JPH08143489A - 4−フルオロアルキル基を有する光学活性化合物及び液晶組成物 - Google Patents
4−フルオロアルキル基を有する光学活性化合物及び液晶組成物Info
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- JPH08143489A JPH08143489A JP6289725A JP28972594A JPH08143489A JP H08143489 A JPH08143489 A JP H08143489A JP 6289725 A JP6289725 A JP 6289725A JP 28972594 A JP28972594 A JP 28972594A JP H08143489 A JPH08143489 A JP H08143489A
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Abstract
されていてもよいC1〜18のアルキル基、X:単結合
又は−O−、m:0又は1、環A: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、ピリミジン−2,5−ジイル基又はトランス−1,
4−シクロヘキシレン基、環B、環C: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、ピリミジン−2,5−ジイル基、R2:C1〜
18のアルキル基、*:光学活性な不斉炭素原子)で表
わされる化合物及びそれを含有する液晶組成物。 【効果】 この化合物は、水、光等に対する化学的安定
性に優れ、工業的に容易に製造することができる。ま
た、低粘性であり液晶性にも優れる。従って、SC相を
示すホスト液晶に少量添加することにより、自発分極が
小さいにもかかわらず、広い温度範囲で高速応答性の強
誘電性液晶組成物を得ることができる。この化合物を含
有する強誘電液晶組成物は、約200μ秒以下の高速応
答性を示す。従って、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
性化合物及びそれを含有する液晶組成物に関し、更に詳
しくは、応答性、メモリー性等に優れた強誘電性液晶表
示用材料に関する。
圧作動、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、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。
式が報告され、これによると、強誘電性液晶を用いる表
示方式を用いた場合、TN型液晶の100〜1000倍
という高速応答とメモリー効果が得られるため、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。
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諸条件(広い作動温度範
囲、良配向性、双安定(メモリー)性、低粘性、高速応
答性等)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。
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)相を示すホスト液晶に、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、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。
極と螺旋ピッチはキラルドーパントに大きく依存する
が、自発分極は特に重要である。一般に強誘電性液晶の
応答時間は液晶材料の粘性に比例し、自発分極に逆比例
するので、自発分極が大きいほど高速応答が可能とな
る。しかしながら、実際には自発分極が大きくなるとそ
れに伴い粘度も上昇するため、それほど高速化しない場
合も多い。また、自発分極が大きいと、メモリー性等に
悪影響を与えることも知られている。従って、自発分極
はなるべく小さく抑え、なおかつ高速応答が可能である
ことが重要であり、そのため低粘性のSC*液晶組成物
が望まれている。
合物は、添加により得られる液晶組成物の粘度を大きく
しないよう、その粘性ができるだけ小さい必要があり、
また単独では必ずしもSC*相、あるいは液晶相すら示
す必要はないが、ホスト液晶に添加した際に広い温度範
囲でSC*相を示す液晶組成物を得るために、化合物は
液晶相、できればSC*相を示すことが好ましい。
めには、化合物分子中の不斉炭素とそれに近接した双極
子が必要であり、双極子としてはカルボニル基、エーテ
ル酸素あるいは塩素、フッ素等のハロゲン原子が通常用
いられている。これらの中では双極子としてフッ素原子
を用いた光学活性化合物が比較的低粘性であることが知
られており、これまでにも多数合成されてきている(特
開昭62−111939号公報、特開昭63−2204
2号公報、特開昭63−190842号公報、特開平1
−27257号公報、特開平2−311431号公報、
特開平2−231473号公報等に記載)。
性な液晶性化合物をホスト液晶に添加した場合、その添
加量が少量では充分な高速応答が期待できず、また、高
速応答が可能な程度まで添加した場合、組成物がSC*
相を示す温度範囲、相系列等に悪影響を及ぼすか、ある
いはその自発分極が大きくなってしまう等の問題点があ
った。
する課題は、その自発分極が小さいにもかかわらず、キ
ラルドーパントとしてホスト液晶に添加することによ
り、高速応答が可能となる低粘性の光学活性な新規化合
物を提供し、また、この化合物を含有し、広い温度範囲
で高速応答性を示すような強誘電性液晶表示用材料を提
供することにある。
するために、次の一般式(I)
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、mは0又は1を表わし、m=1の
とき、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、ピリミジン−2,
5−ジイル基、又はトランス−1,4−シクロヘキシレ
ン基を表わし、環B及び環Cはそれぞれ独立的に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、又はピリミジン−2,5−ジイル基を
表わし、R2は炭素原子数1〜18のアルキル基を表わ
し、*はその炭素原子が光学活性な不斉炭素原子である
ことを表わす。)で表わされる4−フルオロアルキル基
を有する光学活性な液晶化合物を提供する。
あることが好ましく、更に炭素原子数1〜14が好まし
い。Xは、環Aがトランス−1,4−シクロヘキシレン
基の場合、単結合が好ましい。m=1の場合、一般式
(I)で表わされる化合物は3環性となり、液晶相の温
度範囲は広くなるが、粘性がやや高くなるので、粘性を
低くするためには、一般式(I)で表わされる化合物が
2環性、即ちm=0が好ましい。環Bはピリミジン−
2,5−ジイル基であることが好ましく、環Cは1,4
−フェニレン基であることが好ましく、環A、環B及び
環Cのうち、いずれかの環がピリミジン−2,5−ジイ
ル基を示す場合、1個以内であることが好ましい。ま
た、R2は炭素原子数1〜10が好ましく、特に直鎖状
であることが好ましい。
B及び環Cの選択により、その中心骨格(コア)として
多くの構造が可能であるが、m=0、即ち2環性の化合
物である一般式(Ia)及び(Ib)
(I)におけると同じ意味を表わし、一般式(Ib)に
おいて、環Bに相当する1,4−フェニレン基は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。)が
好ましく、一般式(I)においてm=1、即ち3環性の
化合物である一般式(Ic)〜(If)
(I)におけると同じ意味を表わし、一般式(Ic)〜
(Ie)において、環Aあるいは環Bに相当する1,4
−フェニレン基は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。)が好ましく、上記一般式(Ia)
〜(If)で表わされる化合物において、一般式(I
a)及び(Ib)が特に好ましく、一般式(Ia)が最
も好ましい。
光学活性な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、一般式(I)の光学活性化合物を
少なくとも1種を構成成分として含有する液晶組成物で
あり、特に強誘電性液晶表示用として、主成分であるS
C相を示すホスト液晶中に、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
して添加してなるSC*液晶組成物が望ましい。
(I)の化合物の含有量は1〜40重量%の範囲にある
ことが好ましく、2〜20重量%の範囲にあることが特
に好ましい。
ネマチック相を示す液晶材料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。このようにネマチック液晶材料として用いる場合、
一般式(I)において、R1及びR2は炭素原子数1〜7
の直鎖状アルキル基であることが好ましい。
以下のようにして製造できる。
B及び環Cは一般式(I)におけると同じ意味を表わ
す。) 本発明の一般式(I)の化合物は、対応する一般式(I
I)で表わされる4−ヒドロキシ−1−アルキニル基を
有する光学活性化合物を、三フッ化ジメチルアミノ硫黄
(DAST)等のフッ素化剤と反応させることにより、
一般式(III)で表わされる4−フルオロ−1−アル
キニル基を有する光学活性化合物とし、一般式(II
I)における3重結合を接触還元により水素添加するこ
とにより製造することができる。
B及び環Cは一般式(I)におけると同じ意味を表わ
す。) あるいは一般式(I)の化合物は、一般式(II)にお
ける3重結合を接触還元で水素添加した後、三フッ化ジ
メチルアミノ硫黄(DAST)等のフッ素化剤と反応さ
せることによっても得ることができる。
は、一般式(IV)
Cは一般式(I)におけると同じ意味を表わし、Zは臭
素原子あるいはヨウ素原子を表わす。)で表わされる芳
香族ハライド及び一般式(V)
ると同じ意味を表わす。)で表わされる光学活性な1−
アルキン−4−オールを、遷移金属触媒存在下に反応さ
せることにより得ることができる。触媒としてはパラジ
ウム触媒が好ましく、特にジクロロビス(トリフェニル
ホスフィン)パラジウム(II)等のパラジウム(II)触媒及
びテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム
(O)等のパラジウム(O)触媒が好ましい。特開平6−23
9839号公報には同様な反応による類似化合物の製造
例が記載されている。
の芳香族ハライドは、液晶化合物あるいはその製造中間
体として、その多くは公知であり通常の製造方法より製
造することができる。
キン−4−オールは、光学活性なオキシランを原料とし
て以下のようにして製造できる。トリメチルシリルアセ
チレンをアルキルリチウム等の強塩基存在下に、一般式
(VI)
ると同じ意味を表わす。)で表わされる光学活性なオキ
シラン反応させ、次いでフッ化カリウム等により脱トリ
メチルシリル化することにより得ることができる。
(Ia)及び(Id)で表わされる化合物については以
下のようにして製造することもできる。即ち、前記一般
式(V)の光学活性化合物と、4−ブロモ(あるいはヨ
ード)ベンゾニトリルとを、前記一般式(I)の製造と
同様の条件下で反応させて、一般式(VII)
ると同じ意味を表わす。)で表わされる光学活性なベン
ゾニトリル誘導体を得て、これをアミジン塩酸塩とした
後に、一般式(VIII)
(I)におけると同じ意味を表わす。)で表わされるア
クロレイン誘導体を反応させることにより得ることがで
きる。この製造方法によれば製造可能な骨格は限定され
るけれども、上記一般式(Ia)及び(Id)の製造方
法としてはより好ましいものである。
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。
代表的なものの例を第1表に掲げる。
ックA相を、SC*はカイラルスメクチックC相を、I
は等方性液体相を表わす。) 第1表からわかるように一般式(I)の化合物は、2環
性であってもR1Xがアルコキシル基である場合にはS
C*相を示す。そのため、ホスト液晶に添加した際にも
SC*液晶組成物としての温度範囲にはさほど悪影響を
与えない。
晶に添加することにより得られたSC*液晶組成物は、
電界の印加により高速応答が可能である。例えば、第1
表中の(Ia−1)の化合物15重量%及びフェニルピ
リミジン系のホスト液晶(H)
85重量%からなるSC*液晶組成物(M−1)では、
25℃における自発分極が1.3nC/cm2と小さい
にもかかわらず、190μ秒という高速応答性を示し
た。
2号公報記載の2−フルオロアルコキシル基を有する光
学活性化合物である式(R−1)
85重量%からなるSC*液晶組成物(N−1)では、
同温度(25℃)において100μ秒と更に高速応答が
得られたものの、その自発分極は8.5nC/cm2と
大きくなってしまった。
ホスト液晶(H)95重量%からなるSC*液晶組成物
(N−2)では、その自発分極は2.3nC/cm2で
あったが、同温度(25℃)における応答速度は220
μ秒と(M−1)より遅くなってしまった。
小さく、誘起する自発分極のわりには高速応答が達成で
きることが理解できる。本発明の一般式(I)の化合物
をキラルドーパントとして添加する際に、ホスト液晶に
用いられるSC化合物としては、例えば下記一般式
(A)
鎖状又は分岐状のアルキル基、アルコキシ基、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)
ると同じ意味を表わす。)で表わされるフェニルピリミ
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)
ると同じ意味を表わし、環L及び環Mはそれぞれ独立的
に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、Zaは−COO
−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CH2
CH2−、−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。
する目的には、一般式(D)
ると同じ意味を表わし、環L、環M及び環Nは一般式
(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、Za及びZbはそれ
ぞれ独立的に一般式(C)におけるZa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環式の化合物を用いることができる。
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。
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、容易に室温を含む広い温度範囲でSC*
相を示すような液晶組成物を得ることができる。
を示すホスト液晶に添加して得られたSC*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、液晶材料を均
一に配向したモノドメインとする必要があり、良好な配
向性を得るため多くの方法が試みられているが、液晶材
料としては、高温側からI(等方性液体)相−N*(キ
ラルネマチック)相−SA(スメクチックA)相−SC
*相又はI相−SA相−SC*相の相系列を示し、N*相
及びSC*相における螺旋ピッチが大きいことが必要で
ある。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、本発明の一般式(I)の化合物ではその
誘起する螺旋ピッチはそれほど小さくないのでその調整
も容易である。
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。
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。また、化合物の構造はNMR、IR、
MS及び元素分析により確認した。IRにおける(ne
at)は液膜による測定を、(KBr)は錠剤成形によ
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、quin
tetは5重線、mは多重線を表わし、また例えばdt
は2重の3重線を表わし、bは幅広い吸収を表わす。M
S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。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。 (参考例1) (R)−1−デシン−4−オールの合
成 (1−a) (R)−1−トリメチルシリル−1−デ
シン−4−オールの合成 トリメチルシリルアセチレン3.1ml(22mmo
l)のTHF(10ml)溶液に、0℃でn−ブチルリ
チウム(1.6M−ヘキサン溶液)13.8ml(22
mmol)を滴下した。室温まで昇温しながら30分間
攪拌した後、(R)−1,2−エポキシオクタン2.6
g(20mmol)を加え、30時間加熱還流した。反
応終了後、反応液を飽和塩化アンモニウム水溶液(50
ml)に注ぎ、エーテル抽出(20ml×3)し、無水
硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧濃縮した。濃縮後、
残渣を減圧蒸留して(R)−1−トリメチルシリル−1
−デシン−4−オール3.0g(収率65%)を得た。 無色油状物質 沸点130℃/2.5mmHg IR(KBr) 3100〜3700(OH),296
0,2940,2180,1250,1030,84
0,760cm-1 1 H NMR(CDCl3) δ 0.16(s,9
H),0.88(t,J=7HZ,3H),1.2〜
1.5(m,8H),1.51(quintet,J=
6.4Hz,2H),1.94(d,J=4.9Hz,
1H),2.34(dd,J=16.8and7Hz,
1H),2.46(dd,J=16.8and4.7H
z,1H),3.68〜3.77(m,1H) MS m/z 187(M+−39,19),112
(30),73(100) 元素分析:C13H26OSiとして 計算値:C,68.96;H,11.57% 実測値:C,68.66;H,11.36% (1−b) (R)−1−デシン−4−オールの合成 上記(1−a)で得た(R)−1−トリメチルシリル−
1−デシン−4−オール2.75g(12.1mmo
l)のメタノール(10ml)溶液にフッ化カリウム
1.40gを加え、4時間還流した。反応終了後、反応
液を減圧濃縮した後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液
(100ml)を加え、エーテル抽出(20ml×3)
した。無水硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧濃縮した後、
残渣を減圧蒸留して(R)−1−デシン−4−オール
1.74g(収率93%)を得た。 無色油状物質 沸点120℃/2mmHg [α]D 20 1.9゜(c=1.06,CHCl3) IR(KBr) 3100〜3700(OH),296
0,2940,2140,1475,1082,105
5,635cm-1 1 H NMR(CDCl3) δ 0.89(t,J=7
HZ,3H),1.22〜1.60(m,10H),
1.90(d,J=5.1Hz,1H),2.06
(t,J=2.7Hz,1H),2.32(ddd,J
=16.7,6.8and2.7Hz,1H),2.4
4(ddd,J=16.7,4.7and2.7Hz,
1H),3.71〜3.81(m,1H) MS m/z 115(M+−39,22),97(5
8),55(100),43(30) 元素分析:C10H18Oとして 計算値:C,77.87;H,11.76% 実測値:C,77.66;H,11.60% (参考例2) (R)−1−(4−シアノフェニル)
−1−デシン−4−オールの合成
クロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)
70mg、トリフェニルホスフィン52mg、ヨウ化銅
(I)38mg、上記参考例1で得た(R)−1−デシン
−4−オール1.15gのトリエチルアミン20ml懸
濁液をアルゴン雰囲気下、4時間加熱還流した。反応混
合物に1N塩酸を加えた後、酢酸エチルで有機層を抽出
した。濃縮した後、カラムクロマトグラフィー(ワコー
ゲルC−300,ヘキサン/酢酸エチル=3/1)を用
いて精製し、(R)−1−(4−シアノフェニル)−1
−デシン−4−オール1.07g(収率84%,91%
ee)を得た。 無色粘稠性油状物質 [α]D 20−8.8゜(c=1.3,CHCl3) IR(neat): 3437,2930,2857,
2228,1605,1501,1466,1406,
1271,1177,1047,841cm-1 1 H NMR(CDCl3): δ 0.89(t,J=
6.9Hz,3H),1.31〜1.65(m,10
H),1.92(bs,1H),2.59(dd,J=
16.9and6.5Hz,1H),2.68(dd,
J=16.9and4.9Hz,1H),3.83〜
3.89(m,1H),7.48(d,J=8.5H
z,2H),7.57(d,J=8.5Hz,2H) MS: m/z 256(M++1,2),255
(M+,0.5),141(100),97(15),
55(84),43(39),41(33) 元素分析 C17H21NOとして 計算値:C,79.96;H,8.29;N,5.49
% 実測値:C,79.80;H,8.21:N,5.39
% (参考例3) (R)−1−[4−(5−オクチルオ
キシピリミジン−2−イル)フェニル]−1−デシン−
4−オールの合成
フェニル)−1−デシン−4−オール500mg、エタ
ノール1g、ジクロロメタン3ml、エーテル4.5m
l混合溶液を塩化水素雰囲気下、0℃から室温まで昇温
し、更に1.5日間攪拌した。減圧濃縮後、残渣にメタ
ノールを加え、アンモニアガス雰囲気下、0℃から室温
まで昇温し、更に3日間攪拌した。減圧濃縮後、エーテ
ルを加え、白色沈澱を瀘別、乾燥して、(R)−4−
(4−ヒドロキシ−1−デシニル)ベンズアミジン塩酸
塩259mg(収率43%)を得た。この250mg
に、3−ジメチルアミノ−2−オクチルオキシ−2−プ
ロペナール500mg、メタノール5mlを加え、更に
ナトリウム0.2gとメタノール2mlより調製したナ
トリウムメトキシド−メタノール溶液を加え、4時間加
熱還流した。減圧濃縮後、残渣に水を加え、酢酸エチル
抽出後、濃縮し、カラムクロマトグラフィー(ワコーゲ
ルC−300,ヘキサン/酢酸エチル=3/1)を用い
て精製し、(R)−1−[4−(5−オクチルオキシピ
リミジン−2−イル)フェニル]−1−デシン−4−オ
ール191mg(収率54%,90%ee)を得た。 無色粘稠性油状物質 [α]D 20−4.5゜(c=1.5,CHCl3) IR(neat): 3383,2926,2857,
1742,1566,1541,1466,1439,
1279,1236,1184,1073,910cm
-1 1 H NMR(CDCl3): δ 0.88(t,J=
7.0Hz,3H),0.89(t,J=6.9Hz,
3H),1.20〜1.65(m,20H),1.80
〜1.87(m,2H),1.99(d,J=4.7H
z,1H),2.58(dd,J=16.8and6.
7Hz,1H),2.69(dd,J=16.8and
4.7Hz,1H),3.84〜3.88(m,1
H),4.10(t,J=6.5Hz,2H),7.5
1(d,J=8.5Hz,2H),8.29(d,J=
8.5Hz,2H),8.45(s,2H) MS: m/z 436(M+,13),418(1
3),347(3),322(100),210(4
3),141(24),55(29),43(28) 高分解能MS C28H40N2O2として 計算値 m/z 436.3088 実測値 m/z 436.3091 (参考例4) (S)−2−[4−(4−フルオロ−
1−デシニル)フェニル]−5−オクチルオキシピリミ
ジンの合成
オクチルオキシピリミジン−2−イル)フェニル]−1
−デシン−4−オール150mgのジクロロメタン2m
l溶液に−78℃で1.0M三フッ化ジメチルアミノ硫
黄(DAST)−ジクロロメタン溶液0.5mlを加
え、30分間攪拌した。反応終了後、反応液に水を加
え、エーテル抽出、濃縮後、カラムクロマトグラフィー
(ワコーゲルC−300,ヘキサン/酢酸エチル=10
/1)を用いて分離精製し、(S)−2−[4−(4−
フルオロ−1−デシニル)フェニル]−5−オクチルオ
キシピリミジン119mg(収率80%)を得た。更に
エタノールから再結晶して100mg(収率67%)を
得た。 無色針状晶 相転移温度 Cr48 SC*55 SA
76 I IR(KBr): 2926,2854,2363,1
568,1441,1289,853cm-1 1 H NMR(CDCl3): δ 0.89(t,J=
7.0Hz,6H),1.30〜1.55(m,18
H),1.73〜1.87(m,4H),2.76(d
t,J=17and6.1Hz,1H),2.83(d
t,J=17and5.6Hz,1H),4.10
(t,J=6.5Hz,2H),4.70(dm,J=
48Hz,1H),7.51(d,J=8.6Hz,2
H),8.28(d,J=8.6Hz,2H),8.4
5(s,2H) MS: m/z 439(M++1,16),438
(M+,54),382(18),323(36),2
70(31),211(42),140(10),57
(46),55(32),43(100) 元素分析:C28H39N2OFとして 計算値:C,76.67;H,8.96;N,6.39
% 実測値:C,76.60;H,8.85;N,6.30
% (参考例5) (S)−2−[4−(4−フルオロ−
1−デシニル)フェニル]−5−デシルピリミジンの合
成 (R)−1−[4−(5−デシルピリミジン−2−イ
ル)フェニル]−1−デシン−4−オール200mgの
ジクロロメタン3ml溶液に−78℃で1.0MDAS
T−ジクロロメタン溶液0.7mlを加え、30分間攪
拌した。反応終了後、反応液に水を加え、エーテル抽
出、濃縮後、カラムクロマトグラフィー(ワコーゲルC
−300,ヘキサン/酢酸エチル=15/1)を用いて
分離精製し、(S)−2−[4−(4−フルオロ−1−
デシニル)フェニル]−5−デシルピリミジン152m
g(収率75%)を得た。更にエタノールから再結晶し
て126mg(収率62%)を得た。 無色柱状晶 相転移温度 Cr53 (SA42) I [α]D 20−12゜(c=0.8,CHCl3) IR(KBr): 2924,2853,1537,1
469,1431,1177,1074,858,79
9cm-1 1 H NMR(CDCl3): δ 0.88(t,J=
7.0Hz,3H),0.89(t,J=6.8Hz,
3H),1.26〜1.84(m,26H),2.62
(t,J=7.6Hz,2H),2.76(dt,J=
17and6.1Hz,1H),2.83(dt,J=
17and5.7Hz,1H),4.69(dm,J=
48Hz,1H),7.52(d,J=8.6Hz,2
H),8.36(d,J=8.6Hz,2H),8.6
1(s,2H) MS: m/z 451(M++1,16),450
(M+,47),394(28),335(100),
206(27),140(18),57(14),55
(18),43(58) 元素分析:C30H43N2Fとして 計算値:C,79.95;H,9.62;N,6.22
% 実測値:C,80.22;H,9.40;N,6.15
% (実施例1) (S)−2−[4−(4−フルオロデ
シル)フェニル]−5−デシルピリミジン(第1表中の
No.(Ia−1)の化合物)の合成
フルオロ−1−デシニル)フェニル]−5−デシルピリ
ミジン90mg、10%パラジウム−炭素のエタノール
2ml懸濁液を水素雰囲気下、室温で3時間攪拌した。
反応終了後、反応溶液をセライト瀘過し、減圧濃縮後、
残渣をカラムクロマトグラフィー(ワコーゲルC−30
0,ヘキサン/酢酸エチル=10/1)を用いて分離精
製し、(S)−2−[4−(4−フルオロデシル)フェ
ニル]−5−デシルピリミジン77mg(収率85%)
を得た。更にエタノールから再結晶して、63mg(収
率69%)を得た。 無色板状晶 相転移温度 Cr 63 I IR(KBr) 2922,2849,1582,15
39,1470,1431,1395,1177,10
80,1026,849cm-1 1 H NMR(CDCl3) δ 0.88(t,J=
6.8Hz,6H),1.26〜1.91(m,30
H),2.61(t,J=7.6Hz,2H),2.7
1(t,J=7.4Hz,2H),4.49(dm,J
=50Hz,1H),7.30(d,J=8.3Hz,
2H),8.32(d,J=8.3Hz,2H),8.
61(s,2H)MS m/z 455(M++1,3
5),454(M+,100),341(28),32
3(48),310(59),182(36),57
(23),43(70),41(46) 高分解能MS C30H47N2Fとして 計算値 m/z 454.3721 実測値 m/z 454.3733 (実施例2) (S)−2−[4−(4−フルオロデ
シル)フェニル]−5−オクチルオキシピリミジン(第
1表中のNo.(Ia−2)の化合物)の合成 参考例4で得た(S)−2−[4−(4−フルオロ−1
−デシニル)フェニル]−5−オクチルオキシピリミジ
ン80mg、10%パラジウム−炭素のエタノール2m
l懸濁液を水素雰囲気下、室温で3時間攪拌した。反応
終了後、反応溶液をセライト瀘過し、減圧濃縮後、残渣
をカラムクロマトグラフィー(ワコーゲルC−300,
ヘキサン/酢酸エチル=10/1)を用いて分離精製
し、(S)−2−[4−(4−フルオロデシル)フェニ
ル]−5−オクチルオキシピリミジン74mg(収率9
1%)を得た。更にエタノールから再結晶して、65m
g(収率82%)を得た。 無色板状晶 相転移温度 Cr 43 SC* 61
SA 70 I IR(KBr) 2928,2857,2360,17
30,1437,1393,1277,847cm-1 1H NMR(CDCl3) δ 0.88(t,J=
7.0Hz,3H),0.89(t,J=6.8Hz,
3H),1.28〜1.76(m,23H),1.81
〜1.89(m,3H),2.70(t,J=7.3H
z,2H),4.09(t,J=6.5Hz,2H),
4.49(dm,J=50Hz,1H),7.28
(d,J=8.3Hz,2H),8.25(d,J=
8.3Hz,2H),8.44(s,2H) MS m/z 443(M++1,27),442(M
+,85),311(20),297(28),198
(33),185(100),57(33),43(6
4),41(41) 高分解能MS C28H43N2Fとして 計算値 m/z 442.3357 実測値 m/z 442.3368 (実施例3) SC*液晶組成物の調製(1)
調整した。このホスト液晶(H)の相転移温度は以下の
通りであった。 12.5℃(Cr→SC)、55.5℃(SC−S
A)、64.5℃(SA−N)、70.0℃(N−I) このホスト液晶(H)85重量%及び実施例1で得た
(Ia−1)
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。 47.0℃(SC*−SA)、62.0℃(SA−
N*)、64.5℃(N*−I) なお、融点は明瞭でなかった。 (比較例1)ホスト液晶(H)85重量%及び(Ia−
1)の化合物と類似構造を有する式(R−1)
成物(N−1)を調製した。その相転移温度を以下に示
す。 53.0℃(SC*−SA) 65.0℃(SA−N*)
67.0℃(N*−I) (比較例2)ホスト液晶(H)95重量%及び式(R−
1)の化合物5重量%からなるSC *液晶組成物(N−
2)を調製した。その相転移温度を以下に示す。54.
0℃(SC*−SA) 65.0℃(SA−N*) 6
8.5℃(N*−I) (実施例4) 液晶表示素子の作製(1) 実施例3で得た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、S
C*相を示すまで徐冷して表示用素子を作製した。この
セルに電界強度10Vp-p/μm、50Hzの矩形波を
印加して、その電気光学的応答を測定したところ、25
℃で190μ秒という高速応答が確認できた。この時の
チルト角は10゜であり、コントラストも良好であっ
た。また、三角波を印加してその自発分極を測定したと
ころ、1.3nC/cm2と小さかった。
を、上記と同様にして2枚の透明電極板からなるガラス
セルに充填してセルを作製し、その電気光学的特性を測
定したところ、34℃で85μ秒の高速応答性を示すこ
とができ、このときの自発分極は31.6nC/cm2
であった。 (比較例3)比較例1で得たSC*液晶組成物(N−
1)を用いて、同様にしてセルを作製し、その電気光学
的特性を測定したところ、25℃で100μ秒と(M−
1)より高速の応答性を示した。しかしながら、このと
きの自発分極は8.5nC/cm2と(M−1)より
6.5倍も大きくなってしまった。 (比較例4)比較例2で得たSC*液晶組成物(N−
2)を用いて、同様にしてセルを作製し、その電気光学
的特性を測定したところ、自発分極は2.3nC/cm
2と(M−1)に比較的近い値になったが、その応答速
度は220μ秒と(M−1)より遅くなってしまった。
表わされる化合物において、その化合物自体がSC*相
を示す場合、高速応答性を示すため、化合物の粘性は小
さいと考えられる。また、本発明の化合物を用いたSC
*液晶組成物は、その自発分極のわりには高速応答が可
能であるので、この液晶組成物の粘性は低いことが理解
できる。
フルオロアルキル基を有する光学活性化合物は、低粘性
であり液晶性にも優れる。従って、SC相を示すホスト
液晶にキラルドーパントとして添加することにより、自
発分極が極めて小さいにもかかわらず、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。
しかもまた、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、光等に対する化学的安
定性に優れており実用的である。
液晶組成物を用いることにより、200μ秒以下の高速
応答を実現することも容易であり、表示用光スイッチン
グ素子として極めて有用である。
Claims (9)
- 【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、mは0又は1を表わし、m=1のとき、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、ピリミジン−2,5−ジイル
基、又はトランス−1,4−シクロヘキシレン基を表わ
し、環B及び環Cはそれぞれ独立的に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、又はピリミジン−2,5−ジイル基を表わし、R
2は炭素原子数1〜18のアルキル基を表わし、*はそ
の炭素原子が光学活性な不斉炭素原子であることを表わ
す。)で表わされる光学活性化合物。 - 【請求項2】 一般式(I)において、環Cが1,4−
フェニレン基であることを特徴とする請求項1記載の光
学活性化合物。 - 【請求項3】 一般式(I)において、mが0であるこ
とを特徴とする請求項2記載の光学活性化合物。 - 【請求項4】 一般式(I)において、環Bがピリミジ
ン−2,5−ジイル基であることを特徴とする請求項3
記載の光学活性化合物。 - 【請求項5】 一般式(I)において、R1が炭素原子
数1〜14の直鎖状アルキル基であることを特徴とする
請求項4記載の光学活性化合物。 - 【請求項6】 一般式(I)において、R2が炭素原子
数1〜10の直鎖状アルキル基であることを特徴とする
請求項5記載の光学活性化合物。 - 【請求項7】 請求項1乃至6記載の一般式(I)で表
わされる光学活性化合物を含有する液晶組成物。 - 【請求項8】 強誘電性キラルスメクチック相を示すこ
とを特徴とする請求項7記載の液晶組成物。 - 【請求項9】 請求項7又は8記載の液晶組成物を用い
て構成される液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6289725A JPH08143489A (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 4−フルオロアルキル基を有する光学活性化合物及び液晶組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6289725A JPH08143489A (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 4−フルオロアルキル基を有する光学活性化合物及び液晶組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08143489A true JPH08143489A (ja) | 1996-06-04 |
Family
ID=17746952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6289725A Pending JPH08143489A (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 4−フルオロアルキル基を有する光学活性化合物及び液晶組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08143489A (ja) |
-
1994
- 1994-11-24 JP JP6289725A patent/JPH08143489A/ja active Pending
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