JPH0643376B2 - Liquid crystalline compound - Google Patents
Liquid crystalline compoundInfo
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- JPH0643376B2 JPH0643376B2 JP62146925A JP14692587A JPH0643376B2 JP H0643376 B2 JPH0643376 B2 JP H0643376B2 JP 62146925 A JP62146925 A JP 62146925A JP 14692587 A JP14692587 A JP 14692587A JP H0643376 B2 JPH0643376 B2 JP H0643376B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、液晶の電気光学効果の特性利用において、特
に高速応答性の要求される大型表示素子用材料としての
強誘電性液晶性化合物に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a ferroelectric liquid crystal compound as a material for a large-sized display device, which is required to have a high-speed response particularly in the property utilization of the electro-optical effect of liquid crystal. It is a thing.
[従来の技術] 従来より実用化されている液晶の大部分はネマチック、
中でもツイストネマチック型(TN)であり、主として
時計,腕時計や電卓のような画素数の少ない表示に用い
られてきたが、画素数が多く(例えば信号電極数が100
以上)、比較的表示面積の大きい画面にするとコントラ
ストが低下し、且つ視野角が狭くなって実用性がなくな
る。[Prior Art] Most of the liquid crystals that have been put to practical use are nematic,
Among them, the twisted nematic type (TN) has been mainly used for displays with a small number of pixels such as a clock, a wristwatch and a calculator, but the number of pixels is large (for example, the number of signal electrodes is 100).
As described above, when a screen having a relatively large display area is used, the contrast is lowered and the viewing angle is narrowed, so that it becomes impractical.
この問題解決には二つの手段がとられた。すなわち、捩
じれ角90°のTN型を180〜270°と大きくしてコント
ラストを上げるスーパーツイストネマチック型(STN
型)の開発であり、他の一つは各画素にトランジスター
やダイオードを組み込むことによってコントラストの低
下を防止する、アクティブマトリックス方式という新し
い駆動方式の開発であった。Two measures were taken to solve this problem. That is, the TN type with a twist angle of 90 ° is increased to 180 to 270 ° to increase the contrast, and a super twist nematic type (STN
The other was the development of a new drive system called an active matrix system that prevents the deterioration of contrast by incorporating transistors and diodes in each pixel.
これらの解決策により画面サイズ2〜3インチ、画素数
5〜8万の液晶テレビが市場に出現するにおよび、勢い
その研究開発の延長線上にさらにそれよりも表示面積の
大なるディスプレー、例えばCRTを代替可能とするフ
ラットディスプレーが目標として設定されるに至った。With these solutions, LCD TVs with a screen size of 2 to 3 inches and a pixel number of 50,000 to 80,000 appear on the market, which is a momentum on the extension of research and development, and a display having a larger display area, such as a CRT. The goal was to set a flat display that could replace the.
しかしながら、ネマチック液晶の素子では電界Eによる
駆動力としては単に誘電率の異方性を利用しているた
め、常誘電体の小さい力しかなく、m・sec以上の高速応
答性は難しく、使用目的による細部の要求レベルに対応
した様々の工夫にも拘らずその表示容量,応答性,表示
品質などについて、本質的に限界のあることが明らかと
なった。これに対し、新しい液晶として強誘電性液晶が
近来注目と期待を集めるようになった。However, in the nematic liquid crystal device, since the anisotropy of the dielectric constant is simply used as the driving force by the electric field E, only a small force of the paraelectric material is used, and a high-speed response of m · sec or more is difficult. It has become clear that the display capacity, responsiveness, and display quality are inherently limited in spite of various efforts to meet the required level of detail. On the other hand, ferroelectric liquid crystals have recently attracted attention and expectations as new liquid crystals.
強誘電性液晶は、R.B.Meyerらにより1975年にp−デシ
ルオキシベンジルデン−p′−アミノ−2−メチルブチ
ルシンナメート(DOBAMBC)が合成され(J. de Phys. L
ett.,36,69,1975)、カイラルスメクチックC相におい
て、自発分極を有する強誘電体であることが確認され
た。Ferroelectric liquid crystal was synthesized by RB Meyer et al. In 1975 with p-decyloxybenzylden-p'-amino-2-methylbutyl cinnamate (DOBAMBC) (J. de Phys. L).
ett., 36 , 69, 1975), it was confirmed that the chiral smectic C phase is a ferroelectric substance having spontaneous polarization.
また、1980年には、N.A.Clarkらによって(Appl.Phys.L
ett.,36,899,1980)、薄膜セル中でこの強誘電性液晶化
合物の一種であるDOBAMBCがm・sec以下の高速スイッチン
グ特性を示し、かつ双安定性を有することが報告され、
画期的なディスプレー素子材料としての可能性が注目さ
れた。強誘電性液晶の特徴は高速応答性,メモリー性に
あるが、なかでもμ・secオーダーの応答時間を示す高
速性は、他の液晶に例をみないものである。強誘電性は
液晶分子の構造上からみて、1)分子長軸方向に対し垂直
方向の双極子モーメントまたは双極子モーメント成分を
持っている、2)分子が光学活性基を有するカイラル分子
である、3)チルト角を持ったスメクチック相であるとい
う3条件を満たした場合にのみ、自発分極を持って発現
される。電界Eに於ける素子の駆動力は自発分極Ps(n
C/cm2)であり、その応答速度τは、 τ=η/PS・E (ηはチルト角を一定とした才差運動に対する粘度) で表わされ、(M.A.Handschy.;Appl.Phys.Lett.,41,39,
1982)、高速応答性を得るには自発分極を大としなけれ
ばならないことが分かる。In 1980, NA Clark et al. (Appl.Phys.L
ett., 36 , 899, 1980), it is reported that DOBAMBC, which is one of the ferroelectric liquid crystal compounds in the thin film cell, exhibits high-speed switching characteristics of m · sec or less and has bistability.
The potential as an epoch-making display element material attracted attention. The characteristics of ferroelectric liquid crystals are high-speed response and memory property, but the high-speed property showing a response time of the order of μ · sec is unprecedented in other liquid crystals. Ferroelectricity is 1) having a dipole moment or a dipole moment component in the direction perpendicular to the long axis direction of the molecule in view of the structure of liquid crystal molecules, 2) the molecule is a chiral molecule having an optically active group, 3) It is expressed with spontaneous polarization only when the three conditions of being a smectic phase with a tilt angle are satisfied. The driving force of the element in the electric field E is the spontaneous polarization P s (n
C / cm 2 ), and its response speed τ is represented by τ = η / P S · E (η is viscosity for precession motion with a constant tilt angle), and (MAHandschy .; Appl.Phys. Lett., 41 , 39,
1982), it is found that the spontaneous polarization must be large in order to obtain a fast response.
また、特開昭61-208032号,特開昭61-231082号,特開昭
61-243037号等に下記のごとき液晶化合物が報告されて
いる。しかしながら、高速応答性という観点からは未だ
不十分といわざるを得ない。In addition, JP-A-61-208032, JP-A-61-231082, and JP-A-SHO
The following liquid crystal compounds have been reported in 61-243037 and the like. However, it must be said that it is still insufficient from the viewpoint of high-speed response.
[発明が解決しようとする問題点] 強誘電性液晶の電気光学的効果を利用する素子やデバイ
スへの実用化については、配向技術,セルの構成および
その量産技術、駆動方式など、未だ解決を要するいろい
ろな問題があるが、最も重要なことは広い温度範囲で大
きな自発分極を持った、高速応答性液晶の開発である。 [Problems to be Solved by the Invention] For practical application to devices and devices that utilize the electro-optical effect of ferroelectric liquid crystals, there are still problems such as alignment technology, cell configuration and mass production technology, and driving method. Although there are various problems required, the most important thing is the development of a fast response liquid crystal having a large spontaneous polarization in a wide temperature range.
本発明は、この期待に応えようとしたものである。The present invention seeks to meet this expectation.
[問題点を解決するための手段] 自発分極の発現は、分子の長軸に対する垂直方向の永久
双極子モーメントによるものであるが、液晶の場合は固
体に比較してその値は極めて小さく、例えば>C=0の
結合モーメントが完全に配向したときの予想値の約1/30
0Dしか示さない。この現象は、分子の回転が固体のよう
には束縛されていないためかなり自由に回転しているこ
と、不斉炭素と永久双極子との位置が離れているため、
分子の内部運動である回転や振動によって双極子の実効
的な配向が相殺され、自発分極が著しく低下するとされ
ている。[Means for Solving Problems] The occurrence of spontaneous polarization is due to the permanent dipole moment in the direction perpendicular to the long axis of the molecule. Approximately 1/30 of the expected value when the binding moment of> C = 0 is completely oriented
Shows only 0D. This phenomenon is because the rotation of the molecule is not constrained like a solid, it rotates freely, and the positions of the asymmetric carbon and the permanent dipole are separated,
It is said that the effective orientation of the dipole is canceled by rotation and vibration which are internal motions of the molecule, and spontaneous polarization is significantly reduced.
従って、自発分極を大とするには、不斉炭素と永久双極
子の位置をできるだけ接近させること、あるいは不斉炭
素に直接ハロゲン原子または大きな分極を持つ結合を入
れることなどが考えられる。Therefore, in order to increase the spontaneous polarization, it is conceivable to bring the positions of the asymmetric carbon and the permanent dipole as close as possible, or to directly insert a halogen atom or a bond having a large polarization into the asymmetric carbon.
本発明者らは、かかる事情をもとに、実効性のある自発
分極の大きい液晶性化合物に関して、光学活性基を含め
た分子構造について種々検討の結果、下記一般式(I)
で表わされる化合物が広い範囲にわたり、比較的大きな
自発分極を持つことを見出し、本発明を完成したもので
ある。Under these circumstances, the present inventors have conducted various studies on the molecular structure including an optically active group in an effective liquid crystal compound having a large spontaneous polarization. As a result, the following general formula (I)
The present invention has been completed by finding that the compound represented by the formula (3) has a relatively large spontaneous polarization over a wide range.
即ち、本発明は強誘電性を示し、高速応答性に優れた 一般式 (式中、R1は炭素数6〜12のアルキル基を、▲R* 2▼は
分枝を持つアルキレン基で、全炭素数が3〜5で、かつ
不斉炭素を有するものを、R3は炭素数1〜6のアルキル
基を示し、nは0または1を示す。) で表わされる液晶性化合物を提供することである。That is, the present invention is a general formula showing ferroelectricity and excellent in high-speed response. (In the formula, R 1 is an alkyl group having 6 to 12 carbon atoms, and ▲ R * 2 ▼ is a branched alkylene group having a total carbon number of 3 to 5 and having an asymmetric carbon. 3 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and n represents 0 or 1.).
次に、一般式(I)の安息香酸誘導体(n=1)の合成
につき、一般的な製法を簡単にのべる。式中、mは0〜
2を、THPはテトラヒドロピランを、Meはメチル基を表
わす。Next, a general production method will be briefly described for the synthesis of the benzoic acid derivative (n = 1) of the general formula (I). In the formula, m is 0
2, THP represents tetrahydropyran, and Me represents a methyl group.
まず、オキシ酸エステル(2)のヒドロキシル基をテトラ
ヒドロピランにて保護した後、水素化アルミニウムリチ
ウムにてカルボキシル基を還元してメチロール化し、沃
化アルキルにて処理して(5)のエーテル化合物を得る。
保護基をはずして得たアルコール(6)にアセトキシ安息
香酸クロライドを反応させて安息香酸誘導体(7)を得
る。これにベンジルアミンを加えて分解し、(8)のフェ
ノール誘導体を得る。次に、別に用意したアルコキシビ
フェニルカルボン酸と(8)のフェノール誘導体とのエス
テル化反応を行い、一般式(I)のエステルを得る。 First, after protecting the hydroxyl group of oxyacid ester (2) with tetrahydropyran, the carboxyl group is reduced to methylol with lithium aluminum hydride and treated with alkyl iodide to give the ether compound of (5). obtain.
The alcohol (6) obtained by removing the protecting group is reacted with acetoxybenzoic acid chloride to obtain a benzoic acid derivative (7). Benzylamine is added to this to decompose it, and the phenol derivative of (8) is obtained. Next, the separately prepared alkoxybiphenylcarboxylic acid and the phenol derivative (8) are subjected to an esterification reaction to obtain an ester of the general formula (I).
次に、一般式(I)のフェノール誘導体(n=0)の合
成につき、一般的な製法を簡単にのべる。式中、mは0
〜2を、Meはメチル基を表わす。Next, a general production method will be briefly described for the synthesis of the phenol derivative (n = 0) of the general formula (I). Where m is 0
~ 2, Me represents a methyl group.
オキシ酸エステル(2)をメタンスルホニルクロライドに
てメタンスルホニルアルキルラクテート(9)とする。次
に、ベンジルオキシフェノールと反応させて(10)の化合
物を得る。これを水素化アルミニウムリチウムで還元し
てアルコール体(11)を得る。このアルコール体と沃化ア
ルキルを反応させてエーテル体(12)を得る。続いて、パ
ラジウムカーボンで常圧下に水素添加し、フェノール体
(13)とする。このフェノール体(13)をアルコキシビフェ
ニルカルボン酸クロライドと反応させて一般式(I)の
エステルを得る。 The oxyacid ester (2) is converted to methanesulfonylalkyl lactate (9) with methanesulfonyl chloride. Then, it is reacted with benzyloxyphenol to obtain the compound (10). This is reduced with lithium aluminum hydride to obtain the alcohol compound (11). The alcohol body is reacted with alkyl iodide to obtain an ether body (12). Then, hydrogenate with palladium carbon under normal pressure to
(13) The phenol body (13) is reacted with an alkoxybiphenylcarboxylic acid chloride to obtain an ester of the general formula (I).
前記一般式(I)で表わされる液晶性化合物の代表例を
次に例示する。Representative examples of the liquid crystal compound represented by the general formula (I) are shown below.
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) なお、本発明に係る液晶性化合物は既存の強誘電性液晶
あるいは強誘電性を示さない単なるSC相を経る化合物
と混合使用することによりSC *相の温度範囲を拡げ、
ディスプレーなどに実用可能な液晶組成物を得ることが
できる。また、本発明に係る化合物で液晶性の乏しいも
のでも、SC相あるいはSC *相を経る化合物に5〜20
%程度加えることにより大きな自発分極を有する強誘電
性液晶組成物を得ることができる。(1) (2) (3) (Four) (Five) (6) (7) (8) (9) (Ten) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (twenty one) (twenty two) The liquid crystalline compound according to the present invention can be used in combination with an existing ferroelectric liquid crystal or a compound that does not exhibit ferroelectricity and goes through a simple S C phase to expand the temperature range of the S C * phase,
It is possible to obtain a liquid crystal composition that can be practically used for displays and the like. Further, also poor liquid crystalline compounds according to the present invention, the compound through the S C phase or S C * phase 5-20
%, It is possible to obtain a ferroelectric liquid crystal composition having a large spontaneous polarization.
[実施例] 以下に実施例,比較例および応用例を以て本発明を更に
具体的に説明する。[Examples] Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, Comparative Examples, and Application Examples.
実施例1 3−ヒドロキシブチルエチルエーテルの合成 3−ヒドロキシ酪酸メチルエステル6gと2,3−ジヒド
ロピラン5gをエーテル中で反応させ、エステルの保護
体10.5gを得た。これを150mlのテトラヒドロフラン溶
液に入れ、水素化アルミニウムリチウム1.5gを加えて
室温で還元してメチロール化し、8.7gの生成物を得
た。次に、これを7.0g取り、テトラヒドロフラン80ml
中にて沃化エチル11.6gとリチウムハイドライド3gと
を反応させてエーテル体7gを得た。これを7mlのメタ
ノールの中に入れ、p−トルエンスルホン酸30mgにて保
護基をはずして目的化合物4gを得た(理論収率63.5
%)。Example 1 Synthesis of 3-hydroxybutyl ethyl ether 6 g of 3-hydroxybutyric acid methyl ester and 5 g of 2,3-dihydropyran were reacted in ether to obtain 10.5 g of a protected ester. This was placed in 150 ml of a tetrahydrofuran solution, 1.5 g of lithium aluminum hydride was added, and the mixture was reduced at room temperature for methylolation to obtain 8.7 g of a product. Next, take 7.0 g of this and add 80 ml of tetrahydrofuran.
Ethyl iodide (11.6 g) was reacted with lithium hydride (3 g) to obtain an ether compound (7 g). This was put in 7 ml of methanol and the protecting group was removed with 30 mg of p-toluenesulfonic acid to obtain 4 g of the target compound (theoretical yield: 63.5).
%).
実施例2 p−ヒドロキシ安息香酸(1−メチル−3−エトキシ)
プロピルエステルの合成 まず、アセトキシ安息香酸5gを塩化チオニル19.8gを
用いて塩素化し、過剰の塩化チオニルを留去した後、こ
の全量と実施例1で得たエーテル誘導体4g,ピリジン
2.6gとを50mlのトルエン中で0〜5℃にて1時間、次
いで室温で2時間反応させた。その後、水で希釈し酸性
炭酸ソーダにて中和し、飽和食塩水でよく洗浄してから
トルエンを回収し、p−アセトキシ安息香酸(1−メチ
ル−3−エトキシ)プロピルエステル7.4gを得た(理
論収率82.5%)。Example 2 p-Hydroxybenzoic acid (1-methyl-3-ethoxy)
Synthesis of Propyl Ester First, 5 g of acetoxybenzoic acid was chlorinated with 19.8 g of thionyl chloride, and excess thionyl chloride was distilled off. Then, the total amount and the ether derivative 4 g obtained in Example 1, pyridine
2.6 g was reacted in 50 ml of toluene at 0-5 ° C for 1 hour and then at room temperature for 2 hours. Then, it was diluted with water, neutralized with acidic sodium carbonate, washed well with saturated saline, and then toluene was recovered to obtain 7.4 g of p-acetoxybenzoic acid (1-methyl-3-ethoxy) propyl ester. (Theoretical yield 82.5%).
次に、これをエタノール25mlに溶かし、冷却してからベ
ンジルアミン2.8gを加え、20〜25℃で2時間反応さ
せ、エタノールを留去した後、クロロホルムとメタノー
ルの混合溶媒に溶かし、シリカゲルカラムを通して純度
99%の目的化合物3.3gを得た(理論収率63.6%)。Next, dissolve it in 25 ml of ethanol, cool it, add 2.8 g of benzylamine, react at 20-25 ° C for 2 hours, distill off ethanol, dissolve in a mixed solvent of chloroform and methanol, and pass through a silica gel column. purity
3.3 g of the target compound (99%) was obtained (theoretical yield: 63.6%).
実施例3 4−(4′−n−オクチルオキシビフェニル−4−カル
ボニルオキシ)安息香酸(1−メチル−3−エトキシ)
プロピルエステルの合成 実施例2で得た安息香酸誘導体1.5gとn−オクチルオ
キシビフェニルカルボン酸1.58gとをジクロルメタン50
mlに溶かし、これにジメチルアミノピリジンとジシクロ
ヘキシルカルボジイミドを少量加えて室温にて2時間反
応させた。ジクロルメタンを留去して粗生成物5.4gを
得た。これをクロロホルムとメタノールの混合溶媒に溶
かし、シリカゲルカラムに通した後、エタノールで最結
晶して融点80℃の4−(4′−n−オクチルオキシビフ
ェニル−4−カルボニルオキシ)安息香酸(1−メチル
−3−エトキシ)プロピルエステル1.8g(理論収率68.
7%)(例示化合物5)を得た。Example 3 4- (4'-n-octyloxybiphenyl-4-carbonyloxy) benzoic acid (1-methyl-3-ethoxy)
Synthesis of Propyl Ester 1.5 g of the benzoic acid derivative obtained in Example 2 and 1.58 g of n-octyloxybiphenylcarboxylic acid were mixed with 50 ml of dichloromethane.
It was dissolved in ml, a small amount of dimethylaminopyridine and dicyclohexylcarbodiimide were added thereto, and the mixture was reacted at room temperature for 2 hours. Dichloromethane was distilled off to obtain 5.4 g of a crude product. This was dissolved in a mixed solvent of chloroform and methanol, passed through a silica gel column, and recrystallized with ethanol to give 4- (4'-n-octyloxybiphenyl-4-carbonyloxy) benzoic acid (1- Methyl-3-ethoxy) propyl ester 1.8 g (theoretical yield 68.
7%) (Exemplified Compound 5) was obtained.
以下に本化合物の分析値を記す。The analytical values of this compound are shown below.
比旋光度:[α]▲24 D▼=31.8° NMR:0.90(3H,t,J=6.9Hz),1.17(3H,t,J=7.0Hz),1.83
(11H,m),1.48(2H,m),1.81(2H,m),1.92(1H,m),2.05(1H,
m),3.5(4H,m),4.02(2H,m),5.32(1H,m),7.01(2H,m),7.32
(2H,m),7.58(2H,m),7.70(2H,m),8.14(2H,m),8.23(2H,m) 実施例4 4−(4′−n−ヘキシルオキシビフェニル−4−カル
ボニルオキシ)安息香酸(1−メチル−3−エトキシ)
プロピルエステルの合成 4−(4′−n−ヘキシルオキシビフェニルカルボン酸
1.45gと実施例2で得たパラヒドロキシ安息香酸誘導体
1.5gとを、実施例3に準じて反応させた後、精製再結
晶を行って融点75.0℃の4−(4′−n−ヘキシルオキ
シビフェニル−4−カルボニルオキシ)安息香酸(1−
メチル−3−エトキシ)プロピルエステル1.95g(理論
収率77.0%)(例示化合物4)を得た。Specific rotation: [α] ▲ 24 D ▼ = 31.8 ° NMR: 0.90 (3H, t, J = 6.9Hz), 1.17 (3H, t, J = 7.0Hz), 1.83
(11H, m), 1.48 (2H, m), 1.81 (2H, m), 1.92 (1H, m), 2.05 (1H,
m), 3.5 (4H, m), 4.02 (2H, m), 5.32 (1H, m), 7.01 (2H, m), 7.32
(2H, m), 7.58 (2H, m), 7.70 (2H, m), 8.14 (2H, m), 8.23 (2H, m) Example 4 4- (4'-n-hexyloxybiphenyl-4- Carbonyloxy) benzoic acid (1-methyl-3-ethoxy)
Synthesis of propyl ester 4- (4'-n-hexyloxybiphenylcarboxylic acid
1.45 g and the parahydroxybenzoic acid derivative obtained in Example 2
After reacting with 1.5 g in the same manner as in Example 3, purification and recrystallization were performed to give 4- (4'-n-hexyloxybiphenyl-4-carbonyloxy) benzoic acid (1-
Methyl-3-ethoxy) propyl ester (1.95 g, theoretical yield 77.0%) was obtained (Exemplary Compound 4).
実施例5 2−[4−(ベンジルオキシ)フェノキシ]プロピオン
酸エチルの合成 (s)−エチルラクテート303g,エーテル350mlとピリジ
ン400mlを混合した液にメタンスルホニルクロライド350
gを室温にて滴下する。3時間反応させた後、反応液を
水中に投入し、エーテルで抽出する。エーテル層を水洗
し、乾燥してから減圧蒸留してメタンスルホニルエチル
ラクテートを得た。Example 5 Synthesis of ethyl 2- [4- (benzyloxy) phenoxy] propionate (s) -Ethyl lactate 303 g, 350 ml of ether and 400 ml of pyridine were mixed to give a solution of methanesulfonyl chloride 350.
g at room temperature. After reacting for 3 hours, the reaction solution is poured into water and extracted with ether. The ether layer was washed with water, dried and distilled under reduced pressure to obtain methanesulfonylethyl lactate.
このメタンスルホニルエチルラクテート235gをエタノ
ール240mlに溶かした液を、ベンジルオキシフェノール2
40g,苛性カリ162g,水190ml,エタノール1.2を撹
拌混合した液に室温で滴下した後、4時間還流下に反応
させた。次いで、エタノールを留去した後、水3を加
えて希釈し、エーテルで抽出洗浄した。水層を塩酸で弱
酸性とし、酢酸エチルで抽出し、水洗,乾燥後、減圧下
に濃縮して240gの粗生成物を得た。これをベンゼンで
再結晶し、融点133〜134℃の目的化合物125g(理論収
率38.3%)を得た。A solution of 235 g of this methanesulfonylethyl lactate in 240 ml of ethanol was added to benzyloxyphenol 2
After 40 g, caustic potash 162 g, water 190 ml, and ethanol 1.2 were mixed with stirring, the mixture was added dropwise at room temperature and then reacted under reflux for 4 hours. Then, after distilling off ethanol, water 3 was added to dilute, and the mixture was extracted and washed with ether. The aqueous layer was weakly acidified with hydrochloric acid, extracted with ethyl acetate, washed with water, dried and concentrated under reduced pressure to obtain 240 g of a crude product. This was recrystallized from benzene to obtain 125 g (theoretical yield: 38.3%) of the target compound having a melting point of 133 to 134 ° C.
実施例6 2−(4−ヒドロキシフェノキシ)プロピルエチルエー
テルの合成 テトラヒドロフラン1.1の中に、水素化アルミニウム
リチウム26gを窒素ガス気流中で懸濁せしめ、10〜15℃
に保ちながら、この液に実施例5で得た2−[4−(ベ
ンジルオキシ)フェノキシ]プロピオン酸エチル169g
を340mlのテトラヒドロフランに溶かした溶液を2.5時間
を要して滴下した。室温で1時間撹拌した後、メタノー
ルで水素化アルミニウムリチウムを分解し、水600mlを
加えて希釈し、エーテルで抽出した。エーテル層は水
洗,乾燥,濃縮して139gの粗生成物を得た。これをヘ
プタンにて再結晶して、融点43〜44℃の2−(4−ベン
ジルオキシフェノキシ)プロピルアルコール97gを得
た。このアルコール85gを取り、テトラヒドロフラン21
0mlに溶かし、窒素ガスを通しながら水素化ナトリウム1
7gを懸濁させ、66.7gの沃化エチルを滴下した、液温
を50〜60℃に保ちながら2時間反応させた後、テトラヒ
ドロフランを留去た。水300mlを加え、ベンゼンで抽出
し、ベンゼン層を水洗,乾燥後、減圧下に濃縮して92g
の2−(4−ベンジルオキシフェノキシ)プロピルエチ
ルエーテルを得た。このエーテル48gを取り、メタノー
ル400mlに溶解し、10%のパラジウム炭素4gを懸濁さ
せて常圧下50℃付近で6時間水添した。触媒を別後、
減圧濃縮して32gの粗2−(4−ヒドロキシフェノキ
シ)プロピルエチルエーテルを得た。これを600gのシ
リカゲルを用いてカラムクロマト精製し、2−(4−ヒ
ドロキシフェノキシ)プロピルエチルエーテル24g(理
論収率16.4%)を得た。このもののガスクロ純度は99%
であった。Example 6 Synthesis of 2- (4-hydroxyphenoxy) propyl ethyl ether 26 g of lithium aluminum hydride was suspended in tetrahydrofuran 1.1 in a nitrogen gas stream, and the temperature was 10 to 15 ° C.
To this solution, 169 g of ethyl 2- [4- (benzyloxy) phenoxy] propionate obtained in Example 5 was maintained.
Was added dropwise to 340 ml of tetrahydrofuran over 2.5 hours. After stirring at room temperature for 1 hour, lithium aluminum hydride was decomposed with methanol, 600 ml of water was added to dilute, and the mixture was extracted with ether. The ether layer was washed with water, dried and concentrated to obtain 139 g of a crude product. This was recrystallized from heptane to obtain 97 g of 2- (4-benzyloxyphenoxy) propyl alcohol having a melting point of 43 to 44 ° C. Take 85g of this alcohol and use tetrahydrofuran 21
Dissolve in 0 ml and pass through nitrogen gas while sodium hydride 1
7 g was suspended, 66.7 g of ethyl iodide was added dropwise, the mixture was reacted for 2 hours while maintaining the liquid temperature at 50 to 60 ° C., and then tetrahydrofuran was distilled off. Add 300 ml of water, extract with benzene, wash the benzene layer with water, dry, and concentrate under reduced pressure to 92 g.
2- (4-benzyloxyphenoxy) propyl ethyl ether was obtained. 48 g of this ether was taken, dissolved in 400 ml of methanol, 4 g of 10% palladium carbon was suspended, and hydrogenated at about 50 ° C. for 6 hours under normal pressure. After separating the catalyst,
Concentration under reduced pressure gave 32 g of crude 2- (4-hydroxyphenoxy) propyl ethyl ether. This was purified by column chromatography using 600 g of silica gel to obtain 24- (2-hydroxyphenoxy) propylethyl ether (24 g, theoretical yield: 16.4%). The gas chromatographic purity of this product is 99%
Met.
実施例7 4−[4′−(デシルオキシビフェニル)カルボオキ
シ]フェニル(1−メチル−2−エトキシ)エチルエー
テルの合成 実施例6で得た2−(4−ヒドロキシフェノキシ)プロ
ピルエチルエーテル3.92gをトルエン30mlに溶解し、ピ
リジン2.37gを加えた液に10mlのトルエンに7.4gの4
−デシシルオキシビフェニルカルボン酸クロライドを溶
かした溶液を加え、80〜90℃で3時間反応せしめた。反
応終了後、水に投入し、別し、有機層を水洗,乾燥し
てから減圧濃縮して粗製の目的化合物10.6gを得た。こ
れをシリカゲル30gを用いてクロマト精製し、さらにエ
タノールにて再結晶を行い融点56℃の精製4−[4′−
(デシルオキシビフェニル)カルボオキシ]フェニル
(1−メチル−2−エトキシ)エチルエーテル6.1g
(理論収率57.3%)(例示化合物14)を得た。Example 7 Synthesis of 4- [4 '-(decyloxybiphenyl) carboxy] phenyl (1-methyl-2-ethoxy) ethyl ether 3.92 g of 2- (4-hydroxyphenoxy) propyl ethyl ether obtained in Example 6 was obtained. Dissolve in 30 ml of toluene and add 2.37 g of pyridine to a solution of 7.4 g in 10 ml of toluene.
-A solution in which decyloxybiphenylcarboxylic acid chloride was dissolved was added, and the mixture was reacted at 80 to 90 ° C for 3 hours. After completion of the reaction, the mixture was poured into water, separated, the organic layer was washed with water, dried and concentrated under reduced pressure to obtain 10.6 g of a crude target compound. This was chromatographically purified using 30 g of silica gel and further recrystallized with ethanol to give purified 4- [4′-
(Decyloxybiphenyl) carbooxy] phenyl (1-methyl-2-ethoxy) ethyl ether 6.1 g
(Theoretical yield 57.3%) (Exemplary compound 14) was obtained.
以下に本化合物の分析値を記す。The analytical values of this compound are shown below.
MS:532(M*) NMR:0.91(3H,t,J=8.7Hz),1.48(22H,m),1.82(2H,m),3.
08(4H,m),3.98(2H,m),4.53(1H,m),6.97(4H,m),7.13(2H,
m),7.57(2H,m),7.70(2H,m),8.22(2H,m) 実施例8 4−[4′−(オクチルオキシビフェニル)カルボオキ
シ]フェニル(1−メチル−2−エトキシ)エチルエー
テルの合成 4−デシルオキシビフェニルカルボン酸クロライドの代
わりに4−オクチルオキシビフェニルカルボン酸クロラ
イド6.87gを用いたほかは、実施例7と同様に操作し
て、融点64℃の4−[4′−(オクチルオキシビフェニ
ル)カルボオキシ]フェニル(1−メチル−2−エトキ
シ)エチルエーテル7.2g(理論収率71.4%)(例示化
合物13)を得た。 M S: 532 (M *) NMR: 0.91 (3H, t, J = 8.7Hz), 1.48 (22H, m), 1.82 (2H, m), 3.
08 (4H, m), 3.98 (2H, m), 4.53 (1H, m), 6.97 (4H, m), 7.13 (2H,
m), 7.57 (2H, m), 7.70 (2H, m), 8.22 (2H, m) Example 8 4- [4 '-(octyloxybiphenyl) carbooxy] phenyl (1-methyl-2-ethoxy) ethyl Synthesis of ether The procedure of Example 7 was repeated except that 6.87 g of 4-octyloxybiphenylcarboxylic acid chloride was used in place of 4-decyloxybiphenylcarboxylic acid chloride, and 4- [4'- having a melting point of 64 ° C. 7.2 g (theoretical yield 71.4%) of (octyloxybiphenyl) carbooxy] phenyl (1-methyl-2-ethoxy) ethyl ether (Exemplary compound 13) was obtained.
以下に本化合物の分析値を記す。The analytical values of this compound are shown below.
MS:504(M*) NMR:0.91(3H,t,J=7.0Hz),1.36(18H,m),1.82(2H,m),3.
50(4H,m),4.02(2H,m),4.53(1H,m),6.98(4H,m),7.13(2H,
m),7.58(2H,m),7.67(2H,m),8.23(2H,m) 実施例9 4−[4′−(ヘキシルオキシビフェニル)カルボオキ
シ]フェニル(1−メチル−3−ブトキシ)プロピルエ
ーテルの合成 出発物質である乳酸エステルの代わりに3−ヒドロキシ
酪酸メチルを用いて実施例5と同様に操作して3−[4
−(ベンジルオキシ)フェノキシ]酪酸メチルとなし、
水素化アルミニウムリチウムにて処理しブタノール誘導
体を得た。次いで、沃化エチルに代えて沃化ブチルを、
4−デシルオキシビフェニルカルボン酸クロライドに代
えて、4−ヘキシルオキシビフェニルカルボン酸クロラ
イドを用いたほかは、実施例6および7と同様に操作し
て融点85℃の4−[4′−(ヘキシルオキシビフェニ
ル)カルボオキシ]フェニル(1−メチル−3−ブトキ
シ)プロピルエーテル(例示化合物21)を得た。 M S: 504 (M *) NMR: 0.91 (3H, t, J = 7.0Hz), 1.36 (18H, m), 1.82 (2H, m), 3.
50 (4H, m), 4.02 (2H, m), 4.53 (1H, m), 6.98 (4H, m), 7.13 (2H,
m), 7.58 (2H, m), 7.67 (2H, m), 8.23 (2H, m) Example 9 4- [4 '-(hexyloxybiphenyl) carbooxy] phenyl (1-methyl-3-butoxy) propyl Synthesis of ether Using methyl 3-hydroxybutyrate in place of the starting lactate ester, the same procedure as in Example 5 was repeated to give 3- [4
-(Benzyloxy) phenoxy] methyl butyrate,
Treatment with lithium aluminum hydride gave a butanol derivative. Then, replace butyl iodide with ethyl iodide,
4- [4 ′-(hexyloxy) having a melting point of 85 ° C. was operated in the same manner as in Examples 6 and 7, except that 4-hexyloxybiphenylcarboxylic acid chloride was used in place of 4-decyloxybiphenylcarboxylic acid chloride. Biphenyl) carboxy] phenyl (1-methyl-3-butoxy) propyl ether (Exemplary Compound 21) was obtained.
実施例10 4−[4′−(オクチルオキシビフェニル)カルボオキ
シ]フェニル(1−メチル−3−ブトキシ)プロピルエ
ーテルの合成 出発物質である乳酸エステルの代わりに3−ヒドロキシ
酪酸メチルを用いて実施例5と同様に操作して3−[4
−(ベンジルオキシ)フェノキシ]酪酸メチルとなし、
水素化アルミニウムリチウムにて処理してブタノール誘
導体を得た。次いで、4−デシルオキシビフェニルカル
ボン酸クロライドに代えて4−オクチルオキシビフェニ
ルカルボン酸クロライドを用いたほかは、実施例6およ
び7と同様に操作して、カラム精製後、エタノールにて
再結晶して融点45℃の4−[4′−(オクチルオキシビ
フェニル)カルボオキシ]フェニル(1−メチル−3−
エトキシ)プロピルエーテル(例示化合物19)を得た
(理論収率44.6%)。Example 10 Synthesis of 4- [4 '-(octyloxybiphenyl) carboxy] phenyl (1-methyl-3-butoxy) propyl ether Example 5 Methyl 3-hydroxybutyrate was used instead of the starting lactate ester. Perform the same operation as in 3- [4
-(Benzyloxy) phenoxy] methyl butyrate,
Treatment with lithium aluminum hydride gave a butanol derivative. Then, the same procedure as in Examples 6 and 7 was carried out except that 4-octyloxybiphenylcarboxylic acid chloride was used in place of 4-decyloxybiphenylcarboxylic acid chloride, and after column purification, recrystallization with ethanol was performed. 4- [4 '-(octyloxybiphenyl) carboxy] phenyl (1-methyl-3- with a melting point of 45 ° C
Ethoxy) propyl ether (Exemplary compound 19) was obtained (theoretical yield 44.6%).
以下に本化合物の分析値を示す。The analytical values of this compound are shown below.
比旋光度:[α]▲24 D▼=−17.73° 実施例11 実施例3で得た4−(4′−n−オクチルオキシビフェ
ニル−4−カルボニルオキシ)安息香酸(1−メチル−
3−エトキシ)プロピルエステルについて液晶特性を測
定した。Specific rotation: [α] ▲ 24 D ▼ = -17.73 ° Example 11 4- (4'-n-octyloxybiphenyl-4-carbonyloxy) benzoic acid (1-methyl-) obtained in Example 3
Liquid crystal properties were measured for 3-ethoxy) propyl ester.
ガラス板上に透明電極を設け、さらにその上にポリマー
をコーティングし、それを一定方向にラビングした後、
2枚の基板のラビング方向が平行になるようにして、ス
ペーサーを用いて一定の厚さに組み立てたものを液晶セ
ルとした。セルの厚みは3μmである。After providing a transparent electrode on the glass plate, further coating the polymer on it, and rubbing it in a certain direction,
A liquid crystal cell was obtained by assembling two substrates so that the rubbing directions were parallel to each other and using spacers to a certain thickness. The thickness of the cell is 3 μm.
このセルに本化合物を注入してヘリウム−ネオンレーザ
ー及び光電子増倍管を用い、±20Vの方形波の交流を印
加し、液晶の電気光学効果を観察したところ、明確なコ
ントラストがあり、かつ高速応答が確認され、液晶表示
素子として使用可能の材料であることが認められた。This compound was injected into this cell, a helium-neon laser and a photomultiplier tube were used, and a square wave AC of ± 20 V was applied, and the electro-optical effect of the liquid crystal was observed. A response was confirmed, and it was confirmed that the material could be used as a liquid crystal display device.
一方、相転移温度は示差走査熱量計と偏光顕微鏡とによ
る観察で求めた。なお、S1は未判定の液晶相である。
これらの測定結果を表−1に示した。On the other hand, the phase transition temperature was determined by observation with a differential scanning calorimeter and a polarizing microscope. Note that S 1 is an undetermined liquid crystal phase.
The results of these measurements are shown in Table 1.
実施例12〜18 本発明化合物につき相転移温度および各種の特性値を実
施例11と同様にして測定した。その結果を表−1に示し
た。Examples 12 to 18 The phase transition temperature and various characteristic values of the compound of the present invention were measured in the same manner as in Example 11. The results are shown in Table-1.
比較例1,2 D.M.Walbaらによって(J.A.C.S.,108,5210,1986)報告さ
れた化合物であって、本発明の液晶性化合物と比較的類
似した化学構造を持った以下の化合物を比較例として、
実施例11と同様にして相転移温度および各種の特性値を
測定した。その結果を表−1に示した。Comparative Examples 1 and 2 DM Walba et al. (JACS, 108 , 5210, 1986), which are compounds reported, having the chemical structure relatively similar to that of the liquid crystalline compound of the present invention,
The phase transition temperature and various characteristic values were measured in the same manner as in Example 11. The results are shown in Table-1.
比較化合物−1 比較化合物−2 これらの化合物は、比較的低い温度でSC *相が現れる
が自発分極は小さく、応答速度もあまり速くない。これ
に対し、本発明の液晶性化合物はSC *相の出現温度は
やや高いが、自発分極,応答速度については優れたもの
である。Comparative compound-1 Comparative compound-2 These compounds show the S C * phase at a relatively low temperature, but the spontaneous polarization is small and the response speed is not so fast. On the other hand, the liquid crystalline compound of the present invention has a slightly higher S C * phase appearance temperature, but is excellent in spontaneous polarization and response speed.
応用例1〜3 表示装置において、実際の使用温度のより広い範囲にわ
たって高速応答性を示す液晶組成物を得るため、各種の
液晶性化合物を混合し、その性能を調べた。また、実施
例により得た液晶性化合物を用いて、液晶表示素子とし
ての応答特性を評価した。測定方向は実施例11と同様に
して行った。その代表例を表−2に示した。 Application Examples 1 to 3 In a display device, various liquid crystal compounds were mixed in order to obtain a liquid crystal composition exhibiting a high-speed response over a wider range of actual use temperatures, and the performance thereof was investigated. In addition, the response characteristics as a liquid crystal display device were evaluated by using the liquid crystalline compounds obtained in the examples. The measurement direction was the same as in Example 11. Typical examples are shown in Table-2.
[発明の効果] 本発明の液晶性化合物は、画像表示に於ける高速な応答
性を示し、かつ広い温度範囲で強誘電性を示すので、今
後の高密度で大型のディスプレーへのニーズに応えるこ
とのできるものである。 [Effects of the Invention] The liquid crystalline compound of the present invention exhibits high-speed response in image display and exhibits ferroelectricity in a wide temperature range, and thus meets future needs for high-density and large-sized displays. It is possible.
Claims (1)
を持つアルキレン基で、全炭素数が3〜5で、かつ不斉
炭素を有するものを、R3は炭素数1〜6のアルキル基を
示し、nは0または1を示す。)で表わされる液晶性化
合物。1. A general formula (In the formula, R 1 is an alkyl group having 6 to 12 carbon atoms, R 2 * is a branched alkylene group having a total carbon number of 3 to 5 and having an asymmetric carbon, and R 3 is A liquid crystal compound represented by C1 to C6 alkyl group, and n represents 0 or 1.).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62146925A JPH0643376B2 (en) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | Liquid crystalline compound |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62146925A JPH0643376B2 (en) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | Liquid crystalline compound |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63310848A JPS63310848A (en) | 1988-12-19 |
JPH0643376B2 true JPH0643376B2 (en) | 1994-06-08 |
Family
ID=15418674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP62146925A Expired - Lifetime JPH0643376B2 (en) | 1987-06-15 | 1987-06-15 | Liquid crystalline compound |
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Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
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CN108329928B (en) * | 2018-01-22 | 2021-05-18 | 西安工业大学 | One-pot method for synthesizing alkoxyester liquid crystals |
-
1987
- 1987-06-15 JP JP62146925A patent/JPH0643376B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS63310848A (en) | 1988-12-19 |
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