JPH0819048B2 - Novel lactic acid derivative, liquid crystal composition containing the same, and optical switching device - Google Patents
Novel lactic acid derivative, liquid crystal composition containing the same, and optical switching deviceInfo
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- JPH0819048B2 JPH0819048B2 JP63137491A JP13749188A JPH0819048B2 JP H0819048 B2 JPH0819048 B2 JP H0819048B2 JP 63137491 A JP63137491 A JP 63137491A JP 13749188 A JP13749188 A JP 13749188A JP H0819048 B2 JPH0819048 B2 JP H0819048B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、安定なサーモトロピックな液晶状態をとり
得、例えば、液晶テレビ等のディスプレイ用、光プリン
ターヘッド、光フーリエ変換素子、ライトバルブ等、液
晶やエレクトロケミクロミズムを利用するオプトエレク
トロニクス関連素子の素材として有用な液晶材料として
利用できる新規な乳酸誘導体、この化合物を含む液晶組
成物及び光スイッチング素子に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention can be in a stable thermotropic liquid crystal state, for example, for a display such as a liquid crystal television, an optical printer head, an optical Fourier transform element, a light valve, etc. The present invention relates to a novel lactic acid derivative that can be used as a liquid crystal material useful as a material for optoelectronics-related devices that utilize liquid crystals and electrochemichromism, a liquid crystal composition containing this compound, and an optical switching device.
(従来の技術) 現在、液晶化合物が表示材料として種々の機器で応用
され、時計、電卓、小型テレビ等に実用化されている。
これらは、ネマチック液晶材料を主成分としたセルを用
い、TN型あるいはSTN型と呼ばれる表示方式のものが採
用されている。この場合のセルは、液晶化合物の誘電異
方性Δεと電場Eとの弱い相互作用(ΔεE2/2)に基づ
く作動であり、電場に対する応答速度が数m secと遅い
ことが欠点としてあげられている。そのため、テレビに
用いた場合、駆動方式として画素ごとにスイッチング素
子を配置、付加したアクティブマトリクス方式が主とし
て用いられ、大画面化を図る上での障害の一つになって
いる。しかし、1975年R.B.Meyerらによって合成された
4−(4−n−デシルオキシベンジリデンアミノ)ケイ
皮酸−2−メチルブチルエステル(DOBAMBC)を代表例
とする強誘電性液晶の出現と、それを用いたN.A.Clark
らの提案した新しい表示方式(AppliedPhys.lett.1980,
36,899)により、μsecオーダーの高速応答性及び電場
を切っても液晶分子の配向が変わらない特性(メモリー
性)を有する液晶セルが可能となった。これらの材料を
用いた表示素子を使えば、スイッチング素子などを用い
ないマルチプレックス駆動による単純マトリクス方式に
よる液晶テレビが可能となり、アクティブマトリクスの
ものに比べ、生産性やコスト、信頼性さらに大画面化な
どの面ではるかに有利なものとなる。(Prior Art) At present, liquid crystal compounds are applied as display materials in various devices and put to practical use in watches, calculators, small televisions and the like.
For these, cells using a nematic liquid crystal material as a main component are used, and a display method called TN type or STN type is adopted. Cell in this case is actuated based on a weak interaction between the dielectric anisotropy Δε and the electric field E of the liquid crystal compound (ΔεE 2/2), the response speed to the electric field is low and the number m sec can be mentioned as a disadvantage ing. Therefore, when it is used in a television, an active matrix system in which a switching element is arranged and added for each pixel is mainly used as a driving system, which is one of the obstacles in achieving a large screen. However, with the advent of ferroelectric liquid crystals represented by 4- (4-n-decyloxybenzylideneamino) cinnamic acid-2-methylbutyl ester (DOBAMBC) synthesized by RB Meyer in 1975, and using it. I had NA Clark
Proposed a new display method (AppliedPhys.lett.1980,
36,899) has made possible a liquid crystal cell having a high-speed response on the order of μsec and a characteristic (or memory property) in which the orientation of liquid crystal molecules does not change even when the electric field is cut off. The use of display elements made of these materials enables LCD TVs with a simple matrix method that uses multiplex drive without switching elements, etc., and offers higher productivity, cost, reliability, and a larger screen than those with active matrix display. It will be much more advantageous in terms of.
このため、現在まで多くの強誘電性液晶材料が合成さ
れ、提案されてきた。これらの強誘電性液晶材料が表示
材料として用いられるためには、いくつかの物性が要求
されるが、その中でも基本的なものとしては、室温近傍
の広い温度範囲でスメクチックC相を示し、多きな自発
分極を有し、化学的に安定しているという点である。し
かしながら、初期の強誘電性液晶は、自発分極が、10nC
/cm2以下と小さく、また分子内にシッフ塩基をもつもの
が多かったため、化学的に不安定であった。Therefore, many ferroelectric liquid crystal materials have been synthesized and proposed so far. In order to use these ferroelectric liquid crystal materials as a display material, some physical properties are required. Among them, the basic one is that it exhibits a smectic C phase in a wide temperature range near room temperature, It has a spontaneous polarization and is chemically stable. However, the initial ferroelectric liquid crystal has a spontaneous polarization of 10 nC.
It was as small as / cm 2 or less, and many of them had a Schiff base in the molecule, so they were chemically unstable.
ところで、最近、化学的に安定なエステル化合物によ
る大きな自発分極の発現が報告されている。例えば、次
式、 の化合物は、78.7〜103.3℃の温度領域でカイラルスメ
クチックC相の、また103.3〜120.8℃の温度領域でコレ
ステリック相の液晶となるが、この液晶の83℃における
自発分極は、89nC/cm2である(特開昭61-43号公報)。By the way, recently, the expression of large spontaneous polarization by a chemically stable ester compound has been reported. For example, The compound becomes a liquid crystal of a chiral smectic C phase in the temperature range of 78.7 to 103.3 ° C and a cholesteric phase in the temperature range of 103.3 to 120.8 ° C, and the spontaneous polarization of this liquid crystal at 83 ° C is 89nC / cm 2 . (Japanese Patent Laid-Open No. 61-43).
一方、カイラルスメクチックC相を示す温度を低くす
るために、2環の化合物が合成されている。例えば、次
式、 のビフェニル化合物は、降温時44℃からカイラルスメク
チックC相を示す(特開昭59-118744号公報)。On the other hand, a bicyclic compound has been synthesized in order to lower the temperature at which the chiral smectic C phase is exhibited. For example, The biphenyl compound (1) shows a chiral smectic C phase from 44 ° C. when the temperature is lowered (Japanese Patent Laid-Open No. 59-118744).
さらに、室温近傍で安定にカイラルスメクチック相を
示すフェニルピリミジン系化合物が報告されている。例
えば、次式、 の化合物は、40.7〜82.8℃の温度領域でカイラルスメク
チックC相の、82.8〜89.1℃でスメクチックA相の液晶
となる(特開昭61-200973号公報)。Furthermore, a phenylpyrimidine compound that stably exhibits a chiral smectic phase near room temperature has been reported. For example, The compound (1) becomes a liquid crystal having a chiral smectic C phase at a temperature range of 40.7 to 82.8 ° C and a smectic A phase at a temperature of 82.8 to 89.1 ° C (JP-A-61-200973).
(発明が解決しようとする課題) しかしながら上記エステル化合物は、カイラルスメク
チックC相の温度範囲が高いという欠点を有している。
また、上記ビフェニル化合物はカイラルスメクチックC
相がモノトロピックであり、不安定である。さらに、上
記フェニルピリミジン系化合物は応答速度が43℃で1500
μsと遅く、自発分極がかなり小さいと推定される。(Problems to be Solved by the Invention) However, the above ester compound has a drawback that the temperature range of the chiral smectic C phase is high.
In addition, the above biphenyl compound is a chiral smectic C
The phase is monotropic and unstable. Furthermore, the phenylpyrimidine compound has a response rate of 1500 at 43 ° C.
It is as slow as μs, and it is estimated that the spontaneous polarization is considerably small.
すなわち、高速応答性を要求される表示装置等の液晶
材料には、大きな自発分極を有すること、低粘性を有す
ること、あるいは室温近傍を含む広い温度範囲でカイラ
ルスメクチックC相を示すこと等の物性が要求される
が、現在までのところこれらの物性を充分に満足する材
料は未だないのが実状である。That is, liquid crystal materials such as display devices that require high-speed response have properties such as having a large spontaneous polarization, low viscosity, or exhibiting a chiral smectic C phase in a wide temperature range including near room temperature. However, there is no material which sufficiently satisfies these properties so far.
これに対し、本発明者らは、既に、α位に不斎炭素を
有し、ベンゼン環に直結したケトン基を分子内に有する
化合物が、光等に対し安定であり、エナンチオトロピッ
クで液晶状態を取る温度範囲が広く、特に不斎炭素に光
学活性が付与されると、その液晶はカイラルスメクチッ
クC相を呈し、自発分極が大きく応答速度の速い強誘電
性液晶となることを見出している(国際出願番号JP88/0
0334)。On the other hand, the present inventors have already found that a compound having a non-resilient carbon in the α-position and having a ketone group directly bonded to a benzene ring in the molecule is stable to light and the like and is in an enantiotropic liquid crystal state. It has been found that the liquid crystal exhibits a chiral smectic C phase and has a large spontaneous polarization and a high response speed when the temperature range is wide and, in particular, optical activity is imparted to the non-carbon. International application number JP88 / 0
0334).
本発明者らはかかる化合物の液晶物性をより向上させ
るために鋭意検討を進めた結果、該化合物のうちいくつ
かは、不斎炭素源として乳酸を用いることにより、前記
強誘電性液晶の特徴である大きな自発分極を損なうこと
なく、カイラルスメクチックC相の温度域をより室温に
近づけることができることを見出した。As a result of intensive investigations by the present inventors to further improve the liquid crystal physical properties of such compounds, some of the compounds have the characteristics of the ferroelectric liquid crystal due to the use of lactic acid as a carbon source. It has been found that the temperature range of the chiral smectic C phase can be brought closer to room temperature without impairing a certain large spontaneous polarization.
本発明は、このような知見に基いてなされたもので、
本発明の目的は、液晶組成物として有用な新規な乳酸誘
導体、これを含む液晶組成物及び光スイッチング素子、
並びにこの化合物の中間体を提供することにある。The present invention has been made based on such findings,
An object of the present invention is to provide a novel lactic acid derivative useful as a liquid crystal composition, a liquid crystal composition containing the same, and an optical switching device,
And to provide intermediates for this compound.
(課題を解決するための手段) 本発明は、次の一般式(I)、 (式中、R及びR1はアルキル基で、同じものでも異なっ
ているものでもよく、Aは単結合、−O−,−COO−,
−OCO−,−OCOO−又は−CO−を示し、l及びmはそれ
ぞれ1あるいは2で、l+m=3である)で表わされる
新規な乳酸誘導体、この化合物を含有する液晶組成物、
この化合物の少なくとも1種を構成要素とする光スイッ
チング素子からなるものである。(Means for Solving the Problems) The present invention provides the following general formula (I): (In the formula, R and R 1 are alkyl groups, which may be the same or different, A is a single bond, —O—, —COO—,
A new lactic acid derivative represented by -OCO-, -OCOO- or -CO-, wherein l and m are 1 or 2, respectively, and 1 + m = 3, and a liquid crystal composition containing this compound,
The optical switching element comprises at least one of these compounds as a constituent element.
上記式(I)中のR,R1で示されるアルキル基は、原材
料の入手のし易さなどの実用的な製造上の見地から、各
々炭素数1〜18のものが好ましい。The alkyl groups represented by R and R 1 in the above formula (I) are preferably those having 1 to 18 carbon atoms in view of practical production such as availability of raw materials.
尚、特には上記式(I)中OR1が結合している炭素を
不斎中心として化合物に光学活性が付与されると、液晶
はカイラルスメクチックC相を呈し、自発分極が大き
く、応答速度が早くて強誘電性液晶として好ましいもの
となる。In addition, in particular, when optical activity is imparted to the compound with the carbon to which OR 1 is bonded in the above formula (I) as a non-center, the liquid crystal exhibits a chiral smectic C phase, large spontaneous polarization, and a response speed It will soon be preferable as a ferroelectric liquid crystal.
上記式(I)の代表的化合物の例とその理化学的性質
を示すと次のとおりである。Examples of typical compounds of the above formula (I) and their physicochemical properties are as follows.
4′−オクチルオキシビフェニル−4−カルボン酸−4
−(2−ペンチルオキシプロパノイル)フェニル 1H-NMR(CDCl3中,TMS基準,δ値ppm):8.24(d,2H),
8.20(d,2H),7.71(d,2H),7.60(d,2H),7.36(d,2
H),7.02(d,2H),4.62(q,1H),4.04(t,2H),3.48
(m,2H),1.84(m,4H),1.52(d,3H),1.75〜1.2(m,14
H),0.87(m,6H) IR(KBr,cm-1):2910,2840,1730,1690,1600,1265,121
0,1195,1075,820 4′−ノニルビフェニル−4−カルボン酸−4−(2−
ペンチルオキシプロパノイル)フェニル 1H-NMR(CDCl3,TMS基準,δ値ppm):8.25(d,2H),8.
22(d,2H),7.73(d,2H),7.60(d,2H),7.36(d,2H),
7.31(d,2H),4.62(q,1H),3.46(m,2H),2.68(t,2
H),1.62(m,4H),1.52(d,3H),1.5〜1.2(m,16H),0.
88(m,6H) IR(KBr,cm-1):2910,2840,1730,1690,1595,1267,121
0,1065 4−オクチルオキシ安息香酸−4′−(2−ペンチルオ
キシプロパノイル)ビフェニル 1H-NMR(CDCl3,TMS基準,δ値ppm):8.20(d,2H),8.
16(d,2H),7.70(d,4H),7.37(d,2H),7.00(d,2H),
4.68(m,1H),4.01(t,2H),3.49(m,2H),1.62(m,4
H),1.54(d,3H),1.32(m,14H),0.88(m,6H) IR(KBr,cm-1):2910,2840,1735,1690,1600,1270,123
0,1165,1060 4−オクチル安息香酸−4′−(2−ペンチルオキシプ
ロパノイル)ビフェニル 1H-NMR(CDCl3中,TMS基準,δ値ppm):8.16(d,2H),
8.12(d,2H),7.66(d,4H),7.34(d,2H),7.32(d,2
H),4.65(q,1H),3.45(m,2H),2.72(t,2H),1.61
(m,4H),1.50(d,3H),1.30(m,1H),0.88(m,6H) IR(KBr,cm-1):2910,2840,1735,1690,1600,1270,123
0,1065 尚、一般式(I)で示した化合物中のR及びR1のアル
キル基の炭素鎖の長さは、その化合物が液晶状態を取り
得る温度域、あるいはその化合物の自発分極等の物性に
影響を持つものであり、目的によって適宜選定され得る
ものである。この化合物は単独で用いることは勿論、他
の液晶材料と混合して用いる事ができることは言うまで
もない。4'-octyloxybiphenyl-4-carboxylic acid-4
-(2-Pentyloxypropanoyl) phenyl 1 H-NMR (in CDCl 3 , TMS standard, δ value ppm): 8.24 (d, 2H),
8.20 (d, 2H), 7.71 (d, 2H), 7.60 (d, 2H), 7.36 (d, 2
H), 7.02 (d, 2H), 4.62 (q, 1H), 4.04 (t, 2H), 3.48
(M, 2H), 1.84 (m, 4H), 1.52 (d, 3H), 1.75 to 1.2 (m, 14
H), 0.87 (m, 6H) IR (KBr, cm -1 ): 2910,2840,1730,1690,1600,1265,121
0,1195,1075,820 4'-nonylbiphenyl-4-carboxylic acid-4- (2-
Pentyloxypropanoyl) phenyl 1 H-NMR (CDCl 3 , TMS standard, δ value ppm): 8.25 (d, 2H), 8.
22 (d, 2H), 7.73 (d, 2H), 7.60 (d, 2H), 7.36 (d, 2H),
7.31 (d, 2H), 4.62 (q, 1H), 3.46 (m, 2H), 2.68 (t, 2
H), 1.62 (m, 4H), 1.52 (d, 3H), 1.5 ~ 1.2 (m, 16H), 0.
88 (m, 6H) IR (KBr, cm -1 ): 2910,2840,1730,1690,1595,1267,121
0,1065 4-octyloxybenzoic acid-4 '-(2-pentyloxypropanoyl) biphenyl 1 H-NMR (CDCl 3 , TMS standard, δ value ppm): 8.20 (d, 2H), 8.
16 (d, 2H), 7.70 (d, 4H), 7.37 (d, 2H), 7.00 (d, 2H),
4.68 (m, 1H), 4.01 (t, 2H), 3.49 (m, 2H), 1.62 (m, 4
H), 1.54 (d, 3H), 1.32 (m, 14H), 0.88 (m, 6H) IR (KBr, cm -1 ): 2910,2840,1735,1690,1600,1270,123
0,116 5,1060 4-octylbenzoic acid-4 '-(2-pentyloxypropanoyl) biphenyl 1 H-NMR (in CDCl 3 , TMS standard, δ value ppm): 8.16 (d, 2H),
8.12 (d, 2H), 7.66 (d, 4H), 7.34 (d, 2H), 7.32 (d, 2
H), 4.65 (q, 1H), 3.45 (m, 2H), 2.72 (t, 2H), 1.61
(M, 4H), 1.50 (d, 3H), 1.30 (m, 1H), 0.88 (m, 6H) IR (KBr, cm -1 ): 2910,2840,1735,1690,1600,1270,123
The length of the carbon chain of the alkyl group of R and R 1 in the compound represented by the general formula (I) depends on the temperature range in which the compound can be in a liquid crystal state or the spontaneous polarization of the compound. It has an influence on the physical properties and can be appropriately selected depending on the purpose. It goes without saying that this compound can be used alone or as a mixture with another liquid crystal material.
上記一般式(I)の化合物は以下の方法によって得ら
れる。The compound of the above general formula (I) can be obtained by the following method.
上記式(1)のうちl=1のものについては、以下の
反応経路により得られる。 In the above formula (1), l = 1 is obtained by the following reaction route.
上記式(1)のうちl=2のものについては、以下の
反応経路により得られる。 The formula (1) with l = 2 can be obtained by the following reaction route.
上記式(II)の化合物は、以下の反応経路により得ら
れる。 The compound of the above formula (II) can be obtained by the following reaction route.
上記式(II)の化合物の反応経路では、まず、市販の
乳酸エステルのアルキル化を行う。このアルキル化は、
Ag2O存在下にヨウ化アルキルを反応させる方法が好まし
い。 In the reaction route of the compound of the above formula (II), first, alkylation of a commercially available lactate ester is performed. This alkylation is
A method of reacting alkyl iodide in the presence of Ag 2 O is preferable.
次いで、得られた化合物を上記式(2)の化合物に変
換する。式(2)中のYがOC2H5の場合は上記で得られ
た化合物をそのまま用いれば良い。その他の場合はまず
エステルの加水分解を行い、得られた酸をLi塩とすれ
ば、式(2)のYがOLiの化合物ができ、酸と無機ハロ
ゲン化物、例えば塩化チオニル,五塩化リン,三塩化リ
ン又は塩化ホスホリル等と反応させれば、酸ハロゲン化
物(Y=ハロゲン)ができ、またその酸ハロゲン化物を
ジメチルアミン等と反応させることによって酸アミド化
合物(Y=アミド)を得ることができる。Then, the obtained compound is converted into the compound of the above formula (2). When Y in the formula (2) is OC 2 H 5 , the compound obtained above may be used as it is. In other cases, the ester is first hydrolyzed, and the obtained acid is converted to a Li salt to form a compound in which Y in formula (2) is OLi, and the acid is mixed with an inorganic halide such as thionyl chloride or phosphorus pentachloride. An acid halide (Y = halogen) can be formed by reacting with phosphorus trichloride or phosphoryl chloride, and an acid amide compound (Y = amide) can be obtained by reacting the acid halide with dimethylamine or the like. it can.
次に、このようにして得られた上記式(2)の化合物
を上記式(3)の有機金属化合物とカップリングし、保
護基を脱離することにより上記式(II)の化合物を得る
ことができる。尚、上記式の(2)と(3)の化合物の
カップリング反応の容易さ、あるいは収率の良さから、
上記式(2)の化合物として酸アミド化合物を用いるこ
とが好ましい。Next, the compound of the above formula (2) thus obtained is coupled with the organometallic compound of the above formula (3) and the protecting group is eliminated to obtain the compound of the above formula (II). You can In addition, from the easiness of the coupling reaction of the compounds of the above formulas (2) and (3) or the good yield,
It is preferable to use an acid amide compound as the compound of the above formula (2).
上記式(3)の化合物は、市販の4−ブロモフェノー
ルあるいは4−(4−ブロモフェニル)フェノールの水
酸基を保護基、例えば1−エトキシエチル基、テトラヒ
ドロピラニル基、ベンジル基又はトリメチルシリル基等
で保護した後、マグネシウム等の金属と反応させること
により得られる。The compound of the formula (3) is a commercially available 4-bromophenol or 4- (4-bromophenyl) phenol having a protective group such as a 1-ethoxyethyl group, a tetrahydropyranyl group, a benzyl group or a trimethylsilyl group. After protection, it is obtained by reacting with a metal such as magnesium.
(実施例) 次に本発明を実施例により具体的に説明する。(Examples) Next, the present invention will be specifically described with reference to Examples.
実施例1 4′−オクチルオキシビフェニル−4−カルボン酸−4
−(2−ペンチルオキシプロパノイル)フェニル (−)−2−ペンチルオキシプロピオン酸エチルエステ
ルの合成 (−)−乳酸エチル8.3g(70mmol)と1−ヨードペン
タン25g(126mmol)と酸化銀13.6g(58mmol)とをフラ
スコにとり、撹拌後室温で放置した。Example 1 4'-octyloxybiphenyl-4-carboxylic acid-4
Synthesis of-(2-pentyloxypropanoyl) phenyl (-)-2-pentyloxypropionic acid ethyl ester 8.3 g (70 mmol) ethyl (-)-lactate, 25 g (126 mmol) 1-iodopentane and 13.6 g silver oxide ( (58 mmol) was placed in a flask, and the mixture was left at room temperature after stirring.
エーテルを用いて、固体を濾別後、濾液を5%水酸化
カリウム水溶液及び水で洗浄し、無水硫酸マグネシウム
で乾燥した。次いで、無水硫酸マグネシウムを濾過し、
エーテルを留去後、減圧蒸留し、沸点117〜121℃/31〜3
4mmHgの留分をあつめて、下記の理化学的性質を有する
目的とする(−)−2−ペンチルオキシプロピオン酸エ
チルエステル(無色透明液体)5.47g(29.1mmol,純度9
0.7wt%,収率41%)を得た。After filtering off the solid using ether, the filtrate was washed with 5% aqueous potassium hydroxide solution and water, and dried over anhydrous magnesium sulfate. The anhydrous magnesium sulfate was then filtered,
After distilling off the ether, it is distilled under reduced pressure, boiling point 117-121 ° C / 31-3
Collect the fractions of 4 mmHg, and have the following physicochemical properties (-)-2-pentyloxypropionic acid ethyl ester (colorless transparent liquid) 5.47 g (29.1 mmol, purity 9
0.7 wt%, yield 41%) was obtained.
α(l=1,neat)=−5.32(密度を0.85と仮定すると
〔α〕D 25=−63) IR(cm-1):2900,1740,11201 H-NMR(CDCl3,TMS基準,ppm):4.2(q,2H),3.95(m,
1H),3.4〜3.6(m,2H),1.6(m,2H),1.4(d,3H),1.4
〜1.2(m,4H),1.3(t,3H),0.9(t,3H) (−)−2−ペンチルオキシプロピオン酸の合成 フラスコに、上記で得た(−)−2−ペンチルオキシ
プロピオン酸エチルエステル5.24g(27.8mmol)、エタ
ノール26ml、水26ml及び水酸化ナトリウム2.30gを加
え、2時間還流加熱した。この際、白濁した混合物が微
黄色の均一溶液になった。エタノールを留去後、氷水浴
で冷却した。これを氷10g+6規定の塩酸30mlにエーテ
ル50mlを用いて加えた。二層の分離後、エーテルで抽出
した。しかる後、有機層を合わせ、水で洗浄後、無水硫
酸マグネシウムで乾燥した。無水硫酸マグネシウムは濾
別し、濾液を濃縮後、減圧蒸留して下記の理化学的性質
を有する無色透明の液体3.40g(21.2mmol,純度99wt%
(GLCによる)、収率76%)を得た。α (l = 1, neat) = − 5.32 (assuming that the density is 0.85, [α] D 25 = −63) IR (cm −1 ): 2900,1740,1120 1 H-NMR (CDCl 3 , TMS standard, ppm): 4.2 (q, 2H), 3.95 (m,
1H), 3.4 to 3.6 (m, 2H), 1.6 (m, 2H), 1.4 (d, 3H), 1.4
~ 1.2 (m, 4H), 1.3 (t, 3H), 0.9 (t, 3H) (-)-2-Pentyloxypropionic acid synthesis In flask, (-)-2-pentyloxypropionic acid obtained above 5.24 g (27.8 mmol) of ethyl ester, 26 ml of ethanol, 26 ml of water and 2.30 g of sodium hydroxide were added, and the mixture was heated under reflux for 2 hours. At this time, the cloudy mixture became a slightly yellow homogeneous solution. After distilling off ethanol, the mixture was cooled in an ice water bath. This was added to 10 g of ice + 30 ml of 6N hydrochloric acid using 50 ml of ether. After separating the two layers, the mixture was extracted with ether. Then, the organic layers were combined, washed with water, and dried over anhydrous magnesium sulfate. Anhydrous magnesium sulfate was filtered off, the filtrate was concentrated, and then distilled under reduced pressure to obtain 3.40 g (21.2 mmol, purity 99 wt% of a colorless transparent liquid having the following physicochemical properties.
(By GLC), yield 76%).
沸点:127〜128℃/4.0mmHg α(l=1,neat)=−5.97(密度を0.91と仮定すると
〔α〕25(neat)=−66) IR(cm-1):2900,1720,11201 H-NMR(CDCl3,TMS基準,ppm):10.8(s,1H),4.1(m,
1H),3.7〜3.5(m,2H),1.7(m,2H),1.5(d,3H),1.4
(m,4H),1.0(t,3H) (−)−2−ペンチルオキシプロピオン酸クロリドの合
成 フラスコに、上記で得た(−)−2−ペンチルオキシ
プロピオン酸3.22g(20.2mmol)と塩化チオニル3.11g
(26.1mmol)を加え、室温で0.2時間の撹拌後、油浴で
加熱して、40℃で0.7時間、50〜55℃で0.7時間、70〜75
℃で3時間、加熱撹拌した。室温に放冷後、アスピレー
ターで減圧して、過剰の塩化チオニルを留去し、褐色の
液体3.54g〔19.9mmol,収率99%,α(l=1,neat)=−
6.38〕を得た。Boiling point: 127-128 ℃ / 4.0mmHg α (l = 1, neat) = - 5.97 (assuming the density is 0.91 [α] 25 (neat) = - 66) IR (cm -1 ): 2900,1720,1120 1 H-NMR (CDCl 3 , TMS standard, ppm): 10.8 (s, 1H), 4.1 (m,
1H), 3.7 to 3.5 (m, 2H), 1.7 (m, 2H), 1.5 (d, 3H), 1.4
(M, 4H), 1.0 (t, 3H) (−)-2-Pentyloxypropionic acid chloride synthesis In a flask, 3.22 g (20.2 mmol) of (−)-2-pentyloxypropionic acid obtained above and chloride Thionyl 3.11g
(26.1 mmol) was added and stirred at room temperature for 0.2 hours, then heated in an oil bath for 0.7 hours at 40 ° C, 0.7 hours at 50-55 ° C, 70-75
The mixture was heated and stirred at ℃ for 3 hours. After cooling to room temperature, the pressure was reduced with an aspirator to distill off excess thionyl chloride, and 3.54 g of a brown liquid [19.9 mmol, yield 99%, α (l = 1, neat) =-
6.38] was obtained.
2−ペンチルオキシプロピオン酸ジメチルアミドの合成 マグネチックスターラーを備えた100mlのナス形フラ
スコに、上記で得た(−)−2−ペンチルオキシプロピ
オン酸クロリド7.85gとトルエン30mlとをとり、撹拌を
開始した。次いで、0℃に冷却して、40%ジメチルアミ
ン水溶液10mlを加え、15分間撹拌し、室温としてさらに
45分間撹拌した。その後、1規定の塩酸で2回、5%水
酸化ナトリウム水溶液で2回、水で2回洗浄した。これ
を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去すること
により、下記の理化学的性質を有する透明液体の(−)
−2−ペンチルオキシプロピオン酸ジメチルアミド6.71
g(収率82%)を得た。Synthesis of 2-pentyloxypropionic acid dimethylamide In a 100 ml round-bottomed flask equipped with a magnetic stirrer, 7.85 g of (−)-2-pentyloxypropionic acid chloride obtained above and 30 ml of toluene are charged, and stirring is started. did. Then, cool to 0 ° C., add 10 ml of 40% dimethylamine aqueous solution, stir for 15 minutes, and bring to room temperature.
Stir for 45 minutes. Then, it was washed twice with 1N hydrochloric acid, twice with a 5% aqueous sodium hydroxide solution, and twice with water. After drying this over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off to give a transparent liquid (-) having the following physicochemical properties.
-2-pentyloxypropionic acid dimethylamide 6.71
g (yield 82%) was obtained.
α(l=1,neat)=−2.363°1 H-NMR(CDCl3中,TMS基準,δ値ppm):4.20(q,1H),
3.37(m,2H),3.08(s,3H),2.92(s,3H),1.58(m,2
H),1.36(d,3H),1.5〜1.2(m,4H),0.84(m,3H) IR(neat,cm-1):2910,2840,1640,1400,1105 4−(2−ペンチルオキシプロパノイル)フェノールの
合成 フラスコに、4−ブロモフェノール2.03g(11.73mmo
l)、エチルビニルエーテル3ml(31.37mmol)、ピリジ
ニウム−4−トルエンスルホネート0.05g(0.20mmo
l)、乾燥ジクロロメタン20mlをとり、室温で2時間撹
拌した。しかる後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗
浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去し
て、4−ブロモフェニル−1−エトキシエチルエーテル
2.87gを得た。α (l = 1, neat) = − 2.363 ° 1 H-NMR (in CDCl 3 , TMS standard, δ value ppm): 4.20 (q, 1H),
3.37 (m, 2H), 3.08 (s, 3H), 2.92 (s, 3H), 1.58 (m, 2
H), 1.36 (d, 3H), 1.5 to 1.2 (m, 4H), 0.84 (m, 3H) IR (neat, cm -1 ): 2910,2840,1640,1400,1105 4- (2-pentyloxy) Synthesis of propanoyl) phenol In a flask, 2.03 g of 4-bromophenol (11.73 mmo
l), ethyl vinyl ether 3 ml (31.37 mmol), pyridinium-4-toluenesulfonate 0.05 g (0.20 mmo
l) and 20 ml of dry dichloromethane were taken and stirred at room temperature for 2 hours. Then, it was washed with a saturated aqueous solution of sodium hydrogen carbonate, dried over anhydrous magnesium sulfate, and the solvent was distilled off to give 4-bromophenyl-1-ethoxyethyl ether.
2.87 g was obtained.
次に、フラスコに金属マグネシウム0.30g(12.35mmo
l)をとり、これに、油浴で50℃に加熱しながら乾燥テ
トラヒドロフラン12mlに溶解した上記で得た4−ブロモ
フェニル−1−エトキシエチルエーテル2.87g(11.71mm
ol)を30分間かけて滴下した。次いで30分間加熱還流し
た後、0℃に冷却し、乾燥テトラヒドロフラン12mlに溶
解した上記で得た(−)−2−ペンチルオキシプロピオ
ン酸ジメチルアミド2.19g(11.71mmol)を5分間かけて
滴下した。そのまま0℃で2時間、室温で1時間、60℃
で30分間撹拌した後、0℃にして1規定の塩酸20mlを加
え、1時間撹拌した。その後、エーテルで抽出し、水で
洗浄した。無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去
して得られた油状物をシリカゲルカラムクロマドグラフ
ィーで精製することにより、下記の理化学的性質を有す
る無色油状の4−(2−ペンチルオキシプロパノイル)
フェノール1.47g (収率53%)を得た。1 H-NMR(CDCl3中,TMS基準,δ値ppm):8.15(br.s,1
H),8.05(d,2H),7.00(d,2H),4.72(q,1H),3.43
(m,2H),1.58(m,2H),1.50(d,3H),1.27(m,4H),0.
86(m,3H) IR(neat,cm-1):3250,2910,2840,1660,1595,1220 4′−オクチルオキシビフェニル−4−カルボン酸−4
−(2−ペンチルオキシプロパノイル)フェニルの合成 フラスコに、4′−オクチルオキシビフェニル−4−
カルボン酸300.3mg(0.92mmol)、4−(2−ペンチル
オキシプロパノイル)フェノール215.6mg(0.91mmo
l)、ジシクロヘキシルカルボジイミド213.5mg(1.04mm
ol)、4−ジメチルアミノピリジン13.4mg(0.11mmol)
及び乾燥ジクロロメタン10mlをとり、9時間加熱還流し
た。生じた固体を濾過で除き、溶媒を留去して得られた
油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製
後、エタノールから再結晶して白色結晶の4′−オクチ
ルオキシビフェニル−4−カルボン酸−4−(2−ペン
チルオキシプロパノイル)フェニル61.2mg(収率12%)
を得た。この化合物は前述した理化学的性質を有してい
た。Next, add 0.30 g (12.35 mmo) of magnesium metal to the flask.
l) was taken and dissolved in 12 ml of dry tetrahydrofuran while heating at 50 ° C. in an oil bath, 2.87 g (11.71 mm) of 4-bromophenyl-1-ethoxyethyl ether obtained above.
ol) was added dropwise over 30 minutes. Then, the mixture was heated under reflux for 30 minutes, cooled to 0 ° C., and 2.19 g (11.71 mmol) of (−)-2-pentyloxypropionic acid dimethylamide obtained above dissolved in 12 ml of dry tetrahydrofuran was added dropwise over 5 minutes. 2 hours at 0 ℃, 1 hour at room temperature, 60 ℃
After stirring for 30 minutes at 0 ° C., 20 ml of 1N hydrochloric acid was added, and the mixture was stirred for 1 hour. Then, it was extracted with ether and washed with water. After drying over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off and the obtained oily substance was purified by silica gel column chromatography to give 4- (2-pentyloxypropanoyl) as a colorless oily substance having the following physicochemical properties.
1.47 g (53% yield) of phenol was obtained. 1 H-NMR (in CDCl 3 , TMS standard, δ value ppm): 8.15 (br.s, 1
H), 8.05 (d, 2H), 7.00 (d, 2H), 4.72 (q, 1H), 3.43
(M, 2H), 1.58 (m, 2H), 1.50 (d, 3H), 1.27 (m, 4H), 0.
86 (m, 3H) IR (neat, cm -1 ): 3250,2910,2840,1660,1595,1220 4'-octyloxybiphenyl-4-carboxylic acid-4
Synthesis of-(2-pentyloxypropanoyl) phenyl 4'-octyloxybiphenyl-4-
Carboxylic acid 300.3 mg (0.92 mmol), 4- (2-pentyloxypropanoyl) phenol 215.6 mg (0.91 mmo
l), dicyclohexylcarbodiimide 213.5 mg (1.04 mm
ol), 4-dimethylaminopyridine 13.4 mg (0.11 mmol)
And 10 ml of dry dichloromethane were taken and heated under reflux for 9 hours. The produced solid was removed by filtration, the solvent was distilled off, and the obtained oily substance was purified by silica gel column chromatography and recrystallized from ethanol to give 4'-octyloxybiphenyl-4-carboxylic acid-4 as white crystals. -(2-Pentyloxypropanoyl) phenyl 61.2 mg (yield 12%)
I got This compound had the physicochemical properties described above.
液晶性の評価 上記化合物を、ポリイミドを塗布しラビング処理を施
した透明電極付ガラスからなる厚さ3μのセルに注入
し、ホットステージで温度制御を行いながら、偏光顕微
鏡観察を行った。温度変化は1分間に2℃の割合で行っ
た。降温過程では124.9℃で液体からスメクチックA相
になり、106.4℃でカイラルスメチックC相になった。
昇温過程では57.6℃で結晶からカイラルスメチックC相
に変化した。Evaluation of liquid crystallinity The above compound was injected into a cell having a thickness of 3 μm made of glass with a transparent electrode, which was coated with polyimide and subjected to rubbing treatment, and was observed with a polarizing microscope while controlling the temperature on a hot stage. The temperature change was performed at a rate of 2 ° C. for 1 minute. During the temperature decreasing process, the liquid changed from a liquid to a smectic A phase at 124.9 ° C and changed to a chiral smectic C phase at 106.4 ° C.
During the temperature rising process, the crystal changed to a chiral smectic C phase at 57.6 ° C.
また、セルに100Hz,40Vppの三角波を印加し、分極反
転電流値より自発分極値を測定したところ、36.4℃で21
7nC/cm2と大きな値を示した。A 100Hz, 40Vpp triangular wave was applied to the cell, and the spontaneous polarization value was measured from the polarization reversal current value.
It showed a large value of 7 nC / cm 2 .
実施例2 4′−ノニルビフェニル−4−カルボン酸−4−(2−
ペンチルオキシプロパノイル)フェニル 合成 フラスコに4′−ノニルビフェニル−4−カルボン酸
306.4mg(0.95mmol)、実施例1記載の方法で得た4−
(2−ペンチルオキシプロパノイル)フェノール200.9m
g(0.85mmol)、ジシクロヘキシルカルボジイミド196.0
mg(0.95mmol)、4−ジメチルアミノピリジン11.2mg
(0.09mmol)及び乾燥ジクロメタン8mlをとり、室温で
2時間撹拌した。生じた固定を濾過で除き、溶媒を留去
して得られた粗結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフ
ィーで精製後、エタノールから再結晶して白色結晶の
4′−ノニルビフェニル−4−カルボン酸−4−(2−
ペンチルオキシプロパノイル)フェニル284.5mg(収率6
2%)を得た。この化合物は前述した理化学的性質を有
していた。Example 2 4'-Nonylbiphenyl-4-carboxylic acid-4- (2-
Pentyloxypropanoyl) phenyl synthesis 4'-nonylbiphenyl-4-carboxylic acid in a flask
306.4 mg (0.95 mmol), 4-obtained by the method described in Example 1
(2-Pentyloxypropanoyl) phenol 200.9m
g (0.85 mmol), dicyclohexylcarbodiimide 196.0
mg (0.95 mmol), 4-dimethylaminopyridine 11.2 mg
(0.09 mmol) and 8 ml of dry dichloromethane were taken and stirred at room temperature for 2 hours. The resulting immobilization was removed by filtration, the solvent was distilled off, and the resulting crude crystals were purified by silica gel column chromatography and recrystallized from ethanol to give white crystals of 4'-nonylbiphenyl-4-carboxylic acid-4-. (2-
Pentyloxypropanoyl) phenyl 284.5 mg (yield 6
2%). This compound had the physicochemical properties described above.
液晶性の評価 実施例1に記載の方法で液晶性の評価を行ったとこ
ろ、降温過程では、84.7℃で液体からスメクチックA相
にかわり、68.0℃でカイラルスメクチックC相にかわ
り、34.7℃で結晶化した。昇温過程では、60.8℃で結晶
からカイラルスメクチックC相に変化した。自発分極値
は38℃で118nC/cm2であった。Evaluation of liquid crystallinity When the liquid crystallinity was evaluated by the method described in Example 1, the liquid changed from a liquid to a smectic A phase at 84.7 ° C, a chiral smectic C phase at 68.0 ° C, and crystallized at 34.7 ° C. Turned into During the temperature rising process, the crystal changed to a chiral smectic C phase at 60.8 ° C. The spontaneous polarization value was 118 nC / cm 2 at 38 ° C.
実施例3 4−オクチルオキシ安息香酸−4′−(2−ペンチルオ
キシプロパノイル)ビフェニル 4−ヒドロキシ−4′−(2−ペンチルオキシプロパノ
イル)ビフェニルの合成 フラスコに、4−(4−ブロモフェニル)フェノール
250g(10.04mmol)、エチルビニルエーテル3ml(31.37m
mol)ピリジニウム−4−トルエンスルホネート0.05g
(0.20mmol)及び乾燥ジクロロメタン30mlをとり、室温
で3時間撹拌した。次いで飽和炭酸水素ナトリウム水溶
液で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留
去して4−(4−ブロモフェニル)フェニル−1−エト
キシエチルエーテル3.22gを得た。Example 3 Synthesis of 4-octyloxybenzoic acid-4 '-(2-pentyloxypropanoyl) biphenyl 4-hydroxy-4'-(2-pentyloxypropanoyl) biphenyl 4- (4-bromophenyl) was added to a flask. ) Phenol
250g (10.04mmol), 3ml ethyl vinyl ether (31.37m
mol) pyridinium-4-toluenesulfonate 0.05 g
(0.20 mmol) and 30 ml of dry dichloromethane were taken and stirred at room temperature for 3 hours. Then, it was washed with a saturated aqueous solution of sodium hydrogen carbonate and dried over anhydrous magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off to obtain 3.22 g of 4- (4-bromophenyl) phenyl-1-ethoxyethyl ether.
フラスコに金属マグネシウム0.30g(12.35mmol)をと
り、これに、油浴で50℃に加熱しながら乾燥テトラヒド
ロフラン12mlに溶解した上記で得た4−(4−ブロモフ
ェニル)フェニル−1−エトキシエチルエーテル3.22g
(10.03mmol)を30分間かけて滴下した。30分間加熱還
流した後、0℃に冷却し、乾燥テトラヒドロフラン10ml
に溶解した実施例1記載の方法で得た(−)−2−ペン
チルオキシプロピオン酸ジメチルアミド1.49g(7.97mmo
l)を5分間で滴下した。そのまま0℃で1時間、60℃
で30分間撹拌した後、0℃にして1規定の塩酸20mlを加
え、1時間撹拌した。しかる後、エーテルで3回抽出
し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液及び飽和塩化ナトリ
ウム水溶液で洗浄した。無水硫酸マグネシウムで乾燥
後、溶媒を留去して得られた油状物をシリカゲルカラム
クロマトグラフィーで精製することにより、下記の理化
学的性質を有する無水油状の4−ビドロキシ−4′−
(2−ペンチルオキシプロパノイル)ビフェニル1.57g
(収率63%)を得た。1 H-NMR(CDCl3中,TMS基準,δ値ppm):8.12(d,2H),
7.64(d,2H),7.54(d,2H),6.98(d,2H),6.46(s,1
H),4.70(q,1H),3.50(m,2H),1.62(m,2H),1.50
(d,3H),1.28(m,4H),0.87(m,3H) IR(neat,cm-1):3300,2910,2840,1660,1590,1210) 4−オクチルオキシ安息香酸−4′−(2−ペンチルオ
キシプロパノイル)ビフェニル(4)の合成 フラスコに4−オクチルオキシ安息香酸254.7mg(1.0
2mmol)、上記で得た4−ヒドロキシ−4′−(2−ペ
ンチルオキシプロパノイル)ビフェニル313.3mg(1.00m
mol)、ジシクロヘキシルカルボジイミド234.5mg(1.04
mmol)、4−ジメチルアミノピリジン18.0mg(0.15mmo
l)及び乾燥ジクロロメタン8mlをとり、室温で1時間撹
拌した。生じた固体を濾過で除き、溶媒を留去して得ら
れた粗結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精
製後、エタノールから再結晶して白色結晶の4−オクチ
ルオキシ安息香酸−4−(2−ペンチルオキシプロパノ
イル)ビフェニル(4)250.0mg(収率46%)を得た。
この化合物は前述した理化学的性質を有していた。0.30 g (12.35 mmol) of magnesium metal was placed in a flask, and 4- (4-bromophenyl) phenyl-1-ethoxyethyl ether obtained above was dissolved in 12 ml of dry tetrahydrofuran while heating to 50 ° C. in an oil bath. 3.22g
(10.03 mmol) was added dropwise over 30 minutes. After heating under reflux for 30 minutes, cool to 0 ° C and dry tetrahydrofuran 10ml.
1.49 g (7.97 mmo) of (-)-2-pentyloxypropionic acid dimethylamide obtained by the method described in Example 1
l) was added dropwise over 5 minutes. 1 hour at 0 ℃, 60 ℃
After stirring for 30 minutes at 0 ° C., 20 ml of 1N hydrochloric acid was added, and the mixture was stirred for 1 hour. Then, the mixture was extracted 3 times with ether and washed with a saturated sodium hydrogen carbonate aqueous solution and a saturated sodium chloride aqueous solution. After drying over anhydrous magnesium sulfate, the solvent was distilled off, and the resulting oily product was purified by silica gel column chromatography to give 4-oildoxy-4'-anhydrous oil having the following physicochemical properties.
(2-pentyloxypropanoyl) biphenyl 1.57g
(Yield 63%) was obtained. 1 H-NMR (TMS standard in CDCl 3 , δ value ppm): 8.12 (d, 2H),
7.64 (d, 2H), 7.54 (d, 2H), 6.98 (d, 2H), 6.46 (s, 1
H), 4.70 (q, 1H), 3.50 (m, 2H), 1.62 (m, 2H), 1.50
(D, 3H), 1.28 (m, 4H), 0.87 (m, 3H) IR (neat, cm -1 ): 3300,2910,2840,1660,1590,1210) 4-octyloxybenzoic acid-4′- Synthesis of (2-pentyloxypropanoyl) biphenyl (4) 4-Octyloxybenzoic acid 254.7 mg (1.0
2mmol), 313.3 mg (1.00 m of 4-hydroxy-4 '-(2-pentyloxypropanoyl) biphenyl obtained above.
mol), dicyclohexylcarbodiimide 234.5 mg (1.04
mmol), 4-dimethylaminopyridine 18.0 mg (0.15 mmo
l) and 8 ml of dry dichloromethane were taken and stirred at room temperature for 1 hour. The resulting solid was removed by filtration, the solvent was distilled off, and the obtained crude crystal was purified by silica gel column chromatography and recrystallized from ethanol to give white crystal of 4-octyloxybenzoic acid-4- (2-pentyl). 250.0 mg (yield 46%) of oxypropanoyl) biphenyl (4) was obtained.
This compound had the physicochemical properties described above.
液晶性の評価 実施例1に記載の方法で液晶性の評価を行ったとこ
ろ、降温過程では78.7℃で液体からスメクチックA相に
なった。また昇温過程では47℃で結晶が融解した。 ま
た、10Hzの三角波を印加したところ、上記スメクチック
A相でも、電界誘起チルト(エレクトロクリニック効
果)が観測された。Evaluation of liquid crystallinity When the liquid crystallinity was evaluated by the method described in Example 1, the liquid changed from a liquid to a smectic A phase at 78.7 ° C in the temperature decreasing process. The crystals melted at 47 ° C during the heating process. When a 10 Hz triangular wave was applied, electric field induced tilt (electroclinic effect) was observed even in the smectic A phase.
実施例4 4−オクチル安息香酸−4′−(2−ペンチルオキシプ
ロパノイル)ビフェニル(4) フラスコに4−オクチル安息香酸175.1mg(0.75mmo
l)、実施例3に記載の方法で得た4−ヒドロキシ−4
−(2−ペンチルオキシプロパノイル)ビフェニル211.
3mg(0.68mmol)、ジシクロヘキシルカルボジイミド17
4.3mg(0.85mmol)、4−ジメチルアミノピリジン11.2m
g(0.09mmol)及び乾燥ジクロロメタン8mlをとり、室温
で1時間撹拌した。生じた固体を濾過で除き、溶媒を留
去して得られた粗結晶をシリカゲルカラムクロマトグラ
フィーで精製後、エタノールから再結晶して白色結晶の
4−オクチル安息香酸−4′−(2−ペンチルオキシプ
ロパノイル)ビフェニル(4)198.3mg(収率55%)を
得た。この化合物は前述した理化学的性質を有してい
た。Example 4-4 '-(2-Pentyloxypropanoyl) biphenyl 4-octylbenzoate (4) 175.1 mg (0.75 mmo) 4-octylbenzoic acid in a flask.
l), 4-hydroxy-4 obtained by the method described in Example 3
-(2-Pentyloxypropanoyl) biphenyl 211.
3 mg (0.68 mmol), dicyclohexylcarbodiimide 17
4.3 mg (0.85 mmol), 4-dimethylaminopyridine 11.2 m
g (0.09 mmol) and 8 ml of dry dichloromethane were taken and stirred at room temperature for 1 hour. The resulting solid was removed by filtration, the solvent was distilled off, and the resulting crude crystal was purified by silica gel column chromatography and recrystallized from ethanol to give white crystal of 4-octylbenzoic acid-4 '-(2-pentyl). 198.3 mg (yield 55%) of oxypropanoyl) biphenyl (4) was obtained. This compound had the physicochemical properties described above.
液晶性の評価 実施例1に記載の方法で液晶性を評価したところ、降
温過程では82.4℃で液体からスメクチックA相になり、
31.5℃で結晶化した。昇温過程では61.3℃で結晶からス
メクチックA相へ変化した。Evaluation of liquid crystallinity When the liquid crystallinity was evaluated by the method described in Example 1, the liquid changed from a liquid to a smectic A phase at 82.4 ° C in the temperature decreasing process,
Crystallized at 31.5 ° C. During the temperature rising process, the crystal changed to a smectic A phase at 61.3 ° C.
上記スメクチックA相では電界誘起チルト(エレクト
ロクリニック効果)が観測された。In the smectic A phase, electric field induced tilt (electroclinic effect) was observed.
実施例5 液晶組成物の作成 実施例2に記載の化合物4′−ノニルビフェニル−4
−カルボン酸−4−(2−ペンチルオキシプロパノイ
ル)フェニルと、本発明者らが以前発明した4−(2−
メチルオクタノイル)フェニル−4−オクチルオキシ安
息香酸エステル(国際出願番号JP88/00334)とを、モル
比率で1対1で混合し、液晶組成物を作成した。Example 5 Preparation of Liquid Crystal Composition Compound 4′-nonylbiphenyl-4 described in Example 2
4- (2-pentyloxypropanoyl) phenyl carboxylic acid and 4- (2-
A liquid crystal composition was prepared by mixing methyloctanoyl) phenyl-4-octyloxybenzoic acid ester (International Application No. JP88 / 00334) in a molar ratio of 1: 1.
この液晶組成物の液晶性を実施例1に記載の方法で評
価したことろ、降温過程では58.1℃で液体からスメクチ
ックA相に変化し、34.7℃でカイラルスメクチックC相
に変化し、−20℃まで結晶化は起こらなかった。すなわ
ち、降温時においては室温でもカイラルスメクチックC
相を示す好ましい液晶組成物ができた。The liquid crystallinity of this liquid crystal composition was evaluated by the method described in Example 1. As a result, the temperature changed from liquid to smectic A phase at 58.1 ° C., to chiral smectic C phase at 34.7 ° C., and −20 ° C. No crystallization occurred until. That is, when the temperature is lowered, the chiral smectic C is obtained even at room temperature.
A preferable liquid crystal composition having a phase was obtained.
実施例6 スイッチング素子の作成 実施例5に記載の液晶組成物を、ポリイミドを塗布し
ラビング処理を施した透明電極付ガラスからなる厚さ4.
2μmのセルに注入し、25℃で電界を印加すると明瞭な
スイッチング動作が観測された。また、25℃で42Vppの
矩形波を印加し、その時のクロスニコルの偏光顕微鏡下
での光の透過量をフォトダイオードで検知し応答速度を
測定したところ、146μsecと高速であった。Example 6 Fabrication of Switching Element Thickness of the liquid crystal composition described in Example 5 made of glass with a transparent electrode coated with polyimide and subjected to rubbing treatment 4.
When injected into a 2 μm cell and applying an electric field at 25 ° C., a clear switching operation was observed. Moreover, when a rectangular wave of 42 Vpp was applied at 25 ° C., the amount of light transmission under a crossed Nicols polarization microscope at that time was detected by a photodiode, and the response speed was measured to be as fast as 146 μsec.
比較例 本発明における乳酸の効果を明らかにするために、乳
酸誘導体と類似構造をもつ化合物との相転移温度及び自
発分極の比較を行った。この比較の結果を下記の第1表
に示す。表中、は実施例1記載の化合物、は実施例
2記載の化合物、は実施例3記載の化合物、は実施
例4記載の化合物である。,,,の化合物は本
発明者らが以前発明した化合物である(国際番号JP88/0
0334)。Comparative Example To clarify the effect of lactic acid in the present invention, the phase transition temperature and spontaneous polarization of a lactic acid derivative and a compound having a similar structure were compared. The results of this comparison are shown in Table 1 below. In the table, is the compound described in Example 1, is the compound described in Example 2, is the compound described in Example 3, and is the compound described in Example 4. ,,, are the compounds previously invented by the present inventors (International Number JP88 / 0
0334).
表中との比較により、乳酸誘導体はスメクチック
X相がなくカイラルスメクチックC相の温度範囲が低温
化していることが分かる。スメクチックX相がない方
が、混合し液晶組成物をつくる場合には好ましいことで
ある。また、室温動作のためにはカイラルスメクチック
C相の温度範囲が低温化していることは好ましいことで
ある。との比較でも、同様にカイラルスメクチック
C相の温度範囲が乳酸誘導体の方が低温化していること
が分かる。一方、と及びとの比較例では、乳酸
誘導体の方がスメクチックA相の温度範囲が低温化して
おり、このことは、混合等によりカイラルスメクチック
C相の発現を目指す場合にその温度範囲が低下するので
好ましいものとなる。Comparison with the table shows that the lactic acid derivative has no smectic X phase and the temperature range of the chiral smectic C phase is lowered. The absence of the smectic X phase is preferable when the liquid crystal composition is prepared by mixing. Further, it is preferable that the temperature range of the chiral smectic C phase is lowered for the operation at room temperature. Similarly, it is found that the temperature range of the chiral smectic C phase is lower in the lactic acid derivative. On the other hand, in the comparative examples of (1) and (2), the temperature range of the smectic A phase is lower in the lactic acid derivative, which means that the temperature range is lowered when the chiral smectic C phase is to be developed by mixing or the like. Therefore, it is preferable.
自発分極の値は乳酸誘導体はいずれも100nC/cm2以上
の大きな値を示しており、よって本発明においては自発
分極が大きくしかもカイラルスメクチックC相の温度範
囲が低温化した、優れた液晶材料が得られることにな
る。The values of spontaneous polarization of lactic acid derivatives are as large as 100 nC / cm 2 or more. Therefore, in the present invention, an excellent liquid crystal material having a large spontaneous polarization and a low temperature range of the chiral smectic C phase can be obtained. Will be obtained.
(発明の効果) 本発明の化合物は、不斎炭素源として乳酸を用いるこ
とにより広い温度範囲で液晶状態を取り得、かつ自発分
極が大きいことから応答速度の速い強誘電性液晶材料と
なる等、オプトエレクトロニクス関連素子の素材として
極めて優れた効果を奏するものである。 (Effect of the invention) The compound of the present invention can be in a liquid crystal state in a wide temperature range by using lactic acid as a non-carbon source, and has a large spontaneous polarization, and thus becomes a ferroelectric liquid crystal material having a fast response speed. It is extremely effective as a material for optoelectronic-related elements.
従って本発明は、例えば、液晶テレビ等のディスプレ
イ用、光プリンターヘッド、光フーリエ変換素子、ライ
トバルブ等、液晶やエレクトロケミクロミズムを利用す
るオプトエレクトロニクス関連素子の素材として有用な
液晶材料といえる。Therefore, the present invention can be said to be a liquid crystal material useful as a material for optoelectronics-related devices utilizing liquid crystal or electrochemiomics, for example, for displays such as liquid crystal televisions, optical printer heads, optical Fourier transform elements, light valves, and the like.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02F 1/13 500 (72)発明者 福政 充睦 埼玉県戸田市新曽南3丁目17番35号 日本 鉱業株式会社内 (72)発明者 横山 明久 埼玉県戸田市新曽南3丁目17番35号 日本 鉱業株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical display location G02F 1/13 500 (72) Inventor Mitsuru Fukumasa 3-1735, Shinsōnan, Toda City, Saitama Prefecture No. Japan Mining Co., Ltd. (72) Inventor Akihisa Yokoyama 3-17-35, Shinzonan, Toda City, Saitama Prefecture Japan Mining Co., Ltd.
Claims (3)
ているものでもよく、Aは単結合、−O−,−COO−,
−OCO−,−OCOO−又は−CO−を示し、l及びmはそれ
ぞれ1又は2で、l+m=3である)で表わされる新規
な乳酸誘導体。(1) The following general formula (I): (In the formula, R and R 1 are alkyl groups, which may be the same or different, A is a single bond, —O—, —COO—,
A novel lactic acid derivative represented by -OCO-, -OCOO- or -CO-, wherein 1 and m are 1 or 2, respectively, and 1 + m = 3).
る乳酸誘導体を含有することを特徴とする液晶組成物。2. A liquid crystal composition comprising the lactic acid derivative represented by the general formula (I) according to claim 1.
る乳酸誘導体の少なくとも1種を構成要素とする光スイ
ッチング素子。3. An optical switching element comprising at least one lactic acid derivative represented by the general formula (I) according to claim 1 as a constituent element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63137491A JPH0819048B2 (en) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | Novel lactic acid derivative, liquid crystal composition containing the same, and optical switching device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63137491A JPH0819048B2 (en) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | Novel lactic acid derivative, liquid crystal composition containing the same, and optical switching device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01311051A JPH01311051A (en) | 1989-12-15 |
| JPH0819048B2 true JPH0819048B2 (en) | 1996-02-28 |
Family
ID=15199893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63137491A Expired - Lifetime JPH0819048B2 (en) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | Novel lactic acid derivative, liquid crystal composition containing the same, and optical switching device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0819048B2 (en) |
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| JP2849112B2 (en) * | 1989-04-12 | 1999-01-20 | 出光興産株式会社 | Liquid crystal optical element and driving method thereof |
| JP2926244B2 (en) * | 1989-07-21 | 1999-07-28 | チッソ株式会社 | α-Hydroxyketone derivative, liquid crystal composition containing the derivative, and liquid crystal device using the liquid crystal composition |
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| JP2003280041A (en) * | 2002-03-20 | 2003-10-02 | Ricoh Co Ltd | Optical deflecting element / optical deflecting device and image display device |
-
1988
- 1988-06-06 JP JP63137491A patent/JPH0819048B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01311051A (en) | 1989-12-15 |
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