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JPH0466276B2 - - Google Patents
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JPH0466276B2 - - Google Patents

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JPH0466276B2
JPH0466276B2 JP60280403A JP28040385A JPH0466276B2 JP H0466276 B2 JPH0466276 B2 JP H0466276B2 JP 60280403 A JP60280403 A JP 60280403A JP 28040385 A JP28040385 A JP 28040385A JP H0466276 B2 JPH0466276 B2 JP H0466276B2
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JP
Japan
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liquid crystal
lactic acid
optically active
acid derivative
general formula
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JP60280403A
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Kazuo Yoshinaga
Kazuharu Katagiri
Kenji Shinjo
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  • Liquid Crystal Substances (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

技術分野 本発明は、分子構造の変更が容易で且つ光学活
性な乳酸誘導体であるところの液晶性化合物およ
びそれを含有する液晶組成物ならびに該液晶組成
物を使用する液晶素子に関するものである。 背景技術 従来の液晶素子としては、例えばエム・シヤツ
ト(M.Schadt)とダブリユー・ヘルフリヒ(W.
Helfrich)著、“アプライド、フイズイクス、レ
ターズ”18巻4号(“Applied Physics Letters”、
Vol.18、No..4)(1971.2.15)、P.127〜128の「捩
れネマチツク液晶の電圧依存光学挙動」
(“Voltage−Dependent Optical Activity of a
Twisted Nematic Liquid Crystal”)に記載
されたTN(ツイステツド・ネマチツク)液晶を
用いたものが知られている。しかしながら、この
TN液晶は、画素密度を高くしたマトリクス電極
構造を用いた時分割駆動の時、クロストークを発
生する問題点があるため、画素数が制限されてい
た。また、電界応答が遅く視野角特性が悪いため
にデイスプレイとしての用途は限定されていた。 更に、各画素に薄膜トランジスタによるスイツ
チング素子を接続し、各画素毎をスイツチングす
る方式の表示素子が知られているが、基板上に薄
膜トランジスタを形成する工程が極めて煩雑な
上、大面積の表示素子を作成することが難かしい
問題点がある。 このような従来型の液晶素子の欠点を改善する
ものとして、双安定性を有する液晶素子の使用
が、クラーク(Clark)およびラガウエル
(Lagerwall)により提案されている(特開昭56
−107216号公報、米国特許第4367924号明細書
等)。双安定性を有する液晶としては、一般に、
カイラルスメクテイツクC相(SmC*)又はH相
(SmH*)を有する強誘電性液晶が用いられる。 この強誘電性液晶は自発分極を有するために非
常に速い応答速度を有する上にメモリー性のある
双安定状態を発現させることができさらに視野角
特性もすぐれていることから大容量大画面のデイ
スプレイとして適している。 強誘電性液晶に用いられるところの液晶性化合
物は不斉炭素を有しているためにそのカイラルス
メクチツク相を用いるところの強誘電性液晶とし
て利用する以外に次のような光学素子に対しても
使用することができる。 (1) 液晶状態においてコレステリツク・ネマテイ
ツク相転移効果を利用するもの(J.J.Wysoki、
A.Adams and W.Haas;Phys.Rev.Lett.,20,
1024(1968))、 (2) 液晶状態においてホワイト・テイラー形ゲス
ト・ホスト効果を利用するもの(D.L.White
and G.N.Taylor;J.Appl.Phys.,45,4718
(1974))、 (3) 液晶状態においてコレステリツク相を持つも
のをマトリツクス中へ固定することにより、そ
の選択散乱特性を利用し、ノツチフイルターや
バンドバスフイルターとして利用するもの(F.
J.Kahn,Appl.Phys.Lett.,18,231(1971))、
円偏光特性を利用した円偏光ビームスプリツタ
ーとして利用するもの(S.D.Jacobs,SPIE,
37,98(1981));等。 個々の方式についての詳細な説明は省略する
が、いずれも表示素子や変調素子として重要であ
る。 従来、光学活性を有することを特徴とする光学
素子に必要な機能性材料を合成するための光学活
性中間体としては、2−メチルブタノール、2級
オクチルアルコール、2級ブチルアルコール、塩
化p−(2−メチルブチル)安息香酸、2級フエ
ネチルアルコール、アミノ酸誘導体、シヨウノウ
誘導体、コレステロール誘導体等が知られてい
る。 しかし、これらは次のような欠点を有してい
る。光学活性な鎖状炭化水素誘導体は構造の変更
が困難で、しかも一部のものを除き非常に高価な
ものである。アミノ酸誘導体は比較的安価な上に
構造の変更も容易であるがアミンの水素基が化学
的に活性が強く、水素結合や化学反応を生じやす
いために機能性材料の特性を制限してしまいやす
い。シヨウノウ誘導体、コレステロール誘導体は
構造の変更が困難なうえに立体的な障害によつて
機能性材料の特性に悪影響を与えやすい。 また、光学活性を有することを特徴とする光学
素子のうち、液晶状態の電界応答光学効果を用い
る方法においては、応答性を高めるために極性基
を導入することが行なわれてきたが、上記従来の
光学活性中間体は極性の小さいものか、あるいは
極性基を有効に利用できないものがほとんどであ
つた。 とくに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、高速化の
ために自発分極を増加させることが望まれてい
る。このような点からP.kellerらは不斉炭素に塩
素基を導入することで自発分極を増加させ応答速
度化が可能であることを示した(C.R.Acad.Sc.
Paris,282 C,639(1976))。しかし、不斉炭素
に導入された塩素基は化学的に不安定であるうえ
に、原子半径が大きいことから液晶相の安定性が
低下するという欠点を有しているためにその改善
が望まれている。 上記のような欠点は、種々の材料を開発する上
で大きな制約となつていた。 発明の目的 上述の事情に鑑み、本発明の主要な目的は、液
晶状態の制御に有用な光学活性な液晶性化合物を
含む液晶組成物ならびに該液晶組成物を使用する
液晶素子を提供することにある。 また、本発明は不斉炭素原子に隣接して酸素原
子が存在するために強誘電性液晶として使用する
場合に大きな自発分極を生じる化合物を含む液晶
組成物および該液晶組成物を使用する液晶素子を
提供することを目的とする。 また、本発明はアルキル基の長さを変更するこ
とが容易で、このことによりH.Arnold,Z.Phys.
Chem.,226,146(1964)に示されるように液晶
状態において発現する液晶相の種類や温度範囲を
制御することが可能な液晶性化合物を少なくとも
1種類配合成分として含有する液晶組成物および
該液晶組成物を使用する液晶素子を提供すること
を目的とする。 発明の概要 本発明は、一般式() (上記一般式中、R1は炭素数4〜16のアルキル
基を、Rは炭素数1〜16のアルキル基をそれぞれ
示す。またmおよびnは、1または2の整数であ
り、kは0または1、c*は光学活性な不斉炭素原
子を示す。) で表わされる乳酸誘導体を少なくとも1種類含有
する液晶組成物ならびにそれを使用する液晶素子
を提供するものである。 発明の具体的説明 上記の光学活性な乳酸誘導体を示す一般式
()中、Rは炭素原子数1〜16のアルキル基で
ある。炭素原子数が17以上では最終的な機能材料
としたときの粘度やモル体積が増加するため好ま
しくない。また、好ましいRの炭素原子数は2〜
14である。 R1は炭素数4〜16のアルキル基で
あり、また好ましいR1の炭素数は6〜14である。
n=1または2でありk=0または1である。 以下に、本発明の一般式()で示される光学
活性な乳酸誘導体の合成方法の例を、反応工程式
により示す。 本発明の光学活性な乳酸誘導体は、好ましくは
特願昭60−245709号に示される4−(2−アルコ
キシプロピルオキシ)安息香酸、4′−(2−アル
コキシプロピルオキシ)ビフエニルカルボン酸等
の光学活性中間体(下式(f)の化合物)を経由して
合成される。 すなわち、Rがアルキル基である化合物[上記
式(a)の化合物]を合成するには、乳酸エステルと
炭化水素ヨウ化物とをAg2O存在下に反応させる
ことにより得られる。この場合、乳酸エステルと
炭化水素を容器に入れて混合しておき、この混合
物中にAg2Oを添加する方法が好ましい。 さらに上記式(b)の化合物を合成するには、上記
式(a)の化合物をLiAlH4の如き還元剤を作用せし
める方法がとられる。 更に、OH基をハロゲン原子に置換する場合に
は、上記式(b)の化合物にPBr3、SOCl2、PCl5
如きハロゲン化剤を作用せしめる方法が採用され
る。またトシル化するする場合には、p−トルエ
ンスルホン酸クロライドを上記式(b)の化合物に作
用せしめる方法がとられる。 このようにして得られた上記式(c)、(d)、(e)の化
合物をアルカリ条件下にてp−ハイドロキシ安息
香酸、p−ハイドロキシビフエニルカルボン酸と
反応させることにより式(f)の化合物を得ることが
出来る。 更に、式(f)の化合物を塩化チオニルにて酸クロ
ライドとしたのち一般式(g)で示される化合物と反
応させることにより本発明の光学活性な液晶性の
乳酸誘導体を得ることが出来る。 上記反応式におけるRIは炭素数の広い範囲に
わたつて選択することが可能であり、具体的には
ヨードブタン、ヨードペンタン、ヨードヘキサ
ン、ヨードヘプタン、ヨードオクタン、ヨードノ
ナン、ヨードデカン、ヨードウンデカン、ヨード
ドデカン、ヨードトリデカン、ヨードテトラデカ
ン、ヨードベンタデカン、ヨードヘキサデカン、
ヨードヘプタデカン、ヨードオクタデカン、ヨー
ドノナデカン、ヨードエイコサン等の直鎖状飽和
炭化水素ヨウ化物;2−ヨードブタン、1−ヨー
ド−2−メチルプロパン、1−ヨード−3−メチ
ルブタン等の分岐状飽和炭化水素ヨウ化物があ
る。 以上のようなヨウ化物から自由に選択すること
により光学活性な乳酸誘導体を得ることができ
る。 表1に、このようにして得られた光学活性な液
晶性の乳酸誘導体の相転移温度および旋光度を示
す。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a liquid crystal compound whose molecular structure is easily changeable and which is an optically active lactic acid derivative, a liquid crystal composition containing the same, and a liquid crystal element using the liquid crystal composition. BACKGROUND ART Conventional liquid crystal elements include, for example, M. Schadt and W. Helfrich.
Helfrich), “Applied Physics Letters”, Volume 18, No. 4 (“Applied Physics Letters”,
Vol.18, No... 4) (1971.2.15), P.127-128 "Voltage-dependent optical behavior of twisted nematic liquid crystals"
(“Voltage-Dependent Optical Activity of a
A device using a TN (Twisted Nematic Liquid Crystal) liquid crystal described in “Twisted Nematic Liquid Crystal” is known.
TN liquid crystals have a problem in that crosstalk occurs during time-division driving using a matrix electrode structure with high pixel density, so the number of pixels has been limited. Furthermore, its use as a display has been limited due to its slow electric field response and poor viewing angle characteristics. Furthermore, a display element is known in which a switching element using a thin film transistor is connected to each pixel and switching is performed for each pixel, but the process of forming the thin film transistor on the substrate is extremely complicated, and it is difficult to use a display element with a large area. There are some problems that make it difficult to create. In order to improve the drawbacks of conventional liquid crystal devices, the use of bistable liquid crystal devices was proposed by Clark and Lagerwall (Japanese Patent Laid-Open No. 1983-1973).
-107216, US Pat. No. 4,367,924, etc.). In general, liquid crystals with bistability include:
A ferroelectric liquid crystal having a chiral smectic C phase (SmC * ) or H phase (SmH * ) is used. Because this ferroelectric liquid crystal has spontaneous polarization, it has an extremely fast response speed, can develop a bistable state with memory properties, and has excellent viewing angle characteristics, so it can be used for large-capacity, large-screen displays. It is suitable as Liquid crystal compounds used in ferroelectric liquid crystals have asymmetric carbon, so in addition to being used as ferroelectric liquid crystals using their chiral smectic phase, they can also be used for the following optical elements: It can also be used. (1) Those that utilize the cholesteric-nematic phase transition effect in the liquid crystal state (JJWysoki,
A.Adams and W.Haas; Phys.Rev.Lett., 20,
1024 (1968)), (2) one that utilizes the White-Taylor type guest-host effect in the liquid crystal state (DLWhite
and GNTaylor; J.Appl.Phys., 45 , 4718
(1974)), (3) By fixing a substance with a cholesteric phase in the liquid crystal state into a matrix, its selective scattering properties can be utilized and used as a notch filter or bandpass filter (F.
J. Kahn, Appl. Phys. Lett., 18, 231 (1971)),
Products used as circularly polarized beam splitters that utilize circularly polarized light characteristics (SDJacobs, SPIE,
37, 98 (1981)); etc. Although a detailed explanation of each method will be omitted, all of them are important as display elements and modulation elements. Conventionally, optically active intermediates for synthesizing functional materials required for optical elements characterized by having optical activity include 2-methylbutanol, secondary octyl alcohol, secondary butyl alcohol, and p-(chloride). Known examples include 2-methylbutylbenzoic acid, secondary phenethyl alcohol, amino acid derivatives, synthetic derivatives, and cholesterol derivatives. However, these have the following drawbacks. It is difficult to change the structure of optically active chain hydrocarbon derivatives and, with the exception of some, they are very expensive. Amino acid derivatives are relatively inexpensive and their structures can be easily changed, but the hydrogen groups of amines are chemically active and easily cause hydrogen bonds and chemical reactions, which tends to limit the properties of functional materials. . It is difficult to change the structure of chemical derivatives and cholesterol derivatives, and they tend to adversely affect the properties of functional materials due to steric hindrance. Furthermore, among optical elements characterized by having optical activity, polar groups have been introduced in order to improve responsiveness in methods using electro-responsive optical effects in a liquid crystal state. Most of the optically active intermediates had low polarity or were unable to utilize polar groups effectively. Particularly in ferroelectric liquid crystals, it is known that the response speed is proportional to the spontaneous polarization, and it is desired to increase the spontaneous polarization in order to increase the speed. From this point of view, P.keller et al. showed that it is possible to increase spontaneous polarization and speed up the response by introducing a chlorine group into an asymmetric carbon (CRAcad.Sc.
Paris, 282 C, 639 (1976)). However, chlorine groups introduced into asymmetric carbons are chemically unstable and have the disadvantage of decreasing the stability of the liquid crystal phase due to their large atomic radius, so improvements are desired. ing. The above-mentioned drawbacks have been a major constraint on the development of various materials. Purpose of the Invention In view of the above circumstances, the main object of the present invention is to provide a liquid crystal composition containing an optically active liquid crystal compound useful for controlling the liquid crystal state, and a liquid crystal element using the liquid crystal composition. be. The present invention also provides a liquid crystal composition containing a compound that produces large spontaneous polarization when used as a ferroelectric liquid crystal due to the presence of an oxygen atom adjacent to an asymmetric carbon atom, and a liquid crystal element using the liquid crystal composition. The purpose is to provide In addition, in the present invention, it is easy to change the length of the alkyl group, and this allows H.Arnold, Z.Phys.
Chem., 226 , 146 (1964), liquid crystal compositions containing at least one liquid crystal compound as a compounding component, which can control the type and temperature range of the liquid crystal phase developed in the liquid crystal state; An object of the present invention is to provide a liquid crystal element using a liquid crystal composition. Summary of the Invention The present invention is based on the general formula () (In the above general formula, R 1 represents an alkyl group having 4 to 16 carbon atoms, R represents an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, respectively. Also, m and n are integers of 1 or 2, and k is 0 The present invention provides a liquid crystal composition containing at least one type of lactic acid derivative represented by (or 1, c * represents an optically active asymmetric carbon atom) and a liquid crystal element using the same. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the general formula () representing the above-mentioned optically active lactic acid derivative, R is an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms. If the number of carbon atoms is 17 or more, the viscosity and molar volume of the final functional material will increase, which is undesirable. Further, the preferable number of carbon atoms of R is 2 to
It is 14. R 1 is an alkyl group having 4 to 16 carbon atoms, and preferably R 1 has 6 to 14 carbon atoms.
n=1 or 2 and k=0 or 1. An example of the method for synthesizing the optically active lactic acid derivative represented by the general formula () of the present invention is shown below using a reaction scheme. The optically active lactic acid derivative of the present invention is preferably 4-(2-alkoxypropyloxy)benzoic acid, 4'-(2-alkoxypropyloxy)biphenylcarboxylic acid, etc. shown in Japanese Patent Application No. 60-245709. It is synthesized via an optically active intermediate (compound of formula (f) below). That is, the compound in which R is an alkyl group [the compound of formula (a) above] can be synthesized by reacting a lactic acid ester and a hydrocarbon iodide in the presence of Ag 2 O. In this case, it is preferable to mix the lactic acid ester and the hydrocarbon in a container, and then add Ag 2 O to the mixture. Furthermore, in order to synthesize the compound of the above formula (b), a method is used in which the compound of the above formula (a) is treated with a reducing agent such as LiAlH 4 . Furthermore, in the case of substituting an OH group with a halogen atom, a method is employed in which a halogenating agent such as PBr 3 , SOCl 2 or PCl 5 is allowed to act on the compound of formula (b). In addition, in the case of tosylation, a method is used in which p-toluenesulfonic acid chloride is allowed to act on the compound of formula (b). By reacting the thus obtained compounds of formulas (c), (d), and (e) with p-hydroxybenzoic acid and p-hydroxybiphenylcarboxylic acid under alkaline conditions, formula (f) is obtained. It is possible to obtain a compound of Furthermore, the optically active liquid crystalline lactic acid derivative of the present invention can be obtained by converting the compound of formula (f) into an acid chloride with thionyl chloride and then reacting it with a compound represented by general formula (g). RI in the above reaction formula can be selected from a wide range of carbon numbers, and specifically includes iodobutane, iodopentane, iodohexane, iodoheptane, iodooctane, iodononane, iododecane, iodoundecane, iododecane, Iodotridecane, iodotetradecane, iodobentadecane, iodohexadecane,
Linear saturated hydrocarbon iodides such as iodoheptadecane, iodooctadecane, iodononadecane, iodoeicosane; branched saturated hydrocarbons such as 2-iodobutane, 1-iodo-2-methylpropane, 1-iodo-3-methylbutane, etc. There is iodide. Optically active lactic acid derivatives can be obtained by freely selecting from the above iodides. Table 1 shows the phase transition temperature and optical rotation of the optically active liquid crystalline lactic acid derivative thus obtained.

【表】 本発明の液晶組成物は、上記一般式()で表
わされる、光学活性物質あるいは、液晶性の乳酸
誘導体を少なくとも1種類配合成分として含有す
るものである。 上記組成物のうち下式(1)〜(13)に代表して示
されるような強誘電性液晶を配合成分として混合
したものは、自発分極を増大させることが可能で
あり、さらに粘度を低下させる効果とあいまつて
応答速度を改善することができ好ましい。このよ
うな場合には、一般式()で示される本発明の
液晶性の乳酸誘導体を、0.1〜99重量%の比率で
使用することが好ましく、特に好ましくは1〜90
重量%で使用される。
[Table] The liquid crystal composition of the present invention contains at least one optically active substance or a liquid crystal lactic acid derivative represented by the above general formula () as a compounding component. Among the above compositions, those containing ferroelectric liquid crystals as represented by the following formulas (1) to (13) can increase spontaneous polarization and further reduce viscosity. It is preferable that the response speed can be improved in combination with the effect of In such a case, it is preferable to use the liquid crystalline lactic acid derivative of the present invention represented by the general formula () in a proportion of 0.1 to 99% by weight, particularly preferably 1 to 90% by weight.
Used in % by weight.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 また、上記一般式()の液晶性乳酸誘導体
を、下式(1)〜(5)で示されるような、それ自体はカ
イラルでないスメクチツク液晶に配合することに
より、強誘電性液晶として使用可能な組成物が得
られる。 このような場合においては一般式()で示さ
れる本発明の液晶性の乳酸誘導体を1.0〜99重量
%の比率で使用することができる。
[Table] In addition, by blending the liquid crystalline lactic acid derivative of the above general formula () with a smectic liquid crystal that is not chiral itself as shown in the following formulas (1) to (5), it can be used as a ferroelectric liquid crystal. A usable composition is obtained. In such cases, the liquid crystalline lactic acid derivative of the present invention represented by the general formula () can be used in a proportion of 1.0 to 99% by weight.

【表】【table】

【表】 また本発明の乳酸誘導体を少なくとも1種類配
合成分として含有するネマチツク液晶はツイステ
ツドマチツク(TN)型セルにして使用する場合
にリバースドメインの発生を防止することができ
好ましい。 発明の効果 上記したように本発明の光学活性な液晶性の乳
酸誘導体は、光学活性の乳酸誘導体を、適当な分
子間力と形状をもつた機能性材料中間体と光学活
性を損なうことなく結合させることにより得るこ
とができ、分子設計を自由に行うことができる。
特にアルキル基の長さを選択することにより液晶
状態において発現する液晶相の種類や温度範囲を
制御することが可能である。また本発明の光学活
性な乳酸誘導体及び光学活性な液晶性の乳酸誘導
体を少なくとも1種類を配合成分として含有する
ところの液晶組成物は、カイラルネマチツク液
晶、カイラルスメクチツク液晶として使用するこ
とにより、自発分極の増加、粘度調整等を通じ
て、応答速度の向上、リバースドメインの発生防
止等の性能改善が可能である。 以下、実施例により本発明の乳酸誘導体である
液晶性の光学活性物質及び液晶組成物および液晶
素子について詳細に説明する。 実施例 1 4−(2−エトキシプロピルオキシ)安息香酸 4′−オクチルオキシフエニルエステル 4−(2−エトキシプロピルオキシ)安息香酸
1.5gへ塩化チオニル5.1mlを加え、2時間還流を
行つた。塩化チオニルを留去しトルエンを加えた
ものへ、7.7mlの乾燥ピリジンに1.5gのp−オク
チルオキシフエノールを溶解したものを、5℃以
下で滴下した。室温で3.5時間撹拌し一夜放置し
た後、冷水を加え、エーテル抽出したものを5%
HCI水溶液、5%NaOH水溶液で洗浄後さらに
水洗した。溶媒を留去し、シリカゲルカラムクロ
マトグラフにて精製したところ、1.2gの4−(2
−エトキシプロピルオキシ)安息香酸4′−オクチ
ルオキシフエニルエステルを得た。 生成物について、以下の赤外吸収ピークが得ら
れた。 IR(cm-1): 2940、1735、1605、1510、1250、1190、1165、
1070。 赤外吸収チヤートを第1図に示す。 実施例 2 4−(2−エトキシプロピルオキシ)安息香酸
の代りに、4−(2−オクチルオキシプロピルオ
キシ)安息香酸を用いて、実施例1と同様の方法
により4−(2オクチルオキシプロピルオキシ)
安息香酸4′−オクチルオキシフエニルエステルを
得た。 生成物について、以下の赤外吸収ピークが得ら
れた。 IR(cm-1): 2930、1715、1600、1510、1470、1270、1190、
1175、1100、1075。 赤外吸収チヤートを第2図に示す。 実施例 3 4−(2−ドデシルオキシプロピルオキシ)ビ
フエニルカルボン酸オクチルオキシフエニルエ
ステル 4−(2−ドデシルオキシプロピルオキシ)ビ
フエニルカルボン酸2.0gへ、五塩化リン0.8gを
加え、さらにオキシ塩化リン3.9mlを加え、2時
間還流した。反応物から、オキシ塩化リンを留去
し、トルエンを加えたものへ、6.1mlのピリジン
へ溶解した4−オクチルオキシフエノール1.0g
を滴下した、室温で2.5時間撹拌し、一夜放置後、
冷水を加えエーテルを抽出した。水洗後溶媒を留
去しシリカゲルカラムクロマトグラフにて精製
し、1.3gの4−(2−ドデシルオキシプロピルオ
キシ)ビフエニルカルボン酸オクチルオキシフエ
ニルエステルを得た。 赤外吸収チヤートを第3図に示す。 実施例 4 実施例1と同様の方法により、4−(2−エト
キシプロピルオキシ)安息香酸と4−ヒドロキシ
安息香酸デシルエステルから、4−(2−エトキ
シプロピルオキシ)安息香酸4′−(デシルオキシ
カルボニル)フエニルエステルを得た。 生成物について、以下の赤外吸収ピークが得ら
れた。 IR(cm-1): 3930、3855、1735、1720、1600、1510、1250、
1200、1160、1105、1060、760。 赤外吸収チヤートを第4図に示す。 実施例 5 4−(2−オクチルオキシプロピルオキシ)安
息香酸4′−(デシルオキシカルボニル)ビフエ
ニルエステル 実施例4と同様の手法により、4−(2−オク
チルオキシプロピルオキシ安息香酸と4′−ハイド
ロキシビフエニルカルボン酸デシルエステルよ
り、4−(2−オクチルオキシプロピルオキシ)
安息香酸4′−(デシルオキシカルボニル)ビフエ
ニルエステルを合成した。 生成物について、以下の赤外吸収ピークが得ら
れた。 IR(cm-1): 3930、3850、1730、1710、1600、1510、1280、
1170、1110、770。 赤外吸収チヤートを第5図に示す。 実施例 6 下記の組成の液晶組成物を調製した。 この液晶組成物は、冷却過程において、102〜
15℃の温度範囲でSmC*相を示し、本発明の液晶
性乳酸誘導体の配合により、SmC*の温度範囲
をほとんど狭めることなく、室温をカバーする範
囲まで、低温化することが出来た。 なお、本発明の乳酸誘導体を含まない 単独でのSmC*温度範囲は、134〜41℃であつた。 実施例 7 実施例6で製造した液晶性化合物を使用した液
晶素子 高精度研磨した10×20mmのガラスへ約1000Åの
ITO膜を電極として設け、さらに約1000Åの
SiO2をイオンビーム法により蒸着した。同様の
加工を行つたガラス基板に実施例6で製造した液
晶組成物を滴下し、対向して上記ガラス基板を重
ねあわせた。115℃にて基板をおさえつけながら、
偏光顕微鏡下で上下基板の間隔を保ちながら、相
互にずらすようにして平行運動を行つたところ水
平配向したモノドメインが得られた。そのときの
液晶層厚は1.0μmであり、カイラルスメクチツク
C相にて、±20Vのパルスを印加すると室温(25
℃)で約500μsec、50℃で45μsecの応答速度でス
イツチングを行なつた。 実施例 8〜11 実施例6でも使用した下記液晶性化合物(A) に対し、実施例1〜4の乳酸誘導体化合物を、得
られる液晶組成物の、実施例3化合物については
40重量%、その他は20重量%となるように混合し
て、それぞれ実施例8〜11の液晶組成物を得た。 これら液晶組成物についての組成比、SmC*
温度範囲、実施例7と同様にして素子化して試験
した際の50℃における応答速度を、実施例6の組
成物ならびに液晶性化合物(A)単独の場合のデータ
とともに、まとめて次表2に示す。
[Table] Furthermore, the nematic liquid crystal containing at least one lactic acid derivative of the present invention as a compounding component is preferable because it can prevent the occurrence of reverse domains when used in a twisted-machine (TN) type cell. Effects of the Invention As described above, the optically active liquid crystalline lactic acid derivative of the present invention combines an optically active lactic acid derivative with a functional material intermediate having appropriate intermolecular force and shape without impairing optical activity. This allows for free molecular design.
In particular, by selecting the length of the alkyl group, it is possible to control the type and temperature range of the liquid crystal phase developed in the liquid crystal state. Furthermore, the liquid crystal composition containing at least one type of optically active lactic acid derivative and optically active liquid crystalline lactic acid derivative of the present invention as a compounding component can be used as a chiral nematic liquid crystal or a chiral smectic liquid crystal. By increasing spontaneous polarization, adjusting viscosity, etc., it is possible to improve performance such as increasing response speed and preventing the occurrence of reverse domains. EXAMPLES Hereinafter, the liquid crystal optically active substance that is a lactic acid derivative, the liquid crystal composition, and the liquid crystal element of the present invention will be explained in detail with reference to Examples. Example 1 4-(2-ethoxypropyloxy)benzoic acid 4'-octyloxyphenyl ester 4-(2-ethoxypropyloxy)benzoic acid
5.1 ml of thionyl chloride was added to 1.5 g and refluxed for 2 hours. After thionyl chloride was distilled off and toluene was added, a solution of 1.5 g of p-octyloxyphenol in 7.7 ml of dry pyridine was added dropwise at a temperature below 5°C. After stirring at room temperature for 3.5 hours and standing overnight, cold water was added and the ether extracted mixture was diluted with 5%
After washing with an HCI aqueous solution and a 5% NaOH aqueous solution, it was further washed with water. When the solvent was distilled off and purified by silica gel column chromatography, 1.2 g of 4-(2
-ethoxypropyloxy)benzoic acid 4'-octyloxyphenyl ester was obtained. The following infrared absorption peaks were obtained for the product. IR (cm -1 ): 2940, 1735, 1605, 1510, 1250, 1190, 1165,
1070. The infrared absorption chart is shown in Figure 1. Example 2 4-(2-octyloxypropyloxy) was prepared in the same manner as in Example 1 using 4-(2-octyloxypropyloxy)benzoic acid instead of 4-(2-ethoxypropyloxy)benzoic acid. )
Benzoic acid 4'-octyloxyphenyl ester was obtained. The following infrared absorption peaks were obtained for the product. IR (cm -1 ): 2930, 1715, 1600, 1510, 1470, 1270, 1190,
1175, 1100, 1075. The infrared absorption chart is shown in Figure 2. Example 3 4-(2-dodecyloxypropyloxy)biphenylcarboxylic acid octyloxyphenyl ester To 2.0g of 4-(2-dodecyloxypropyloxy)biphenylcarboxylic acid, 0.8g of phosphorus pentachloride was added, and further oxyphenyl ester 3.9 ml of phosphorus chloride was added and the mixture was refluxed for 2 hours. Phosphorus oxychloride was distilled off from the reaction mixture, toluene was added, and 1.0 g of 4-octyloxyphenol dissolved in 6.1 ml of pyridine was added.
was added dropwise, stirred at room temperature for 2.5 hours, and left overnight.
Cold water was added to extract the ether. After washing with water, the solvent was distilled off and the residue was purified by silica gel column chromatography to obtain 1.3 g of 4-(2-dodecyloxypropyloxy)biphenylcarboxylic acid octyloxyphenyl ester. The infrared absorption chart is shown in Figure 3. Example 4 4-(2-ethoxypropyloxy)benzoic acid 4'-(decyloxy) was prepared from 4-(2-ethoxypropyloxy)benzoic acid and 4-hydroxybenzoic acid decyl ester by the same method as in Example 1. Carbonyl) phenyl ester was obtained. The following infrared absorption peaks were obtained for the product. IR (cm -1 ): 3930, 3855, 1735, 1720, 1600, 1510, 1250,
1200, 1160, 1105, 1060, 760. The infrared absorption chart is shown in Figure 4. Example 5 4-(2-octyloxypropyloxy)benzoic acid 4'-(decyloxycarbonyl)biphenyl ester 4-(2-octyloxypropyloxybenzoic acid and 4'- From hydroxybiphenylcarboxylic acid decyl ester, 4-(2-octyloxypropyloxy)
Benzoic acid 4'-(decyloxycarbonyl)biphenyl ester was synthesized. The following infrared absorption peaks were obtained for the product. IR (cm -1 ): 3930, 3850, 1730, 1710, 1600, 1510, 1280,
1170, 1110, 770. The infrared absorption chart is shown in FIG. Example 6 A liquid crystal composition having the following composition was prepared. In the cooling process, this liquid crystal composition has a
It exhibits an SmC * phase in a temperature range of 15°C, and by blending the liquid crystalline lactic acid derivative of the present invention, it was possible to lower the temperature to a range that covers room temperature without narrowing the temperature range of SmC*. Note that it does not contain the lactic acid derivative of the present invention. SmC * temperature range alone was 134-41°C. Example 7 Liquid crystal element using the liquid crystal compound produced in Example 6 A film of about 1000 Å was applied to a 10 x 20 mm glass plate with high precision polishing.
An ITO film was provided as an electrode, and an approximately 1000Å
SiO 2 was deposited by ion beam method. The liquid crystal composition produced in Example 6 was dropped onto a glass substrate that had been processed in the same manner, and the glass substrates were stacked facing each other. While holding the board at 115℃,
When the upper and lower substrates were moved in parallel while maintaining the distance between them under a polarizing microscope, horizontally aligned monodomains were obtained. The liquid crystal layer thickness at that time was 1.0 μm, and when a pulse of ±20 V was applied in the chiral smectic C phase, room temperature (25
Switching was performed at a response speed of approximately 500 μsec at 50°C and 45 μsec at 50°C. Examples 8 to 11 The following liquid crystal compound (A) also used in Example 6 On the other hand, for the lactic acid derivative compounds of Examples 1 to 4, and for the Example 3 compound of the resulting liquid crystal composition,
Liquid crystal compositions of Examples 8 to 11 were obtained by mixing 40% by weight and 20% by weight of the others. The composition ratio, SmC * phase temperature range, and response speed at 50°C when the device was fabricated and tested in the same manner as in Example 7 were determined for the composition of Example 6 and the liquid crystal compound (A) alone for these liquid crystal compositions. The data are summarized in Table 2 below.

【表】 いずれの例においても、本発明の乳酸誘導体添
加によるSmC*相温度範囲下限の低下と、応答速
度改善効果が認められる。
[Table] In all examples, it is observed that the addition of the lactic acid derivative of the present invention lowers the lower limit of the SmC * phase temperature range and improves the response speed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第5図は、それぞれ本発明の実施例1
〜5により得られた液晶性化合物の赤外吸収チヤ
ートを示す。 代表図:第1図。
FIG. 1 to FIG. 5 each show Example 1 of the present invention.
The infrared absorption chart of the liquid crystalline compound obtained in 5 to 5 is shown. Representative figure: Figure 1.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一般式() (上記一般式中、R1は炭素数4〜16のアルキル
基を、Rは炭素数1〜16のアルキル基をそれぞれ
示す。またmおよびnは、1または2の整数であ
り、kは0または1、c*は光学活性な不斉炭素原
子を示す。) で表わされる乳酸誘導体を少なくとも1種類含有
することを特徴とする液晶組成物。 2 一般式() (上記一般式中、R1は炭素数4〜16のアルキル
基を、Rは炭素数1〜16のアルキル基をそれぞれ
示す。またmおよびnは、1または2の整数であ
り、kは0または1、c*は光学活性な不斉炭素原
子を示す。) で表わされる乳酸誘導体を少なくとも1種類含有
する液晶組成物を使用することを特徴とする液晶
素子。
[Claims] 1 General formula () (In the above general formula, R 1 represents an alkyl group having 4 to 16 carbon atoms, R represents an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, respectively. Also, m and n are integers of 1 or 2, and k is 0 or 1, c * represents an optically active asymmetric carbon atom.) A liquid crystal composition comprising at least one lactic acid derivative represented by the following. 2 General formula () (In the above general formula, R 1 represents an alkyl group having 4 to 16 carbon atoms, R represents an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, respectively. Also, m and n are integers of 1 or 2, and k is 0 or 1, c * represents an optically active asymmetric carbon atom.) A liquid crystal element comprising a liquid crystal composition containing at least one lactic acid derivative represented by the following.
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