JPH03232868A - 新規光学活性化合物及び液晶組成物 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は新規な光学活性化合物及びこれを用いた液晶組
成物に関する。

〔従来の技術〕

液晶表示素子は低駆動電圧、低消費電力、薄型・軽量等
の特徴があり、電卓、時計、テレビ等に適用されている
。これらの表示材料には現在ネマチック液晶が最も広汎
に使用されているが、画像表示の応答速度が遅い（数十
ｍ　５ｅｃ）という欠点があった。この欠点を解決する
方法のつとして、強誘電性液晶を利用する表示方式がＮ
、　Ａ、クラーク（Ｎ、　Ａ、Ｃ１ａｒｋ）ら〔アプラ
イド　フイジクス　レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙ
ｓ。

Ｌｅｔｔ、）第３６巻、第８９９頁（１９８０）　）に
より提案されている。この方式は強誘電性液晶のカイラ
ルスメクチックＣ相（以下、Ｓｃ”相と略す）等を利用
するものであり、強誘電性液晶材料にはＳｃ”相の温度
範囲が広いこと、自発分極が大きいこと、回転粘度が小
さいこと等が要求される。

しかし、これまでに報告されている主な強誘電性液晶化
合物は、Ｓｃ”相の温度範囲が狭い、自発分極が小さい
等の欠点があるほか、アゾメチン基を含む化合物では化
学的な安定性に劣るという欠点もあり実用的ではなかっ
た。

また、強誘電性液晶を電気光学素子として実用に用いる
場合には、液晶温度範囲、電気・光学特性を適切に制御
する必要から、数種の強誘電性液晶及び非強誘電性液晶
を混合して組成物として用いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

そのため、化学的安定性に優れ、様々な特性を持つ液晶
化合物が数多く望まれていた。

実用的なＳｃ”液晶組成物を得るには、Ｓｃ”相を示す
化合物を複数混合する方法と、光学活性でないスメクチ
ックＣ相を示す液晶化合物あるいは液晶組成物に光学活
性化合物を添加する方法とがあり、後者が低粘度で高速
応答を得ることも容易であると考えられるため、現在で
は主流になりつつある。添加する光学活性化合物として
は、組成物で大きな自発分極を与えると共に他の特性を
も満たす、なかでも低い粘度を与えることが望ましい。

本発明の目的は、化学的に安定で、かつ低粘度の新規な
光学活性化合物、及びそれを含有する液晶組成物を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明を概説すれば、本発明の第１の発明は光学活性化
合物に関する発明であって、下記−般式（■）： （式中、Ｒ１は炭素数４以上のアルキル基又はアルコキ
シ基、Ｒ２は炭素数１０以下のアルキレン基又は単結合
であり、Ｒ３は炭素数２０以下のアルキル基、アルコキ
シ基、アルカノイル基、アルカノイルオキシ基、又はア
ルコキシカルボニル基である。ｊは０又は１の数、ｉ、
に、及び１は２以下の整数である。Ｘは−０００−１−
ＯＣＯ−１−ＣＩ（２０−１−０Ｃ１１２−１−Ｃ１１
２ＣＨ２−１−Ｃ＝Ｃ−１又は単結合、Ｙは酸素又は硫
黄、Ｚはメチル基、エチル基、ハロゲン、又はニトリル
基である。Ａ、　Ｂ及びＤは１，４−フェニレン基、１
．４−シクロヘキシレン基、又は２，５−ピリミジレン
基を示し、０本は不斉炭素を示す）で表されることを特
徴とする。

また、本発明の第２の発明は、カイラルスメクチック液
晶組成物に関する発明であって、上記第１の発明の光学
活性化合物を少なくとも１成分含有していることを特徴
とする。

本発明者らは、高速応答する強誘電性液晶組成物を開発
するなかで、添加する光学活性化合物を種々合成、探索
し、本発明に到達した。

一般式（Ｉ）中、Ｒ１の例としては直鎖のノニル基、オ
クチル基、オクチルオキシ基、あるいは分岐した光学活
性１−メチルへブチルオキシ基、光学活性２−メチルブ
チル基などが挙げられる。Ｒ８の例としては、メチル基
、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基、ある
いは分岐した１−メチルプロピル基、２−メチルブチル
基、あるいはブトキシ基、１−メチルプロポキシ基、２
−メチルブトキシ基、あるいはプロパノイル基、ブタノ
イル基、あるいはブタノイルオキシ基、光学活性２−ブ
トキシプロパノイルオキシ基、あるいはブトキシカルボ
ニル基、１−メチルプロポキシカルボニル基などが挙げ
られる。大きい自発分極を得るためには、Ｒ３としてア
ルカノイルオキシ基、特に光学活性２ブトキシプロパノ
イルオキシ基などを有するのが望ましい。

〔化合物の製法〕 （Ｉ）式の化合物は、例えば、以下の経路で合成される
。

〔式中、 記号は前記式（Ｉ） と同様〕

すなわち、４−（４μ！置換フエニル）−２アミノフエ
ノールに光学活性酸の塩化物をピリジン等の塩基性溶媒
中で反応させ、対応するアミド化合物を得、これを加熱
あるいは無水酢酸、ピリジン及びベンゼンからなる混合
溶媒、又はポリリン酸、塩化チオニル、オキシ塩化リン
等の脱水剤により脱水、閉環させ目的とするベンゾオキ
サゾール化合物を得ることができる。なお、式（Ｉ）中
Ｒ３がアルコキシ基である化合物は、例えば下記に示す
ように乳酸を原料に用いることにより合成できる。

〔式中、記号は式（Ｉ）と同様、Ｒ（まアルキル基を表す〕

〔実施例〕 以下、本発明を実施例により更１こ詳細１こ説明するが
、本発明はこれら実施例に限定されな（１゜実施例１ （Ｓ）−２−（１−メチルプロピル）−５−（４−オク
チルオキシフェニル）ベンツ゛オキサゾール （一般式Ｉ中、Ｒ１がＣａＨＩｔＯ−１Ｒ２が単結合、
Ｒ３がエチル基、ｉ、ｊｓ　ｌが０であり、ｋが１であ
り、Ｂが１．４−フェニレン基、Ｙが酸素、Ｚがメチル
基である化合物） ２５０ｍｌ１のなす形フラスコに１．０ｇの２−アミノ
−４−（４−オクチルオキシフェニル）フェノールと５
０ｍ１の四塩化炭素、１０−のピリジンを入れ、０．４
ｇの（Ｓ）−２−メチル酪酸塩化物を滴下した。室温で
一夜かくはんした後、３時間還流した。室温に冷却後、
反応液に水とエーテルを加え、有機層を酸、アルカリで
洗浄し、無水硫酸ナトリウム上で乾燥させた。溶媒を留
去後、残留物をエタノールから再結晶して、（Ｓ）−２
−（２−メチルブチロイル）アミノ４−（４−オクチル
オキシフェニル）フェノール０．４ｇを得た。得られた
化合物０．４ｇ及びｐトルエンスルホン酸０．２ｇをｏ
−ジ）ｙロワベンゼン３　、ＯｒｎＩ！、中に加え、デ
ィーンスターク装置を用いて、１８０℃にて加熱し、脱
水・閉環反応を行った。反応終了後、水とエーテルを加
え、希塩酸、水酸化ナトリウム水溶液で洗浄後、無水硫
酸ナトリウム上で乾燥した。溶離液としてクロロホルム
を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーを２回行
って精製し、目的とする０ （Ｓ）−２−（１−メチルプロピル）−５−（４オクチ
ルオキシフエニル）ベンゾオキサゾール０．１２　ｇを
微黄色油状物として得た。

Ｉ　Ｒ（ｎｅａｔ）　：　　２９２０．　２８４０．　
１６１０．　１５４５゜１４４０、　１２６０ ｍ／ｅ　＝　３７９（Ｍ＋） 元素分析　計算値：　　Ｃ，７９，１２、Ｈ，８，７６
；Ｎ、　３．６９ 実験値：　　Ｃ，７９，００、Ｈ，８，８７；Ｎ、　３
．６８ 実施例２ （Ｓ）−２’−（１−ブトキシエチル）−５（４−ノニ
ルフェニル）ベンゾオキサゾール（一般式■中、Ｒ１が
ノニル基、Ｒ３が単結合、Ｒ３がブトキシ基、１％　ｊ
ｓ　ｌが０であり、ｋが１であり、Ｂが１，４−フェニ
レン基、Ｙが酸素、Ｚがメチル基である化合物） Ｌｏｇの２−アミノ−４−（４−ノニルフェニル）フェ
ノールと４．０ｇの（Ｓ）−２−ブトキシプロパン酸塩
化物を用いて、実施例１と同様１ に処理することにより目的とする（Ｓ）−２（１−ブト
キシエチル）−５−（４−ノニルフェニル）ベンゾオキ
サゾール１．１ｇを微黄色油状物として得た。

ｍ／ｅ　　＝　　３９３　（Ｍ＋） 〔α］　ｏ”’−−２１．８°（ｃｍ２．０．　　ＣＨ
Ｃｌ３）Ｉ　Ｒ（ｎｅａｔ、　ｃｍ　’）　　：　　２
９２０．　２８８０．　１６１５゜１５７５、　１５１
８．　１４７０．　１２５０’Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ２
．　ｐｐｍ）　：　　０．９（６Ｈ）、　　１．２５−
１．６（１４ｆｔ）。

１．７（３Ｈ）、　　１．８（２Ｈ）、　　３．５３（
２１１）、　　４．０（２日）。

４、７６　（１旧、　　７．０（２旧、　　７．５３（
４Ｈ）、　　７．８６（ＩＨ）元素分析　計算値：　　
Ｃ，７９，３５；　　Ｈ，８，９６；Ｎ、　３．５６ 実験値：　　Ｃ，？９．２３　、　　Ｈ，９，０３。

Ｎ、　３．５４ 実施例３ 下記の重量比で混合し、液晶組成物を作製した。

実施例１の化合物 ５．０％ この組成物は、−３，６℃〜４２℃でＳｃ”相、４２℃
〜６６℃でスメクチック人相、６６℃〜７７．５℃でコ
レステリック相を示した。

この液晶組成物を試験用液晶セル［ＩＴＯを蒸着したガ
ラス板上にポリイミド膜を設け、定方向にラビングし、
ガラスピーズ（径４μｍ）をスペーサに用いて、２枚の
基板を張り合せた］中に封入して、試験用素子を作製し
た。この試験用素子に±２０Ｖの電圧を印加し、偏光顕
微鏡により観察したところ、透過光強度の変化が３ 認められた。その強度変化から、応答時間を求めたとこ
ろ、２５℃において１２７０μ秒であっノ′、−０また
、三角波法により測定した自発分極は０．１　ｎＣ／　
ｃｍ２以下であった。

実施例４ 実施例２の化合物４０ｍｇとメルク社のスメクチックＣ
液晶組成物（ＺＬ４３２３４Ｂ）　　３６０ｍｇを用い
て強誘電性液晶組成物を調整した。得られた組成物は降
温時、８５．４℃〜６９．４℃でコレステリック相、６
９．４℃〜６５．４℃でスメクチックＡ相、６５．４℃
以下でＳｃ”相を示した。実施例３と同様に応答速度を
測定したところ、２５℃において６２２μ秒の高速であ
った。またこの温度で、三角波法により測定した自発分
極は十〇、　０５　ｎＣ／　ｃｍ２であり、そのときの
チルト角は１７．６℃、７０℃におけるピッチは１３μ
ｍであった。

〔発明の効果〕

本発明の一般式（Ｉ）式で表される化合物は、化学的に
安定な分子構造と低い粘度を有する光４ 学活性化合物である。スメクチックＣ液晶相を呈する液
晶化合物あるいは液晶組成物に添加することにより、高
速動作する強誘電性液晶組成物を与える。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記一般式（ I ）： ▲数式、化学式、表等があります▼…（ I ） （式中、Ｒ＿１は炭素数４以上のアルキル基又はアルコ
   キシ基、Ｒ＿２は炭素数１０以下のアルキレン基又は単
   結合であり、Ｒ＿３は炭素数２０以下のアルキル基、ア
   ルコキシ基、アルカノイル基、アルカノイルオキシ基、
   又はアルコキシカルボニル基である。ｊは０又は１の数
   、ｉ、ｋ、及びｌは２以下の整数である。Ｘは−ＣＯＯ
   −、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＿２Ｏ−、−ＯＣＨ＿２−、−
   ＣＨ＿２ＣＨ＿２−、−Ｃ≡Ｃ−、又は単結合、Ｙは酸
   素又は硫黄、Ｚはメチル基、エチル基、ハロゲン、又は
   ニトリル基である。Ａ、Ｂ及びＤは１，４−フェニレン
   基、１，４−シクロヘキシレン基、又は２，５−ピリミ
   ジレン基を示し、Ｃ＾＊は不斉炭素を示す）で表される
   ことを特徴とする光学活性化合物。 ２、請求項１記載の光学活性化合物を少なくとも１成分
   含有していることを特徴とするカイラルスメクチック液
   晶組成物。