JPH0429954A

JPH0429954A - 光学活性化合物及びこれを含む液晶組成物

Info

Publication number: JPH0429954A
Application number: JP2134302A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Nigorikawa; 和則濁川; Mitsuyoshi Ichihashi; 光芳市橋
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1990-05-24
Filing date: 1990-05-24
Publication date: 1992-01-31

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）本発明は強誘電性液晶材料として有用な新規な光学活性
化合物及びそれを含有する液晶組成物に関する。

（従来の技術）液晶表示素子の表示方式として現在広く実用化されてい
る代表的なものとしてねじれネマチック（Ｔ　Ｎ）型が
ある。しかしながらネマチック液晶相を利用するこの方
式では、ＣＲＴなとの表示方式と比較して応答速度が遅
い、視野角特性に劣る等の問題がありデイスプレィとし
ての用途は限定されていた。

最近、クラーク及びラガウエルらにより強誘電性液晶を
用いる表示方式が報告されている（特開昭５６−１０７
２１６号、米国特許第４３６７９２４号等）が、これに
よると強誘電性液晶は高速応答やメモリー性のある双安
定状態を出現させることが可能であり、また視野角特性
も優れるなどの点から次世代の液晶表示素子として注目
を集めている。

強誘電性液晶の液晶相のひとつとして、カイラルスメク
チックＣ（以下、Ｓｃ＊と省略する。）相がある。表示
素子として用いるためには、幅広いＳｃ＊相を有し高速
応答すること等、多くの特性が要求されるが単一化合物
でこれらを満足するものはなく、数種の化合物から成る
液晶組成物で対応しているのが現状である。その組成物
の構成方法のひとつとして強誘電性を示さないスメクチ
ックＣ（以下、Ｓｃと省略する。）相を示す液晶化合物
もしくは液晶組成物（以下、ベース液晶という。）に光
学活性化合物を添加する方法がある（Ｍｏ１．Ｃｒｙｓ
ｔ、Ｌｉｑ、Ｃｒｙｓｔ、、８９．３２７　　（１９８
２））。

一方、強誘電性液晶においては応答速度は自発分極に比
例することが知られており、高速応答化のためには自発
分極を増加させることが有効である。光学活性な化合物
は強誘電性液晶組成物の成分として使用したとき、その
組成物の自発分極を発現させる役割を担うものであり、
従来より大きな自発分極を発現させる光学活性化合物の
開発が望まれていた。

（発明の目的）本発明の目的は、強誘電性液晶組成物の成分として使用
したとき、その組成物の自発分極を大きく発現させるの
に有用な光学活性化合物を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明の第１は、−最大（１）〔（１）式中、ＲＩ　　Ｒ２はそれぞれ独立に炭Ｒ冗ト
、十のいずれかを示し、ｋ、１、ｍ、ｎはそれぞれ独立
に０もしくは１を示し、＊は不斉炭素原子を示す。〕で
表される光学活性化合物であり、その第２は、上記（１
）式の化合物の少なくとも１種類以上を含有することを
特徴とする液晶組成物である。

（１）式においてＲＩ　　Ｒ２は炭素数１〜１゜のアル
キル基であるが、好ましく（メ炭素数２〜９の直鎖もし
くは分岐のアルキル基である。

＋、十であるが・好ましい−Ａ−８−の組合せは下記の
通りである。

ｋ。

ｎは０もしくは１であるが、好ましくはに＝ｎ。

Ｉ＝ｍである。

本発明の化合物は、例えば以下の様なルートで製造できる。

式においてＲ＝　Ｒ２に−ｎ＝０、＝ｍ＝１で表される化合物。

（＋）（１）式においてＲＲ２に＝ｎ＝　　１　　、＝ｍ−０で表される化合物。

（上記スキームにおいてＲは直鎖もしくは分岐即ち、２）で示される化合物を例にとると、まずジヒド
ロキシ体（２）をテトラヒドロフラン存在下、水素化ナ
トリウムと反応させてフェノキシトとした後、（２ｓ）
−２−フルオロアルカノール（３）のトルエンスルホン
酸エステル（４）のジメチルホルムアミド溶液を加えて
エーテル化することにより（１）の化合物を製造できる
。なお上記スキームにおいて原料の（１）及び（３）の
製法については、特開昭６２−９３２４８号、特開昭６
３　２４３０５９号等に詳しい。

本発明の化合物さしては、例えば以下に示すような化合
物を挙げることができる。

４．４−ビス（（２Ｓ）−２−フルオロヘキサノイルオ
キシ）ビフェニル。

３．３”−ジフルオロ−４，４°−ビス（（２ｓ）　−
２−フルオロヘキサノイルオキシ）ビフエール。

５−　（（２Ｓ）　−２−フルオロヘキサノイルオキシ
）−２−（４−（（２Ｓ）　−２−フルオロヘキサノイ
ルオキシ）フェニル〕　ピリミジン。

５−（（２Ｓ）−２−フルオロヘキサノイルオキシ）　
−２−Ｃ４−（（２Ｓ）　−２−フルオロヘキサノイル
オキシ）フェニル〕　ピリジン。

５−（（２Ｓ）−２−フルオロヘキサノイルオキシ）−
２−［５−（（２Ｓ）　−２−フルオロヘキサノイルオ
キシ）ニ２−ピリジニル〕　ピリミジン。

４．４−ビス（（２Ｓ）　−’２−フルオロオクタノイ
ルオキシ）ビフェニル。ゝ３．３″−ジフルオロ−４，４゛−ビス（（２ｓ）　−
２−フルオロオクタノイルオキシ）ビフェニル。

５−（（２Ｓ）−２−フルオロオクタノイルオキシ）　
−２−［４−（（２Ｓ）　−２−フルオロオクタノイル
オキシ）フェニル〕　ピリミジン。

５−（（２Ｓ）−２−フルオロオクタノイルオキシ）−
２−（３−フルオロ−４−（（２Ｓ）　−２−フルオロ
オクタノイルオキシ）フェニル〕　ピリミジン。

５−（（２Ｓ）−２−フルオロオクタノイルオキシ）　
−２−［４−（（２Ｓ）　−２−フルオロオクタノイル
オキシ）フェニルコピリジン。

５−（（２Ｓ）−２−フルオロオクタノイルオキシ）−
２−［３−フルオロ−４−（（２Ｓ）　−２−フルオロ
オクタノイルオキシ）フェニルコピリジン。

５−（（２Ｓ）−２−フルオロオクタノイルオキシ）　
　−２−（５−（（２Ｓ）　−２−フルオロオクタノイ
ルオキシ）−２−ピリジニル〕　ピリミジン。

５−　（（２Ｓ）　−２−フルオロ−３−メチルブタノ
イルオキシ’）　−２−（４−（（２Ｓ）　−２−フル
オロ−３−メチルブタノイルオキシ）フェニル〕　ピリ
ミジン。

５−（（２Ｓ）−２−フルオロ−３−メチルブタノイル
オキシ）　−２−［４−（（２ｓ）　−２−フルオロ−
３−メチルブタノイルオキシ）フェニル〕　ピリジン。

５−（（２Ｓ）−２−フルオロ−３−メチルブタノイル
オキシ）　−２−（５−（（２３）　−２−フルオロ−
３−メチルブタノイルオキシ）−２−ピリジニル〕　ピ
リミジン。

５−（（２Ｓ、　３Ｓ）　−２−フルオロ−３−メチル
ペンタノイルオキシ）　−２−（４−（（２Ｓ、　３Ｓ
）　−２−フルオロ−３−メチルペンタノイルオキシ）
フェニル〕　ピリミジン。

５−　（（２Ｒ＝　３Ｓ）　−２−フルオロ−３−メチ
ルペンタノイルオキシ）　　−２−（４−（（２Ｒ，’
３Ｓ）　−２−フルオｏ−３−メチルペンタノイルオキ
シ）フェニル〕　ピリミジン。

５−　（（２Ｓ、　３Ｓ）　−２−フルオロ−３−メチ
ルペンタノイルオキシ）　−２−（４−（（２ｓ、３ｓ
）−２−フルオロ−３−メチルペンタノイルオキシ）フ
ェニルコピリジン。

５−　（（２Ｒ，３Ｓ）　−２−フルオロ−３−メチル
ペンタノイルオキシ）　−２−［４−（（２Ｒ１３ｓ）
−２−フルオロ−３−メチルペンタノイルオキシ）フェ
ニルコピリジン。

５−（（２Ｓ、３Ｓ）　−２−フルオロ−３−メチルペ
ンタノイルオキシ）　　−２−［５−（（２Ｓ、３ｓ）
−２−フルオロ−３−メチルペンタノイルオキシ）−２
−ピリジニル〕　ピリミジン。

５−　（（２Ｒ，３Ｓ）　−２−フルオロ−３−メチル
ペンタノイルオキシ）　−２−［５−（（２Ｒ１３ｓ）
−２−フルオロ−３−メチルペンタノイルオキシ）−２
−ピリジニル〕　ピリミジン。

４．４−ビス（（２Ｓ）−２−フルオロへキシルオキシ
）ビフェニル。

３．３′−ジフルオロ−４，４′−ビス（（２ｓ）−２
−フルオロヘキシルオキシ）ビフェニル。

５−（（２Ｓ）−２−フルオロヘキシルオキシ）−２−
［４−（（２Ｓ）　−２−フルオロヘキシルオキシ）フ
ェニル〕　ピリミジン。

５−（（２Ｓ）−２−フルオロヘキシルオキシ）−２−
（４−（（２Ｓ）　−２−フＪＩ／才ロヘキシルオキシ
）フェニル〕　ピリジン。

５−（（２Ｓ）−２−フルオロへキシルオキシ）−２−
（５−（（２Ｓ）−２−フルオロヘキシルオキシ）−２
−ピリジニル〕ピリミジン。

４．４−ビス（（２Ｓ）　−２−フルオロオクチルオキ
シ）ビフェニル。

３．３°−ジフルオロ−４，４°−ビス（（２ｓ）−２
−フルオロオクチルオキシ）ビフェニル。

５−（（２Ｓ）−２−フルオロオクチルオキシ）−２−
（４−（（２Ｓ）−２−フルオロオクチルオキシ）フェ
ニル〕　ピリミジン。

５−（（２Ｓ）−２−フルオロオクチルオキシ）−２−
〔・４−（（２Ｓ）　−２−フルオロオクチルオキシ）
フェニル〕　ピリジン。

５−（（２Ｓ）−２−フルオロオクチルオキシ）＝２−
　（５−（（２Ｓ）、−２−フルオロオクチルオキシ）
−２−ピリジニル〕　ピリミジン。

５−　（、（２Ｓ）　−２−フルオロ−３−メチルブチ
ルオキシ）　−２−（４−（（２Ｓ）　−２−フルオロ
−３−メチルブチルオキシ）フェニルピリジン系５−（
（２Ｓ）　−２−フルオロ−３−メチルブチルオキシ）
　−２−［４−（（２Ｓ）　−２−フルオロ−３−メチ
ルブチルオキシ）フェニルピリジン系５−（（２Ｓ）−
２−フルオロ−３−メチルブチルオキシ）　−２−（５
−（（２Ｓ）　−２−フルオロ−３−メチルブチルオキ
シ）−２−ピリジニル〕　ピリミジン。

５−（（２Ｓ、　３Ｓ）　−２−フルオロ−３−メチル
ペンチルオキシ）　−２−（４−（（２Ｓ、　３Ｓ）　
−２−”フルオロ−３−メチルペンチルオキシ）フェニ
ル〕　ピリミジン。

５−　（（２Ｒ，３Ｓ）　−２−フルオロ−３−メチル
ペンチルオキシ）　−２−（４−（（２Ｒ，３Ｓ）　−
２−フルオロ−３−メチルペンチルオキシ）フェニル〕
〜ピリミジン。

５−　（（２Ｓ、　３Ｓ）　−２−フルオロ−３−メチ
ルペンチルオキシ）　−２−［４−（（２ｓ、３Ｓ）　
−２−フルオロ−３−メチルペンチルオキシ）フェニル
〕　ピリジン。

５−　（（２Ｒ，３Ｓ）　−２−フルオロ−３−メチル
ペンチルオキシ）　−２−［４−（（２Ｒ，３Ｓ）　−
２−フルオロ−３−メチルペンチルオキシ）フェニル〕
　ピリジン。

５−　（（２Ｓ、　３Ｓ）　−２−フルオロ−３−メチ
ルペンチルオキシ）　−２−［５−（（２Ｓ、３Ｓ）−
２−フルオロ−３−メチルペンチルオキシ）−２−ピリ
ジニル〕　ピリミジン。

５−（（２Ｒ，３Ｓ）　−２−フルオロ−３−メチルペ
ンチルオキシ）　−２−（５−（（２Ｒ，３Ｓ）−２，
−フルオロ−３−メチルペンチルオキシ）−２−ピリジ
ニル〕　ピリミジン。

また本発明の光学活性化合物と併せて用いられるベース
液晶の成分としては、フェニルベンゾエート系、シッフ
塩基系、ビフェニル系、フェニルピリミジン系、フェニ
ルピリジン系等の液晶化合物が挙げられる。

ところで従来の含フツ素系光学活性化合物としては、例
えば第１３回液晶討論会講演予稿集（１Ｚ０２、野平ら
、＋　９８７）において下記−最大（１１）の化合物が
記載されている。

式の化合物はそれ自身がＳＣ＊相を有する液晶化合物であり、自発分極も大きいことが示されて
いるが、高速応答化のためにはさらなる自発分極の大き
な光学活性化合物の開発が望まれていた。

本発明者らは鋭意研究した結果、化合物の両末端に含フ
ツ素系光学活性基を導入することにより、従来にない大
きな自発分極を発現させる効果があることを見出し、本
発明の完成に至った。後記の比較例に示されるように本
発明の光学活性化合物を、Ｓｃ相を示す液晶化合物もし
くは液晶組成物に添加することにより得られる強誘電性
液晶組成物は極めて大きな自発分極を有する。

（発明の効果）本発明により新規な光学活性化合物が提供され、該化合
物を、Ｓｃ相を示す液晶材料と併せて用いることにより
、自発分極の大きな強誘電性液晶組成物が提供される。

（実施例）以下に実施例を示すが本発明はこれに限定されるもので
はない。

実施例１゜５−　（（２Ｓ）　−２−フルオロオクチルオキシ）−
２−（４−（（２Ｓ）−２−フルオロオクチルオキシ）
フェニル〕ピリミジン（（１）式においてＲ’＝Ｒ２＝
Ｃ，Ｈ，３、ｋ＝ｎ＝１　、ｌ＝ｍ＝ｏ　、−Ａ−８（
２Ｓ）−２−フルオロオクタツール［ｍ、ｐ、　　３２
〜３３°Ｃ１〔αで：　−１６，４（Ｃ＝１．エーテル
）コ１４．８にｌ　（０，１，０モル）をピリジン８０
ＣＣに加えた溶液に、ｐ−トルエンスルホニルクロライ
ド２１．８Ｃ］　（０，１１モル）を溶解したピリジン
溶液１５０ｃｃを０°Ｃ以下で滴下し、ＯｏＣで１時間
、次いで室温で４時間攪拌した。この反応液にトルエン
２００ｃｃ、氷水を加えて有機層を抽出し、希塩酸、次
いで炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄後、水洗して溶媒
留去することにより、ｐ−トルエンスルホン酸（２Ｓ）
　−２−フルオロオクチルエステル２８．８９を得た。

一方、５−ヒドロキシ−２−（４−ヒドロキシフェニル
）ピリミジン０゜ｓ４ｇ　（２，８ミリモル）のテトラ
ヒドロフラン溶液１０ｃｃを、水素化ナトリウム０．１
７９　（６，９ミリモル）を含むテトラヒドロフラン溶
液２０ｃｃに加えた後、さらに上記のｐ−トルエンスル
ホン酸（２Ｓ）−２−フルオロオクチルエステルのジメチルホルムアミド溶液１００ｃｃを滴下し、７０
°Ｃで８時間攪拌した。この反応溶液にトルエン５０ｃ
ｃ、氷水を加えて有機層を抽出し、水洗後溶媒留去した
。残留物をヘキサン：酢酸エチル（２０：１）の混合溶
媒を用いてカラムクロマドグラフイーにより精製し、エ
タノールから耳結晶して目的とする５　−、　（　（２
Ｓ）　−２−フルオロオクチルオキシ）−２−［４−（
　（２Ｓ）−２−フルオロオクチルオキシ）フェニル〕
ピリミジン０．３９を得た。

このものは液晶相を有し、その相転移温度は次のとおり
であった。

実施例２、３。

実施例１において、５−ヒドロキシ−２−（４−ヒドロ
キシフェニル）ピリミジンを使用する代わりに４、４゛
−ジヒドロキシビフェニル、３、３′−ジフルオロ−４
、４°　−ジヒドロキシビフェニルを使用した他は、実
施例１と同様に反応を行い以下の目的とする化合物を得
た。

４、４　−ビス（（２Ｓ）−２−フルオロオクチルオキ
シ）ビフェニル。

ｍ．ｐ．　　１　３　４．　　７　〜ｌ　３　５．　　
６°Ｃ３、３″−ジフルオロ−４、４′−ビス（（２ｓ
）−２−フルオロオクチルオキシ）ビフェニル。

ｍ．ｐ　　１０３．５　〜１０４．５°Ｃ実施例４本発明の化合物である実施例１の５−（（２Ｓ）−２−
フルオロオクチルオキシ）−２−（４−（（２Ｓ）−２
−フルオロオクチルオキシ）フエニル〕ピリミジン２０重量％とから成る混合物（以下、組成物Ａと省略する。）は、Ｓ
　ｃ　−一→ミＡ　　：　６３　、　４　　°Ｃ，Ｓ、
−１ニアＢ、５　　°Ｃの相転移温度を示した。この組
成物Ａを配向処理剤としてポリイミドを塗布し、表面を
ラビングして平行処理を施した透明電極を備えた厚さ２
μｍのセルに注入し、この素子を２枚の直交する偏光子
の間に設置し、電界を印加したきころ、±１０■の印加
によって透過光強度の変化が観察された。この時の透過
光強度の変化から応答時間及び三角波法により自発分極
の値Ｐｓを求めると以下のようになった。

温ａ　（’　Ｃ）　　　応答時間（μ５ｅｃ）　　ＰＳ
（ｎＣ／ｃｍ’）２５　　　　　　　　　６０　　　　
　　５０．２比較例以下の化合物から成る組成物Ｂは、ＳＣ＊ＳＡ：５６゜　５　°Ｃ，５Ａ−１：　　７　４．　　
＋　　’Ｃの相転移温度を示した。

また、この組成物Ｂの応答時間、Ｓを求めると以下のようになった。

温度（ ”Ｃ）応答時間（μ５ｅｃ）１：）ｓ　（ｎＣ／ｃｍ’　）２８゜以上のようにフェニルピリミジン系をベースとする液晶
化合物に本発明の光学活性化合物を添加すると自発分極
の大きな強誘電性液晶組成物が得られ、応答時間の改善
が見られた。また該組成物のＳｃ＊相の上限も高いこと
より本発明の光学活性化合物は強誘電性液晶材料として
有望であることがわかる。

Claims

【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 ）〔（ I ）式中、Ｒ＾１、Ｒ＾２はそれぞれ独立に炭素
数１〜１０のアルキル基をを表し、Ａ、Ｂはそれぞれ独
立に▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学
式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等がありま
す▼、▲数式、化学式、表等があります▼▲数式、化学
式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等がありま
す▼のいずれかを示し、ｋ、ｌ、ｍ、ｎはそれぞれ独立
に０もしくは１を示し、＊は不斉炭素原子を示す。）で
表される光学活性化合物。
（２）下記一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ）〔（ I ）式中、Ｒ＾１、Ｒ＾２はそれぞれ独立に炭素
数１〜１０のアルキル基をを表し、Ａ、Ｂはそれぞれ独
立に▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学
式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等がありま
す▼、▲数式、化学式、表等があります▼▲数式、化学
式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等がありま
す▼のいずれかを示し、ｋ、ｌ、ｍ、ｎはそれぞれ独立
に０もしくは１を示し、＊は不斉炭素原子を示す。〕で
表される光学活性化合物を少なくとも１種類以上含有す
ることを特徴とする液晶組成物。