JPH07116108B2

JPH07116108B2 - エステル化合物

Info

Publication number: JPH07116108B2
Application number: JP62149602A
Authority: JP
Inventors: 満鹿野
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1987-06-16
Filing date: 1987-06-16
Publication date: 1995-12-13
Anticipated expiration: 2010-12-13
Also published as: JPS63313751A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、液晶表示素子をなす強誘電性液晶として利用
されるエステル化合物に関するものである。

「従来技術」第４図は、従来のねじれ配列を誘発する液晶性化合物、
即ち強誘電性液晶の典型的な模式構造を示すものであ
る。

図中符号１は中心骨格部で、その両端には側鎖2,3が結
合している。側鎖2,3の何れか一方（この例では側鎖
２）は、不斉構造を有する光学活性基によって形成され
ている。

「発明が解決しようとする問題点」製造上および配向性などの表示特性上、強誘電性液晶化
合物のらせんピッチは、長い方が有利である。

ところが、従来の強誘電性液晶化合物の多くはは、らせ
んピッチが数μｍ以下と小さく、このため、従来は数種
類の液晶化合物をブレンドして、らせんピッチの長い液
晶組成物を調合しなければならなかった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、らせんピッ
チの長い新規な液晶化合物を提供することを目的とす
る。

「問題点を解決するための手段」本発明のエステル化合物は、下記一般式（Ｉ）で表され
る化合物である。

式（Ｉ）中、R₁とR₂は、互いに異なる不斉構造を持つア
ルキル基である。このエステル化合物は、第１図に示す
ように、中心骨格部１の両側に互いに異なる不斉構造を
もつ光学活性基が側鎖5,6として結合したものである。

この構造のエステル化合物は、互いに異なる不斉構造を
有する側鎖5,6の協同作用によって、らせんピッチが長
い強誘電性液晶となる。

さらに、上記式（Ｉ）において、R₁とR₂は、R₁を有する
下記式（II）で示される化合物と、R₂を有する下記式
（III）で示される化合物とが、それぞれの自発分極の
方向が互いに等しく、かつ、互いに異なるらせんのねじ
れ方向を誘起する液晶性化合物となる関係を満足するも
のとする。

（（II）式、（III）式中Ｒは、不斉構造を持たないア
ルキル基を示す）すなわち、側鎖5,6を形成する光学活性基は、その基が
誘起する液晶化合物のらせんのねじれの方向および自発
分極の向きの関係によって、第１表に示すように（イ）
〜（ニ）の４種類に分類できることが知られている（J.
W.Goodby stal,J.Am.Chem.Soc.,108,4729（'86））。

そして、本発明のエステル化合物では、（Ｉ）式中の
R₁,R₂に、第１表中（イ）と（ロ）に分類される光学活
性基から１つづつを選んで、あるいは（ハ）と（ニ）に
分類される光学活性基から１つづつを選んで用いられ
る。

本発明のエステル化合物を構成するR₁,R₂として、より
具体的には、（ｎ≠ｍ、２≦l,j≦８）であり、かつR₁、R₂中に存在す
る不斉炭素の絶対配置が同一であるものを挙げることが
できる。

中でも、０≦n,m≦８であるような基が特に好適に用い
られる。

「製造方法」次に、本発明のエステル化合物の製造方法の一例を説明
する。

本発明のエステル化合物は、下記中間体（Ｂ）をトルエ
ンに溶解し、ピリジン存在下で下記中間体（Ａ）を作用
させることによって製造できる。

また、中間体（Ａ）は、次のような工程で製造できる。

さらに、中間体（Ｂ）は、次のような工程で製造でき
る。

「実施例」次に、実施例に沿って本発明のエステル化合物を更に詳
しく説明する。

（実施例１）（VI）式で表される本発明の液晶化合物を作成した。な
お、以下の式に添えた（Ｓ）および（Ｒ）の記号は、そ
の側鎖の部分を絶対配置Ｓ型あるいはＲ型の原料アルコ
ールによって合成したことを示す。

この化合物（VI）は次のように製造した。

まず、（Ｃ）式に示す市販の光学活性アミルアルコール
（絶対配置Ｓ型）を当量の塩化トシルと、2.5倍当量の
ピリジン存在下で反応させた。

反応は室温以下で行い、約８時間を要した。得られた溶
液から、トルエン抽出の後、6N-HCl、2N-NaOH、水を順
次用いて洗浄し、次いで無水硫酸マグネシウムを用いて
乾燥した後、トルエンを溜去し、前記（A-2）式に相当
するトシルエステルを得た。収率は約90％であった。

次に、この得られたトシルエステルを、当量のＰ−シア
ノフェノールと1.1倍当量の苛性ソーダが存在するエタ
ノール中に添加した。これを、還流温度にて十分攪拌し
ながら、約24時間反応させた。ついで、得られた反応液
を室温にもどし、エタノールを溜去した後、トルエン抽
出した。次に、これを6N-HCl、2N-NaOH、水の順次用い
て洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。その
後、トルエンを溜去し、エタノールから再結晶して、前
記（A-4）式に相当するシアノ化合物を得た。収率は85
％であった。

次に、水／エタノール＝1/1（体積比）の混合溶媒に10
倍当量の苛性ソーダを溶解し、この溶液に、得られた前
記シアノ化合物を当量溶解し、約３日間還流した。アン
モニアガスの発生が終了してから、反応液を室温に戻し
これを大量の冷水中に注ぎ、塩酸で酸性にしたところ、
大量の結晶が析出した。これを取し、エタノールから
再結晶して、前記（A-5）式に相当するカルボン酸化合
物を得た。収率は約80％であった。次に、このものに４
倍当量の塩化チオニルを加え、４時間の加熱還流を行
い、余分なSOClを溜去して、前記中間体（Ａ）に相当す
る化合物（Ｄ）を得た。

（S-4′−５−メチルヘキシルオキシ安息香酸クロリ
ド）一方、絶対配置Ｓ型の市販光学活性アミルアルコール
（Ｅ）を、当量の三臭化リン（PBr₃）で処理してアミル
ブロマイドを合成し、このアミルブロマイドからグリニ
ャール試薬を調整し、これにオキセタンを作用させて前
記（B-1）式に相当する化合物を得た。

次に、前記化合物（Ｄ）の場合と同様の操作で、前記
（B-2）式に相当するトシルエステルを調整した。次
に、このトシルエステルを1.1倍当量の苛性ソーダと当
量のハイドロキノンが添加されたエタノール溶液中に加
熱攪拌しながら添加した。その後、還流下で約２日間反
応させ、次いでエタノールを溜去した後、酸性下でトル
エン抽出し、この抽出物を水洗して、前記中間体（Ｂ）
に相当する化合物（Ｆ）を得た。

次に、トルエン中、２倍当量のピリジン存在下で、中間
体（Ｂ）に相当する化合物（Ｆ）を当量溶解し、次いで
これに徐々に中間体（Ａ）に相当する化合物（Ｄ）を添
加し、還流攪拌を約８時間行った後、反応液を室温に戻
した。次いでこの反応液を、トルエン抽出に供し、続い
て6N-HCl、2N-NaOH、水を順次用いて洗浄した。このも
のを、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、トルエンを
溜去し、次いでエタノールから再結晶した。得られた結
晶をn-ヘキサン／クロロホルム＝9/1の混合溶媒と、シ
リカゲルカラムを用いたカラムクロマトグラフィーによ
って精製し、次いで、エタノールで３回再結晶を行い、
前記エステル化合物（VI）を得た。このものは純白であ
った。

以上の操作によって製造されたエステル化合物（VI）
と、下記（Ｇ）（Ｈ）（Ｊ）式で表される従来の液晶化
合物（比較例１〜３）の相転位温度、らせんピッチおよ
び自発分極を調べた。

以上の結果から、実施例１のエステル化合物（VI）は従
来のものに比較してらせんピッチが長いことが判明し
た。

これは、化合物（VI）においては、一方の側鎖がマイナ
ス方向の自発分極と右巻きのらせんのねじれを誘起する
ものであり、他方の側鎖がマイナス方向の自発分極と左
巻きのらせんのねじれを誘起するものであるためと考え
られる。

これに対して、比較例１の化合物（Ｇ）は、らせんのピ
ッチが短く、また自発分極も小であった。

これは、化合物（Ｇ）の左側の側鎖が、左回りのらせん
のねじれとプラス方向の自発分極を誘起する光学活性基
からなり、右側の側鎖が左回りのらせんのねじれとマイ
ナス方向の自発分極を誘起する光学活性基からなるため
と思われる。

続いて、この実施例１の化合物（VI）を質量分析法と赤
外線吸収スペクトルで調べた。結果を第２図および第３
図に示す。第３図において、各ピークの波数は第３表の
通りである。

これらの結果から、この化合物（VI）は、上記（VI）式
の構造のものであることを確認できた。

（実施例２〜４）化合物（VII），（VIII），（IX）を合成した。

これらの化合物（VII），（VIII），（IX）の調べたと
ころ、化合物（VII），（VIII）はらせんピッチが５μ
ｍ以上、自発分極が40nC/cm²であった。これら化合物
（VII），（VIII）のSc^*相はモノトロピックであった。

他方、化合物（IX）は、前記実施例１の化合物（VI）と
略同一のSc^*を持ち、らせんピッチおよび自発分極も略
同程度の値であった。

「発明の効果」本発明のエステル化合物は、互いに異なる不斉構造を有
する光学活性基が骨格部の両端に結合されたものなの
で、らせんピッチが長い液晶化合物となる。

従って、本発明のエステル化合物を用いることによっ
て、液晶表示素子の生産性を向上することができ、また
液晶表示素子の配向性等の表示特性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエステル化合物の概略構造を示す模式
図、第２図は実施例１の化合物を質量分析した結果を示
すチャート、第３図は同実施例１の化合物の赤外吸収ス
ペクトルを示すチャート、第４図は従来の液晶化合物の
概略構造を示す模式図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式（Ｉ）で表されることを特徴と
するエステル化合物。式（Ｉ）中、R₁は下記式（IV）、R₂は下記式（Ｖ）で示
され、かつR₁とR₂中に存在する不斉炭素の絶対配置は同
一とする。但し、ｎ≠ｍ、２≦1,j≦８とする。
【請求項２】０≦n,m≦８であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のエステル化合物。