JPH0574582B2

JPH0574582B2 -

Info

Publication number: JPH0574582B2
Application number: JP60287956A
Authority: JP
Inventors: Kenji Suzuki; Atsushi Sugiura; Masahiro Yoshida; Tsunenori Fujii
Original assignee: Kanto Chemical Co Inc
Current assignee: Kanto Chemical Co Inc
Priority date: 1985-12-23
Filing date: 1985-12-23
Publication date: 1993-10-18
Also published as: JPS62148452A

Description

【発明の詳細な説明】

（技術分野）本発明は、強誘電性液晶組成物の成分として有
用で、かつ、化学的安定性に優れた新規な液晶性
化合物ならびにこの液晶性化合物の少くとも１種
を含有する液晶組成物に関する。（従来技術） 1980年、クラークおよびラゲルバル（アプライ
ド・フイジクス・レターズ、36，899，1980）に
よつて発表された強誘電性液晶の光スイツチング
現象を利用した表示方式は、従来のネマテイツク
液晶を用いた表示方式にはないすぐれた性質、す
なわち高速応答性を有しており、次世代表示素子
として注目をあびている。強誘電液晶は、1975年、アール・ビー・メイア
ーらによつて初めて見出されたものであるが
（ル・ジユルナール・ドウ・フイジク36Ｌ−69
（1975））、液晶物質が強誘電性を示すには、次の
条件を満足しなければならない。分子構造中に不斉炭素原子を有し、かつ、光
学活性であること。分子長軸方向に垂直な永久双極子モーメント
を有すること。カイラルスメクテイツクｃ相（SmC^*相）を
有すること。従来の代表的な強誘電液晶を構造式その他によ
り次に示す。

【化】

【化】 (a)は、メイアーらにより見出された最初の強誘
電液晶物質であり、(b)は、自発分極の大きい化合
物として知られている。いずれも、シツフ塩基で
あり、水分に不安定である。(c)は、水分には安定
であるがSmC^*相の温度範囲が狭い。（発明の開示）本発明者らは、化学的に安定で、強誘電性液晶
組成物成分として有用な新規化合物を提供するこ
とに成功した。本発明に係る新規化合物は、化学的に安定な物
質であつて、液晶組成物成分として使用した場合
に、動作温度範囲の広い表示素子を提供すること
ができるものである。すなわち、本発明に係る化
合物は、液晶組成物においてSmC^*相の温度範囲
を拡張する成分として有用なものである。以下に本発明を詳細に説明する。本発明に係る新規化合物は、一般式（）

【化】（式中、Ｒは炭素原子数１〜18のアルキル基で
あり、ｎは３〜７の整数を表わし、＊の符号は光
学活性原子を示すものである）で表わされる液晶性化合物である。本発明に係る化合物は、次の図式により示され
る合成ルートにより製造することができる。図式
中に示された（）〜（）の記号は、いずれ
も実施例中の対応する各化合物に符されている。以下に、本発明に係る化合物およびその製造例
ならびに使用例を実施例によつて具体的に説明す
る。実施例１（ｓ）−４−オクチルビフエニル−4′−イルｐ
−（４−メチルヘキシル）オキシベンゾエート
（）の合成 (a) ４−アセトキシ−4′−カプリリルビフエニル
（）の合成無水塩化アルミニウム126ｇ、塩化メチレン400
c.c.の混合物へ、攪拌しながらカプリリンクロライ
ド92ｇを滴下し、次に、これに、４−アセトキシ
ビフエニル80ｇを塩化メチレン溶液として室温下
で、滴下した。同温度で、５時間反応させた後、
反応液を希塩酸中へ注加した。遊離した塩化メチ
レン層をよく水洗し、芒硝で乾燥させた。溶媒を
留去した後、エタノールより２回再結晶すること
により、83ｇの４−アセトキシ−4′−カプリリル
ビフエニル（）を得た。 (b) ４−オクチル−4′−ヒドロキシビフエニル
（）の合成反応容器に４−アセトキシ−4′−カプリリルビ
フエニル（）92ｇ、ジエチレングリコール450
c.c.、85％苛性カリ60ｇ（水100c.c.へ溶解）および
85％抱水ヒドラジン85ｇを仕込み、還流下に、３
時間攪拌した。次に、反応系内の水を留去しなが
ら220℃まで昇温させ、同温度で４時間反応させ
た。放冷後、反応液を希塩酸中へ注加し、析出物
をイソプロピルエーテル（IPE）で抽出した。
IPE層をよく水洗した後、芒硝で乾燥させた。
IPEを留去し、残留分をエタノールより再結晶す
ることにより66ｇの４−オクチル−4′−ヒドロキ
シビフエニル（）を得た。m.p.139〜140℃ (c) （ｓ）−ｐ−（４−メチルヘキシル）オキシ安
息香酸メチル（）の合成反応容器にｐ−ヒドロキシ安息香酸メチル25
ｇ、（ｓ）−４−メチルヘキシルブロマイド
（Mol.Cryst.Liq.Cryst114 237−247 1984の反応
例に従い合成。b.p.71〜72℃／23.5mmHg）30ｇ、
無水炭酸カリウム46ｇおよびシクロヘキサノン
300c.c.を仕込み、130〜140℃で５時間攪拌した。反応液を水に注加し、次いで、遊離した有機層
をベンゼンで抽出した。このベンゼン層によく水
洗した後、芒硝で乾燥させた。溶媒を留去し、残
留分を減圧蒸留して（ｓ）−ｐ−（４−メチルヘキ
シル）オキシ安息香酸メチル（）37.5ｇを得
た。b.p.136〜137℃／0.4mmHg (d) （ｓ）−ｐ−（４−メチルヘキシル）オキシ安
息香酸（）の合成反応容器に、（ｓ）−ｐ−（メチルヘキシル）オ
キシ安息香酸メチル（）37.5ｇ、メタノール
200c.c.および95％苛性ソーダ18ｇ（水100c.c.に溶
解）を仕込み、還流下で、４時間攪拌した。反応
液を希塩酸中に注加し、析出物をイソプロピルエ
ーテル（IPE）で抽出した。このIPE層をよく水
洗した後、芒硝で乾燥させた。IPEを留去した
後、残留分をヘキサンより再結晶して（ｓ）−ｐ
−（４−メチルヘキシル）オキシ安息香酸（）
34ｇを得た。m.p.118〜125.5℃ (e) （ｓ）−ｐ−（４−メチルヘキシル）オキシ安
息香酸クロライド（）の合成反応容器に、（ｓ）−ｐ−（４−メチルヘキシル）
オキシ安息香酸34ｇ、ベンゼン150c.c.を仕込み、
還流下に攪拌しながら塩化チオニル35ｇを滴下し
た。次いで、同温度で６時間反応させた後、溶媒
と過剰の塩化チオニルを留去した。残留分を減圧
蒸留して（ｓ）−ｐ−（メチルヘキシル）オキシ安
息香酸クロライド（）32.7ｇを得た。b.p.133
℃／0.3mmHg (f) （ｓ）−４−オクチルビフエニル−4′−イル
ｐ−（４−メチルヘキシル）オキシベンゾエー
ト（）の合成反応容器に、４−オクチル−4′−ヒドロキシビ
フエニル（）２ｇ、ベンゼン30c.c.、ピリジン
0.6ｇを仕込み、攪拌しながら、室温下、（ｓ）−
ｐ−（４−メチルヘキシル）オキシ安息香酸クロ
ライド（）２ｇを滴下した。室温下で２時間、
さらに還流下で３時間、反応させた後、反応液を
水に注加した。遊離したベンゼン層をよく水洗
し、芒硝で乾燥させた。ベンゼンを留去し、残留分をアセトンより２回
再結晶して（ｓ）−４−オクチルビフエニル−
4′−イルｐ−（４−メチルヘキシル）オキシベン
ゾエート（）1.3ｇを得た。このものの含量は、液体クロマトグラフイーに
て99％以上、薄層クロマトグラフイーにて１スポ
ツトであつた。また、赤外線吸収スペクトル測定
によれば、特性値は、2800〜3000cm^-1，1740cm^-
^１，1260cm^-1であつた。また、マススペクトル分
析では、500に分子イオンピークが認められ、こ
のものの化学構造が支持された。このものを、メトラーホツトステージFP−82
にはさみ、偏光顕微鏡下で、相変化を観察したと
ころ以下のようであつた。 Cryst108 ――→ SmC^*125 ←―→ ch153 ←―→ Iso 実施例２〜４実施例１に準拠して、同様にして、各種の誘導
体を合成し、相転移温度を測定した結果を表１に
示す。〔表中、Ｒは、前記一般式（）における
Ｒであり、それにより各化合物を示す〕

【表】実施例５（ｓ）−４−オクチルビフエニル−4′−イルｐ
−（６−メチルオクチル）オキシベンゾエート
（）の合成 (a) （ｓ）−６−メチルオクチルブロマイド（）
の合成反応容器に粉末マグネシウム13.8ｇおよびテト
ラヒドロフラン（水素化リチウムアルミニウムで
処理した後に蒸留して精製）160c.c.を仕込み、こ
れに（ｓ）−２−メチルブチルブロマイド（Mol.
Cryst.Liq.Cryst48 37−52 1978の反応例に従つ
て合成b.p.123〜124℃）78ｇを滴下してグリニヤ
ール試薬を調製した。別に、反応容器に、１，４−ジブロモブタン
123ｇ、テトラヒドロフラン（THF）350c.c.、お
よび0.1mol／のジリチウムテトラクロロキユ
ープレート−THF溶液（Li₂CuCl₄／THF）18c.c.
を仕込み、０℃以下で、上記のグリニヤール試薬
を滴下した。０℃以下で１時間、10℃で１時間、さらに室温
下で１時間攪拌した後、反応液を希塩酸中に注加
した。遊離した有機層をベンゼンで抽出し、ベン
ゼン層を充分に水洗した。ベンゼン層を芒硝で乾
燥させた後、溶媒を留去し、残留分を減圧蒸留し
て（ｓ）−６−メチルオクチルボロマイド（）
60ｇを得た。b.p.102〜114℃／27mmHg (b) （ｓ）−ｐ−（６−メチルオクチル）オキシ安
息香酸メチル（）の合成反応容器にｐ−ヒドロキシ安息香酸メチル40.3
ｇ、（ｓ）−６−メチルオクチルブロマイド50ｇ、
無水炭酸カリウム67ｇおよびシクロヘキサノン
350c.c.を仕込み、120〜125℃で５時間攪拌した。次に、反応液を水に注加し、遊離した有機層を
エチルエーテルで抽出した。エーテル層をよく水
洗し、芒硝で乾燥させた。溶媒留去後、残留分を
減圧蒸留して（ｓ）−ｐ−（６−メチルオクチル）
オキシ安息香酸メチル（）55.5ｇを得た。b.
p.169〜171℃／1.0mmHg (c) （ｓ）−ｐ−（６−メチルオクチル）オキシ安
息香酸（）の合成反応容器に（ｓ）−ｐ−（６−メチルオクチル）
オキシ安息香酸メチル54ｇ、95％の苛性ソーダ20
ｇ（水200c.c.に溶解）、メタノール300c.c.を仕込み、
還流下３時間攪拌した。反応液を希塩酸中へ注加
し、析出物をベンゼンで抽出した。ベンゼン層を
よく水洗した後、芒硝で乾燥させた。溶媒を留去
後、残留分をヘキサンより再結晶して、（ｓ）−ｐ
−（６−メチルオクチル）オキシ安息香酸（）
43.1ｇを得た。m.p.126.5〜127℃ (d) （ｓ）−ｐ−（６−メチルオクチル）オキシ安
息香酸クロライド（）の合成反応容器に（ｓ）−ｐ−（６−メチルオクチル）
オキシ安息香酸48ｇおよびベンゼン200c.c.を仕込
み、還流下、攪拌しながら塩化チオニル45ｇを滴
下した。同温度で６時間反応させた後、ベンゼン
と過剰の塩化チオニルを留去した。残留分を減圧
蒸留して（ｓ）−ｐ−（６−メチルオクチル）オキ
シ安息香酸クロライド（）48ｇを得た。b.
p.151℃／0.25mmHg (e) （ｓ）−４−オクチルビフエニル−4′−イル
ｐ−（６−メチルオクチル）オキシベンゾエー
ト（）の合成反応容器に、４−オクチル−4′−ヒドロキシビ
フエニル２ｇ、ベンゼン30c.c.、ピリジン0.6ｇを
仕込み、攪拌しながら（ｓ）−ｐ−（６−メチルオ
クチル）オキシ安息香酸クロライド2.2ｇを滴下
した。室温下で２時間、さらに還流下で３時間反
応させた後、反応液を水中に注加した。遊離した
ベンゼン層をよく水洗した後、芒硝で乾燥させ
た。溶媒留去後、残留分をエタノールより２回再結
晶して（ｓ）−４−オクチルビフエニル−4′−イ
ルｐ−（６−メチルオクチル）オキシベンゾエー
ト1.8ｇを得た。このものの含量は、液体クロマトグラフイーに
て99％以上、薄層クロマトグラフイーにて１スポ
ツトであつた。また、赤外線吸収スペクトル測定
によれば、特性値は2800〜3000cm^-1，1730cm^-1，
1260cm^-1であつた。マススペクトル分析では、
528に分子イオンピークが認められ、このものの
化学構造が支持された。このものを、メトラーホ
ツトステージFP−82にはさみ、偏光顕微鏡下で
相変化を観察したところ以下のようであつた。 Cryst87.9 ――→ SmC^*140 ←―→ Ch15.8 ←―→ Iso 実施例６〜８実施例５に準拠して、同様にして、各種の誘導
体を合成し、相転移温度を測定した結果を表２に
示す。〔表中、Ｒは、前記一般式（）における
Ｒであり、それにより各化合物を示す〕

【表】各実施例で得られた化合物は、広い温度域にエ
ナンチオトロピツクSmC^*相を有しており、強誘
電性液晶組成物の温度範囲を拡張する成分として
いずれも有効である。実施例９表面にポリイミド系高分子膜を塗布し、ラビン
グ処理した２枚の透明電極を有するガラス基板
に、マイラーフイルムをはさんで液晶セルを組立
てた。なお、２枚の基板は、そのラビング方向は
平行になるようにされ、セル間隔は9μmである。
この液晶セルに各実施例で得られた化合物を封入
し、等方性液体からSmC^*相まで徐冷した。この
液晶セルを２枚の偏光板にはさみ、電圧を印加
し、極性を反転させると表示状態が変化した。こ
のように各実施例で得られた各化合物のSmC^*相
は、強誘電性を示し電気光学素子として使用し得
るものである。本発明に係る化合物は、化学的に安定であつ
て、強誘電性液晶組成物の温度範囲を拡張する成
分として有用なものである。

Claims

【特許請求の範囲】１一般式（）【化】（式中、Ｒは炭素原子数１〜18のアルキル基で
あり、ｎは３〜７の整数を表わし、＊の符号は、
光学活性原子を示すものである）で表わされる液晶性化合物。２一般式（）【化】（式中、Ｒは炭素原子数１〜18のアルキル基で
あり、ｎは３〜７の整数を表わし、＊の符号は光
学活性原子を示すものである）で表わされる液晶性化合物の少くとも１種を含有
することを特徴とする液晶組成物。