次に示すようなものである。すなわち、 １）光学活性ペルフルオロ−２−プロポキシ−プロパノ
イルオキシ基、 ０　　ＣＦ３ Ｆ ２）光学活性ペルフルオロ−２−イソプロポキシプロパ
ノイルオキシ基、 ＯＣＦ３　　ＣＦ３ （ＤＩ）　　　　ＱＣＣ−ＯＣ−ＣＦ３Ｆ ３）光学活性ペルフルオロアルコキシ脂肪酸残基、Ｒ−
（Ａ）　　−Ｘ−（Ｂ）　　−Ｙ−Ｒｆ　　　（１）上
記式（Ｉ）中、−（Ａ）−Ｘ−（Ｂ）−Ｙ−基として特
にを用なものは、例えば次のようなものがある。

（式中、Ｒｆ、、　　Ｒｆ、およびＲｆｚは同−又は異
なる炭素数６以下のペルフルオロアルキル基又はペルフ
ルオロアルケニル基である） 上記式（１）中、Ｒ基として特に有用なものは例えばヘ
キシル基、オクチル基、イソブチル基、ヘキシルオキシ
基、オクチルオキシ基、イソブトキシ基などである。

本発明の化合物は、式 また、上記式（Ｉ）中Ｙ−Ｒｆ基が で表わされる光学活性ペルフルオロアルコキシ脂肪酸残
基において、Ｒｆ、、Ｒｆ２およびＲｆｉはペルフルオ
ロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロ
ピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブ
チル基、ペルフルオロ−イソブチル基等のペルフルオロ
アルキル基又はこれらの炭素−炭素間二重結合を存する
ペルフルオロアルケニル基などである。

さらに具体的には、式（１）に示されるＹ−Ｒｆは対応
する光学活性ペルフルオロ脂肪酸類から誘導されるもの
であり、次のようなものが例示される。

ペルフルオロ−２−メトキシプロピオン酸ペルフルオロ
−２−エトキシプロピオン酸ペルフルオロ−２−プロポ
キシプロピオン酸ペルフルオロ−２−イソプロポキシプ
ロピオン酸 ペルフルオロ−２−ブチルオキシプロピオン酸ペルフル
オロ−２−イソブチルオキシプロピオン酸 ペルフルオロ−２−ペンチルオキシプロピオン酸 ペルフルオロ−２−へキシルオキシプロピオン酸 ここに例示したペルフルオロカルボン酸類の合成法は、
次の文献 （イ）　　Ｊ、　　Ｆｌｕｏｒｉｎｅ　Ｃｈｅｍｉｓｔ
ｒｙ＋　　２帆　４７５〜４８５（ロ）　　Ｃｈｅｍｉ
ｓｔｒｙ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、　　７４５〜７４８　（１
９８２）に示されている。

上記式（Ｉ）の化合物は次のように合成される。

（製法１） ヘンシルプロミドとハイドロキノンとを反応させて、４
−ベンジルオキシフェノール（１１を得た。

次にこれに光学活性ペルフルオロ−２−（ペルフルオロ
アルコキシ）プロピオニッククロライドをピリジンを溶
媒として反応させて４−ヘンシルオキシフェニル−ペル
フルオロ−２−（ペルフルオロアルコキシ）プロピオネ
ート（２）を得た。次にこれをバラジュームー炭素を触
媒として水添反応して４−ヒドロキシフェニル−ペルフ
ルオロ−２−（ペルフルオロアルコキシ）プロピオネー
ト（３＋を得た。次に得られた化合物（３）と４−アル
キルオキシ安息香酸塩化物とをピリジンを溶媒として反
応させて、目的化合物である光学活性４′−〔ペルフル
オロ−２−（ペルフルオロアルコキシ）フロバノイルオ
キシ〕フェニル−４−ｎ−アルコキシベンゾエート（４
）を得た。

上記の合成法を反応式で示すと次のとおりである。

（式中ｍ、ｎは同−又は異なる１〜２０の整数である） （製法２） 製法１式（３）の化合物をジメチルエーテル、テトラヒ
ドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキ
シドなどを溶媒に用いて、水素化ナトリウムなどのアル
カリ金属ヒドリドまたは水酸化カリウムあるいは水酸化
ナトリウム等の塩基を作用させてフェノキシトを生成し
、次いで４−アルコキシ、４′−モノブロモメチルビフ
ェニルと反応させて、目的化合物である光学活性４−（
４’アルキルオキシ−４“−ビフェニリルカルビニルオ
キシ）フェニル−ペルフルオロ−２−アルコキシ−プロ
ピオネートを得る。

（式中ｍおよびｎは上記と同意義である）大庭桝 以下、実施例により、本発明の詳細な説明するが、本発
明がこれに限定されるものではない。

実施例１ ４−ベンジルオキシフェノール３．６ｇをピリジン４０
ｍｌに溶解し、得られた溶液に水冷下、光学活性１．Ｌ
１２−テトラフルオロ−２−（ベルフＤ）１５０ ルオローｎ−プロポキシ）プロピオニッククロライド（
〔α）ＺＯ＝＋　２３°のペルフルオロ−２−プロポキ
シプロピオン酸より誘導した）７ｇを滴下した。次に反
応液を室温に戻し、−昼夜反応さげた後、反応液を氷水
中に投入した後、エーテルにて抽出して在機層を水−希
塩酸−水にてｌｌ１Ｊ（次洗浄し、無水硫酸マグネシウ
ムにて脱水した後、脱ｌ容媒し、さらにシリカゲルクロ
マトグラフ（ｎヘキサン：酢酸エチル容積比１０：１）
にて処理し、上記化合物３．５ｇを得た。

プロポキシ）プロピオネート 上記（１）で得られた化合物３．５ｇと１０％パラジウ
ム−炭素０．４ｇとをメタノール溶媒に加え、水素雰囲
気下、室温にて５〜６時間反応させ、上記目的化合１！
７１２．９　ｇを得た。

ルオキシベンソエート　（目 人物） ４−ｎ−オクチルオキシ安息香酸２．Ｏｇと塩化チオニ
ル１ｇとをヘンゼンｌ　Ｑｍｊ！に加えて１００〜１１
０℃で６時間還流させ、４−ｎ−オクチルオキシベンゾ
イッククロライド２．２ｇを得た。

次に上記（２）で得られた化合物２．９ｇと４−ｎオク
チルオキシヘンジインフクロライド２．２ｇとをピリジ
ン５０ｍ２に溶解し、室温にて一昼夜反応させ、反応液
を氷水中に投入し、エーテル抽出した。有機層を水−希
塩酸−水にて順次洗浄して中性にした後、無水硫酸マグ
ネシウムにて脱水、乾燥した。次にこれをシリカゲルク
ロマトグラフ（ｎ−ヘキサン：酢酸エチル容量比−１０
：１）り液晶化合物であり、ＤＳＣおよびホットステー
ジを用いた偏光顕微鏡観察によりその相転移温度は次の
ようである。

実施例（３）において、４−ｎ−オクチルオキシベンゾ
イッククロライドの代りに４−ｎ−ノニルオキシヘンシ
イツククロライドを用いて実施例１と同様にして上記目
的化合物を得た。得られた目的化合物の相転移温度は次
のようである。

化 本発明の上記目的化合物の赤外線吸収スペクトル図（Ｋ
Ｂｒ）を第１図に示す。

実施例２ 鷺“ Ｓｃ。

赤外線吸収スペクトル図（ＫＢｒ）を第２図に示した。

実施例３ ベンゾエート ベンゾエート 実施例＋１＋において、（＋）−１＋　１．１．２−テ
トラフルオロ−２−（ペルフルオロ−ｎ−プロポキシ）
プロピオン酸の代りに、（＋）−１，Ｌｌ、２−テトラ
フルオロ−２−（ペルフルオロ−イソプロポキシ）プロ
ピオン酸（［α］　２０＝＋３１　’）を用い、また実
施例１（３）において、４〜ｎ−オクチルオキシヘンシ
イツククロライドの代りに４−ｎ〜ノニルオキシベンゾ
イソククロライドを用いて実施例１と同様にして上記光
学活性目的化合物を得た。

上記目的化合物の相転移温度は次のようである。

赤外吸収スペクトル図（ＫＢｒ）を第３図に示した。

ハ１発明の効果 本発明の化合物は強誘電性液晶として印加電界に対する
応答性が良好であり、液晶表示素子、液晶光学シャッタ
ーおよび非線型光機能材料への利用が可能である。

また、本発明の強誘電性液晶化合物は、室温を含む広い
温度範囲の相転移温度領域を有しており、単独で液晶材
料として利用できるが、他の液晶化合物と混合して使用
し、相転移温度を実用上好ましい範囲に拡張し、しかも
光学応答速度をより早くした液晶組成物を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の目的化合物（＋）−４’（１，１，１
，２−テトラフルオロ−２−（ペルフルオロ−ｎ−プロ
ポキシ）プロパノイルオキシフフェニル−４−ｎ−オク
チルオキシヘンシェードの赤外線吸収スペクトル図、 第２図は、本発明の目的化合物（−）−４’（１，１，
１，２−テトラフルオロ−２−（ペルフルオロｎ−プロ
ポキシ）プロパノイルオキシフフェニル−４−ｎ−ノニ
ルオキシベンゾエートの赤外線吸収スペクトル図、 第３図は、本発明の目的化合物（＋）−４’（１，１，
１，２−テトラフルオロ−２−（ペルフルオロ−イソプ
ロポキシ）プロパノイルオキシフフェニル−４−ｎ−ノ
ニルオキシベンゾエートの赤外線吸収スペクトル図であ
る。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）式 Ｒ−（Ａ）−Ｘ−（Ｂ）−Ｙ−Ｒｆ（ I ） （式中、Ｒは炭素数１〜２０のアルキル、アルコキシ、
   アルキルオキシカルボニル、アルカノイル又はアルカノ
   イルオキシ基；Ｒｆは光学活性ペルフルオロアルコキシ
   アルキル基；（Ａ）および（Ｂ）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▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
   表等があります▼又は▲数式、化学式、表等があります
   ▼ 基、Ｘ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▼、−ＣＨ＿２Ｏ−、−ＯＣＨ
   ＿２−又は−ＣＨ＝Ｎ−基、Ｙ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▼又は
   −Ｏ−ＣＨ＿２−基である） で表わされるフルオロアルキル基含有液晶物質。
2. （２）上記式（ I ）において、Ｒｆ−Ｙ基が式▲数式
   、化学式、表等があります▼（II） で表わされる光学活性ペルフルオロ−２−プロポキシ−
   プロパノイルオキシ基である請求項１記載の液晶物質。
3. （３）上記式（ I ）において、Ｒｆ−Ｙ基が式▲数式
   、化学式、表等があります▼（III） で表わされる光学活性ペルフルオロ−２−イソプロポキ
   シ−プロパノイルオキシ基である請求項１記載の液晶物
   質。
4. （４）上記式（ I ）において、Ｒｆ−Ｙ基が式▲数式
   、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒｆ＿１、Ｒｆ＿２およびＲｆ＿３は同一又は
   異なる炭素数６以下のペルフルオロアルキル基又はペル
   フルオロアルケニル基である） で表わされる光学活性ペルフルオロアルコキシ脂肪酸残
   基である請求項１記載の液晶物質。