JP3194399B2 - Phenylpyrimidine derivative having optically active lactone ring and liquid crystal composition - Google Patents
Phenylpyrimidine derivative having optically active lactone ring and liquid crystal compositionInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、新規な光学活性ラクト
ン環を有するフェニルピリミジン誘導体とそれを用いた
液晶材料、その製造方法及びその合成中間体に関し、特
に応答性、メモリー性に優れた強誘電性液晶表示用材料
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel phenylpyrimidine derivative having an optically active lactone ring, a liquid crystal material using the same, a process for producing the same, and a synthetic intermediate thereof. The present invention relates to a dielectric liquid crystal display material.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶表示素子は、その優れた特徴(低電
圧駆動、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、且つ印加電場を切っ
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。2. Description of the Related Art Liquid crystal display devices are widely used at present because of their excellent features (low-voltage driving, low power consumption, thin display, use in bright places, and no eyestrain). However, the TN type, which is the most common display method, has a very slow response as compared with other light-emitting display methods such as a CRT, and obtains display memory (memory effect) when the applied electric field is cut off. Therefore, there are many restrictions on application to moving images such as an optical shutter and a printer head that require a high-speed response, and a television that requires a time-division drive, and the display method is not always suitable.
【0003】最近になって、強誘電性液晶を用いる表示
方式が報告され、これによるとTN型液晶の100〜1
000倍という高速応答とメモリー効果とが得られるた
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。Recently, a display method using a ferroelectric liquid crystal has been reported.
Since a high-speed response of 000 times and a memory effect can be obtained, it is expected as a next-generation liquid crystal display device, and research and development are being actively conducted at present.
【0004】強誘電性液晶の液晶相は、チルト系のキラ
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。The liquid crystal phase of the ferroelectric liquid crystal belongs to a tilt type chiral smectic phase. Among them, a chiral smectic C (hereinafter abbreviated as SC * ) phase has the lowest viscosity and is most desirable.
【0005】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、強誘電性液晶表示素子として
用いるための以下の条件、即ち、(イ)室温を含む広い
温度範囲でSC*相を示すこと、(ロ)良好な配向性を
得るためにSC*相の高温側に適当な相系列を有し、且
つその螺旋ピッチが大きいこと、(ハ)適当なチルト角
を有すること、(ニ)粘性が小さいこと、(ホ)自発分
極がある程度大きいこと、(ヘ)高速応答を示すこと等
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。Although a large number of liquid crystal compounds exhibiting the SC * phase have already been synthesized and studied, the following conditions for use as a ferroelectric liquid crystal display element, ie, (a) the SC * phase can be used over a wide temperature range including room temperature. (B) to have an appropriate phase series on the high temperature side of the SC * phase and to have a large helical pitch to obtain good orientation, (c) to have an appropriate tilt angle, D) There is no known compound that satisfies the following requirements: (e) low viscosity, (e) spontaneous polarization is large to some extent, and (f) high-speed response. Therefore, a mixture of several or more compounds and SC *
It must be used as a liquid crystal composition showing a phase (hereinafter, abbreviated as SC * liquid crystal composition).
【0006】SC*液晶組成物の調製方法としては、ア
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)相を示す母体液晶(以下、SC母体液晶と
省略する)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。[0006] As a method for preparing a SC * liquid crystal composition, a smectic C (hereinafter, referred to as SC) comprises an achiral compound.
The method of adding a dopant composed of an optically active compound as a so-called chiral dopant to a base liquid crystal (hereinafter abbreviated as SC base liquid crystal) exhibiting a phase can provide a composition having a lower viscosity and a higher speed. Most common because it allows a response.
【0007】キラルドーパントとして用いる化合物は単
独では必ずしもSC*相を示す必要はなく、また液晶相
すら示す必要もないが、少量の添加で液晶組成物に充分
な自発分極を誘起することや、キラルドーパントとして
誘起する螺旋のピッチが充分大きいことなどの性質を示
すことが必要である。The compound used as a chiral dopant alone does not necessarily need to show an SC * phase, and does not need to show even a liquid crystal phase, but it can induce sufficient spontaneous polarization in a liquid crystal composition with a small amount of addition, It is necessary to exhibit properties such as a sufficiently large spiral pitch induced as a dopant.
【0008】キラルドーパントとして大きな自発分極を
誘起するためには、強い双極子モーメントを有する基が
化合物分子の中心骨格(コア)及び不斉炭素になるべく
近接し、固定されていることが必要であることは既に知
られている。このような考えに基づき本発明者らは一般
式(IV)In order to induce a large spontaneous polarization as a chiral dopant, a group having a strong dipole moment needs to be fixed as close to the central skeleton (core) and asymmetric carbon of the compound molecule as possible. That is already known. Based on such an idea, the present inventors have made general formula (IV)
【0009】[0009]
【化4】 Embedded image
【0010】(式中、R3はアルキル基又はアルコキシ
ル基を表わし、環Bはフッ素原子により置換されていて
もよい1,4−フェニレン基又はトランス−1,4−シ
クロヘキシレン基を表わし、R4はアルキル基を表わ
す。)で表わされる光学活性ラクトン誘導体を合成し、
この化合物をSC母体液晶に少量添加することにより、
充分大きな自発分極を誘起し、高速応答性を有するSC
*液晶組成物の調製が可能となることを見いだした。
(第16回液晶討論会予稿集44ページ、及び特開平2
−286673号公報)Wherein R 3 represents an alkyl group or an alkoxyl group; ring B represents a 1,4-phenylene group or a trans-1,4-cyclohexylene group which may be substituted by a fluorine atom; 4 represents an alkyl group.) To synthesize an optically active lactone derivative represented by the formula:
By adding a small amount of this compound to SC matrix liquid crystal,
SC that induces sufficiently large spontaneous polarization and has high-speed response
* It has been found that a liquid crystal composition can be prepared.
(16 pages of liquid crystal discussion proceedings, 44 pages,
-286673)
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】このように、光学活性
ラクトン誘導体はキラルドーパントとして優れた性質を
有することが既に知られていたが、その特性、特に組成
物の粘性低下、あるいは応答性については改善の余地が
ないわけではなかった。As described above, it has been known that an optically active lactone derivative has an excellent property as a chiral dopant. There was no room for improvement.
【0012】ところで、SC(又はSC*)相を示しや
すい傾向を有する液晶化合物の骨格は数多く知られてい
るが、その代表的なものとして、安息香酸フェニル等の
エステル型と、フェニルピリミジン型をあげることがで
きる。この両者を比較するとフェニルピリミジン型の方
がより低粘性であるので、SC母体液晶の構成材料とし
てもよく用いられている。There are many known skeletons of liquid crystal compounds having a tendency to exhibit an SC (or SC * ) phase. Typical examples thereof include an ester type such as phenyl benzoate and a phenylpyrimidine type. I can give it. When the two are compared, the phenylpyrimidine type is lower in viscosity, so that it is often used as a constituent material of SC parent liquid crystals.
【0013】従って、キラルドーパント用光学活性化合
物も、組成物の粘性を低下させるために、その骨格はエ
ステル型よりもフェニルピリミジン型が望ましいことが
考えられる。Therefore, it is considered that the optically active compound for a chiral dopant is preferably a phenylpyrimidine type skeleton rather than an ester type in order to reduce the viscosity of the composition.
【0014】本発明が解決しようとする課題は、光学活
性なラクトン環を有するフェニルピリミジン誘導体を提
供し、また、それを含有し、従来の光学活性ラクトン誘
導体を含有する組成物よりも高速応答の可能な強誘電性
液晶表示用材料を提供することにある。An object of the present invention is to provide a phenylpyrimidine derivative having an optically active lactone ring, and to provide a phenylpyrimidine derivative containing the same and having a higher response speed than a conventional composition containing an optically active lactone derivative. It is an object of the present invention to provide a possible ferroelectric liquid crystal display material.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、一般式(I)According to the present invention, there is provided a compound represented by the general formula (I):
【0016】[0016]
【化5】 Embedded image
【0017】(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すが、好ましく
は炭素原子数4〜12の直鎖状アルキル基を表わす。X
は単結合又は−O−を表わし、mは0又は1を表わす。
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−フェニレン基又はトランス−1,4−シ
クロヘキシレン基を表わすが、好ましくは1,4−フェ
ニレン基を表わす。R2は炭素原子数1〜10のアルキ
ル基を表わすが、好ましくは炭素原子数1〜10の直鎖
状アルキル基を表わし、ラクトン環の2位及び4位の不
斉炭素原子は各々独立的に、(R)又は(S)配置であ
るが、好ましくは2位及び4位共に(R)、又は共に
(S)配置である。)で表わされる光学活性ラクトン環
を有するフェニルピリミジン誘導体を提供する。(Wherein R 1 represents a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms which may be substituted by an alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 4 to 12 carbon atoms) X represents a linear alkyl group.
Represents a single bond or -O-, and m represents 0 or 1.
Ring A represents a 1,4-phenylene group or a trans-1,4-cyclohexylene group which may be substituted by one or two fluorine atoms, preferably a 1,4-phenylene group. R 2 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and the asymmetric carbon atoms at the 2- and 4-positions of the lactone ring are each independently In addition, the (R) or (S) configuration is preferred, and the (R) or both (S) configuration is preferred at both the 2- and 4-positions. The present invention provides a phenylpyrimidine derivative having an optically active lactone ring represented by the formula:
【0018】本発明はまた、この一般式(I)で表わさ
れる光学活性化合物を含有する液晶組成物を提供する。
本発明の液晶組成物は、上記一般式(I)の化合物の少
なくとも1種を構成成分として含有するものであり、特
に、強誘電性液晶表示用として、主成分であるSC母体
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含有するS
C*液晶組成物が最も望ましい。The present invention also provides a liquid crystal composition containing the optically active compound represented by the general formula (I).
The liquid crystal composition of the present invention contains at least one of the compounds of the above general formula (I) as a constituent component. In particular, for a ferroelectric liquid crystal display, an SC matrix liquid crystal as a main component contains: S containing at least one compound of the above general formula (I) as part or all of a chiral dopant
C * liquid crystal compositions are most desirable.
【0019】また、本発明の一般式(I)の化合物は、
ネマチック液晶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S
TN型液晶としての用途などに利用することもできる。The compound of the general formula (I) of the present invention is
By adding a small amount to a nematic liquid crystal, a so-called reverse domain as a TN type liquid crystal can be prevented, or
It can also be used for applications such as TN type liquid crystal.
【0020】更に、本発明はこの一般式(I)の化合物
の製造方法をも提供するものであり、以下に、その製造
方法を示す。まず、一般式(II)Further, the present invention also provides a method for producing the compound of the formula (I), and the method for producing the compound will be described below. First, the general formula (II)
【0021】[0021]
【化6】 Embedded image
【0022】(式中、Yはハロゲン原子を表わすが、好
ましくは臭素原子を表わし、R2及びラクトン環の2位
及び4位の不斉炭素原子の絶対配置は、一般式(I)に
おけると同じ意味を表わす。)で表わされる光学活性ラ
クトン誘導体と、一般式(III)(Wherein Y represents a halogen atom, preferably a bromine atom, and the absolute configuration of R 2 and the asymmetric carbon atom at the 2- and 4-positions of the lactone ring is represented by the general formula (I) An optically active lactone derivative represented by the following general formula (III):
【0023】[0023]
【化7】 Embedded image
【0024】(式中、R1、X、m及び環Aは一般式
(I)におけると同じ意味を表わし、Zはハロゲン原子
を表わすが、好ましくは塩素原子を表わす。)で表わさ
れるフェニルピリミジン誘導体とを、亜鉛及びニッケル
錯体等の存在下に反応させることにより、一般式(I)
の化合物を得ることができる。(Wherein R 1 , X, m and ring A have the same meanings as in formula (I), and Z represents a halogen atom, but preferably represents a chlorine atom). By reacting with a derivative in the presence of zinc and a nickel complex, the compound represented by the general formula (I)
Can be obtained.
【0025】ここで、ニッケル錯体としては、例えば、
ジブロモビス(トリフェニルホスフィン)ニッケル(I
I)等が好ましい。ここで、原料として用いられる一般
式(II)の光学活性ラクトン誘導体も新規な化合物で
あって、一般式(I)の化合物に限定されることなく、
他の光学活性ラクトン誘導体の製造中間体としても有用
であり、本発明はこの化合物をも提供する。Here, as the nickel complex, for example,
Dibromobis (triphenylphosphine) nickel (I
I) and the like are preferred. Here, the optically active lactone derivative of the general formula (II) used as a raw material is also a novel compound, and is not limited to the compound of the general formula (I).
It is also useful as a production intermediate for other optically active lactone derivatives, and the present invention also provides this compound.
【0026】この一般式(II)の化合物は、例えば、
以下のようにして製造することができる。一般式(V)The compound of the general formula (II) is, for example,
It can be manufactured as follows. General formula (V)
【0027】[0027]
【化8】 Embedded image
【0028】(式中、Yは上記一般式(II)における
と同じ意味を表わす。)で表わされる化合物を強塩基で
ジアニオンとし、これを一般式(VI)(Wherein Y has the same meaning as in the above general formula (II)), a strong base is used as a dianion, and this is represented by the general formula (VI)
【0029】[0029]
【化9】 Embedded image
【0030】(式中、R2は一般式(I)におけると同
じ意味を表わし、*はその炭素が光学活性な不斉炭素で
あることを表わす。)で表わされる光学活性なオキシラ
ン誘導体と反応させ、得られた光学活性な4−ヒドロキ
シカルボン酸誘導体を、酸触媒存在下に環化させて、一
般式(II)の化合物を得ることができる。(Wherein R 2 has the same meaning as in formula (I), and * represents that the carbon is an optically active asymmetric carbon). Then, the obtained optically active 4-hydroxycarboxylic acid derivative is cyclized in the presence of an acid catalyst to give a compound of the general formula (II).
【0031】ここで、一般式(VI)の光学活性なオキ
シラン誘導体は一部市販されており、市販されていない
化合物も、市販の光学活性なエピクロロヒドリンから容
易に合成することができる。Here, some of the optically active oxirane derivatives of the general formula (VI) are commercially available, and compounds that are not commercially available can be easily synthesized from commercially available optically active epichlorohydrin.
【0032】上記のようにして本発明の一般式(I)の
化合物を得られるが、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。The compounds of the general formula (I) of the present invention can be obtained as described above. Specific compounds belonging to these compounds include phase transition temperature such as melting point, infrared absorption spectrum (IR), and nucleus. It can be confirmed by means such as a magnetic resonance spectrum (NMR) and a mass spectrum (MS).
【0033】斯くして得られた一般式(I)の化合物の
代表例を第1表に掲げる。Representative examples of the compound of the general formula (I) thus obtained are shown in Table 1.
【0034】[0034]
【表1】 [Table 1]
【0035】(表中、Crは結晶相を、N*はキラルネ
マチック相を、Iは等方性液体相をそれぞれ表わし、
( )はその相がモノトロピックな相であることを表わ
す。また、相転移温度は、数字の左側の相と右側の相と
の間の転移温度を表わし、例えば、Cr91 Iは、結
晶相と等方性液体相間の転移温度が91℃であることを
表わす。)(In the table, Cr represents a crystal phase, N * represents a chiral nematic phase, and I represents an isotropic liquid phase.
() Indicates that the phase is a monotropic phase. The phase transition temperature indicates a transition temperature between the phase on the left side and the phase on the right side of the figure. For example, Cr91I indicates that the transition temperature between the crystal phase and the isotropic liquid phase is 91 ° C. . )
【0036】本発明の一般式(I)の化合物は、SC母
体液晶に少量添加することにより、充分に大きい自発分
極を誘起することができ、高速応答を可能とさせるもの
である。The compound of the general formula (I) of the present invention can induce a sufficiently large spontaneous polarization by adding a small amount to the SC base liquid crystal, thereby enabling a high-speed response.
【0037】そのような例としては、例えば、As such an example, for example,
【0038】[0038]
【化10】 Embedded image
【0039】からなるフェニルピリミジン系の母体液晶
98重量%及び上記第1表中の(No.1)の化合物わ
ずか2重量%からなるSC*液晶組成物の25℃におけ
る自発分極は+5.5nC/cm2であり、それを用いて作
製した表示用セルでは、70μ秒の高速応答が確認され
た。The spontaneous polarization at 25 ° C. of the SC * liquid crystal composition comprising 98% by weight of a phenylpyrimidine-based parent liquid crystal and only 2% by weight of the compound (No. 1) in Table 1 was +5.5 nC / cm 2 , and a high-speed response of 70 μs was confirmed in a display cell manufactured using the same.
【0040】これに対し、前述の一般式(IV)のエス
テル型光学活性化合物のうち、代表的な化合物である式
(R)On the other hand, among the ester-type optically active compounds of the aforementioned general formula (IV), a representative compound of the formula (R)
【0041】[0041]
【化11】 Embedded image
【0042】の化合物2重量%及び上記と同じ母体液晶
98重量%からなるSC*液晶組成物の25℃における
自発分極は+4.5nC/cm2であり、同様にして測定し
た応答は97μ秒とかなり遅くなった。The spontaneous polarization at 25 ° C. of the SC * liquid crystal composition comprising 2% by weight of the compound and 98% by weight of the same parent liquid crystal was +4.5 nC / cm 2 , and the response measured in the same manner was 97 μsec. It has become quite late.
【0043】このように、本発明の一般式(I)の化合
物は、従来の一般式(IV)の化合物のエステル型の骨
格をフェニルピリミジン型の骨格に置き換えたものであ
るが、置き換えたことにより応答性がかなり改善されて
いることが明らかである。As described above, the compound of the general formula (I) of the present invention is obtained by replacing the ester type skeleton of the conventional compound of the general formula (IV) with a phenylpyrimidine type skeleton. It is clear that the responsiveness is considerably improved.
【0044】更に、本発明の(No.1)の化合物10
重量%及び上記と同じ母体液晶90重量%からなるSC
*液晶組成物を調製し、室温で長時間放置したところ、
析出、相分離は見られなかった。Further, the compound (No. 1) 10 of the present invention
SC consisting of 90% by weight of the same parent liquid crystal as above.
* After preparing the liquid crystal composition and leaving it at room temperature for a long time,
No precipitation or phase separation was observed.
【0045】これに対して、式(R)の化合物10重量
%及び上記と同じ母体液晶90重量%からなるSC*液
晶組成物を調製し、同様に室温で放置したところ、約1
週間後には析出が観察された。On the other hand, an SC * liquid crystal composition comprising 10% by weight of the compound of the formula (R) and 90% by weight of the same parent liquid crystal was prepared, and left at room temperature.
After a week, precipitation was observed.
【0046】従って、本発明の一般式(I)の化合物
は、従来公知の一般式(IV)の化合物に比べて、特に
フェニルピリミジン系の母体液晶に対する相溶性に優れ
ていることが明らかである。Accordingly, it is apparent that the compound of the general formula (I) of the present invention is superior to the conventionally known compound of the general formula (IV) particularly in the compatibility with phenylpyrimidine-based parent liquid crystals. .
【0047】前述のように、本発明の一般式(I)の化
合物は、少量の添加でも充分大きい自発分極を誘起する
ことができるので、SC母体液晶に対する添加量は1重
量%程度でもよく、他のキラルドーパントを併用する場
合には更に少量でも可能であるが、一般式(I)の化合
物の総量は1重量%以上であることが好ましい。As described above, since the compound of the general formula (I) of the present invention can induce a sufficiently large spontaneous polarization even with a small amount of addition, the addition amount to the SC parent liquid crystal may be about 1% by weight. When other chiral dopants are used in combination, a smaller amount is possible, but the total amount of the compound of the general formula (I) is preferably 1% by weight or more.
【0048】また、上記第1表から、本発明の一般式
(I)の化合物は、単独ではSC*相を示さないものも
あるが、前述のようにその添加量は少量で済むので、組
成物のSC*相の温度範囲を狭くすることはほとんどな
い。From the above Table 1, it can be seen that some of the compounds of the general formula (I) of the present invention do not show the SC * phase by themselves, but as described above, the addition amount is small, so It rarely narrows the temperature range of the SC * phase of the product.
【0049】また、一般的に、少量の添加でも大きい自
発分極を誘起する光学活性化合物は、組成物のキラルネ
マチック(N*)相の温度範囲を狭くするか、あるいは
消失させやすい傾向を有し、且つスメクチックA(S
A)相の温度範囲を拡大させる傾向の強いものが多い。
このような化合物をキラルドーパントとして添加した場
合には、得られたSC*液晶組成物の相系列は、高温域
からI(等方性液体相)−SA(スメクチックA相)−
SC*となることが多い。In general, an optically active compound which induces a large spontaneous polarization even when added in a small amount has a tendency that the temperature range of the chiral nematic (N * ) phase of the composition is narrowed or easily eliminated. And smectic A (S
A) Many of them have a strong tendency to expand the temperature range of the phase.
When such a compound is added as a chiral dopant, the obtained SC * liquid crystal composition has a phase sequence of I (isotropic liquid phase) -SA (smectic A phase)-
Often SC * .
【0050】ところが、現在の配向技術では、SC*液
晶組成物は高温域から、I−N*−SA−SC*の相系列
を示すことが最も望ましいとされている。本発明の一般
式(I)の化合物は、母体液晶に添加することにより、
組成物のN*相の温度範囲を狭くしたり、SA相の温度
範囲を拡大したりする傾向はほとんどないので、上記の
望ましい相系列を得ることは極めて容易である。However, according to the current alignment technology, it is most desirable that the SC * liquid crystal composition exhibits an IN * -SA-SC * phase sequence from a high temperature range. By adding the compound of the general formula (I) of the present invention to a base liquid crystal,
Obtaining the desired phase series described above is very easy, since there is little tendency to narrow the temperature range of the N * phase or widen the temperature range of the SA phase of the composition.
【0051】更に、優れた配向性を得るためには、上記
のI−N*−SA−SC*の相系列に加えて、N*及びS
C*相、特にN*相における螺旋ピッチが大きいことも重
要である。螺旋ピッチを大きくするためには、誘起する
螺旋の向きが逆の光学活性化合物を添加すればよいわけ
であるが、本発明の一般式(I)の化合物はその添加量
が少なくて済むので、その自発分極の割には螺旋ピッチ
は大きく、調整は比較的容易である。Further, in order to obtain excellent orientation, in addition to the above-described phase sequence of IN * -SA-SC * , N * and S
It is also important that the helical pitch in the C * phase, especially in the N * phase, is large. In order to increase the helical pitch, it is sufficient to add an optically active compound in which the direction of the induced helical is reversed. However, the compound of the general formula (I) of the present invention requires a small amount of addition. The helical pitch is large for its spontaneous polarization, and adjustment is relatively easy.
【0052】本発明の一般式(I)の化合物をドーパン
トとして添加する母体液晶に用いられるSC化合物とし
ては、例えば下記一般式(A)Examples of the SC compound used in the base liquid crystal to which the compound of the general formula (I) of the present invention is added as a dopant include, for example, the following general formula (A)
【0053】[0053]
【化12】 Embedded image
【0054】(式中、Ra及びRbは直鎖状又は分岐状の
アルキル基、アルコキシル基、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、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)(Wherein R a and R b represent a linear or branched alkyl group, alkoxyl group, alkoxycarbonyl group, alkanoyloxy group or alkoxycarbonyloxy group, and may be the same or different. A phenylbenzoate compound represented by the general formula (B):
【0055】[0055]
【化13】 Embedded image
【0056】(式中、Ra及びRbは一般式(A)におけ
ると同じ意味を表わす。)で表わされるピリミジン系化
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)(Wherein R a and R b have the same meanings as in formula (A)). In addition, general formulas (A) and (B)
General formula (C) including
【0057】[0057]
【化14】 Embedded image
【0058】(式中、Ra及びRbは一般式(A)におけ
ると同じ意味を表わし、環L及び環Mはそれぞれ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−、−O
CO−、−CH2O−、−OCH2−、−CH2CH2−、
−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。(Wherein R a and R b have the same meanings as in formula (A), and ring L and ring M are each 1,4
-Phenylene group, 1,4-cyclohexylene group, pyridine-2,5-diyl group, pyrimidine-2,5-diyl group, pyrazine-2,5-diyl group, pyridazine-3,6
- diyl group, 1,3-dioxane-2,5-diyl group, or represents these halogen substituents may be the being the same or different, Z a is -COO -, - O
CO -, - CH 2 O - , - OCH 2 -, - CH 2 CH 2 -,
—C≡C— or a single bond. The compound represented by the formula (1) can be used for the same purpose.
【0059】また、SC相の温度範囲を高温域に拡大す
る目的には一般式(D)In order to extend the temperature range of the SC phase to a high temperature range, the general formula (D)
【0060】[0060]
【化15】 Embedded image
【0061】(式中、Ra及びRbは一般式(A)におけ
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環の化合物を用いることができる。(Wherein, R a and R b have the same meanings as in formula (A), and ring L, ring M and ring N have the same meanings as ring L and ring M in formula (C). , represented by one another be the same or different, represent the same meaning as Z a, respectively Z a and Z b in the general formula (C), and may be the same or different from each other.) Tricyclic compounds can be used.
【0062】これらの化合物は混合してSC液晶組成物
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。It is effective to mix these compounds and use them as an SC liquid crystal composition. However, it is only necessary that the composition shows an SC phase, and it is not necessary for each compound to show the SC phase. .
【0063】こうして得られたSC液晶組成物に、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*相を示す液
晶組成物を得ることができる。By adding the compound of the formula (I) of the present invention and, if necessary, other optically active compounds as chiral dopants to the thus obtained SC liquid crystal composition, a wide temperature range including room temperature can be easily obtained. Thus, a liquid crystal composition exhibiting an SC * phase can be obtained.
【0064】本発明の一般式(I)の化合物を上記SC
母体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均一に配向したモノドメ
インとする必要があり、このため多くの方法が試みられ
ている。良好な配向性を示すためには、液晶材料として
は、高温側からI−N *−SA−SC*の相系列を示し、
N*相及びSC*相における螺旋ピッチを大きくすること
が必要であるが、前述のように、本発明の一般式(I)
の化合物を含有する組成物の場合、その調整は容易であ
る。The compound of the general formula (I) of the present invention is
SC obtained by adding to parent liquid crystal*Two liquid crystal compositions
Between 1 and 20 μm between transparent glass electrodes
By inserting, it can be used as a display cell. Good
In order to obtain a high contrast, a uniform
Must be implemented, and many methods have been
ing. In order to show good alignment,
From the high temperature side *-SA-SC*Indicates the phase series of
N*Phase and SC*Increasing the helical pitch in the phase
Is required, but as described above, the general formula (I) of the present invention
In the case of a composition containing the compound of formula (1), the adjustment is easy.
You.
【0065】[0065]
【実施例】以下に実施例をあげて、本発明を具体的に説
明するが、勿論本発明の主旨、及び適用範囲は、これら
の実施例により制限されるものではない。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the gist and scope of the present invention are, of course, not limited by these examples.
【0066】なお、化合物の構造はNMR、IR、MS
及び元素分析により確認した。相転移温度の測定は温度
調節ステー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。IRにおける(KBr)
は錠剤成形による、(neat)は液膜による測定を表
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、mは多重線を、ま
た、例えばdtは2重の3重線を表わす。MS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。尚、組成物中における「%」はす
べて「重量%」を表わす。The structure of the compound is represented by NMR, IR, MS
And elemental analysis. The phase transition temperature was measured using a polarizing microscope equipped with a temperature control stage and a differential scanning calorimeter (DSC). (KBr) in IR
Indicates measurement by tablet molding, and (neat) indicates measurement by liquid film. CDCl 3 in NMR represents a solvent, s represents a singlet, d represents a doublet, t represents a triplet, m represents a multiplet, and, for example, dt represents a double triplet. M + in MS represents the parent peak, and the number in parentheses represents the relative intensity of that peak. In addition, "%" in a composition all represents "weight%."
【0067】(実施例1) (2R,4R)−2−(4
−ブロモフェニル)−4−デカノリド(一般式(II)
の化合物)の合成 ジイソプロピルアミン1.7ml(12.0ミリモル)
のテトラヒドロフラン(THF)10ml溶液に、1.
6Mブチルリチウム−ヘキサン溶液7.3ml(12.
0ミリモル)を−78℃で加え、30分攪拌した。これ
にヘキサメチルリン酸トリアミド2ml、4−ブロモフ
ェニル酢酸1.1g(5.0ミリモル)のTHF10m
l溶液を加え、−78℃で30分攪拌した。更に(R)
−1,2−エポキシオクタン1.28g(10.0ミリ
モル)のTHF溶液15mlを加え、−30℃で一晩攪
拌した。反応終了後、反応液に3M塩酸を加えてpH1
とし、反応生成物をジクロロメタン50mlで3回抽出
した。有機層を濃縮した後、残渣にトルエン20ml、
p−トルエンスルホン酸10mgを加え、3時間加熱還
流した。反応液を濃縮した後、シリカゲルカラムクロマ
トグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル=20/1)を用
いて分離精製して、極性成分(2R,4R)−2−(4
−ブロモフェニル)−4−デカノリド455mg(収率
28%)と、非極性成分(2S,4R)−2−(4−ブ
ロモフェニル)−4−デカノリド306mg(収率19
%)を得た。(Example 1) (2R, 4R) -2- (4
-Bromophenyl) -4-decanolide (general formula (II)
1.7 ml (12.0 mmol) of diisopropylamine
In a solution of 10 ml of tetrahydrofuran (THF).
7.3 ml of 6M butyl lithium-hexane solution (12.
(0 mmol) at -78 ° C and stirred for 30 minutes. This was mixed with 2 ml of hexamethylphosphoric acid triamide and 1.1 g (5.0 mmol) of 4-bromophenylacetic acid in 10 m of THF.
Then, the mixture was stirred at -78 ° C for 30 minutes. Further (R)
15 ml of a THF solution containing 1.28 g (10.0 mmol) of -1,2-epoxyoctane was added, and the mixture was stirred at -30 ° C overnight. After completion of the reaction, 3M hydrochloric acid was added to the reaction solution to adjust the pH to 1
The reaction product was extracted three times with 50 ml of dichloromethane. After concentrating the organic layer, 20 ml of toluene was added to the residue,
10 mg of p-toluenesulfonic acid was added, and the mixture was heated under reflux for 3 hours. After concentrating the reaction solution, it was separated and purified using silica gel column chromatography (hexane / ethyl acetate = 20/1) to obtain polar components (2R, 4R) -2- (4
455 mg (28% yield) of -bromophenyl) -4-decanolide and 306 mg of non-polar component (2S, 4R) -2- (4-bromophenyl) -4-decanolide (19 yield)
%).
【0068】極性成分:(2R,4R)−2−(4−ブ
ロモフェニル)−4−デカノリド 無色板状晶 融点 88.7℃ [α]D +10.3°(c=1.30,CHCl3,2
0℃) IR(neat) 2950,2920,2850,1
760,1750,1490,1070,1010,9
30,825cm-1 1 H NMR(CDCl3) δ 0.90(t,J=
6.8Hz,3H),1.25−1.54(m,8
H),1.64−1.72(m,1H),1.79−
1.88(m,1H),1.99(td,J=,12.
7and10.5Hz,1H),2.74(ddd,J
=12.7,8.6,and5.3Hz,1H),3.
83(dd,J=12.7and8.6Hz,1H),
4.48(ddt,J=10.5,7.4,and5.
3Hz,1H),7.17(d,J=8.4Hz,2
H),7.49(d,J=8.4Hz,2H) MS m/z 326(M++2,3),324(M+,
3),282(12),280(12),197(1
7),195(12),185(12),184(9
8),183(14),182(100),129(1
3) 元素分析C16H21O2Brとして 計算値:C,59.09%;H,6.51%;Br,2
4.57% 実測値:C,58.82%;H,6.35%;Br,2
4.39%Polar component: (2R, 4R) -2- (4-bromophenyl) -4-decanolide Colorless plate crystal Melting point 88.7 ° C. [α] D + 10.3 ° (c = 1.30, CHCl 3 , 2
0 ° C) IR (neat) 2950,2920,2850,1
760, 1750, 1490, 1070, 1010, 9
30,825cm -1 1 H NMR (CDCl 3 ) δ 0.90 (t, J =
6.8 Hz, 3H), 1.25 to 1.54 (m, 8
H), 1.64-1.72 (m, 1H), 1.79-
1.88 (m, 1H), 1.99 (td, J =, 12.
7 and 10.5 Hz, 1 H), 2.74 (ddd, J
= 12.7, 8.6, and 5.3 Hz, 1H), 3.
83 (dd, J = 12.7 and 8.6 Hz, 1H),
4.48 (ddt, J = 10.5, 7.4, and 5.
3 Hz, 1 H), 7.17 (d, J = 8.4 Hz, 2
H), 7.49 (d, J = 8.4 Hz, 2H) MS m / z 326 (M ++ 2, 3), 324 (M + ,
3), 282 (12), 280 (12), 197 (1
7), 195 (12), 185 (12), 184 (9
8), 183 (14), 182 (100), 129 (1
3) Elemental analysis: C 16 H 21 O 2 Br Calculated: C, 59.09%; H, 6.51%; Br, 2
4.57% Found: C, 58.82%; H, 6.35%; Br, 2
4.39%
【0069】(実施例2) (2R,4R)−2−[4
−(5−オクチルピリミジン−2−イル)フェニル]−
4−デカノリド(No.1の化合物)の合成 ジブロモビス(トリフェニルホスフィン)ニッケル(I
I)174mg(0.23ミリモル)、亜鉛78mg
(1.2ミリモル)、臭化テトラメチルアンモニウム2
00mg(1.3ミリモル)に、上記(実施例1)で得
られた(2R,4R)−2−(4−ブロモフェニル)−
4−デカノリド127mg(0.4ミリモル)、2−ク
ロロ−5−オクチルピリミジン89mg(0.4ミリモ
ル)のTHF1ml溶液を加え、50℃2時間攪拌し
た。3M塩酸2mlを加え、更に飽和炭酸水素ナトリウ
ムで中和し、セライト濾過した後、反応生成物を酢酸エ
チル50mlで抽出した。有機層を濃縮した後、残渣を
シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸
エチル=20/1)を用いて分離精製して、(2R,4
R)−2−[4−(5−オクチルピリミジン−2−イ
ル)フェニル]−4−デカノリド31mg(収率18
%)を得た。Example 2 (2R, 4R) -2- [4
-(5-octylpyrimidin-2-yl) phenyl]-
Synthesis of 4-decanolide (Compound No. 1) Dibromobis (triphenylphosphine) nickel (I
I) 174 mg (0.23 mmol), zinc 78 mg
(1.2 mmol), tetramethylammonium bromide 2
(2R, 4R) -2- (4-bromophenyl)-obtained in the above (Example 1) to 00 mg (1.3 mmol).
A solution of 127 mg (0.4 mmol) of 4-decanolide and 89 mg (0.4 mmol) of 2-chloro-5-octylpyrimidine in 1 ml of THF was added, and the mixture was stirred at 50 ° C for 2 hours. After 2 ml of 3M hydrochloric acid was added, the mixture was further neutralized with saturated sodium bicarbonate, filtered through celite, and the reaction product was extracted with 50 ml of ethyl acetate. After concentrating the organic layer, the residue was separated and purified using silica gel column chromatography (hexane / ethyl acetate = 20/1) to give (2R, 4
31 mg of R) -2- [4- (5-octylpyrimidin-2-yl) phenyl] -4-decanolide (yield 18
%).
【0070】無色板状晶 融点 91℃ [α]D +5.6°(c=0.70,CHCl3,20
℃) IR(neat) 2930,2860,1755,1
540,1430,1185cm-1 1 H NMR(CDCl3) δ 0.88(t,J=
7.1Hz,3H),0.90(t,J=6.9Hz,
3H),1.24−1.55(m,18H),1.61
−1.75(m,3H),1.82−1.92(m,1
H),2.09(td,J=12.7and10.6H
z,1H),2.62(t,J=7.6Hz,2H),
2.79(ddd,J=12.7,8.7,and5.
4Hz,1H),3.95(dd,J=12.7and
8.7Hz,1H),4.52(ddt,J=10.
6,7.3,and5.4Hz,1H),7.41
(d,J=8.4Hz,2H),8.41(d,J=
8.4Hz,2H),8.62(s,2H) MS m/z 436(M+,28),393(2
0),392(65),321(15),307(10
0),296(14),295(46),294(2
9),282(19),281(11) 元素分析C28H40N2O2として 計算値:C,77.02%;H,9.23%;N,6.
42% 実測値:C,76.72%;H,9.19%;N,6.
38%Colorless plate crystal Melting point 91 ° C. [α] D + 5.6 ° (c = 0.70, CHCl 3 , 20
° C) IR (neat) 2930,2860,1755,1
540,1430,1185cm -1 1 H NMR (CDCl 3 ) δ 0.88 (t, J =
7.1 Hz, 3H), 0.90 (t, J = 6.9 Hz,
3H), 1.25-1.55 (m, 18H), 1.61.
-1.75 (m, 3H), 1.82-1.92 (m, 1
H), 2.09 (td, J = 12.7 and 10.6H)
z, 1H), 2.62 (t, J = 7.6 Hz, 2H),
2.79 (ddd, J = 12.7, 8.7, and5.
4 Hz, 1 H), 3.95 (dd, J = 12.7 and)
8.7 Hz, 1 H), 4.52 (ddt, J = 10.
6, 7.3, and 5.4 Hz, 1 H), 7.41
(D, J = 8.4 Hz, 2H), 8.41 (d, J =
8.4 Hz, 2H), 8.62 (s, 2H) MS m / z 436 (M + , 28), 393 (2
0), 392 (65), 321 (15), 307 (10
0), 296 (14), 295 (46), 294 (2
9), 282 (19), 281 (11) Elemental analysis C 28 H 40 N 2 O 2 Calculated: C, 77.02%; H, 9.23%; N, 6.
42% Found: C, 76.72%; H, 9.19%; N, 6.
38%
【0071】(実施例3) (2R,4R)−2−[4
−[5−(4−ヘプチルフェニル)ピリミジン−2−イ
ル]フェニル]−4−デカノリド(No.2の化合物)
の合成 実施例2と同様にして、2−クロロ−5−(4−ヘキシ
ルフェニル)ピリミジン110mg(0.4ミリモ
ル)、(2R,4R)−2−(4−ブロモフェニル)−
4−デカノリド127mg(0.4mmol)より、
(2R,4R)−2−[4−[5−(ヘプチルフェニ
ル)ピリミジン−2−イル]フェニル]−4−デカノリ
ド47mg(収率25%)を得た。 無色粉末 相転移温度(℃) Cr158.7 (N*158.4)
I [α]D +5.6°(c=0.70,CHCl3,20
℃) IR(neat) 2950,2925,2850,1
770,1440,1175,930,825cm-1 1 H NMR(CDCl3) δ 0.899(t,J=
7.0Hz,3H),0.903(t,J=7.0H
z,3H),1.28−1.57(m,14H),1.
62−1.76(m,3H),1.83−1.92
(m,1H),2.10(td,J=12.7and1
0.5Hz,1H),2.68(t,J=7.6Hz,
2H),2.81(ddd,J=12.7,8.7,a
nd5.4Hz,1H),3.97(dd.J=12.
7and8.7Hz,1H),4.52(ddt,J=
10.5,7.3,and5.4Hz,1H),7.3
4(d,J=8.2Hz,2H),7.44(d,J=
8.4Hz,2H),7.55(d,J=8.2Hz,
2H),8.49(d,J=8.4Hz,2H),9.
00(s,2H) MS m/z 484(M+,6),441(11),
440(100),369(20),354(10
0),343(44),342(15),285(1
1),284(30),273(20),271(6
4) 元素分析C32H40N2O2として 計算値:C,79.30%;H,8.32%;N,5.
78% 実測値:C,70.04%;H,8.36%;N,5.
69%Example 3 (2R, 4R) -2- [4
-[5- (4-heptylphenyl) pyrimidin-2-yl] phenyl] -4-decanolide (compound of No. 2)
In the same manner as in Example 2, 2-chloro-5- (4-hexylphenyl) pyrimidine 110 mg (0.4 mmol), (2R, 4R) -2- (4-bromophenyl)-
From 127 mg (0.4 mmol) of 4-decanolide,
47 mg of (2R, 4R) -2- [4- [5- (heptylphenyl) pyrimidin-2-yl] phenyl] -4-decanolide was obtained (yield 25%). Colorless powder Phase transition temperature (° C) Cr158.7 (N * 158.4)
I [α] D + 5.6 ° (c = 0.70, CHCl 3 , 20
° C) IR (neat) 2950,2925,2850,1
770,1440,1175,930,825cm -1 1 H NMR (CDCl 3 ) δ 0.899 (t, J =
7.0 Hz, 3H), 0.903 (t, J = 7.0 H)
z, 3H), 1.28-1.57 (m, 14H), 1.
62-1.76 (m, 3H), 1.83-1.92
(M, 1H), 2.10 (td, J = 12.7 and 1
0.5 Hz, 1 H), 2.68 (t, J = 7.6 Hz,
2H), 2.81 (ddd, J = 12.7, 8.7, a
nd 5.4 Hz, 1H), 3.97 (dd.J = 12.
7 and 8.7 Hz, 1H), 4.52 (ddt, J =
10.5, 7.3, and 5.4 Hz, 1H), 7.3
4 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.44 (d, J =
8.4 Hz, 2H), 7.55 (d, J = 8.2 Hz,
2H), 8.49 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 9.
00 (s, 2H) MS m / z 484 (M + , 6), 441 (11),
440 (100), 369 (20), 354 (10
0), 343 (44), 342 (15), 285 (1
1), 284 (30), 273 (20), 271 (6
4) Elemental analysis C 32 H 40 N 2 O 2 Calculated: C, 79.30%; H, 8.32%; N, 5.
78% found: C, 70.04%; H, 8.36%; N, 5.
69%
【0072】(実施例4) SC*液晶組成物の調製 以下の組成からなるSC母体液晶(H−1)を調製し
た。Example 4 Preparation of SC * Liquid Crystal Composition An SC parent liquid crystal (H-1) having the following composition was prepared.
【0073】[0073]
【化16】 Embedded image
【0074】この母体液晶の相転移温度は以下の通りで
あった。 相転移温度(℃) Cr12.5 SC55.5 SA
64.5 N70 I このSC母体液晶(H−1)98%及び実施例2のN
o.1の化合物2%からなるSC*液晶組成物(M−
1)を調製した。その相転移温度は以下の通りであっ
た。The phase transition temperature of the base liquid crystal was as follows. Phase transition temperature (° C) Cr12.5 SC55.5 SA
64.5 N70 I 98% of this SC base liquid crystal (H-1) and N of Example 2
o. SC * liquid crystal composition (M-
1) was prepared. The phase transition temperature was as follows.
【0075】相転移温度(℃) SC*56 SA62
N*67 I 尚、融点は明確でなかった。Phase transition temperature (° C.) SC * 56 SA62
N * 67I The melting point was not clear.
【0076】同様にして、SC母体液晶(H−1)96
%及び(No.1)の化合物4%からなるSC*液晶組
成物(M−2)を調製した。その相転移温度は以下の通
りであった。In the same manner, SC matrix liquid crystal (H-1) 96
% And 4% of the compound of (No. 1) to prepare an SC * liquid crystal composition (M-2). The phase transition temperature was as follows.
【0077】相転移温度(℃) SC*57.5 SA
60 N*67 I 以上のことから、(No.1)の化合物の添加量を増加
しても、組成物の温度範囲、特にSC*相の温度範囲は
ほとんど変化がなく、むしろ拡大していることが明らか
である。Phase transition temperature (° C.) SC * 57.5 SA
From 60 N * 67I or more, even if the addition amount of the compound of (No. 1) is increased, the temperature range of the composition, particularly the temperature range of the SC * phase is hardly changed, but rather expanded. It is clear that.
【0078】次に、SC母体液晶(H−1)98%及び
実施例3のNo.2の化合物2%からなるSC*液晶組
成物(M−3)を調製した。その相転移温度は以下の通
りであった。Next, 98% of SC base liquid crystal (H-1) and No. 3 of Example 3 were used. SC * liquid crystal composition (M-3) consisting of 2% of compound 2 was prepared. The phase transition temperature was as follows.
【0079】相転移温度(℃) SC*57.5 SA
64 N*69.5 I 同様にして、(H−1)97%及びNo.2の化合物3
%からなるSC*液晶組成物(M−4)を調製した。そ
の相転移温度は以下の通りであった。Phase transition temperature (° C.) SC * 57.5 SA
Similarly, (H-1) 97% and No. 64N * 69.5I were obtained. Compound 3 of 2
% Of SC * liquid crystal composition (M-4). The phase transition temperature was as follows.
【0080】相転移温度(℃) SC*58.5 S
A64.5 N*70.5 IPhase transition temperature (° C.) SC * 58.5 S
A64.5 N * 70.5 I
【0081】(実施例5) 液晶表示素子の作製 実施例4で得られた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、表示用素子を作製した。これを室温まで徐冷したと
ころ、均一に配向したSC*相のセルが得られた。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速度を測定したところ、
25℃で70μ秒という高速応答が確認できた。このと
きのチルト角は25.6゜であり、コントラストは非常
に良好であった。また、この自発分極は+5.5nC/cm
2であった。Example 5 Preparation of Liquid Crystal Display Element The SC * liquid crystal composition (M-1) obtained in Example 4 was heated to an isotropic liquid (I) phase, and this was heated to a thickness of 2 μm. A glass cell composed of two transparent electrode plates (polyimide coating-aligned by rubbing) was filled to prepare a display element. When this was gradually cooled to room temperature, a cell of SC * phase which was uniformly oriented was obtained. When a rectangular wave with an electric field strength of 10 V pp / μm and 50 Hz was applied to this cell, and its electro-optical response speed was measured,
A high-speed response of 70 μsec at 25 ° C. was confirmed. At this time, the tilt angle was 25.6 °, and the contrast was very good. This spontaneous polarization is +5.5 nC / cm
Was 2 .
【0082】同様にして、SC*液晶組成物(M−2)
〜(M−4)を用いて液晶表示用素子を作製し、その特
性を測定した。その結果を以下に示す。 (M−2):応答30μ秒、自発分極+15.4nC/cm
2、チルト角:27.2゜、コントラスト良好 (M−3):応答90μ秒、自発分極+3.9nC/c
m2、チルト角22.8゜、コントラスト良好 (M−4):応答55μ秒、自発分極+7.6nC/c
m2、チルト角26.1゜、コントラスト良好Similarly, SC * liquid crystal composition (M-2)
To (M-4), a liquid crystal display element was produced, and its characteristics were measured. The results are shown below. (M-2): response 30 μs, spontaneous polarization +15.4 nC / cm
2 , tilt angle: 27.2 °, good contrast (M-3): response 90 μs, spontaneous polarization +3.9 nC / c
m 2 , tilt angle 22.8 °, good contrast (M-4): response 55 μs, spontaneous polarization +7.6 nC / c
m 2 , tilt angle 26.1 °, good contrast
【0083】(比較例)SC母体液晶(H−1)98%
及び、光学活性ラクトン環を有するエステル系の式
(R)(Comparative Example) SC Base Liquid Crystal (H-1) 98%
And an ester-based formula (R) having an optically active lactone ring.
【0084】[0084]
【化17】 Embedded image
【0085】の化合物2%からなるSC*液晶組成物
(N−1)を調製した。その相転移温度は以下の通りで
あった。 相転移温度(℃) SC*56 SA62 N*68.5
I 同様にしてセルを作製して電気光学的特性を測定したと
ころ、応答は97μ秒と(M−1)に比べて遅くなっ
た。この自発分極は+4.5nC/cm2であり、チルト角
は25.4゜であった。An SC * liquid crystal composition (N-1) consisting of 2% of the compound was prepared. The phase transition temperature was as follows. Phase transition temperature (° C.) SC * 56 SA62 N * 68.5
I. A cell was prepared in the same manner, and the electro-optical characteristics were measured. The response was 97 μs, which was slower than (M−1). The spontaneous polarization was +4.5 nC / cm 2 and the tilt angle was 25.4 °.
【0086】更に、SC母体液晶(H−1)96%及び
式(R)の化合物4%からなるSC*液晶組成物(N−
2)を調製した。その相転移温度は以下の通りであっ
た。 相転移温度(℃) SC*56 SA60 N*68
I 同様にしてセルを作製し、電気光学的特性を測定したと
ころ、応答は39μ秒と(M−2)に比べて遅くなっ
た。自発分極は+12.7nC/cm2であり、チルト角は
23.6゜であった。Further, an SC * liquid crystal composition (N-) comprising 96% of an SC matrix liquid crystal (H-1) and 4% of a compound of the formula (R) was prepared.
2) was prepared. The phase transition temperature was as follows. Phase transition temperature (° C) SC * 56 SA60 N * 68
I. A cell was fabricated in the same manner, and the electro-optical characteristics were measured. The response was 39 μs, which was slower than (M-2). The spontaneous polarization was +12.7 nC / cm 2 and the tilt angle was 23.6 °.
【0087】[0087]
【発明の効果】本発明の一般式(I)の化合物は、他の
液晶化合物との相溶性に優れ、キラルドーパントとして
少量添加するだけで、大きい自発分極を誘起することが
でき、広い温度範囲で高速応答が可能で、且つ配向性の
優れた液晶組成物を得られる。The compound of the general formula (I) of the present invention is excellent in compatibility with other liquid crystal compounds, can induce a large spontaneous polarization by adding a small amount as a chiral dopant, and has a wide temperature range. Thus, a liquid crystal composition capable of high-speed response and having excellent alignment properties can be obtained.
【0088】また、本発明の一般式(I)の化合物は、
工業的に容易に製造でき、無色で水、光等に対する化学
的安定性にも優れているので非常に実用的である。更
に、本発明のキラルスメクチック液晶組成物では50μ
秒以下の高速応答を実現することも可能であり、表示用
光スイッチング素子の構成材料として極めて有用であ
る。The compound of the general formula (I) of the present invention is
It is very practical because it can be easily produced industrially, is colorless and has excellent chemical stability against water, light and the like. Furthermore, in the chiral smectic liquid crystal composition of the present invention, 50 μm
It is possible to realize a high-speed response of sub-second or less, and it is extremely useful as a constituent material of an optical switching element for display.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 楠本 哲生 神奈川県相模原市南台1−9−2−102 (72)発明者 佐藤 健一 神奈川県相模原市上溝35−11 (72)発明者 中山 昭子 東京都町田市山崎町1380−K−702 (72)発明者 黄 利人 カナダ国アルバータ州エドモントン市26 番通り10525−83 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07D 405/10 C07D 307/33 C09K 19/34 CA(STN) REGISTRY(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tetsuo Kusumoto 1-9-2-102 Minamidai, Sagamihara City, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Kenichi Sato 35-11 Kamimizo, Sagamihara City, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Akiko Nakayama Tokyo 1380-K-702, Yamazaki-cho, Machida-shi (72) Inventor Huang Tori 10525-83, 26th Edmonton, Alberta, Canada (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C07D 405/10 C07D 307/33 C09K 19/34 CA (STN) REGISTRY (STN)
Claims (7)
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、環Aはフッ素原子によ
り置換されていてもよい1,4−フェニレン基又はトラ
ンス−1,4−シクロヘキシレン基を表わし、R2は炭
素原子数1〜10のアルキル基を表わし、ラクトン環の
2位及び4位の不斉炭素原子は各々独立的に、(R)又
は(S)配置である。)で表わされる光学活性化合物。1. A compound of the general formula (I) (In the formula, R 1 represents 1 carbon atom which may be substituted by a fluorine atom or an alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
X represents a single bond or -O-, m represents 0 or 1, and ring A is a 1,4-phenylene group or trans-1, which may be substituted by a fluorine atom. Represents a 4-cyclohexylene group, R 2 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and the asymmetric carbon atoms at the 2- and 4-positions of the lactone ring are each independently (R) or (S) configuration It is. An optically active compound represented by the formula:
合物。2. The optically active compound according to claim 1, wherein m = 0.
ン基である請求項1記載の光学活性化合物。3. The optically active compound according to claim 1, wherein m = 1 and Ring A is a 1,4-phenylene group.
る光学活性化合物を含有する液晶組成物。4. A liquid crystal composition comprising the optically active compound represented by the general formula (I) according to claim 1.
求項4記載の液晶組成物。5. The liquid crystal composition according to claim 4, which exhibits a ferroelectric chiral smectic phase.
1〜10のアルキル基を表わし、ラクトン環の2位及び
4位の不斉炭素原子は各々独立的に、(R)又は(S)
配置である。)で表わされる光学活性化合物。6. A compound of the general formula (II) (Wherein, Y represents a halogen atom, R 2 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and the asymmetric carbon atoms at the 2- and 4-positions of the lactone ring are each independently (R) or ( S)
Arrangement. An optically active compound represented by the formula:
れる光学活性化合物と、一般式(III) 【化3】 (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、環Aはフッ素原子によ
り置換されていてもよい1,4−フェニレン基又はトラ
ンス−1,4−シクロヘキシレン基を表わし、Zはハロ
ゲン原子を表わす。)で表わされる化合物とを反応させ
ることを特徴とする請求項1記載の一般式(I)で表わ
される化合物の製造方法。7. An optically active compound represented by the general formula (II) according to claim 6, and a compound represented by the general formula (III): (In the formula, R 1 represents 1 carbon atom which may be substituted by a fluorine atom or an alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
X represents a single bond or -O-, m represents 0 or 1, and ring A is a 1,4-phenylene group or trans-1, which may be substituted by a fluorine atom. Represents a 4-cyclohexylene group, and Z represents a halogen atom. The method for producing a compound represented by the general formula (I) according to claim 1, wherein the compound represented by the formula (I) is reacted.
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