JP7551275B2 - 混合物、高分子、光学フィルム、光学異方体、偏光板、表示装置および反射防止フィルム、並びに、混合物の製造方法 - Google Patents
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Description
また、本発明は、上記光学フィルムおよび光学異方体の調製に使用し得る高分子、並びに、当該高分子の調製に使用し得る混合物に関するものである。
しかしながら、従来の位相差板には、位相差板を通過して出力される偏光が有色の偏光に変換されてしまうという問題があった。これは、位相差板を構成する材料が位相差について波長分散性を有し、可視光域の光線が混在する合成波である白色光に対しては各波長ごとの偏光状態に分布が生じることから、入力光を全ての波長領域において正確なλ/4あるいはλ/2の位相差の偏光に調整することが不可能であることに起因する。
このような問題を解決するため、広い波長域の光に対して均一な位相差を与え得る広帯域位相差板、いわゆる逆波長分散性を有する位相差板が種々検討されている。
薄層化の方法としては、低分子重合性化合物を含有する重合性組成物をフィルム基材に塗布して光学フィルムを形成することにより位相差板を作製する方法が、近年では最も有効な方法とされている。そのため、優れた逆波長分散性を有する光学フィルムを形成可能な重合性化合物またはそれを用いた重合性組成物の開発が多く行われている。
かくして本発明によれば、下記に示す混合物、高分子、光学フィルム、光学異方体、偏光板、表示装置および反射防止フィルムが提供される。
下記式(I)で示される重合性化合物(I)と、下記式(II)で示される重合性化合物(II)とを含み、
質量基準で、前記重合性化合物(I)の含有量が、前記重合性化合物(II)の含有量の0.2倍超である、混合物。
或いは、2種類以上の重合性化合物の混合物であって、
下記式(I)で示される重合性化合物(I)を2種類以上含み、且つ、下記式(II)で示される重合性化合物(II)を実質的に含有しない、混合物。
Ar1およびAr2は、それぞれ独立して、少なくともD1を置換基として有する2価の芳香族炭化水素環基、または、少なくともD1を置換基として有する2価の芳香族複素環基を表し、
D1は、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群より選ばれる少なくとも1つの芳香環を有する炭素数1~67の有機基を表し、
Z1~Z4は、それぞれ独立して、単結合、-O-、-O-CH2-、-CH2-O-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-S-、-S-C(=O)-、-NR21-C(=O)-、-C(=O)-NR21-、-CF2-O-、-O-CF2-、-CH2-CH2-、-CF2-CF2-、-O-CH2-CH2-O-、-CH=CH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH=CH-、-CH2-CH2-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH2-CH2-、-CH2-CH2-O-C(=O)-、-C(=O)-O-CH2-CH2-、-CH=CH-、-N=CH-、-CH=N-、-N=C(CH3)-、-C(CH3)=N-、-N=N-、または、-C≡C-を表し、R21は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、
A1~A4およびB1~B4は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい環状脂肪族基、または、置換基を有していてもよい芳香族基を表し、
Y1~Y4およびL1~L4は、それぞれ独立して、単結合、-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-NR22-C(=O)-、-C(=O)-NR22-、-O-C(=O)-O-、-NR22-C(=O)-O-、-O-C(=O)-NR22-、または、-NR22-C(=O)-NR23-を表し、R22およびR23は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、
R1~R6は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基または塩素原子を表し、
a、b、gおよびhは、それぞれ独立して、0または1であり、
c、d、iおよびjは、それぞれ独立して、1~20の整数であり、
eおよびfは、一方が1~3の整数で、他方が0~3の整数であり、
R2およびR3が複数存在する場合、それらは、それぞれ同一であっても、相異なっていてもよい。〕
Axは炭素数6~30の芳香族炭化水素環および炭素数2~30の芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する有機基を表し、Axが有する芳香環は置換基を有していてもよく、
Ayは、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数1~30の有機基を表し、
Qは、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、
R0は、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、炭素数1~6のハロゲン化アルキル基、炭素数2~12のN,N-ジアルキルアミノ基、炭素数1~6のアルコキシ基、ニトロ基、-C(=O)-Ra、-C(=O)-O-Raまたは-SO2Raを表し、Raは、炭素数1~6のアルキル基、または、炭素数1~6のアルキル基若しくは炭素数1~6のアルコキシ基を置換基として有していてもよい炭素数6~20の芳香族炭化水素環基を表し、
n1は0~3の整数を表し、n2は0又は1を表し、n3は0~4の整数を表し、n4は0~2の整数を表し、
R0が複数存在する場合、それらは、それぞれ同一であっても、相異なっていてもよい。〕
Ay、Q、R0、n1、n2、n3およびn4は、前記と同じ意味を表し、
R11~R14は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~6のフルオロアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、または、-C(=O)-O-Rbを表し、Rbは、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2~20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3~12のシクロアルキル基、または、置換基を有していてもよい炭素数5~12の芳香族炭化水素環基を表し、環を構成する少なくとも1つのC-R11~C-R14は、窒素原子に置き換えられていてもよい。〕
E3およびE4は、それぞれ独立して、-CR24R25-、-S-、-NR24-、-C(=O)-または-O-を表し、R24およびR25は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表し、
Rcは、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~6のアルキルスルフィニル基、炭素数1~6のアルキルスルホニル基、カルボキシル基、炭素数1~6のフルオロアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~6のチオアルキル基、炭素数1~6のN-アルキルアミノ基、炭素数2~12のN,N-ジアルキルアミノ基、炭素数1~6のN-アルキルスルファモイル基または炭素数2~12のN,N-ジアルキルスルファモイル基を表し、
p0は0~2の整数であり、
D3およびD4は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、
Rcが複数存在する場合、それらは、それぞれ同一であっても、相異なっていてもよい。〕
Rdは、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~6のアルキルスルフィニル基、炭素数1~6のアルキルスルホニル基、カルボキシル基、炭素数1~6のフルオロアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~6のチオアルキル基、炭素数1~6のN-アルキルアミノ基、炭素数2~12のN,N-ジアルキルアミノ基、炭素数1~6のN-アルキルスルファモイル基または炭素数2~12のN,N-ジアルキルスルファモイル基を表し、
p1は、0~5の整数、p2は、0~4の整数、p3は、0~3の整数、p4は、0~2の整数を表し、
Rfは、水素原子またはメチル基を表し、
Rdが複数存在する場合、それらは、それぞれ同一であっても、相異なっていてもよい。〕
E3、Rcおよびp0は、前記と同じ意味を表し、
Rdは、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~6のアルキルスルフィニル基、炭素数1~6のアルキルスルホニル基、カルボキシル基、炭素数1~6のフルオロアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~6のチオアルキル基、炭素数1~6のN-アルキルアミノ基、炭素数2~12のN,N-ジアルキルアミノ基、炭素数1~6のN-アルキルスルファモイル基または炭素数2~12のN,N-ジアルキルスルファモイル基を表し、
p1は、0~5の整数、p2は、0~4の整数、p3は、0~3の整数を表し、
RcおよびRdが複数存在する場合、それらは、それぞれ同一であっても、相異なっていてもよい。〕
質量基準で、前記化合物(Ia)の含有量が、前記化合物(IIa)の含有量の0.2倍超である、混合物。
A1、A3、B1およびB3は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい環状脂肪族基、または、置換基を有していてもよい芳香族基を表し、
Y1、Y3、L1およびL3は、それぞれ独立して、単結合、-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-NR22-C(=O)-、-C(=O)-NR22-、-O-C(=O)-O-、-NR22-C(=O)-O-、-O-C(=O)-NR22-、または、-NR22-C(=O)-NR23-を表し、R22およびR23は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、
R1、R2およびR5は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基または塩素原子を表し、
FG1およびFG2は、それぞれ独立して、水酸基、カルボキシル基またはアミノ基を表し、
aおよびgは、それぞれ独立して、0または1であり、
cおよびiは、それぞれ独立して、1~20の整数であり、
eは、1~3の整数であり、
R2が複数存在する場合、それらは、それぞれ同一であっても、相異なっていてもよい。〕
Dは、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群より選ばれる少なくとも1つの芳香環を有する炭素数1~67の有機基、または、-C(=O)-R26を表し、R26は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、
FGaおよびFGbは、それぞれ独立して、水酸基またはカルボキシル基を表す。〕
前記工程(A)の後に、後処理することなく、前記工程(A)の反応生成物と、前記工程(A)とは異なる、下記式(Ia)で示される化合物(Ia)、下記式(IIa)で示される化合物(IIa)若しくは前記〔7〕~〔9〕の何れかに記載の混合物とをエステル化反応またはアミド化反応させる工程(B)と、
を含み、
下記式(VII)で示される化合物に対する、前記化合物(Ia)、前記化合物(IIa)および前記混合物の合計使用量が2.0当量以上3.0当量以下である、混合物の製造方法。
A1、A3、B1およびB3は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい環状脂肪族基、または、置換基を有していてもよい芳香族基を表し、
Y1、Y3、L1およびL3は、それぞれ独立して、単結合、-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-NR22-C(=O)-、-C(=O)-NR22-、-O-C(=O)-O-、-NR22-C(=O)-O-、-O-C(=O)-NR22-、または、-NR22-C(=O)-NR23-を表し、R22およびR23は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、
R1、R2およびR5は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基または塩素原子を表し、
FG1およびFG2は、それぞれ独立して、水酸基、カルボキシル基またはアミノ基を表し、
aおよびgは、それぞれ独立して、0または1であり、
cおよびiは、それぞれ独立して、1~20の整数であり、
eは、1~3の整数であり、
R2が複数存在する場合、それらは、それぞれ同一であっても、相異なっていてもよい。
また、式(VII)中、
Arは、少なくともDを置換基として有する2価の芳香族炭化水素環基、または、少なくともDを置換基として有する2価の芳香族複素環基を表し、
Dは、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群より選ばれる少なくとも1つの芳香環を有する炭素数1~67の有機基、または、-C(=O)-R26を表し、R26は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、
FGaおよびFGbは、それぞれ独立して、水酸基またはカルボキシル基を表す。〕
また、本発明によれば、広い波長域において一様の偏光変換が可能な光学フィルムおよび光学異方体、並びに、それらを用いた偏光板、表示装置および反射防止フィルムが提供される。
また、本発明の混合物および重合性液晶組成物は、特に限定されることなく、例えば本発明の高分子を調製する際に用いることができる。
そして、本発明の高分子は、特に限定されることなく、例えば本発明の光学フィルムの構成材料および本発明の光学異方体が有する層の構成材料として用いることができる。また、本発明の光学異方体は、特に限定されることなく、例えば本発明の偏光板に用いることができる。更に、本発明の偏光板は、特に限定されることなく、例えばフラットパネル表示装置および有機エレクトロルミネッセンス表示装置などの表示装置、並びに反射防止フィルムに用いることができる。
本発明の一形態の混合物は、下記式(I)で示される重合性化合物(I)と、下記式(II)で示される重合性化合物(II)とを含む混合物であり、例えば後述する重合性液晶組成物および高分子の製造に用いることができる。なお、重合性化合物(I)と重合性化合物(II)とを含有する混合物は、重合性化合物(I)を2種以上含有していてもよいし、重合性化合物(II)を2種以上含有していてもよい。
また、本発明の他の形態の混合物は、下記式(I)で示される重合性化合物(I)を2種類以上含む混合物であり、例えば後述する重合性液晶組成物および高分子の製造に用いることができる。
なお、混合物が重合性化合物(I)と重合性化合物(II)とを含有する場合、高分子を合成して光学フィルム等を形成する際の生産性を更に高める観点からは、重合性化合物(I)の含有量(A)は、重合性化合物(II)の含有量(B)の0.3倍以上であることが好ましい。また、得られる光学フィルム等の逆波長分散性を高める観点からは、重合性化合物(I)の含有量(A)は、重合性化合物(II)の含有量(B)の100倍以下であることが好ましく、50倍以下であることがより好ましい。
また、本発明において、「重合性化合物(II)を実質的に含有しない」とは、重合性化合物(II)の含有量が検出下限以下、好ましくは0であることを指す。
ここで、式(I)中、aおよびbは、それぞれ独立して、0または1であり、1であることが好ましい。また、cおよびdは、それぞれ独立して、1~20の整数であり、2~12の整数であることが好ましく、4~8の整数であることがより好ましい。更に、eおよびfは、一方が1~3の整数で、他方が0~3の整数である。
更に、Raの、炭素数1~6のアルキル基若しくは炭素数1~6のアルコキシ基を置換基として有していてもよい炭素数6~20の芳香族炭化水素環基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の炭素数1~6のアルキル基またはメトキシ基、エトキシ基等の炭素数1~6のアルコキシ基を置換基として有していてもよいフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
そして、芳香族炭化水素環および芳香族複素環は、上述した置換基から選ばれる1または複数の置換基を有していてもよい。そして、複数の置換基を有する場合は、複数の置換基は互いに同一でも相異なっていてもよい。
また、Axの炭素数2~30の芳香族複素環としては、D1の芳香族複素環として列記したものと同じものが挙げられる。中でも、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、チアゾール環等の単環の芳香族複素環;ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノリン環、1-ベンゾフラン環、2-ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、チアゾロピリジン環、チアゾロピラジン環等の縮合環の芳香族複素環が好ましい。
なお、Axは、上述した置換基から選ばれる複数の置換基を有していてもよい。Axが複数の置換基を有する場合、置換基は同一でも相異なっていてもよい。
これらの中でも、Axが有する芳香環の置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1~6のアルキル基、および、炭素数1~6のアルコキシ基が好ましい。
また、Rbの、置換基を有していてもよい炭素数2~20のアルケニル基の炭素数は、2~12であることが好ましい。
更に、Rbの、置換基を有していてもよい炭素数3~12のシクロアルキル基のシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が好ましい。
また、Rbの、置換基を有していてもよい炭素数5~12の芳香族炭化水素環基の芳香族炭化水素環基としては、フェニル基が好ましい。
なお、Rbの炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基および炭素数5~12の芳香族炭化水素環基は、上述した置換基から選ばれる複数の置換基を有していてもよい。Rbの炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基および炭素数5~12の芳香族炭化水素環基が複数の置換基を有する場合、複数の置換基は互いに同一でも相異なっていてもよい。
なお、Rbの炭素数3~12のシクロアルキル基は、上述した置換基から選ばれる複数の置換基を有していてもよい。Rbの炭素数3~12のシクロアルキル基が複数の置換基を有する場合、複数の置換基は互いに同一でも相異なっていてもよい。
なお、Axの炭素数2~20の有機基の「炭素数」は、置換基の炭素原子を含まない有機基全体の総炭素数を意味する。
1)少なくとも一つの炭素数6~30の芳香族炭化水素環を有する、炭素数6~40の炭化水素環基、
2)炭素数6~30の芳香族炭化水素環および炭素数2~30の芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2~40の複素環基、
3)炭素数6~30の芳香族炭化水素環基および炭素数2~30の芳香族複素環基の少なくとも1つで置換された、炭素数1~12のアルキル基、
4)炭素数6~30の芳香族炭化水素環基および炭素数2~30の芳香族複素環基の少なくとも1つで置換された、炭素数2~12のアルケニル基、および
5)炭素数6~30の芳香族炭化水素環基および炭素数2~30の芳香族複素環基の少なくとも1つで置換された、炭素数2~12のアルキニル基、
が挙げられる。
これらの中でも、上記1)~5)において列挙した有機基が有する置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1~6のアルキル基、および、炭素数1~6のアルコキシ基から選ばれる少なくとも1つの置換基が好ましい。
YおよびZは、それぞれ独立して-NRc-、酸素原子、硫黄原子、-SO-または-SO2-を表し、
Eは、-NRc-、酸素原子または硫黄原子を表す。
ここで、Rcは、水素原子、または、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1~6のアルキル基を表す。(但し、各式中において酸素原子、硫黄原子、-SO-、-SO2-は、それぞれ隣接しないものとする。)〕
ここで、RbおよびRaは前記と同じ意味を表す。これらの中でも、Axが有する上記環が有する置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1~6のアルキル基、および、炭素数1~6のアルコキシ基が好ましい。
そして、Axは、炭素数6~20の芳香族炭化水素環基、または、炭素数4~20の芳香族複素環基であることがより好ましく、上記式(1-14)、式(1-20)、式(2-27)~式(2-33)、式(2-35)~式(2-43)、および、式(2-51)で示される基のいずれかであることが更に好ましい。
ここで、RbおよびRaは前記と同じ意味を表す。
これらの中でも、上記環が有する置換基としてはハロゲン原子、シアノ基、炭素数1~6のアルキル基、および、炭素数1~6のアルコキシ基が好ましい。
なかでも、R11~R14は、全て水素原子であるか、R11~R14のうちの少なくとも一つが置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルコキシ基であり、且つ残りが水素原子であることが好ましい。
ここで、RaおよびRbは、前記と同じ意味を表す。
なお、Ayの炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数3~12のシクロアルキル基、炭素数2~20のアルキニル基は、上述した置換基を複数有していてもよく、複数の置換基を有する場合は、複数の置換基は互いに同一でも相異なっていてもよい。
R0としては、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のハロゲン化アルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、ニトロ基が好ましい。
なお、(III-1)~(III-3)においてR0が複数存在する場合、それらは、それぞれ同一であっても、相異なっていてもよい。
なお、式(V-1)~(V-2)のそれぞれにおいて、Rcが複数存在する場合、それら複数のRcは、互いに同一であっても、相異なっていてもよい。
また、Rcの炭素数1~6のアルキルスルホニル基としては、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、プロピルスルホニル基、イソプロピルスルホニル基、ブチルスルホニル基、イソブチルスルホニル基、sec-ブチルスルホニル基、tert-ブチルスルホニル基、ペンチルスルホニル基、ヘキシルスルホニル基等が挙げられる。
また、Rcの炭素数1~6のアルキル基としては、炭素数1~4のアルキル基が好ましく、tert-ブチル基、メチル基が特に好ましい。
更に、Rcの炭素数1~6のアルキルスルフィニル基としては、炭素数1~4のアルキルスルフィニル基が好ましく、炭素数1~2のアルキルスルフィニル基がより好ましく、メチルスルフィニル基が特に好ましい。
また、Rcの炭素数1~6のアルキルスルホニル基としては、炭素数1~4のアルキルスルホニル基が好ましく、炭素数1~2のアルキルスルホニル基がより好ましく、メチルスルホニル基が特に好ましい。
更に、Rcの炭素数1~6のフルオロアルキル基としては、炭素数1~4のフルオロアルキル基が好ましく、炭素数1~2のフルオロアルキル基がより好ましく、トリフルオロメチル基が特に好ましい。
また、Rcの炭素数1~6のアルコキシ基としては、炭素数1~4のアルコキシ基が好ましく、炭素数1~2のアルコキシ基がより好ましく、メトキシ基が特に好ましい。
更に、Rcの炭素数1~6のチオアルキル基としては、炭素数1~4のチオアルキル基が好ましく、炭素数1~2のチオアルキル基がより好ましく、メチルチオ基が特に好ましい。
また、Rcの炭素数1~6のN-アルキルアミノ基としては、炭素数1~4のN-アルキルアミノ基が好ましく、炭素数1~2のN-アルキルアミノ基がより好ましく、N-メチルアミノ基が特に好ましい。
更に、Rcの炭素数2~12のN,N-ジアルキルアミノ基としては、炭素数2~8のN,N-ジアルキルアミノ基が好ましく、炭素数2~4のN,N-ジアルキルアミノ基がより好ましく、N,N-ジメチルアミノ基が特に好ましい。
また、Rcの炭素数1~6のN-アルキルスルファモイル基としては、炭素数1~4のN-アルキルスルファモイル基が好ましく、炭素数1~2のN-アルキルスルファモイル基がより好ましく、N-メチルスルファモイル基が特に好ましい。
更に、Rcの炭素数2~12のN,N-ジアルキルスルファモイル基としては、炭素数2~8のN,N-ジアルキルスルファモイル基が好ましく、炭素数2~4のN,N-ジアルキルスルファモイル基がより好ましく、N,N-ジメチルスルファモイル基が特に好ましい。
これらの中でも、芳香族炭化水素環基としては、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
これらの中でも、芳香族複素環基としては、フラニル基、2-チエニル基、3-チエニル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、1-ベンゾフラニル基、2-ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、チアゾロピリジル基が好ましい。
なお、芳香族炭化水素環基および芳香族複素環基は、上述した置換基から選ばれる1または複数の置換基を有していてもよい。そして、複数の置換基を有する場合は、複数の置換基は互いに同一でも相異なっていてもよい。
なお、式(v-1)~(v-8)のそれぞれにおいて、Rdが複数存在する場合、それら複数のRdは、互いに同一であっても、相異なっていてもよい。
中でも、Z1は、-C(=O)-O-であることが好ましい。また、Z2は、-O-C(=O)-であることが好ましい。
A1およびA2の2価の環状脂肪族基の具体例としては、シクロペンタン-1,3-ジイル、シクロヘキサン-1,4-ジイル、1,4-シクロヘプタン-1,4-ジイル、シクロオクタン-1,5-ジイル等の炭素数5~20のシクロアルカンジイル基;デカヒドロナフタレン-1,5-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル等の炭素数5~20のビシクロアルカンジイル基等が挙げられる。
A1およびA2の2価の芳香族基の具体例としては、1,4-フェニレン基、1,4-ナフチレン基、1,5-ナフチレン基、2,6-ナフチレン基、4,4’-ビフェニレン基等の、炭素数6~20の2価の芳香族炭化水素環基;フラン-2,5-ジイル、チオフェン-2,5-ジイル、ピリジン-2,5-ジイル、ピラジン-2,5-ジイル等の、炭素数2~20の2価の芳香族複素環基;等が挙げられる。
なお、前記R22およびR23の炭素数1~6のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。
B1およびB2の2価の環状脂肪族基の具体例としては、前記A1の2価の環状脂肪族基として例示したものと同じものが挙げられる。
B1およびB2の2価の芳香族基の具体例としては、前記A1の2価の芳香族基として例示したものと同じものが挙げられる。
なお、前記R22およびR23の炭素数1~6のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。
なお、「(*)を対称中心とした対称構造を有する」とは、例えば、-C(=O)-O-(*)と(*)-O-C(=O)-や、-O-(*)と(*)-O-や、-O-C(=O)-(*)と(*)-C(=O)-O-などの構造を有することを意味する。
また、上記式(II)中、gおよびhは、それぞれ独立して、0または1であり、1であることが好ましい。また、iおよびjは、それぞれ独立して、1~20の整数であり、2~12の整数であることが好ましく、4~8の整数であることがより好ましい。
また、Z3およびZ4としては、Z1およびZ2の具体例および好適例として列記したものと同じものが挙げられる。
更に、A3およびA4としては、A1およびA2の具体例および好適例として列記したものと同じものが挙げられる。
また、gおよび/またはhが1の場合、L3およびL4としては、L1およびL2の具体例および好適例として列記したものと同じものが挙げられる。
更に、gおよび/またはhが1の場合、B3およびB4としては、B1およびB2の具体例および好適例として列記したものと同じものが挙げられる。
また、Y3およびY4としては、Y1およびY2の具体例および好適例として列記したものと同じものが挙げられる。
更に、R5およびR6としては、R1およびR4の具体例および好適例として列記したものと同じものが挙げられる。
なお、「(*)を対称中心とした対称構造を有する」とは、例えば、-C(=O)-O-(*)と(*)-O-C(=O)-や、-O-(*)と(*)-O-や、-O-C(=O)-(*)と(*)-C(=O)-O-などの構造を有することを意味する。
即ち、重合性化合物(II)は、「CH2CR1C(=O)O-」と「-(CH2)c-」との間に「-(CH2CHR2C(=O)O)e-」を有さず、「-OC(=O)CR4CH2」と「-(CH2)d-」との間に「-(OC(=O)CHR3CH2)f-」を有さない以外は重合性化合物(I)と同じ構造を有していることが好ましい。
上述した重合性化合物を含む混合物は、特に限定されることなく、例えば、個別に調製した1種以上の重合性化合物(I)と1種以上の重合性化合物(II)とを所望の割合で混合することにより、或いは、重合性化合物(II)を使用することなく、複数種類の重合性化合物(I)のみを所望の割合で混合することにより、調製することができる。
本発明の化合物の混合物は、下記式(Ia)で示される化合物(Ia)と、下記式(IIa)で示される化合物(IIa)とを含む混合物である。なお、本発明の化合物の混合物は、特に限定されることなく、例えば、個別に調製した化合物(Ia)と化合物(IIa)とを所望の割合で混合することにより調製することができる。
なお、化合物(Ia)の含有量は、化合物(IIa)の含有量の0.3倍以上であることが好ましく、100倍以下であることが好ましく、50倍以下であることがより好ましい。
ここで、式(Ia)中、A1、L1、B1、Y1、R1、R2、a、cおよびeは、前記と同じ意味を表し、その好適例も前記と同様である。なお、A1は、aが0の場合には置換基を有していてもよい芳香族基であることが好ましく、aが1の場合には置換基を有していてもよい環状脂肪族基であることが好ましい。
また、式(IIa)中、A3、L3、B3、Y3、R5、gおよびiは、前記と同じ意味を表し、その好適例も前記と同様である。なお、A3は、gが0の場合には置換基を有していてもよい芳香族基であることが好ましく、gが1の場合には置換基を有していてもよい環状脂肪族基であることが好ましい。
本発明の化合物の混合物を使用して重合性化合物(I)および重合性化合物(II)を含む混合物を製造する方法としては、特に限定されることなく、例えば、上述した化合物の混合物と、下記式(VII)で示される化合物とをエステル化反応またはアミド化反応させる工程を含む製造方法が挙げられる。
なお、下記式(VII)で示される化合物としては、1種類を単独で使用してもよいし、互いに構造が異なる2種以上の化合物(互いに、FGa、ArおよびFGbの少なくとも一つ以上が異なっている化合物)を使用してもよい。
なお、Arが有するDが-C(=O)-R26である場合には、既知の手法を用いてDをD1に変換することにより、重合性化合物(I)と重合性化合物(II)とを含む混合物を得ることができる。
ここで、FGaおよびFGbを一括でエステル化反応またはアミド化反応させる場合は、式(VII)で示される化合物に対して、例えば2.0~3.0当量、好ましくは2.0~2.8当量、さらに好ましくは2.1~2.6当量の上述した化合物の混合物を使用することができる。
ここで、FGaおよびFGbを段階的にエステル化反応またはアミド化反応させる場合、1回目の反応(工程(A))では、式(VII)で示される化合物に対して、例えば2.0当量未満、好ましくは1.5当量未満、更に好ましくは0.05~1.0当量の化合物(Ia)、化合物(IIa)若しくは混合物を使用する。また、続いて行う2回目の反応(工程(B))では、式(VII)で示される化合物に対して、化合物(Ia)、化合物(IIa)および混合物の合計使用量(工程(A)の使用量と工程(B)の使用量との合計)が、例えば2.0~3.0当量、好ましくは2.0~2.6当量となるように、化合物(Ia)、化合物(IIa)若しくは混合物を使用する。具体的には、2回目の反応では、例えば0.5当量以上、好ましくは1.95~1.6当量の化合物(Ia)、化合物(IIa)若しくは混合物を使用する。なお、通常、工程(A)および工程(B)の少なくとも一方では、化合物(Ia)または混合物を使用する。
本発明の混合物を用いた重合性液晶組成物は、上述した重合性化合物を含む混合物(重合性化合物(I)および重合性化合物(II)を含む混合物、或いは、重合性化合物(II)を実質的に含有することなく2種類以上の重合性化合物(I)を含む混合物)と、重合開始剤とを含有する。
なお、本発明の混合物を用いた重合性液晶組成物は、後述するように、本発明の高分子、光学フィルム、光学異方体の製造原料として有用である。そして、本発明の混合物を用いた重合性液晶組成物によれば、広い波長域において一様の偏光変換が可能な光学フィルム等を効率的に製造することができる。
そして、用いる重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤、アニオン重合開始剤、カチオン重合開始剤等が挙げられる。
ここで、「水素供与体」とは、露光によりビイミダゾール系化合物から発生したラジカルに対して、水素原子を供与することができる化合物を意味する。水素供与体としては、下記で定義するメルカプタン系化合物、アミン系化合物等が好ましい。
ここで、本発明の混合物を用いた重合性液晶組成物において、界面活性剤の配合割合は、全重合性化合物100質量部に対し、通常、0.01~10質量部、好ましくは0.1~2質量部である。
また、他の成分としては、他の共重合可能な単量体も挙げられる。具体的には、特に限定されるものではなく、例えば、4-(2-メタクリロイルオキシエチルオキシ)安息香酸-4’-メトキシフェニル、4-(6-メタクリロイルオキシヘキシルオキシ)安息香酸ビフェニル、4-(2-アクリロイルオキシエチルオキシ)安息香酸-4’-シアノビフェニル、4-(2-メタクリロリルオキシエチルオキシ)安息香酸-4’-シアノビフェニル、4-(2-メタクリロリルオキシエチルオキシ)安息香酸-3’,4’-ジフルオロフェニル、4-(2-メタクリロイルオキシエチルオキシ)安息香酸ナフチル、4-アクリロイルオキシ-4’-デシルビフェニル、4-アクリロイルオキシ-4’-シアノビフェニル、4-(2-アクリロイルオキシエチルオキシ)-4’-シアノビフェニル、4-(2-メタクリロイルオキシエチルオキシ)-4’-メトキシビフェニル、4-(2-メタクリロイルオキシエチルオキシ)-4’-(4”-フルオロベンジルオキシ)-ビフェニル、4-アクリロイルオキシ-4’-プロピルシクロヘキシルフェニル、4-メタクリロイル-4’-ブチルビシクロヘキシル、4-アクリロイル-4’-アミルトラン、4-アクリロイル-4’-(3,4-ジフルオロフェニル)ビシクロヘキシル、4-(2-アクリロイルオキシエチル)安息香酸(4-アミルフェニル)、4-(2-アクリロイルオキシエチル)安息香酸(4-(4’-プロピルシクロヘキシル)フェニル)、商品名「LC-242」(BASF社製)、トランス-1,4-ビス〔4-[6-(アクリロイルオキシ)ヘキシルオキシ]フェニル〕シクロヘキサンジカルボキシレート、並びに、特開2007-002208号公報、特開2009-173893号公報、特開2009-274984号公報、特開2010-030979号公報、特開2010-031223号公報、特開2011-006360号公報および特開2010-24438号公報に開示されている化合物等の共重合可能な単量体が挙げられる。
これらの他の成分の配合割合は、全重合性化合物100質量部に対し、通常、0.1~20質量部である。
なお、この場合、混合物としての2種類以上の重合性化合物(具体的には、重合性化合物(I)と重合性化合物(II)、或いは、複数種類の重合性化合物(I))は、予め混合した状態で添加してもよいし、別々に添加してもよい。
本発明の高分子は、上述した重合性化合物を含む混合物(重合性化合物(I)および重合性化合物(II)を含む混合物、或いは、重合性化合物(II)を実質的に含有することなく2種類以上の重合性化合物(I)を含む混合物)、または、上述した重合性液晶組成物を重合して得られるものである。
ここで、「重合」とは、通常の重合反応のほか、架橋反応を含む広い意味での化学反応を意味するものとする。
そして、本発明の一形態の高分子は、通常、重合性化合物(I)に由来する下記の単量体単位(繰り返し単位(I)’)と、重合性化合物(II)に由来する下記の単量体単位(繰り返し単位(II)’)とを有している。
また、本発明の他の形態の高分子は、重合性化合物(I)に由来する下記の単量体単位(繰り返し単位(I)’)を2種類以上有している。
具体的には、高分子のフィルムは、後述する光学フィルムおよび光学異方体の構成材料として良好に用いることができ、高分子の粉は、塗料、偽造防止物品、セキュリティ物品等に利用することができ、高分子の粉よりなる層は、光学異方体の構成材料として良好に用いることができる。
これらの中でも、取り扱い性に優れる観点から、沸点が60~250℃のものが好ましく、60~150℃のものがより好ましい。
また、用いる基板は、単層のものであっても、積層体であってもよい。
基板としては、有機材料からなる基板が好ましく、有機材料をフィルム状にした樹脂フィルムが更に好ましい。
なお、基板としては、後述する光学異方体の作製に用いられる基板等も挙げられる。
また、基板から剥離した高分子は、既知の方法で粉砕して粉体状にしてから使用することもできる。
本発明の光学フィルムは、本発明の高分子を用いて形成され、光学的な機能を有する層を含む。光学的な機能とは、単なる透過、反射、屈折、複屈折などを意味する。
なお、配向膜および配向基板としては、後述する光学異方体と同じ基板および配向膜を用いることができる。
α=(449.9nmにおける位相差)/(548.5nmにおける位相差)
β=(650.2nmにおける位相差)/(548.5nmにおける位相差)
本発明の光学異方体は、本発明の高分子を構成材料とする層を有する。
本発明の光学異方体は、例えば、基板上に配向膜を形成し、該配向膜上に、さらに、本発明の高分子からなる層(液晶層)を形成することによって、得ることができる。なお、本発明の光学異方体は、基板上に本発明の高分子からなる層(液晶層)を直接形成したものであってもよいし、本発明の高分子からなる層(液晶層)のみからなるものであってもよい。
なお、高分子からなる層は、フィルム状の高分子からなるものであってもよいし、粉体状の高分子の集合体であってもよい。
配向膜は、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等のポリマーを含有する溶液(配向膜用組成物)を基板上に膜状に塗布し、乾燥させ、そして一方向にラビング処理等することで、得ることができる。
配向膜の厚さは0.001~5μmであることが好ましく、0.001~1μmであることがさらに好ましい。
また、ラビング処理する方法以外に、配向膜の表面に偏光紫外線を照射する方法によっても、面内で一方向に配向規制する機能を持たせることができる。
得られる液晶層の厚みは、特に制限はないが、通常1~10μmである。
α=(449.9nmにおける位相差)/(548.5nmにおける位相差)
β=(650.2nmにおける位相差)/(548.5nmにおける位相差)
本発明の偏光板は、本発明の光学異方体および偏光フィルムを含むものである。
本発明の偏光板の具体例としては、偏光フィルム上に、直接又はその他の層(ガラス板等)を介して、本発明の光学異方体が積層されてなるものが挙げられる。
得られた反応液に、4-(ジメチルアミノ)ピリジン0.64g(5.22mmol)、及び、4-(6-アクリロイルオキシ-ヘクス-1-イルオキシ)フェノール(DKSH社製)13.80g(52.21mmol)を加え、再度反応器を水浴に浸して反応液内温を15℃とした。そこへ、トリエチルアミン6.34g(62.65mmol)を、反応液内温を20~30℃に保持しながら、10分間かけて滴下し、滴下終了後、全容を25℃でさらに2時間攪拌した。反応終了後、反応液に蒸留水1000mlと飽和食塩水100mlを加え、酢酸エチル400mlで2回抽出した。有機層を集め、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、硫酸ナトリウムをろ別した。ロータリーエバポレーターにてろ液から溶媒を蒸発除去した後、得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(THF:トルエン=1:9(容積比、以下同じ))により精製を行った。高速液体クロマトグラフィーで分析を行い、純度が99.5%以上になるまでシリカゲルカラムクロマトグラフィーでの精製を繰り返した。その結果、白色固体として中間体Aを14.11g得た(収率:65モル%)。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
温度計を備えた3つ口反応器に、窒素気流中、前記ステップ2で合成した中間体B2.30g(2.45mmol)及びTHF25mlを入れ、均一な溶液とし、そこへ、濃塩酸0.49ml(0.25mmol)を加えた。この溶液に、2-ヒドラジノベンゾチアゾール0.40g(2.45mmol)のTHF5ml溶液を15分かけて滴下し、滴下終了後、全容を25℃にてさらに1時間撹拌した。反応終了後、反応液をメタノール400mlに投入して析出した固体をろ取した。ろ取した固体を真空乾燥機で乾燥させ、淡黄色固体として化合物1を2.4g得た(収率:90モル%)。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
温度計を備えた4つ口反応器に、窒素気流中、前記ステップ1で合成した中間体C697mg(2.37mmol)、及び、合成例1のステップ2で合成した中間体B2.00g(2.13mmol)を入れ、エタノール3ml及びTHF20mlの混合溶媒に溶解させた。この溶液に、(±)-10-カンファースルホン酸55.1mg(0.237mmol)を加え、40℃で5時間撹拌した。反応終了後、反応液を水150mlに投入し、酢酸エチル300mlで抽出した。酢酸エチル層を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。硫酸ナトリウムをろ別した後、ロータリーエバポレーターにて酢酸エチルを減圧留去して、白色固体を得た。この白色固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン:酢酸エチル=90:10)により精製し、白色固体として化合物2を2.24g得た(収率:86.4モル%)。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
温度計を備えた3つ口反応器に、窒素気流中、合成例1のステップ2で合成した中間体B1.00g(1.06mmol)を入れ、THF30mlに溶解させた。この溶液に、1N塩酸0.22ml(0.22mmol)と前記ステップ1で合成した中間体D0.38g(1.60mmol)を加え、40℃で2時間反応させた。その後、反応液をロータリーエバポレーターで濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム:THF=40:1)により精製することで、淡黄色固体として化合物3を1.14g得た(収率:95モル%)。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
温度計を備えた3つ口反応器に、窒素気流中、合成例1のステップ2で合成した中間体B1.40g(1.49mmol)、前記ステップ1で合成した中間体E456mg(1.84mmol)、(±)-10-カンファースルホン酸38.6mg(0.166mmol)、THF16ml、及び、エタノール4mlを加え、均一な溶液とした。その後、40℃にて5時間反応させた。反応終了後、反応液を水100mlに投入し、酢酸エチル200mlで抽出した。得られた酢酸エチル層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、硫酸ナトリウムをろ別した。ロータリーエバポレーターにて、ろ液から酢酸エチルを減圧留去して、黄色固体を得た。この黄色固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム:THF=97:3)により精製し、淡黄色固体として化合物4を1.24g得た(収率:71.4モル%)。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
温度計を備えた3つ口反応器に、窒素気流中、合成例1のステップ2で合成した中間体B1.50g(1.60mmol)、前記ステップ1で合成した中間体F396mg(1.78mmol)、(±)-10-カンファースルホン酸41.4mg(0.178mmol)、THF16ml、及び、エタノール4mlを加え、均一な溶液とした。その後、40℃にて5時間反応させた。反応終了後、反応液を水100mlに投入し、酢酸エチル200mlで抽出した。得られた酢酸エチル層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、硫酸ナトリウムをろ別した。ロータリーエバポレーターにて、ろ液から酢酸エチルを減圧留去して、黄色固体を得た。この黄色固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン:酢酸エチル=9:1)により精製し、淡黄色固体として化合物5を1.31g得た(収率:69.4モル%)。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
温度計を備えた4つ口反応器に、窒素気流中、前記ステップ1で合成した中間体G195mg(1.77mmol)、及び、合成例1のステップ2で合成した中間体B:1.50g(1.60mmol)を入れ、エタノール3ml及びTHF15mlの混合溶媒に溶解させた。この溶液に、(±)-10-カンファースルホン酸41.2mg(0.177mmol)を加え、40℃で8時間撹拌した。反応終了後、反応液を水150mlに投入し、酢酸エチル300mlで抽出した。そして、酢酸エチル層を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。硫酸ナトリウムをろ別した後、ロータリーエバポレーターにて酢酸エチルを減圧留去して、黄色固体を得た。この黄色固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン:酢酸エチル=90:10)により精製し、白色固体として化合物6を1.26g得た(収率:69.3モル%)。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
温度計を備えた3つ口反応器に、窒素気流中、合成例1のステップ2で合成した中間体B1.50g(1.60mmol)、前記ステップ1で合成した中間体H444mg(1.78mmol)、(±)-10-カンファースルホン酸41.4mg(0.178mmol)、THF16ml、及び、エタノール4mlを加え、均一な溶液とした。その後、40℃にて5時間反応させた。反応終了後、反応液を水100mlに投入し、クロロホルム200mlで抽出した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、硫酸ナトリウムをろ別した。ロータリーエバポレーターで濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン:酢酸エチル=92:8)により精製し、淡黄色固体として化合物7を1.35g得た(収率:72.4モル%)。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
温度計を備えた3つ口反応器に、窒素気流中、合成例1のステップ2で合成した中間体B1.50g(1.60mmol)、前記ステップ1で合成した中間体I387mg(1.78mmol)、(±)-10-カンファースルホン酸41.4mg(0.178mmol)、THF16ml、及び、エタノール4mlを加え、均一な溶液とした。その後、40℃にて5時間反応させた。反応終了後、反応液を水100mlに投入し、クロロホルム200mlで抽出した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、硫酸ナトリウムをろ別した。ロータリーエバポレーターで濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン:酢酸エチル=9:1)により精製し、淡黄色固体として化合物8を1.54g得た(収率:84.9モル%)。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
温度計を備えた3つ口反応器に、窒素気流中、合成例1のステップ2で合成した中間体B1.50g(1.60mmol)、前記ステップ1で合成した中間体J438mg(1.78mmol)、(±)-10-カンファースルホン酸41.4mg(0.178mmol)、THF16ml、及び、エタノール4mlを加え、均一な溶液とした。その後、40℃にて5時間反応させた。反応終了後、反応液を水100mlに投入し、酢酸エチル200mlで抽出した。得られた酢酸エチル層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、硫酸ナトリウムをろ別した。ロータリーエバポレーターにて、ろ液から酢酸エチルを減圧留去して、黄色固体を得た。この黄色固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン:酢酸エチル=85:15)により精製し、淡黄色固体として化合物9を1.31g得た(収率:70.2モル%)。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
構造は1H-NMRで同定した。 1H-NMRスペクトルデータを下記に示す。
構造は1H-NMRで同定した。1H-NMRスペクトルデータを下記に示す。
構造は1H-NMRで同定した。 1H-NMRスペクトルデータを下記に示す。
構造は1H-NMRで同定した。 1H-NMRスペクトルデータを下記に示す。
構造は1H-NMRで同定した。 1H-NMRスペクトルデータを下記に示す。
構造は1H-NMRで同定した。 1H-NMRスペクトルデータを下記に示す。
温度計を備えた4つ口反応器に、窒素気流中、前記ステップ6で合成した中間体6:1.00g(3.21mmol)およびクロロホルム50mlを加えた。この溶液に前記合成例1のステップ1で合成した中間体A:2.96g(7.07mmol)、4-ジメチルアミノピリジン39.2mg(0.321mmol)を加えて、0℃に冷却した。その後、この溶液にN、N’-ジイソプロピルカルボジイミド972mg(7.70mmol)を加えて室温で1.5時間撹拌した。反応終了後、反応液をシリカゲルをプレコートした濾材を用いて濾過した後、減圧濃縮し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム:酢酸エチル=90:10(容積比))により精製し、白色固体として化合物10を2.84g得た(収率:79.5%)。
構造は1H-NMRで同定した。 1H-NMRスペクトルデータを下記に示す。
構造は1H-NMRで同定した。 1H-NMRスペクトルデータを下記に示す。
構造は1H-NMRで同定した。 1H-NMRスペクトルデータを下記に示す。
構造は1H-NMRで同定した。 1H-NMRスペクトルデータを下記に示す。
構造は1H-NMRで同定した。 1H-NMRスペクトルデータを下記に示す。
温度計を備えた4つ口反応器に、窒素気流中、前記ステップ4で合成した中間体10:1.50g(6.02mmol)およびクロロホルム90mlを加えた。この溶液に前記合成例1のステップ1で合成した中間体A:5.29g(12.63mmol)、4-ジメチルアミノピリジン147mg(1.20mmol)を加えて、0℃に冷却した。その後、この溶液にN、N’-ジイソプロピルカルボジイミド1.82g(14.5mmol)を加えて室温で1.5時間撹拌した。反応終了後、反応液をシリカゲルをプレコートした濾材を用いて濾過した後、減圧濃縮し、得られた残渣にメタノール150mlを加えて、析出した固体をろ取した。得られた固体を真空乾燥させて、白色固体として化合物11を4.69g得た(収率:74.2%)。
構造は1H-NMRで同定した。 1H-NMRスペクトルデータを下記に示す。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
反応終了後、反応液の温度を80℃に下げ、蒸留水200gを加えた後、反応液を10℃に冷却することで、結晶が析出した。析出した結晶をろ過により固液分離し、得られた結晶を蒸留水500gで洗浄し、真空乾燥することで、褐色結晶123.3gを得た。
この褐色結晶を高速液体クロマトグラフィーで分析した結果、褐色結晶に含まれる化合物の含有量比(モル比)は(ハイドロキノン/中間体12/副生成物12=1.3/90.1/8.1)であった。この混合物を精製することなく、そのままステップ3に用いた。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
温度計を備えた4つ口反応器に、窒素気流中、前記ステップ1で合成した中間体11:975mg(1.37mmol)およびクロロホルム20mlを加えた。この溶液に前記ステップ4で合成した中間体14:810mg(1.65mmol)、4-ジメチルアミノピリジン16.5mg(0.135mmol)を加えて、0℃に冷却した。その後、この溶液にN、N’-ジイソプロピルカルボジイミド207mg(1.65mmol)を加えて室温で1.5時間撹拌した。反応終了後、反応液をシリカゲルをプレコートした濾材を用いて濾過した後、減圧濃縮し、得られた残渣にメタノール80mlを加えた。析出した白色固体をろ取し、ろ取した固体を真空乾燥させて、白色固体として化合物12を1.35g得た(収率:82.8モル%)。
構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
温度計を備えた4つ口反応器に、窒素気流中、前記ステップ1で得た中間体15:1.5g(2.31mmol)およびクロロホルム30mlを加えた。この溶液に前記合成例12のステップ4で合成した中間体14:1.36g(2.77mmol)、4-ジメチルアミノピリジン33.8mg(0.277mmol)を加えて、0℃に冷却した。その後、この溶液にN、N’-ジイソプロピルカルボジイミド350mg(2.77mmol)を加えて室温で2時間撹拌した。反応終了後、反応液をシリカゲルをプレコートした濾材を用いて濾過した後、減圧濃縮し、得られた残渣にメタノール100mlを加えた。析出した白色固体をろ取し、ろ取した固体を真空乾燥させて、白色固体として化合物13を1.88g得た(収率:72.5モル%)。
構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
また、温度計を備えた3つ口反応器に、窒素気流中、2,5-ジヒドロキシベンズアルデヒド6.10g(0.0443mol)と、トリエチルアミン0.985g(9.7mmol)と、THF35gとを投入し、溶解させた。溶液を5℃に冷却し、上記で得られた白色固体を加えて30分反応させた。その後、反応液に蒸留水200mlと飽和食塩水10mlを加え、酢酸エチル100mlで2回抽出した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、硫酸ナトリウムをろ別した。ロータリーエバポレーターで濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン:THF=95:5)により精製することで、白色固体として中間体Kを1.53g得た(収率:32モル%)。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
温度計を備えた3つ口反応器に、窒素気流中、前記ステップ2で合成した中間体L:0.944g(0.934mmol)、合成例2のステップ1で合成した中間体C:0.279g(1.12mmol)、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール0.02gおよびTHF15mlを投入し、溶解させた。その溶液に(+)-10-カンファースルホン酸44mg(0.189mmol)とエタノール2mlを加え、40℃に加熱して5時間反応させた。反応終了後、反応液に蒸留水100mlと飽和食塩水15mlを加え、酢酸エチル100mlで2回抽出した。得られた有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、硫酸ナトリウムをろ別した。ロータリーエバポレーターで濃縮した後、得られた固体をクロロホルム10mlに溶解させた。その溶液にメタノール150mlを加えて結晶を析出させてろ過を行い、ろ取した結晶をメタノールで洗浄後、真空乾燥させて、淡黄色固体として化合物14を0.986g得た(収率:80モル%)。
目的物の構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
構造は1H-NMRで同定した。結果を以下に示す。
合成例1~22で得た化合物1~17、混合物1~5のそれぞれを表1~5に示す割合で、重合開始剤として0.61質量%のBYK316N、レベリング剤として0.02質量%のイルガキュアー#819と共に、79.49質量%のシクロペンタノンに溶解させた。この溶液を0.45μmの細孔径を有するディスポーサブルフィルターでろ過し、重合性液晶組成物1~66及び1r~15rをそれぞれ得た。
(i)重合性液晶組成物による液晶層の形成
ラビング処理されたポリイミド配向膜の付与された透明ガラス基板(E.H.C.Co.,Ltd.製、商品名:配向処理ガラス基板)に、重合性液晶組成物1~66および1r~15rのそれぞれを♯4のワイヤーバーを使用して塗布した。塗膜を、下記表1~5に示す温度で1分間乾燥した後、表1~5に示す温度で1分間配向処理し、液晶層(厚み約2μm)を形成した。
(ii)光学異方体の形成と光重合感度の判定
上記(i)で作製した液晶層のそれぞれに対し、液晶層の塗布面側から、表1~5に示す温度で、1回500mJ/cm2の紫外線を照射(露光)して重合させた、そして、指先での触診により、タック(べとつき)の有無を確認した。タックがある場合、再び500mJ/cm2の紫外線を照射して重合させ、同様の方法でタックの有無を確認した。タックがなくなるまで紫外線照射を繰り返した。結果を表1~5にまとめた。その結果、それぞれ、透明ガラス基板付光学異方体を得た。
<光学特性の測定>
上記(ii)で得られた透明ガラス基板付光学異方体について、245.9nmから998.4nm間の位相差を、エリプソメーター(J.A.Woollam社製、M2000U型)を用いて測定した。また、測定した位相差を用いて以下のように算出されるα、β値から波長分散性を評価した。結果を表1~5に示す。
α=(449.9nmにおける位相差)/(548.5nmにおける位相差)
β=(650.2nmにおける位相差)/(548.5nmにおける位相差)
なお、広帯域性を示す理想的な波長分散性、即ち逆波長分散性を示す場合、α値は1より小となり、β値は1より大となる。フラットな波長分散性を有している場合、α値とβ値は同程度の値となる。一般的な(通常の)波長分散性を有している場合、α値は1より大となり、β値は1より小となる。即ち、α値とβ値が同程度の値となるフラットな波長分散性が好ましく、αが1より小となり、βが1より大となる逆波長分散性が特に好ましい。
ここで、光学異方体の膜厚は、透明ガラス基板付光学異方体の光学異方体に針で傷をつけ、その段差を表面形状測定装置DEKTAK150型(株式会社アルバック製)で測定して計測した。
また、得られる光学異方体いずれも、αは1より小となり、βは1より大となることが分かる。従って、化合物12~17を添加しても、広帯域性を示す理想的な波長分散性、即ち逆波長分散性を維持していることが分かる。
Claims (18)
- 2種類以上の重合性化合物の混合物であって、
下記式(I)で示される重合性化合物(I)と、下記式(II)で示される重合性化合物(II)とを含み、質量基準で、前記重合性化合物(I)の含有量が、前記重合性化合物(II)の含有量の0.210倍以上である、
混合物。
〔式(I)および式(II)中、
Ar1およびAr2は、それぞれ独立して、少なくともD1を置換基として有する2価の芳香族炭化水素環基、または、少なくともD1を置換基として有する2価の芳香族複素環基を表し、
D1は、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群より選ばれる少なくとも1つの芳香環を有する炭素数1~67の有機基を表し、
Z1~Z4は、それぞれ独立して、単結合、-O-、-O-CH2-、-CH2-O-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-S-、-S-C(=O)-、-NR21-C(=O)-、-C(=O)-NR21-、-CF2-O-、-O-CF2-、-CH2-CH2-、-CF2-CF2-、-O-CH2-CH2-O-、-CH=CH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH=CH-、-CH2-CH2-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH2-CH2-、-CH2-CH2-O-C(=O)-、-C(=O)-O-CH2-CH2-、-CH=CH-、-N=CH-、-CH=N-、-N=C(CH3)-、-C(CH3)=N-、-N=N-、または、-C≡C-を表し、R21は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、
A1~A4およびB1~B4は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい環状脂肪族基、または、置換基を有していてもよい芳香族基を表し、
Y1~Y4およびL1~L4は、それぞれ独立して、単結合、-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-NR22-C(=O)-、-C(=O)-NR22-、-O-C(=O)-O-、-NR22-C(=O)-O-、-O-C(=O)-NR22-、または、-NR22-C(=O)-NR23-を表し、R22およびR23は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、
R1~R6は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基または塩素原子を表し、
a、b、gおよびhは、それぞれ独立して、0または1であり、
c、d、iおよびjは、それぞれ独立して、1~20の整数であり、
eおよびfは、一方が1~3の整数で、他方が0~3の整数であり、
R2およびR3が複数存在する場合、それらは、それぞれ同一であっても、相異なっていてもよい。〕 - 前記Ar1およびAr2が、それぞれ独立して、下記式(III-1)~(III-3)のいずれかで表される基である、請求項1に記載の混合物。
〔式(III-1)~(III-3)中、
Axは炭素数6~30の芳香族炭化水素環および炭素数2~30の芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する有機基を表し、Axが有する芳香環は置換基を有していてもよく、
Ayは、水素原子または置換基を有していてもよい炭素数1~30の有機基を表し、
Qは、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、
R0は、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、炭素数1~6のハロゲン化アルキル基、炭素数2~12のN,N-ジアルキルアミノ基、炭素数1~6のアルコキシ基、ニトロ基、-C(=O)-Ra、-C(=O)-O-Raまたは-SO2Raを表し、Raは、炭素数1~6のアルキル基、または、炭素数1~6のアルキル基若しくは炭素数1~6のアルコキシ基を置換基として有していてもよい炭素数6~20の芳香族炭化水素環基を表し、
n1は0~3の整数を表し、n2は0又は1を表し、n3は0~4の整数を表し、n4は0~2の整数を表し、
R0が複数存在する場合、それらは、それぞれ同一であっても、相異なっていてもよい。〕 - 前記Ar1およびAr2が、それぞれ独立して、下記式(IV-1)~(IV-3)のいずれかで表される基である、請求項2に記載の混合物。
〔式(IV-1)~(IV-3)中、
Ay、Q、R0、n1、n2、n3およびn4は、前記と同じ意味を表し、
R11~R14は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~6のフルオロアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、または、-C(=O)-O-Rbを表し、Rbは、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2~20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3~12のシクロアルキル基、または、置換基を有していてもよい炭素数5~12の芳香族炭化水素環基を表し、環を構成する少なくとも1つのC-R11~C-R14は、窒素原子に置き換えられていてもよい。〕 - 前記Ar1およびAr2が、それぞれ独立して、下記式(V-1)~(V-4)の何れかで表される基である、請求項1に記載の混合物。
〔式(V-1)~(V-4)中、
E3およびE4は、それぞれ独立して、-CR24R25-、-S-、-NR24-、-C(=O)-または-O-を表し、R24およびR25は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表し、
Rcは、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~6のアルキルスルフィニル基、炭素数1~6のアルキルスルホニル基、カルボキシル基、炭素数1~6のフルオロアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~6のチオアルキル基、炭素数1~6のN-アルキルアミノ基、炭素数2~12のN,N-ジアルキルアミノ基、炭素数1~6のN-アルキルスルファモイル基または炭素数2~12のN,N-ジアルキルスルファモイル基を表し、
p0は0~2の整数であり、
D3およびD4は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、
Rcが複数存在する場合、それらは、それぞれ同一であっても、相異なっていてもよい。〕 - 前記D3およびD4が、それぞれ独立して、下記式(v-1)~(v-8)の何れかで表される基である、請求項4に記載の混合物。
〔式(v-1)~(v-8)中、
Rdは、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~6のアルキルスルフィニル基、炭素数1~6のアルキルスルホニル基、カルボキシル基、炭素数1~6のフルオロアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~6のチオアルキル基、炭素数1~6のN-アルキルアミノ基、炭素数2~12のN,N-ジアルキルアミノ基、炭素数1~6のN-アルキルスルファモイル基または炭素数2~12のN,N-ジアルキルスルファモイル基を表し、
p1は、0~5の整数、p2は、0~4の整数、p3は、0~3の整数、p4は、0~2の整数を表し、
Rfは、水素原子またはメチル基を表し、
Rdが複数存在する場合、それらは、それぞれ同一であっても、相異なっていてもよい。〕 - 前記Ar1およびAr2が、それぞれ独立して、下記式(VI-1)~(VI-5)の何れかで表される基である、請求項4または5に記載の混合物。
〔式(VI-1)~(VI-5)中、
E3、Rcおよびp0は、前記と同じ意味を表し、
Rdは、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、炭素数1~6のアルキルスルフィニル基、炭素数1~6のアルキルスルホニル基、カルボキシル基、炭素数1~6のフルオロアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数1~6のチオアルキル基、炭素数1~6のN-アルキルアミノ基、炭素数2~12のN,N-ジアルキルアミノ基、炭素数1~6のN-アルキルスルファモイル基または炭素数2~12のN,N-ジアルキルスルファモイル基を表し、
p1は、0~5の整数、p2は、0~4の整数、p3は、0~3の整数を表し、
RcおよびRdが複数存在する場合、それらは、それぞれ同一であっても、相異なっていてもよい。〕 - 下記式(Ia)で示される化合物(Ia)と、下記式(IIa)で示される化合物(IIa)とを含み、
質量基準で、前記化合物(Ia)の含有量が、前記化合物(IIa)の含有量の0.2倍超である、混合物。
〔式(Ia)および式(IIa)中、
A1、A3、B1およびB3は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい環状脂肪族基、または、置換基を有していてもよい芳香族基を表し、
Y1、Y3、L1およびL3は、それぞれ独立して、単結合、-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-NR22-C(=O)-、-C(=O)-NR22-、-O-C(=O)-O-、-NR22-C(=O)-O-、-O-C(=O)-NR22-、または、-NR22-C(=O)-NR23-を表し、R22およびR23は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、
R1、R2およびR5は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基または塩素原子を表し、
FG1およびFG2は、それぞれ独立して、水酸基、カルボキシル基またはアミノ基を表し、
aおよびgは、それぞれ独立して、0または1であり、
cおよびiは、それぞれ独立して、1~20の整数であり、
eは、1~3の整数であり、
R2が複数存在する場合、それらは、それぞれ同一であっても、相異なっていてもよい。〕 - 前記FG1およびFG2が水酸基であり、
前記aおよびgが0である、請求項7に記載の混合物。 - 前記FG1およびFG2がカルボキシル基であり、
前記aおよびgが1である、請求項7に記載の混合物。 - 請求項1~6のいずれかに記載の混合物を重合して得られる、高分子。
- 請求項10に記載の高分子を構成材料とする、光学フィルム。
- 請求項10に記載の高分子を構成材料とする層を有する、光学異方体。
- 請求項12に記載の光学異方体および偏光フィルムを含む、偏光板。
- 請求項13に記載の偏光板を備える、表示装置。
- 請求項13に記載の偏光板を含む、反射防止フィルム。
- 下記式(VII)で示される化合物と、2.0当量未満の下記式(Ia)で示される化合物(Ia)、下記式(IIa)で示される化合物(IIa)若しくは請求項7~9の何れかに記載の混合物とをエステル化反応またはアミド化反応させる工程(A)と、
前記工程(A)の後に、後処理することなく、前記工程(A)の反応生成物と、前記工程(A)とは異なる、下記式(Ia)で示される化合物(Ia)、下記式(IIa)で示される化合物(IIa)若しくは請求項7~9の何れかに記載の混合物とをエステル化反応またはアミド化反応させる工程(B)と、
を含み、
下記式(VII)で示される化合物に対する、前記化合物(Ia)、前記化合物(IIa)および前記混合物の合計使用量が2.0当量以上3.0当量以下である、混合物の製造方法。
〔式(Ia)および式(IIa)中、
A1、A3、B1およびB3は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい環状脂肪族基、または、置換基を有していてもよい芳香族基を表し、
Y1、Y3、L1およびL3は、それぞれ独立して、単結合、-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-NR22-C(=O)-、-C(=O)-NR22-、-O-C(=O)-O-、-NR22-C(=O)-O-、-O-C(=O)-NR22-、または、-NR22-C(=O)-NR23-を表し、R22およびR23は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、
R1、R2およびR5は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基または塩素原子を表し、
FG1およびFG2は、それぞれ独立して、水酸基、カルボキシル基またはアミノ基を表し、
aおよびgは、それぞれ独立して、0または1であり、
cおよびiは、それぞれ独立して、1~20の整数であり、
eは、1~3の整数であり、
R2が複数存在する場合、それらは、それぞれ同一であっても、相異なっていてもよい。
また、式(VII)中、
Arは、少なくともDを置換基として有する2価の芳香族炭化水素環基、または、少なくともDを置換基として有する2価の芳香族複素環基を表し、
Dは、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群より選ばれる少なくとも1つの芳香環を有する炭素数1~67の有機基、または、-C(=O)-R26を表し、R26は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、
FGaおよびFGbは、それぞれ独立して、水酸基またはカルボキシル基を表す。〕 - 前記式(VII)で示される化合物として、互いに構造が異なる2種以上の化合物を使用する、請求項16または17に記載の混合物の製造方法。
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