JPS6168449A - ビフエニル系ジエステル化合物及びその化合物を含有してなる液晶 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （い）産業上の利用分野 本発明は新規な液晶物及び該液晶物質を含む液晶組成物
に間し、特に、スメクチック液晶組成物に間する。

又本明５ｓ書に於いて液晶性物質とは、それ自体で液晶
相を呈することが検知されなくとも液晶組成物の構成成
分としてとして有用な物質を意味する。

（ろ）従来の技術 液晶表示素子の表示方式として、現在広く実用化されて
いるものは、ねしれネマチック型（ＴＮ型）および動的
散乱型（ＤＳ型）である。これらはネマチック液晶を、
主成分としたネマチック（α晶セルによる表示である。

従来のネマチック液晶セルの短所のひとつに、応答速度
が遅く、たかたか数ｍ　ｓ　ｅ　ｃのオーダーの応答速
度しか得られないという事実があげられる。そして、こ
のことがネマチック液晶セルの応用範囲をせばめる°−
因となっている。しかし、最近に至ってスメクチックγ
α品セルを用いれば、より高速な応答が得られるという
ことかわかってきた。

光学活性なスメクチックγα品の中には、強誘電性を示
すものがあることが、明らかになってきており、その利
用に関して、大きな期待が寄せられつつある。強誘電性
を示す液晶すなわち強誘電性液晶は、１９７５年Ｒ，Ｂ
、Ｍｅｙｅｒらにより合成され、下記構造式で示される
４−（４−ｎ−ダン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（以下、ＤＯＢＡＭＢ
Ｃと略記する。）を代表例とする化合物であり、その、
カイラルスメクチックＣ相（以下、Ｓｍ　　Ｃ零相と略
記する。）において、強誘電性を示すことを特徴とする
ものである（、Ｊ、Ｐｈｙｓｉｑｕｅ、３ｊ３−、Ｌ−
６９（１９７５））。

ＤＯＢＡＭＢＣ 近年、Ｎ、Ａ、Ｃ１ａｒｋら（Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌ
ｅ　ｔ　ｔ、３６．８９　（１９８０））によって、Ｄ
ＯＢＡＭＢＣの薄膜セルにおいて、μｓｅｃオーダーの
高速応答性が、見出されたことを契機に、強誘電性液晶
はその高速応答性を利用して液晶テレビ等のディスプレ
イ用のみならず、光プリンターヘット、光フーリエ変換
素子、ライトバルブ等のオプトエレクトロニクス関連素
子のγ材用にも使用可能な材料として注目を集めている
。

（は）発明が解決しようとしＣいる問題点しかし、ＤＯ
ＢＡＭＢＣは強誘電性を示す温度範囲が比較的狭く、ま
たシッフ塩基であるため、その物理的化学的安定性に難
がある。そこで、強誘電性液晶材料として、物理的化学
的に安定で、強訴電性を示す温度範囲が広く、低電圧駆
動が可能な誘電率が大きい化合物の出現が強く望まれて
いる。

（に）問題点を解決するための手段 本発明者らは、上述のような欠点を改善するために種々
の液晶物質を探索し本発明に到達した。

即ち、本発明は一般式（１） て表わされる化合物及びそれを含有する液晶組成物であ
る。

（１）式の化合物は次のように合成される。

４−（４’−ヒドロキシ）−ビフェニルカルボン酸とア
ルキルカルボン酸クロライドを反応させ４−（４°−ア
ルキルカルボニルオキシ）ビフェニルカルボン酸を得る
。つずいて塩化チオニルを作用させ４−　（４’−フル
キルカルボニルオキシ）ビフェニルカルボン酸クロライ
ドとする。４−（４“−アルキルカルボニルオキシ）ビ
フェニルカルボン酸クロライドとアルコールを反応させ
目的物である４−（４’　−フルキルカルボニルオキシ
）ビフェニルカルボン酸エステルを得る。

上記一般式（１）中、Ｒ２０によって表わされる不斉縣
は例えば次のような光学活性アルコ、ルから誘導される
。

２−ハロー１−プロパツール、２．３−ジハロ−１−プ
ロパツール、２，３，３．３−テトラハロー１−プロパ
ツール、２−メチル−１−ブタノール、３−メチル−１
−ペンタノール、４−メチル−１−ヘキサノール、２−
ブタノール、２−ペンタノール、２−ヘキサノール、２
−ヘプタツール、３−ヘキサノール、２−オクタツール
、１−フェニルエタノール、リナロール、ネロリトール
、ソプレロール、カルボメントール、メントール、イソ
メントール、ボルネオール、イソボルネオール、カルベ
オール、コレステロール、２−へロー２−フェニルエタ
ノール、２−フェニル−３−ハローｌ−プロパツール、
３−フェニル−２−ハロー１−プロパツール、１−フェ
ニル−２−へローｌ−プロパツール、３−ハロー２−メ
チル−１−プロパツール、１，１．１−）リムロー２−
プロパツール、２−ハロー１−ブタノール、３−ハロー
１−ブタノール、２．３−ジハロ−１−ブタノール、　
　　　　　　　　　　　　　　　　　２゜４−ジハロ−
１−ブタノール、３．４−ジハロ−１−ブタノール、１
．１．１−トリハロー２−ブタノール、４，４．４−）
リムロー３−ｔ１ｃｌ−１−ブタノール、２，３．４−
）リムローｌ−ブタノール、３，３，４，４．４−ペン
タハロー２−ブタノール、２−ハロー３−メチル−１−
ブタノール、２−ハロー３．３−ジメチル−１−ブタノ
ール、２−へ〇−ｌ−ペンタノール、３−ハローｌ−ペ
ンタノール、４−へローｌ−ペンタノール、２．４−シ
バａ−１−ペンタノール、２，６−ジハロ−ｌ−ペンタ
ノール、１，１．１−）リムロー２−ペンタノール、１
，１，１．２．２−ペン９　Ａ　Ｏ−３−ペンタノール
、２−ハロー３−メチル−１−ペンタノール、２−へロ
ー４−メチルー１−ペンタノール、２−ハロー３−モノ
ハロメチルー４−メチルー１−ペンタノール、２−ハロ
ー１−ヘキサノール、３−ハロー１−ヘキサノール、４
−ハロー１−ヘキサノール、５−ハロー１−ヘキサノー
ル、２，５−ジハロ−１−ヘキサノール、２．６−シハ
ロー１−ヘキサノール、１，１．１−トリハロー２−’
＼キサノール、２．５．６−ト１．１　ハＣ１−１−ヘ
キサノール、２−へローｌ−ヘプタツール、！、１．Ｉ
−）ダハロー２−ヘプタツール、２−ハロー１−オクタ
ツール、ｌ、１．１−トリハロー２−オクタツール等。

（但し上記化学式中ハロとは、フッ素、塩素、又は臭素
を表わす。） 上記の光学活性アルコールのうちあるものは、対応する
ケトンの不斉金属触媒、微生物又は酵素による不斉還元
により、容易に得られる。またあるものは、天然に存在
するか、又は分割により得られる次のような光学活性ア
ミノ酸及び光学活性オキシ酸から誘導できる。バリン、
ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、スレオニ
ン、アロスレオニン、ホモセリン、アロイソロイシン、
ｔｅｒｔ−ロイシン、２−アミノ酪酸、ノルバリン、ノ
ルロイシン、オルニチン、リジン、ヒドロキシリジン、
フェニルグリシン、アスパラギン酸、グルタミン酸、マ
ンデル酸、トロバ酸、３−ヒドロキシ酪酸、リンゴ酸、
酒石酸、イソプロピルリンゴ酸等。

（は）作用 本発明の化合物は強訴電性をしめす。また、単独では強
誘電性液晶とはならない物質も、上記の強誘電性液晶物
質と混合することにより、その強誘電性を損なうことな
く強誘電性液晶温度範囲を低下させることができる。

本発明の化合物は１種又は２種以上混合して用いられる
。混合することにより、その強誘電性を損なうことなく
強誘電性液晶温度範囲を低下させることができる。本発
明の化合物のなかで光学活性な化合物は、ホワイトティ
ラー型カラー表示用、コレステリックネマチック相転移
型表示用、ＴＮ型セルにおけるリバースドメイン発生防
止用等の目的でネマチック液晶に添加して用いることも
可能である。

また本発明の化合物はスメクチック液晶となるので、熱
書込レーザー書込等の記憶型表示素子用に用いることも
可能である。

（と）発明の効果 本発明の化合物は化学的に安定であり、なおかつ室温域
で強誘電性を示す。本発明の化合物は例えば、ＤＯＢＡ
ＭＢＣと異なりシッフ塩基を持たないためＤＯＢＡＭＢ
Ｃに比べて逼かに安定である。また、強誘電性を示す温
度範囲も降温時においテＤ　ＯＢＡＭＢ　Ｃ＋７）９２
℃−６３℃に比へ（ｓ）−３−メチル−２−クロルブチ
ル−４−（４’　−°　ヘプチルカルボニルオキシ）−
ビフェニルカルボン酸エステルでは３２℃−一１１”Ｃ
と逼かに低下する。

（ち）実施例 以下実施例により、本発明の化合物につき更に詳細に説
明するが、本発明は、これらの実施例により、限定され
るものではない。

実施例１ （Ｓ　）、−３−メチル−２−クロルブチル−４−（４
’−オクチルカルボニルオキシ）−ビフェニルカルボン
酸エステル（Ａ）の製造及び物性４−（１−ヒドロキシ
）−ビフェニルカルボン酸４．５ｇを四塩化炭素３００
ｍ１、ビリシン５０ｍ１に、分散し加熱する。還流下、
ノナン酸クロライド３．７ｇｔｉ：ｎかし、次いで３時
間加熱する。溶媒を留去したのちに、少量の水を加え未
反応のノナン酸クロライドを分解し、残さをメタノール
で洗浄し４−　（４’−オクチルカルボニルオキシ）−
ビフェニルカルボンｍ　（Ｂ）６．５ｇを得る。（Ｂ）
を四塩化炭素２００　ｍ　ｌに分散し、塩化チオニル１
０ｍ１を加え、還流下、３時間反応させる。溶媒を留去
し４−（４’−オクチルカルボニルオキシ）−ビフェニ
ルカルボン酸クロライド　（Ｃ）６．０ｇを得る。

（Ｃ）１．５ｇを、四塩化炭素８０ｍ１とピリジン１０
ｍ１に溶解し、冷却する。冷却下、（Ｓ）−３−メチル
−２−クロルブタノールを０．４ｇ加えしばらく攪はん
する。−晩、放置し、析出した結晶をろ別し、溶媒を留
去したのちにシリカゲルカラムにより精製し、ヘキサン
で再結晶し目的物（Ａ）を得る。収量０．８ｇ。

この化合物は、ＳＣ本相反びＳＡ相を示すスメクチック
液晶化合物であり、その相転移温度は表１に示されてい
る。

該化合物の【Ｒスペクトルを図１に示す。

厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを
スペーサーとし、ネサガラスで構成したセルに（Ｓ）−
３−メチル−２−クロルブチル−４−（４’−オクチル
カルボニルオキシ）−ビフェニルカルボン酸エステルを
封入し、１００Ｈｚの交流をかけ、ブリッジ法で誘電率
を測定した。

その結果を図２に示した。尚、比較例としてＤＯＢＡＭ
ＢＣの誘電率について測定した結果を併せて図２に示し
た。同図から明らかなように、（Ｓ）−３−メチル−２
−クロルブチル−４−（４’　−オクチルカルボニルオ
キシ）−ビフェニルカルボン酸エステル（図中、実線）
はＤＯＢＡＭＢＣ（図中、点線）に比へ誘電率の値も非
常に大きい。

ポリエチレンテレフタレートフィルムをスペーサーとし
、ネサガラスで構成したセルに（Ｓ）−３−メチル−２
−クロルブチル−４−（４’−オクチルカルボニルオキ
シ）−ビフェニルカルボン酸エステルを封入し、矩形波
を印加して顕微鏡下で電気光学効果を観察した。非常に
はっきりしたコントラストに加えて、すばやい応答が視
認され、（Ｓ）−３−メチル−２−クロルブチル−４−
（４’−オうチルカルボニルオキシ）−ビフェニルカル
ボン酸エステルが液晶ディスプレイに応用できることが
証明された。

実施例　２ 実施例Ｉと同様にして合成した本発明の代表的化合物の
相転移点を一括して表１に示す。

【図面の簡単な説明】

図１は実施例１で得た（Ｓ）−３−メチル−２−クロル
ブチル−４−（４’　−オクチルカルボニルオキシ）−
ビフェニルカルボン酸エステルの赤外線吸収スペクトル
を示す。 図２は（Ｓ）−３−メチル−２−クロルブチル−４−（
４’−オクチルカルボニルオキシ）−ビフェニルカルボ
ン酸エステル及び既知物質４−（４−ｎ−デシルオキシ
へンジリダンアミノ）ケイ皮酸−２−メチルブチルエス
テルについて測定した誘電率と温度との関係を示す図面
である。

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. （１） 一般式（１） ▲数式、化学式、表等があります▼（１） （但し、式中Ｒ１はアルキル基、ハロゲン化アルキル基
   、又は、ハロゲン化アラルキル基を示し、Ｒ２Ｏはアル
   コキシ基、ハロゲン化アルコキシ基、または、ハロゲン
   化アラルキルオキシ基を示す。）で表わされる化合物。
2. （２） 一般式（２） ▲数式、化学式、表等があります▼（２） （但し、式中Ｒ３は炭素数１−１８のアルキル基、Ｒ４
   Ｏはアルコキシ基、ハロゲン化アルコキシ基、または、
   ハロゲン化アラルキルオキシ基を示す。）で表わされる
   化合物。
3. （３） 一般式（２） ▲数式、化学式、表等があります▼（２） （但し、式中Ｒ３は炭素数１−１８のアルキル基、Ｒ４
   Ｏはアルコキシ基、ハロゲン化アルコキシ基、または、
   ハロゲン化アラルキルオキシ基を示す。）で表わされる
   化合物を少なくとも１種含有することを特徴とする液晶
   。
4. （４）Ｒ３は炭素数１−１８のアルキル基、Ｒ４Ｏがブ
   トキシ基である特許請求の範囲（２）項記載の化合物。
5. （５）Ｒ３は炭素数１−１８のアルキル基、Ｒ４Ｏが（
   ２Ｓ，３Ｓ）−３−メチル−２−クロルペントキシ基で
   ある特許請求の範囲（２）項記載の化合物。
6. （６）Ｒ３は炭素数１−１８のアルキル基、Ｒ４Ｏが（
   ２Ｓ，３Ｓ）−３−メチル−２−ブロモペントキシ基で
   ある特許請求の範囲（２）項記載の化合物。
7. （７）Ｒ３は炭素数１−１８のアルキル基、Ｒ４Ｏが（
   Ｓ）−４−メチル−２−クロルペントキシ基である特許
   請求の範囲（２）項記載の化合物。
8. （８）Ｒ３は炭素数１−１８のアルキル基、Ｒ４Ｏが（
   Ｓ）−３−メチル−２−クロルブトキシ基である特許請
   求の範囲（２）項記載の化合物。
9. （９）Ｒ３は炭素数１−１８のアルキル基、Ｒ４Ｏが（
   Ｓ）−３−フェニル−２−クロルプロポキシ基である特
   許請求の範囲（２）項記載の化合物。
10. （１０）Ｒ３は炭素数１−１８のアルキル基、Ｒ４Ｏが
    （Ｓ）−３−メチル−２−ブロモブトキシ基である特許
    請求の範囲（２）項記載の化合物。
11. （１１）Ｒ３は炭素数１−１６のアルキル基、Ｒ４Ｏが
    （Ｓ）−２−クロルペントキシ基である特許請求の範囲
    （２）項記載の化合物。
12. （１２）Ｒ３は炭素数１−１８のアルキル基、Ｒ４Ｏが
    （Ｓ）−２−メチルブトキシ基である特許請求の範囲（
    ２）項記載の化合物。
13. （１３）Ｒ３は炭素数１−１８のアルキル基、Ｒ４Ｏが
    （Ｓ）−３−メチルペントキシ基である特許請求の範囲
    （２）項記載の化合物。
14. （１４）Ｒ３は炭素数１−１８のアルキル基、Ｒ４Ｏが
    （Ｓ）−２−クロルブトキシ基である特許請求の範囲（
    ２）項記載の化合物。
15. （１５）Ｒ３は炭素数１−１８のアルキル基、Ｒ４Ｏが
    （２Ｒ，３Ｓ）−３−メチル−２−クロルペントキシ基
    である特許請求の範囲（２）項記載の化合物。
16. （１６）Ｒ３は炭素数１−１８のアルキル基、Ｒ４Ｏが
    （Ｓ）−２−クロルプロポキシ基である特許請求の範囲
    （２）項記載の化合物。
17. （１７）Ｒ３は炭素数１−１８のアルキル基、Ｒ４Ｏが
    ３−メチルブトキシ基である特許請求の範囲（２）項記
    載の化合物。
18. （１８）Ｒ３は炭素数１−１８のアルキル基、Ｒ４Ｏが
    （Ｓ）−１−メチルプロポキシ基である特許請求の範囲
    （２）項記載の化合物。
19. （１９）特許請求の範囲の（４）−（１８）の化合物を
    少なくとも１種含有することを特徴とする液晶。
20. （２０） 一般式（２） ▲数式、化学式、表等があります▼（２） （但し、式中Ｒ３は炭素数１−１８のアルキル基、Ｒ４
    Ｏはアルコキシ基、ハロゲン化アルコキシ基、または、
    ハロゲン化アラルキルオキシ基を示す。）で表わされる
    化合物の製造法。
21. （２１）特許請求の範囲の（４）−（１８）の化合物の
    製造法。