JPH0784416B2 - 新規な液晶性化合物及び液晶組成物 - Google Patents

新規な液晶性化合物及び液晶組成物

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JPH0784416B2
JPH0784416B2 JP61185066A JP18506686A JPH0784416B2 JP H0784416 B2 JPH0784416 B2 JP H0784416B2 JP 61185066 A JP61185066 A JP 61185066A JP 18506686 A JP18506686 A JP 18506686A JP H0784416 B2 JPH0784416 B2 JP H0784416B2
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liquid crystal
biphenyl
oxy
benzene
methyloctyl
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賢治 鈴木
淳 杉浦
哲郎 秀
恒宣 藤井
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Kanto Chemical Co Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、強誘電性液晶組成物の成分として有用で、か
つ、化学的安定性に優れた新規な液晶性化合物ならびに
この液晶性化合物の少くとも1種を含有する液晶組成物
に関する。
(従来技術) 現在、ネマテイツク液晶を利用したツイスト−ネマテイ
ツク型表示方式が広く普及している。この表示方式を利
用した液晶表示素子は、低電圧駆動、低消費電力等の特
長を有し、時計、電卓等の表示部に用いられている。し
かし、応答速度に関しては、他の発光型表示素子(発光
ダイオード等)に比較して遅く、高速応答性を必要とす
る光プリンターヘッド等への応用は制限されてきた。
1980年、クラークおよびラゲルバル(アプライド・フイ
ジクス・レターズ、36、899、1980)によつて発表され
た強誘電性液晶の光スイツチング現象を利用した表示方
式は、高速応答性を有しており光プリンターヘッド等の
オプトエレクトロニクスの分野への応用も可能となつ
た。
強誘電性液晶は、1975年、アール・ビー・メイアーらに
よつて初めて見出されたものであるが(ル・ジユルナー
ル・ドウ・フイジク36、L−69、(1975))、液晶物質
が強誘電性を示すには、次の条件を満足しなければなら
ない。
分子構造中に不斉炭素原子を有し、かつ、光学活性
であること。
分子長軸方向に垂直な永久双極子モーメントを有す
ること。
カイラルスメクテイツクC相(SmC*相)を有する
こと。
従来の代表的な強誘電性液晶を構造式その他により次に
示す。
(a)は、メイアーらにより見出された最初の強誘電性
液晶物質であり、(b)は、自発分極の大きい化合物と
して知られている。いずれも、シツフ塩基であり、水分
に不安定である。(c)は、水分には安定であるが、Sm
C*相の温度範囲が狭い。
(発明の開示) 本発明者らは、化学的に安定で、強誘電性液晶組成物成
分として有用な新規化合物を提供することに成功した。
本発明に係る新規化合物は、化学的に安定な物質であつ
て、液晶組成物成分として使用した場合に、動作温度範
囲の広い表示素子を提供することができるものである。
すなわち、本発明に係る化合物は、液晶組成物において
SmC*相の温度範囲を拡張する成分として有用なもので
ある。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明に係る新規化合物は、一般式(I) (式中、Rは炭素原子数1〜18のアルキル基であり、n
は3〜7の整数を表わす)で表わされる液晶性化合物で
ある。
本発明に係る化合物は、次の図式により示される合成ル
ートにより製造することができる。
図式中に示された(i)〜(ix)の記号は、いずれも後
述の実施例中の対応する各化合物に符されている。
以下に、本発明に係る化合物およびその製造例ならびに
使用例を実施例によつて具体的に説明する。
式中*の符号は、光学活性原子を示すものであり、ルー
トの図式中には参照する実施例の番号が記入されてい
る。
実施例1 (S)−p−ヘキシルフエニル4−〔(4″−メチルヘ
キシル)オキシ〕ビフエニル−4′−カルボキシレート
(iv)の合成 (a) (S)−メチル4−〔(4″−メチルヘキシ
ル)オキシ〕ビフエニル−4′−カルボキシレート
(i)の合成 反応容器に、メチル4−ヒドロキシビフエニル−4′−
カルボキシレート67.5g、(S)−4−メチルヘキシル
ブロマイド(Mol.Cryst.Liq.Cryst.114、237−247 1984
の反応例に従い合成。b.p.71〜72℃/23.5mmHg)58.5g、
無水炭酸カリウム82gおよびシクロヘキサノン750ccを仕
込み、130〜140℃で5時間、撹拌した。
放冷後、反応液を水へあけ、遊離した有機層をベンゼン
で抽出した。ベンゼン層をよく水洗した後、芒硝で乾燥
させた。溶媒を留去し、残留分をアセトンより再結晶す
ることにより75gの(S)−メチル4−〔(4″−メチ
ルヘキシル)オキシ〕ビフエニル−4′−カルボキシレ
ート(i)が得られた。このものの相変化を偏光顕微鏡
下で観察したところ以下のようであつた。
(b) (S)−4−〔(4″−メチルヘキシル)オキ
シ〕ビフエニル−4′−カルボン酸(ii)の合成 反応容器に、(S)−メチル4−〔(4″−メチルヘキ
シル)オキシ〕ビフエニル−4′−カルボキシレート
(i)75g(テトラヒドロフラン200ccに溶解させたも
の)、メタノール200ccおよび95%苛性ソーダ30g(水15
0ccに溶解させたもの)を仕込み、還流下に4時間撹拌
した。
次に、この反応液へ塩酸を投入して酸性とした後、析出
物を減圧過した。集した結晶を加熱乾燥することに
より67gの(S)−4−〔(4″−メチルヘキシル)オ
キシ〕ビフエニル−4′−カルボン酸(ii)が得られ
た。
(c) (S)−4−〔(4″−メチルヘキシル)オキ
シ〕ビフエニル−4′−カルボニルクロライド(iii)
の合成 反応容器に、(S)−4−〔(4″−メチルヘキシル)
オキシ〕ビフエニル−4′−カルボン酸(ii)67g、ベ
ンゼン600ccおよび少量のピリジンを仕込み、還流下に
撹拌しながら塩化チオニル51gを滴下した。次いで同温
度で10時間反応させた後、溶媒と過剰の塩化チオニルを
留去すると、(S)−4−〔(4″−メチルヘキシル)
オキシ〕ビフエニル−4′−カルボニルクロライド(ii
i)70gが得られた。
(d) (S)−p−ヘキシルフエニル4−〔(4″−
メチルヘキシル)オキシ〕ビフエニル−4′−カルボキ
シレート(iv)の合成 反応容器に、p−ヘキシルフエノール1.6g、ベンゼン10
cc、ピリジン0.8gを仕込み、撹拌しながら、室温下、
(S)−4−〔(4″−メチルヘキシル)オキシ〕ビフ
エニル−4′−カルボニルクロライド(iii)3g(ベン
ゼン20ccに溶解させたもの)を滴下した。室温下で2時
間、さらに還流下で3時間反応させた後、反応液を水に
注加した。遊離したベンゼン層をよく水洗し、芒硝で乾
燥させた。
ベンゼンを留去し、残留分をアセトンより2回再結晶す
ることにより(S)−p−ヘキシルフエニル4−
〔(4″−メチルヘキシル)オキシ〕ビフエニル−4′
−カルボキシレート(iv)1.5gが得られた。
このものの含量は液体クロマトグラフイーにて99%以
上、薄層クロマトグラフイーにて1スポツトであつた。
また、赤外線吸収スペクトル測定によれば、特性値は、
2800〜3000cm-1、1730cm-1、1270cm-1であつた。
また、マススペクトル分析では、472に分子イオンピー
ク、295に基準ピークが認められ、このものの化学構造
が支持された。
このものを、メトラーホツトステージFP−82にはさみ、
偏光顕微鏡下で相変化を観察したところ以下のようであ
つた。
#:偏光顕微鏡観察では、相変化が不明瞭であつたの
で、示差熱量計測定により求めた。
実施例2〜5 実施例1に準拠して、同様にして、各種の誘導体を合成
した。実施例1〜5で得られた化合物のそれぞれについ
て相転移温度を測定した結果を表1に示す。〔表中、R
は、前記一般式(I)におけるRであり、それにより各
化合物を示す。〕 実施例6 (S)−p−ヘキシルフエニル4−〔(6″−メチルオ
クチル)オキシ〕ビフエニル−4′−カルボキシレート
(ix)の合成 (a) (S)−6−メチルオクチルブロマイド(v)
の合成 反応容器に、粉末マグネシウム13.8gおよびテトラヒド
ロフラン(水素化リチウムアルミニウムで処理した後に
蒸留して精製したもの)160ccを仕込み、これに(S)
−2−メチルブチルブロマイド(Mol.Cryst.Liq.Cryst.
48、37〜52、1978の反応例に従つて合成:b.p.123〜124
℃)78gを滴下してグリニヤール試薬を調製した。
別に、反応容器に、1,4−ジブロモブタン123g、テトラ
ヒドロフラン(THF)350cc、および0.1mol/のジリチ
ウムテトラクロロキユープレート−THF溶液(Li2CuCl4/
THF)18ccを仕込み、0℃以下で、上記のグリニヤール
試薬を滴下した。
0℃以下で1時間、10℃で1時間、さらに室温下で1時
間撹拌した後、反応液を希塩酸中に注加した。遊離した
有機層をベンゼンで抽出し、ベンゼン層を充分に水洗し
た。ベンゼン層を芒硝で乾燥させた後、溶媒を留去し、
残留分を減圧蒸留すると、(S)−6−メチルオクチル
ブロマイド(v)60gが得られた。b.p.102〜114℃/27mm
Hg (b) (S)−メチル4−〔(6″−メチルオクチ
ル)オキシ〕ビフエニル−4′−カルボキシレート(v
i)の合成 反応容器に、メチル4−ヒドロキシビフエニル−4′−
カルボキシレート38g、(S)−6−メチルオクチルブ
ロマイド(v)38g、無水炭酸カリウム53gおよびシクロ
ヘキサノン500ccを仕込み、130〜140℃で5時間撹拌し
た。放冷後、反応液を水へあけ、遊離した有機層をベン
ゼンで抽出した。ベンゼン層をよく水洗した後、芒硝で
乾燥させた。溶媒を留去し、残留分をアセトンより再結
晶すると50gの(S)−メチル4−〔(6″−メチルオ
クチル)オキシ〕ビフエニル−4′−カルボキシレート
(vi)が得られた。
(c) (S)−4−〔(6″−メチルオクチル)オキ
シ〕ビフエニル−4′−カルボン酸(vii)の合成 反応容器に、(S)−メチル4−〔(6″−メチルオク
チル)オキシ〕ビフエニル−4′−カルボキシレート
(vi)50g(テトラヒドロフラン200ccに溶解させたも
の)、メタノール200ccおよび95%苛性ソーダ15g(水15
00ccに溶解させたもの)を仕込み、還流下に4時間撹拌
した。
次に、反応液へ塩酸を投入して酸性とした後、析出物も
減圧過した。集した結晶を加熱乾燥すると45gの
(S)−4−〔(6″−メチルオクチル)オキシ〕ビフ
エニル−4′−カルボン酸(vii)が得られた。
(d) (S)−4−〔(6″−メチルオクチル)オキ
シ〕ビフエニル−4′−カルボニルクロライド(viii)
の合成 反応容器に、(S)−4−〔(6″−メチルオクチル)
オキシ〕ビフエニル−4′−カルボン酸(vii)45g、ベ
ンゼン500ccおよび少量のピリジンを仕込み、還流下に
撹拌しながら塩化チオニル32gを滴下した。次いで同温
度で10時間反応させた後、溶媒と過剰の塩化チオニルを
留去すると47gの(S)−4−〔(6″−メチルオクチ
ル)オキシ〕ビフエニル−4′−カルボニルクロライド
(viii)が得られた。
(e) (S)−p−ヘキシルフエニル4−〔(6″−
メチルオクチル)オキシ〕ビフエニル−4′−カルボキ
シレート(ix)の合成 反応容器に、p−ヘキシルフエノール1.5g、ベンゼン10
ccおよびピリジン0.7gを仕込み、撹拌しながら、室温下
(S)−4−〔(6″−メチルオクチル)オキシ〕ビフ
エニル−4′−カルボニルクロライド(viii)3g(ベン
ゼン20ccに溶解させた)を滴下した。室温下で2時間、
さらに還流下で3時間反応させた後、反応液を水に注加
した。遊離したベンゼン層をよく水洗し、芒硝で乾燥さ
せた。ベンゼンを留去し、残留分をアセトンより2回再
結晶すると(S)−p−ヘキシルフエニル4−〔(6″
−メチルオクチル)オキシ〕ビフエニル−4′−カルボ
キシレート(ix)1.9gが得られた。
このものの含量は、液体クロマトグラフイーにて99%以
上、薄層クロマトグラフイーにて1スポツトであつた。
また、赤外線吸収スペクトル測定によれば特性値は、28
00〜3000cm-1、1730cm-1、1270cm-1であつた。また、マ
ススペクトル分析では、501に分子イオンピーク、323に
基準ピークが認められ、このものの化学構造が支持され
た。
このものをメトラーホツトステージFP−82にはさみ、偏
光顕微鏡下で相変化を観察したところ、以下のようであ
つた。
実施例7〜10 実施例6に準拠して、同様にして、各種の誘導体を合成
した。実施例6〜10で得られた化合物のそれぞれの相転
移温度を測定した結果を表2に示す。〔表中、Rは前記
一般式(I)におけるRであり、それにより各化合物を
示す。〕 実施例11 表面にポリイミド系高分子膜を塗布し、ラビング処理し
た2枚の透明電極を有するガラス基板に、マイラーフイ
ルムをはさんで、液晶セルを組立てた。なお、2枚の基
板は、そのラビング方向は平行になるようにされ、セル
間隔は9μmである。この液晶セルに各実施例で得られ
た化合物を封入し、等方性液体からSmC*相まで徐冷し
た。この液晶セルを2枚の偏光板にはさみ、電圧を印加
し、極性を反転させると表示状態が変化した。このよう
に、各実施例で得られた各化合物のSmC*相は、強誘電
性を示し、電気光学素子として使用し得るものである。
本発明に係る化合物は、化学的に安定であつて強誘電性
液晶組成物の温度範囲を拡張する成分として有用なもの
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 恒宣 埼玉県草加市稲荷1−7−1 関東化学株 式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭53−23883(JP,A) 特開 昭53−125983(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(I) (式中、Rは、炭素原子数1〜18のアルキル基であり、
    nは3〜7の整数を表わす)で表わされる化合物。
  2. 【請求項2】一般式(I) (式中、Rは、炭素原子数1〜18のアルキル基であり、
    nは3〜7の整数を表わす)で表わされる液晶性化合物
    の少くとも1種を含有することを特徴とする液晶組成
    物。
JP61185066A 1986-08-08 1986-08-08 新規な液晶性化合物及び液晶組成物 Expired - Lifetime JPH0784416B2 (ja)

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