明
液 晶 化 合 物 技 術 分 野
本発明は、 強誘電性スメ クチック液晶の電界への応答を利用 した電気光学素子に有用な新規の液晶化合物に関する。
背 景 技 術
細
液晶は、 既に種々の表示装置、 プリ ンタ用シヤ ーター · ァレ ィ、 カメ ラ用シ ャ ツタ等の電気光学素子として応用され、 時計 や電卓等の表示に実用化されてきている。
現在実用化されている液晶表示素子は、 ネマティ ック液晶ゃコ レステリ ック液晶の誘電的配列効果を利用したものが大部分で ある。 しかし、 期待されている画素数の多い表示素子への応用 に当っては、 応答性の面や、 駆動マージンが取れない事による コ ン ト ラス ト、 視覚特性の面で問題となっている。 そのため、 一方において、 各画素毎にスィ ツチング素子を形成する M O S パネルや T F Tパネルの研究開発がさかんになつている。
こ う した中で、 (Mark ら ( U. S. Pat.4367924 ) は、 かかる液 晶素子の欠点を除去する、 スメ ク チ ッ ク相を用いた新しい衷示 原理による液晶素子を考案した。 これについて若干の説明をす る。 第 1 図は、 スメ クチ 'ン ク C相または H相の模式図である。 液 晶は各分子層 1 から成っており、 ί固々の層の中では、 分子县軸 の平均的な方向が、 層に垂直な方向と角度 Ψ。だけ傾いている。 Meyer らは 「物理ジャ ーナノレ」 ( し e Journal de Phy s i que Vol, 36, March, 1975 PPL-69 to L-71 ) の 「強誘電性液晶」
というタイ トルの論文において、 光学活性な分子からなるスメ クチ ック Cあるいは H相は、 一般に電気双極子密度 を有し、 強誘電的であることを示している。 この ¾極子密度 は、 分子 の ί頃き方向 に垂直で、 スメ クチックの層面に平行である。 彼 らの示したことは、 スメ クチック Η相でも適用可能であるが、 Η相では、 層に垂直な軸のまわりの回耘に対する粘性がより大 き く なる。 これらのカイ ラルスメ クチック液晶における電気双 極子の存在は、 誘電異方性におけるより も、 電場に対してずつ と強い結合力を与える。 更に、 この結合力は、 Ρの好ましい方 向が電場 Εと平行な方向であるという意味で極性のあるものな ので、 印加した電場の方向を反耘することにより、 ずの方向を 反転させるこ とになる。 つまり、 電場を反転させるこ とにより 第 2図で示したように、 分子をコー ンに沿った運動により (こ のコ ー ンの角 2 %を以下、 コ ー ン角という) 、 その方向を制御 するこ とが出来る。 そしてこの分子の平均的な莨軸方向の変化 を 2枚の偏光板で検出するこ とにより、 電気光学素子として利 用し得る。 — · このスメ クチック C相または Η相の電界への応答を利用した 電気光学素子は、 その自発分極と電界との結合力が、 誘電異方 性による結合力より も 3 〜 4オーダー大きい故に、 Τ Ν型液晶 素子に比して、 優れた高速応答性を有し、 かつ適当な配向制御 を選択するこ とにより 、 メ モリ ー性をもたすこ とが可能であり 高速光学シ ャ ッタ ーや表示情報量の多いディ スプレイ と しての 応用が期待されている。
ところで、 この強誘電性を有するカイ ラルスメ クチック液晶 材料は、 種々合成され研究されてきている。 強誘電性液晶とし て最初に合成されたのは、 D O B A M B Cと呼称されている。
P-decyloxybenzilidene-P! -amino-2-methylbutylcynnamate で あり、 この系列の液晶は、 以下の構造式の形で、 強誘電性液晶 の研究対象として種々合成されている。
CnH 2 n + ! 0< ^ CH= N0 CH= C - C00CH2 CHCH3
I I X Y
(ここで、 X は— H , - C £ , — C Nであり、 Y は一 C , - C 2 H 5 であり、 *印は不斉炭素原子である。 )
しかし、 この系列の液晶は、 室温以上の比較的高温側でカイ ラルスメ クチック相を呈するため、 室温では使えない事や、 シ ッフ系であり、 水分により分解し、 安定性が悪い事などの欠点 力 ある。
この系の癸展系として、 一般式
CnH 2 n + i N= CH 0 ( CH2 ) m CHC2 H5
HO CH a
で表わされる一方のベ ンゼン璟に水酸基が導入され、 分子内の 水素結合を有するシ 'ン フ系のカイ ラ ルスメ クチッ ク液晶化合物 が、 B. I . Os trovski i ζ> 〔 「強誘電体」 ( Ferroe 1 ec tr i cs , 24, 1980, 309 ) 〕 や A.Hallsby ら 〔分子性結晶および液晶、 レタ 一 ( MOLECULAR CRYSTALS AND し [QUID CRYSTALS , Le t ter ) '82 ( 1982) 61〕 によって発表され、 室温を含む広い温度範囲で、 ス メ クチッ ク 相を呈する化合物として注目されている。 又、 分子内水素結合を有するため、 水分による分解が起りに く く.、 安定性の面でも、 通常のシ ンフ系液晶に比べ優れている。 しか し、 実用的には、 0 で以下でも、 結晶化しない事が要求される ので、 いまだ、 この系で合成されている液晶材料だけでは不十 分である。
他に、 ァゾキシ系の液晶材料が P.Keller ら 〔物理学年報
( ANNALBS DE PHYSIQUE ) 1978, 139] によって発表されている が、 温度範囲の面で十分でな く 、 又、 濃い黄色の化合物である ため実用上問題がある。
こ う した中で、 T N型液晶材料として広く実用化され安定性 の面で実績のあるヱステル系液晶は注目し得る液晶材料である < 公知の文献では、 B. I.Ostrovskiiらによって、
CH s
I
CnH 2 n÷! COO 0GH2 CHC2 Hs ( n = 9, 10 ) の構造式で表わされる液晶化合物が、 比較的室溫に近い温度範 囲でカイ ラルスメ クチック液晶を呈する材料として報告されて いる。 又、 G.W.Gray ら 〔分子性結晶および液晶 (MOLECULAR CRYSTALS AND LIQUID CRYSTALS) 37 ( 1976) 189, ( 1978) 37〕 により、 高い温度範囲でカイ ラルスメ クチ ック液晶を呈するビ フ ニニルエステル系材料が報告されている。
以上見てきたように、 現伏では、 実用に供せられる室温を舍 む広い温度範囲でカイ ラルスメ クチック相を呈する液晶材料は いまだ存在せず、 - 又、 比較的広い温度範 fflでカイ ラルスメ クチ ッ ク相を呈する材料でも、 安定性に問題があったり した。
そこで、 本究明は、 安定性に匳れ、 かつ、 室温を含む広い温 度範囲のカイ ラルスメ クチ ック液晶組成物を得てい く に当って の肓力な新規液晶化合物を提供するこ とを目的としている。
発明の開示
すなわち本発明は、 一般式
R ! A B R 2
〔式中、 Aおよび Bはそれぞれ , 0 - ,
- C O - , 一 O C —, 一 C 一 ( は直接結合している とを II II II
0 0 0
示す。 ) のいずれかを示し、 R i および R 2はその一方が直鑌 ァルキル基を、 他方が不斉炭素原子を有するァルキル基もし く は不斉炭素原子を有しエ ー テル結合を有するアルコ キ シアルキ . ル基を示す。 また、 不斉炭素原子には、 - C H 3 , - C N , - C のいずれかの基が付加されている。 〕
で示される液晶化合物である。 上式の液晶化合物は、 室温近辺の広い温度範囲で S m C相を 呈する化合物が多く 、 かつ応答が速いことが明らかになった。
.i' '
応答速度については、 一般式 RmO 于 §> Rnや RmO C00 Rn
、0Η''
(こ こで Rmは不斉炭素原子を有するアルキル基であり、 Rn は 直鑌アルキル基である) で表わされる液晶化合物より速い系で あることが判明した。
本発明のピ リ ミ ジ ン系液晶化合物が分子の骨格部分がベ ンゼ ン環とピ リ ミ ジ ン環が直結して短いに もかかわらず、 高いスメ クチ ッ ク性を示し、 広い温度範囲で S m C相を呈するのはピリ ミ ジン璟とべンゼン璟の電気陰性度の違いによる分子铀方向の 分極が大き く 、 これによる分子間相互作用が大きいためと思わ れる。 又、 速い応答性を有するのは、 ピ リ ミ ジ ン ίΐは、 ベンゼ ン環より 巾が大きいた 'め、 分子形伏として、 中央部がふ く らん だ形をしており 、 こ のふ く らみが分子間の距離を大き く する斷 きをし、 分子の回転粘度を小さ く し -. 応答を速めていると思わ れる。
図面の簡単な説明 第 1 図はスメ クチ ッ ク C相または Η相の模 図であり、 第 2 図はカイ ラ ルスメ クチ ク相の液晶分子の電界によるコ ー ンに 沿つた運動を示す模式図であり 、 第 3図は応答速度の温度依存
性を示すグラ フであり、 第 4〜 8図は 8〜 12の ηについて、 η を一定として mを種々に変化させた場合における応答速度の変 化を示すグラフである。
究明を実施するための最良の形態
本発明の液晶化合物は以下のよう にして合成される。
'- R i A B R
(こ こで、 X は低級アルキルジァ ミ ン基、 水酸基低級アルコキ シ基を示す。 )
この反応は、 適宜溶媒を選択し、 アルカ リ金属ナ ト リ ウムァ ルコ ラ ー ト 、 カ リ ウ ム t —ブ ト キ シ ドなどのアル力 リ金属ァル コ ラ — ト、 無水炭酸ナ ト リ ウム、 無水炭酸カ リ ウムなどの無水 アルカ リ 金属塩等を いて行なう。 こ こにおいて用いられる溶 媒と しては、 メ タノ 一ル、 エタノ ール、 プ口ノヽ。ノ ール、 イ ソプ π パノ 一ル、 ブタノ ール等のア ルコ ール又はグリ コ ール類、 ベ ンゼ ン 、 ト ルェ ン、 ジメ チルホルム ァ ミ ド、 ジメ チルスノレホキ シ ド 、 テ ト ラ ヒ ド ロ フ ラ ン、 ェ チ レ ング リ コ 一ルジメ チノレェ一 テル、 ジエチ レ ング リ コ一ル-乇ノ メ チルエ ー テルなどか:あげら れる。 反応温度は室温乃至溶媒の還流温度で進行する。
合成法 2
H ^COOC 2 H 5
R 1 A -HC^ -i- R 2 B C
NH 2 、C00C2 H3乾燥メ タノ ール iia , - ジェチルァ ニ リ ン
R ! A B R 2
OH ォキシ塩化壊
R i A B R
Pd/ C, MgO,エタ ノ ール, 水
R ! A > B R 2 上記第一段の反応は、 アルカ リ金属アルコ ラー ト と無水アル カ リ金属塩の共存下で行なわれ、 第二段の反応では、 ォキシ塩 化燐の他に、 塩化チォニル三塩化矮、 五塩化矮、 三塩化矮など も用いることができ、 N , N - ジェチルァ ニ リ ンをピ リ ジ ン、 ト リ エチルア ミ ン等の三級 H Hア ミ ンに置きかえても可能である。 又 第三段の反応は、 接触還元反 R応による脱ハ ロゲン化である。
1 o
で、 R i A HC は以下のよ.うにして合成される
B
R
HC &
R i A CN
乾燥ヱタ ノ ール ベ ンゼ ン )C2 Hg NH b
R ! A ¾ - C= H ' HC^
乾燥エタ ノ 一ル
R ! A - C " - WC £
ヽ ΝΗ·2 合成法 3
R ! X I H0€^ B R
R ! 0 B R 2 ( a )
R 1 C 0 Y ' ΗΟ'θ B R 2
(上式 ( a ) の X は ト リ ルスルホニルォキシ基、 メ シルォキシ 基、 ハロゲン原子を示す。 上式 ( b ) φ は、 ハロゲン原子、 活性エステルを示す。 )
上式 ( a ) の反応では、 ジメ チルホルムア ミ ド、 ジメ チルス ルホキシ ド、 トルエン、 キシレン、 ジォキサンなどの適宜溶媒 中、 アルカ リ金属又はアルカ リ金属水素化物を用いて縮合させ ることによって、 行なう ことが出来る。
又、 上式 ( b ) の反応では、 溶媒としては、 ェチルエーテル. テ ト ラ ヒ ドロフ ラ ンジオキサンなどのエーテル系、 ベンゼン、 トルエ ン等の芳香族系、 酢酸ェチルエステル、 酢酸ブチルエス テルなどのエステル系、 ク 口 ロホノレムなどのハコアル力 ン系な どを使用でき、 触媒として、 ピリ ジン、 ト リ ェチルァ ミ ン、 ジ メ チルァニ リ ン、 ジメ チルア ミ ノ ビリ ジンなど三級ァ ミ ンを使 用して、 好適に反応を進めるこ とが出来る。
こ こで、
BR 2 は、 以下のように合成される。
0 CH2 Br
HO CN
2 CO 3 , N- ジメ チルホルムァ ミ ド
CH 2 0 CN
タノ一ル- ベ ンセ ン
ΜΗ
C= ΝΉ♦ HC ί
、0C2 Η5 乾燥ヱタノ ール
CH 0 C"" - HC
NH2 乾燥メ タノ ール Na
Ό CH2 0 € BR
10¾ Pd/ C,ェタノ ール
H0CH > BR 2
以上、 様々な側鑌を有するフ ニルピ リ ミ ジンの合成法を記 したが、 以下に、 光学活性な側鑌の合成法を記す。
こ こで、 光学活性アルコ ールは以下のように、 合成する。
CH3
I 25
活性ァ ミ ノレア ルコ ー ル ( CHS CH2 CHCH OH, 〔 な 〕 = - 4, 487 '
* D
( nea ) ) を出発原料としアルキルマ ロ ン酸合成法にて增炭反
CH3
応を行ない各炭素数の CH3 CH2 CH ( CH2 ) m-OHが合成される かく して得られた光学活性なアルコ ールは、 通常行なわれる方 法で、 脂肪族及び芳香族、 スルホン酸エ ステルもし く は、 ハロ ゲン化物に交換することができる。
こ の方法では、 不斉炭素原子が、 側鑌末端より数えて 3 番目 の炭素原子となるが、 更に、 不斉炭素原子が他の位置に く るよ う な 般的な光学活性な 鑌の合成法を記すと以下のようにな る。
CH3 ( CH 2 ) m CH2 CH ( CH 2 ) n-OH ( 1 )
%
の合成法。
(式中、 m÷n は 1 〜 16の整数の範囲內であ 0 〜 13、 n= i 〜 14の整数、 *印は不斉炭素原子を示す。 )
式 ( 1 ) で示される化合物を得るには、 市販のアルキルハ口 ゲン ίヒ合物と金属マグネシゥ ムとより、 グリ 二ヤール試棻
CH-3 ( CH2 ) m gX ( 2 )
( X はハ ロゲン原子を示す。 ) をつく り、 一方、 市販の光学活 性な β -ノ、ィ ドロキ シイ ソ酷酸アルキルエス テルを、 47%臭化 水素酸 -硫酸など通常使用される方法でハ ロゲン化、 もし く は
アルキル (又はァ リ ル) スルホ二ルハ ラ イ ド との反応によ り 、 スルホニルエステル化反応後、 式 ( 3 ) で示される化合物に変 換される。 .
CH3
Ϋ- CH2 CHCOOR --… ( 3 )
(式中、 Y はハ ロゲン原子、 ァ ー ト ルエ ンスルホニルォキシ基 メ タ ンスルホニルォキ シ基、 *印は不斉炭素原子を示す。 )
つぎに、 式 ( 2 ) で示される化合物と式 ( 3 ) で示される化 合物とを、 ハ ロゲン化金属 (例えば、 ヨ ウ化第一銅、 臭化第一 銅、 塩化第二鉄など) 触媒の存在下にカ ップリ ング反応を行う こ とによ り式 ( 4 ) で示される化合物を得る。
CH3
CH3 ( CH2 ) m CH2 CHCOOR -- ( 4 )
(式中、 m は 0 〜 13の整数、 R はメ チル、 ェチル、 プロピル等 の低級アルキル基、 *印は不斉炭素原子を示す。 )
かく して得られた式 ( 4 ) で示される化合物は、 リ チウムァ ル ミ ニゥ ムハイ ド ラ イ ドで還元するこ とによ り 、 式 ( 1 ) で示 されるアルコ ール化合物に変換される。
られた化合物 ( 1 ) ( m は 0 〜 13の整数、 n は 1 、 *印は 不斉炭素原子を示す。 ) は、 通常行われるハロゲン化反応、 も し く は、 スルホニルエス テル化反応によ り 、 水酸基をハ ロゲン . 又はメ タ ンスルホニルォキ シ基、 P - ト ルエ ンスルホニルォキ シ こう して得られた化合物は通常行われる増炭反応 (例えば、 マ ロ ン酸エステル合成法の後、 還元を经る方法、 シァノ化後、 加水分解、 還元を経る方法、 グ リ ニャ ール反応後、 生成した力 ルボ ン酸を還元する方法など。 ) を適宜、 選択使用して、 不斉 炭素原子の位置を異にした化合物に導かれる。
かく して、 アルキル鑌中のいずれか任意の位置に、 不斉炭素 原子を一個有する光学活性な式 ( 1 ) で示されるアル力ノ ール 化合物が得られる。
こ う して得られた式 ( 1 ) で示される化合物は、 そのままで、 又は、 水酸基をハ ロゲン化、 もし く は、 スルホニルエ ステル化 して、 側鑌原料化合物として使用される。
本究明によって提供される液晶化合物は 1 ケの不斉炭素を有 しているため、 一対の光学的対掌体が存在する。 これら対掌体 は本発明の目的化合物に包含される。 その光学的性質は、 原料 と して用いる式 ( 1 ) で示される化合物において、 いずれの対 掌体を選択使用するかによつて決定される。
以下、 実施例により本発明を説明する。 実施例 1
光.学活性な ( S ) - 5 n -ォクチル— 2 — 〔 4 — ( 6 —メ チルォク チルォキシ) フヱニル〕 ピリ ミ ジ ンの合成
1 ) 光学活性な ( S ) - 4 — ( 6 —メ チルォクチルォキシ) ベ ンゾ二 ト リ ルの合成
100m 四つ口フラスコに、 4 — シァノ フ エノ 一ル 5.75g、 市 販 O活性ア ミ ルァルコ ールより合成された i ブロム - 6 メ チ ルォク タ ン 丄 0g、 無水炭酸力 リ ウム 6.67g、 . \: ― ジメ チルホ ルムア ミ ド 30m を入れ、 窒素雰囲気下、 110。cで 8 時間反応 した。 反応後、 不溶物を濾過し、 エーテル油出した。 有機層は 5 % NaOH 、 水、 飽和食塩水で洗浄後、 乾燥し、 エーテルを溜 去した。 得た油伏物を精製し、 光学活性な ( S ) - 4 - ( 6 - メ チルォ ク チルォキ ン) ベンゾ二 ト リ ル 11.4gを得た。
CD a
( cm ( pm ) 6.92, dJ= 9Hz max 2230 TMS
1605 2H, Aromaticii
1570 7.57, dJ = 9Hz,
1115 2H , Aroma t i cH
3.97, tJ = 6Hz
2H, -CH2 -0-
2 ) 光学活性な ( S ) — 4 — ( 6 —メ チルォクチルォキシ) ベ ンズァ ミ ジ ン塩酸塩の合成
100m £四つ口フラスコに、 光学活性な ( S ) — 4 — ( 6 —メ チルォクチルォキシ) ベンゾニ ト リ ル 10g、 乾燥エタノ 一ル 12 5ηι 、 乾燥ベンゼン 16m を入れた。 この混合物を攪拌しなが ら 3 以下で、 乾燥した塩化水素ガスを攪拌しながら、 3 。c Pュ 下で吹き込んだ。 室温で 2 日放置後、 溶媒を溜去し、 粗結晶を た
得られた粗結晶を乾燥ヱタノ -ル 64tn と共に 300m 四つ口 フ ラ スコに入れ、 之にア ンモニア 11.08gを舍む乾燥ヱタノ 一ル
30ni を、 室温でゆっ く り と滴下した。 滴下後、 3 日間室温で 放置した。 これを精製し、 9.58g の光学活性な ( S ) - 4 -
( 6 - メ チルォク チルォキシ) ベンズァ ミ ジン · 塩酸塩を得た, n u j 0 £ _ι
シ' ( cm )
max 3060
1680
1655 .
1105
DMS0- d
NH
v ppm ) 9.4, broads , 3H ( D≤ 0 交換性)
T S N:H,
7.14, d J = 9Hz, 2H, AroitiaticH
8.06, d J = 9Hz, 2H, .¾romaticH
4.09, t J = 6Hz, 2H, -0-CH2 -
3 ) 光学活性な ( S ) — 5 — n —ォクチル— 2 — 〔 4 — ( 6 — メ チルォクチルォキシ) フヱニル〕 一 4 , 6 —ジヒ ドロキシ— ピリ ミ ジンの合成 、
100m の四つ口フラスコに、 金属ナ ト リ ウム 1.15g, 乾燥メ タノ 一ル 33η ^ を入れた。 このナ ト リ ウムメ チラ 一 卜溶液に、 光学活性な ( S ) — 4 — ( 6 —メ チルォクチルォキシ) ベンズ ア ミ ジン塩酸塩 5g, 次いで、 n -ォクチルマロ ン酸ジェチル 4
.55gを入れ、 加熱還流下に 18時間反応した。 冷却後、 瀵硫酸を 用いて酸性とし、 結晶を折出させた。 粗結晶を精製し、 光学活 性な ( S ) — 5 — n —ォク チルー 2 - ( 4 - ( 6 —メ チルォク チルォキシ) フエニル〕 — 4, 6 -- ジヒ ド口キシ ー ピリ ミ ジ ン 6.
32g を得た。
nu j 0 ί _i
リ ( cm )
max .2660
1664
1610
lilO
4 ) 光学活性な ( S ) — 5 - n —ォクチル — 2 — 〔 4 — ( 6 - メ チルォク チルォキシ) フエニル〕 ― 4 , 6 ジク ロ ロ — ピリ ミ ジ ンの合成
50m のフ ラスコに、 光学活性な ( S ) - 5 — n —ォクチル — 2 — 4 — ( 6 メ チルォク チルォキシ) フ ヱニル〕 一 4 , 6 ― ジ ヒ ドロキシ — ピリ ミ ジン , ォキシ塩化リ ン 27m _δ , Ν — ジェチルァ ニリ ン 4m を入れ、 加熟還流下に 21時間反応した。 反応後、 過剰のォキシ塩化リ ンを溜去し、 氷水中に注入した。 これをエーテル抽出し、 アルカ リ水溶液で、 洗 '净後、 さ らに水、
飽和食塩水で中性になるまで洗浄した。 有機層を乾燥後、 エー テルを溜去し、 粗生成物を得た。 これを精製し、 光学活性な
( S ) 一 5 — n —ォク チノレ 一 2 — C 4 - ( 6 —メ チルォク チル ォキシ) フエニル〕 一 4 , 6—ジク ロ ロ — ピリ ミ ジン 3.6g を得 た。
n u j 0 ί
、 cm )
max 1610
1122
1090
CDC^ 3
( pm )
TilS
8.22, d J = 9Hz, 2H, AromaticH
6.85, d J = 9Hz, 2H, AromaticH
3.94, t J = 6Hz, 2H,-_ CH 2 -0-
2.32, t: 2H, CH2
5 ) 光学活性な ( S ) — 5 — n —ォクチル — 2 - 〔 4 — ( 6 - メ チルォクチルォキシ) フエニル〕 — ピリ ミ ジンの合成
200m のフラスコに、 光学活性な ( S ) 5 - η --ォク チル
- 2 - 〔 4 ( 6 —メ チルォク チルォキシ) フエニル〕 ― 4,6 —ジク ロ 口 — ピリ ミ ジン 1.88g , 10%パラ ジウム —炭素 0.4g , 酸 化マグネ シウム 0.55g,エタノ ール 60m , 水 45m を入れ、 油 洛上 50でで理論量の水素が吸収されるまで、 水素添加した。 触 媒を濾別し、 エーテル抽出した。 エ -テル層は、 水、 飽和食塩 水で洗浄後、 乾燥し、 エーテルを溜去した。 得た粗生成物を操 り返し精製し、 光学活性な ( S ) — 5 - n —ォクチル— 2 -
〔 4 — ( 6 —メ チルォクチルォキシ) フエニル〕 一 ピリ ミ ジン
0.9gを得た
nu j o ^ -i
( cm )
max 1610
3 1584
c
1110
CDC^ 3
( ppin
H
8.35, d J 9 Hz, 2H , Aroma t i c
6.94, d J 9Hz , 2H, Aromatic
3.99, t J 6Hz, 2H, - CH 2 -0-
2.57, t, - CH 2 ― ^ の液晶化合物は、 以下のような転移温度を示 5
6した
3。c 14*2。c 3
48,6。C
Cr S m B S m 0 S m A I so
( 印は過冷却であることを示す。 )
以上のよう に、 室温を舍む約 35で という広い温度範囲で S rn C相を呈し、 かつ、 S m C相の下に S m B相を有するため、 低 温則:.ま 3て まで、 スメ クチ ッ ク ドメ イ ン状態を保持する。 S m B相:ま、 表示の応答はしないが、 結晶化によるスメ クチ ックメ イ ン伏態の破壌がないため、 盔度を上げて S m C相にもどすと 同じ表示伏態を on- of f するので、 LCパネルにした時の保存温 度範囲としう る。
こ の液晶化合物を、 pva ラ ビ ングのー铀配向処理を施した基 板間に挾持し、 液晶層厚を 2.5^ m とし、 ± 20V の電圧印加で
直交ニコ ル下で、 特性を測定した。
測定温度は 25 であった。
{コ ― ン角 40.5°c
(コ ン ト ラ ス ト ( TonZ Toff) ― 12.5
(応答速度 600^ sec
このセルの応答の温度依存性デ一タを第 3図に示す 実施例 2 31
一般式
CH
( S ) - C2 H5 CH ( CH2 ) m CnH 2 n + χ -n
で示される化合物について、 m, nを変化させた化合物を、 実 施例 1 と同様な方法で合成した。
以下に、 転移温度と、 実施例 1 と同様にして測定した応答速 度のデ-ダを表 1 にまとめる。 以上の表 1 の化合物の S m C温度範囲と応答速度について、 側鑌の炭素数との関係でまとめたのが第 4.図から第 8図である
表 1一 1
ΐ拏
20800/S8Jf/IDJ 02 ム 8000/98 OAi
実施例 32
CH
C!I3 CH2 CH ( CH2 ) m COO-O^^ -CnH 2 n + !
( m = 4, n= 8, *不斉灰素)
光学活性な ( S ) — 5 —ォクチルー 2 — 〔 4 ( 6 —メ チル ォクタノ ィ ルォキシ) フエニル〕 ピリ ミ ジン
まず、 この合成法を記す。
50 m のフラスコに、 4 — ( 5 —ォクチノレ 一 2 — ピリ ミ ジノレ ) フエノ ール 1.78g ( 6.2mmol ) 乾燥ピリ ジン 15m を入れた。 次に、 氷冷下光学活性な ( S ) - 6 -メ チルォクチル酸ク 口 リ ド 1.10g ( 6.2mmol ) をゆっ く り滴下した。 滴下後、 室温にも どしながら、 一昼夜反応した。 反応後、 氷水に流し込み、 酢酸 ェチルで抽出した。 有機層は、 水, 2NHC , 5 % NaOHで順次洗 浄後、 さ らに水、 飽和食塩水で中性になるまで洗浄, 乾燥し、 溶媒を溜去した。 得た粗生成物を繰り返し精製し、 5 n ォ クチル - 2 — ( 4 - ( 6 -メ チルォクタノ ィ ルォキシ) フエ 二 ル〕 ピリ ミ ジ ン 1.5g ( 57¾ ) を得た。
I.R. ( nujol ) : V = 1762.1588 cm"1
"H - Ν' ..1. R . ( 60 Hz、 CDC^ 3 / TMSin t)
5 ( pm ) = 8.62 ( S, 2H, Py rim ί dine H )
3.48 ( d, 2H.. J - 9Hz, Aromatic H)
7.12 ( d, 2H, J= 9Hz, Aromatic H)
0
2.33- 2.80 ( m: 4H.. -CH 2 -C:
- CH 2 - P r i m i d i n e
この液晶化合物は、 以下のような転移温度であつた。
( *印は過冷却であることを示す。 )
この液晶化合物を、 PVA ラ ビングの一軸配向処理を施した基 板間に挾持し、 液晶層厚を 2.5^ in とし、 ± 20V の電圧印加で 直交ニコル下で特性を測定した。 測定温度は 35 であつた。
コ ン ト ラ ス ト ( Ton / Toff) 一 11.5
fc、 速度 — 3 ms
実施例 33〜 38
以下、 下記光学活性アルキル酸ハラ イ ドとアルキルピ リ ミ ジ ルフ ノ ールを用いて、 実施例 1 と同様に操作を行ない目的化 合物を得た。
' CO -
CO . C ― o ^ ―
CO ^ c:
to
rc
O o o
^0S00/S8Jf/IDd ム 8000/980Ά
これらの液晶の転移温度と、 実施 { 1 と同様にして測定した 応答速度を以下の表にま とめる。
衷 3
C H a
(こ こで、 S ffl X , S m Yは、 S m A相, S m C相以外のスメ ク チ ノ ク相であり 、 特定できないために、 S 01 X , S m Yと記 した。 また、 '印は過冷却であるこ とを示す。 )
上記表に示したよう に、 m = 2, n = 8 の液晶及 m = 0 , n = 1 1の液晶は、 S m C相をと らないため応答速度は測定でき ないが、 種々 のブレ ン ド実験によ り 、 応答速度を速める添加剤
として使用できることが明らかになった。 - 実施例 39 .
CH 0
I II "
C2 H 5 CH ( CH2 ) 4 C ^ Cs Hl7 -η
(ィ ) ( S ) — 5 — η —ォク チルー 2 — C 4 - ( 1 ー ヒ ド ロ キ シ ー 6 — メ チルォク チル) フ ヱニル〕 ピ リ ミ ジ ンの合成
( S ) — 4 一 ( 1 ー ヒ ド ロキ シ ー 6 — メ チルォ ク チルペンズ ァ ミ ジ ン塩酸塩 0.82g, β — η —ォク チル— or — ジメ チルァ ミ ノ ァク ロ レイ ン 0.56g を入れ、 乾燥ヱタノ 一ル 20m に溶解した 後、 28%ナ ト リ ウ ムメ チラ一 ト * メ タノ ール溶液 2.04g を加え 還流下、 13時間反応した。 反応終了後、 氷水に流し込み、 塩酸 酸性とし、 反応生成物を酢酸ヱチルで抽出した。 酢酸ヱチル層 は、 水, 飽和食塩水で洗浄後、 乾燥し、 溶媒を溜去した。 得ら れた粗生成物を、 シリ 力ゲルク 口マ トグラフ ィ ー、 再結晶にて 精製し、 光学活性な ( S ) - 5 — n — ォクチル— 2 - ί 4 -
( 1 -- ヒ ド ロ キ シ - - 6 —メ チルォク チル) フエ 二ル〕 ピ リ ミ ジ ン 0.64g を得た。
I max cm_t : 3260, 1595, 1555
1440: 800
Ή- 'ilR ( ΘΟΪΙΗζ, CDC& -3 )
δ ( ppm ) : 8.67 ( S, 2H)
8.45 (d,2H)
7.50 ( d,2H)
4.77 ( t, 1H)
2.2 '〜 2.8 ( m, )
( π ) ( S ) 5 n ォ ク チル — 2 - ί 4 ( 6 — メ チルォ ク タ ノ ィ ル) フ ヱ ニル〕 ピ リ ミ ジ ンの^成
重ク ロム酸ピリ ジニゥム 107g, 乾燥した , Ν - ジメ チルホ ルムア ミ ド 5m を入れた。 次に、 乾燥した N , N —ジメ チルホル ムア ミ ド 2m に溶解した ( S ) — 5 — n -ォクチルー 2 — 〔 4 一 ( 1 —ヒ ドロキシ一 6 —メ チノレオク チル) フエニル〕 ピリ ミ ジン 0.08g を室温下、 ゆっ く り と滴下した。 滴下終了後、 さ ら に室温で、 2時間反応した。 反応終了後、 エーテルを加え希釈 し、 不溶物をハイ フ口ス ーパー セルを用いて濾別し、 反応生成 物をヱ一テル抽出した。 ヱ一テル層は、 希塩酸水, 水で洗'净後 乾燥し、 溶媒を溜去した。 得られた粗生成物を、 シリ カゲルク 口マ トグラフ ィ ー, 再結晶により精製し、 ( S ) — 5 - n —ォ クチノレ一 2 — 〔 4 — ( 6 —メ チルォクタノ ィ ル) フエニル〕 ビ リ ミ ジン 0.028gを得た。
I max c '1 : 1680, 1610, 1580, 1545
^- MR ( 60MHz, CD 3 )
δ ( ppm ) : 0.6〜 2.2 ( m, 30H )
2.64 ( t, 2H )
3.01 ( d, 2H )
8.07 (; d, 2H )
8.55 ( d, 2H )
- 8.66 ( S, 2H )
この液晶化合物の相転移温度を記す。
67 t 69 79.3
Cry S m A 1 so
51
またこの液晶化合物を、 PVA ラビングの一铀配向処理を施し た基扳間に狭持し、 液晶層厚を 2.5 m とし、 ± 20V の電圧印 加で、 直交ニコル下で応答測定したが、 61でで 200 s の値を した。
実施例 40
I
C2 H 5 CH ( CH 2 ) 2 n
光学活性な ( S ) — 5 _ n —ォク チル— 2 — 〔 4 — ( 3 ' ― ク ロ 口ペンチルォキシ) フ エ ニル〕 ピ リ ミ ジ ンの合成
滴下ロ ー ト、 冷却管、 塩化カルシウ ム管を備えた 1.0m の二 口フ ラ スコ に水素化ナ ト リ ウ ム (約 50%油中懸濁液) 0.77g, 乾燥 Ν,Ν - ジメ チルホルムア ミ ド 3m を入れた。 次に之に乾燥 N, N — ジメ チルホルムア ミ ド liti に溶解した 4 — ( 5 — n —ォ ク チル - 2 - ピ リ ミ ジニル) フ ヱノ ール 0.38gを氷冷下に滴下 した。 室温で、 30分間反応した後、 乾燥 Ν,Ν - ジメ チルホルム ア ミ ド liti に溶解した光学活性な ( S ) — 3 — ク ロ 口 ペ ンチル p — ト ルエ ンスルホ ン酸エステル 0.37g (こ の化合物は L ( + ) 一 ー ヒ ド ロキ シ吉享酸メ チルエステル (: [ = + 28.1, ( C= 1, CHC 3 ) より常法により合成した。 〕 を滴下した。 滴下後、 油 中 100でで 8時間反応を行なった。 反応終了後、 冷却し、 氷水に流し込み、 酢酸ェチルで抽出した。 酢酸ヱチル 層は、 5% Na0il、 水で洗浄後、 乾燥し、 有璣溶媒を溜去した。 残渣油伏物をシ リ 力ゲルカ ラ ム ク ロ マ ト グ ラ フ ィ ーにかけ、 再 結晶を操り返して精製し、 光学活性な ( S ) - 5 - n オクチ ルー 2 — 〔 4 — ( 3 ' — ク ロ 口 ペ ンチルォキ シ) フ エ ニル〕 ピ リ ミ ジ ン 0.19gを得た。
f ilm
IR V ( cm"1 ) 1610, 1585, 1430, 1250,
max
1170, 1110, 800, 750
'H-N' R ( 60MHz CDC^ 3 / T.MS int )
5 ( ρρηι ) : 8.62 ( S, 2H, Pyrimidine H )
8.42 ( d, 2H: Aromatic H )
7.02 ( d, 2H, Aromatic H )
4.03 ( t, 2H, -CH2 -0- )
2.60 ( t, 2H, -CH2 -pyr)
15.0 42.6
転移温度 Cry " S m A I so
* 13.5
(但し、 c印は過冷却を示す。 )
こ こ で、 本実施例の化合物 し 2 H 5 し d ( し ノ 2 は、 S m C相をとらないため、 実施例 1 の化合物
CH3
C 2 H 5 CH ( CH ) 5 O -^ Cs Hi? -n
と 1 : 3 の比に混合して得た液晶組成物の転移温度及び応答速 度を測定した。
転移温度 :
10.5 , 27.2 51.7
し r y * i> m し ^ ύ m A — * ί s 0
1 3'c
応答速度 : 220 s ( 25.0°c )
実施 1 のデータと比較して明らかなよ う に、 本実施例の液 晶化合物は、 応答速度を速く する効果を有しているこ とがわか る s
実施 f列 41
CN
C2 II s CH ( CH 2 ) 2 0€ C„ H23 -n
光学活性な ( S ) — 5 — n - ゥ ンデシル -· 2 - ( 4 - ( 3 ' 一 シァノ ペンチルォキシ〉 フ エ ニル〕 ピ リ ミ ジ ンの仓成
1 ) 光学活性な ( S ) — 5 — n - ゥ ンデシル— 2 — 〔 4 — ( 3 '
- メ タ ンスルホニルォキ シ ° ンチルォキ シ) フ エ ニル〕 ピ リ ミ ジ ンの合成
光学活性な ( S ) — 5 — n —ゥ ンデシル— 2 — ( 4 - ( 3 ' — ヒ ド ロキ シ 一ペ ンチルォキ シ) フ ヱ ニル〕 ピ リ ミ ジ ン 2.5g を乾燥ピリ ジ ン 25m に溶解した。 この混合物に、 氷冷下 5°c で、 メ タ ンスルホニルク ロ リ ド 0.76gをゆっ く り滴下した。 滴 下後、 さ らに 2時間反応し、 次いで室温で 2時間反応した。 反 応終了後、 氷水に流し込み、 エーテル抽出した。 エーテル層は、 希塩酸水、 水で洗浄後、 乾燥し、 ヱ一テルを溜去し、 油状物を 得た。 この油状物を結晶化分離し、 2.63g の光学活性な ( S ) — 5 — n —ゥ ンデシ /レー 2 — ί 4 - ( 3 ' — メ タ ンスルホニル ォキ シ — ペ ンチルォキ シ) フ エ ニル〕 ピ リ ミ ジ ンを得た。
n u j 01
I.R. : 1610, 1590, 1435, 1337,
max {. ' rn~l
1183, 1173, 910, 800
2 ) 光学活性な ( S ) - 5 — η -- ゥ ンデシル— 2 — C 4 - ( 3 ' - シァノ ペンチルォキ シ) フ エ ニル〕 ピ リ ミ ジ ンの合成
冷却管、 塩化カルシウ ム管を備えた 30m のフ ラ ス コ に、 1 ) で得た光学活性な ( S ) — 5 — η - ゥ ンデシル - 2 一 ί 4 - ( 3 ' — メ タ ンスルホニルォキ シ — ペ ンチルォキ シ) フ ヱ ニル〕 ピ リ ミ ジ ン 2.63g、 乾燥ジメ チルスルホキ シ ド 1 Om を入れ、 溶解した後、 シァン化ナ ト リ ゥ ム 0.32g を加え入れ、 室温で 15 時間攪拌した。 さ らに、 反応混合物を 80〜 90て で 4時間加熱後、 放冷し、 氷水に流し込み、 反応物をエ ーテル油岀した。 ヱーテ ル層は、 水で洗浄後、 乾燥し、 濾過し、 エーテルを溜去した。 得た粗生成物をシ リ カゲルカ ラムク ロマ トグラ フ ィ ーにかけ、 再結晶を繰り返して精製し、 l.Ogの光学活性な ( S ) - 5 - n
ゥ ンデシル一 2 — 〔 4 一 ( 3 ' シァ ノ ペ ンチルォキ シ) フ ェ ニルピ リ ミ ジ ンを得た。 比旋光度は、
25
·: (X ) = -28.57°C ( C= 2, CHC£ 3 )
D
であったが、 光学純度については探究していない。
n u j 01
I.R v ( cm"1 ) : 2240, 1605, 1585, 1430,
max
1245, 1165, 797
Ή-NM ( 60MHz, CDC s / T!IS int )
δ ( ppm ) : 8.60 ( S, 2H, P rimidine H )
8.40 ( d, 2H, Aromatic H )
7.00 ( d, 2H, Aromatic H )
4.20 ( t, 2H, -CH2 -0- )
0.65 〜 3.15 ( m, 31H)
得られた化合物の耘移温度を測定して次の結果を得/-
60.6
転移温度 Cry 5 I s 0
* 53 - (但し、 f印は過冷却を示す。 )
こ こ で、 本実施例の化合物
CN
C H 5 CH ( CH 2 ) 2 'ζτ^ C,, H23 -n は.. S m 相をとらないため、 実施 f列 1 の化合物
CH -3
C H 5 CH ( CH 2 ) α 'Q^ C s H,7 -n
と 1 : 3 の比に混合して得た液晶組成物の転移温度と応答を測 定した。
転移温度 :
2 °c .c 39.8 49.7
Cr v " S m C " S m A > I s o
-1 。C
応答速度 : 180," s ( 30.0°c )
実施例 1 のデータと比較して明らかなように、 本実施例の液 晶化合物は、 転移温度を大き く変化させることな く 、 応答速度 を速くする効果を有していることがわかる。
1 ) 光学活性な ( s ) アルコ キ シアルコ ールの合成 (各実施 例に共通)
25
活性ァ ミ ルア ルコ 一ノレ ( [ ] = — 4.48 ° ( nea t) ) を
D - 出 ¾原料とし、 該当するジォ一ルと常法により反応することに よ 'り、
CHs
CH a CH CHGH 2 -0- ( CH ·- ) m -OH
が得 れる。
かく して得られた光学活性アルコキシア ルコ ールは、 常法に より容易に脂肪族及び芳香族スルホン酸エ ステル若し く はハ口 ゲン化物に転化でき る。
2 ) 光学活性な ( S ) - 5 - η -- へキシル - 2 - ( 4 - ( 2 '' メ チルブチルォキ シブチルォキ シ) フ エ 二ル〕 ピ リ ミ ジ ンの 合成
冷却詧、 滴下ロ ー ト、 温度計、 塩化カ ルシウ ム管を備えた 100m 四つ口フ ラ スコ に、 乾燥 Ν', Ν'-ジメ チルホル厶ア ミ ド 16m 、 水素化ナ ト リ ウ ム 0.29g (約 50%油中懸濁液) を入れた。
次に乾燥 N, ジメ チルホルムァ ミ ド 4ι ^ に溶解した 4 一 ( 5 - n — へキ シルー 2 _ ピリ ミ ジニル) フ ヱ ノ ール 1.61gを滴下し 水素の癸生がな く なるまで反応した後、 光学活性な ( S ) - P- トルエ ンスルホ ン酸 2- メ チルブチルォキ シブチルエステル 2. Og (こ の化合物は上記 1 ) によ り得られた活性ァ ミ ルアルコ ー ルより誘導取得した。 ) を滴下し、 7時間 7ひ〜 80'cで反応した, 反応終了後、 氷水に注入し、 反応物をク ロ口ホルム抽出した。
ク ロ 口 ホルム層は、 水で洗浄後乾燥し、 ク ロ 口 ホルムを溜去 した。 得られた粗生成物を繰返し精製し、 光学活性な ( S ) -
5 — n ^キ シルー 2 — ( 4 - ( 2 ' - メ チルブチルォキ シブ チルォキ シ) フエ ニル〕 ピ リ ミ ジ ン 1.2gを得た。
f i lm
I .R. V ( cm'1 ) : 1610, 1585, 1425, 1250,
max
1170, 1110, 800
Ή - MR ( 80.HHz CDC β / T! S in t )
ο ( ppm ) : 8.52 ( S, 2HS Pyrimidine H )
8.36 ( d, 2H: Aromatic H )
6.94 ( d, 2H, Aromatic H )
3.97 ( t: 2H, -CH 2 -0- )
3.39 ( t: 2H, - C H■:■ -0 · )
3.13 ( dd, 2H, -CH-CH -> -0- )
2.50 ( t, 2H, -CH 2 -pyr)
0.5〜 2.2 ( m, 24H)
得られた化合物の転移 ¾度 (°C ) を測定して次の結果を得た
8 "c 28
し ry ; > m し Ch 1 S 0 実施例 43
実施 ί列 42と同様の方法で、 光学活性な ( S ) 5 - η -ォ ク
チルー 2 — 〔 4 - ( 2 ' - メ チルブチルォキ シブチルォキ シ) フ ヱ ニル〕 ピ リ ミ ジ ンを合成した
CH3
C
2 H 5 CHCH
2 -0- ( CH
2 ) 4 0
C
8 H - n film
I.R. y = : 1610, 1585, 1430, 1250,
max
1170, 1110, 800
xH- i1R ( 60MHz CDC^ 3 / TMS int )
5 ( ppm ) : 8.50 ( S, 2H, Pyrimidine H )
8.40 ( d, 2H, Aromatic H )
6.99 ( d, 2H, Aromatic H )
3.46 ( t, 2H, -CH2 -0- )
3.24 ( dd, 2H -CH-CH2 -0- )
z, . J 3 ( t , 2 H , GH 2 - pyr)
0.5 2.1 ( m, 28 II)
得られた化合物の転移温度 (で) を測定して次の結果を得た
42.0
し ry -- -— > S m C I s 0
<·—
' -4
実施^ 44
吏施^ 42と同様の方法で、 光学活性な ( S ) — 5 n - ゥ ン デシル — 2 - 4 - ( 2 ' 一 メ チルブチルォキ シブチル) フ ユ 二ル〕 ピ リ ミ ジ ンを合成した
CH3
C 2 H5 CHCH 2 -0- ( CH 2 ) 4 0 C,0 H21
f ilm
I.R. = : 1610, 1585, 1435, 1260,
max
1175, 1115, 800
^- MR ( 60MHz CDC a / TMS int )
5 ( pm ) ; 8.57 ( S, 2H, Pyrimidine H )
8.36 ( d, 2H, Aromatic H )
6.98 ( d, 2H, Aromatic H )
4.02 ( t, 2H, -CH a -0- )
3.42 ( t, 2H, CH 0- )
3.20 ( dd, 2H, -CH-CH2 -0- )
2.55 ( t, 2H, - CH2 -pyr) .
0,5〜 2.1 ( m, 34H)
得られた化合物の転移温度 (て) を測定して次の結果を得た
16 t 520
し ώ m し I s 0
6
実施例 45
CH a
n C3 H 0€H^ ( CH2 ) s CHC2 H5 "
光学活性な ( S ) — 2 - 〔 4 — n -ォクチルォキ シフ エ ニル: 5 - :: S - メ チルォ ク チル〕 ピ リ ミ ジ ンの合成
冷却管、 温度計、 滴下ロー ト 、 塩化カルシウ ム管を <1えた 30 m の三つ口 フ ラ ス コ に、 水素化ナ ト リ ゥ ム Q .33g (約 50 % oil Suspension) 乾燥 N , N -ジメ チルホルムア ミ ド 3m を入れた; 次に、. 乾燥 Ν,Ν'-ジメ チル'ホルムア ミ ド 6m に ¾解した光学活性 な ( S ) ■ 4 - C 5 ( 6 - メ チルォ ク チル) 2 ピ リ ミ ジ ニル〕 フ ニ ノ —ル 1.7ig を室温下ゆつ く り と滴下した。 さ らに 30分間反応した後、 1 _ブロ ムオ ク タ ン 1.10g を加え、 90てで
7 時間反応した。 反応終了後、 氷水に流し込み、 反応生成物を 酢酸ェチルで抽出した。 有殿層は、 水でよ く洗浄し、 乾燥後、 有機溶媒を溜去し、 粗生成物を得た。 この粗生成物は、 シ リ カ ゲルク ロマ ト グラフ ィ ー、 再結晶にて精製し、 光学活性な ( S ) - 2 - 〔 4 — n —ォクチルォキシフエニル〕 一 5 — 〔 6 —メ チ ルォクチル〕 ピリ ミ ジン 1.3gを得た。
I . V max ( cm"1 ) : 1610, 1585, 1430, 1250
1170, 800
( 60MHz, CDC^ 3 )
(5 ( ppm ) 8.38 (S, 2H )
8.28 ( d, 2H )
6.97 ( d, 2H )
3.27 〜 4.20 ( m, 4H )
0.6〜 2.1 ( m, 32H)
転移温度
14 。c .i 28 °c 44°c
^ S m C Ch —— I so
6 。c 29.4°c 43.5°c
実施 ^ 46
( S ) — 2 — ( 4 — n —ォク チルフエニル) 一 5 — ( 6 — メ チルォクチルォキシ) ピリ ミ ジ ンの合成
冷却管、 塩化力ルシゥム管、 滴下ロ ー ト 、 温度計を備えた三 口フ ラスコに、 4 - in —ォク チルペンズア ミ ジン塩酸塩 2.64g 、
( S ) - - ( 6 —メ チルォクチルォキシ) 一 β _ (ジメ チル ァ ミ ノ ) ァク ロ レ イ ン 2.38g 、 無水エタノ ール 20m を入れた。 次に 28%ナ ト リ ウムメ チーラー ト ' メ タノ ール溶液 4.18g を、 室温下、 ゆつ く り と滴下した。 滴下後、 還流下、 11時間反応を
Ϊ丁な つ 反応終了後氷水に流し込み、 反応生成物を、 酢酸ェ
チルで抽出した。 酢酸ェチル層は、 水でよ く 洗浄し、 乾燥後、 減圧下、 溶媒を溜去した。 得られた粗生成物をシルカゲルカ ラ ムク ロマ トグラフィ ー、 再結晶にて精製し、 ( S ) — 2 _ ( 4 一 n —ォ ク チクレフ ヱ ニル) 一 5 — ( 6 — メ チルォク チルォキ シ) ピリ ミ ジ ン 2.41g を得た。
I. V max ( cm"1 ) : 1610, 1578, 1440
1280, 785
H-NilR ( 60! Hz CDC 3 )
S ( ppm ) : 0.65 〜 2.2 ( m, 32H)
2.66 ( t, 2H )
4.04 ( t, 2H )
7.30 (d, 2H )
8.30 ( d, 2H )
8.45 ( s, 2H )
転移温度
13°c 10°c 18°c 51°c 51.4°c
' ¾ϊ七π S日日 S ni X —→ S m Y—— - S m C—一 + S m A—— - I s o
-22°c · 5°c 9.5°c 50'C 51.4'c
(こ こで、 S m X , S m Yは相未確認のス メ ク チ ンク相である 実施^ 47
CH-3
( S ) 5 - ( n —ゥ ンデシルォキ シ) 一 2 — 〔 4 一 ( 2 — メ チルブチルォキ シ) フ エ ニル〕 ピ リ ミ ジ ンの合成
50? /。水素化ナ ト リ ウ ム 0.185gを乾燥 D M F 2m に懸濁し、 氷 冷下、 乾燥 D F 5ι ^ に溶 S?した 2 ― ( 4 - ヒ ドロキ シフヱ二 ル) -- 5 — ( n - ゥ ンデシル) ピ リ ミ ジ ン 1.1 gをゆっ く り滴下 し、 室温で 30分間攪拌した後、 2 —メ チル - 1 一 ( p — ト リ ル
23 スルホニルォキシ) ブタ ン 〔 ( S ) -ァ ミ ルアルコ ール ( 〔 α〕
D
― 5.8。 ( neat) より調整した。 〕 0.785gを滴下した。 次いで 反応混合液を 100'cで 5時間攪拌した後、 氷水に注ぎ、 反応生 成物を酢酸ェチルエステルで油出した。
酢酸ェチルエステル層を 5 % NaOH水で洗い、 硫酸マグネ シゥ ムで乾燥後、 溶媒を留去して得た残渣をシ リ カゲルカ ラムク ロ マ トグラフィ ー、 ついで再結晶にて精製して、 ( S ) — 5 — ( n —ゥ ンデシルォキシ) 一 2 — 〔 4 一 ( 2 —メ チルブチルォキ シ) フエニル〕 ピリ ミ ジンを収率 7 6 %で得た。
実施 β¾48〜 50 .
実施例 47と同様の方法で、 一般式
CH3
I I
C2 Hs CH ( CH2 ) m 0 OCn H 2 η÷χ -n
で示される化合物について、 ill, 1 を変化させた化合物を合 成した。 以下に実施例 47とともに、 特性を表にまとめる。
表 4 化合物の特性測定値
i
; 目的化合物 I R T max cm —1 Ή - N M R
実施例 47 1615, 1590, 1550, 0.7〜 2,2 ( m, 30H ) m= 1 1525, 1445, 1250 3.85 ( d, 2H ) n= 11 4.04 ( t, 2H )
7.00 ( d, 2H ) 8.33 ( d, 2H )· 8.42 ( s, 2H )
! 実施例 48 1612= 1585, 1555, 0.7〜 2.1 ( m, 27H ) m= 2 1512, 1440 4.05 ( t, 4H ) n= 8 6.95 ( d, 2H )
8.28 ( d, 2H ) 8.36 ( s, 2H ) 実施 ί列 49 1610, 1584, 1525, 0.6〜 2.1 ( m, 32H ) m= □ 1515, 1435 2.60 ( t, 2H ) n= 8 4.00 ( t, 2H )
6.97 ( d, 2H ) 8.36 ( d, 2H ) 8.57 ( s, 2H ) 実施 ί列 50 1610, 1510, 1550, : 0.7〜 2.27 ( m , 32Η ) m= 2 1512, 1440 ! .4.13 ( t, 4H ) n= 11 ! 7.02 ( d, 2H )
! 8.35 ( d, 2H ) 8.45 ( s, 2H )
表 5 化合物の相転移温度及び応答速度
300 ( 30°C )
実施 i列 52
CH
CH3 CH2 CH - ( CH2 ) -C-0-〈§ -O-CnH 2
( m= 0, n= 11, i不斉炭素)
( S ) 一 5 — n —ゥ ンデシルォキシ— 2 — C 4 - ( 2 —メ チ ルブチルォキシ) フヱニル〕 ピリ ミ ジンの合成
2
25 m のフラスコに、 ( s ) ァ ミ ルアルコ ール ( 〔 〕 ―
D
5.8 。 eat) より合成した 2 —メ チル酪酸 0.328g 、 一 ( 5 — n - ゥ ンデシルォキシ— 2 — ピリ ミ ジニル) フヱノ ール 1. lg、 無水ク ロ口ホルム 8ni 、 4 ー ジメ チルァ ミ ノ ピリ ジン、 S ' S ' ジシク ロへキシルカルボジィ ミ ド 0.662gを入れ、 室 温で一昼夜反応した。 反応終了後、 不溶物を濾別し、 反応生成 物をク ロ口ホルム抽出した。 有璣層は、 水、 塩酸、 水で洗浄 し乾燥後、 有機溶媒を溜去した。 得られた反応生成物をシリ カ ゲルク ロマ ト グラフ ィ ー、 再結晶にて精製し、 光学活性な ( S ) 一 5 — n — ゥ ンデシルォキシ 一 2 — C 4 - ( 2 —メ チルブチル ォキシ) フヱニル〕 ピリ ミ ジンを収率 70%で得た。
n u i 01
I.R v ( cm-1 ) 1762, 1602, 1550,
max
1440, 1278,
N R ( 60MHz, .CD 3 )
δ ( ppm ) : 8.42 ( S: 2H )
8.40 ( d, 2H )
7.17 ( d, 2H )
4.40 ( t, 2H )
2.3〜 2.8 (m, 1H )
0.6〜 2,2 ( m, 29H)
実施例 53〜 57
_23
以下、 下記 ( S ) ァ ミ ルア ルコ ール 〔 or〕 - 5.8 。 ( neat) 3
D
より合成した ( S ) 体のアルキル酸とアルキルォキシピリ ミ ジ ニルフ ノ ールを用いて、 実施例 1 と同様に操作を行ない目的 化合物を得た。
以下に、 実施洌 51も含め表にまとめる。
¾ 6 1 洲実施
出
CH Q Cll 2 coon
53 Cll a Cll 2
54 CH a Cll 2
55 Cll a Cll 2
8ト0/00s/l:/s ioos
11000 z 113 ε !13
Z 0 ¾?
9
表 Ί 化合物の相耘移温度及び応答速度
s印は過冷却を示す
実施 ί列 58〜 61
合成した特徵的な化合物について、 その構造式と転移温度の データを表 8 として、 以下に記す。
ο
C1
)
0/S8Jf/IDd
91? 8000/98 0Ά
実施例 62
( R ) 一 5 — n — ゥ ンデシルー 2 C 4 - ( 2 ' — メ チルブチ ルォキ シ) フ ヱ ニル〕 ピ リ ミ ジ ンの合成
50%水素化ナ ト リ ゥム 0.57g を乾燥したジメ チルホルムァ ミ ド 6m に懸濁し、 2 — ( 4 —ハイ ドロ キ シフ エ ニル) 一 5 — n — ゥ ンデシルピ リ ミ ジ ン 3.2gを乾燥ジメ チルホルムァ ミ ド 6m i に溶かして加え、 室温で 60分間攪拌後、 ( R ) - 2 - メ チル - 1 一 ( P — ト ルエ ンスルホニル) ォキシブタ ン 2.9gを乾燥ジメ チルホルムァ ミ ド 5« ^ に溶かして加え、 混合物を 75〜 80'c に加 温し、 8 時間攪拌反応を行い、 反応液を氷水に注ぎ、 酢酸ェチ ルで抽出し、 食塩水で洗い、 硫酸マグネ シウ ム乾燥して、 溶媒 を溜去後、 4.27g の残渣を得た。 こ の ものをシ リ カゲルカ ラ ム ク ロマ トグラフ ィ —、 ついで再結晶により精製して、 2.0gの
( R ) — 5 — n — ゥ ンデシルー 2 — 4 - ( 2 ' — メ チルブチ ルォキ シ) フ エ ニル〕 ピ リ ミ ジ ンを得た。
25
( o - 7.05 ( C= 2.0 , CHC 9 )
D
I . R リ m a x i, c m"1 ) 1610, 1590, 1435, 1255,
1170, 850, 800
Ή N'M ( 60MHz CDC 3 )
S ( ppni ) 0.6 〜 2.23 ( m, 30H)
2.53 ( t, 2H )
3.72 ( d, 2H )
6.88 ( d, 2H )
8.24 ( d, 2H )
8.43 ( s, 2H )
この液晶化合物は以下のような転移温度であつた
35.0 t 38.2 49.0
Cr —— » S m C »· S m A—— * I s o
( *印は過冷却であることを示す。 )
こ の液晶化合物を、 PVA ラビ ングの一軸配向処理を施した基 板間に挾持し、 液晶層厚を 2,5^" ™ とし、 ± 20V の電圧印加で、 直交ニコ ル下で特性を測定した。 測定温度は 35'cであつた。
応答速度 210 ^
実施例 63
( R ) — 5 — n —ォク チノレ 一 2 — 〔 4 — ( 4 ' ー メ チルへキ シルォキ シ) フ ヱ ニル:! ピ リ ミ ジ ンの合成
50¾水素化ナ ト リ ゥ ム 0.605gを乾燥ジメ チルホルムァ ミ ド 5m に懸濁し、 2 — ( 4 — ノヽイ ド 口 キ シフ ヱ ニル) — 5 _ η —ォ ク チルビ リ ミ ジ ン 3. Ogを乾燥ジメ チルホルムァ ミ ド 7i»i に溶か して加え、 室温で 60分間攪拌後、 ( R ) - 4 - メ チル 1 — ( P — ト ルエ ンスルホニル) ォキ シへキサ ン 2.84g を乾燥ジメ チルホルムァ ミ ド 5m &に溶かして加え、 混合 f¾ "を 75〜 80。cに加 温し、 8 時間攪拌反応を行った後、 氷水に注ぎ、 齚酸ェチルで 油岀し、 食塩水で洗い、 硫酸マグネ ンゥ ムで乾燥後、. 溶媒を溜 去して、 4.15g の残渣を得た。 こ の残渣をシリ 力ゲルカ ラ ムク 口マ トグラフ ィ —、 再結晶により精製して、 2.5gの ( R ) - 5 - n —ォ ク チル -- 2 - 〔 4 一 ( 4 ' 一 メ チルへキ シルォキ シ) フ ニ ニル:' ピ リ ミ ジ ンを得た。
25
ί - 5.25 ° ( C= 2, CHC 3 )
D
I.R v max ( cm'1 ) : 1610, 1590, 1435, 1255, 1170
850, 802
Ή- !IR ( δΟίΙΗζ, CDC 3 )
δ (ppm ) : 0.6 〜 2.20 ( m, 28H)
2.55 ( t, 2H )
3.97 ( t, 2H )
6.91 ( d, 2H )
3.25 ( d, 2H )
8.48 ( s, 2H )
この液晶化合物の転移温度は以下のようであった。
34.0 44.2 51.5
Cry >■ S m C * S m A * I s o
( *印は過冷却であることを示す。 )
この液晶化合物を、 PV.4 ラ ビングの一軸配向処理を施した基 板間に挟持し、 液晶層厚を 2.5^ (11 とし、 ± 20V の電圧印加で、 直交 コル下で特性を測定した。 測定温度は 27。Cであった。
応答速度 245 S 産業上の利用可能性
以上実施例で見てきたように、 本発明による新規液晶化合物 は、 応答性が良好であり、 かつ、 室温付近の広い温度範囲で S m C相を呈する化合物であり、 実用的な S m C相温度範囲を有す る液晶組成物を得てい く 上で、 画期的な材料である。 強誘電性 液晶ディ スプレイ の実用化に大き く 寄与するものである。