JPH06211816A - 光学活性オキサゾリジノン誘導体及び液晶組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 一般式（Ｉ） 【化１】 （Ｒ¹：Ｆ又はＣ１〜１０のアルコキシル基により置換
されていてもよいＣ１〜１８のアルキル基、Ｘ：単結
合、−Ｏ−、環Ａ：Ｆ置換されていてもよいフェニレン
基、Ｙ：−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、Ｒ²：Ｃ１〜１
０のアルキル基）で表わされる化合物及びこれを含有す
る特に強誘電性の液晶組成物。 【効果】 この化合物は、高い温度域までＳＣ^*相を示
し、母体液晶に少量添加するだけで充分な自発分極を誘
起でき、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、新規な光学活性オキサ
ゾリジノン誘導体、それを含有する液晶材料及び液晶表
示素子に関し、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。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、その優れた特徴（低電
圧駆動、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、且つ印加電場を切っ
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、あるいは更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１００〜１
０００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、即ち（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、且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
こと等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^*相を示す液晶組成物（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
ラルな化合物からなり、スメクチックＣ（以下、ＳＣと
省略する）相を示す母体液晶（以下、ＳＣ母体液晶と省
略する）に、光学活性化合物からなるドーパントを、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。

【０００６】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。

【０００７】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）

【０００８】

【化３】

【０００９】（式中、Ｒ³はアルキル基又はアルコキシ
ル基を表わし、環Ｂ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わし、Ｒ⁴はアル
キル基を表わす。）で表わされる光学活性オキサゾリジ
ノン誘導体を合成し、この化合物を母体液晶に少量添加
することにより、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、報告した。（日本化学会第６１回春季年会予稿集
１２７ページ及び特開平３−１５１３７１号公報）

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、光学活
性オキサゾリジノン誘導体はキラルドーパントとして優
れた性質を有することが既に知られていたが、その特性
は改善の余地がないわけではなかった。

【００１１】即ち、一般式（ＩＩＩ）の化合物は単独で
はＳＣ^*相を示さないので、添加により組成物のＳＣ^*相
の温度範囲を高温域に拡大することはできるものの、そ
の温度幅はあまり大きくなかった。従って、一般式（Ｉ
ＩＩ）の化合物を用いて実用的な組成物を調製する場
合、母体液晶として、特にＳＣ（又はＳＣ^*）相の上限
温度（以下、Ｔｃと省略する）の高い母体液晶を用いる
必要があった。

【００１２】本発明が解決しようとする課題は、単独で
もＳＣ^*相を示す光学活性なオキサゾリジノン誘導体を
提供し、更に、その化合物を含有し、高速応答が可能
で、且つ、液晶相の温度範囲の広い強誘電性液晶組成物
を提供することにある。

【００１３】

【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）

【００１４】

【化４】

【００１５】（式中、Ｒ¹はフッ素原子又は炭素原子数
１〜１０のアルコキシル基により置換されていてもよい
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４〜１２の直鎖状アルキル基を表わす。Ｘ
は単結合又は−Ｏ−を表わし、環Ａ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
ン基を表わすが、好ましくは１，４−フェニレン基を表
わす。Ｙは−Ｃ≡Ｃ−又は−ＣＨ₂ＣＨ₂−を表わすが、
好ましくは−Ｃ≡Ｃ−を表わす。Ｒ²は炭素原子数１〜
１０のアルキル基を表わすが、好ましくは直鎖状アルキ
ル基を表わす。オキサゾリジノン環の５位の不斉炭素原
子は（Ｒ）又は（Ｓ）配置である。）で表わされる光学
活性オキサゾリジノン誘導体を提供する。

【００１６】ＳＣ（又はＳＣ^*）相を示しやすい傾向を
有する液晶骨格は数多く知られているが、その代表的な
ものとして安息香酸フェニル等のエステル型の骨格と、
フェニルピリミジン型の骨格をあげることができる。し
かしながら、これまで知られている化合物の中で、これ
らの骨格とオキサゾリジノン環をともに有する化合物
は、化合物単独ではいずれもＳＣ^*相を示さなかった。

【００１７】また、トラン型の骨格や、１，２−ジフェ
ニルエタン型の骨格もＳＣ（又はＳＣ^*）相を示しやす
い傾向を有する骨格であるが、前述のエステル型やフェ
ニルピリミジン型の骨格程、ＳＣ（又はＳＣ^*）相を示
す傾向は強くなかった。

【００１８】本発明者らは、特にオキサゾリジノン誘導
体について鋭意検討した結果、意外にもオキサゾリジノ
ン環とトラン型骨格をともに有する化合物が、非常に高
い温度まで、しかも広い温度範囲でＳＣ^*相を示すこと
を見いだし、本発明の一般式（Ｉ）の化合物を提供する
に至った。

【００１９】本発明は、また、一般式（Ｉ）で表わされ
る光学活性化合物を含有する液晶組成物を提供する。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、主成分であるＳ
Ｃ母体液晶及び上記一般式（Ｉ）の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含有す
るＳＣ^*液晶組成物が最も望ましい。

【００２０】本発明の液晶組成物は、強誘電性液晶に限
らず、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、ＳＴＮ型液晶としての用途などに利用することが
できる。

【００２１】本発明の液晶組成物は、種々の液晶表示素
子の構成材料として有用であり、例えば、強誘電性液晶
表示素子、ネマチック（コレステリック）液晶を用いた
ＴＮ型、ＳＴＮ型あるいは相転移型の液晶表示素子、光
変調素子、非線形光学素子、光コンピューター用素子等
に用いることができる。

【００２２】本発明の一般式（Ｉ）の化合物は、例え
ば、以下の製造方法に従って製造することができる。即
ち、一般式（ＩＩ）

【００２３】

【化５】

【００２４】（式中、Ｚは臭素原子又は沃素原子を表わ
し、Ｒ²及びオキサゾリジノン環の５位の不斉炭素原子
は一般式（Ｉ）におけると同じ意味を表わす。）で表わ
される光学活性な５−アルキル−３−（４−ハロゲノフ
ェニル）オキサゾリジノン誘導体と、一般式（ＩＶ）

【００２５】

【化６】

【００２６】（式中、Ｒ¹、Ｘ及び環Ａは一般式（Ｉ）
におけると同じ意味を表わす。）で表わされるエチニル
ベンゼン誘導体とを、パラジウム触媒存在下に反応させ
ることにより、一般式（Ｉ）においてＹが−Ｃ≡Ｃ−で
ある一般式（Ｉａ）

【００２７】

【化７】

【００２８】（式中、Ｒ¹、Ｘ、環Ａ及びＲ²は一般式
（Ｉ）におけると同じ意味を表わす。）で表わされる化
合物を得ることができる。更に、一般式（Ｉａ）の化合
物を接触還元することにより、Ｙが−ＣＨ₂ＣＨ₂−であ
る一般式（Ｉｂ）

【００２９】

【化８】

【００３０】（式中、Ｒ¹、Ｘ、環Ａ及びＲ²は一般式
（Ｉ）におけると同じ意味を表わす。）で表わされる化
合物を得ることができる。ここで中間体として用いた一
般式（ＩＩ）の化合物も新規な化合物であり、本発明は
この化合物をも提供する。

【００３１】一般式（ＩＩ）の化合物は、例えば、以下
のようにして製造することができる。４−ハロゲノアニ
リンを塩基存在下に、クロロギ酸エステルと反応させて
一般式（Ｖ）

【００３２】

【化９】

【００３３】（式中、Ｚは一般式（ＩＩ）におけると同
じ意味を表わし、Ｒ⁵はアルキル基を表わす。）で表わ
されるウレタン誘導体とし、次いで、一般式（ＶＩ）

【００３４】

【化１０】

【００３５】（式中、Ｒ²は一般式（Ｉ）におけると同
じ意味を表わし、オキシラン環の２位の不斉炭素原子は
（Ｒ）又は（Ｓ）配置である。）で表わされる光学活性
なオキシラン誘導体と反応させることにより得ることが
できる。

【００３６】一般式（ＶＩ）の光学活性オキシラン誘導
体は一部市販されており、市販されていない化合物も、
市販の光学活性なエピクロロヒドリンから、容易に合成
することができる。

【００３７】上記のようにして本発明の一般式（Ｉ）あ
るいは一般式（ＩＩ）の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。

【００３８】斯くして得られた一般式（Ｉ）の化合物の
代表的なものの例を第１表に掲げる。

【００３９】

【表１】

【００４０】（表中、Ｃｒは結晶相を、ＳＣ^*はキラル
スメクチックＣ相を、Ｎ^*はキラルネマチック相を、Ｉ
は等方性液体相をそれぞれ表わし、相転移温度は、数字
の左側の相と右側の相との間の転移温度を表わし、例え
ば、Ｃｒ９４ ＳＣ^*は結晶相とキラルスメクチックＣ
相間の転移温度が９４℃であることを表わす。以下同
様。）

【００４１】第１表から、本発明の一般式（Ｉ）の化合
物は非常に高い温度域までＳＣ^*相を示す。従って、現
在汎用されている母体液晶に添加することにより、その
Ｔｃを上昇させ、ＳＣ^*相の温度範囲を大きく拡大する
ことができ、液晶相の温度範囲が広い実用的な組成物を
得るうえで極めて有用である。

【００４２】液晶表示素子の高速応答性を得るために
は、低粘性の母体液晶を用いることが必要であるが、一
般的に、低粘性のＳＣ母体液晶はＴｃがあまり高くない
という問題点を有している。本発明の一般式（Ｉ）の化
合物は、このようにＴｃが低く、しかも液晶相の温度範
囲の狭い組成物のＴｃを上昇させ、ＳＣ^*相の温度範囲
を拡大することも可能である。

【００４３】また、液晶表示素子の良好な配向を得るた
めには、ＳＣ^*液晶組成物は高温域から（Ｉ−Ｎ^*−ＳＡ
−ＳＣ^*）の相系列を示すことが最も望ましいとされて
いる。ところが、一般的にキラルドーパントとして少量
の添加でも大きい自発分極を誘起できる光学活性化合物
には、キラルネマチック（Ｎ^*）相の温度範囲を狭くす
るかあるいは消失させ、しかもスメクチックＡ（ＳＡ）
相の温度範囲を拡大させてしまう傾向の強いものが多
い。このような化合物をキラルドーパントとして用いた
場合には、得られたＳＣ^*液晶組成物は、高温域から
（Ｉ−ＳＡ−ＳＣ^*）の相系列を示すことが多い。

【００４４】本発明の一般式（Ｉ）の化合物はＳＣ^*相
の高温域にＳＡ相が存在せず、Ｎ^*相のみが存在する。
従って、ＳＣ母体液晶に添加した場合、ＳＡ相の温度範
囲を狭くし、Ｎ^*相の温度範囲を拡大する傾向が強い。
上述のような低粘性の母体液晶にはＮ相が存在しない
か、あるいはその温度範囲が非常に狭く、ＳＡ相の温度
範囲が非常に広い組成物が多いので、一般式（Ｉ）の化
合物を添加すれば、そのような組成物を用いても、ＳＡ
相が狭く、Ｎ^*相が広い組成物を得ることができる。
後述の実施例にも示したが、以下の例からもそのような
効果が得られることが明らかである。

【００４５】以下の組成からなるフェニルピリミジン系
の母体液晶を調製した。

【００４６】

【化１１】

【００４７】相転移温度（℃） Ｃｒ１２．５ ＳＣ
５５．５ ＳＡ６４．５ Ｎ７０ Ｉこの母体液晶
（Ａ）９５重量％及び本発明の（Ｎｏ．１）の化合物５
重量％からなるＳＣ^*液晶組成物を調製した。このＳＣ^*
液晶組成物の相転移温度は以下の通りであった。

【００４８】相転移温度（℃） ＳＣ^*６２ ＳＡ６
３ Ｎ７１ Ｉ このことから、本発明の一般式（Ｉ）の化合物は少量の
添加でも、Ｔｃを大きく上昇させ、ＳＡ相の温度範囲を
狭くし、Ｎ^*相の温度範囲を拡大していることが理解で
きる。

【００４９】これに対して、前述の一般式（ＩＩＩ）の
エステル型光学活性化合物のうち、末端基が本発明の
（Ｎｏ．１）の化合物と同一である式（Ｒ）

【００５０】

【化１２】

【００５１】の化合物５重量％及び同じ母体液晶９５重
量％からなるＳＣ^*液晶組成物の相転移温度は以下の通
りであった。 相転移温度（℃） ＳＣ^*５８．５ ＳＡ６２ Ｎ^*６
９ Ｉ このことから、式（Ｒ）の化合物はＴｃを上昇させ、Ｓ
Ａ相の温度範囲を狭くし、Ｎ^*相の温度範囲を拡大する
が、その効果は（Ｎｏ．１）の化合物に比べるとはるか
に小さいものであることが明らかである。

【００５２】また、これらの一般式（Ｉ）の化合物をＳ
Ｃ母体液晶に少量添加することによって、充分に大きい
自発分極を誘起して、高速応答を可能とすることができ
る。例えば、（Ｎｏ．１）の化合物わずか５重量％及び
フェニルピリミジン系の母体液晶（Ａ）９５重量％から
なるＳＣ^*液晶組成物の２５℃における自発分極は＋
８．９nC／cm²であり、それを用いて作製した表示用セ
ルでは７５μ秒の高速応答が確認された。

【００５３】このように本発明の一般式（Ｉ）の化合物
は少量の添加でも充分大きい自発分極を誘起できるの
で、母体液晶に対する添加量は総量で２％程度以上であ
ればよく、他のキラルドーパントと併用する場合には更
に少量でも可能である。

【００５４】しかしながら、特に高速応答性を得る目的
で、ＳＣ母体液晶の粘性を低下させるために、構成成分
としてシクロヘキサン環を有する化合物、あるいは両末
端基がアルキル基であるような低粘性の化合物を添加す
ることが多い。このような化合物はやはりＳＡ相を拡大
し、Ｎ^*相を消失させやすい傾向を有する。

【００５５】前述のように、良好な配向を得るために
は、ＳＣ^*液晶組成物は高温域から（Ｉ−Ｎ^*−ＳＡ−Ｓ
Ｃ^*）の相系列を示すことが最も望ましいとされてい
る。従って、これまで知られている化合物を添加して、
良好な配向性と高速応答性を同時に満足させることはこ
れまでかなり困難であったが、一般式（Ｉ）の化合物を
用いることにより、そのような組成物の調製も容易であ
る。

【００５６】本発明の一般式（Ｉ）の化合物をドーパン
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）

【００５７】

【化１３】

【００５８】（式中、Ｒ^a及びＲ^bは直鎖状又は分岐状の
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
キシ基を表わし、互いに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）

【００５９】

【化１４】

【００６０】（式中、Ｒ^a及びＲ^bは一般式（Ａ）におけ
ると同じ意味を表わす。）で表わされるピリミジン系化
合物をあげることができる。また一般式（Ａ）、（Ｂ）
を含めて一般式（Ｃ）

【００６１】

【化１５】

【００６２】（式中、Ｒ^a及びＲ^b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、互いに同一で
あっても異なっていてもよく、Ｚ^aは−ＣＯＯ−、−Ｏ
ＣＯ−、−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。

【００６３】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）

【００６４】

【化１６】

【００６５】（式中、Ｒ^a及びＲ^b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、互い
に同一であっても異なっていてもよく、Ｚ^a及びＺ^bはそ
れぞれ前記一般式（Ｃ）におけるＺ^aと同じ意味を表わ
し、互いに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。

【００６６】これらの化合物は混合してＳＣ母体液晶と
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。

【００６７】こうして得られたＳＣ液晶組成物に本発明
の一般式（Ｉ）の化合物、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、
容易に室温を含み、高温域まで広い温度範囲でＳＣ^*相
を示す液晶組成物を得ることができる。

【００６８】本発明の一般式（Ｉ）の化合物を含有する
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が、本
発明の一般式（Ｉ）の化合物を含有する組成物は前述の
ような望ましい相系列を示し、配向性に優れているの
で、そのようなセルを得ることも容易である。

【００６９】

【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。

【００７０】なお、化合物の構造はＮＭＲ、ＩＲ、ＭＳ
及び元素分析により確認した。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、（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、ｑｕｉｎｔｅｔは５
重線を、ｍは多重線を、また、例えば、ｄｄは２重の２
重線を表わし、ｂは幅広い線を表わす。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。
組成物中における「％」はすべて「重量％」を表わす。

【００７１】（実施例１） （５Ｒ）−５−ヘキシル−
３−［４−（４−オクチルオキシフェニルエチニル）フ
ェニル］オキサゾリジン−２−オンの合成

【００７２】

【化１７】

【００７３】（１−ａ） （５Ｒ）−３−（４−ブロモ
フェニル）−５−ヘキシルオキサゾリジン−２−オンの
合成 （４−ブロモフェニル）カルバミド酸エチル２．４３ｇ
（１０ミリモル）にトリエチルアミン０．０７ｍｌ
（０．５ミリモル）と（Ｒ）−１，２−エポキシオクタ
ン１．９２ｇ（１５ミリモル）を加え、封管中、１００
℃で８時間反応させた。反応混合物をエタノールから再
結晶させて（５Ｒ）−３−（４−ブロモフェニル）−５
−ヘキシルオキサゾリジン−２−オン２．２ｇ（収率６
７％，８８％ｅｅ）を得た。

【００７４】無色針状晶 融点 ８２℃ [α]_D ＋３５．７゜（ｃ＝０．８，ＣＨＣｌ₃，２０℃） ＩＲ（ＫＢｒ） ２９５０，１７３０，１５００，１３
９０，１３２０，１２２０，８３０cm^{-1 1} Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃） δ ０．９０（ｔ，Ｊ＝７
Ｈｚ，３Ｈ），１．２〜１．６（ｍ，８Ｈ），１．７２
（ｄｄｔ，Ｊ＝１３．９，８．５ａｎｄ５．４Ｈｚ，１
Ｈ），１．８０〜１．９１（ｍ，１Ｈ），３．６１（ｄ
ｄ，Ｊ＝８．５ａｎｄ７．２Ｈｚ，１Ｈ），４．０５
（ｔ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，１Ｈ），４．６４（ｄｔｄ，Ｊ
＝８．５，７．２ａｎｄ５．６Ｈｚ，１Ｈ），７．４３
（ｄ，Ｊ＝９．３Ｈｚ，２Ｈ），７．４７（ｄ，Ｊ＝
９．３Ｈｚ，２Ｈ） ＭＳ ｍ／ｚ ３２７（Ｍ⁺＋２，４５），３２５
（Ｍ⁺，４５），１９９（９８），１９７（１００），
１８４（６３），１１７（３５），４１（６７） 元素分析：Ｃ₁₅Ｈ₂₀ＮＢｒＯ₂として 計算値：Ｃ，５５．２３％；Ｈ，６．１８％；Ｎ，４．
２９％；Ｂｒ，２４．４９％ 実測値：Ｃ，５５．２９％；Ｈ，６．０９％；Ｎ，４．
２３％；Ｂｒ，２４．４８％

【００７５】（１−ｂ） （５Ｒ）−５−ヘキシル−３
−［４−（４−オクチルオキシフェニルエチニル）フェ
ニル］オキサゾリジン−２−オンの合成 上記（１−ａ）で得た（５Ｒ）−３−（４−ブロモフェ
ニル）−５−ヘキシルオキサゾリジン−２−オン６５３
ｍｇ（２．０ミリモル）のトリエチルアミン（４ｍｌ）
溶液に、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラ
ジウム（ＩＩ）２８ｍｇ（０．４ミリモル）とトリフェ
ニルホスフィン２１ｍｇ（０．８ミリモル）、更にヨウ
化銅（Ｉ）１５ｍｇ（０．８ミリモル）と１−エチニル
−４−オクチルオキシベンゼン１．１５ｇ（５ミリモ
ル）を加え、１０時間加熱還流した。反応液を１Ｍ塩酸
６０ｍｌ中に注ぎ、反応生成物を酢酸エチル２０ｍｌで
３回抽出した後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液２０ｍ
ｌと飽和食塩水２０ｍｌで洗浄した。無水硫酸ナトリウ
ムで乾燥した後、減圧濃縮し、得られた残渣をカラムク
ロマトグラフィー（Ｋｉｅａｓｅｌｇｅｌ６０、ヘキサ
ン／酢酸エチル＝１０／１）を用いて精製して、（５
Ｒ）−５−ヘキシル−３−［４−（４−オクチルオキシ
フェニルエチニル）フェニル］オキサゾリジン−２−オ
ン３５０ｍｇ（収率３７％，９０％ｅｅ）を得た。更に
エタノール２２ｍｌから再結晶させて、無色針状晶２１
２ｍｇ（収率２２％，９０％ｅｅ）を得た。

【００７６】無色針状晶 相転移温度（℃） Ｃｒ９４ ＳＣ^*１５５ Ｎ^*１６３
Ｉ [α]_D ＋３９．４（ｃ＝０．６，ＣＨＣｌ₃，２０℃） ＩＲ（ＫＢｒ） ２９５０，１７５０，１５２０，１４
００，１２５２，１２２０，８４０cm^{-1 1} Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃） δ ０．８９（ｔ，Ｊ＝７
Ｈｚ，３Ｈ），０．９０（ｔ，Ｊ＝７Ｈｚ，３Ｈ），
１．２４〜１．５６（ｍ，１８Ｈ），１．６８〜１．９
２（ｍ，２Ｈ），１．７８（ｑｕｉｎｔｅｔ，Ｊ＝６．
７Ｈｚ，２Ｈ），３．６６（ｄｄ，Ｊ＝８．７ａｎｄ
７．２Ｈｚ，１Ｈ），３．９７（ｔ，Ｊ＝６．６Ｈｚ，
１Ｈ），４．０９（ｔ，Ｊ＝８．６Ｈｚ，１Ｈ），４．
６５（ｄｔｄ，Ｊ＝８．６，７．３，ａｎｄ５．７Ｈ
ｚ，１Ｈ），６．８６（ｄ，Ｊ＝８．９Ｈｚ，２Ｈ），
７．４４（ｄ，Ｊ＝８．９Ｈｚ，２Ｈ），７．５０
（ｄ，Ｊ＝９．３Ｈｚ，２Ｈ），７．５３（ｄ，Ｊ＝
９．３Ｈｚ，２Ｈ） ＭＳ ｍ／ｚ ４７５（Ｍ⁺，１００），２３５（１
５） 元素分析：Ｃ₃₁Ｈ₄₁ＮＯ₃として 計算値：Ｃ，７８．２８％；Ｈ，８．６９％；Ｎ，２．
９４％ 実測値：Ｃ，７８．３７％；Ｈ，８．６７％；Ｎ，２．
９３％

【００７７】（実施例２） （５Ｒ）−５−オクチル−
３−［４−（４−オクチルオキシフェニルエチニル）フ
ェニル］オキサゾリジン−２−オンの合成

【００７８】

【化１８】

【００７９】実施例１において、（Ｒ）−１，２−エポ
キシオクタンに代えて、（Ｒ）−１，２−エポキシデカ
ンを用いた以外は実施例１と同様にして、（５Ｒ）−３
−（４−ブロモフェニル）−５−オクチルオキサゾリジ
ン−２−オン及び（５Ｒ）−５−オクチル−３−［４−
（４−オクチルオキシフェニルエチニル）フェニル］オ
キサゾリジン−２−オンを合成した。

【００８０】（５Ｒ）−３−（４−ブロモフェニル）−
５−オクチルオキサゾリジン−２−オン 無色針状晶 融点 ７６℃ [α]_D ＋３２．３゜（ｃ＝１．０，ＣＨＣｌ₃，２０℃） ＩＲ（ＫＢｒ） ２９３０，１７３０，１５９５，１５
００，１４２０，１３９０，１３１０，１２２０，１１
５０，１０８０，９９０，８３０，７６０，５１０cm^{-1 1} Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃） δ ０．８９（ｔ，Ｊ＝
６．９Ｈｚ，３Ｈ），１．２２〜１．４８（ｍ，１２
Ｈ），１．６７〜１．７７（ｍ，１Ｈ），１．８１〜
１．９１（ｍ，１Ｈ），３．６２（ｄｄ，Ｊ＝８．６ａ
ｎｄ７．２Ｈｚ，１Ｈ），４．０４（ｔ，Ｊ＝８．６Ｈ
ｚ，１Ｈ），４．６０〜４．６９（ｍ，１Ｈ），７．４
３（ｄ，Ｊ＝９．３Ｈｚ，２Ｈ），７．４８（ｄ，Ｊ＝
９．３Ｈｚ，２Ｈ） ＭＳ ｍ／ｚ ３５５（Ｍ⁺＋２，５３），３５３
（Ｍ⁺，５４），１９９（９７），１９７（１００），
１６３（６１） 元素分析：Ｃ₁₇Ｈ₂₄ＮＢｒＯ₂として 計算値：Ｃ，５７．６３％；Ｈ，６．８３％；Ｎ，３．
９５％；Ｂｒ，２２．５５％ 実測値：Ｃ，５７．７２％；Ｈ，６．６８％；Ｎ，３．
９４％；Ｂｒ，２２．４９％

【００８１】（５Ｒ）−５−オクチル−３−［４−（４
−オクチルオキシフェニルエチニル）フェニル］オキサ
ゾリジン−２−オン 無色針状晶 相転移温度（℃） Ｃｒ９０ ＳＣ^*１６２ Ｎ^*１６４
Ｉ [α]_D ＋３２．０゜（ｃ＝１．０，ＣＨＣｌ₃，２０℃） ＩＲ（ＫＢｒ） ２９５０，１７５０，１６２０，１５
３０，１４００，１２５５，１２２０，８４０cm^{-1 1} Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃） δ ０．８９（ｔ，Ｊ＝
６．９Ｈｚ，６Ｈ），１．２３〜１．５５（ｍ，２２
Ｈ），１．６７〜１．９２（ｍ，４Ｈ），３．６６（ｄ
ｄ，Ｊ＝８．６ａｎｄ７．２Ｈｚ，１Ｈ），３．９７
（ｔ，Ｊ＝６．６Ｈｚ，２Ｈ），４．０８（ｔ，Ｊ＝
８．６Ｈｚ，１Ｈ），４．６０〜４．６９（ｍ，１
Ｈ），６．８６（ｄ，Ｊ＝９．０Ｈｚ，２Ｈ），７．４
４（ｄ，Ｊ＝９．０Ｈｚ，２Ｈ），７．５１（ｄ，Ｊ＝
９．３Ｈｚ，２Ｈ），７．５３（ｄ，Ｊ＝９．３Ｈｚ，
２Ｈ） ＭＳ ｍ／ｚ ５０３（Ｍ⁺，１００），２３５（１
７） 元素分析：Ｃ₃₃Ｈ₄₅ＮＯ₃として 計算値：Ｃ，７８．６９％；Ｈ，９．０１％；Ｎ，２．
７８％ 実測値：Ｃ，７８．９１％；Ｈ，８．８３％；Ｎ，２．
７８％

【００８２】（実施例３） ＳＣ^*液晶組成物の調製 以下の組成からなるＳＣ母体液晶（Ｈ−１）を調製し
た。

【００８３】

【化１９】

【００８４】この母体液晶の相転移温度は以下の通りで
あった。 相転移温度（℃） Ｃｒ１２．５ ＳＣ５５．５ ＳＡ
６４．５ Ｎ７０ Ｉ この母体液晶（Ｈ−１）９５％及び実施例１の（Ｎｏ．
１）の化合物５％からなるＳＣ^*液晶組成物（Ｍ−１）
を調製した。その相転移温度は以下の通りであった。

【００８５】相転移温度（℃） ＳＣ^*６２ ＳＡ６
３ Ｎ^*７１ Ｉ このことから、（Ｎｏ．１）の化合物は母体液晶（Ａ）
のＴｃを上昇させるとともに、ＳＡ相の温度範囲を狭く
し、Ｎ^*相の温度範囲を拡大する効果を有することが理
解できる。なお、融点は明確でなかった。

【００８６】同様にして、母体液晶（Ｈ−１）９５％及
び実施例２の（Ｎｏ．２）の化合物５％からなるＳＣ^*
液晶組成物（Ｍ−２）を調製した。その相転移温度は以
下の通りであった。

【００８７】相転移温度（℃） ＳＣ^*６２ ＳＡ６
５ Ｎ^*７２ Ｉ

【００８８】（実施例４） 液晶表示素子の作製 実施例３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、これを厚さ約２μｍ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）からな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^*相のセルが得られた。このセ
ルに電界強度１０Ｖ_p-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、２
５℃で７５μ秒という高速応答が確認できた。このとき
のチルト角は２９．５゜であり、コントラストは非常に
良好であった。またこの自発分極は＋８．９nC／cm²で
あった。

【００８９】同様にして、ＳＣ^*液晶組成物（Ｍ−２）
を用いて液晶表示用素子を作製し、その特性を測定し
た。結果は以下の通りであった。 （Ｍ−２）：応答９０μ秒、チルト角１６．５゜、自発
分極＋６．０nC／cm²、コントラスト良好

【００９０】（比較例）上記と同じ母体液晶（Ｈ−１）
９５％及び（Ｎｏ．１）の化合物の類似構造を有する
が、エステル系の骨格である式（Ｒ）

【００９１】

【化２０】

【００９２】の化合物５％からなるＳＣ^*液晶組成物
（Ｎ−１）を調製した。その相転移温度は以下の通りで
あった。 相転移温度（℃） ＳＣ^*５８．５ ＳＡ６２ Ｎ^*６
９ Ｉ このことから、この（Ｎ−１）は（Ｍ−１）に比べてＳ
Ｃ^*相の上限温度が３．５度も低下しており、ＳＡ相は
拡大し、逆にＮ相は狭くなっていることが明らかであ
る。

【００９３】

【発明の効果】本発明の一般式（Ｉ）で表わされる光学
活性オキサゾリジノン誘導体は、高い温度域までＳＣ^*
相を示し、キラルドーパントとして母体液晶に少量添加
するだけで、液晶相の上限温度を高め、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
で、且つ配向性の優れた液晶組成物を提供することがで
きる。この一般式（Ｉ）の化合物は、工業的に容易に製
造でき、無色で水、光等に対する化学的安定性にも優れ
ているので非常に実用的である。

【００９４】更に、一般式（Ｉ）の化合物を含有するキ
ラルスメクチック液晶組成物では、８０μ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
グ素子の構成材料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 楠本 哲生 神奈川県相模原市南台１−９−２−102 (72)発明者 佐藤 健一 神奈川県相模原市上溝35−11

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式（Ｉ） 【化１】 （式中、Ｒ¹はフッ素原子又は炭素原子数１〜１０のア
   ルコキシル基により置換されていてもよい炭素原子数１
   〜１８のアルキル基を表わし、Ｘは単結合又は−Ｏ−を
   表わし、環Ａはフッ素原子により置換されていてもよい
   １，４−フェニレン基を表わし、Ｙは−Ｃ≡Ｃ−又は−
   ＣＨ₂ＣＨ₂−を表わし、Ｒ²は炭素原子数１〜１０のア
   ルキル基を表わし、オキサゾリジノン環の５位の不斉炭
   素原子は（Ｒ）又は（Ｓ）配置である。）で表わされる
   光学活性化合物。
2. 【請求項２】 環Ａが１，４−フェニレン基であり、Ｙ
   が−Ｃ≡Ｃ−である請求項１記載の化合物。
3. 【請求項３】 請求項１記載の一般式（Ｉ）で表わされ
   る化合物を含有する液晶組成物。
4. 【請求項４】 強誘電性キラルスメクチック相を示す請
   求項３記載の液晶組成物。
5. 【請求項５】 一般式（ＩＩ） 【化２】 （式中、Ｚは臭素原子又は沃素原子を表わし、Ｒ²は炭
   素原子数１〜１０のアルキル基を表わし、オキサゾリジ
   ノン環の５位の不斉炭素原子は（Ｒ）又は（Ｓ）配置で
   ある。）で表わされる光学活性化合物。