JPH0794408B2 - 極めて大きな自発分極を示す液晶化合物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は液晶化合物及び液晶組成物に関するもので、特
に強誘電性を有する液晶材料を提供するものであり、従
来の液晶材料と比較して特に応答性、メモリー性に優れ
た液晶表示素子への利用可能性を有する液晶材料を提供
するものである。

〈従来技術〉 液晶表示素子は、その低電圧作動性、低消費電力性、薄
型表示が可能なこと、受光型であるため明るい場所でも
使用でき、目が疲れないことなどの多くの優れた特徴を
有しているため、現在では各種の表示素子として、広く
用いられている。現在のところ、表示方式としてはTwis
ted Nematic（TN）型と呼ばれるものが最も一般的であ
る。このTN型表示方式はネマチック液晶を用いるもので
あるが、これにおいては、前記の優れた特徴をすべて有
する反面、CRTをはじめとする他の発光型表示方式と比
較すると、その応答が非常に遅いという欠点があった。
また、印加した電場を切ったときにも、もとの状態にも
どるため表示の記憶（メモリー効果）が得られなかっ
た。これらのために、高速応答や、時分割作動が必要な
光シャッター、プリンターヘッド、テレビ等への動画面
への応用には種々の制約を受け適したものであるとは言
えなかった。

液晶表示素子としてはTN型以外にもゲスト−ホスト（G
H）型、複屈折制御（ECB）型、相転移（PC）型、熱効果
型等が研究開発されており、それぞれ特徴を有している
が、その応答性においては、いずれもTN型と比べて特に
改善がなされたものとは言えなかった。これらに対し、
高速応答が得られる液晶表示方式として二周波駆動型と
呼ばれるものが開発されており、その応答性において
は、かなりの改善がなされたが、それでも充分満足でき
るものとは言えず、また、その作動回路が複雑になりす
ぎるなどの欠点を有していた。このため、さらに応答性
に優れた新しい液晶表示方式の開発が試みられてきた。

この目的に沿ったものとして、最近、強誘電性液晶が発
表された。（R.Mayer et al;J.Physique 36 L69（197
5））この強誘電性液晶を利用した表示素子は、従来の
液晶表示と比較して100〜1000倍という高速応答と、双
安定性によりもたらされるメモリー効果を有することが
指摘され（N.A.Clark,S.T.Lagerwall:Appl Phys.Lett;3
6 899（1980））、テレビ等の動画面や高速光シャッタ
ー、プリンターヘッド、コンピューター端末など他方面
の表示素子への応用が期待できるものである。

強誘電性液晶は、液晶相としてはチルト系のカイラルス
メクチック相に属するものであるが、その中でも、実用
的に望ましいものは、最も粘度の低いカイラルスメクチ
ックＣ（以下SC^＊と省略する）相と呼ばれるものであ
る。

SC^＊相を示す液晶化合物はこれまでにも検討されてきて
おり、既に数多くの化合物が合成されている。しかしな
がら、これらのSC^＊化合物は、単独では強誘電性液晶表
示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強誘電性を示すこと、（ロ）長い
らせんピッチを示すこと、（ハ）適当なチルト角を持つ
こと、（ニ）自発分極が大きい値であること、（ホ）粘
性が小さいこと、（ヘ）上記（ニ）及び（ホ）の結果と
して高速の応答性を示すこと、を満足するものは知られ
ておらず、複数の化合物を混合してSC^＊液晶組成物とし
て用いる必要がある。

SC^＊液晶組成物を得るには２通りの方法があり、一つは
SC^＊相を示す化合物の複数を混合する方法であり、他の
方法はカイラルでないSC相を示す液晶化合物又は液晶組
成物にカイラルな液晶化合物を添加する方法である。

前者の方法では、広い温度範囲や強い自発分極を得るの
は容易である。しかしながら、SC^＊相を有する化合物は
分子内、特に側鎖中に不斉炭素を有しており、枝分かれ
基（主にメチル基である）が存在する。この枝分かれ基
が液晶分子の中心核（コア）部分及びカルボニル基等の
永久双極子に近い程、液晶の自発分極は大きくなるが、
同時に、液晶の粘性も高められる傾向がある。そのた
め、液晶の自発分極を高めても、特に低温域における粘
性の増加が大きく、室温付近において200μsec以下の高
速応答を得るのは容易ではない。

後者の方法では、添加するカイラルな液晶化合物の量に
もよるが、母体とするSC液晶には自発分極が存在しない
ため、組成物としての自発分極があまり大きいものを得
ることは難しい。しかしながら、母体のSC組成物中の液
晶化合物には枝分かれ基の存在が不必要であるため、そ
の粘性は非常に小さいものが得られる。そのため、カイ
ラルな液晶化合物を添加し、SC^＊液晶として、自発分極
を与えることによって、高速応答を得ることも容易であ
り、現在では後者の方法が主流となりつつある。

SC液晶組成物に添加するカイラルな液晶性化合物として
は、単独では特にSC^＊相を示す必要はなく、また液晶相
を示すことも必ずしも必要ではないが、組成物の温度範
囲を狭くしないためには液晶相、特にカイラルスメクチ
ック相を示すことが望ましい。また、組成物の自発分極
をなるべく大きくするためにも、大きい自発分極を示し
うるような分子構造、即ち、カイラル基の不斉炭素が液
晶中心骨格（コア）にできるだけ近く、且つカルボニル
基等の永久双極子にできるだけ近い必要がある。しかし
ながら、このような構造の化合物は同時にその液晶相に
対する捩れ力も強くなるため、螺旋の出現する液晶相
（SC^＊相など）においては、そのピッチが短くなりす
ぎ、配向性に悪影響を与え、またセル厚を大きくしにく
いなどの問題が生じた。従って、その添加量を制限する
か、あるいは捩れの方向の逆のカイラル化合物を加えて
SC^＊液晶組成物のピッチを調整する必要があった。この
場合、捩れ方向の逆のカイラル化合物の自発分極の方向
も逆向きであるならば組成物の自発分極が相殺されて小
さくなるなど、そのピッチの調製には面倒な問題が多か
った。そのため、大きな自発分極を有しながらそのピッ
チが大きく、且つできるだけ単独でもカイラルスメクチ
ック相を示すような液晶化合物が望まれていた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の目的は、大きな自発分極を有しながら、ピッチ
が充分に大きく、しかも、それ自身カイラルスメクチッ
ク相を示し、混合によって室温を含むような広い温度範
囲でSC^＊相を示し、高速応答が可能であるような新規な
カイラル液晶化合物を提供すること、及びそのカイラル
な液晶化合物とSC相を示す液晶化合物又は液晶組成物か
ら高速応答の可能なSC^＊液晶組成物を調製すること、ま
た、そのような組成物を提供すること、さらには、これ
らのSC^＊液晶化合物及び組成物を用いて応答の速い光表
示素子を提供することにある。

〈問題を解決するための手段〉 本発明におけるカイラルな液晶化合物は、次の一般式
（Ｉ）で表わされるような、分子内の２つの不斉炭素を
有するエステル化合物であることを特徴としている。

上式において、R₁は酸素数２〜10のアルキル基を表わ
し、より好ましくは炭素数２〜６のアルキル基を表わ
し、原料の光学活性２級アルコール の入手の容易さ、価格等の面から最も好ましいのはｎ−
ヘキシル基である。ｍ及びｎは１又は２の整数を表わ
し、互いに等しくとも異なっていてもよいが、より好ま
しくはｍ＝１且つｎ＝２、あるいはｍ＝２且つｎ＝１を
表わす。R₂は炭素数１〜10のアルキル基を表わすが、よ
り好ましくは炭素数３〜８のアルキル基を表わす。

はその炭素が（Ｒ）又は（Ｓ）配置の不斉炭素原子であ
ることを表わし、 はその炭素が（Ｓ）配置の不斉炭素を表わしている。

また、本発明における液晶組成物とは、一般式（Ｉ）で
表わされる化合物（以下、化合物（Ｉ）と略称する）の
少なくとも１種を混合してなるものであり、好ましくは
カイラルスメクチック相を示す液晶組成物である。さら
に好ましくはスメクチックＣ相を示す液晶化合物又は組
成物に、化合物（Ｉ）の少なくとも１種を混合して成る
カイラルスメクチック液晶組成物であり、特にスメクチ
ックＣ相を示す組成物が、その側鎖に枝分かれ基が存在
せずにSC相を示す化合物を主成分とすることが好まし
い。

化合物（Ｉ）は以下のようにして合成できる。即ち一般
式（II） （式中、R₁、ｍ、 は化合物（Ｉ）と同様である。）で表わされるカルボン
酸を酸塩化合物とし、これと一般式（III） （式中、ｎ、R₂、 は化合物（Ｉ）と同様である。）で表わされる乳酸誘導
体とをピリジン等の塩基性物質存在下反応させることに
より容易に得ることができる。あるいはカルボン酸（I
I）と乳酸誘導体（III）から、ジシクロヘキシルカルボ
ジイミド等の縮合剤の存在下、直接エステル化させて得
ることもできる。

カルボン酸（II）は４−ヒドロキシ安息香酸（ｍ＝１の
場合）あるいは４′−ヒドロキシビフェニル−４−カル
ボン酸（ｍ＝２の場合）又はその低級アルキルエステル
と光学活性アルコール のＯ−トシレートとを塩基性条件下で反応させ、エステ
ルを用いた場合には加水分解した後、酸処理を行って得
ることができる。

乳酸誘導体は以下のようにして合成できる。

既に、本発明者らが、特開昭63−115848号で示している
ように、（Ｓ）−乳酸エチルを酸化銀及びヨウ化アルキ
ル（R₂−Ｉ）と反応させて、（Ｓ）−２−アルコキシプ
ロピオン酸エチルとし、これを加水分解して得られる
（Ｓ）−２−アルコキシプロピオン酸をジシクロヘキシ
ルカルボジイミド等の脱水剤存在下、ハイドロキノン
（ｎ＝１の場合）あるいはビフェノール（ｎ＝２の場
合）と反応させて得ることができる。あるいは、（Ｓ）
−２−アルコキシプロピオン酸を塩化チオニル等の塩素
化剤を用いて酸塩化物とし、その後、ハイドロキノンあ
るいはビフェノールと反応させて得ることができ、後者
の方法が生成物の純度及び収率が共に優れる場合が多
い。

以上の合成法をわかりやすく工程図で示すと以下の通り
である。

化合物（Ｉ）における構造的な最も大きな特徴は、分子
内に２つの不斉炭素を有することにある。一方の（Ｓ）
−２−アルコキシプロパノイルオキシ基は天然の（Ｓ）
−乳酸及びそのエステルに由来するものであって、その
立体配置は常に（Ｓ）であり、他方のカイラル基は光学
活性アルコール に由来するものであって、その立体配置は（Ｓ）又は
（Ｒ）である。

合成法で示したように、光学活性アルコール をＯ−トシレートとした後、ヒドロキシカルボン酸ある
いはそのエステルと反応させて、カイラル基を導入して
いるが、第一段階（トシル化）では立体配置は保持され
ているとみなされる。第２段階は光学活性中心における
反応であるが、一般には、このように塩基性条件下にお
けるアルコラートとトシレートとの反応は立体配置が逆
転するとされている。しかしながら、反応後の立体配置
については直接決定できたわけではないので、以下にお
いては原料として用いた光学活性アルコール の立体配置を示すことにより、化合物（Ｉ）における の絶対配置を示すこととする。即ち、例えば（Ｓ）−２
−オクタノールから導かれた場合（Ｓ））と表わし、
（Ｒ）−２−オクタノールから導かれた場合（Ｒ））と
表わし、２−アルコキシプロパノイルオキシ基の場合の
（Ｓ）−とは区別して用いる。実際には（（Ｓ））は
（Ｒ）、（（Ｒ））は（Ｓ）を表わしていると考えられ
る。

化合物（Ｉ）の物性面における最も大きな特徴は、非常
に大きな自発分極を有しながらも、そのピッチがかなり
大きなものが得られることにある。既に、不斉炭素がエ
ーテル結合によりベンゼン環に直結した液晶化合物の中
では大きい自発分極をもつものが知られており、例え
ば、 で表わされる化合物では89nC/cm²の値が報告されてい
る。

また、乳酸より導かれた を有する化合物においても、本発明者らによる研究によ
ると100nC/cm²以上の大きな自発分極を示すことが確認
されている。

しかしながら、これらの大きな自発分極を有する化合物
においては、それ自体、強い捩り力を有しているため、
そのSC^＊相におけるピッチは非常に小さく、組成物とし
て10〜30％加えて用いる場合にも、捩り方向の逆のもの
を相当量加えるなどして、そのピッチを大きく調製する
必要があった。

本発明者らは、 に由来する捩れの向きと、自発分極の方向（（Ｓ）−２
−メチルブチルｐ−デシルオキシベンジリデンアミノシ
ンナメートの自発分極の向きをとした場合）が
（（Ｓ））体 に由来する場合、実際は（Ｒ）体と考えられる）では左
で、（（Ｒ））体では右でであるのに対し、 に由来する捩れの向きと自発分極の方向が右でである
ことに着目し、同一分子中に の両方を含む化合物においては、特に（（Ｓ））体の の場合に大きな自発分極を保ちながら、捩り力が相殺さ
れて小さくなり、ピッチが大きいものが得られるのでは
ないかと考え、本発明に至ったものである。

本化合物（Ｉ）の場合は必ずしもSC^＊相を示すものばか
りではないので、SC相を示すピリミジン系の母体液晶に
化合物（Ｉ）を10〜40％添加してその自発分極を測定
し、その値から外挿して、化合物（Ｉ）自体の自発分極
を求めたところ、（（Ｓ））体の４−（（Ｓ）−２−プ
ロピルオキシプロパノイルオキシ）フェニル４′−（１
−メチルヘプチルオキシ）ビフェニル−４−カルボキシ
レート（実施例１の化合物）ではTc−Ｔ＝10℃で180nC/
cm²、Tc−Ｔ＝20℃で260nC/cm²、Tc−Ｔ＝30℃で290nC/
cm²と非常に大きい値を示した。これは、今までに知ら
れている化合物の中でも最も大きいものであって、同一
液晶分子の両端のカイラル基に由来する自発分極が、加
成性を持つことを示した初めての例である。

一方、化合物（Ｉ）が（（Ｒ））体の４−（（Ｓ）−２
−プロピルオキシプロパノイルオキシ）フェニル−４′
−（１−メチルヘプチルオキシ）ビフェニル−４−カル
ボキシレート（実施例２の化合物）の場合では、その自
発分極の値は（（Ｓ））体の約1/5に過ぎず、双方の自
発分極の向きが逆の場合、全体としては相殺されている
ことを示している。

本化合物（Ｉ）のSC^＊相におけるらせんピッチは、自発
分極と同様、ピリミジン系の母体SC液晶に添加して、外
挿値として求めたところ、前述の実施例１の化合物では
Tc−Ｔ＝５℃で５μｍ以上の大きな値となった。これ
は、例えば、乳酸由来のカイラル基のみを有する４−
（（Ｓ））−２−プロピルオキシプロパノイルオキシ）
フェニル３′−フルオロ−４′−デシルオキシビフェニ
ル−４−カルボキシレートのピッチが1.3μｍ（Tc−Ｔ
＝５℃）であるのに比べると、２つの光学活性基を有す
ることの効果が明らかにあらわれている。

一方、実施例２の化合物では、化合物（Ｉ）の含量20％
でそのピッチ４μｍ以下であった。以上のように本化合
物（Ｉ）は、光学活性の１−メチルアルキル基の絶対配
置が（（Ｓ））の場合に、ピッチが大きく、且つ自発分
極が極めて大きいという理想的な性質を示し得る化合物
を得るものである。

一般に液晶分子の側鎖への分枝基を導入することは液晶
性を低下させ、その相転移温度を下げることになるが、
化合物（Ｉ）においては両方の側鎖に分枝メチル基が存
在するため、その相転移温度は同様の骨格構造を有する
ものに比べるとかなり低く、単独で液晶性を示すのは一
般式（Ｉ）においてｍ＋ｎ＝３以上、即ち３環以上の化
合物の場合である。

化合物（Ｉ）は分枝鎖をもたないSC液晶化合物あるいは
組成物に、カイラル化合物を混合して、SC^＊液晶組成物
を調製する再に、カイラル化合物にカイラルスメクチッ
ク性が全くない場合には、その組成物におけるSC^＊相の
温度範囲を狭くする傾向がみられる。化合物は（Ｉ）は
その相転移温度は比較的低いが、３環以上の場合ではカ
イラルスメクチック相を示し、混合の際にもその温度域
をほとんど狭くすることはない。

さて、SC液晶組成物に化合物（Ｉ）を10〜30％程度添加
して得られるSC^＊液晶組成物のらせんピッチは、捩れが
相殺された場合では充分大きなものが得られるが、さら
に調整の必要が生じた場合には、化合物（Ｉ）と捩りの
向きが逆であるもので、自発分極の向きが同一である
か、あるいは逆であっても数nC/cm²以下の小さい化合物
であれば、ピッチ調整用として用いることができる。こ
の量は化合物（Ｉ）が、捩れの相殺された（（Ｓ））体
では少量で充分であり、（（Ｒ））体では相当量が必要
である。

さて、化合物（Ｉ）の単独、又は複数と混合して用いる
SC液晶化合物又は組成物としては、例えば２環型では以
下に示すようなフェニルベンゾエート系化合物（Ａ）や
ピリミジン系化合物（Ｂ）又はそれらの混合物等をあげ
ることができる。また、そのSC相の温度範囲を高温域に
拡大するには３環型の化合物（Ｃ）、（Ｄ）などを用い
ることができる。

（R₁、R₂は直鎖のアルキル基、アルコキシ基、アルキル
カルボニルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコ
キシカルボニルオキシ基のいずれかを表わし、同一であ
っても、異なっていてもよい。） （R₃、R₄は直鎖のアルキル基、アルコキシ基を表わし、
同一であっても異なっていてもよい。） （R₃、R₄は化合物Ｂにおけると同じ意味であり、ｍ＋ｎ
＝３である。） （R₃、R₄は化合物Ｂにおけると同じ意味であり、Y₁、Y₂
はそれぞれCOO−又は を表わす。） これらは単独でも用いることができるが、２成分以上の
組成物として用いる方がより広い温度範囲が得られるた
め好都合である。また、Ａ〜Ｄ以外でも、側鎖が直鎖ア
ルキルであって、SC相を示すものは同様に用いることが
できる。また、Ａ〜Ｄ以外の化合物であって、それ自身
SC相を示さなくとも、粘性の小さな液晶性化合物であれ
ば、組成物の粘度低下のため少量加えることも、速い応
答速度を得るためには有効な方法である。

さて、得られた液晶化合物あるいは組成物は、２枚の透
明な電極板の間に均一な厚さ（１μｍ〜20μｍ程度）の
薄膜とすることにより、液晶表示用セルとして使用する
ことができる。

表示用セル中においては、液晶の分子は分子長軸が電極
面に平行な、いわゆるホモジニアスの、且つ向きの均一
な配向をとったモノドメインである必要がある。このた
めには、電極板の表面にラビング、蒸着等による配向処
理を施すか、あるいは電場又は磁場を印加するか、ある
いは温度勾配をもたせるか、あるいはこれらの手段を複
数併用した状態で、等方性液体相から液晶相まで徐々に
冷却して配向させる方法が一般的に採用されている。本
発明における化合物あるいは組成物においてもこのよう
な方法によって、均一に配向したモノドメインのセルを
得ることができる。

〈発明の効果〉 本発明の効果は以上の如きものであるが、本発明におけ
る化合物（Ｉ）は、混合によりSC^＊液晶組成物とした場
合において、従来知られているエステル系強誘電性液晶
化合物よりも大きい自発分極を有しており、また、らせ
んピッチも充分に大きく、SC液晶化合物又は組成物に添
加してSC^＊液晶組成物として用いる際には、ピッチ調整
を必要としないか、あるいは極めて容易である。

また、化合物（Ｉ）は、後述する実施例にも示されるご
とく、工業的にも容易に製造でき、それ自体無色であっ
て、光、水分、熱等に対する化学的安定性に優れるもの
であり、非常に実用的である。

更に、本発明における強誘電性液晶化合物及び組成物は
応答速度が従来のネマッチク液晶の100倍以上と極めて
大きく、表示用光スイッチング素子として極めて有望で
ある。

〈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
って制限されるものではない。

尚、液晶相及び相転移温度の測定は、温度調節ステージ
を備えた偏向顕微鏡及び示差走査熱量計（DSC）を併用
して行ったが、転移温度はその試料の純度あるいは測定
条件によって若干変動するものである。なお、温度は℃
を意味する。

また、生成物の化学構造は、核磁器共鳴スペクトル（NM
R）、赤外吸収スペクトル（IR）、質量スペクトル（M
S）により確認された。

なお、NMRデータにおけるｓは１重線（シングレッ
ト）、ｄは２重線（ダブレット）、ｔは３重線（トリプ
レット）、ｑは４重線（カルテット）、ｍは多重線（マ
ルチプレット）、ddは２重の２重線（ダブルダブレッ
ト）を表わす。また、MSにおけるP⁺は親ピークを表わ
す。

実施例１ ４−（（Ｓ）−２−プロピルオキシプロパノイルオキ
シ）フェニル４′−（１−メチルヘプチルオキシ）ビフ
ェニル−４−カルボキシレート（（（Ｓ））体）の合成 １−ａ） ４′−（１−メチルヘプチルオキシ）ビフェ
ニル−４−カルボン酸（（（Ｓ））体）の合成 ｐ−トルエンスルホニルクロライド190.5g（1.0モル）
を塩化メチレン750mlに溶解し、５〜10℃に冷却した。
（Ｓ）−２−オクタノール130.0g（1.0モル）を加えた
後、内温が10℃を越えないように注意しながらピリジン
80gを滴下した。滴下終了後、10℃以下で約８時間放置
した後、ヘキサン21を加え、１％塩酸、水、次いで飽和
食塩水で洗浄した。無水硫酸ナトリウムで脱水後、溶媒
を留去して（Ｓ）−２−オクチルｐ−トルエンスルホネ
ート267.0gが得られた。（収率94.0％） 次に、４′−ヒドロキシビフェニル−４−カルボン酸と
エタノールから合成した４′−ヒドロキシビフェニル−
４−カルボン酸エチルエステル31.2g（0.129モル）300m
lのジメチルスルホオキシドに溶解し、これにｔ−ブト
キシカリウム14.5g（0.129モル）を150mlのジメチルス
ルホキシドに溶解して滴下した。ここに先に調製した
（Ｓ）−２−オクチルｐ−トルエンスルホネート36.9g
（0.13モル）を約40℃で滴下し、さらに４時間40〜50℃
で反応させた。10％塩酸を加え酸性とした後、ヘキサン
−エーテル混合溶媒で抽出し、水及び飽和食塩水で洗浄
後、無水硫酸ナトリウムで脱水した。溶媒を留去して得
られた粗生成物45gを水酸化ナトリウム15gとエタノール
1lに溶解し、３時間加熱還流させた。放冷後、塩酸を加
え酸性にし、加熱して、溶解させた後、放冷した。析出
結晶をろ別し、再度エタノールから再結晶して、
（（Ｓ））体の４′−（１−メチルヘプチルオキシ）ビ
フェニル−４−カルボン酸24.0gが得られた。（収率57
％） １−ｂ） ４−ヒドロキシフェニル（Ｓ）−２−プロピ
ルオキシプロピネートの合成 （Ｓ）−乳酸エチル20.0g、ヨウ化プロピル45.0g及び酸
化銀30.0gを100mlのジメチルホルムアミド中で40時間撹
拌した。不溶物をろ別し、ろ液に水を加え、ヘキサンで
３回抽出した。ヘキサン層を脱水後、減圧蒸留して
（Ｓ）−２−プロピルオキシプロピオン酸エチル20.0g
を得た。（78℃/50mmHg） この18.0gを5N水酸化ナトリウム水溶液100ml中で６時間
撹拌後、氷冷下稀硫酸でpH3〜４とした。エーテルで数
回抽出した後、脱水し、溶媒を留去して10.2gの（Ｓ）
−２−プロピルオキシプロピオン酸を得た。この全量に
20mlの塩化チオニル及び0.5mlのピリジンを加え、２時
間加熱還流させた。減圧下、過剰の塩化チオニルを留去
し、ベンゼンを加え、不溶物をろ別した後ベンゼンを留
去し、油状の（Ｓ）−２−プロピルオキシプロピオン酸
塩化物10.5gを得た。

この6.0gにピリジン50mlに溶解したハイドロキノン9.0g
を加え、30〜40℃で20時間撹拌した。酢酸エチルを加え
10％塩酸水、水、飽和食塩水で順次洗浄後、無水硫酸ナ
トリウムで脱水した。

濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶
媒：ヘキサン−酢酸エチル）により目的物を分離し、油
状の４−ヒドロキシフェニル（Ｓ）−２−プロピルオキ
シプロピオネート4.9gを得た。

１−ｃ） 標記化合物の合成 １−ａ）で得られた（（Ｓ））体の４′−（１−メチル
ヘプチルオキシ）ビフェニル−４−カルボン酸3.57gに
塩化チオニル20ml、ピリジン1.0mlを加え、、３時間加
熱撹拌した。過剰のピリジンを留去し、トルエンを加え
て、不溶物をろ別した。トルエンを留去して、
（（Ｓ））体の４′−（１−メチルヘプチルオキシ）ビ
フェニル−４−カルボン酸塩化物3.54gを得た。

これに１−ｂ）で得られた４−ヒドロキシフェニル
（Ｓ）−２−プロピルオキシプロピオネート3.78gを塩
化メチレン20mlに溶解して加えた。ピリジン2.0mlを加
え還流下、２時間反応させた。放冷後、酢酸エチルを加
え、10％塩酸水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水、
飽和食塩水で順次洗浄した。無水硫酸ナトリウムで脱水
した後、溶媒を留去して得られた粗生物をシリカゲルカ
ラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム−ヘ
キサン）で精製し、さらにエタノールから再結晶して、
（（Ｓ））体の４−（（Ｓ）−２−プロピルオキシプロ
パノイルオキシ）フェニル４′−（１−メチルヘプチル
オキシ）ビフェニル−４−カルボキシレートの白色結晶
4.16gを得た。

本化合物はカイラルスメクチック相を示した。その相転
移温度は表１に、スペクトルデータは表２に一括して示
す。

実施例２〜４ 実施例１において、（Ｓ）−２−オクタノールに換えて
（Ｒ）−２−オクタノールを用いることにより、
（（Ｒ））体の４−（（Ｓ）−２−プロピルオキシプロ
パノイルオキシ）フェニル４′−（１−メチルヘプチル
オキシ）ビフェニル−４−カルボキシレートを（実施例
２）、また実施例１、２において４′−ヒドロキシビフ
ェニル−４−カルボン酸に換えて、４−ヒドロキシ安息
香酸を、ハイドロキノンに換えて、4,4′−ビフェノー
ルを用いることにより、4'−（（Ｓ））−２−プロピル
オキシプロパノイルオキシ）ビフェニル−４−イル４−
（１−メチルヘプチルオキシ）ベンゾエートの
（（Ｓ））体（実施例３）、（（Ｒ））体（実施例４）
を得た。相転移温度及びスペクトルデータは表１及び表
２に一括して示す。

実施例５ 化合物（Ｉ）を含むSC^＊液晶組成物を用いた
光スイッチング素子の作製 ２−（４−ノニルオキシ）フェニル−５−オクチルピリ
ミジン40w％、２−（４−ノニルオキシ）フェニル−５
−ヘプチルピリミジン40w％、４−オクチルオキシフェ
ニル４−デシルオキシベンゾエート20w％から、SC液晶
組成物を調製したところ、その相転移点は以下の通りで
あった。（ｗ％は重量パーセントを表わしている） このSC組成物85w％と、実施例１で得られた４−
（（Ｓ）−２−プロピルオキシプロパノイルオキシ）フ
ェニル４′−（１−メチルヘプチルオキシ）ビフェニル
−４−カルボキシレート15w％からSC^＊液晶組成物を調
製した。

この組成物を等方性液体相まで加熱した後、冷却すると
68℃でＮ^＊相に、57℃でSA相に、48℃でSC^＊相に転移
し、そのまま０℃までSC^＊相を保った。また、低温で長
時間放置したところ結晶化し、そのm.p.は24℃であっ
た。

この組成物を加熱して等方性液体相とし、これを厚さ2.
1μｍのスペーサーを介して張り合わせた２枚のガラス
透明電極（うち１枚にはポリイミド−ラビング配向処理
を施してある）間に充填し、薄膜セルを作製した。

これを１分間に５℃の割合で徐々に冷却し、Ｎ^＊相、SA
相を配向させ、48℃以下で均一なSC^＊相のモノドメイン
を得た。

このセルに、21V_p-p、50Hzの短形波を印加し、その透過
光強度を測定したところ、例えば40℃で68μ秒、25℃で
99μ秒という速い応答が確認できた。これにより、高速
応答性の光スイッチング表示素子が得られたことにな
る。この組成物の自発分極は3.80nC/cm²（40℃）、4.92
nC/cm²（25℃）、またそのチルト角は16.8゜（40℃）、
22.1゜（25℃）であった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 洋 埼玉県川口市大字伊刈246−４

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一般式（Ｉ） （式中、R₁は炭素数２〜10のアルキル基をあらわし、ｍ
   およびｎはそれぞれ１または２を表わし、たがいに異っ
   ていてもよく、R₂は炭素数１〜10のアルキル基をあらわ
   す。また は絶対配置が（Ｒ）または（Ｓ）の不斉炭素であること
   をあらわし、 は（Ｓ）配置の不斉炭素をあらわす）で示される液晶化
   合物。
2. 【請求項２】一般式（Ｉ）において、ｍ＋ｎ＝３である
   ところの特許請求の範囲第１項記載の化合物。
3. 【請求項３】一般式（Ｉ）において、R₁がｎ−ヘキシル
   基であるところの特許請求の範囲第２項記載の化合物。
4. 【請求項４】一般式（Ｉ）において、 の絶対配置が（Ｒ）である特許請求の範囲第１項、第２
   項又は第３項記載の液晶化合物。
5. 【請求項５】一般式（Ｉ） （式中、R₁は炭素数２〜10のアルキル基をあらわし、ｍ
   およびｎはそれぞれ１または２をあらわし、たがいに異
   っていてもよく、R₂は炭素数１〜10のアルキル基をあら
   わす。また は絶対配置が（Ｒ）または（Ｓ）の不斉炭素であること
   をあらわし、 は（Ｓ）配置の不斉炭素をあらわす）で示される液晶化
   合物の少なくとも１種を含有する液晶組成物。
6. 【請求項６】カイラルスメクチック相を示す特許請求の
   範囲第５項記載の液晶組成物。
7. 【請求項７】スメクチックＣ相を示す液晶化合物又は組
   成物を含有することを特徴とする特許請求の範囲第６項
   記載の液晶組成物。
8. 【請求項８】一般式（Ｉ）における の絶対配置が（Ｒ）である液晶化合物を含有することを
   特徴とする特許請求の範囲第７項記載の液晶組成物。