JPH04288058A - フェニルピリジン化合物及びこれを含有する液晶組成物 - 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） 本発明は強誘電性液晶材料として有用な新規な液晶化合
物に関する。

（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
る代表的なものとしてねじれネマチック（ＴＮ）型があ
る。しかしながらネマチック液晶相を利用するこの方式
では、ＣＲＴなどの表示方式と比較して応答速度が遅い
、視野角特性に劣る等の問題がありディスプレイとして
の用途は限定されていた。

最近、クラーク及びラガウェルらにより強誘電性液晶を
用いる表示方式が報告されている（特開昭５６−１０７
２１６号、米国特許第４３６７９２４号等）が、これに
よると強誘電性液晶は高速応答やメモリー性のある双安
定状態を出現させることが可能であり、また視野角特性
も優れるなどの点から次世代の液晶表示素子として注目
を集めている。

強誘電性液晶の液晶相のひとつとして、カイラルスメク
チックＣ（以下、Ｓｃ＊と省略する。）相がある。表示
素子として用いるためには、幅広いＳｃ＊相を有し高速
応答すること等、多くの特性が要求されるが単一化合物
でこれらを満足するものはなく、数種の化合物から成る
液晶組成物で対応しているのが現状である。その組成物
の構成方法のひとつとして強誘電性を示さないスメクチ
ックＣ（以下、Ｓｃと省略する。）相を示す液晶化合物
もしくは液晶組成物（以下、ベース液晶という。）に光
学活性化合物を添加する方法がある（Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓ
ｔ．Ｌｉｑ，Ｃｒｙｓｔ．、８９、３２７（１９８２）
）。ここで用いられるＳｃ相を示すベース液晶の成分と
しては、フェニルベンゾエート系、シッフ塩基系、ビフ
ェニル系、フェニルピリミジン系、フェニルピリジン系
等の液晶化合物が挙げられる。近年、Ｓｃ性、低粘性な
どの観点から以下のようなフェニルピリミジン系液晶化
合物が精力的に検討されている。

しかしながら、上記ベース液晶においても高速応答化へ
の寄与の点ではいまだ充分満足のゆくレベルではなく、
さらなる低粘化が望まれていた。

また、従来（Ｉ）式で表される骨格については、ベンゼ
ン環側がアルコキシ基で置換されたもの以外はＳｃ相を
有するものは見出されていなかつた。

（発明の目的） 本発明の目的は、高速応答を実現できる強誘電性液晶材
料の成分として有用な新規な液晶化合物を提供すること
である。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的は、一般式（Ｉ） 〔（Ｉ）式中、Ｒ１は炭素数７〜１５のアルキル基を表
し、Ｒ２は炭素数６〜１５のアルコキシメチル基を表す
。〕で表されるフェニルピリジン化合物、及び一般式（
Ｉ）の化合物の少なくとも１種類以上を含有することを
特徴とする液晶組成物を開発する事により解決された。

本発明者らはＳｃ相液晶の探索において鋭意研究した結
果、（Ｉ）式においてピリジン環側をアルコキシメチル
基で置換することにより、ベンゼン環側がアルキル基で
置換されていてもその中の一部はＳｃ相を示し、またＳ
ｃ相を示さないものをも含めて該化合物を、強誘電性液
晶組成物のベース液晶の一部分と置き換えることにより
該組成物のＳｃ性を大きく損なうことなく粘度を低下さ
せ高速応答化に寄与することを見出し、本発明の完成に
至った。即ち本発明の液晶化合物は、強誘電性液晶材料
として有用な液晶材料である。

（Ｉ）式の化合物はいろいろな合成法が考えられるが、
例えば以下の様なルートで製造できる。

即ち、置換アセトフェノン（１）とギ酸エステル（２）
とをナトリウムメトキサイド存在下に反応させてエノレ
ートとし、さらにこれをシアノアセトアミドと反応させ
る事によりピリドン体（３）とする。次いでこれをオキ
シ塩化リンと反応させてクロル体（４）とした後、脱ク
ロル化してシアノ体（５）とする。このシアノ体（５）
を加水分解を経てエステル体（６）とした後、還元して
エーテル化する事により（Ｉ）の化合物を製造できる。

本発明の化合物としては、例えば以下に示すような化合
物を挙げることができる。

５−ヘキシルオキシメチル−２−（４−ヘプチルフェニ
ル）ピリジン ５−ヘプチルオキシメチル−２−（４−ヘプチルフェニ
ル）ピリジン ５−オクチルオキシメチル−２−（４−ヘプチルフェニ
ル）ピリジン ５−ノニルオキシメチル−２−（４−ヘプチルフェニル
）ピリジン ５−デシルオキシメチル−２−（４−ヘプチルフェニル
）ピリジン ５−ヘプチルオキシメチル−（４−オクチルフェニル）
ピリジン ５−オクチルオキシメチル−（４−オクチルフェニル）
ピリジン ５−ノニルオキシメチル−（４−オクチルフェニル）ピ
リジン ５−オクチルオキシメチル−２−（４−ノニルフェニル
）ピリジン ５−ノニルオキシメチル−２−（４−ノニルフェニル）
ピリジン ５−デシルオキシメチル−２−（４−ノニルフェニル）
ピリジン ５−デシルオキシメチル−２−（４−デシルフェニル）
ピリジン ５−ウンデシルオキシメチル−２−（４−デシルフェニ
ル）ピリジン （実施例） 以下に実施例を示すが本発明はこれに限定されるもので
はない。

実施例１、 ５−ヘプチルオキシメチル−２−（４−ヘプチルフェニ
ル）ピリジン（（１）式において、Ｒ１＝ｎ−Ｃ７Ｈ１
５、Ｒ２＝ｎ−Ｃ７Ｈ１５ＯＣＨ２のもの） （１）５−シアノ−２−（４−ヘプチルフェニル）ピリ
ドンの製造 ナトリウムメトキサイド５９．４ｇ（１モル）トルエン
３１の溶液に、４−ヘプチルアセトフェノン２１８ｇ（
１モル）、ギ酸エチル７８ｇ〔１．０５モル）を滴下後
、室温で８時間攪拌した。反応溶液に、ｎ−ブタノール
５００ｍｌ、水１ｌを加えて水層を取り出し、α−シア
ノアセトアミド８４ｇ（１モル）、酢酸ピペリジン（酢
酸８ｍｌ＋ピペリジン１４ｍｌ／水５０ｍｌ）を加え、
９０℃で２時間攪拌した。６０℃まで冷却後、酢酸を加
えて析出した結晶を濾別し、メタノールで洗浄後、乾燥
し、５−シアノ−２−（４−ヘプチルフェニル）ピリド
ン１５３ｇ（５２％）を得た。

（２）５−シアノ−２−（４−ヘプチルフェニル）ピリ
ジンの製造 ５−シアノ−２−（４−ヘプチルフェニル）ピリドン１
５３ｇ（０．５２モル）、オキシ塩化リン２９０ｍｌ（
３．１２モル）の溶液を２０時間加熱還流した。反応液
を水にあけ、水酸化ナトリウム水溶液によりアルカリ性
とした後、析出した結晶を濾別した。この粗結晶を、カ
ラムクロマトグラフィー、再結晶により精製して、５−
シアノ−６−クロロ−２−（４−ヘプチルフェニル）ピ
リジン１２４ｇ（７７％）を得た。次いでこのクロル体
１００ｇ（０．３２モル）、ジメチルホルムアミド１．
５ｌの溶液に、亜鉛粉末６３ｇ（０．９６モル）、ヨウ
化ナトリウム７２ｇ（０．４８モル）、水８．６ｇ（０
．４８モル）を加え、１３０℃で５時間攪拌した。反応
溶液を濾過し、濾液に酢酸を加えトルエンで抽出して溶
媒留去後、残査をカラムクロマトグラフィー、再結晶に
より精製して、５−シアノ−２−（４−ヘプチルフェニ
ル）ピリジン５２．５ｇ（５９％）を得た。

（３）５−メトキシカルボニル−２−（４−ヘプチルフ
ェニル）ピリジンの製造 ５−シアノ−２−（４−ヘプチルフェニル）ピリジン６
ｇ（０．０２２モル）、エタノール６０ｍｌの溶液に、
水酸化ナトリウム２．６ｇ（０．０６５モル）、水２０
ｍｌを加え、４５分間還流させた。反応液を温水に注ぎ
濾過した後、濾液に塩酸を加えて冷却後析出した結晶を
濾別し、乾燥することにより、５−ヒドロキシカルボニ
ル−２−（４−ヘプチルフェニル）ピリジン５．７９ｇ
を得た。次いでこのカルボン酸５．７９ｇ（０．０２モ
ル）、炭酸カリウム５．５８ｇ（０．０４モル）、ジメ
チルアセトアミド８０ｍｌの溶液に、メチル−ｐ−トル
エンスルホネート７．５２ｇ（０．０４モル）を加えて
、１００℃で１時間攪拌した。反応液を氷水にあけ析出
した結晶を濾過し、５−メトキシカルボニル−２−（４
−ヘプチルフェニル）ピリジン６．２ｇを得た。

（４）５−ヘプチルオキシメチル−２−（４−ヘプチル
フェニル）ピリジンの製造 リチウムアルミニウムハイドライド０．７７ｇ（０．０
２モル）のテトラヒドロフラン溶液２０ｍｌに、５−メ
トキシカルボニル−２−（４−ヘプチルフェニル）ピリ
ジン６．１ｇ（０．０２モル）のテトラヒドロフラン溶
液１００ｍｌを氷冷下滴下した。滴下終了後、１０−２
０℃で１時間攪拌してから反応液を冷酢酸水溶液に注ぎ
、酢酸エチルで抽出し、溶媒を留去して残量をカラムク
ロマトグラフィーにより精製し、５−ヒドロキシメチル
−２−（４−ヘプチルフェニル）ピリジン４．２ｇ（７
３％）を得た。次いでナトリウムハイドライド（７．１
ミリモル）のテトラヒドロフラン溶液１０ｍｌに、５−
ヒドロキシメチル−２−（４−ヘプチルフェニル）ピリ
ジン１ｇ（３．５ミリモル）のテトラヒドロンフラン溶
液１０ｍｌを氷冷下滴下した。同温で１時間攪拌後、１
−ヨードヘプタン０．９５ｇ（４．２ミリモル）のジメ
チルホルムアミド溶液２０ｍｌを滴下した。

室温で３時間攪拌後、反応液を冷塩酸溶液にあけトルエ
ンで抽出し、溶媒留去後、残査をカラムクロマトグラフ
ィーにより精製し、エタノールから再結晶して５−ヘプ
チルオキシメチル−２−（４−ヘプチルフェニル）ピリ
ジン０．７２ｇを得た。

このものは液晶相を有し、その相転移温度は次の通りで
あった。

得られた５−デシル−２−（４−ヘプチルフェニル）ピ
リジンの３００ＭＨｚ　Ｈ−ＮＭＲスペクトル（溶媒：
ＣＤＣｌ３、内部標準物質：ＴＭＳ）を第１図に示す。

実施例２、 実施例１において１−ヨードヘプタンを使用する代わり
に１−ブロモデカンを使用した他は、実施例１と同様に
反応を行い以下の目的とする化合物を得た。

５−デシルオキシメチル−２−（４−ヘプチルフェニル
）ピリジン 実施例３、 本発明の化合物である実施例２の５−ヘプチルオキシメ
チル−２−（４−ヘプチルフェニル）ピリジン１６重量
％と から成る混合物（以下、組成物Ａと省略する。）は、Ｓ
ｃ＊■ＳＡ：４９．４℃、ＳＡ■ｌ：６４．５℃の相転
移温度を示した。この組成物Ａを配向処理剤としてポリ
イミドを塗布し、表面をラビングして平行処理を施した
透明電極を備えた厚さ２μｍのセルに注入し、この素子
を２枚の直交する偏光子の間に設置し、電界を印加した
ところ、＋５Ｖの印加によって透過光強度の変化が観察
された。この時の透過光強度の変化から応答時間及び三
角波法により自発分極の値Ｐｓを、また矩形印可時の分
極反転電流ピークの半値幅から見積もった粘度を求める
と以下のようになった。

比較例 以下の化合物から成る組成物Ｂは、Ｓｃ＊■ＳＡ：５６
．５℃、ＳＡ■ｌ：７４．１℃の相転移温度を示した。

また、この組成物Ｂの応答時間、Ｐｓ、粘度を求めると
以下のようになった。

（発明の効果） 本発明により新規な液晶化合物が提供され、該液晶化合
物を強誘電性液晶材料と併せて用いることにより低粘化
に伴う応答性の改善された強誘電性液晶組成物が提供さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で得た５−ヘプチルオキシメチル−２
−（４−ヘプチルフェニル）ピリジンの１Ｈ−ＮＭＲス
ペクトルを示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記一般式（Ｉ） 〔（Ｉ）式中、Ｒ１は炭素数７〜１５のアルキル基を表
   し、Ｒ２は炭素数６〜１５のアルコキシメチル基を表す
   。〕で表されるフェニルピリジン化合物。
2. 【請求項２】下記一般式（Ｉ） 〔（Ｉ）式中、Ｒ１は炭素数７〜１５のアルキル基を表
   し、Ｒ２は炭素数６〜１５のアルコキシメチル基を表す
   。〕で表されるフェニルピリジン化合物を少なくとも１
   種類以上含有することを特徴とする液晶組成物。