JPH0578669A - ケイ素を含有する光学活性シアノシクロプロパン誘導体、それを含む液晶組成物及び液晶表示素子 - Google Patents

ケイ素を含有する光学活性シアノシクロプロパン誘導体、それを含む液晶組成物及び液晶表示素子

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JPH0578669A
JPH0578669A JP3079343A JP7934391A JPH0578669A JP H0578669 A JPH0578669 A JP H0578669A JP 3079343 A JP3079343 A JP 3079343A JP 7934391 A JP7934391 A JP 7934391A JP H0578669 A JPH0578669 A JP H0578669A
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cyanocyclopropane
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JP3079343A
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Sadao Takehara
貞夫 竹原
Masashi Osawa
政志 大沢
Kayoko Nakamura
佳代子 中村
Tamejirou Hiyama
為次郎 檜山
Tetsuo Kusumoto
哲生 楠本
Akiko Nakayama
昭子 中山
Kenichi Sato
健一 佐藤
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DIC Corp
Sagami Chemical Research Institute
Original Assignee
Sagami Chemical Research Institute
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】 式(I) (1例を次式に示す) で表わされるケイ素を含有する光学活性シアノシクロプ
ロパン誘導体、及びその合成中間体、これを含有する特
に強誘電性液晶組成物及びそれを用いた液晶表示素子。 【効果】 式(I)の化合物は、母体液晶中に少量添加
するだけで、大きい自発分極を誘起できるので、これを
用いて広い温度範囲で高速応答が可能な強誘電性液晶組
成物を得ることができる。得られた組成物は配向性も良
く、水、光等に対する化学的安定性にも優れているの
で、表示用液晶光スイッチング素子の材料として有用で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規なケイ素を含有す
る光学活性シアノシクロプロパン誘導体及び液晶材料に
係わり、特に応答性、メモリー性に優れた強誘電性液晶
表示用材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子は、その優れた特徴(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、そのうち最も一般的な表示方式
であるツイステッド・ネマチック(TN)型において
は、CRT等の他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
光シャッター、プリンターヘッド、あるいはさらに時分
割駆動の必要なテレビなど動画面への応用には多くの制
約があり、必ずしも適した表示方式とはいえなかった。
【0003】最近になって、強誘電性液晶を用いる表示
方式が報告され、これによると、TN型液晶の100〜
1000倍という高速応答とメモリー効果とが得られる
ため、次世代液晶表示素子として期待され、現在盛んに
研究開発が進められている。
【0004】強誘電性液晶の液晶相は、チルト系のキラ
ルスメクチック相に属するものであるが、そのうちキラ
ルスメクチックC(以下、SC*と省略する。)相が最
も低粘性であり最も望ましい。SC*相を示す液晶化合
物(以下、SC*化合物と省略する。)は既に数多く合
成され検討されているが、強誘電性液晶素子として用い
るための以下の条件、すなわち(イ)室温を含む広い温
度範囲でSC*相を示すこと、(ロ)良好な配向性を得
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、(ヘ)高速応答を示すこと、を
単独で満足するような化合物は知られていない。そのた
め、数種あるいはそれ以上の化合物を混合してSC*
を示す液晶組成物(以下、SC*液晶組成物と省略す
る。)として用いる必要がある。
【0005】SC*液晶組成物の調製方法としては、ア
キラルな化合物から成り、スメクチックC(以下、SC
と省略する。)相を示す母体液晶に、光学活性化合物か
ら成るドーパントを、いわゆるキラルドーパントとして
添加する方法が、より低粘性の組成物を得ることがで
き、高速応答が可能となるので、最も一般的である。キ
ラ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*相を示す必要はなく、また、液晶相すら示す必
要もないが、少量の添加で液晶組成物に充分な自発分極
を誘起することや、キラルドーパントとして誘起する螺
旋のピッチが充分大きいことなどの性質を示すことが必
要である。
【0006】キラルドーパントとして大きな自発分極を
誘起するためには、強い双極子モーメントを有する基が
化合物分子の中心骨格(コア)及び不斉炭素になるべく
近接し、固定されていることが必要であることは既に知
られている。このような考えに基づき本発明者らは一般
式(III)
【0007】
【化3】
【0008】(式中、Mesは液晶骨格を表わし、Rは
アルキル基を表わす。)で表わされる光学活性シアノシ
クロプロパン誘導体を合成し、この化合物が、少量の添
加で液晶組成物の充分大きな自発分極を誘起し、高速応
答性のSC*液晶組成物の調製が可能となることを見い
だした。(第16回液晶討論会予稿集36ページ、及び
特願平1−331270号公報)
【0009】また、誘起する自発分極を大きくするため
に、側鎖にケイ素を導入することも報告されている。
(特開平2−91080号公報)これによると、光学活
性基と逆側の側鎖をトリアルキルシリル基で置換された
アルコキシ基とすることにより、直鎖アルキル基を用い
た場合に比べて、自発分極が強くなることが示されてい
るが、光学活性基側の側鎖にケイ素を導入した場合や、
その時の効果等については、全く知られていない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、強い自
発分極を誘起する化合物は知られていたものの、それら
の性質は充分に満足できるものとはいえなかった。特に
その応答性において、更に高速応答が望まれたからであ
る。強誘電性液晶の応答時間(τ)はその粘度に比例
し、自発分極に反比例することが知られている。したが
って、応答時間を短くするには粘度を低くして、自発分
極を大きくすればよいことになる。しかしながら、自発
分極はあまり大きくするとメモリー性に悪影響を及ぼ
し、また液晶組成物の粘度を大きくしてしまうため、実
際には、ある程度以上には自発分極を大きくできないの
が実状である。そのため、応答を高速化するには、液晶
の粘度を小さくする必要がある。大きい自発分極を誘起
するような光学活性な化合物は、アキラルな母体化合物
に比べてはるかに粘度が大きいので、その添加量はなる
べく少ない方が、SC*液晶組成物の粘度を小さくする
ことができる。従って、ある程度大きい自発分極を誘起
するために必要な光学活性化合物の量は、少なければ少
ないほど高速応答を得るためには望ましい。
【0011】本発明が解決しようとする課題は、キラル
ドーパントとして母体液晶に少量添加することにより大
きな自発分極を誘起し、高速応答が可能となるような光
学活性化合物を提供し、またそのような強誘電性液晶表
示用材料を提供することにある。
【0012】
【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、一般式(I)
【0013】
【化4】
【0014】(式中、R1は炭素原子数1〜18のアル
キル基を表わすが、好ましくは炭素原子数2〜12のア
ルキル基を表わし、特に好ましくは炭素原子数2〜12
の直鎖状アルキル基を表わし、Xは単結合、−O−、−
S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO
−を表わすが、好ましくは単結合又は−O−を表わし、
環A及び環Bはそれぞれ独立的に、1個又は2個のフッ
素原子により置換されていてもよい1,4−フェニレン
基、トランス−1,4−シクロヘキシレン基、ピリジン
−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、
ピラジン−2,5−ジイル基、ピリダジン−3,6−ジ
イル基又は1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表
わすが、好ましくは1個又は2個のフッ素原子により置
換されていてもよい1,4−フェニレン基又はトランス
−1,4−シクロヘキシレン基を表す。Yは−COO
−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CH2
CH2−、−C≡C−、又は単結合を表わし、mは0又
は1を表わすが好ましくは0を表わし、Zは−COO−
又は−CH2O−を表わすが、好ましくは−COO−を
表わし、nは1又は2を表わすが、好ましくは1を表わ
し、lは2〜10の整数を表すが、好ましくは2を表わ
す。R2は炭素原子数1〜18のアルキル基を表わす
が、好ましくは炭素原子数1〜8の直鎖状アルキル基を
表わし、シアノシクロプロパン環の1位及び2位の不斉
炭素原子は、各々独立的に(R)又は(S)配置であ
る。)で表わされる光学活性シアノシクロプロパン誘導
体を提供するものである。
【0015】本発明は、また、これらの式(I)で表わ
される化合物の合成中間体として、一般式(II)
【0016】
【化5】
【0017】(式中、n、l及びR2は式(I)におけ
ると同じ意味をもつ。)で表わされるケイ素を含有する
光学活性シアノシクロプロパン誘導体を提供する。
【0018】本発明は、また、これらの一般式(I)で
表わされるケイ素を含有する光学活性シアノシクロプロ
パン誘導体を用いた液晶組成物及び液晶表示素子を提供
するものである。
【0019】本発明の液晶組成物は、上記一般式(I)
で表わされる化合物の少なくとも1種を構成成分として
含有するものであり、特に強誘電性液晶表示用として
は、主成分であるSC相を示す母体液晶中に、上記一般
式(I)で表わされる化合物の少なくとも1種をキラル
ドーパントの一部又は全部としてなるSC*液晶組成物
が適している。また、本発明の一般式(I)で表わされ
る化合物をネマチック液晶に少量添加することにより、
TN型液晶としていわゆるリバースドメインの防止に、
あるいはスーパー・ツイステッド・ネマチック(ST
N)型液晶としての用途などに利用できる。
【0020】本発明に係わる一般式(I)で表わされる
化合物は、例えば、次の製造方法に従って製造すること
ができる。
【0021】一般式(I)において、Zが−COO−を
表す化合物の場合、一般式(II)で表わされる光学活性
化合物と一般式(IV)
【0022】
【化6】
【0023】(式中、R1、X、環A、環B、Y、mは
一般式(I)におけると同じ意味をもつ。)で表わされ
るカルボン酸を、ジシクロヘキシルカルボジイミド(D
CC)等の縮合剤存在下で反応させることにより容易に
製造できる。あるいは、一般式(IV)のカルボン酸を酸
塩化物に導いた後、ピリジン等の塩基存在下、一般式
(II)で表わされる化合物と反応させることによっても
製造できる。
【0024】一般式(I)において、Zが−CH2O−
を表わす化合物の場合、一般式(II)で表わされる化合
物を塩基存在下、一般式(V)
【0025】
【化7】
【0026】(式中、R1、X、環A、環B、Y、mは
一般式(I)におけると同じ意味をもち、Wは塩素、臭
素、沃素、p−トルエンスルホニルオキシ基等の脱離基
を表わす。)の化合物と反応させることにより製造する
ことができる。
【0027】ここで、一般式(II)のケイ素を含有する
光学活性シアノシクロプロパン誘導体は新規な化合物で
あり、以下のようにして製造することができる。即ち、
一般式(VI)
【0028】
【化8】
【0029】(式中、R3はメチル基等の低級アルキル
基を表わし、nは1又は2を表わす。)で表わされるフ
ェニルアセトニトリル誘導体を、ブチルリチウム等の強
塩基存在下、光学活性なエピクロロヒドリンと反応させ
て、更に塩基で処理することにより、一般式(VII)
【0030】
【化9】
【0031】(式中、R3及びnは一般式(VI)におけ
ると同じ意味をもつ。)で表わされる光学活性オキシラ
ンを得る。これと、ヨウ化銅(I)等の触媒存在下に、
一般式(VIII)
【0032】
【化10】
【0033】(式中、R2及びlは、一般式(I)にお
けると同じ意味をもつ。)で表わされるケイ素を含有す
るグリニヤール化合物を反応させることにより、一般式
(IX)
【0034】
【化11】
【0035】(式中、R3は式(VI)におけると同じ意
味をもち、R2、n及びlは一般式(I)におけると同
じ意味をもつ。)で表わされるケイ素を含有する光学活
性なヒドロキシアルカンニトリル誘導体を得ることがで
きる。次に、このOH基をトシル化した後、塩基によ
り、環化させることにより、一般式(X)
【0036】
【化12】
【0037】(式中、R3は式(VI)におけると同じ意
味をもち、R2、n及びlは一般式(I)におけると同
じ意味をもつ。)で表わされるケイ素を含有する光学活
性なシアノシクロプロパン誘導体を得ることができる。
この化合物はシアノシクロプロパン環の1位の不斉炭素
によるジアステレオマー混合物であるが、通常の分離手
段により容易に両者を単離することができる。
【0038】次に、これを塩化アルミニウム−ジメチル
スルフィド等により脱アルキル化することにより、一般
式(II)で表わされる化合物を得ることができる。
【0039】また一般式(IV)、(V)又は(VI)で表
わされる化合物は、ほとんどが既に知られており、通常
の合成化学的手法により得ることができる。また一般式
(VIII)のグリニヤール化合物は市販の、又は市販のク
ロロシランから容易に合成できるクロロアルキルトリア
ルキルシランから容易に調製することができる。
【0040】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を得ることができるが、これらに属
する個々の具体的な化合物は、融点などの相転移温度、
赤外吸収スペクトル(IR)、核磁気共鳴スペクトル
(NMR)、質量スペクトル(MS)等の手段により確
認することができる。
【0041】斯くして得られた一般式(I)で表わされ
る化合物の代表的なものの例を第1表に掲げる。
【0042】
【表1】
【0043】(表中、Crは結晶相を、Iは等方性液体
相を夫々表わす。)
【0044】式(I)の化合物の優れた特徴の1つとし
ては、少量の添加でも充分に大きい自発分極を誘起でき
ることをあげることができる。例えば、後述の実施例5
の第1表のNo.1に示された化合物を、SC相を示す母
体液晶にわずかに5重量%添加して得られるSC*液晶
組成物では、25℃における自発分極の値は6.8nC/cm2
であるが、これは液晶における不斉源として最も普通に
用いられる(S)−2−メチルブタノール由来のSC*
液晶化合物、例えば4−(4−デシルオキシベンジリデ
ンアミノ)ケイ皮酸−(S)−2−メチルブチル(DO
BAMBC)の自発分極が母体液晶に添加することなく
単独でも4nC/cm2程度であることと比較すると、非常に
大きいことがわかる。また特願平1−331270号に
示された、ケイ素は含まないが本発明の一般式(I)で
表わされる化合物と類似構造を有する化合物
【0045】
【化13】
【0046】を同一母体液晶に同量添加して得られたS
*液晶組成物では、同温度における自発分極の値は
2.5nC/cm2にすぎないので、光学活性なシアノ
シクロプロパン環の側鎖にケイ素を導入することが、自
発分極の増大に優れた効果を示していることがわかる。
このため非キラルの母体液晶に2〜3重量%程度以上添
加すれば、高速応答に充分な程度の自発分極を誘起する
ことが可能となる。
【0047】本発明の一般式(I)で表わされる化合物
に於いては、そのシアノシクロプロパン環の1位及び2
位にそれぞれ不斉炭素が存在する。例えばl=2の場合
にその絶対配置が等しいとき、即ち(1S,2S)又は
(1R,2R)の場合と、絶対配置が互いに異なる場合
とを比較すると、自発分極は絶対配置が等しいときがや
や大きく、誘起する螺旋ピッチは絶対配置が互いに異な
る場合が大きい傾向にある。
【0048】一般式(I)で表わされる化合物は単独で
は液晶相を示さないものが多いが、添加量は少量で済む
ので、液晶組成物の液晶相、特にSC*相の温度範囲を
狭くすることはあまりない。
【0049】本発明の一般式(I)で表わされる化合物
をドーパントとして添加する母体液晶に用いられるSC
化合物としては、例えば下記一般式(A)
【0050】
【化14】
【0051】(式中、Ra及びRbはアルキル基、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し、同一
であっても異なっていてもよい。)で表わされるフェニ
ルベンゾエート系化合物や、一般式(B)
【0052】
【化15】
【0053】(式中、Ra及びRbは一般式(A)におけ
ると同じ意味を表す。)で表わされるフェニルピリミジ
ン系化合物をあげることができる。
【0054】また、一般式(A)、(B)を含めて一般
式(C)
【0055】
【化16】
【0056】(式中、Ra及びRbは一般式(A)におけ
ると同じ意味を表わし、環L及び環Mはそれぞれ1,4
−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、ピリジ
ン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル
基、ピラジン−2,5−ジイル基、ピリダジン−3,6
−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基あ
るいはこれらのハロゲン置換体を表わし、同一であって
も異なっていてもよく、Zaは−COO−、−OCO
−、−CH2O−、−OCH2−、−CH2CH2−、−C
≡C−又は単結合を表わす。)で表わされる化合物も同
様の目的に使用することができる。
【0057】また、SC相の温度範囲を高温域に拡大す
る目的には一般式(D)
【0058】
【化17】
【0059】(式中、Ra及びRbは一般式(A)におけ
ると同じ意味を表わし、環L、環M及び環Nは前記一般
式(C)における環L、環Mと同じ意味を表わし、同一
であっても異なっていてもよく、Za及びZbはそれぞれ
前記一般式(C)のZaと同じ意味を表わし、同一であ
っても異なっていてもよい。)で表わされる3環の化合
物を用いることができる。これらの化合物は、混合して
SC液晶組成物として用いるのが効果的であるが、組成
物としてSC相を示せばよいのであって、個々の化合物
については必ずしもSC相を示す必要はない。
【0060】こうして得られたSC液晶組成物に、本発
明の一般式(I)で表される化合物、及び必要とあれば
他の光学活性化合物をキラルドーパントとして加えるこ
とにより、容易に室温を含む広い温度範囲でSC*相を
示すような液晶組成物を得ることができる。
【0061】また、本発明の一般式(I)で表わされる
化合物を、上記SC母体液晶組成物に添加して得られた
SC*液晶組成物は、2枚の透明ガラス電極間に1〜2
0μm程度の薄膜として封入することにより、表示用セ
ルとして使用できる。良好なコントラストを得るために
は、均一に配向したモノドメインとする必要がある。こ
のため多くの方法が試みられているが、良好な配向性を
示すためには液晶材料としては、高温側からI(等方性
液体)相−N*(キラルネマチック)相−SA(スメク
チックA)相−SC*相又はI相−SA相−SC*相の相
系列を示し、N*相及びSC*相における螺旋ピッチを大
きくすることが必要であるといわれている。螺旋ピッチ
を大きくするには、一般には互いに捩れの向きが逆のキ
ラル化合物を適量混合する方法が用いられているが、本
発明の化合物では誘起する螺旋ピッチはかなり大きいう
えに、高速応答のために必要な添加量は少なく、その程
度の添加ではその調整はほとんど必要がない。
【0062】
【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。
【0063】なお、化合物の構造は、IR、NM
R、MS及び元素分析により確認した。また相転移
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、(neat)は液膜
による測定を表わす。NMRにおけるCDCl3は溶媒
を表わし、sは1重線、dは2重線、tは3重線、mは
多重線を、また例えばdtは2重の3重線を表わし、J
はカップリング定数を表わす。MSにおけるM+は親ピ
ークを表わし、( )内の数値はそのピークの相対強度
を表わす。温度は℃を表わし、組成物中における「%」
はすべて「重量%」を表わす。
【0064】(実施例1) (1R,2R)及び(1
S,2R)−1−シアノ−1−(4−ヒドロキシフェニ
ル)−2−(2−トリメチルシリルエチル)シクロプロ
パン(一般式(II)の化合物)の合成
【0065】(実施例1−a):(4S)−4,5−エ
ポキシ−2−(4−メトキシフェニル)ペンタンニトリ
ルの合成
【0066】
【化18】
【0067】p−メトキシフェニルアセトニトリル7.
4g(50ミリモル)のテトラヒドロフラン(THF)
100ml溶液に、−78℃にてn−ブチルリチウム
1.6モルのヘキサン溶液39ml(60ミリモル)を
加え、1時間攪拌した。反応終了後、(S)−1−クロ
ロ−2,3−エポキシプロパン4.7ml(60ミリモ
ル)のTHF20ml溶液を加え、−15℃にて1時間
攪拌した。これに飽和塩化アンモニウム水溶液200m
lを加え、反応生成物をエーテル150mlで3回抽出
した。抽出液を濃縮した後、残渣をカラムクロマトグラ
フィー(トルエン/エーテル=10/1)を用いて分離
精製して、(4S)−4,5−エポキシ−2−(4−メ
トキシフェニル)ペンタンニトリル5.4g(収率53
%)を(2R,4S)及び(2S,4S)体約1/1の
混合物として、無色の粘稠性液体を得た。得られた液体
のIR、NMRの各分析結果は次の通りであった。
【0068】IR(neat) 3010、294
0、2850、2240、1615、1515、146
5、1440、1310、1260、1180、103
0、830cm-11H NMR(CDCl3
δ;1.88(ddd,J=14.0,7.4and
4.2Hz,1H)、1.01−2.20(m,2
H)、2.20(ddd,J=4.1,10.3and
2.6Hz,1H)、2.56(ddd,J=5.5,
4.9and2.6Hz,1H)、2.78(dd,J
=4.8and4.8Hz,1H)、2.84−2.8
8(m,2H)、3.16(dtd,J=6.9,4.
1and6.9Hz,1H)、3.809(s,3
H)、3.814(s,3H)、3.93(t,J=
7.3Hz,1H)、3.99(dd,J=7.4an
d5.0Hz,1H)、6.91(d,J=8.8H
z,2H)、6.92(d,J=8.8Hz,2H)、
7.27(d,J=8.8Hz,2H)、7.30
(d,J=8.8Hz,2H)
【0069】(実施例1−b):(4S)−4−ヒドロ
キシ−2−(4−メトキシフェニル)−6−トリメチル
シリルヘキサンニトリルの合成
【0070】
【化19】
【0071】実施例1−aで得られた(4S)−4,5
−エポキシ−2−(4−メトキシフェニル)ペンタンニ
トリルのTHF50ml溶液に、−78℃にてヨウ化銅
(I)498mg(2.5ミリモル)を加え、30分攪
拌し、トリメチルシリルメチルマグネシウムクロリド
(3.15M/ヘキサン)9.5ml(30ミリモル)
を加え、−10℃で30分攪拌した。反応液を飽和塩化
アンモニウム水溶液200mlに注ぎ、反応生成物をエ
ーテル150mlで3回抽出した。抽出液を濃縮した
後、残渣をカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸
エチル=4/1)を用いて分離精製して、(4S)−4
−ヒドロキシ−2−(4−メトキシフェニル)−6−ト
リメチルシリルヘキサンニトリル4.88g(収率67
%)を、(2R,4S)及び(2S,4S)体約1/1
の混合物として無色粘稠性液体を得た。得られた液体の
IR、NMRの各分析結果は次の通りであった。
【0072】IR(neat);3500、296
0、2940、2250、1615、1515、125
5、1180、1030、865、835 cm-1
1HNMR(CDCl3) δ;−0.04(s,9
H)、−0.00(s,9H)、0.31−0.65
(m,4H)、1.38−1.54(m,5H)、1.
59(broad s,1H)、1.78(ddd,J
=13.9,10.6and4.4Hz,1H)、1.
81(broad s,1H)、1.95−2.11
(m,3H)、3.26−3.32(m,1H)、3.
809(s,3H)、3.812(s,3H)、3.8
4−3.90(m,1H)、4.03(dd,J=1
0.0and5.3Hz,1H)、4.14(dd,J
=11.6and4.4Hz,1H)、6.900
(d,J=8.8Hz,2H)、6.902(d,J=
8.8Hz,2H)、7.27(d,J=8.8Hz,
2H)、7.28(d,J=8.8Hz,2H)
【0073】(実施例1−c):(4S)−2−(4−
メトキシフェニル)−4−トシルオキシ−6−トリメチ
ルシリルヘキサンニトリルの合成
【0074】
【化20】
【0075】実施例1−bで得られた(4S)−4−ヒ
ドロキシ−2−(4−メトキシフェニル)−6−トリメ
チルシリルヘキサンニトリル4.3g(14.9ミリモ
ル)のピリジン15ml溶液に、塩化p−トルエンスル
ホニル5.7g(29.7ミリモル)、4−N,N−ジ
メチルアミノピリジン(DMAP)50mgを加え、室
温で一晩攪拌した。この後、3M塩酸を加えて中和し、
反応生成物をエーテル150mlで3回抽出した。抽出
液を濃縮した後、得られた残渣をカラムクロマトグラフ
ィー(ヘキサン/酢酸エチル=5/1)を用いて分離精
製し、(4S)−2−(4−メトキシフェニル)−4−
トシルオキシ−6−トリメチルシリルヘキサンニトリル
4.44g(収率67%)を(2R,4S)体及び(2
S,4S)体約1:1の混合物として無色粘稠性液体を
得た。この液体のIR、NMRの各分析結果は次の
通りであった。
【0076】IR(neat);2970、225
0、1615、1605、1515、1370、130
5、1250、1180、1100、1035、90
0、860、840、760、665、555cm-1
1H NMR(CDCl3)δ;−0.12(s,
9H)、−0.10(s,9H)、0.26(ddd,
J=12.3,6.9and5.4Hz,2H)、0.
31−0.36(m,2H)、1.41−1.59
(m,2H)、2.02(ddd,J=14.7,9.
4and4.6Hz,1H)、2.07−2.15
(m,2H)、2.35(ddd,J=14.6,8.
1and5.6Hz,1H)、2.45(s,6H)、
3.79(dd,J=10.1and4.6Hz,1
H)、3.80(s,3H)、3.82(s,3H)、
3.86(dd,J=9.0and5.6Hz,1H)
4.42(m,1H)、4.68(m,1H)、6.9
9(d,J=8.8Hz,2H)、6.90(d,J=
8.8Hz,2H)、7.18(d,J=8.7Hz,
2H)、7.23(d,J=8.7Hz,2H)、7.
35(d,J=8.0Hz,2H)、7.38(d,J
=8.0Hz,2H)、7.78(d,J=8.3H
z,2H)、7.86(d,J=8.3Hz,2H)
【0077】(実施例1−d):(1R,2R)及び
(1S,2R)−1−シアノ−1−(4−メトキシフェ
ニル)−2−(2−トリメチルシリルエチル)シクロプ
ロパンの合成
【0078】
【化21】
【0079】カリウムt−ブトキシドのベンゼン100
ml溶液に、5℃で、実施例1−cで得られた(4S)
−2−(4−メトキシフェニル)−4−トシルオキシ−
6−トリメチルシリルヘキサンニトリル4.19g
(9.4ミリモル)のベンゼン100ml溶液を加え、
室温で3時間攪拌した。反応終了後、3M塩酸で中和
し、反応生成物をエーテル150mlで3回抽出した。
抽出液を濃縮した後、得られた残渣をカラムクロマトグ
ラフィー(ヘキサン/酢酸エチル=5/1)を用いて分
離し、さらに分取用高速液体クロマトグラフィー(東ソ
ー,Silica−60、21.5mmID×300m
m、ヘキサン/酢酸エチル=20/1)を用いて分離精
製して、非極性成分として(1R,2R)−1−シアノ
−1−(4−メトキシフェニル)−2−(2−トリメチ
ルシリルエチル)シクロプロパン1.63g(収率63
%)、極性成分として(1S,2R)−1−シアノ−1
−(4−メトキシフェニル)−2−(2−トリメチルシ
リルエチル)シクロプロパン0.37g(収率14%)
を得た。得られた非極性成分及び極性成分について、
IR、NMR、MS、元素分析の各分析結果は次
の通りであった。
【0080】(1R,2R)−1−シアノ−1−(4−
メトキシフェニル)−2−(2−トリメチルシリルエチ
ル)シクロプロパン(非極性成分);[α]D +53
゜(c=1.38,CHCl3,20℃)、 IR
(neat);2980、2950、2250、161
5、1520、1310、1255、1190、104
0、865、840 cm-11H NMR(C
DCl3) δ;0.03(s,9H)、0.72(d
dd,J=14.2,11.8and5.6Hz,1
H)、0.83(ddd,J=14.2,8.6and
4.9Hz,1H)、1.34−1.37(m,1
H)、1.44−1.52(m,2H)、1.61−
1.78(m,2H)、3.80(s,3H)、6.8
6(d,J=8.9Hz,2H)、7.21(d,J=
8.9Hz,2H)、 MS m/z; 273(M
+,10)、232(18)、73(100)、 元
素分析 :C1623NOSiとして、計算値:C,7
0.28%;H,8.48%;N,5.12%、実測
値:C,70.29%;H,8.60%;N,4.94
【0081】(1S,2R)−1−シアノ−1−(4−
メトキシフェニル)−2−(2−トリメチルシリルエチ
ル)シクロプロパン(極性成分);[α]D +39゜
(c=1.61,CHCl3,20℃)、 IR(n
eat);2980、2250、1690、1520、
1300、1255、1085、1035、865、8
35cm-11HNMR(CDCl3) δ;−
0.17(s,9H)、0.50(ddd,J=14.
4,10.9and5.6Hz,1H)、0.56(d
dd,J=14.4,10.7and5.9Hz,1
H)、0.91−1.10(m,2H)、1.64(d
d,J=9.1and5.5Hz,1H)、1.77
(ddt,J=9.1,7.0and6.9Hz,1
H)、3.81(s,3H)、6.87(d,J=8.
9Hz,2H)、7.25(d,J=8.9Hz,2
H)、 MS m/z;273(M+,7)、232
(16)、73(100)、 元素分析:C1623
OSiとして、計算値:C,70.28%;H,8.4
8%;N,5.12%、実測値:C,70.26%;
H,8.56%;N,4.95%
【0082】(実施例1−e):(1R,2R)−1−
シアノ−1−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(2−
トリメチルシリルエチル)シクロプロパンの合成
【0083】
【化22】
【0084】塩化アルミニウム2.29g(17.2ミ
リモル)のジクロロメタン30ml溶液に、ジメチルス
ルフィド3.5mlを加え、これに実施例1−dで得ら
れた(1R,2R)−1−シアノ−1−(4−メトキシ
フェニル)−2−(2−トリメチルシリルエチル)シク
ロプロパン1.57g(5.7ミリモル)のジクロロメ
タン20ml溶液を加え、40℃にて1.5時間攪拌し
た。反応終了後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加
え、これをセライト濾過し、反応生成物をエーテル15
0mlで3回抽出した。抽出液を濃縮した後、得られた
残渣をカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチ
ル=4/1)を用いて分離精製して、(1R,2R)−
1−シアノ−1−(4−ヒドロキシフェニル)−2−
(2−トリメチルシリルエチル)シクロプロパン1.4
9g(収率99%)の無色板状晶を得た。この融点は7
2〜73゜、[α]D +56゜(c=1.14,CH
Cl3,20℃)であった。またIR、NMR、
MS、元素分析の各分析結果は次の通りであった。
【0085】IR(KBr);3400、2980、
2950、2250、1615、1595、1520、
1440、1365、1300、1275、1250、
1225、1170、1110、1050、975、9
00、865、840cm-1 1H NMR(CDCl3) δ;−0.17(s,
9H),0.72(ddd,J=12.0,8.5,a
nd5.5Hz,1H),0.83(ddd,J=1
2.0,8.6,and4.9Hz,1H),1.32
−1.38(m,1H),1.44−1.52(m,2
H),1.59−1.77(m.2H),6.80
(d,J=8.8Hz,2H),7.16(d,J=
8.8Hz,2H) MS m/z; 259(M+,12),218(2
0),73(100)、 元素分析:C1521NOSiとして、計算値:C,6
9.45%;H,8.16%;N,5.40%、実測
値:C,69.36%;H,8.29%;N,5.42
【0086】(実施例1−f):(1S,2R)−1−
シアノ−1−(4−ヒドロキシフェニル)−2−(2−
トリメチルシリルエチル)シクロプロパンの合成
【0087】
【化23】
【0088】実施例1−eと同様にして、(1S,2
R)−1−シアノ−1−(4−メトキシフェニル)−2
−(2−トリメチルシリルエチル)シクロプロパン30
0mg(1.1ミリモル)より、(1S,2R)−1−
シアノー(4−ヒドロキシフェニル)−2−(2−トリ
メチルシリルエチル)シクロプロパン298mg(収率
99%)の油状物質を得た。
【0089】このものは、[α]D +41°(c=
1.34,CHCl3,20℃)であった。また、I
R、NMR、MS、元素分析の各分析結果は次の
通りであった。
【0090】 IR(neat) 3420,297
0,2250,1615,1595,1520,144
0,1320,1250,1180,1110,105
5,1015,860,835cm-11HNMR
(CDCl3) δ −0.16(s,9H),0.4
8(ddd,J=14.4,11.4,and6.0H
z,1H),0.53(ddd,J=14.4,10.
6,and5.9Hz,1H),0.91−1.10
(m,2H),1.26(dd,J=7.0and5.
5Hz,1H),1.76(ddt,J=13.9,
9.1,and7.0Hz,1H),6.81(d,J
=8.9Hz,2H),7.21(d,J=8.9H
z,2H)、 MS m/z 259(M+,1
2),218(20),73(100)、元素分析:
1521NOSiとして、計算値:C,69.45%;
H,8.16%;N,5.40%、実測値:C,69.
21%;H,8.23%;N,5.15%
【0091】(実施例2) (1R,2R)−2−(2
−ブチルジメチルシリル)エチル−1−シアノ−1−
(4−ヒドロキシフェニル)シクロプロパン(一般式
(II)の化合物)の合成
【0092】(実施例2−a):(4S)−7,7−ジ
メチル−4−ヒドロキシ−2−(4−メトキシフェニ
ル)−7−シラウンデカンニトリルの合成
【0093】
【化24】
【0094】実施例1−aで得られた(4S)−4,5
−エポキシ−2−(4−メトキシフェニル)ペンタンニ
トリル2.30g(11.3ミリモル)のテトラヒドロ
フラン(THF)溶液を−78℃に冷却し、ヨウ化銅
(I)215mg(1.1ミリモル)を加え、1時間攪
拌した。反応終了後、n−ブチルクロロメチルジメチル
シラン2.8g(17.0ミリモル)、マグネシウム4
95mg(20.4ミリモル)、THF5mlより調製
したグリニヤール反応剤を加え、0℃まで昇温した。こ
れに飽和塩化アンモニウム水溶液を20ml加え、セラ
イト瀘過後、酢酸エチル(150ml×3)で抽出し、
抽出液を濃縮し、得られた残渣をカラムクロマトグラフ
ィー(シリカゲル,ヘキサン/酢酸エチル=5/1)を
用いて分離精製し、(4S)−7,7−ジメチル−4−
ヒドロキシ2−(4−メトキシフェニル)−7−シラウ
ンデカンニトリルの(2R,4S),(2S,4S)体
約1:1の混合物2.56g(収率68%)を得た。得
られた非極性成分及び極性成分のNMR分析結果は次
の通りであった。
【0095】非極性成分: 1H NMR(CDC
3)δ −0.3(s,3H),0.40−0.52
(m,3H),0.57−0.65(m,1H),0.
88(t,J=6.9Hz,3H),1.21−1.3
6(m,4H),1.42−1.51(m,2H),
1.78(ddd,J=13.8,10.6,and
4,4Hz,1H),2.02(ddd,J=13.
8,11.6,and12.3Hz,1H),3.81
(s,3H),3.82−3.90(m,1H),4.
14(dd,J=11.6and4.4Hz,1H),
6.90(d,J=8.7Hz,2H),7.28
(d,J=8.7Hz,2H)
【0096】極性成分: 1H NMR(CDCl3
δ −0.06(s,3H),0.44−0.54
(m,3H),0.87(t,J=7.0Hz,3
H),1.19−1.34(m,4H),1.36−
1.44(m,2H),1.98(ddd,J=13.
8,10.1,and3.2Hz,1H),2.07
(ddd,J=13.8,9.8,and5.3Hz,
1H),3.23−3.32(m,1H),3.81
(s,3H),4.03(dd,J=10.0and
5.2Hz,1H),6.90(d,8.7Hz,2
H),7.28(d,J=8.7Hz,2H)
【0097】(実施例2−b) (4S)−7,7−ジ
メチル−2−(4−メトキシフェニル)−7−シラ−4
−トシルオキシウンデカンニトリルの合成
【0098】
【化25】
【0099】実施例2−aで得られた(4S)−7,7
−ジメチル−4−ヒドロキシ−2−(4−メトキシフェ
ニル)−7−シラウンデカンニトリル1.40g(4.
2ミリモル)、ピリジン5ml、DMAP10mgのジ
クロロメタン15ml溶液に、塩化p−トルエンスルホ
ニル1.6g(8.4ミリモル)を加え、室温で一晩攪
拌した。反応液に酢酸エチル250mlを加え、3M塩
酸、次いで飽和塩化ナトリウム水溶液で洗滌後、濃縮
し、カラムクロマトグラフィー(シリカゲル,ヘキサン
/酢酸エチル=9/1)を用いて分離精製し、(4S)
−7,7−ジメチル−2−(4−メトキシフェニル)−
7−シラ−4−トシルオキシウンデカンニトリル1.3
g(収率65%)の油状物質を得た。得られた油状物質
のIR、NMRの各分析結果は次の通りであった。
【0100】IR(neat);2960,294
0,2250,1740,1615,1520,137
0,1250,1180,900,830cm-1
1HNMR(CDCl3) δ;−0.15(s,12
H),0.22−0.42(m,8H),0.87
(t,J=7.3Hz,6H),1.21−1.33
(m,8H),1.41−1.58(m,4H),1.
98−2.14(m,3H),2.36(ddd,J=
14.7,8.1,and5.6Hz,1H),3.7
8−3.88(m,2H),3.80(s,3H),
3.82(s,3H),4.39−4.45(m,1
H),4.65−4.70(m,1H),6.88
(d,J=8.8Hz,2H),6.91(d,J=
8.8Hz,2H),7.19(d,J=8.8Hz,
2H),7.24(d,J=8.8Hz,2H),7.
35(d,J=8.4Hz,2H),7.38(d,J
=8.4Hz,2H),7.79(d,J=8.4H
z,2H),7.87(d,J=8.4Hz,2H)
【0101】(実施例2−c):(1R,2R)−2−
(2−ブチルジメチルシリル)エチル−1−シアノ−1
−(4−メトキシフェニル)シクロプロパンの合成
【0102】
【化26】
【0103】水素化ナトリウム(60%油性)216m
g(5.4ミリモル)のDMF20ml溶液に、実施例
2−bで得られた(4S)−7,7−ジメチル−4−ヒ
ドロキシ−2−(4−メトキシフェニル)−7−シラ−
4−トシルオキシウンデカンニトリル1.3g(2.7
ミリモル)のジメチルホルムアミド(DMF)10ml
溶液を加え、室温で1時間攪拌した。反応終了後、3M
塩酸で中和し、反応生成物をエーテル(100ml×
3)で抽出し、抽出液を濃縮した後、得られた残渣をカ
ラムクロマトグラフィー(シリカゲル,トルエン)を用
いて分離精製して、(1R,2R)−2−(2−ブチル
ジメチルシリル)エチル−1−シアノ−1−(4−メト
キシフェニル)シクロプロパン595mg(収率67
%)を得た。得られた油状物質は[α]D +42.7
゜(c=1.12,CHCl3,20℃)であり、また
IR、NMR、MS、元素分析の各分析結果は
次の通りであった。
【0104】IR(neat);2950,290
0,2220,1510,1250,1180,13
0,830cm-11H NMR(CDCl3
δ;0.0053(s,3H),0.0075(s,3
H),0.51−0.55(m,2H),0.72(d
dd,J=14.3,11.6,and5.8Hz,1
H),0.84(ddd,14.3,11.6,and
5.4Hz,1H),0.89(t,J=6.3Hz,
3H),1.25−1.30(m,5H),1.44−
1.52(m,2H),1.60−1.70(m,2
H),6.86(d,J=8.9Hz,2H),7.2
1(d,J=8.9Hz,2H)、 MSm/z
315(M+,41),274(18),258(1
1),115(26),73(27),59(10
0)、 元素分析:C1929NOSiとして計算
値:C,72.33%;H,9.26%;N,4.44
%、実測値:C,72.32%;H,9.37%;N,
4.39%
【0105】(実施例2−d) (1R,2R)−2−
(2−ブチルジメチルシリル)エチル−1−シアノ−1
−(4−ヒドロキシフェニル)シクロプロパンの合成
【0106】
【化27】
【0107】塩化アルミニウム816mg(6.1ミリ
モル)のジクロロメタン10ml溶液に、ジメチルスル
フィド0.5ml、実施例2−cで得られた(1R,2
R)−2−(2−ブチルジメチルシリル)エチル−1−
シアノ−1−(4−メトキシフェニル)シクロプロパン
500mg(1.5ミリモル)のジクロロメタン10m
l溶液を加え、室温で3時間攪拌した。反応終了後、飽
和炭酸水素ナトリウム水溶液で中和し、セライト瀘過
後、反応生成物をエーテル(50ml×3)で抽出し
た。抽出液を濃縮した後、得られた残渣をカラムクロマ
トグラフィー(シリカゲル,ヘキサン/酢酸エチル=5
/1)を用いて分離精製して、(1R,2R)−2−
(2−ブチルジメチルシリル)エチル−1−シアノ−1
−(4−ヒドロキシフェニル)シクロプロパン490m
g(収率99%)の油状物質を得た。この油状物質は
[α]D +36゜(c=1.63,CHCl3,20
℃)であり、またIR、NMR、MS、元素分
析の各分析結果は次の通りであった。
【0108】IR(neat);3400,296
0,2920,2240,1520,1440,124
5,830cm-11H NMR(CDCl3
δ;0.004(s,3H),0.006(s,3
H),0.51−0.55(m,2H),0.72(d
dd,J=14.3,11.8,and5.6Hz,1
H),0.83(ddd,14.3,11.9,and
5.2Hz,1H),0.89(t,J=6.8Hz,
3H),1.24−1.38(m,5H),1.44−
1.52(m,2H),1.60−1.70(m,2
H),5.25(s,1H),6.80(d,J=8.
7Hz,2H),7.16(d,J=8.7Hz,2
H)、 MS m/z;301(M+,100),2
60(11),244(30),115(40)、
元素分析:C1827NOSiとして、計算値:C,7
1.71%;H,9.03%;N,4.65%、実測
値:C,71.71%;H,9.25%;N,4.44
【0109】(実施例3) (1R,2R)−2−(2
−ブチルジメチルシリル)エチル−1−シアノ−1−
[4−(4−オクチルオキシベンゾイルオキシ)フェニ
ル]シクロプロパン(一般式(I)、第1表のNo.3
の化合物)の合成
【0110】
【化28】
【0111】実施例2−dで得られた(1R,2R)−
2−(2−ブチルジメチルシリル)エチル−1−シアノ
−1−(4−ヒドロキシフェニル)シクロプロパン23
mg(0.076ミリモル)、4−オクチルオキシ安息
香酸クロリド30mg(0.11ミリモル)のジクロロ
メタン4ml溶液に、トリエチルアミン0.5mlを加
え、1時間加熱還流した。反応終了後、反応液を減圧下
に濃縮し、得られた残渣を分取用薄層クロマトグラフィ
ー(シリカゲル,ヘキサン/酢酸エチル=10/1)を
用いて分離精製し、(1R,2R)−2−(2−ブチル
ジメチルシリル)エチル−1−シアノ−1−[4−(4
−オクチルオキシベンゾイルオキシ)フェニル]シクロ
プロパン30mg(収率98%)の油状物質を得た。こ
の油状物質は[α]D +33.7゜(c=0.38,
CHCl3,20℃)であり、またIR、NMRの
各分析結果は次の通りであった。
【0112】IR(neat);2940,286
0,2240,1735,1610,1515,125
5,1210,1070,840cm-11
NMR(CDCl3) δ;0.016(s,3H),
0.019(s,3H),0.52−0.56(m,2
H),0.73(ddd,J=14.2,11.7,a
nd5.7Hz,1H),0.84(ddd,14.
2,11.9,and5.4Hz,1H),0.897
(t,J=7.0Hz,3H),0.901(t,J=
7.2Hz,3H),1.20−1.42(m,12
H)1.42−1.62(m,5H),1.65−1.
86(m,4H),4.05(t,J=6.6Hz,2
H),6.97(d,J=9.0Hz,2H),7.1
8(d,J=8.8Hz,2H),7.33(d,J=
8.8Hz,2H),8.12(d,J=9.0Hz,
2H)
【0113】(実施例4) (1R,2R)−2−(2
−ブチルジメチルシリル)エチル−1−シアノ−1−
[4−(トランス−4−ヘプチルシクロヘキシルカルボ
ニルオキシ)フェニル]シクロプロパン(一般式
(I)、第1表のNo.4の化合物)の合成
【0114】
【化29】
【0115】実施例3と同様にして、実施例2−dで得
られた(1R,2R)−2−(2−ブチルジメチルシリ
ル)エチル−1−シアノ−1−(4−ヒドロキシフェニ
ル)シクロプロパン40mg(0.13ミリモル)よ
り、(1R,2R)−2−(2−ブチルジメチルシリ
ル)エチル−1−シアノ−1−[4−(トランス−4−
ヘプチルシクロヘキシルカルボニルオキシ)フェニル]
シクロプロパン50mg(収率74%)の油状物質を得
た。この油状物質は[α]D +32.4゜(c=1.
10,CHCl3,20℃)であり、IR、NM
R、MS、元素分析の各分析結果は次の通りであっ
た。
【0116】IR(neat);2930,286
0,2240,1750,1510,1450,138
0,1250,1205,1170,1110,830
cm-11H NMR(CDCl3) δ; 0.
035(s,3H),0.059(s,3H),0.5
1−0.55(m,2H),0.70(ddd,J=1
4.2,11.6,and5.8Hz,1H),0.8
1(ddd,14.2,11.6,and5.5Hz,
1H),0.898(t,J=7.0Hz,3H),
0.891(t,J=7.1Hz,3H),0.91−
1.03(m,2H),1.18−1.37(m,17
H),1.40−1.43(m,1H),1.49−
1.60(m,3H),1.77(m,2H),1.8
4−1.91(m,2H),2.09−2.16(m,
2H),2.47(tt,J=12.2and3.4H
z,1H),7.03(d,J=8.7Hz,2H),
7.27(d,J=8.7Hz,2H)MS m/z
509(M+,80),452(11),302(2
5),301(100),244(10),125(1
3),115(31),111(31)、 元素分
析:C3251NO2Siとして、計算値:C,75.3
9%;H,10.08%;N,2.75%、実測値:
C,75.42%;H,10.10%;N,2.64%
【0117】(実施例5) (1R,2R)−2−(2
−トリメチルシリル)エチル−1−シアノ−1−[4−
(4−オクチルオキシベンゾイルオキシ)フェニル]シ
クロプロパン(一般式(I)、第1表のNo.1の化合
物)の合成
【0118】
【化30】
【0119】実施例1−eで得られた(1R,2R)−
1−シアノ−1−(4−ヒドロキシフェニル)−2−
(2−トリメチルシリルエチル)シクロプロパンと4−
オクチルオキシ安息香酸クロリドを用いて、実施例3と
同様にして(1R,2R)−2−(2−トリメチルシリ
ル)エチル−1−シアノ−1−[4−(4−オクチルオ
キシフェニルベンゾイルオキシ)フェニル]シクロプロ
パンを得た。この化合物の相転移温度を第1表に示し
た。
【0120】(実施例6) (1S,2R)−2−(2
−トリメチルシリル)エチル−1−シアノ−1−[4−
(4−オクチルオキシベンゾイルオキシ)フェニル]シ
クロプロパン(一般式(I)、第1表のNo.2の化合
物)の合成
【0121】
【化31】
【0122】実施例1−fで得られた(1S,2R)−
1−シアノ−1−(4−ヒドロキシフェニル)−2−
(2−トリメチルシリルエチル)シクロプロパンと4−
オクチルオキシ安息香酸クロリドを用いて、実施例3と
同様にして(1S,2R)−2−(2−トリメチルシリ
ル)エチル−1−シアノ−1−[4−(4−オクチルオ
キシベンゾイルオキシ)フェニル]シクロプロパンを得
た。
【0123】(実施例7) (1R,2R)−2−(2
−ブチルジメチルシリル)エチル−1−シアノ−1−
[4−(3−フルオロ−4−オクチルオキシベンゾイル
オキシ)フェニル]シクロプロパン (一般式(I)、
第1表のNo.5の化合物)の合成
【0124】
【化32】
【0125】3−フルオロ−4−オクチルオキシ安息香
酸53mg(0.20ミリモル)のジクロロメタン2m
l溶液に、DCC41mg(0.20ミリモル)、DM
AP5mg(0.04ミリモル)を加え室温で5分攪拌
した。これに実施例2−dで得られた(1R,2R)−
2−(2−ブチルジメチルシリル)エチル−1−シアノ
−1−(4−ヒドロキシフェニル)シクロプロパン40
mg(0.13ミリモル)のジクロロメタン1ml溶液
を加え、室温で2時間攪拌した。反応終了後、飽和塩化
ナトリウム水溶液5mlを加え、反応生成物を酢酸エチ
ル50mlで2回抽出し、抽出液を洗滌、濃縮した。得
られた残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、
ヘキサン/酢酸エチル=10/1)を用いて分離精製し
て、(1R,2R)−2−(2−ブチルジメチルシリ
ル)エチル−1−シアノ−1−[4−(3−フルオロ−
4−オクチルオキシベンゾイルオキシ)フェニル]シク
ロプロパン60mg(収率82%)の油状物質を得た。
【0126】得られた油状物質は、[α]D +35°
(c=1.06、CHCl3、20℃)であり、また
IR、NMR、MSの各分析結果は次の通りであっ
た。
【0127】IR(neat); 2950,225
0,1740,1620,1440,1290,121
5,1195,1130,1070,830cm-1 1HNMR(CDCl3) δ; 0.013(s,
3H),0.015(s,3H),0.52〜0.56
(m,2H),0.72(ddd,J=14.2,1
1.5and5.7Hz,1H),0.83(ddd,
14.2,11.8and5.4Hz,1H),0.8
93(t,J=7.0Hz,3H),0.897(t,
J=7.1Hz,3H),1.25〜1.61(m,1
7H),1.65〜1.79(m,2H),1.83〜
1.91(m,2H),4.12(t,J=6.6H
z,2H),7.03(t,J=8.6Hz,1H),
7.18(d,J=8.8Hz,2H),7.34
(d,J=8.8Hz,2H),7.89(dd,J=
11.5and2.1Hz,1H),7.95(dd
d,J=8.6,6.2and1.3Hz,1H)
MS m/z; 551(M,11),224(1
6),143(17),99(27),70(12),
56(100)
【0128】(実施例8) SC液晶組成物の調製
【0129】以下の組成から成り、SC相を示す母体液
晶(H−1)を調製した。
【0130】
【化33】
【0131】この母体液晶(H−1)の相転移温度は、
12.5℃(Cr→SC)、55.5℃(SC−S
A)、64.5℃(SA−N)、70℃(N−I)であ
る。この母体液晶(H−1)95%と実施例5の第1表
のNo.1の化合物5%を混合してSC*液晶組成物
(M−1)を調製した。その相転移温度は、47.3℃
(SC*−SA)、65.7℃(SA−N*)、67.4
℃(N*−I)であった。またその融点は明瞭でなかっ
た。
【0132】同様にして、母体液晶(H−1)90%及
び第1表のNo.1の化合物10%から成るSC*液晶
組成物(M−2)を調製した。その相転移温度は、3
4.5℃(SC*−SA)、65℃(SA−I)であっ
た。
【0133】同様にして、母体液晶(H−1)95%及
び実施例6の第1表のNo.2の化合物5%から成るS
*液晶組成物(M−3)を調製した。その相転移温度
は、35.9℃(SC*−SA)、61.3℃(SA−
*)、66.1℃(N*−I)であった。この組成物の
*相における螺旋ピッチは大きく測定不能であった。
【0134】同様にして、母体液晶(H−1)95%及
び実施例3の第1表のNo.3の化合物5%から成るS
*液晶組成物(M−4)を調製した。その相転移温度
は、56.5℃(SC*−SA)、65.5℃(SA−
*)、68.5℃(N*−I)であった。
【0135】以下の組成から成り、SC相を示す別の母
体液晶(H−2)を調整した。
【0136】
【化34】
【0137】この母体液晶(H−2)の相転移温度は、
13.0℃(Cr→SC)、68.5℃(SC−S
A)、73.5℃(SA−N)、83.5℃(N−I)
である。この母体液晶(H−2)90%及び実施例3の
第1表のNo.3の化合物10%を混合してSC*液晶
組成物(M−5)を調製した。その相転移温度は、5
7.0℃(SC*−SA)、73.5℃(SA−N)、
76.5℃(N−I)であった。
【0138】同様にして、母体液晶(H−1)95%及
び実施例4の第1表のNo.4の化合物5%から成るS
*液晶組成物(M−6)を調製した。その相転移温度
は、55.5℃(SC*−SA)、65.5℃(SA−
*)、70℃(N*−I)であった。
【0139】(実施例9) 液晶表示素子の作製
【0140】実施例7で得られたSC*液晶組成物(M
−1)を等方性液体(I)相まで加熱し、これを厚さ2
μmの2枚の透明電極板(ポリイミドコーティング−ラ
ビングによる配向処理を施してある)から成るガラスセ
ルに充填して、表示用素子を作製した。これを室温まで
徐冷したところ、均一に配向したSC*相のセルを得
た。このセルに電界強度10Vp-p/μm、50Hzの
矩形波を印加して、その電気光学的応答速度を測定した
ところ、25℃で63μ秒という高速応答が確認でき
た。このときのチルト角は18.7゜であり、コントラ
ストは良好であった。またこの自発分極は+6.8nC
/cm2であった。
【0141】同様にして、SC*液晶組成物(M−2)
〜(M−6)を用いて液晶表示用素子を作成し、その特
性を測定した。結果を以下に示す。
【0142】(M−2):応答37μ秒、チルト角1
2.2゜、自発分極+10.3nC/cm2、コントラ
スト良好
【0143】(M−3):応答65μ秒、チルト角1
3.1゜、自発分極−4.8nC/cm
【0144】(M−4):応答51μ秒、チルト角1
8.1゜、自発分極+6.8nC/cm、コントラス
ト良好
【0145】(M−5):応答44μ秒、チルト角2
0.8゜、自発分極+15.6nC/cm2、コントラ
スト良好
【0146】(M−6):応答46μ秒、チルト角1
9.4゜、自発分極+9.4nC/cm2、コントラス
ト良好
【0147】(比較例)ケイ素を含まない光学活性なシ
アノシクロプロパン化合物である(1R,2R)−2−
ブチル−1−シアノ−1−[4−(4−オクチルオキシ
ベンゾイルオキシ)フェニル]シクロプロパン5%及び
前記母体液晶(H−1)95%から成るSC*液晶組成
物(M−7)を調製した。この組成物の25℃における
自発分極は+2.5nC/cm2と(M−1)に比べて
小さく、応答も152μ秒と遅いものであった。
【0148】
【発明の効果】本発明の一般式(I)で表わされる光学
活性化合物は、母体液晶組成物にいわゆるキラルドーパ
ントとして少量添加することにより、液晶組成物の大き
い自発分極を誘起することができ、広い温度範囲で高速
応答が可能な液晶組成物を提供することができる。
【0149】また、本発明の一般式(I)の化合物は、
工業的にも容易に製造でき、無色で水、光等に対する化
学的安定性に優れており実用的である。
【0150】更に、本発明のキラルスメクチック液晶組
成物は、50μ秒以下の高速応答を実現することも可能
であり、表示用光スイッチング素子として極めて有用で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 檜山 為次郎 神奈川県相模原市上鶴間4−29−3−101 (72)発明者 楠本 哲生 神奈川県相模原市栄町3−16−104 (72)発明者 中山 昭子 東京都町田市山崎町1380−K−702 (72)発明者 佐藤 健一 神奈川県相模原市上溝35−11

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(I) 【化1】 (式中、R1は炭素原子数1〜18のアルキル基を表わ
    し、Xは単結合、−O−、−S−、−CO−、−COO
    −、−OCO−、−OCOO−を表わし、環A及び環B
    はそれぞれ独立的に、1個又は2個のフッ素原子により
    置換されていてもよい1,4−フェニレン基、トランス
    −1,4−シクロヘキシレン基、ピリジン−2,5−ジ
    イル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ピラジン−
    2,5−ジイル基、ピリダジン−3,6−ジイル基又は
    1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基を表わし、Yは
    −COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、
    −CH2CH2−、−C≡C−、又は単結合を表わし、m
    は0又は1を表わし、nは1又は2を表わし、lは2〜
    10の整数を表わし、Zは−COO−、又は−CH2
    −を表わし、R2は炭素原子数1〜18のアルキル基を
    表わし、シクロプロパン環の1位および2位の不斉炭素
    原子は、各々独立的に(R)又は(S)配置である。)
    で表わされるケイ素を含有する光学活性シアノシクロプ
    ロパン誘導体。
  2. 【請求項2】 n=1である請求項1記載のケイ素を含
    有する光学活性シアノシクロプロパン誘導体。
  3. 【請求項3】 m=0である請求項2記載のケイ素を含
    有する光学活性シアノシクロプロパン誘導体。
  4. 【請求項4】 l=2である請求項3記載のケイ素を含
    有する光学活性シアノシクロプロパン誘導体。
  5. 【請求項5】 Zが−COO−である請求項4記載のケ
    イ素を含有する光学活性シアノシクロプロパン誘導体。
  6. 【請求項6】 環Aが1個又は2個のフッ素原子により
    置換されていてもよい1,4−フェニレン基、又は1,
    4−シクロヘキシレン基である請求項5記載のケイ素を
    含有する光学活性シアノシクロプロパン誘導体。
  7. 【請求項7】 Xが単結合又は−O−である請求項6記
    載のケイ素を含有する光学活性シアノシクロプロパン誘
    導体。
  8. 【請求項8】 R1が炭素原子数2〜12の直鎖状アル
    キル基である請求項7記載のケイ素を含有する光学活性
    シアノシクロプロパン誘導体。
  9. 【請求項9】 R2が炭素原子数1〜8の直鎖状アルキ
    ル基である請求項8記載のケイ素を含有する光学活性シ
    アノシクロプロパン誘導体。
  10. 【請求項10】 一般式(II) 【化2】 (式中、nは1又は2を表わし、lは2〜10の整数を
    表わし、R2は炭素原子数1〜18のアルキル基を表わ
    し、シアノシクロプロパン環の1位および2位の不斉炭
    素原子は各々独立的に(R)又は(S)配置である。)
    で表わされるケイ素を含有する光学活性シアノシクロプ
    ロパン誘導体。
  11. 【請求項11】 n=1である請求項10記載のケイ素
    を含有する光学活性シアノシクロプロパン誘導体。
  12. 【請求項12】 l=2である請求項11記載のケイ素
    を含有する光学活性シアノシクロプロパン誘導体。
  13. 【請求項13】 請求項1記載のケイ素を含有する光学
    活性シアノシクロプロパン誘導体を含有する液晶組成
    物。
  14. 【請求項14】 強誘電性キラルスメクチック相を示す
    請求項13記載の液晶組成物。
  15. 【請求項15】 請求項13又は14記載の液晶組成物
    を用いた液晶表示素子。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8980383B2 (en) 2008-12-18 2015-03-17 Cambridge Enterprise Limited Wide temperature-range smectic liquid crystal materials

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