JP2946891B2 - Optically active nitrile derivative and method for producing the same - Google Patents
Optically active nitrile derivative and method for producing the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は新規な有機化合物および
その製造法に関し、さらに詳しくは、強誘電性液晶組成
物の配合成分として有用な、光学活性なニトリル誘導体
およびその製造法に関する。The present invention relates to a novel organic compound and a method for producing the same, and more particularly, to an optically active nitrile derivative useful as a compounding component of a ferroelectric liquid crystal composition and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、液晶表示素子としてTN(ねじれ
ネマチック)型表示方式が最も広範に使用されている。
このTN液晶表示は、駆動電圧が低い、消費電力が少な
いなど、多くの利点を持っている。しかしながら、応答
速度の点においては、陰極管、エレクトロルミネッセン
ス、プラズマディスプレイ等の発光型表示素子に劣って
いる。ねじれ角を180〜270゜にした新しいTN型
表示素子も開発されているが、応答速度は依然十分では
ない。このように種々の改善の努力は行われているが、
応答速度の速いTN型表示素子は実現に至っていない。
しかしながら、最近、盛んに研究が進められている強誘
電性液晶を用いる新しい表示方式においては、著しい応
答速度の改善の可能性がある(Clarkら; Applied. Phy
s. Lett.,36, 899(1980))。この方式は強誘電性を示す
カイラルスメクチックC相(以下、Sc*と略称する)等
のカイラルスメクチック相を利用する方法である。強誘
電性を示す相はSc*相のみではなく、カイラルスメクチ
ックF、G、H、I等の相が強誘電性を示すことが知ら
れている。実際に利用される強誘電性液晶素子に使用さ
れる強誘電性液晶材料には多くの特性が要求されるが、
それらを満たすには現在のところ、1つの化合物では応
じられず、いくつかの液晶化合物または非液晶化合物を
混合して得られる強誘電性液晶組成物を使用する必要が
ある。また、強誘電性液晶化合物のみからなる強誘電性
液晶組成物ばかりではなく、特開昭61−195187
号公報には非カイラルなスメクチックC、F、G、H、
I等の相(以下、Sc等の相と略称する)を呈する化合
物および組成物を基本物質として、これに強誘電性液晶
相を呈する1種または複数の化合物を混合して全体を強
誘電性液晶組成物として得ることが報告されている。さ
らにSc等の相を呈する化合物および組成物を基本物質
として、光学活性ではあるが強誘電性液晶相は呈しない
1種あるいは複数の化合物を混合して全体を強誘電性液
晶組成物とする報告も見受けられる(Mol. Cryst. Liq.
Cryst., 89, 327(1982))。 これらのことを総合する
と強誘電性液晶相を呈するか否かにかかわらず光学活性
である化合物の1種または1種以上を基本物質として強
誘電性液晶組成物を構成できることがわかる。しかしな
がら、光学活性物質は、望むらくは液晶相を呈すること
が好ましく、液晶相を呈しない場合でも、その構造が液
晶化合物に類似したもの、いわば疑似液晶物質であるこ
とが望ましい。しかしながら、これまでのところ高速応
答に必要な自発分極を有し、低粘性でかつ室温域を含む
広い温度領域で強誘電性液晶相を呈する液晶材料は見い
出されていない。2. Description of the Related Art At present, a TN (twisted nematic) type display system is most widely used as a liquid crystal display device.
This TN liquid crystal display has many advantages such as low driving voltage and low power consumption. However, in terms of response speed, it is inferior to light-emitting display devices such as cathode-ray tubes, electroluminescence, and plasma displays. A new TN-type display element having a twist angle of 180 to 270 ° has been developed, but the response speed is still insufficient. Although various improvements have been made in this way,
A TN type display element having a high response speed has not been realized.
However, a new display system using a ferroelectric liquid crystal, which has been actively studied recently, may have a remarkable improvement in response speed (Clark et al .; Applied. Phy).
s. Lett., 36, 899 (1980)). This method is a method utilizing a chiral smectic phase such as a chiral smectic C phase exhibiting ferroelectricity (hereinafter, abbreviated as Sc *). It is known that the phase exhibiting ferroelectricity is not only the Sc * phase but also the phases such as chiral smectic F, G, H and I exhibit ferroelectricity. Many characteristics are required for the ferroelectric liquid crystal material used in the ferroelectric liquid crystal element actually used,
At present, a single compound cannot satisfy these requirements, and it is necessary to use a ferroelectric liquid crystal composition obtained by mixing several liquid crystal compounds or non-liquid crystal compounds. Further, not only a ferroelectric liquid crystal composition comprising only a ferroelectric liquid crystal compound but also a liquid crystal composition disclosed in JP-A-61-195187.
In the publication, non-chiral smectic C, F, G, H,
A compound or a composition exhibiting a phase such as I (hereinafter, abbreviated as a phase such as Sc) is used as a basic substance, and one or more compounds exhibiting a ferroelectric liquid crystal phase are mixed with the compound and the whole to obtain a ferroelectric substance It is reported that it can be obtained as a liquid crystal composition. Further, a compound or composition exhibiting a phase such as Sc is used as a basic substance, and one or more compounds which are optically active but do not exhibit a ferroelectric liquid crystal phase are mixed to form a ferroelectric liquid crystal composition as a whole. (Mol. Cryst. Liq.
Cryst., 89, 327 (1982)). Taken together, it can be seen that a ferroelectric liquid crystal composition can be constructed using one or more optically active compounds as basic substances regardless of whether or not they exhibit a ferroelectric liquid crystal phase. However, it is preferable that the optically active substance exhibits a liquid crystal phase, if desired. Even when the optically active substance does not exhibit a liquid crystal phase, it is desirable that the structure is similar to a liquid crystal compound, that is, a pseudo liquid crystal substance. However, a liquid crystal material which has spontaneous polarization required for high-speed response, exhibits low viscosity and exhibits a ferroelectric liquid crystal phase in a wide temperature range including a room temperature range has not been found so far.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】充分な自発分極を有
し、かつ高速応答可能で、しかも室温付近の温度領域で
強誘電性液晶相を呈する強誘電性液晶組成物となりうる
化合物の開発が望まれている。It is desired to develop a compound having a sufficient spontaneous polarization, capable of high-speed response, and capable of forming a ferroelectric liquid crystal composition exhibiting a ferroelectric liquid crystal phase in a temperature region near room temperature. It is rare.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、充分な自発分
極を有し、かつ高速応答可能で、しかも室温付近の温度
領域で強誘電性液晶相を呈する強誘電性液晶材料の成分
として有用な光学活性なニトリル誘導体およびその製造
法を提供する。即ち、本発明は、一般式 化1 (式中、Rは炭素数1〜15のハロゲン原子で置換され
ていてもよいアルキル基または炭素数2〜15のアルコ
キシアルキル基を、Xは−COO−,または−OCO−
をZは式 を示す。ここでmおよびnはそれぞれ1または2を、s
は0または1を、pは0〜6の整数を、qは1〜6の整
数を、*印は不斉炭素原子を示す。)で示される光学活
性なニトリル誘導体およびその製造法に関する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is useful as a component of a ferroelectric liquid crystal material having a sufficient spontaneous polarization, capable of high-speed response, and exhibiting a ferroelectric liquid crystal phase in a temperature region near room temperature. A novel optically active nitrile derivative and a method for producing the same are provided. That is, the present invention provides a compound represented by the general formula 1 (Wherein, R represents an alkyl group which may be substituted with a halogen atom having 1 to 15 carbon atoms or an alkoxyalkyl group having 2 to 15 carbon atoms, and X represents -COO- or -OCO-
Is the formula Is shown. Here, m and n represent 1 or 2, respectively, and s
Represents 0 or 1, p represents an integer of 0 to 6, q represents an integer of 1 to 6, and * represents an asymmetric carbon atom. ) And a method for producing the same.
【0005】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
光学活性なニトリル誘導体(化1)でXがーCOO−で
ある化合物は、次に示す方法によって製造することがで
きる。すなわち、一般式(化2) (式中、mは1または2を、Yはハロゲン原子または水
酸基を示す。)で示されるカルボン酸誘導体と一般式
化3 (式中、R、Z、nおよびsは、前記と同じ意味を表
す。)で示される光学活性なフェノール類とを反応させ
ることにより得ることができる。ここで一般式 化3で
示される光学活性なフェノール類および一般式 化1で
示される光学活性なニトリル誘導体の置換基Rとして、
具体的には以下のものがあげられる。Hereinafter, the present invention will be described in detail. The compound of the present invention wherein X is -COO- in the optically active nitrile derivative (Chemical Formula 1) can be produced by the following method. That is, the general formula (Formula 2) (Wherein m represents 1 or 2, and Y represents a halogen atom or a hydroxyl group) and a carboxylic acid derivative represented by the general formula:
Chemical 3 (Wherein, R, Z, n and s have the same meanings as described above). Here, as the substituent R of the optically active phenols represented by the general formula 3 and the optically active nitrile derivative represented by the general formula 1,
Specific examples include the following.
【0006】メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペン
チル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシ
ル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシ
ル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オク
タデシル、ノナデシル、エイコシル、メトキシメチル、
メトキシエチル、メトキシプロピル、メトキシブチル、
メトキシペンチル、メトキシヘキシル、メトキシヘプチ
ル、メトキシオクチル、メトキシノニル、メトキシデシ
ル、エトキシメチル、エトキシエチル、エトキシプロピ
ル、エトキシブチル、エトキシペンチル、エトキシヘキ
シル、エトキシヘプチル、エトキシオクチル、エトキシ
ノニル、エトキシデシル、プロポキシメチル、プロポキ
シエチル、プロポキシプロピル、プロポキシブチル、プ
ロポキシペンチル、プロポキシヘキシル、プロポキシヘ
プチル、プロポキシオクチル、プロポキシノニル、プロ
ポキシデシル、ブトキシメチル、ブトキシエチル、ブト
キシプロピル、ブトキシブチル、ブトキシペンチル、ブ
トキシヘキシル、ブトキシヘプチル、ブトキシオクチ
ル、ブトキシノニル、ブトキシデシル、ペンチルオキシ
メチル、ペンチルオキシエチル、ペンチルオキシプロピ
ル、ペンチルオキシブチル、ペンチルオキシペンチル、
ペンチルオキシヘキシル、ペンチルオキシヘプチル、ペ
ンチルオキシオクチル、ペンチルオキシノニル、ペンチ
ルオキシデシル、ペンチルオキシメチル、ペンチルオキ
シエチル、ペンチルオキシプロピル、ペンチルオキシブ
チル、ペンチルオキシペンチル、ペンチルオキシヘキシ
ル、ペンチルオキシヘプチル、ペンチルオキシオクチ
ル、ペンチルオキシノニル、ペンチルオキシデシル、ヘ
キシルオキシメチル、ヘキシルオキシエチル、ヘキシル
オキシプロピル、ヘキシルオキシブチル、ヘキシルオキ
シペンチル、ヘキシルオキシヘキシル、ヘキシルオキシ
ヘプチル、ヘキシルオキシオクチル、ヘキシルオキシノ
ニル、ヘキシルオキシデシル、ヘプチルオキシメチル、
ヘプチルオキシエチル、ヘプチルオキシプロピル、ヘプ
チルオキシブチル、ヘプチルオキシペンチル、オクチル
オキシメチル、オクチルオキシエチル、オクチルオキシ
プロピル、オクチルオキシブチル、オクチルオキシペン
チル、ノニルオキシメチル、ノニルオキシエチル、ノニ
ルオキシプロピル、ノニルオキシブチル、ノニルオキシ
ペンチル、デシルオキシメチル、デシルオキシエチル、
デシルオキシプロピル、デシルオキシブチル、デシルオ
キシペンチル、1ーメチルエチル、1ーメチルプロピ
ル、1ーメチルブチル、1ーメチルペンチル、1ーメチ
ルヘキシル、1ーメチルヘプチル、1ーメチルオクチ
ル、2ーメチルプロピル、2ーメチルブチル、2、3ー
ジメチルブチル、2、2、3ートリメチルブチル、2ー
メチルペンチル、3ーメチルペンチル、2、3ージメチ
ルペンチル、2、4ージメチルペンチル、2、3、3、
4ーテトラメチルペンチル、2ーメチルヘキシル、3ー
メチルヘキシル、4ーメチルヘキシル、2、5ージメチ
ルヘキシル、2ーメチルヘプチル、2ーメチルオクチ
ル、2ートリハロメチルペンチル、2ートリハロメチル
ヘキシル、2ートリハロメチルヘプチル、2ーハロエチ
ル、2ーハロプロピル、3ーハロプロピル、3ーハロー
2ーメチルプロピル、2、3ージハロプロピル、2ーハ
ロブチル、3ーハロブチル、4ーハロブチル、2、3ー
ジハロブチル、2、4ージハロブチル、3、4ージハロ
ブチル、2ーハロー3ーメチルブチル、2ーハロー3、
3ージハロブチル、2ーハロペンチル、3ーハロペンチ
ル、4ーハロペンチル、5ーハロペンチル、2、4ージ
ハロペンチル、2、5ージハロペンチル、2ーハロー3
ーメチルペンチル、2ーハロー4ーメチルペンチル、2
ーハロー3ーモノメチルペンチルー4ーメチルペンチ
ル、2ーハロヘキシル、3ーハロヘキシル、4ーハロヘ
キシル、5ーハロヘキシル、6ーハロヘキシル、2ーハ
ロヘプチル、2ーハロオクチル(但し上記アルキル基中
ハロとは、フッ素、塩素、臭素または沃素を表す。)。Methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, eicosyl, methoxymethyl,
Methoxyethyl, methoxypropyl, methoxybutyl,
Methoxypentyl, methoxyhexyl, methoxyheptyl, methoxyoctyl, methoxynonyl, methoxydecyl, ethoxymethyl, ethoxyethyl, ethoxypropyl, ethoxybutyl, ethoxypentyl, ethoxyhexyl, ethoxyheptyl, ethoxyoctyl, ethoxynonyl, ethoxydecyl, propoxymethyl , Propoxyethyl, propoxypropyl, propoxybutyl, propoxypentyl, propoxyhexyl, propoxyheptyl, propoxyoctyl, propoxynonyl, propoxydecyl, butoxymethyl, butoxyethyl, butoxypropyl, butoxybutyl, butoxypentyl, butoxyhexyl, butoxyheptyl Octyl, butoxynonyl, butoxydecyl, pentyloxymethyl, pentyl Shiechiru, pentyloxy propyl, pentyl oxy butyl, pentyl oxy pentyl,
Pentyloxyhexyl, pentyloxyheptyl, pentyloxyoctyl, pentyloxynonyl, pentyloxydecyl, pentyloxymethyl, pentyloxyethyl, pentyloxypropyl, pentyloxybutyl, pentyloxypentyl, pentyloxyhexyl, pentyloxyheptyl, pentyloxy Octyl, pentyloxynonyl, pentyloxydecyl, hexyloxymethyl, hexyloxyethyl, hexyloxypropyl, hexyloxybutyl, hexyloxypentyl, hexyloxyhexyl, hexyloxyheptyl, hexyloxyoctyl, hexyloxynonyl, hexyloxydecyl, Heptyloxymethyl,
Heptyloxyethyl, heptyloxypropyl, heptyloxybutyl, heptyloxypentyl, octyloxymethyl, octyloxyethyl, octyloxypropyl, octyloxybutyl, octyloxypentyl, nonyloxymethyl, nonyloxyethyl, nonyloxypropyl, nonyloxy Butyl, nonyloxypentyl, decyloxymethyl, decyloxyethyl,
Decyloxypropyl, decyloxybutyl, decyloxypentyl, 1-methylethyl, 1-methylpropyl, 1-methylbutyl, 1-methylpentyl, 1-methylhexyl, 1-methylheptyl, 1-methyloctyl, 2-methylpropyl, 2-methylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 2,2,3- Trimethylbutyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, 2,3-dimethylpentyl, 2,4-dimethylpentyl, 2,3,3,
4-tetramethylpentyl, 2-methylhexyl, 3-methylhexyl, 4-methylhexyl, 2,5-dimethylhexyl, 2-methylheptyl, 2-methyloctyl, 2-trihalomethylpentyl, 2-trihalomethylhexyl, 2-trihalomethylheptyl, 2-haloethyl, -Halopropyl, 3-halopropyl, 3-halo-2-methylpropyl, 2,3 dihalopropyl, 2-halobutyl, 3-halobutyl, 4-halobutyl, 2,3 dihalobutyl, 2,4 dihalobutyl, 3,4 dihalobutyl, 2-halo-3-methylbutyl, 2-halo3,
3-dihalobutyl, 2-halopentyl, 3-halopentyl, 4-halopentyl, 2,4-dihalopentyl, 2,4-dihalopentyl, 2,5-dihalopentyl, 2-halo3
2-methylpentyl, 2-halo 4-methylpentyl, 2
-Halo-3-monomethylpentyl-4-methylpentyl, 2-halohexyl, 3-halohexyl, 4-halohexyl, 5-halohexyl, 6-halohexyl, 2-haloheptyl, 2-halooctyl (however, halo in the above alkyl group means fluorine, chlorine, bromine or iodine) .
【0007】上記光学活性なフェノール類(化3)とカ
ルボン酸誘導体(化2)との反応は、通常のエステル化
法を適用することができ、溶媒の存在下あるいは非存在
下に触媒もしくは縮合剤を用いて反応させることにより
行うことができる。この反応において溶媒を使用する場
合、その溶媒としては例えば、テトラヒドロフラン、エ
チルエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、トルエ
ン、ベンゼン、クロルベンゼン、ジクロルメタン、ジク
ロルエタン、クロロホルム、四塩化炭素、ジメチルホル
アミド、ヘキサンまたはピリジン等の脂肪族もしくは芳
香族炭化水素、エーテル、ハロゲン化炭化水素、有機ア
ミン等の反応に不活性な溶媒の単独または混合物があげ
られる。このような溶媒の使用量については、特に制限
なく使用することができる。For the reaction between the optically active phenols (Chemical Formula 3) and the carboxylic acid derivative (Chemical Formula 2), a usual esterification method can be applied, and a catalyst or condensation is carried out in the presence or absence of a solvent. The reaction can be carried out by using an agent. When a solvent is used in this reaction, examples of the solvent include tetrahydrofuran, ethyl ether, acetone, methyl ethyl ketone, toluene, benzene, chlorobenzene, dichloromethane, dichloroethane, chloroform, carbon tetrachloride, dimethylformamide, hexane and pyridine. Solvents which are inert to the reaction, such as aliphatic or aromatic hydrocarbons, ethers, halogenated hydrocarbons, and organic amines, alone or in a mixture. The amount of such a solvent can be used without any particular limitation.
【0008】この反応においては、光学活性なフェノー
ル類(化3)が比較的高価であるため、これを有効に使
用するためにもう一方の原料であるカルボン酸誘導体
(化2)を過剰量用いて反応を行うことが好ましく、通
常1〜4当量倍、好ましくは1〜2当量倍用いて反応を
行う。触媒を用いる場合、かかる触媒としては、例え
ば、ジメチルアミノピリジン、トリ−n−ブチルアミ
ン、ピリジン、リジン、イミダゾール、炭酸ナトリウ
ム、ナトリウムメチラート、炭酸水素カリウム等の有機
または無機塩基性物質があげられる。また、トルエンス
ルホン酸、メタンスルホン酸、硫酸等の有機酸あるいは
無機酸を触媒として用いることもできる。触媒の使用量
は、使用する各原料の種類と使用する触媒の組み合わせ
等によっても異なり、必ずしも特定できないが、例えば
酸ハライドを使用する場合には当該酸ハライドに対して
1当量倍以上の塩基性物質が使用される。In this reaction, the optically active phenol (Chemical Formula 3) is relatively expensive, so that the carboxylic acid derivative (Chemical Formula 2), which is the other raw material, is used in an excessive amount in order to use it effectively. The reaction is preferably carried out using 1 to 4 equivalents, preferably 1 to 2 equivalents. When a catalyst is used, examples of the catalyst include organic or inorganic basic substances such as dimethylaminopyridine, tri-n-butylamine, pyridine, lysine, imidazole, sodium carbonate, sodium methylate, and potassium hydrogen carbonate. Further, an organic or inorganic acid such as toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, and sulfuric acid can be used as a catalyst. The amount of the catalyst used depends on the type of each raw material to be used and the combination of the catalyst to be used, etc., and cannot always be specified. The substance is used.
【0009】さらには、カルボン酸誘導体(化2)がカ
ルボン酸である場合には、N,N'−ジシクロヘキシルカ
ルボジイミド、N−シクロヘキシル−N'−(4−ジエ
チルアミノ)シクロヘキシルカルボジイミド等のカルボ
ジイミド類が縮合剤として好ましく使用され、必要によ
り4−ピロリジノピリジン、ピリジン、トリエチルアミ
ン等の有機塩基を併用することもできる。この場合の縮
合剤の使用量はカルボン酸誘導体(化2)に対して通常
1〜1.2当量倍であり、有機塩基を併用する場合、有
機塩基の使用量は、縮合剤に対して0.01〜0.2当
量倍である。Further, when the carboxylic acid derivative (formula 2) is a carboxylic acid, carbodiimides such as N, N'-dicyclohexylcarbodiimide and N-cyclohexyl-N '-(4-diethylamino) cyclohexylcarbodiimide are condensed. It is preferably used as an agent, and if necessary, an organic base such as 4-pyrrolidinopyridine, pyridine or triethylamine can be used in combination. In this case, the amount of the condensing agent used is usually 1 to 1.2 equivalent times with respect to the carboxylic acid derivative (Chemical Formula 2). When an organic base is used in combination, the amount of the organic base used is 0 to the condensing agent. 0.01 to 0.2 equivalent times.
【0010】光学活性なフェノール類(化3)とカルボ
ン酸誘導体(化2)との反応における反応温度は通常−
30℃〜100℃であり、好ましくは−25℃〜80℃
である。 反応時間は特に制限されず、原料の光学活性
なフェノール類 化3の消失をもって反応終了とするこ
とができる。反応終了後、通常の分離手段、例えば抽
出、分液、濃縮等の操作により反応混合物から目的とす
る一般式 化1(X=−COO−)で示される光学活性
なニトリル誘導体を単離することができ、必要によりカ
ラムクロマトグラフィー、再結晶などで精製することが
できる。The reaction temperature in the reaction between an optically active phenol (Chemical Formula 3) and a carboxylic acid derivative (Chemical Formula 2) is usually-
30 ° C to 100 ° C, preferably -25 ° C to 80 ° C
It is. The reaction time is not particularly limited, and the reaction can be terminated by disappearance of the optically active phenol compound 3 as a raw material. After the completion of the reaction, the desired optically active nitrile derivative represented by the general formula 1 (X = -COO-) is isolated from the reaction mixture by a usual separation means such as extraction, liquid separation, concentration and the like. It can be purified by column chromatography, recrystallization, etc., if necessary.
【0011】次に、本発明の光学活性なニトリル誘導体
(化1)でXが−OCO−である化合物については、次
に示す方法によって製造することができる。すなわち、
一般式 化4 (式中、mは前記と同じ意味を表す。)で示されるフェ
ノール誘導体と一般式 化5 (式中、Y’はハロゲン原子または水酸基を示し、R、
Z、nおよびsは前記と同じ意味を表す。)で示される
光学活性なカルボン酸類を反応させることにより得るこ
とができる。Next, the compound of the optically active nitrile derivative (formula 1) of the present invention wherein X is -OCO- can be produced by the following method. That is,
General formula 4 (Wherein m represents the same meaning as described above) and a phenol derivative represented by the general formula (Wherein, Y ′ represents a halogen atom or a hydroxyl group;
Z, n and s have the same meaning as described above. )) Can be obtained by reacting an optically active carboxylic acid represented by the formula (1).
【0012】ここで一般式 化5で示される光学活性な
カルボン酸類および一般式 化1で示される光学活性な
ニトリル誘導体の置換基Rとして、具体的には前述の置
換基があげられる。The substituent R of the optically active carboxylic acid represented by the general formula (5) and the optically active nitrile derivative represented by the general formula (1) include the above-mentioned substituents.
【0013】光学活性なカルボン酸類(化5)とフェノ
ール誘導体(化4)との反応は、通常のエステル化法を
適用することができ、溶媒の存在下あるいは非存在下に
触媒もしくは縮合剤を用いて反応させることにより行う
ことができる。反応は、前述のカルボン酸誘導体(化
2)と光学活性なフェノ─ル類(化3)との反応に準じ
て行なうことができる。For the reaction between the optically active carboxylic acid (Chemical Formula 5) and the phenol derivative (Chemical Formula 4), a usual esterification method can be applied, and a catalyst or a condensing agent is used in the presence or absence of a solvent. The reaction can be performed by using The reaction can be carried out according to the reaction between the carboxylic acid derivative (Chemical Formula 2) and the optically active phenols (Chemical Formula 3).
【0014】以上説明した製造法により、光学活性なニ
トリル誘導体(化1)が得られるが、該誘導体を液晶の
構成成分、特に強誘電性液晶の構成成分として利用する
場合には、一般式 化1における置換基Rがハロゲン原
子を含まないアルキル基またはアルコキシアルキル基で
あるものが好ましい。本発明化合物を液晶組成物として
用いる場合には、前記一般式 化1で示される光学活性
なニトリル誘導体を少なくとも1種類配合成分として含
有し、該液晶組成物は光学活性なニトリル誘導体(化
1)を得られる液晶組成物の0.1〜99.9重量%、
好ましくは1〜99重量%含有する。また、かかる液晶
組成物を用いることにより液晶素子、例えば、光スイッ
チング素子として有効に利用することができるが、この
場合の液晶組成物の使用方法は、公知の方法がそのまま
適用でき、特に制限されない。By the above-described production method, an optically active nitrile derivative (formula 1) can be obtained. When this derivative is used as a component of a liquid crystal, particularly, a component of a ferroelectric liquid crystal, a general formula is used. It is preferred that the substituent R in 1 is an alkyl group or an alkoxyalkyl group containing no halogen atom. When the compound of the present invention is used as a liquid crystal composition, it contains at least one optically active nitrile derivative represented by the above general formula 1 as a compounding component, and the liquid crystal composition is an optically active nitrile derivative (chemical formula 1) 0.1 to 99.9% by weight of the obtained liquid crystal composition,
Preferably, it is contained in an amount of 1 to 99% by weight. In addition, by using such a liquid crystal composition, a liquid crystal element, for example, can be effectively used as an optical switching element. In this case, a method of using the liquid crystal composition can be a known method, and is not particularly limited. .
【0015】[0015]
【発明の効果】本発明の光学活性なニトリル誘導体(化
1)は、液晶化合物として非常に優れた特性を有してお
り、液晶組成物の配向性を改善し、コントラストを向上
させる成分として有効に使用することができる。 以上
の優れた特性により、本発明の光学活性なニトリル誘導
体(化1)は、液晶組成物として、さらには、それを用
いた液晶素子として有効に利用することができる。さら
に、本発明の方法によれば、光学活性なニトリル誘導体
(化1)が好収率かつ容易に得られ、工業的に有利であ
る。The optically active nitrile derivative (formula 1) of the present invention has very excellent properties as a liquid crystal compound, and is effective as a component for improving the alignment of a liquid crystal composition and improving contrast. Can be used for Due to the above excellent properties, the optically active nitrile derivative (formula 1) of the present invention can be effectively used as a liquid crystal composition and further as a liquid crystal element using the same. Furthermore, according to the method of the present invention, an optically active nitrile derivative (formula 1) can be easily obtained at a high yield, which is industrially advantageous.
【0016】[0016]
【実施例】以下に、実施例により、本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。 実施例1 (No.8の化合物) 光学活性な(+)−4−(1−ヘキシルオキシエチル)
安息香酸2.5 g(0.01モル)、p−シアノフェノール1.
19g(0.01モル)、4−ピロリジノピリジン0.1 gを乾
燥したジクロロメタン20mlに溶かし、ジシクロヘキ
シルカルボジイミド2.5 g(0.012 モル)を加えて室温
で6時間撹拌した。反応終了後、5%酢酸水を加え、ジ
クロロメタンで抽出した後、有機層を水および7%炭酸
水素ナトリウム水溶液で順次洗浄し、無水硫酸マグネシ
ウムで乾燥した後、溶媒を留去し、シリカゲルカラムク
ロマトグラフィーで精製して光学活性な(+)−4−
(1−ヘキシルオキシエチル)安息香酸 p−シアノフ
ェニル3.1 g(収率88%)を得た。 融点: −50℃以下(室温では無色透明の液体) 〔α〕D 25:+20.5°(C=1.1;クロロホル
ム)EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the invention is limited thereto. Example 1 (Compound of No. 8) Optically active (+)-4- (1-hexyloxyethyl)
2.5 g (0.01 mol) of benzoic acid, p-cyanophenol 1.
19 g (0.01 mol) and 0.1 g of 4-pyrrolidinopyridine were dissolved in 20 ml of dry dichloromethane, and 2.5 g (0.012 mol) of dicyclohexylcarbodiimide was added, followed by stirring at room temperature for 6 hours. After completion of the reaction, 5% aqueous acetic acid was added, and the mixture was extracted with dichloromethane. The organic layer was washed with water and a 7% aqueous sodium hydrogen carbonate solution successively, dried over anhydrous magnesium sulfate, and the solvent was distilled off. Purified by chromatography and optically active (+)-4-
3.1 g (88% yield) of p-cyanophenyl (1-hexyloxyethyl) benzoate was obtained. Melting point: -50 ° C or less (colorless and transparent liquid at room temperature) [α] D 25 : + 20.5 ° (C = 1.1; chloroform)
【0017】実施例2 (No.1の化合物) 光学活性な(+)−4−(1−ヘキシルオキシエチル)
フェノール2.2 g(0.01モル)、p−シアノ安息香酸ク
ロリド1.6 g(0.01モル)を乾燥したピリジン20ml
に溶かし、室温で6時間撹拌した。反応終了後、4N塩
酸を加え、ジクロロメタンで抽出した後、有機層を水お
よび7%炭酸水素ナトリウム水溶液で順次洗浄し、無水
硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を留去し、シリカ
ゲルカラムクロマトグラフィーで精製して光学活性なp
−シアノ安息香酸 (+)−4−(1−ヘキシルオキシ
エチル)フェニル3.2 g(収率89%)を得た。 融点: 60〜61℃ 〔α〕D 25:+15.8℃(C=1.2;クロロホル
ム)Example 2 (Compound of No. 1) Optically active (+)-4- (1-hexyloxyethyl)
2.2 g (0.01 mol) of phenol and 1.6 g (0.01 mol) of p-cyanobenzoic acid chloride in 20 ml of dried pyridine
And stirred at room temperature for 6 hours. After completion of the reaction, 4N hydrochloric acid was added, and the mixture was extracted with dichloromethane. The organic layer was washed successively with water and a 7% aqueous sodium hydrogen carbonate solution, dried over anhydrous magnesium sulfate, and the solvent was distilled off. Purified optically active p
3.2 g (yield 89%) of (+)-4- (1-hexyloxyethyl) phenyl cyanobenzoate was obtained. Melting point: 60-61 ° C [α] D 25 : + 15.8 ° C (C = 1.2; chloroform)
【0018】実施例3 (No.40の化合物) 光学活性な(+)−4−(1−ヘキシルオキシエチル)
−4’−ビフェニルカルボン酸3.0 g(0.01モル)、p
−シアノフェノール1.2 g(0.01モル)、4−ピロリジ
ノピリジン0.1 gを乾燥したジクロロメタン20mlに
溶かし、ジシクロヘキシルカルボジイミド2.5 g(0.01
2 モル)を加えて室温で6時間撹拌した。反応終了後、
5%酢酸水を加え、ジクロロメタンで抽出した後、有機
層を水および7%炭酸水素ナトリウム水溶液で順次洗浄
し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を留去
し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して光
学活性な(+)−4−(1−ヘキシルオキシエチル)−
4’−ビフェニルカルボン酸p−シアノフェニル3.6 g
(収率91%)を得た。 〔α〕D 25:+12.8°(C=1.0;クロロホル
ム)Example 3 (Compound No. 40) Optically active (+)-4- (1-hexyloxyethyl)
-4'-biphenylcarboxylic acid 3.0 g (0.01 mol), p
-1.2 g (0.01 mol) of cyanophenol and 0.1 g of 4-pyrrolidinopyridine are dissolved in 20 ml of dry dichloromethane, and 2.5 g of dicyclohexylcarbodiimide (0.01 g) is dissolved.
2 mol) and stirred at room temperature for 6 hours. After the reaction,
After adding 5% acetic acid aqueous solution and extracting with dichloromethane, the organic layer is sequentially washed with water and a 7% aqueous sodium hydrogen carbonate solution, dried over anhydrous magnesium sulfate, the solvent is distilled off, and the residue is purified by silica gel column chromatography. (+)-4- (1-hexyloxyethyl)-
3.6 g of p'-cyanophenyl 4'-biphenylcarboxylate
(91% yield). [Α] D 25 : + 12.8 ° (C = 1.0; chloroform)
【0019】実施例4 (No.29の化合物) 光学活性な(+)−4−(1−ヘキシルオキシエチル)
安息香酸2.5 g(0.01モル)、4−シアノ−4’−ヒド
ロキシビフェニル2.0 g(0.01モル)、4−ピロリジノ
ピリジン0.1 gを乾燥したジクロロメタン20mlに溶
かし、ジシクロヘキシルカルボジイミド2.5 g(0.012
モル)を加えて室温で6時間撹拌した。反応終了後、5
%酢酸水を加え、ジクロロメタンで抽出した後、有機層
を水および7%炭酸水素ナトリウム水溶液で順次洗浄
し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を留去
し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して光
学活性な(+)−4−(1−ヘキシルオキシエチル)安
息香酸 4−シアノ−ビフェニリル3.6g(収率91%)を
得た。 〔α〕D 25:+11.8°(C=1.5;クロロホル
ム)Example 4 (Compound of No. 29) Optically active (+)-4- (1-hexyloxyethyl)
2.5 g (0.01 mol) of benzoic acid, 2.0 g (0.01 mol) of 4-cyano-4'-hydroxybiphenyl, and 0.1 g of 4-pyrrolidinopyridine were dissolved in 20 ml of dry dichloromethane, and 2.5 g (0.012 mol) of dicyclohexylcarbodiimide was dissolved.
Mol) and stirred at room temperature for 6 hours. After the reaction is completed, 5
% Aqueous acetic acid and extracted with dichloromethane. The organic layer was washed successively with water and a 7% aqueous sodium hydrogen carbonate solution, dried over anhydrous magnesium sulfate, evaporated, and purified by silica gel column chromatography. 3.6 g (91% yield) of 4-cyano-biphenylyl optically active (+)-4- (1-hexyloxyethyl) benzoate was obtained. [Α] D 25 : + 11.8 ° (C = 1.5; chloroform)
【0020】実施例5 上記と同様に反応させることにより、下記の一般式 化
1で示される光学活性なニトリル誘導体を得ることがで
きる。Example 5 By reacting in the same manner as described above, an optically active nitrile derivative represented by the following general formula 1 can be obtained.
【0021】[0021]
【表1】 [Table 1]
【0022】[0022]
【表2】 [Table 2]
【0023】参考例1 本発明化合物No. 8を5モル%と、式 化6 で示される化合物95モル%とよりなる組成物を調製し
た。この組成物は室温域でカイラルスメクチィックC相
を示す液晶組成物であった。この組成物を、ガラス基板
上に透明電極とポリイミド配向膜を塗布した二枚のガラ
ス基板間にスペーサーを用いてギャップが2μmになる
ように挟持し、この二枚のガラス基板のそれぞれ外側に
偏光面が90°回転した状態で2枚の偏光板を設置し液
晶素子を作成した。この際光の入射側の偏光軸はポリイ
ミド配向膜のラビング方向に一致するように設置した。
この液晶素子を用いてコントラスト比を測定した。コン
トラスト比はこの液晶素子に光を入射し、±20Vの矩
形波を印加した場合の出射光の強度をフォトマルで計測
し、暗状態と明状態との光の強度比より求めた。この組
成物のコントラスト比は26であった。また各化合物の
単独でのコントラスト比は3以下であった。REFERENCE EXAMPLE 1 The compound of the present invention No. 8 was added with 5 mol%, A composition consisting of 95 mol% of the compound represented by the formula was prepared. This composition was a liquid crystal composition showing a chiral smectic C phase at room temperature. This composition is sandwiched between two glass substrates, each having a transparent electrode and a polyimide alignment film coated on a glass substrate, with a gap of 2 μm using a spacer, and polarized light is applied to the outside of each of the two glass substrates. Two polarizing plates were placed in a state where the plane was rotated by 90 °, and a liquid crystal element was prepared. At this time, the polarization axis on the light incident side was set so as to coincide with the rubbing direction of the polyimide alignment film.
The contrast ratio was measured using this liquid crystal element. The contrast ratio was obtained by measuring the intensity of the emitted light when a light was incident on the liquid crystal element and applying a rectangular wave of ± 20 V with a photomultiplier, and determining the intensity ratio between the light in the dark state and the light in the bright state. The contrast ratio of this composition was 26. The contrast ratio of each compound alone was 3 or less.
【0024】参考例2 本発明化合物No. 8を10モル%と、式 化6で示され
る化合物90モル%とよりなる組成物を調製した。この
組成物は室温域でカイラルスメクチィックC相を示す液
晶組成物であった。この組成物を、参考例1と同様にし
てコントラスト比を測定した。コントラスト比は52で
あった。Reference Example 2 A composition comprising 10 mol% of the compound No. 8 of the present invention and 90 mol% of the compound represented by the formula 6 was prepared. This composition was a liquid crystal composition showing a chiral smectic C phase at room temperature. The contrast ratio of this composition was measured in the same manner as in Reference Example 1. The contrast ratio was 52.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) CA(STN) CAOLD(STN) REGISTRY(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) CA (STN) CAOLD (STN) REGISTRY (STN)
Claims (3)
ていてもよいアルキル基または炭素数2〜15のアルコ
キシアルキル基を、Xは−COO−,または−OCO−
をZは式 を示す。ここでmおよびnはそれぞれ1または2を、s
は0または1を、pは0〜6の整数を、qは1〜6の整
数を、*印は不斉炭素原子を示す。)で示される光学活
性なニトリル誘導体。1. The general formula 1 (Wherein, R represents an alkyl group which may be substituted with a halogen atom having 1 to 15 carbon atoms or an alkoxyalkyl group having 2 to 15 carbon atoms, and X represents -COO- or -OCO-
Is the formula Is shown. Here, m and n represent 1 or 2, respectively, and s
Represents 0 or 1, p represents an integer of 0 to 6, q represents an integer of 1 to 6, and * represents an asymmetric carbon atom. ) An optically active nitrile derivative represented by the formula:
または水酸基を示す。)で示されるカルボン酸誘導体と
一般式 化3 (式中、R、Z、nおよびsは、前記と同じ意味を表
す。)で示される光学活性なフェノール類とを反応させ
ることを特徴とする、請求項1記載の一般式 化1でX
が−COO−である光学活性なニトリル誘導体の製造
法。2. The general formula 2 (Wherein, m represents the same meaning as described above, and Y represents a halogen atom or a hydroxyl group) and a carboxylic acid derivative represented by the following general formula: (Wherein R, Z, n and s have the same meanings as described above), and are reacted with an optically active phenol represented by the general formula (1).
A method for producing an optically active nitrile derivative wherein is -COO-.
ノール誘導体と一般式 化5 (式中、Y’はハロゲン原子または水酸基を示し、R、
Z、nおよびsは前記と同じ意味を表す。)で示される
光学活性なカルボン酸類を反応させることを特徴とする
請求項1記載の一般式 化1でXが−OCO−である光
学活性なニトリル誘導体の製造法。3. The general formula (Wherein m represents the same meaning as described above) and a phenol derivative represented by the general formula (Wherein, Y ′ represents a halogen atom or a hydroxyl group;
Z, n and s have the same meaning as described above. The method for producing an optically active nitrile derivative of the general formula (1), wherein X is -OCO-, characterized by reacting an optically active carboxylic acid represented by the formula (1).
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|---|---|---|---|
| JP3328759A JP2946891B2 (en) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | Optically active nitrile derivative and method for producing the same |
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|---|---|
| JPH05208945A JPH05208945A (en) | 1993-08-20 |
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