JPH03181468A

JPH03181468A - ピリミジン誘導体

Info

Publication number: JPH03181468A
Application number: JP1319219A
Authority: JP
Inventors: Sadao Takehara; 貞夫竹原; Masashi Osawa; 大沢　政志; Takeshi Kuriyama; 毅栗山; Kayoko Nakamura; 佳代子中村
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 1989-12-08
Filing date: 1989-12-08
Publication date: 1991-08-07

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、特に応答性、メモリー性に優れた強誘電性液
晶表示用材料として有用な新規なピリミジン誘導体から
戊るラセミ体に関するものである。

〔従来技術〕

液晶表示素子は、その優れた特＠、（低電圧作動、低消
費電力、薄型表示が可能、明るい場所でも使用でき目が
疲れない。）によって、現在広く用いられている。しか
しながら、最も一般的であるＴＮ型表示方式では、ＣＲ
Ｔなどの発光型表示方式と比較すると応答が極めて遅く
、かつ印加電場を切った場合の表示の記憶（メモリー効
果）が得られないため、高速応答の必要な光シヤツター
、プリンターヘッド、時分割駆動の必要なテレビなどの
動画面などへの応用には多くの制約があり、適した表示
方式とは言えなかった。

しかしながら、最近報告された強誘電性液晶を用いた表
示方式によると、ＴＮ型表示方式の１００〜１０００倍
という高速応答性とメモリー効果が得られるため、次世
代の液晶表示素子として期待され、現在、盛んに研究が
進められている。

強誘電性液晶の液晶相は、チルト系のキシルスメクチッ
ク相に属するものであるが、実用的には、その中で最も
低粘性であるキラルスメクチックＣ（以下、ＳＣ“と省
略する。）相が最も望ましい。

ＳＣ１相を示す液晶化合物は、既に数多く台底され、検
討されているが、強誘電性表示素子として用いるための
条件としては、（イ）室温を含む広い温度範囲でＳＣ０
相を示すこＣ１（ロ）良好な配向を得るために、ＳＣ′
相の高温側に適当な相系列を有し、かつその螺旋ピッチ
が大きいこと、（ハ）適当なチルト角を有すること、（
ニ）粘性が小さいこと、（ホ）自発分極がある程度大き
いこと、が好ましいが、これらを単独ですべて満足する
ものは知られていない。

そのため、現在では、混合によってｓｃ”相を示す液晶
組成物（以下、ｓｃ”液晶組成物という、）として用い
られている。ＳＣ１液晶組威を得る方法としては、複数
のＳＣ０相を示す液晶化合物（以下、ＳＣ９化合物とい
う。）のみを混合する方法もあるが、スメクチックＣ（
以下、ＳＣという。）相を示す液晶化合物（以下、ＳＣ
化合物という。）または組成物に、キシルドーパントと
して光学活性化合物を添加することによりＳＣ１液晶組
成物を得ることができ、この場合には、低粘度化が可能
であるので、より高速応答が可能となり、この方法が一
般的に用いられている。キシルドーパントとして用いる
化合物は、単独では、必ずしもｓｃ”相を示す必要はな
いが、ＳＣ１液晶組放物とした場合に、同様の性質を示
すことが必要である。

ＳＣ化合物は既に多く知られている。しかしながら、Ｓ
Ｃ化合物は、一般にＳＣ９化合物よりも低粘性であるが
、充分といえるものは少ない。また、融点が比較的高く
、低温域まで広い温度範囲でＳＣ相を確保することも容
易ではなかった。

現在のところ、ＳＣ相を示す母体液晶ｍ放物（以下、Ｓ
Ｃ母体液晶という。）の主成分として用いられているＳ
Ｃ化合物は、例えば、下記−数式（Ａ）で表わされるよ
うなフェニルベンゾエート系化合物や一般式（Ｂ）で表
わされるピリミジン系化合物が主である。

（式中、Ｒ”及びＲｂは各々独立的に直鎖状のアルキル
基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、アルカ
ノイルオキシ基又はアルコキシカルボニルオキシ基を表
わすが、同時にアルキル基を表わすことはない。）（式中、Ｒ１及びＲｂは前記−数式Ａと同じ意味を表わ
す。）これらのうち、−数式（Ａ）で表わされる化合物では、
分子内にエステル結合等が存在するため、その粘性は、
比較的高い。

一方、−数式（Ｂ）で表わされる化合物のうち、Ｒ１１
及びＲｂの一方がアルキル基で、他方がアルコキシル基
である化合物は、比較的低粘性であるが、融点が低くな
く、これだけで、低温域まで広い温度範囲でＳＣ相を示
す母体の液晶組成物を得ることは容易ではなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のように、従来のＳＣ化合物からＳＣ母体液晶を調
製するには、その粘性及び温度範囲において不充分であ
り、光学活性化合物から成るキシルドーパントを添加す
ることによって、高速応答性のｓｃ”液晶組成物を提供
するには問題があり、その改善が望まれていた。

本発明が解決しようとする課題は、ＳＣ母体液晶に用い
られるべき低粘性かつ低融点の化合物を提供し、これに
より低粘性で、ＳＣ相を示す温度範囲が広い母体液晶を
提供し、これに光学活性化合物から成るキラルドーバン
トを添加することにより、高速応答性の強誘電性液晶組
成物を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記課題を解決するために、次の一般式（１
）で表わされる化合物から成るラセミ体を提供する。

・・・（１）式中、Ｒ１は炭素原子数４〜１８の直鎖状アルキル基を
表わすが、特に炭素原子数６〜１２の直鎖状アルキル基
が好ましい。ｍは２〜８の整数を表わすが、３〜５の整
数が好ましく、ｎは１〜４の整数を表わすが、ｌまたは
２が好ましい。

本発明の一般式（Ｉ）で表わされる化合物は、例えば、
以下のようにして製造することができる。

即ち、−数式（ｎ）（式中、Ｒ１は−数式（１）と同じ意味を表わす、）で
表わされる２−（４−アルキルフェニル）−５−ヒドロ
キシピリごジンと、一般式（Ｉ［Ｉ）ＣＨ。

Ｂｒ　＋　ＣＨｚ÷ｙ　ＣＨ＋ＣＨｚ　＋Ｔ−ＣＴｏ　
　　　−（ＩＩＩ　）（式中、ｍ及びｎは一般式（Ｉ）
と同じ意味を表わす。）で表わされる臭化物とを塩基存
在下に反応させればよい。

ここで、−数式（ｎ）で表わされる化合物は、既知の化
合物であり、−数式（ＩＩ［）で表わされる化合物は、
例えば、以下のようにして製造することができる。

即ち、対応する下記−数式（■）′で表わされるアルコ
ールを通常の方法で臭素化することにより得ることがで
きる。−数式（■）′で表わされるアルコールは、その
ｍ、　　ｎに応じて市販の化合物を原料として容易に合
成することができる。

ＣＩ。

ＨＯ−１−Ｃ１ｈ＋ｒＣＨｓ　Ｃ１ｈ＋ｒＣＨｓ　　　
−（Ｉ［Ｉ）’ｎ＝１、及びｎ＝２の場合には、市販の
索鎖伸長反応を行なうことにより得ることができる。

ｎ−３の場合には、市販の２−ブロモヘキサンをグリニ
ヤール化合物とした後、ホルムアルデヒドと反応させる
か、あるいは二酸化炭素と反応させた後、還元してアル
コール（２−メチルヘキサノール）を得ることができる
。ｎ＝４の場合も同様にして製造することができる。

上記のようにして、本発明の一般式（Ｉ）で表わされる
化合物が得られるが、これらに属する個々の具体的な化
合物は、融点、相転移温度、赤外線吸収スペクトル（Ｉ
Ｒ）、核磁気共鳴スペクトル（ＮＭＲ）等の手段により
確認することができる。

その代表的化合物の例を第１表に示す。

／／第表表中、Ｃｒは結晶相、ＳＣはスメクチックＣ相、ＳＡは
スメクチックＡ相、Ｎはネマチック相、Ｉは等方性液体
相を各々表わす。

一般弐Ｎ）のピリミジン誘導体は、−数式（Ａ）で表わ
される化合物のようなエステル結合をはじめとする粘性
の高い基を含んでいないので、その粘性は比較的低い。

また、第１表から明らかなように、ＳＣ相を有する上に
、その融点が非常に低いので、ＳＣ母体液晶用の化合物
として非常に優れている。

比較例として、類似の構造を有する一般式（Ｂ）で表わ
される化合物の例を第１表に示した。この化合物は、比
較的低粘性であり、かつＳＣ相の上限温度も高いという
特徴を有しているが、その反面、融点が高く、ＳＣ母体
液晶とした場合にも、低温まで安定にＳＣ相を示すこと
が難しい。また、第１表に示したように、ＳＣ相の高温
側に広い温度範囲でＳＡ相を有しており、ＳＣ母体液晶
とした場合に、ＳＡ相を拡大し、Ｎ相を消失させやすい
傾向があった。良好な配向を得るためには、ＳＣ相の高
温域にＳＡ相、Ｎ相を有するような相系列が好ましいと
されており、この点に於いても、この比較例の化合物に
は問題があった。

−数式（Ｉ）で表わされる化合物は、メチル分岐側鎖を
導入することによって、ＳＣ相の上限温度をほとんど降
下させることなく、その融点を著しく降下させて、その
温度範囲を拡大し、他のＳＣ相を示す化合物等と混合す
ることにより、より容易に低温まで安定にＳＣ相を示す
組成物を得ることができる。また、第１表に示したよう
に、ＳＡ相の温度範囲は狭く、ＳＣ母体液晶とした際に
、Ｎ相を消失させて、ＳＡ相を拡大することもない。そ
のため、上述の好ましい相系列を有するような組成物の
調製が容易である。

一般に側鎖に分岐基を導入することは、液晶化合物のネ
マチック性を抑えてスメクチックＡ性を増大する傾向に
あるが、−数式（１）で表わされる化合物では、逆の効
果が得られている。こうした例はこれまでほとんど知ら
れておらず、予想できなかったことである。

本発明の一般式（１）で表わされる化合物を用いた液晶
組成物は、−数式（Ｉ）で表わされる化合物から戒るラ
セξ体と、これ以外の液晶ｍ放物とから成るものであっ
て、特に強誘電性液晶表示素子の構成材料として用いる
場合には、−数式（１）で表わされる化合物以外の物質
としては、主成分としてＳＣ相を示す液晶化合物あるい
は液晶組成物と、少量成分として、光学活性化合物から
戒る組成物が望ましい。また、ネマチック液晶に少量添
加することにより、同様に粘度降下用等に用いることも
できる。

本発明の一般式（１）で表わされる化合物と共にＳＣ母
体液晶として用いることができるＳＣ化合物としては、
例えば、前述の一般式（Ａ）で表わされるようなフェニ
ルベンゾエート系化合物や一般式（Ｂ）で表わされるピ
リミジン系化合物あるいは下記−数式（Ｃ−１）〜（Ｃ
−６）で表わされる化合物の如き３環型化合物を掲げる
ことができる。

（式中、Ｒ畠及びＲｂは−数式（Ａ）と同じ意味を表わす。

）（式中、Ｒｃ及びＲ４は各々独立的にアルキル基又はア
ルコキシル基を表わす。）また、−数式（Ｃ−１）〜（Ｃ−６）で表わされる化合
物において、任意のベンゼン環がフッ素により置換され
た化合物も同様に用いることができる。

こうして得られたＳＣ母体液晶に、光学活性化合物から
成るキラルドーバントを加えることにより、容易に室温
を含む広い温度範囲でＳＣ０相を示す低粘性の液晶組成
物を得ることができる。

〔実施例〕

以下に実施例をあげて、本発明を具体的に説明するが、
勿論、本発明の主旨、及び適用範囲は、これらの実施例
により制限されるものではない。

なお、化合物の構造は、核磁気共鳴スペクトル（ＮＭＲ
）　、及び赤外吸収スペクトル（ＩＲ）、質量スペクト
ル（ＭＳ）により確認した。相転移温度の測定は、温度
調節ステージを備えた偏光顕微鏡、及び、示差走査熱量
計（ＤＳＣ）を併用して行った。ＩＲにおける（ＫＢｒ
）は、錠剤成形による測定を、（ｎｅａｔ）は、液膜に
よる測定を、（Ｎｕｊｏｌ）は、流動パラフィン中の懸
濁状態での測定を各々表わす。ＮＭＲにおける（ＣＤＣ
１３）は、溶媒を、Ｓは１重線、ｄは２重線、乙は３重
線、ｑは４重線を、ｍは多重線を、ｂｒｏａｄは幅広い
吸収を各々表わし、Ｊはカップリング定数を表わす。ま
た、温度は℃を表わす。

＆［ｌ酸物中における「％」はすべて１重量％」を表わ
す。

実施例１　〔（±）−２−（４−オクチルフェニル）−
５−（６−メチルオクチルオキシ）ピリミジン（第１表のＮｏ、　１の化合物）の合成
〕２−　（４−オクチルフェニル）−５−ヒドロキシピリ
ミジン１５９ｍｇを１０ｍＡのジメチルホルムアミド（
以下、ＤＭＦという。）に溶解した。

この溶液に、ｔ−ブトキシカリウム１２０ｍｇを加え、
室温で４０分間攪拌した。この混合物に、３ｍｌのＤＭ
Ｆに溶解したラセミ体の臭化６−メチルオクチル１８１
ｍｇの溶液を滴下し、さらに室温で１０時間攪拌した。

反応混合物に水及びエーテルを加え、塩酸酸性とし、有
機層と水層に分離した。水層は、更にエーテルで抽出し
エーテル層を有機層と混合した。

この有機層を、水、次いで飽和食塩水で洗滌し、無水硫
酸ナトリウムで乾燥した。

有機層から溶媒を留去して得られた残渣をシリカゲルカ
ラムクロマトグラフィー（溶媒：ヘキサン／酢酸エチル
＝５）を用いて精製して、表記化合物の２５９ｍｇを得
た。

ＮＭＲ（ＣＤＣ１３）　：　０．８０−０．９３（ｍ、
　９Ｈ）、　１．０８−１．０９（ａ＋、　２１８）、
　１．７９−１．８９（ｍ、　２Ｈ）、　２．６５（ｔ
。

Ｊ＝８Ｈｚ、　２Ｂ）、　４．０９（ｔ、　Ｊ＝７Ｈ２
，２８）、　７．２７（ｄ、　Ｊ＝８．５Ｈｚ、　２Ｈ
）、　８．２４（ｄ、　Ｊ＝８．５）１ｚ。

２Ｈ）、　８．４４（ｓ、　２Ｈ）Ｉ　Ｒ（Ｎｕｊｏｌ）　　：　２９５０．２８７０．１
６１５．１５８０．１５５５゜１４６０、１４４５．１
４００．１２８０．１１８５．９１５゜８５５、７９０
　（ｃｏｄ−’）この化合物は、冷却時５ｇ。５℃以下でＳＡ相を、５７
．５°Ｃ以下でＳＣ相を各々示した。この化合物を、低
温でエタノールから再結晶させて精製して、その融点を
測定したところ１６℃であった。

実施例２及び３実施例１において、臭化５−メチルオクチルに代えて、
ラセミ体の臭化４−メチルオクチル、又は臭化５−メチ
ルノニルを各々用いることにより第１表のに２（実施例
２）又はＮα３（実施例３）の各化合物を各々得た。相
転移温度は第１表にまとめて示した。

使用例次の組成から成るＳＣ母体液晶を調製した。

第１表のＮα１の化合物４０％このＳＣ母体液晶は、６３°Ｃ以下でＳＣ相を示し、その融点はＯ″ＣＣ以下った。

次に以下の組成から成るキシルドーパントを調製した。

このキシルドーパント２０％と上記ＳＣ母体液晶８０％
から成るＳＣ“液晶組成物を調製した。

このＳＣ＊液晶組底物は、６２°Ｃ以下でｓｃ”相を、
６６．５°Ｃ以下でＳＡ相を、７０．５℃以下でＮ相を
各々示し、その融点は−２４，５°Ｃと非常に低いもの
であった。

次にこのＳＣ＊液晶組戒物放物相まで加熱し、これをボ
リイごトコ−ティング−ラビングによる配向処理を施し
た２枚のガラス透明電極からなる厚さ約２μｍのセルに
充填した。室温まで徐冷を行い、均一に配向したＳＣ＊
相のモノドメイン得た。

２５゛Ｃで、このセルに電界強度１０　Ｖ□／μｍ。

５０Ｈｚの矩形波を印加してその電気光学応答速度を測
定したところ、２８μ秒と非常に高速であった。

参考例１使用例において、第１表Ｎα１の化合物を用いずに、式び式含量を２倍にして、ＳＣ０液晶組戒物を調製した。

このｓｃ”″液晶組成物は、６７．５°Ｃ以下でｓｃ”
相を、７０．５°Ｃ以下でＳＡ相を、７６．０°Ｃ以下
でＮ０相を各々示したが、その融点は一５°Ｃであった
。

また、使用例と同様にして測定した電気光学応答速度は
３５μ秒であった。

参考例２使用例において第１表のＮα１の化合物に代えて、第１
表の比較例の化合物を同量用いた以外は、使用例と同様
にして、ＳＣ１液晶組底物を調製した。

このＳＣ＊液晶組戒物放物８°Ｃ以下でＳＣ＊相を示し
たが、Ｎ”相は示さなかった。

〔発明の効果〕

本発明の一般式（Ｉ）で表わされる化合物（ラセミ体）
は、融点が非常に低く、ＳＣ相を示し、かつ比較的低粘
性であり、他のＳＣ液晶化合物等と共に母体液晶として
用いることにより、ＳＣ相の温度範囲が広く、粘性の低
いＳＣ母体液晶を得ることができる。その結果、特にｓ
ｃ”液晶組成物においては、広い温度範囲で高速応答を
可能にすることができる。また、良好な配向を得るため
の好ましい相系列を得ることも容易である。更に、本発
明の一般式（１）で表わされる化合物は、実施例にも示
したように、工業的にも容易に製造でき、無色で水、光
、熱等に対する化学的安定性に優れており実用的である
。

さらに、本発明の一般式（１）で表わされる化合物を用
いたキシルスメクチック液晶材料では、３０μ秒以下と
いう高速応答を実現することも可能であり、表示用光ス
イツチング素子として極めて有用である。

Claims

【特許請求の範囲】１、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ＾１は炭素原子数４〜１８の直鎖状アルキル
基を表わし、ｍは２〜８の整数を表わし、ｎは１〜４の
整数を表わす。）で表わされる化合物から成るラセミ体。２、ｎが１である請求項１記載のラセミ体。３、ｎが２である請求項１記載のラセミ体。