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JPH0692378B2 - フェニルピペラジン誘導体 - Google Patents
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JPH0692378B2 - フェニルピペラジン誘導体 - Google Patents

フェニルピペラジン誘導体

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JPH0692378B2
JPH0692378B2 JP61080728A JP8072886A JPH0692378B2 JP H0692378 B2 JPH0692378 B2 JP H0692378B2 JP 61080728 A JP61080728 A JP 61080728A JP 8072886 A JP8072886 A JP 8072886A JP H0692378 B2 JPH0692378 B2 JP H0692378B2
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JP
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compound
liquid crystal
reaction
phase
solvent
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JP61080728A
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和正 大場
泰 野々口
雅明 田口
隆正 原田
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帝国化学産業株式会社
セイコー電子工業株式会社
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は液晶材料に係るものであって、更に詳しくは、
他の液晶化合物とのブレンドにより液晶化合物の性能を
改善できる新規化合物に係るものである。それ自体では
液晶性をとらないか、僅かに中間相をとるにすぎないの
で、液晶化合物としての用途は期待できないが、他の液
晶性化合物とのブレンド性が良く、ブレンドによって、
他の液晶化合物の液晶温度範囲を変動させる作用を有す
るので、この分野での利用が考えられる。
《従来の技術》 液晶による表示素子において、使用されている液晶化合
物はネマチック相をとる液晶が大半である。しかし、電
気光学的応答速度の点において、発光型表示素子にくら
べると、はるかに及ばす、改善が試みられている。近年
応答速度が速いことで注目されている液晶化合物に強誘
電性液晶化合物がある。1975年に開発されたドデシルベ
ンジリデン−p−アミノ−2−メチルブチルシンナメー
トが強誘電性液晶化合物として注目された。しかし、こ
の化合物は高い温度でカイラルスメクチック相をとるけ
れども室温を含む低い温度では同相をとらないこと、ま
た、シッフ塩基を含む化合物であるため、化学的安定性
に欠けるなどの問題を持っている。
その後数多くの液晶化合物が合成され、性質が究明され
ているけれども、室温を含む幅広い温度範囲でカイラル
スメクチック相をとる液晶化合物は知られていない。液
晶相の転移温度の低下又は温度範囲の拡大のため、ネマ
チック液晶の分野で採用されている一般的な方法に、い
くつかの液晶化合物等を混合する方法がある。
強誘電性液晶の分野においても同様の方法が検討されて
いて、試行錯誤している現状である。どのような骨格を
えらんで、どのような置換基を導入すれば、如何なる液
晶相をとるかといったことは予想するのがむつかしい。
相転移温度などは化合物をテストしてみるまで全く判ら
ないと言っても過言ではない。例えば、骨核部分にフェ
ニルピペラジンを持つ新しいタイプの液晶化合物も検討
されているが、フェニル核上にアルキルオキシ基を置換
してはじめてスメクチック相をとる液晶が得られたこと
が明らかにされている。(Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1981,
Vol.67 49-58) 《発明が解決しようとする問題点》 本発明は、それ自体では液晶相殊にカイラルスメクチッ
クC相をとらないか、僅かに別の中間相をとる化合物で
あるが、他の強誘電性液晶化合物と混合して親和性が良
く、強誘電性液晶化合物の相転移温度を変動させること
ができ、液晶組成物としての双安定性を増大させる新規
な化合物を提供するものである。
《問題点を解決するための手段》 本発明の目的化合物は、次に示す一般式で表わされる。
即ち、 (式中、R*は光学活性な炭素原子を有する炭素数4〜9
のアルキル基を、Rは炭素数4〜10の直鎖状アルキル基
を、は−CH2−又は−CO−を示す。) 次に、前記式で示される化合物は、次に示す化学反応式
に従って作られる。即ち、 1)前記一般式において、Aが−CH2−である化合物: 反応1において、R−Xはアルキルハライド又はアルキ
ルスルホン酸エステルを意味し、アルキル基としては、
ブチル,ペンチル,ヘプチル,オクチル,デカニルなど
の直鎖状アルキル基であり、Xは塩素,臭素,沃素など
のハロゲン原子又はメタンスルホニルオキシ,p−トルエ
ンスルホニルオシキなどのスルホニルオキシ基を示す。
反応は、溶媒の存在又は不存在下に、室温乃至加熱して
行われ、用いられる溶媒としては、水,メタノール,エ
タノール,ベンゼン,トルエン,キシレン,テトラヒド
ロフラン,ジオキサン,ジメチルホルムアミド,アセト
アミド,ホルムアミド,ピリジン,トリエチルアミンジ
メチルスルホキシドなどがあげられる。かくて得られた
化合物は、反応2において、R*−Xで示される化合物と
反応させられる。ここにおいてR*は光学活性な炭素原子
を有するアルキル基であり、例えば2−メチルブチル,3
−メチルペンチル,4−メチルヘキシル,5−メチルヘプチ
ル,6−メチルオクチルなどを示す。Xは前記と同じ。反
応は、水酸化ナトリウム,水酸化カリウム,炭酸カリウ
ム,炭酸ナトリウム,水素化ナトリウムなどの塩基性縮
合剤の存在下、水,ジメチルホルムアミド,ジメチルス
ルホキシド,テトラヒドロフラン,ジオキサン,ピリジ
ン,トルエン,キシレン,ジエチレングリコールジメチ
ルエーテルなどの溶媒中、室温乃至加熱して行なわれ
る。
2)前記一般式において、Aが−CO−である化合物: 反応3において、R−COZはアルキルカルボニル誘導体
を意味し、Zは−OH,又はハロゲン原子を意味する。こ
こにおいてZが−OHである化合物としては、プロパノイ
ックアシッド,ブタノイックアシッド,ペンタノイック
アシッド,ヘキサノイックアシッド,オクタノイックア
シッドなどの直鎖状脂肪族カルボン酸があげられ、Zが
ハロゲン原子である化合物としては上記直鎖状脂肪族カ
ルボン酸ハライド(クロリド,ブロミドなど)があげら
れる。反応は、水,トリエチルアミン,テトラヒドロフ
ラン,ジオキサン,ジメチルホルムアミド,ピリジン,
トルエン,キシレン,ジメチルスルホキシドなど適宜溶
媒中の溶媒の不存在下に、室温乃至加熱して行われる。
Zが−OHである場合即ちカルボキシル基のままで反応さ
せるときは、ジシクロヘキシルカルボジイミド,1,1′−
スルフィニルジイミダゾールなどの縮合剤を使用するの
がよい。
かくして得られた化合物 は、反応4において、前記1)反応2に記載の方法と同
様にして、反応に付され、 式 (R*,Rは前記と同じ) で示される化合物に誘導される。
以下実施例を記述して本発明の具体例を示す。
実施例1 1)N−n−ブチル−N′−(4−ハイドロキシフェニ
ル)ピペラジンの合成: 300mlメスフラスコに、p−ハイドロキシフェニルピペ
ラジン4g(0.023モル,エクザヘミー社製)、臭化−n
−ブチル3.4g(0.025モル)及びエタノール200mlを入
れ、5時間還流、攪拌を行った。反応終了後、溶媒を留
去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(5cmφ×3
0cm、展開溶媒、クロロホルム:メタノール=20:1)に
より題記化合物1.44gを得た。
IRνmax(cm-1):3200〜2400、1520、1470、1380、124
5、830 2)(S)−N−n−ブチル−N′−[4−(2−メチ
ルブチルオキシ)フェニル]ピペラジンの合成: 50mlメスフラスコに、50%水素化ナトリウム0.34g(0.0
07モル)、乾燥ジメチルホルムアミド15ml及びN−n−
ブチル−N′−(4−ヒドロキシフェニル)ピペラジン
1.5g(0.0064モル)を入れ、約60℃で1時間攪拌した。
その後、(S)−2−メチルブタノールp−トルエンス
ルホン酸エステル1.6g(0.0066モル)をジメチルホルム
アミド5mlに溶かして加え、80℃で10時間攪拌した。反
応終了後氷水に注ぎ、酢酸エチルで抽出し(5ml×
3)、5%KOH水溶液で洗浄し(50ml×2)、飽和食塩
水で洗浄し(100ml×3)、硫酸マグネシウムで乾燥
後、溶媒を留去し、1.9g(97.5%)の褐色油状物を得
た。シリカゲルクロマトグラフィー(3.5cm×30cm、展
開溶媒:CHCl3)で精製することにより、題記化合物1.6
1gを得た。
IRνmax(cm-1):1520、1460、1380、1240、8201 H-NMR(CDCl3)δ(ppm):0.65〜2.00(m,16H)、2.10
〜2.80(m,6H)、2.85〜3.30(m,4H)、3.70(q,2H)、
6.80(s,4H) この化合物は以下のような転移温度を示した。
このSxは、結晶に近いスメクチック相である。
実施例2 1)N−(4−ハイドロキシフェニル)−N′−n−オ
クチルピペラジンの合成: 100mlメスフラスコに、p−ハイドロキシフェニルピペ
ラジン(エクザヘミー社製)2g(0.011モル)、臭化−
n−オクチル2.4g(0.012モル)及びエタノール120mlを
入れ、7時間還流、攪拌を行った。反応終了後、溶媒を
留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー
(5cmφ×40cm、展開溶媒;CHCl3:MeOH=20:1)で精製
することにより題記化合物を1.03gを得た。
IRνmax(cm-1):3200〜2400、1520、1380、1245、830 2)(S)−N−n−(4−メチルヘキシルオキシ)フ
ェニル−N′−n−オクチルピペラジンの合成: 50mlメスフラスコに、50%NaH0.19g(0.0040モル)、乾
燥ジメチルホルムアミド10ml及びN−(4−ヒドロキシ
フェニル)−N′−n−オクチルピペラジン1g(0.0035
モル)を入れ、約40℃で30分攪拌後、(S)−4−メチ
ルヘキサノールp−トルエンスルホン酸エステル0.94g
(0.0035モル)をジメチルホルムアミド2mlに溶かして
加え、80℃で10時間攪拌を行った。反応終了後、氷水に
注ぎ酢酸エチルで抽出(50ml×3)、5%KOHで洗浄(1
00ml×2)、飽和食塩水で洗浄(100ml×5)を行い、
硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去して油状物1.25
g(99.9%)を得た。これをシリカゲルカラムクロマト
グラフィー(3cmφ×35cm、展開溶媒;CHCl3)で精製す
ることにより題記化合物1.09gを得た。
IRνmax(cm-1):1520、1470、1240、1155、8201 H-NMR(60MHz,CDCl3)δ(ppm):0.63(m,28H)、2.17
〜2.70(m,6H)、3.08(m,4H)、3.85(t,2H)、6.80
(s,4H) 本実施例の化合物は、以下のような転移温度を示した。
ここで、Sxは結晶に近いスメクチック相である。
実施例3 1)N−n−カプロイル−N′−(4−ハイドロキシフ
ェニル)ピペラジンの合成: N−(4−ハイドロキシフェニル)ピペラジン(エグザ
ヘミー社製)10gにn−カプロイルクロライド7.55g及び
トリエチルアミン5.7gを加え、混合物を24時間室温下で
反応を行った。反応液を氷水に注ぎ、酢酸エチルにて抽
出し、有機層を食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウム
で乾燥した。濾別後、溶媒を留去して得られた残渣に少
量のエタノールを加えて、結晶化させた後、濾取した。
乾燥して、題記化合物6.12gを得た。
IRνmax(cm-1):3330、1630、1515、1255、1230、1210 2)(S)−N−n−カプロイル−N′−[4′−
(2′−メチルブチルオキシ)フェニル]ピペラジンの
合成: 50%水素化ナトリウム0.53gを乾燥ジメチルホルムアミ
ド3mlに懸濁し、これにN−n−カプロイル−N′−
(4′−ハイドロキシフェニル)ピペラジン2.76gを乾
燥ジメチルホルムアミド5mlに溶かして加え、60℃90分
間攪拌した。ついで、(S)−2−メチルブタノールp
−トルエンスルホン酸エステル2.67gを乾燥ジメチルホ
ルムアミド8mlに溶かして加えた混合物を80℃で時間反
応後、氷水に注ぎ、生成物を酢酸エチルで抽出した。有
機層を食塩水で充分洗浄し、無水マグネシウムで乾燥
後、濾別した。溶媒を留去して3.56gの油状物を得た。
このものをシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製
して題記化合物2.2gを得た。
IRνmax(cm-1):1660、1520、1245、12301 H-NMR(60MHz,CDCl3)δ(ppm):0.65〜2.0(m,18
H)、2.30(t,2H)、3.93(t,4H)、3.4〜3.9(m,6
H)、6.80(s,4H) 本実施例の化合物は、以下のような転移温度を示す。
ここで、*印は過冷却状態を示す。
実施例4 実施例1〜3の化合物を以下に示すピリミジン系液晶組
成物にブレンドし、その転移温度と交流駆動での応答に
及ぼす影響を見た。
この表で、液晶の混合比は重量比である。また交流駆動
での応答性については、片側の基板の配向がポリイミド
膜をラビングした配向で、他方の基板の配向がシランカ
ップリング剤で処理されただけで、一軸配向処理を施さ
ないものであり、2.0μmのgapで測定したものである、
交流波形は、図で示されるような波形を連続的に印加
し、パルス巾を変化させた時に、表示がon-offする最小
のパルス巾を応答速度とした。(常温で測定した。) 表に示したように、実施例1〜3の化合物を組成物Aに
ブレンドする事により、結晶からSc*相への転移温度を
下げる事が出来る。又、組成物Aは、上記した配向で
は、双安定性が得られず、交流駆動できないが、本発明
の化合物を加える事により、双安定性が生じ、交流駆動
が可能となり、その応答性も比較的良好である。
【図面の簡単な説明】
図は液晶に印加される電圧の波形図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田口 雅明 東京都江東区亀戸6丁目31番1号 セイコ ー電子工業株式会社内 (72)発明者 原田 隆正 東京都江東区亀戸6丁目31番1号 セイコ ー電子工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式 (式中R*は分子鎖中に不斉炭素原子を有するアルキル基
    を、Rはアルキル基を、Aは−CH2−又は−CO−を示
    す。) で示されるフェニルピペラジン誘導体。
JP61080728A 1986-04-08 1986-04-08 フェニルピペラジン誘導体 Expired - Lifetime JPH0692378B2 (ja)

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