JPH0692952A - 光学活性ラクトン誘導体とそれを含む液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 〔式中、Ｒ^１は（置換）アルキル基、Ｘは単結合、−Ｏ
−，−Ｓ−など、Ｙは−ＯＣＯ−，−ＣＯＯ−など、Ｚ
は−ＣＯＯ−又は−ＣＨ_２Ｏ−、Ｒ^２はアルキル基、ラ
クトン環の２位及び４位の不斉炭素原子は各々独立的に
（Ｒ）又は（Ｓ）配置をｍは０または１、ｎは１または
２を示す。〕の光学活性ラクトン誘導体。 【効果】 上記化合物は母体液晶組成物中に少量添加す
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。化学的安定性に非常に優れてお
り、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、新規な光学活性ラクト
ン誘導体およ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
電圧作動である。低消費電力である。薄型表示が可
能である。明るい場所でも使用でき目が疲れない。
等）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
極めて遅いうえに、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１００〜１
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】強誘電性液晶は液晶相としてはチルト系の
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
も低粘性であり実用的には最も望ましい。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には以下の条件を満た
す必要がある。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、などの条
件を満たすことが必要であるが、これらの条件を単独で
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
する方法が最も一般的である。この方法によれば、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
るためである。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）およ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ラクトン
誘導体を合成し、この化合物が、少量の添加で充分大き
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４４ページ、および特開平２−２８６６７３
号公報）

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記一
般式（ＩＩＩ）で表わされる化合物はラクトン環のカル
ボニル基のα位が比較的活性な水素原子を有する不斉炭
素であり、そのため塩基等の作用によりその絶対配置が
異性化しやすくジアステレオマー混合物になりやすいと
いう問題点があった。

【００１０】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。

【００１１】

【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、次の一般式（Ｉ）

【化４】

【００１２】（式中、Ｒ¹はフッ素原子、塩素原子、シ
アノ基または炭素原子数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２〜１２のアルキ
ル基を表わし、Ｘは単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ
−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−を表わす
が、好ましくは単結合または−Ｏ−を表わし、環Ａおよ
び環Ｂはそれぞれ独立的に１個または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
または１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基を表わす
が、好ましくは１，４−フェニレン基またはトランス−
１，４−シクロヘキシレン基を表わす。Ｙは−ＣＯＯ
−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂−、−ＣＨ₂
ＣＨ₂−、−Ｃ≡Ｃ−、または単結合を表わし、ｍは０
または１を表わすが好ましくは０を表わし、Ｚは−ＣＯ
Ｏ−または−ＣＨ₂Ｏ−を表わすが、好ましくは−ＣＯ
Ｏ−を表わし、ｎは１または２を表わすが好ましくは１
を表わし、Ｒ²は炭素原子数１〜１８の直鎖状または分
岐状のアルキル基を表わすが、好ましくは炭素原子数１
〜１０の直鎖状アルキル基を表わし、ラクトン環の２位
および４位の不斉炭素原子は各々独立的に（Ｒ）または
（Ｓ）配置である。）で表わされる光学活性ラクトン誘
導体を提供するものである。

【００１３】本発明はまた一般式（Ｉ）で表わされる化
合物の合成中間体として下記一般式（ＩＩ）

【００１４】

【化５】

【００１５】（式中、ｎおよびＲ²は式（Ｉ）における
と同じ意味をもつ。）で表わされる光学活性ラクトン誘
導体を提供する。

【００１６】さらに本発明は一般式（Ｉ）で表わされる
光学活性ラクトン誘導体を用いた液晶組成物をも提供す
るものである。

【００１７】本発明にいうところの液晶組成物は、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
示素子用としては、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または全部としてなるＳ
ｃ^*液晶組成物が適している。

【００１８】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ＳＴＮ型液晶としての用途などに利用できる。

【００１９】一般式（Ｉ）で表わされる本発明の化合物
は次の製造方法に従って製造することができる。

【００２０】一般式（Ｉ）においてＺが−ＣＯＯ−を表
わす場合、一般式（ＩＩ）で表わされる光学活性化合物
と一般式（ＩＶ）

【００２１】

【化６】

【００２２】（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
るカルボン酸とを、ジシクロヘキシルカルボジイミド
（ＤＣＣ）等の縮合剤存在下で反応させることにより一
般式（Ｉ）で表わされる化合物は容易に製造できる。

【００２３】あるいは一般式（ＩＶ）で表わされるカル
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
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。）で表わされる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）で表わされる光学活
性ラクト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。

【００２８】すなわち、一般式（ＶＩ）

【００２９】

【化８】

【００３０】（式中、Ｒ³はメチル基等の低級アルキル
基を表わし、ｎは１または２を表わす。）で表わされる
フェニルプロパン酸誘導体をブチルリチウム等の強塩基
存在下で下記一般式（ＶＩＩ）

【００３１】

【化９】

【００３２】（式中、Ｒ²は式（Ｉ）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と反応さ
せた後、ｐ−トルエンスルホン酸等の酸で閉環させるこ
とにより一般式（ＶＩＩＩ）

【００３３】

【化１０】

【００３４】（式中、Ｒ³、ｎは式（ＶＩ）における
と、Ｒ²は式（ＶＩＩＩ）におけると同じ意味をも
つ。）で表わされる光学活性ラクトン誘導体を得ること
ができる。

【００３５】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）の化合物を得ることができる。

【００３６】また一般式（ＩＶ）、一般式（Ｖ）または
一般式（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（ＶＩＩ）で表わされる光学活性オキ
シラン誘導体は一部市販されており、市販されていない
誘導体も市販の光学活性エピクロル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）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（Ｎ
ＭＲ）、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）で表わされ
る化合物の例を第１表に掲げた。

【００３９】

【表１】 （表中、Ｃｒは結晶相をＩは等方性液体相を表わす。）

【００４０】一般式（Ｉ）で表わされる化合物の優れた
特徴の１つとしては、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に示
された化合物をＳｃ相を示す母体液晶にわずかに２重量
％添加して得られるＳｃ^*液晶組成物では、２５℃にお
けるＰｓ値は１.４７ｎＣ／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
−［（Ｓ）−２−メチルブトキシ］フェニル４−デシル
オキシベンゾエートの自発分極が母体液晶に添加するこ
となく単独でも同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。このため非キラルの母体液晶に１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。

【００４１】一般式（Ｉ）で表わされる本発明の化合物
に於いてはそのラクトン環の２位および４位にそれぞれ
不斉炭素が存在する。２位の不斉炭素はカルボニル基の
α位にあたるわけであるが、本発明の一般式（Ｉ）で表
わされる化合物ではメチル基で置換されており４級の炭
素となっているので活性水素が存在しない。この点が一
般式（Ｉ）で表わされる本発明の化合物が既知の化合物
である一般式（ＩＩＩ）で表わされる化合物との大きな
相違点である。そのため塩基等に対して非常に安定であ
り、２位の不斉炭素の絶対配置が異性化することはな
い。

【００４２】前述のように、一般式（Ｉ）で表わされる
本発明の化合物は単独で用いるよりも、液晶組成物に添
加することにより好適に用いられる。得られる液晶組成
物は一般式（Ｉ）で表わされる光学活性化合物の少なく
とも１種と、必要に応じて他の光学活性化合物とからな
るキラルドーパントとを、これ以外の液晶化合物または
液晶組成物に加えてなるものである。特に強誘電性液晶
表示素子として用いる場合には、主成分としてのＳｃ相
を示すキラルでない母体液晶組成物に加えてなる組成物
が望ましい。一般式（Ｉ）で表わされる化合物は充分大
きな自発分極を誘起し得るものであるので母体液晶中に
１重量％程度以上添加すれば高速応答が可能な強誘電性
Ｓｃ^*組成物を得ることができる。

【００４３】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、キラルドーパントと
して他の液晶材料に少量添加することによって、液晶相
特にＳｃ^*相の温度範囲を狭くすることはほとんどな
い。

【００４４】一般式（Ｉ）で表わされる本発明の化合物
をドーパントとして添加する母体液晶に用いられるＳｃ
相を示す化合物（以下Ｓｃ化合物と省略する。）として
は、例えば下記一般式（Ａ）

【００４５】

【化１１】

【００４６】（式中、Ｒ^aおよびＲ^bは直鎖または分岐の
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また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）

【００４７】

【化１２】

【００４８】（式中、Ｒ^aおよび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。

【００４９】また一般式（Ａ）、一般式（Ｂ）を含めて
一般式（Ｃ）

【００５０】

【化１３】

【００５１】（式中、Ｒ^aおよびＲ^bは一般式（Ａ）にお
けると同じ意味を表わし、環Ｌおよび環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
−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂−、−ＣＨ₂
ＣＨ₂−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合を表わす。）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。

【００５２】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）

【００５３】

【化１４】

【００５４】（式中、Ｒ^aおよびＲ^bは一般式（Ａ）にお
けると同じ意味を表わし、環Ｌ、環Ｍおよび環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および
Ｚ^bはそれぞれ前記一般式（Ｃ）の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。

【００５５】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。

【００５６】こうして得られたＳｃ液晶組成物に一般式
（Ｉ）で表わされる本発明の化合物、さらに必要とあれ
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、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容易に得ることができる。

【００５７】また一般式（Ｉ）で表わされる本発明の化
合物を、上記Ｓｃ母体液晶組成物に添加して得られた液
晶組成物は、２枚の透明ガラス電極間に１〜２０μｍ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相−Ｎ*（キラルネ
マチック）相−Ｓ_A（スメクチックＡ）相−Ｓｃ*相の相
系列を示し、Ｎ*相および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。

【００５８】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誘起す
る螺旋のピッチはかなり大きいのでその調整は容易であ
る。

【００５９】

【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、勿論本発明の主旨およ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。

【００６０】各化合物の構造はＮＭＲ、ＩＲおよびＭＳ
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および示差走査熱量計（ＤＳＣ）を
併用して行った。ＩＲにおける（ＫＢｒ）は錠剤成形に
よる測定を、（ｎｅａｔ）は液膜による測定を、また
（Ｎｕｊｏｌ）は流動パラフィン中の懸濁状態での測定
をそれぞれ表わす。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
重線を表わし、また例えばｄｄは２重の２重線を表わ
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。

【００６１】（実施例１） （２Ｓ，４Ｒ）および（２Ｒ，４Ｒ）−２−（４−ヒド
ロキシフェニル）−２−メチル−４−デカノリドの合成

【００６２】（１−ａ） （２Ｓ，４Ｒ）および（２Ｒ，４Ｒ）−２−（４−メト
キシフェニル）−２−メチル−４−デカノリドの合成

【００６３】

【化１５】

【００６４】２−（４−メトキシフェニル）プロピオン
酸１.０８ｇ（６.０ｍｍｏｌ）のテトラヒドロフラン
（ＴＨＦ）３０ｍｌ溶液に、−７８℃にて１.５２Ｍブ
チルリチウム−ヘキサン溶液１１.８ｍｌ（１８.０ｍｍ
ｏｌ）を加え、１時間攪拌した。（Ｒ）−１，２−エポ
キシオクタン８９８ｍｇ（７.０ｍｍｏｌ）のＴＨＦ１
０ｍｌ溶液、ヘキサメチルリン酸トリアミド（ＨＭＰ
Ａ）１０ｍｌを加え、室温まで昇温し一晩攪拌した。飽
和塩化アンモニウム２０ｍｌを加え、３Ｍ塩酸でｐＨ１
とし、エーテル３５０ｍｌで抽出濃縮後、ｐ−トルエン
スルホン酸１０ｍｇ、トルエン５０ｍｌを加え、２時間
加熱攪拌した。溶媒を減圧下溜去し、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＝６／
１）で分離精製して、非極性成分（２Ｓ，４Ｒ）−２−
（４−メトキシフェニル）−２−メチル−４−デカノリ
ド２７７ｍｇ（収率１０％）、極性成分（２Ｒ，４Ｒ）
−２−（４−メトキシフェニル）−２−メチル−４−デ
カノリド５０８ｍｇ（収率２９％）を得た。

【００６５】（２Ｒ，４Ｒ）−２−（４−メトキシフェ
ニル）−２−メチル−４−デカノリド無色粘稠性液体

【００６６】［α］_D＋３４.３゜（ｃ＝１.２５、ＣＨ
Ｃｌ₃、２０℃）

【００６７】ＩＲ（ｎｅａｔ） ２９３０，２８５０，
１７６０，１５０５，１４５０，１２５０，１１７５，
１０２５，８２５ ｃｍ^-1

【００６８】¹Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃） δ ０.８８
（ｔ，Ｊ＝６.８Ｈｚ，３Ｈ），１.２４−１.５８
（ｍ，９Ｈ），１.６１（ｓ，３Ｈ），１.６８−１.７
８（ｍ，１Ｈ），２.２６（ｄｄ，Ｊ＝１２.８ａｎｄ
６.１Ｈｚ，１Ｈ），４.５２（ｄｄｔ，Ｊ＝９.１，７.
４，ａｎｄ６.１Ｈｚ，１Ｈ），３.８０（ｓ，３Ｈ），
６.８８（ｄ，Ｊ＝８.９Ｈｚ，２Ｈ），７.３６（ｄ，
Ｊ＝８.８Ｈｚ，２Ｈ）

【００６９】ＭＳ ｍ／ｚ ２９０（Ｍ⁺，２７），２
４６（１１），２３１（２３），１６２（１５），１６
１（１００），１４９（１２），１４８（４６），１４
７（１５）

【００７０】元素分析：Ｃ₁₀Ｈ₂₀Ｏ₃として 計算値：Ｃ，７４.４５；Ｈ，９.０２％ 実測値：Ｃ，７４.２８；Ｈ，９.０７％

【００７１】（２Ｓ，４Ｒ）−２−（４−メトキシフェ
ニル）−２−メチル−４−デカノリド

【００７２】無色粘稠性液体

【００７３】 ［α］_D−４４゜（ｃ＝１.２４、ＣＨＣｌ₃、２０℃）

【００７４】ＩＲ（ｎｅａｔ） ２９６０，２８９０，
１７７５，１６１５，１５２０，１４７０，１２５５，
１１８５，１０３５，８３５ ｃｍ^-1

【００７５】¹Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃） δ ０.８８
（ｔ，Ｊ＝７.１Ｈｚ，３Ｈ），１.２１−１.４８
（ｍ，８Ｈ），１.５５−１.６３（ｍ，１Ｈ），１.７
１−１.７９（ｍ，１Ｈ），１.９５（ｄｄ，Ｊ＝１２.
８ａｎｄ１０.７Ｈｚ，１Ｈ），２.７１（ｄｄ，Ｊ＝１
２.８ａｎｄ４.９Ｈｚ，１Ｈ），３.８０（ｓ，３
Ｈ），４.２０（ｄ，Ｊ＝８.９Ｈｚ，２Ｈ），６.８８
（ｄ，Ｊ＝８.９Ｈｚ，２Ｈ），７.３０（ｄ，Ｊ＝８.
９Ｈｚ，２Ｈ）

【００７６】ＭＳ ｍ／ｚ ２９０（Ｍ⁺，２０），２
３１（２２），１６２（１００），１４９（１１），１
４８（４６），１３５（２７），１３３（１６），１２
１（１４）

【００７７】元素分析：Ｃ₁₈Ｈ₂₀Ｏ₃として 計算値：Ｃ，７４.４５；Ｈ，９.０２％ 実測値：Ｃ，７４.３４；Ｈ，９.１４％

【００７８】（１−ｂ） （２Ｓ，４Ｒ）−２−（４−ヒドロキシフェニル）−２
−メチル−４−デカノリドの合成

【００７９】

【化１６】

【００８０】塩化アルミニウム１.５ｇ（１.８ｍｍｏ
ｌ）のジメチルスルフィド１ｍｌ、ジクロロメタン２０
ｍｌ溶液中に、氷冷下、（２Ｓ，４Ｒ）−２−（４−メ
トキシフェニル）−２−メチル−４−デカノリド５２７
ｍｇ（１.８ｍｍｏｌ）のジクロロメタン５ｍｌ溶液を
加え、３０℃にて２時間攪拌した。飽和炭酸水素ナトリ
ウム水溶液を加えて中和、セライト濾過、酢酸エチル２
００ｍｌで抽出後、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗滌、
無水硫酸マグネシウムで乾燥、濾過、濃縮した。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＝３／１）で分離精製して（２Ｓ，４Ｒ）−２
−（４−ヒドロキシフェニル）−２−メチル−４−デカ
ノリド４０７ｍｇ（収率８２％）を得た。

【００８１】無色粘稠性液体

【００８２】［α］_D−４４.８゜（ｃ＝１.３３、ＣＨ
Ｃｌ₃、２０℃）

【００８３】ＩＲ（ｎｅａｔ） ３４００，２９５０，
２８８０，１７１５，１６１５，１６００，１５２０，
１４５０，１３８０，１２７５，１２０５，１１８０，
１１００，１０１０，８３５ ｃｍ^-1

【００８４】¹Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃） δ ０.８７
（ｔ，Ｊ＝６.９Ｈｚ，３Ｈ），１.２２−１.４８
（ｍ，８Ｈ），１.５４−１.６３（ｍ，１Ｈ），１.７
１−１.８０（ｍ，１Ｈ），１.９５（ｄｄ，Ｊ＝１２.
９ａｎｄ１０.７Ｈｚ，１Ｈ），２.７０（ｄｄ，Ｊ＝１
２.９ａｎｄ５.０Ｈｚ，１Ｈ），４.２３（ｄｄｔ，Ｊ
＝１０.7,7.４，ａｎｄ５.２Ｈｚ，１Ｈ），６.８１
（ｄ，Ｊ＝８.８Ｈｚ，２Ｈ），７.２０（ｄ，Ｊ＝８.
８Ｈｚ，２Ｈ）

【００８５】ＭＳ ｍ／ｚ ２７６（Ｍ⁺，１０），２
３２（１０），２１７（１３），１４８（１２），１４
７（１００），１３５（１０），１３４（５６），１３
３（１７），１２１（２１），１１９（１３），１０８
（１７），９１（１１）

【００８６】元素分析：Ｃ₁₇Ｈ₂₄Ｏ₃として 計算値：Ｃ，７３.８８；Ｈ，８.７５％ 実測値：Ｃ，７３.６４；Ｈ，８.８８％

【００８７】（１−ｃ） （２Ｒ，４Ｒ）−２−（４−ヒドロキシフェニル）−２
−メチル−４−デカノリドの合成

【００８８】

【化１７】

【００８９】（２Ｓ，４Ｒ）−２−（４−メトキシフェ
ニル）−２−メチル−４−デカノリドのかわりに（２
Ｒ，４Ｒ）−２−（４−メトキシフェニル）−２−メチ
ル−４−デカノリド４１４ｍｇ（１.４ｍｍｏｌ）を用
いた以外は（１−ｂ）と全く同様の操作により（２Ｒ，
４Ｒ）−２−（４−ヒドロキシフェニル）−２−メチル
−４−デカノリド３８２ｍｇ（収率９８％、光学純度９
９％ｅｅ）を得た。

【００９０】無色板状晶

【００９１】融点 ８７−８８℃

【００９２】［α］_D＋３３.８゜（ｃ＝０.９４、ＣＨ
Ｃｌ₃、２０℃）

【００９３】ＩＲ（ｎｅａｔ） ３４２０，２９５０，
２９３０，２８６０，１７５０，１５１５，１２１５，
１１９０，１０６０，９２５，８１０，６５０，５９５
ｃｍ^-1

【００９４】¹Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃） δ ０.８８
（ｔ，Ｊ＝６.９Ｈｚ，３Ｈ），１.２５−１.５１
（ｍ，８Ｈ），１.５２−１.６３（ｍ，１Ｈ），１.６
１（ｓ，３Ｈ），１.７１−１.８０（ｍ，１Ｈ），２.
２５（ｄｄ，Ｊ＝１２.８ａｎｄ９.３Ｈｚ，１Ｈ），
２.４４（ｄｄ，Ｊ＝１２.８ａｎｄ６.１Ｈｚ，１
Ｈ），４.５４（ｄｄｔ，Ｊ＝９.０，７.５，ａｎｄ５.
８Ｈｚ，１Ｈ），６.７７（ｄ，Ｊ＝８.８Ｈｚ，２
Ｈ），７.２９（ｄ，Ｊ＝８.８Ｈｚ，２Ｈ）

【００９５】ＭＳ ｍ／ｚ ２７６（Ｍ⁺，９），２３
２（１０），２１７（１２），１４８（１３），１３５
（１１），１３３（１７），１２１（２１），

【００９６】元素分析：Ｃ₁₇Ｈ₂₄Ｏ₃として 計算値：Ｃ，７３.８８；Ｈ，８.７５％ 実測値：Ｃ，７３.８０；Ｈ，８.９０％

【００９７】（実施例２） （２Ｓ，４Ｒ）−２−［４−（４−オクチルベンゾイル
オキシ）フェニル］−２−メチル−４−デカノリドの合
成

【００９８】

【化１８】

【００９９】実施例１の（１−ｂ）で製造した（２Ｓ，
４Ｒ）−２−（４−ヒドロキシフェニル）−２−メチル
−４−デカノリド５０ｍｇおよび４−オクチル安息香酸
クロリド４６ｍｇをジクロロメタン４ｍｌに溶解し、ピ
リジン１ｍｌを加え、６時間溶媒還流下攪拌した。放冷
後エーテル５０ｍｌおよび稀塩酸を加え、有機層を分離
後水で洗滌し、無水硫酸ナトリウムで脱水した。溶媒を
溜去して得られた粗生成物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）で精製
して白色結晶状の表記化合物６１ｍｇを得た。

【０１００】融点 ６９℃

【０１０１】ＩＲ（Ｎｕｊｏｌ） １７３０，１６１
０，１５１０，１２６０，１２１０，１１７０，１０６
０，１０２０，７６０ｃｍ^-1

【０１０２】¹Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃） δ ０.８７
−０.９０（ｍ，６Ｈ），１.２７−２.０３（ｍ，２２
Ｈ），２.６５−２.７８（ｍ，４Ｈ），４.２２−４.２
５（ｍ，１Ｈ），７.２０−８.１１（ｍ，８Ｈ）

【０１０３】（実施例３） （２Ｒ，４Ｒ）−２−［４−（４−オクチルベンゾイル
オキシ）フェニル］−２−メチル−４−デカノリドの合
成

【０１０４】

【化１９】

【０１０５】実施例２において用いた（２Ｓ，４Ｒ）−
２−（４−ヒドロキシフェニル）−２−メチル−４−デ
カノリドに換えて、（２Ｒ，４Ｒ）−２−（４−ヒドロ
キシフェニル）−２−メチル−４−デカノリドを用いる
ことにより、表記化合物を得た。相転移温度は第１表に
示した。

【０１０６】（実施例４） （２Ｓ，４Ｒ）−２−［４−（４−オクチルオキシベン
ゾイルオキシ）フェニル］−２−メチル−４−デカノリ
ドの合成

【０１０７】

【化２０】

【０１０８】実施例２において用いた４−オクチル安息
香酸クロリドに換えて、４−オクチルオキシ安息香酸ク
ロリドを用いることにより、表記化合物を得た。相転移
温度は第１表に示した。

【０１０９】（実施例５）Ｓｃ^*組成物の調製

【０１１０】以下の組成からなるＳｃ相を示す母体液晶
を調製した。

【０１１１】

【化２１】

【０１１２】この母体液晶の融点は１２.５℃であり、
５５.５℃までＳｃ相を、６４.５℃までＳ_A（スメクチ
ックＡ）相を、７０℃までＮ（ネマチック）相を示し
た。

【０１１３】この母体液晶９８％と実施例４で得たＮ
ｏ.３の化合物２％とを混合してなる液晶組成物を調製
したところ、５２.５℃までＳｃ^*相を、６５℃までＳ_A
相を、６９℃までＮ*相を示した。またその融点は不明
瞭であった。

【０１１４】（実施例６）表示素子の作成

【０１１５】実施例５で得たＳｃ^*組成物を加熱して等
方性液体とした。これを厚さ約２μｍのポリイミド−ラ
ビングによる配向処理を施したガラスセル内に充填し、
室温まで徐冷を行い、配向したＳｃ^*相のモノドメイン
を得た。このセルに電界強度１０Ｖp-p／μｍの矩形波
を印加してその電気光学応答を測定したところ、２５℃
で１８６μ秒という高速応答が確認できた。このときの
チルト角は２０.５゜であり、自発分極は１.４７ｎＣ／
ｃｍ²であった。

【０１１６】

【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、他の母体液晶組成物にいわゆるキラルド
ーパントとして添加することにより、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。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、また特に酸、塩基等に対する化学的安定性に
非常に優れており実用的である。さらに、本発明におけ
るキラルスメクチック液晶組成物では１００μ秒台の高
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 (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０７Ｄ 407/12 ３０７ 8829−4Ｃ Ｃ０９Ｋ 19/34 7457−4Ｈ Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ 9225−2Ｋ (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

Claims (14)

【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、塩素原子、シアノ基または
   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、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、
   −ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−を表わし、環Ａおよび環Ｂは
   それぞれ独立的に１個または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−ジイル基または
   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−、または単結合を表わし、
   ｍは０または１を表わし、ｎは１または２を表わし、Ｚ
   は−ＣＯＯ−、または−ＣＨ₂Ｏ−を表わし、Ｒ²は炭素
   原子数１〜１８の直鎖状または分岐状のアルキル基を表
   わし、ラクトン環の２位および４位の不斉炭素原子は各
   々独立的に（Ｒ）または（Ｓ）配置である。）で表わさ
   れる光学活性ラクトン誘導体。
2. 【請求項２】 ｎ＝１である請求項１記載の光学活性ラ
   クトン誘導体。
3. 【請求項３】 ｍ＝０である請求項２記載の光学活性ラ
   クトン誘導体。
4. 【請求項４】 Ｚが−ＣＯＯ−である請求項３記載の光
   学活性ラクトン誘導体。
5. 【請求項５】 環Ａが１，４−フェニレン基または１，
   ４−シクロヘキシレン基である請求項４記載の光学活性
   ラクトン誘導体。
6. 【請求項６】 Ｘが単結合または−Ｏ−である請求項５
   記載の光学活性ラクトン誘導体。
7. 【請求項７】 Ｒ¹が炭素原子数２〜１２のアルキル基
   である請求項６記載の光学活性ラクトン誘導体。
8. 【請求項８】 Ｒ²が炭素原子数１〜１０の直鎖状アル
   キル基である請求項７記載の光学活性ラクトン誘導体。
9. 【請求項９】 Ｘが−Ｏ−であり、かつ環Ａが１，４−
   フェニレン基である請求項８記載の光学活性ラクトン誘
   導体。
10. 【請求項１０】 一般式（ＩＩ） 【化２】 （式中、ｎは１または２を表わし、Ｒ²は炭素原子数１
    〜１８の直鎖状または分岐状のアルキル基を表わし、ラ
    クトン環の２位および４位の不斉炭素原子は各々独立的
    に（Ｒ）または（Ｓ）配置である。）で表わされる光学
    活性ラクトン誘導体。
11. 【請求項１１】 ｎ＝１である請求項１０記載の光学活
    性ラクトン誘導体。
12. 【請求項１２】 請求項１記載の光学活性ラクトン誘導
    体を含有する液晶組成物。
13. 【請求項１３】 強誘電性キラルスメクチック相を示す
    請求項１２記載の液晶組成物。
14. 【請求項１４】 請求項１２または請求項１３記載の液
    晶組成物を用いた液晶表示素子。