JPH0578542B2 - - Google Patents
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- JPH0578542B2 JPH0578542B2 JP60051512A JP5151285A JPH0578542B2 JP H0578542 B2 JPH0578542 B2 JP H0578542B2 JP 60051512 A JP60051512 A JP 60051512A JP 5151285 A JP5151285 A JP 5151285A JP H0578542 B2 JPH0578542 B2 JP H0578542B2
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- Japan
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- liquid crystal
- formula
- optically active
- compound
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/42—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40
- C09K19/46—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40 containing esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
- C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
- C09K19/20—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers
- C09K19/2007—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers the chain containing -COO- or -OCO- groups
- C09K19/2021—Compounds containing at least one asymmetric carbon atom
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Liquid Crystal Substances (AREA)
Description
〔利用分野〕
本発明は新規な液晶物室及び該液晶物質を含有
する液晶組成物に関し、さらに詳しくは光学活性
基を有するカイラル液晶物質及びそれらを含有す
るカイラル液晶組成物に関する。 〔従来の技術〕 現在、液晶表示素子としてはTN(Twisted
Nematic)型表示方式が最も広く用いられてい
るが、発光型表示素子(エレクトロルミネツセン
ス、プラズマデイスプレイ等)と比較して応答速
度が劣つている。この点における改善は種々試み
られているにもかかわらず、大巾な改善の可能性
はあまり残つていないようである。 そのためTN型表示素子に代わる別の原理によ
る液晶表示装置が種々試みられている。その一つ
に強誘電性液晶を利用する表示方式(N.A.Clark
ら:Applied Phys.lett.、36、899(1980))があ
る。この方式は強誘電性液晶のカイラルスメクチ
ツクC相(以下SC*相と略称する)、あるいはカ
イラルスメクチツクH相(以下SH*相と略称す
る)を利用するもので、それらの相が室温付近に
ある液晶材料が望まれている。 〔発明の目的〕 本発明者らは、強誘電性液晶を利用する表示方
式に適した液晶物質の開発を主たる目的として、
光学活性基を有する液晶物質を種々探察して本発
明に到達した。すなわち、本発明の目的は、光学
活性基を有する新規な液晶化合物、該化合物を含
む組成物および光スイツチング素子を提供するこ
とである。 〔発明の構成〕 本発明の化合物は、一般式
する液晶組成物に関し、さらに詳しくは光学活性
基を有するカイラル液晶物質及びそれらを含有す
るカイラル液晶組成物に関する。 〔従来の技術〕 現在、液晶表示素子としてはTN(Twisted
Nematic)型表示方式が最も広く用いられてい
るが、発光型表示素子(エレクトロルミネツセン
ス、プラズマデイスプレイ等)と比較して応答速
度が劣つている。この点における改善は種々試み
られているにもかかわらず、大巾な改善の可能性
はあまり残つていないようである。 そのためTN型表示素子に代わる別の原理によ
る液晶表示装置が種々試みられている。その一つ
に強誘電性液晶を利用する表示方式(N.A.Clark
ら:Applied Phys.lett.、36、899(1980))があ
る。この方式は強誘電性液晶のカイラルスメクチ
ツクC相(以下SC*相と略称する)、あるいはカ
イラルスメクチツクH相(以下SH*相と略称す
る)を利用するもので、それらの相が室温付近に
ある液晶材料が望まれている。 〔発明の目的〕 本発明者らは、強誘電性液晶を利用する表示方
式に適した液晶物質の開発を主たる目的として、
光学活性基を有する液晶物質を種々探察して本発
明に到達した。すなわち、本発明の目的は、光学
活性基を有する新規な液晶化合物、該化合物を含
む組成物および光スイツチング素子を提供するこ
とである。 〔発明の構成〕 本発明の化合物は、一般式
【化】
(上式において、R1は炭素数4〜18のアルキル
基又はアルコキシ基を、R2は炭素数4〜18のア
ルキル基、アルコキシ基、またはアルコキシカル
ボニル基を示すが、R1、R2のにずれか一方は光
学活性基であり、また、X1はハロゲン原子を示
し、m、nはいずれも0又は1であるがm+nは
0又は1である)で表わされる含ハロゲン光学活
性液晶化合物である。 本発明の液晶組成物は、上記一般式()で表
わされる含ハロゲン光学活性液晶化合物の少くと
も1種を1成分含有することを特徴とする。 本発明の光スイツチング素子は、上記一般式
()で表わされる含ハロゲン光学活性液晶化合
物の少くとも1種を1成分含有する少すとも2成
分以上からなるカイラルスメクチツク液晶組成物
を使用して構成されていることを特徴とする。 ()式の化合物をさらに具体的に示すと、そ
のm、nの値により大きく次の3つのグループに
分けることができる。 ()式でm=0、n=0のもの
基又はアルコキシ基を、R2は炭素数4〜18のア
ルキル基、アルコキシ基、またはアルコキシカル
ボニル基を示すが、R1、R2のにずれか一方は光
学活性基であり、また、X1はハロゲン原子を示
し、m、nはいずれも0又は1であるがm+nは
0又は1である)で表わされる含ハロゲン光学活
性液晶化合物である。 本発明の液晶組成物は、上記一般式()で表
わされる含ハロゲン光学活性液晶化合物の少くと
も1種を1成分含有することを特徴とする。 本発明の光スイツチング素子は、上記一般式
()で表わされる含ハロゲン光学活性液晶化合
物の少くとも1種を1成分含有する少すとも2成
分以上からなるカイラルスメクチツク液晶組成物
を使用して構成されていることを特徴とする。 ()式の化合物をさらに具体的に示すと、そ
のm、nの値により大きく次の3つのグループに
分けることができる。 ()式でm=0、n=0のもの
【化】
()式でm=0、n=1のもの
【化】
()式でm=1、n=0のもの
【化】
(上記各式において、R1、R2は前記と同じもの
を意味し、そのいずれか片方が光学活性基であ
り、XはF、Cl又はBrのハロゲン原子を示す) ()式の化合物のうち、さらに代表的なもの
の相転移点及びさらにあるものについてその自発
分極の値Ps及びSC*相の傾斜角を第1表に示す。
を意味し、そのいずれか片方が光学活性基であ
り、XはF、Cl又はBrのハロゲン原子を示す) ()式の化合物のうち、さらに代表的なもの
の相転移点及びさらにあるものについてその自発
分極の値Ps及びSC*相の傾斜角を第1表に示す。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
本発明の()式で示される化合物の多くは単
体でスメクチツクC相を呈し、その自発分極の大
きさPsが、従来知られているSC*相化合物に比較
して極めて大きく、それ故本発明の()式の化
合物は、すぐれた強誘電性液晶化合物であるとい
うことができる。本発明の()式の化合物のう
ちあるもののPs相は約130nC/cm2に達しており、
従来知られているSC*相化合物、たとえば、特開
昭53−22883号に記載されている次式の化合物
体でスメクチツクC相を呈し、その自発分極の大
きさPsが、従来知られているSC*相化合物に比較
して極めて大きく、それ故本発明の()式の化
合物は、すぐれた強誘電性液晶化合物であるとい
うことができる。本発明の()式の化合物のう
ちあるもののPs相は約130nC/cm2に達しており、
従来知られているSC*相化合物、たとえば、特開
昭53−22883号に記載されている次式の化合物
【化】
のPs値が本発明者らの測定によれば約1nC/cm2で
あり、それに比較して本発明の物質のPs値が極
めて大きいことがわかる。上記以外の公知の強誘
電性液晶化合物のPs値は大きいものでもせいぜ
い20nC/cm2までである。 また、傾斜角はその値が45°に近づく程ゲス
ト・ホスト型の光スイツチング素子のコントラス
トにとつて好適であることが知られているが、
()式の化合物は、その点においても、強誘電
性液晶材料として極めて興味のある値を示してい
る。 SC*相の光スイツチング効果を表示素子として
応用する場合TN表示方式にくらべて3つのすぐ
れた特徴がある。第1の特徴は非常に高速で応答
し、その応答時間は通常のTN表示方式の素子と
比較すると、応答時間は1/100如何である。第2
の特徴はメモリー効果があることであり、上記の
高速応答性とあいまつて、時分割駆動が容易であ
る。第3の特徴はTN表示方式で濃淡の階調をと
るには、印加電圧を調節して行なうが、しきい値
電圧の温度依存性や応答速度の電圧依存性などの
難問がある。しかしSC*相の光スイツチング効果
を応用する場合には極性の反転時間を調節するこ
とにより、容易に階調を得ることができ、グラフ
イツク表示に非常に適している。 表示方法としては、2つの方式が考えられ、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*相は自発分極をもつため、印
加電圧の極性を反転することにり、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
組成物を液晶分子が電極面に平行にならぶように
配向処理をを施した液晶表示セルに注入し、液晶
分子のダイレクター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
はさみ、電圧を印加して、極性を反転することに
より、明視野および暗視野(偏光子の対向角度に
より決まる)が得られる。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)を得ることができる。 一般にスメクチツク状態で液晶分子をガラス壁
面に平行に配向させることは難かしく、数十キロ
ガウス以上の磁場中で等方性液体から非常にゆつ
くりと冷却する(1℃〜2℃/hr)ことにより、
液晶分子を配向させているが、スメクチツク相を
呈する温度より高温域でコレステリツク相を有す
る液晶物質では磁場の代わりに50V〜100Vの直
流電圧を印加しながら、コレステリツク相を呈す
る温度から1℃/mmの冷却速度でスメクチツク相
を呈する温度へ冷却することにより、容易に均一
に配向したモノドメイン状態を得ることができ
る。 なお、()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()の製法において原料
として光学活性アルコールの代りに相当するセラ
ミ型アルコールを使用することによつて、同様に
製造されるものであるが、()とほぼ同じく相
転移点を示す。ただし、いうまでもなくセラミ体
の場合はSC*相を代りにSF相を、SF*相の代りに
SF相を呈する。 ()式の化合物は、また、光学活性炭素原子
を有するため、これをネマチツク液晶に添加する
ことによつて捩れた構造を誘起する能力を有す
る。捩れた構造を有するネマチツク液晶すなわち
カイラルネマチツク液晶は、TN型表示素子のい
わゆるリバース・ドメイン(reverse domain、
しま模様)を生成することがないので、()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。 なお、原料の光学活性アルカノール類のうち、
S(+)−2−オクタノール、R(−)−2−オクタ
ノール、S(−)−2−メチルブタノールは市販品
として容易に入手できるが、他の光学活性アルカ
ノール類は現在のところ高価で大量の使用には適
さない。本発明者らは文献(R.H.Pickardら、J.
Chem Soc.、99、45(1911))記載の方法によつ
て2−アルカノールのセラミ体の光学分割で得ら
れた光学活性2−アルカノールを原料として使用
したが、これらの光学活性アルカノールを使用す
ることによつて()式におけるR1、R2の異る
諸物質が得られる。しかし、2−アルカノール類
に関する限りでは、R1、R2の鎖長による液晶相
転移温度の変化はわずかであるので最も容易に入
手し得る2−オクタール及び2−メチルブタノー
ル以外の光学活性アルカノールを原料とすること
に格別な利点はない。その他の光学活性原料であ
る光学活性1級アルコール類、すなわち、
あり、それに比較して本発明の物質のPs値が極
めて大きいことがわかる。上記以外の公知の強誘
電性液晶化合物のPs値は大きいものでもせいぜ
い20nC/cm2までである。 また、傾斜角はその値が45°に近づく程ゲス
ト・ホスト型の光スイツチング素子のコントラス
トにとつて好適であることが知られているが、
()式の化合物は、その点においても、強誘電
性液晶材料として極めて興味のある値を示してい
る。 SC*相の光スイツチング効果を表示素子として
応用する場合TN表示方式にくらべて3つのすぐ
れた特徴がある。第1の特徴は非常に高速で応答
し、その応答時間は通常のTN表示方式の素子と
比較すると、応答時間は1/100如何である。第2
の特徴はメモリー効果があることであり、上記の
高速応答性とあいまつて、時分割駆動が容易であ
る。第3の特徴はTN表示方式で濃淡の階調をと
るには、印加電圧を調節して行なうが、しきい値
電圧の温度依存性や応答速度の電圧依存性などの
難問がある。しかしSC*相の光スイツチング効果
を応用する場合には極性の反転時間を調節するこ
とにより、容易に階調を得ることができ、グラフ
イツク表示に非常に適している。 表示方法としては、2つの方式が考えられ、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*相は自発分極をもつため、印
加電圧の極性を反転することにり、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
組成物を液晶分子が電極面に平行にならぶように
配向処理をを施した液晶表示セルに注入し、液晶
分子のダイレクター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
はさみ、電圧を印加して、極性を反転することに
より、明視野および暗視野(偏光子の対向角度に
より決まる)が得られる。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)を得ることができる。 一般にスメクチツク状態で液晶分子をガラス壁
面に平行に配向させることは難かしく、数十キロ
ガウス以上の磁場中で等方性液体から非常にゆつ
くりと冷却する(1℃〜2℃/hr)ことにより、
液晶分子を配向させているが、スメクチツク相を
呈する温度より高温域でコレステリツク相を有す
る液晶物質では磁場の代わりに50V〜100Vの直
流電圧を印加しながら、コレステリツク相を呈す
る温度から1℃/mmの冷却速度でスメクチツク相
を呈する温度へ冷却することにより、容易に均一
に配向したモノドメイン状態を得ることができ
る。 なお、()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()の製法において原料
として光学活性アルコールの代りに相当するセラ
ミ型アルコールを使用することによつて、同様に
製造されるものであるが、()とほぼ同じく相
転移点を示す。ただし、いうまでもなくセラミ体
の場合はSC*相を代りにSF相を、SF*相の代りに
SF相を呈する。 ()式の化合物は、また、光学活性炭素原子
を有するため、これをネマチツク液晶に添加する
ことによつて捩れた構造を誘起する能力を有す
る。捩れた構造を有するネマチツク液晶すなわち
カイラルネマチツク液晶は、TN型表示素子のい
わゆるリバース・ドメイン(reverse domain、
しま模様)を生成することがないので、()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。 なお、原料の光学活性アルカノール類のうち、
S(+)−2−オクタノール、R(−)−2−オクタ
ノール、S(−)−2−メチルブタノールは市販品
として容易に入手できるが、他の光学活性アルカ
ノール類は現在のところ高価で大量の使用には適
さない。本発明者らは文献(R.H.Pickardら、J.
Chem Soc.、99、45(1911))記載の方法によつ
て2−アルカノールのセラミ体の光学分割で得ら
れた光学活性2−アルカノールを原料として使用
したが、これらの光学活性アルカノールを使用す
ることによつて()式におけるR1、R2の異る
諸物質が得られる。しかし、2−アルカノール類
に関する限りでは、R1、R2の鎖長による液晶相
転移温度の変化はわずかであるので最も容易に入
手し得る2−オクタール及び2−メチルブタノー
ル以外の光学活性アルカノールを原料とすること
に格別な利点はない。その他の光学活性原料であ
る光学活性1級アルコール類、すなわち、
()式の化合物は下記の如く経路により合成
される。
される。
【化】
【化】
(ここで、R1、R2、m、nおよびX1は前記と同
じ意味である) すなわち、()の如き置換安息香酸類あるい
は置換ビフエニルカルボン酸類の酸ハロゲン化物
と()の如き置換フエノール類あるいは置換フ
エニルフエノール類をピリジンの如き塩基性溶媒
中で反応させることにより製造できる。 原料の一方であるカルボン酸類の酸ハロゲン化
物()は(1)を原料として以下の工程で製造され
る。
じ意味である) すなわち、()の如き置換安息香酸類あるい
は置換ビフエニルカルボン酸類の酸ハロゲン化物
と()の如き置換フエノール類あるいは置換フ
エニルフエノール類をピリジンの如き塩基性溶媒
中で反応させることにより製造できる。 原料の一方であるカルボン酸類の酸ハロゲン化
物()は(1)を原料として以下の工程で製造され
る。
【化】
【化】
【化】
すなわち、p−置換安息香酸あるいはp−置換
ビフエニルカルボン酸(1)に臭素、塩素、N,N−
ジクロル−p−トルエンスルホンアミドの如きハ
ロゲン化剤を作用させてハロゲンを導入し(2)とす
る(ただし、X1=Fのものは後記実施例1記載
の方法によるのが好適である。)。これに塩化チオ
ニルの如き塩化物を作用し酸塩化物()とす
る。この()式であらわされる置換安息香酸類
及び置換ビフエニルカルボン酸類には次のような
ものがある(ただし、式中Rはアルキル基を、
R*は炭素数4〜18の光学活性アルキル基を示し、
X1はハロゲン原子又は水素原子を示し、mは0
又は1である。)。
ビフエニルカルボン酸(1)に臭素、塩素、N,N−
ジクロル−p−トルエンスルホンアミドの如きハ
ロゲン化剤を作用させてハロゲンを導入し(2)とす
る(ただし、X1=Fのものは後記実施例1記載
の方法によるのが好適である。)。これに塩化チオ
ニルの如き塩化物を作用し酸塩化物()とす
る。この()式であらわされる置換安息香酸類
及び置換ビフエニルカルボン酸類には次のような
ものがある(ただし、式中Rはアルキル基を、
R*は炭素数4〜18の光学活性アルキル基を示し、
X1はハロゲン原子又は水素原子を示し、mは0
又は1である。)。
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
また、他方の原料である()式の置換フエノ
ール類はつぎの工程で製造する。
ール類はつぎの工程で製造する。
【化】
「()式においてR2がアルコキシカルボニル
基であるものは、既知物質である4−ヒドロキシ
−3−フルオロ安息香酸又は4−ヒドロキシ−2
−フルオロ安息香酸の公知の方法でエステル化す
ることによつて製造される。」 ()式で表わされる置換フエノール類あるい
は置換フエニルフエノール類にはつぎのようなも
のがある。 (ただし、式中Rはアルキル基を、R*は炭素数
4〜18の光学活性アルキル基を示し、nは0又は
1である。)
基であるものは、既知物質である4−ヒドロキシ
−3−フルオロ安息香酸又は4−ヒドロキシ−2
−フルオロ安息香酸の公知の方法でエステル化す
ることによつて製造される。」 ()式で表わされる置換フエノール類あるい
は置換フエニルフエノール類にはつぎのようなも
のがある。 (ただし、式中Rはアルキル基を、R*は炭素数
4〜18の光学活性アルキル基を示し、nは0又は
1である。)
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
以下、実施例により本発明の光学活性エステル
液晶化合物につき、さらに詳細に説明する。 なお、以下の実施例においては原料の光学活性
アルコールとしてはS型のものを使用した例だけ
を記載するが、R型の光学活性アルコールを原料
とした場合にもそれぞれ同一の相転移温度のもの
が得られる。これは理論上からも当然のことであ
る。ただし、旋光度、ら旋の捩れ向き、自発分極
の向きはS型とR型とでは逆になる。 実施例 1 〔光学活性3−フルオル−4−(1−メチル−
ヘプチルオキシ)安息香酸4′−オクチルオキシ−
4−ビスフエニリルエステル(()式において、
m=0、n=1、
液晶化合物につき、さらに詳細に説明する。 なお、以下の実施例においては原料の光学活性
アルコールとしてはS型のものを使用した例だけ
を記載するが、R型の光学活性アルコールを原料
とした場合にもそれぞれ同一の相転移温度のもの
が得られる。これは理論上からも当然のことであ
る。ただし、旋光度、ら旋の捩れ向き、自発分極
の向きはS型とR型とでは逆になる。 実施例 1 〔光学活性3−フルオル−4−(1−メチル−
ヘプチルオキシ)安息香酸4′−オクチルオキシ−
4−ビスフエニリルエステル(()式において、
m=0、n=1、
【式】
【式】R2=−OC8H17のもの、
化合物No.3)の製造〕
S(+)−2−オクタノール200g(1.536モル)
を乾燥ピリジン600mlに溶解し、そこへ系内の温
度が10℃以上にならないようにしながらp−トル
エンスルホン酸クロリド292.8g(1.536モル)を
乾燥トルエン440mlに溶解した溶液を滴下する。
滴下終了後、室温で1時間撹拌したのち、系内の
温度を50℃に加温し、そのまま2時間保つてから
冷却する。さらに水1とトルエン500mlを加え
て攪拌する。分離したトルエン層を6N−HCl、
ついで−苛性ソーダ水溶液で洗浄し、さらに中性
になるまで水洗する。トルエンを留去すると残留
物として321.0gの光学活性p−トルエンスルホ
ン酸1−メチル−ヘプチルエステルを得た。 一方、o−フルオロフエノール500g(4.46モ
ル)を水2に水酸化ナトリウム1250g(31.26
モル)を溶かした溶液へ加え、ここにクロロホル
ム1230gを滴下し、約60℃で2時間攪拌したの
ち、硫酸酸性とする。この溶液を熱過し、液
から析出した結晶を水−メタノール混合溶媒から
再結晶すると融点が119.5〜123.5℃である3−フ
ルオロ−4−ヒドロキシベンズアルデヒド35.3g
が得られた。この3−フルオロ−4−フドロキシ
ベンズアルデヒド30g(0.21モル)をメタノール
300mlに溶解しここへ水酸化カリウム12g(0.21
モル)を加え溶解する。そして先に合成した光学
活性p−トルエンスルホン酸1−メチル−ヘプチ
ルエステル65g(0.23モル)を滴下し、還流しな
がら4時間を保つたのち冷却、トルエン400mlと
6N−HCl100mlを加える。そのトルエン層を2N
−NaOH水溶液で洗浄したのち中性になるまで
洗浄した。トルエンを留去し残留物として14.7g
の光学活性3−フルオロ−4−(1−メチル−ヘ
プチルオキシ)−ベンズアルデドを得た。この光
学活性3−フルオロ−4−(1−メチル−ヘプチ
ルオキシ)−ベンズアルデヒド10g(0.04モル)
を酢酸200mlに溶解し、そこへ無水クロム酸4g
(0.04モル)を酢酸50ml、水40mlに溶かした溶液
を滴下し、40〜50℃で約6時間攪拌する。反応終
了後、反応物を氷水にあけ、析出した結晶を別
し融点が57.2〜59.2℃である3−フルオロ−4−
(1−メチルヘプチルオキシ)−安息香酸6.1gを
得た。この光学活性3−フルオロ−4−(1−メ
チル−ヘプチルオキシ)−安息香酸6g(0.022モ
ル)に塩化チオニル4.2%(0.035モル)を加え1
時間加攪撹拌還流したのち過剰の塩化チオニオを
留去して6.1gの光学活性3−フルオロ−4−(1
−メチル−ヘプチルオキシ)−安息香酸クロリド
を得た。 一方、4−(4′−オクチルオキシフエニル)フ
エノール11.2g(0.039モル)をピリジン10mlに
溶解し、先に得られた光学活性3−フルオロ−4
−(1−メチル−ヘプチルオキシ)−安息香酸クロ
リド10g(0.035モル)を加え、50〜60℃で約1
時間攪拌し一夜放置した。その後トルエン300ml、
水200mlを加え、トルエン層を6N−HCl、ついで
2N−NaOH水溶液で洗浄し、さらに中性になる
まで水洗した。トルエンを留去し、残留物をエタ
ノールから再結晶することにより目的物である光
学活性3−フルオロ−4−(1−メチルヘプチル
オキシ安息香酸4′−オクチルオキシ−4−ビフエ
ニルエステル2.3gを得た。このものの相転移転
は、C−SC*点64.5℃、SC*−Ch点97.2℃、Ch−
I点99.8℃であつた。また、この化合物の元素分
析値はつぎの如く計算値とよく一致した。 実測値 計算値(C35H45O4Fとして) C 76.10% 76.41% H 8.00% 8.27% F 3.20% 3.46% 実施例 2 〔光学活性3′−クロル−4′−オクチルオキシ−
4−ビフエニルカルボン酸p−(1−メチル−ヘ
プチルオキシフエニルエステル(()式におい
てm=1、n=0、
を乾燥ピリジン600mlに溶解し、そこへ系内の温
度が10℃以上にならないようにしながらp−トル
エンスルホン酸クロリド292.8g(1.536モル)を
乾燥トルエン440mlに溶解した溶液を滴下する。
滴下終了後、室温で1時間撹拌したのち、系内の
温度を50℃に加温し、そのまま2時間保つてから
冷却する。さらに水1とトルエン500mlを加え
て攪拌する。分離したトルエン層を6N−HCl、
ついで−苛性ソーダ水溶液で洗浄し、さらに中性
になるまで水洗する。トルエンを留去すると残留
物として321.0gの光学活性p−トルエンスルホ
ン酸1−メチル−ヘプチルエステルを得た。 一方、o−フルオロフエノール500g(4.46モ
ル)を水2に水酸化ナトリウム1250g(31.26
モル)を溶かした溶液へ加え、ここにクロロホル
ム1230gを滴下し、約60℃で2時間攪拌したの
ち、硫酸酸性とする。この溶液を熱過し、液
から析出した結晶を水−メタノール混合溶媒から
再結晶すると融点が119.5〜123.5℃である3−フ
ルオロ−4−ヒドロキシベンズアルデヒド35.3g
が得られた。この3−フルオロ−4−フドロキシ
ベンズアルデヒド30g(0.21モル)をメタノール
300mlに溶解しここへ水酸化カリウム12g(0.21
モル)を加え溶解する。そして先に合成した光学
活性p−トルエンスルホン酸1−メチル−ヘプチ
ルエステル65g(0.23モル)を滴下し、還流しな
がら4時間を保つたのち冷却、トルエン400mlと
6N−HCl100mlを加える。そのトルエン層を2N
−NaOH水溶液で洗浄したのち中性になるまで
洗浄した。トルエンを留去し残留物として14.7g
の光学活性3−フルオロ−4−(1−メチル−ヘ
プチルオキシ)−ベンズアルデドを得た。この光
学活性3−フルオロ−4−(1−メチル−ヘプチ
ルオキシ)−ベンズアルデヒド10g(0.04モル)
を酢酸200mlに溶解し、そこへ無水クロム酸4g
(0.04モル)を酢酸50ml、水40mlに溶かした溶液
を滴下し、40〜50℃で約6時間攪拌する。反応終
了後、反応物を氷水にあけ、析出した結晶を別
し融点が57.2〜59.2℃である3−フルオロ−4−
(1−メチルヘプチルオキシ)−安息香酸6.1gを
得た。この光学活性3−フルオロ−4−(1−メ
チル−ヘプチルオキシ)−安息香酸6g(0.022モ
ル)に塩化チオニル4.2%(0.035モル)を加え1
時間加攪撹拌還流したのち過剰の塩化チオニオを
留去して6.1gの光学活性3−フルオロ−4−(1
−メチル−ヘプチルオキシ)−安息香酸クロリド
を得た。 一方、4−(4′−オクチルオキシフエニル)フ
エノール11.2g(0.039モル)をピリジン10mlに
溶解し、先に得られた光学活性3−フルオロ−4
−(1−メチル−ヘプチルオキシ)−安息香酸クロ
リド10g(0.035モル)を加え、50〜60℃で約1
時間攪拌し一夜放置した。その後トルエン300ml、
水200mlを加え、トルエン層を6N−HCl、ついで
2N−NaOH水溶液で洗浄し、さらに中性になる
まで水洗した。トルエンを留去し、残留物をエタ
ノールから再結晶することにより目的物である光
学活性3−フルオロ−4−(1−メチルヘプチル
オキシ安息香酸4′−オクチルオキシ−4−ビフエ
ニルエステル2.3gを得た。このものの相転移転
は、C−SC*点64.5℃、SC*−Ch点97.2℃、Ch−
I点99.8℃であつた。また、この化合物の元素分
析値はつぎの如く計算値とよく一致した。 実測値 計算値(C35H45O4Fとして) C 76.10% 76.41% H 8.00% 8.27% F 3.20% 3.46% 実施例 2 〔光学活性3′−クロル−4′−オクチルオキシ−
4−ビフエニルカルボン酸p−(1−メチル−ヘ
プチルオキシフエニルエステル(()式におい
てm=1、n=0、
【式】R1=
C8H17O、
【式】のもの、化合物
No.16)の製造〕
N,N−ジクロロ−p−トルエンスルフオン酸
アミド(以後ジクロラミンTと略称)7.5g
(0.032モル)を酢酸100mlに溶解し塩酸0.4mlを加
える。4′−オクチルオキシ−4−ビフエニルカル
ボン酸20g(0.063モル)を酢酸100mlに溶解しこ
こへ上記のジクロラミンTの酢酸溶液を滴下し、
還流したのち一晩放置する。酢酸を留去し析出し
た結晶を過し、3′−クロル−4′−オクチルオキ
シ−4−ビフエニルカルボン酸14.8gを得た。 ハイドロキノンモノベンジルエーテル50g
(0.25モル)をエタノール250mlに加え、攪拌しな
がら水酸化ナトリウ12g(0.30モル)、実施例1
で合成した光学活性p−トルエンスルホン酸1−
メチル−ヘプチルエステル78g(0.274モル)を
加える。約10時間還流した後、エタノールを留去
し6N−HCl250ml、トルエン500mlを加えトルエ
ン抽出を行なう、トルエン層を2N−水酸化ナト
リウム水溶液、ついで水で洗浄し中性とした後、
溶媒を留去し、光学活性p−(1−メチル−ヘプ
チルオキシ)フエノールベンジルエーテル76gを
得た。このp−(1−メチル−ヘプチルオキシ)
フエノールベンジルエーテル50g(0.16モル)を
エタノール100mlに溶解し、Pd/C触媒の存在下
還元し、光学活性p−(1−メチル−ヘプチルオ
キシ)フエノール24gを得た。 つぎに、先に合成した3′−クロル−4′−オクチ
ルオキシ−4−ビフエニルカルボン酸10g
(0.026モル)に塩化チオニル5.0g(0.042モル)
を加え1時間加熱還流したのち過剰の塩化チオニ
ルを留去して11gの3′−クロル−4′−オクチルオ
キシ−4−ビフエニルカルボン酸クロリドを得
た。 光学活性p−(1−メチル−ヘプチルオキシ)
フエノール12g(0.06モル)をピリジン5mlに溶
解したものにこの3′−クロル−4′−オクチルオキ
シ−4−ビフエニルカルボン酸クロリド20g
(0.05モル)を加え50〜60℃で2時間反応させた。
加熱攪拌してから一夜放置後トルエン30ml、水20
mlを加えて攪拌し、そのトルエン層を6N−HCl
ついで2N−苛性ソーダ水溶液で洗浄し、さらに
中性になるまで水洗した。トルエンを留去し残留
物をエタノール再結晶して目的物である光学活性
3′−クロル−4′−オクチルオキシ−4−ビフエニ
ルカルボン酸p−(1−メチル−ヘプチルオキシ)
フエニルエステル11gを得た。このものの相転移
転はC−SC*点597.℃、SC*−SA点71.9℃、SI−
I点91.2℃であつた。また、元素分析値はつぎの
如く計算値とよく一致した 実測値 計算値(C35H45O4Fとして) C 74.20% 74.38% H 7.90% 8.03% F 6.20% 6.27% 実施例 3(使用例1) 4−エチル−4′−シアノビフエニル 20重量% 4−ペンチル−4′−シアノビフエニル 40重量% 4−オクチルオキシ−4′−シアノビフエニル
25重量% 4−ペンチル−4′−シアノターフエニル 15重量% からなるネマチツク液晶組成物を配向処理剤とし
て、ポリビニルアルコール(PVA)を塗布し、
その表面をラビングして平行配向処理を施した透
明電極からなる電極間隔10μmのセルに注入して
TN型表示セルとし、これを偏光顕微鏡下で観察
したところ、リバース・ツイストドメインを生じ
ているのが観察された。 この上記のネマチツク液晶組成物に本発明の下
記の化学式で示される。
アミド(以後ジクロラミンTと略称)7.5g
(0.032モル)を酢酸100mlに溶解し塩酸0.4mlを加
える。4′−オクチルオキシ−4−ビフエニルカル
ボン酸20g(0.063モル)を酢酸100mlに溶解しこ
こへ上記のジクロラミンTの酢酸溶液を滴下し、
還流したのち一晩放置する。酢酸を留去し析出し
た結晶を過し、3′−クロル−4′−オクチルオキ
シ−4−ビフエニルカルボン酸14.8gを得た。 ハイドロキノンモノベンジルエーテル50g
(0.25モル)をエタノール250mlに加え、攪拌しな
がら水酸化ナトリウ12g(0.30モル)、実施例1
で合成した光学活性p−トルエンスルホン酸1−
メチル−ヘプチルエステル78g(0.274モル)を
加える。約10時間還流した後、エタノールを留去
し6N−HCl250ml、トルエン500mlを加えトルエ
ン抽出を行なう、トルエン層を2N−水酸化ナト
リウム水溶液、ついで水で洗浄し中性とした後、
溶媒を留去し、光学活性p−(1−メチル−ヘプ
チルオキシ)フエノールベンジルエーテル76gを
得た。このp−(1−メチル−ヘプチルオキシ)
フエノールベンジルエーテル50g(0.16モル)を
エタノール100mlに溶解し、Pd/C触媒の存在下
還元し、光学活性p−(1−メチル−ヘプチルオ
キシ)フエノール24gを得た。 つぎに、先に合成した3′−クロル−4′−オクチ
ルオキシ−4−ビフエニルカルボン酸10g
(0.026モル)に塩化チオニル5.0g(0.042モル)
を加え1時間加熱還流したのち過剰の塩化チオニ
ルを留去して11gの3′−クロル−4′−オクチルオ
キシ−4−ビフエニルカルボン酸クロリドを得
た。 光学活性p−(1−メチル−ヘプチルオキシ)
フエノール12g(0.06モル)をピリジン5mlに溶
解したものにこの3′−クロル−4′−オクチルオキ
シ−4−ビフエニルカルボン酸クロリド20g
(0.05モル)を加え50〜60℃で2時間反応させた。
加熱攪拌してから一夜放置後トルエン30ml、水20
mlを加えて攪拌し、そのトルエン層を6N−HCl
ついで2N−苛性ソーダ水溶液で洗浄し、さらに
中性になるまで水洗した。トルエンを留去し残留
物をエタノール再結晶して目的物である光学活性
3′−クロル−4′−オクチルオキシ−4−ビフエニ
ルカルボン酸p−(1−メチル−ヘプチルオキシ)
フエニルエステル11gを得た。このものの相転移
転はC−SC*点597.℃、SC*−SA点71.9℃、SI−
I点91.2℃であつた。また、元素分析値はつぎの
如く計算値とよく一致した 実測値 計算値(C35H45O4Fとして) C 74.20% 74.38% H 7.90% 8.03% F 6.20% 6.27% 実施例 3(使用例1) 4−エチル−4′−シアノビフエニル 20重量% 4−ペンチル−4′−シアノビフエニル 40重量% 4−オクチルオキシ−4′−シアノビフエニル
25重量% 4−ペンチル−4′−シアノターフエニル 15重量% からなるネマチツク液晶組成物を配向処理剤とし
て、ポリビニルアルコール(PVA)を塗布し、
その表面をラビングして平行配向処理を施した透
明電極からなる電極間隔10μmのセルに注入して
TN型表示セルとし、これを偏光顕微鏡下で観察
したところ、リバース・ツイストドメインを生じ
ているのが観察された。 この上記のネマチツク液晶組成物に本発明の下
記の化学式で示される。
【化】
(化合物No.11)
含ハロゲン光学活性液晶化合物を1重量%添加
し、同様にTN型セルにて観察したところ、リバ
ース・ツイストドメインは解消され、均一なネマ
チツク相が観察された。 実施例 4(使用例2) 本発明の()式の含ハロゲン光学活性液晶化
合物5種を用いて、下記の組成の液相組成物を調
製した。
し、同様にTN型セルにて観察したところ、リバ
ース・ツイストドメインは解消され、均一なネマ
チツク相が観察された。 実施例 4(使用例2) 本発明の()式の含ハロゲン光学活性液晶化
合物5種を用いて、下記の組成の液相組成物を調
製した。
【化】
(化合物No.14) 30重量%
【化】
(化合物No.18) 20重量%
【化】
(化合物No.19) 20重量%
【化】
(化合物No.6) 15重量%
【化】
(化合物No.3) 15重量%
組成物の調製法は、上記5種の液晶化合物を所
定の重量秤量し、5種の化合物を試料ビン中で加
熱溶解しながら混合するものである。 得られた組成物を用いて実検用液晶素子を作成
した。すなわち、酸化インジウム透明電極が設け
られているガラス基板上にPVA膜を設け、一定
方向にラビングし、2枚の基板のラビング方向が
平行になるようにガラスフアイバー(径4μm)
をスペーサーとして液晶セルを組み立て、これに
上記液晶組成物を真空封入したものである。この
液晶素子を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、20Vの印加によつて透明
強度の変化が観測された。 この時の透明光強度の変化から応答時間を求め
ると、25℃で1.2msecの値を示し、コントラスト
も、1:20の値であつた。 なお、上記液晶組成物について、偏光顕微鏡に
よりテクスチユアの温度変化を調べたところ、15
℃から64℃の温度範囲で強誘電性液晶となること
が判明し、その自発分極の大きさは、25℃で
29nC/cm2であつた。 実施例 5(使用例3) 本発明の()式の含ハロゲン光学活性液晶化
合物及び既知のカイラルスメクチツク液晶化合物
を用いて、下記の組成の液晶組成物を実施例4と
同様な方法で調製した。
定の重量秤量し、5種の化合物を試料ビン中で加
熱溶解しながら混合するものである。 得られた組成物を用いて実検用液晶素子を作成
した。すなわち、酸化インジウム透明電極が設け
られているガラス基板上にPVA膜を設け、一定
方向にラビングし、2枚の基板のラビング方向が
平行になるようにガラスフアイバー(径4μm)
をスペーサーとして液晶セルを組み立て、これに
上記液晶組成物を真空封入したものである。この
液晶素子を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、20Vの印加によつて透明
強度の変化が観測された。 この時の透明光強度の変化から応答時間を求め
ると、25℃で1.2msecの値を示し、コントラスト
も、1:20の値であつた。 なお、上記液晶組成物について、偏光顕微鏡に
よりテクスチユアの温度変化を調べたところ、15
℃から64℃の温度範囲で強誘電性液晶となること
が判明し、その自発分極の大きさは、25℃で
29nC/cm2であつた。 実施例 5(使用例3) 本発明の()式の含ハロゲン光学活性液晶化
合物及び既知のカイラルスメクチツク液晶化合物
を用いて、下記の組成の液晶組成物を実施例4と
同様な方法で調製した。
【化】
40重量%
【化】
20重量%
【化】
20重量%
【化】
(化合物No.9) 20重量%
得られた組成物に二色性色素としてアントラキ
ノン系色素のD−16(BDH社製品)を3重量%添
加して、いわゆるゲスト・ホスト型にしたものを
セル厚6μmの実施例4と同様なセルに注入し、
一枚の偏光板を使用し、電界を印加したところ、
20Vの印加によつ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を求め
ると、25℃で約2msecの値を示した。 なお、上記液晶組成物について、偏光顕微鏡に
よりテクスチユアの温度変化を調べたところ、10
℃から50℃の温度範囲で強誘電性液晶となること
が判明し、その自発分極の大きさは、25℃で
16nC/cm2であつた。
ノン系色素のD−16(BDH社製品)を3重量%添
加して、いわゆるゲスト・ホスト型にしたものを
セル厚6μmの実施例4と同様なセルに注入し、
一枚の偏光板を使用し、電界を印加したところ、
20Vの印加によつ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を求め
ると、25℃で約2msecの値を示した。 なお、上記液晶組成物について、偏光顕微鏡に
よりテクスチユアの温度変化を調べたところ、10
℃から50℃の温度範囲で強誘電性液晶となること
が判明し、その自発分極の大きさは、25℃で
16nC/cm2であつた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 一般式 【化】 (上式において、R1は炭素数4〜18のアルキル
基又はアルコキシ基を、R3は炭素数4〜18のア
ルキル基、アルコキシ基又はアルコキシカルボニ
ル基を示すが、R1、R2のいずれが一方が光学活
性基であり、また、X1はハロゲン原子を示し、
m、nはいずれも0又は1であるがm+nは0又
は1である)で表わされる含ハロゲン光学活性液
晶化合物。 2 一般式 【化】 (上式において、R1は炭素数4〜18のアルキル
基又はアルコキシ基を、R2は炭素数4〜18のア
ルキル基、アルコキシ基又はアルコキシカルボニ
ル基を示すが、R1、R2のいずれか一方は光学活
性基であり、また、X1はハロゲン原子を示し、
m、nはいずれも0又は1であるがm+nは0又
は1である) で表わされる含ハロゲン光学活性液晶化合物の少
くとも1種を1成分含有することを特徴とする少
くとも2成分以上からなるカイラルスメクチツク
液晶組成物。 3 複数種の()式の化合物のみからなる特許
請求の範囲第2項記載のカイラルスメクチツク液
晶組成物。 4 一般式 【化】 (上式において、R1は炭素数4〜18のアルキル
基又はアルコキシ基を、R2は炭素数4〜18のア
ルキル基、アルコキシ基又はアルコキシカルボニ
ル基を示すが、R1、R2のいずれか一方が光学活
性基であり、また、X1はハロゲン原子を示し、
m、nはいずれも0又は1であるがm+nは0又
は1である) で表わされる含ハロゲン光学活性液晶化合物の少
くとも1種を1成分含有する少くとも2成分以上
からなるカイラルスメクチツク液晶組成物を使用
して構成された光スイツチング素子。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60051512A JPS61210056A (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 含ハロゲン光学活性液晶化合物及び液晶組成物 |
| US06/838,561 US4780242A (en) | 1985-03-14 | 1986-03-11 | Halogen-containing, optically active liquid crystal compound and liquid crystal composition containing same |
| EP86301889A EP0197677B1 (en) | 1985-03-14 | 1986-03-14 | Halogen-containing, optically active liquid crystal compound and liquid crystal composition containing same |
| DE3689571T DE3689571T2 (de) | 1985-03-14 | 1986-03-14 | Halogenhaltige, optisch aktive Flüssigkristallverbindung und dieselbe enthaltende Flüssigkristallzusammensetzung. |
| JP2071532A JPH02275839A (ja) | 1985-03-14 | 1990-03-20 | 光学活性液晶化合物および液晶組成物 |
| US07/999,141 US5312564A (en) | 1985-03-14 | 1992-12-31 | Halogen-containing, optically active liquid crystal compound and liquid crystal composition containing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60051512A JPS61210056A (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 含ハロゲン光学活性液晶化合物及び液晶組成物 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2071532A Division JPH02275839A (ja) | 1985-03-14 | 1990-03-20 | 光学活性液晶化合物および液晶組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61210056A JPS61210056A (ja) | 1986-09-18 |
| JPH0578542B2 true JPH0578542B2 (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=12889056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60051512A Granted JPS61210056A (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 含ハロゲン光学活性液晶化合物及び液晶組成物 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4780242A (ja) |
| EP (1) | EP0197677B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61210056A (ja) |
| DE (1) | DE3689571T2 (ja) |
Families Citing this family (50)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0629223B2 (ja) * | 1985-04-04 | 1994-04-20 | 大日本インキ化学工業株式会社 | 新規化合物および液晶組成物 |
| EP0188222B1 (en) * | 1985-01-09 | 1992-04-29 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Novel liquid cristalline compounds having substituents |
| JPH0678280B2 (ja) * | 1985-04-26 | 1994-10-05 | 大日本インキ化学工業株式会社 | 強誘電性化合物および液晶組成物 |
| US4943386A (en) * | 1985-01-09 | 1990-07-24 | Dainippon Ink & Chemicals, Inc. | Liquid crystalline compounds having substituents |
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