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JPH0714899B2 - Liquid crystal compound and liquid crystal composition - Google Patents
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JPH0714899B2 - Liquid crystal compound and liquid crystal composition - Google Patents

Liquid crystal compound and liquid crystal composition

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JPH0714899B2
JPH0714899B2 JP61022897A JP2289786A JPH0714899B2 JP H0714899 B2 JPH0714899 B2 JP H0714899B2 JP 61022897 A JP61022897 A JP 61022897A JP 2289786 A JP2289786 A JP 2289786A JP H0714899 B2 JPH0714899 B2 JP H0714899B2
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政志 大沢
貞夫 竹原
宣 藤沢
洋 小川
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DIC Corp
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Kawamura Institute of Chemical Research
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、新規な液晶性化合物に関するものであり、強
誘電性を有する液晶材料、特に、液晶表示素子への利用
可能性を有する材料を提供するものである。
The present invention relates to a novel liquid crystal compound, and provides a liquid crystal material having ferroelectricity, particularly a material having applicability to a liquid crystal display device.

液晶表示素子は、その低電圧作動性、低消費電力性、薄
型表示が可能なこと、受光型で目が疲れないことなどの
すぐれた特徴を有するため各種表示素子として広く使用
されている。
Liquid crystal display devices are widely used as various display devices because of their excellent features such as low voltage operability, low power consumption, thin display capability, and light-receiving type that prevent eye strain.

現在のところ、表示方式としては、ツイステツドネマチ
ツク(Twisted Nematic)型と呼ばれるネマチツク液晶
を材料として用いるものが最も多く採用されている。し
かしながら、このツイステツドネマチツク型液晶表示素
子は、前述のごとくすぐれた特徴を有しながら応答速度
が発光ダイオード、エレクトロルミネツセンス等に比較
して遅いという欠点があり、そのため応用上の制約があ
った。しかし、前述のごとく受光型で、低消費電力であ
る特徴を利用して高速応答性をもたせた新しい表示方式
の開発が行われてきている。
At present, as a display method, a nematic liquid crystal called Twisted Nematic type is most often used as a material. However, this twisted nematic liquid crystal display element has the drawback that the response speed is slower than that of a light emitting diode, electroluminescence, etc. while having the excellent characteristics as described above, and therefore the application limitation was there. However, as described above, a new display system has been developed which has a light receiving type and low power consumption and has a high-speed response.

この目的に沿った材料として、近年、強誘電性液晶が注
目されてきている。この強誘電性液晶を利用した表示
は、従来のツイステツドネマチツク型液晶に比較して約
数100倍という高速応答性を有しさらに双安定性も得ら
れることから、テレビジヨン等の動画像や高速光シヤツ
ターを始めとして、多方面への表示素子としての応用が
期待できるものである。
Ferroelectric liquid crystals have recently attracted attention as a material for this purpose. The display using this ferroelectric liquid crystal has a high-speed response of about several hundred times compared to the conventional twisted nematic liquid crystal, and can also obtain bistability. It can be expected to be applied as a display device in various fields including images and high-speed optical shutters.

強誘電性液晶は、R.B.メイヤー(R.B.Meyer)らにより
見い出され(R.B.Meyerら、J.Physique,36(1975)2−
69)、応答速度がマイクロ秒のオーダーでかつ記憶効果
のある表示素子を作ることが可能であることがN.A.クラ
ーク(N.A.Clark)らにより発表されて(N.A.クラーク
ら、Appl.Phys.Lett.,36(1980)899)以来、大いに注
目されてきている。
Ferroelectric liquid crystals have been found by RB Meyer et al. (RB Meyer et al., J. Physique, 36 (1975) 2-
69), it was announced by NA Clark et al. That it is possible to make a display element with a response speed on the order of microseconds and with a memory effect (NA Clark et al., Appl.Phys.Lett., 36 . (1980) 899) has received much attention.

強誘電性液晶はスメクチック液晶の一分類に属し、その
中でも分子中に不斉炭素を有する化合物が示すカイラル
スメクチツク相に分類される。カイラルスメクチツク相
にはカイラルスメクチツクC相、同G相、同H相等の多
くのカイラルスメクチツク相が存在するが、実用性の面
からはカイラルスメクチツクC相(以下Sc*相と略記す
る)が、取扱い上も含め性能的にも、最も望ましい相で
あると考えられている。
Ferroelectric liquid crystals belong to a class of smectic liquid crystals, and are classified into a chiral smectic phase represented by a compound having an asymmetric carbon in the molecule. The chiral smectic phase has many chiral smectic phases such as chiral smectic C phase, the same G phase, and the same H phase, but from the viewpoint of practicality, the chiral smectic C phase (hereinafter Sc * (Abbreviated as “phase”) is considered to be the most desirable phase in terms of performance including handling.

Sc*相を示す液晶性化合物にはこれまでも多数の発表が
あり、代表的なものとしては、初めて合成された強誘電
性液晶として知られている(s)‐2-メチルブチル・p-
デシルオキシベンジリデンアミノシンナメート(DOBAMB
Cと略称されている)をはじめとして一連のシツフ塩基
系の液晶があげられる。しかし、シツフ塩基は一般に水
分、光等に不安定である事から、実用性の面で大きな問
題がある(p.Kellerら、J.Physique、37C3−129;K.Yosh
inoらJapanese J.of Appl.Phys.23L175(1984);特開
昭59−98051)。
There have been many publications on liquid crystalline compounds exhibiting the Sc * phase, and a typical example is (s) -2-methylbutyl p-, which is the first known ferroelectric liquid crystal to be synthesized.
Decyloxybenzylidene aminocinnamate (DOBAMB
Abbreviated as C) and a series of Schiff base liquid crystals. However, since Schiff bases are generally unstable to water, light, etc., there is a big problem in terms of practicality (p. Keller et al., J. Physique, 37 C3-129; K. Yosh.
ino et al., Japanese J. of Appl. Phys. 23 L175 (1984); JP-A-59-98051).

また、特開昭60−32748では、一般式II (一般式II中、Rは炭素数20以下のアルキル基もしくは
アルコキシ基を示す。) で表わされる化合物の例示があるが、Sc*相を示す温度
幅が狭かったり、融点が高い傾向があり、そのため室温
域でSc*相を示す配合がきわめてむずかしくなる傾向が
あった。
Further, in JP-A-60-32748, the general formula II (In the general formula II, R represents an alkyl group or an alkoxy group having 20 or less carbon atoms), but there is a tendency that the temperature range showing the Sc * phase is narrow and the melting point is high. Therefore, the composition showing the Sc * phase at room temperature tends to be extremely difficult.

本発明は、上記のような水分、光等に対する安定性にす
ぐれ、かつ広い温度幅でSc*相を有する液晶性化合物お
よび液晶性化合物を含有する液晶組成物を提供し、光ス
イツチング素子への応用を計ることを目的としている。
The present invention provides a liquid crystal compound having excellent stability against moisture, light, etc. as described above, and a liquid crystal compound having a Sc * phase in a wide temperature range, and a liquid crystal composition containing the liquid crystal compound. It is intended to be applied.

本発明は一般式I (式I中、Rは炭素数が20以下のアルキル基もしくはア
ルコキシ基を示す。Xはハロゲン原子または水素原子を
示す。そしてR*は1位又は2位に不斉炭素原子を有する
分岐アルキル基を示す。) で表わされる光学活性な液晶性化合物を提供する。
The invention has the general formula I (In the formula I, R represents an alkyl group or an alkoxy group having 20 or less carbon atoms, X represents a halogen atom or a hydrogen atom, and R * represents a branched alkyl group having an asymmetric carbon atom at the 1-position or 2-position. The present invention provides an optically active liquid crystalline compound represented by.

本発明は、また、少なくとも2種類の液晶成分から成る
液晶組成物において、一般式Iで示される化合物を含有
する液晶組成物を提供する。
The present invention also provides a liquid crystal composition containing a compound represented by the general formula I in a liquid crystal composition comprising at least two kinds of liquid crystal components.

液晶が層構造をもち、層法線に対し傾いている場合、液
晶構成化合物が不斉炭素原子を有していると層間が少し
ずつねじれ、らせん構造を示すようになる。そして自発
分極がらせん軸に対し垂直な方向に向いていると液晶が
強誘電性を示す。このような観点により、液晶化合物で
且つ分子内に不斉炭素原子を有する化合物について本発
明者らは鋭意検討を行い、一般式Iで示される化合物を
得た。
When the liquid crystal has a layered structure and is tilted with respect to the layer normal, when the liquid crystal constituent compound has an asymmetric carbon atom, the layers are twisted little by little, and a helical structure is exhibited. When the spontaneous polarization is oriented in the direction perpendicular to the spiral axis, the liquid crystal exhibits ferroelectricity. From such a viewpoint, the inventors of the present invention diligently studied a liquid crystal compound having a chiral carbon atom in the molecule, and obtained a compound represented by the general formula I.

一般式Iの化合物は、Sc *相を示す温度幅も30〜50度に
及び、何より融点がハロゲン無置換化合物と比較し20度
以上低下することが判明し、実用的配合組成物を得るの
に誠に有利であることが判明した。即ち、特願昭60−90
676の一連の化合物との配合によりSc *相を室温域まで下
げることができることを見い出した。これらの効果は、
一般式Iの化合物の芳香核にハロゲン置換することによ
り発生するものであり、ビフエニル骨格にハロゲン、特
に弗素原子を導入した弗素置換ビフエニル骨格が有効な
作用を示す。この場合、弗素原子に替えて塩素原子を導
入してもやはりSc *相を示す化合物を得ることができる
が、塩素置換ビフエニル化合物では一般的にモノトロピ
ツクでSc *相を示す傾向がある。
It was found that the compound of the general formula I has a temperature range showing the S c * phase in the range of 30 to 50 ° C., and above all, the melting point is 20 ° C. or more lower than that of the halogen-unsubstituted compound, and a practical compounding composition is obtained It turned out to be a real advantage. That is, Japanese Patent Application Sho 60-90
It was found that the combination of 676 with a series of compounds can bring the S c * phase down to room temperature. These effects are
It is generated by substituting the aromatic nucleus of the compound of general formula I with halogen, and a halogen, particularly a fluorine-substituted biphenyl skeleton in which a fluorine atom is introduced, exhibits an effective action. In this case, a compound exhibiting an S c * phase can still be obtained by introducing a chlorine atom instead of a fluorine atom, but a chlorine-substituted biphenyl compound generally tends to exhibit an S c * phase in monotropic.

以上より、一般式Iで表わされる化合物は性能的にも良
好であり、また水分、光等にも安定で実用性の面からも
大きな利点を有する化合物といえる。
From the above, it can be said that the compound represented by the general formula I has good performance, is stable to moisture and light, and has a great advantage in terms of practicality.

次に、一般式Iで表わされる化合物の製造方法について
述べる。
Next, a method for producing the compound represented by formula I will be described.

一般式Iの化合物は、一般式IIIの化合物と一般式IVの
化合物のエステル縮合により製造することができる。
Compounds of general formula I can be prepared by ester condensation of compounds of general formula III with compounds of general formula IV.

(一般式III中、Rは炭素数20以下のアルキル基もしく
はアルコキシ基を表わす。Xは、ハロゲン原子もしくは
水素原子を表わす。) (一般式IV中、R*は1位又は2位に不斉炭素原子を有す
る分岐アルキル基を示す。) 一般式IIIで表わされる化合物は、ハロゲン置換もしく
は無置換のアルキルベンゼンもしくはアルコキシベンゼ
ンを塩化アセチル、塩化アルミニウム等の反応試剤でア
セチル化し、引き続き次亜臭素酸ソーダ水溶液と反応さ
せることにより、得ることができる。
(In the general formula III, R represents an alkyl group or an alkoxy group having 20 or less carbon atoms. X represents a halogen atom or a hydrogen atom.) (In the general formula IV, R * represents a branched alkyl group having an asymmetric carbon atom at the 1-position or 2-position.) The compound represented by the general formula III is a halogen-substituted or unsubstituted alkylbenzene or alkoxybenzene converted to acetyl chloride. , Acetylation with a reaction reagent such as aluminum chloride, followed by reaction with an aqueous solution of sodium hypobromite.

その他、一般式IIIの化合物のうちRがアルコキシ基の
化合物は、ハロゲン置換もしくは無置換のアニソールを
臭素化し、マグネシウムと反応させグリニヤール試薬と
した後、炭酸ガスを反応させてカルボン酸とし、引き続
き48%臭化水素酸水溶液により脱メチル化してハロゲン
置換もしくは無置換のパラヒドロキシ安息香酸とし、こ
の化合物をアルキルブロマイドによりアルコキシ化する
ことにより、得ることができる。
In addition, among the compounds of the general formula III, compounds in which R is an alkoxy group are compounds in which halogen-substituted or unsubstituted anisole is brominated and reacted with magnesium to form a Grignard reagent, and then carbon dioxide gas is reacted to form a carboxylic acid, and then 48 % Hydrobromic acid aqueous solution to demethylate to a halogen-substituted or unsubstituted parahydroxybenzoic acid, and this compound can be alkoxylated with an alkyl bromide to obtain the compound.

次に、一般式IVで表わされる化合物は、2-フルオロアニ
ソールの臭素化、マグネシウムとの反応によるグリニヤ
ール試薬の調整、沃度ベンゼンとのカツプリング反応に
より、3-フルオロ−4−メトキシビフエニルをつくり、
引き続き塩化アセチル、塩化アルミニウムによるアセチ
ル化、次亜臭素酸ソーダ水溶液によるアセチル基のカル
ボキシル化を行なったのち、48%臭化水素酸による脱メ
チル化を行なって、3′‐フルオロ‐4′‐ヒドロキシ
‐4-ビフエニルカルボン酸をつくり、これを光学活性ア
ルコールとエステル縮合することにより、得ることがで
きる。
Next, the compound represented by the general formula IV is prepared as 3-fluoro-4-methoxybiphenyl by bromination of 2-fluoroanisole, adjustment of Grignard reagent by reaction with magnesium, and coupling reaction with iodobenzene. ,
Sequentially, acetylation with acetyl chloride and aluminum chloride and carboxylation of the acetyl group with an aqueous solution of sodium hypobromite were performed, followed by demethylation with 48% hydrobromic acid to give 3'-fluoro-4'-hydroxyl. It can be obtained by preparing -4-biphenylcarboxylic acid and subjecting this to ester condensation with an optically active alcohol.

このようにして得られた一般式IIIの化合物と一般式IV
の化合物をエステル縮合すれば、目的とする一般式Iの
化合物を得る。
Thus obtained compound of general formula III and general formula IV
By subjecting the compound of formula (1) to ester condensation, the target compound of general formula I is obtained.

このようにして得られた液晶性化合物、あるいはこれら
を使用した組成物は、二枚の透明電極板の間に均一な厚
さ(1〜20μm)の薄膜とすることにより、液晶表示用
セルとして使用することができる。
The liquid crystalline compound thus obtained or a composition using them is used as a liquid crystal display cell by forming a thin film having a uniform thickness (1 to 20 μm) between two transparent electrode plates. be able to.

表示セルの中では、液晶分子は、分子長軸が電極面に平
行に並んだいわゆるホモジニアスの、かつ向きの均一な
配向をとったモノドメインである必要がある。このよう
に配向させるためにセル表面にラビング、樹脂状物、無
機物等の蒸着、さらには蒸着後ラビング処理等を施すこ
とにより、さらに別法として電場、磁場あるいは温度配
勾法によって、またはこれらの手法の併用によりセルの
表面処理を行ない、このセルに液晶性化合物もしくは液
晶組成物を等方性液体から液晶相まで徐々に冷却して配
向させる方法が一般に用いられており、本発明における
化合物あるいは組成物においても同様な方法でモノドメ
インセルを得ることができる。
In the display cell, the liquid crystal molecules are required to be monodomains in which the long axes of the molecules are arranged in parallel to the electrode surface, that is, a so-called homogeneous and uniform orientation. In order to achieve such orientation, rubbing, resinous material, vapor deposition of an inorganic substance, etc. on the cell surface, and further rubbing treatment after vapor deposition, or by an electric field, magnetic field or temperature gradient method as an alternative method, or these A method is generally used in which the cell surface treatment is performed by a combination of the methods, and a liquid crystal compound or a liquid crystal composition in this cell is gradually cooled from an isotropic liquid to a liquid crystal phase to be aligned. A monodomain cell can be obtained by the same method in the composition.

このモノドメインセルは二枚の偏光板中に設置して各種
電圧及び周波数の矩形波を印加することにより光スイツ
チング動作を観察することが可能であるから、このよう
にして光スイツチング素子を製作することができる。
This mono-domain cell is installed in two polarizing plates, and it is possible to observe the optical switching operation by applying rectangular waves of various voltages and frequencies. Therefore, the optical switching element is manufactured in this way. be able to.

本発明に係る一般式Iで示される化合物は、従来の代表
的強誘電性液晶化合物として知られているDOBAMBCに比
較して、さらにまた、これまでに発表されている強誘電
性液晶化合物などと比較しても、低融点化合物を含み広
範囲な温度域においてSc *相を有する化合物を含んでい
る。さらに、実施例14に示すように、液晶性化合物の配
合により、室温を含む広範囲にカイラルスメクチツクC
相を有する組成物を得る材料となりうる有用な化合物を
含むものである。
The compound represented by the general formula I according to the present invention is further compared with DOBAMBC, which is known as a typical representative ferroelectric liquid crystal compound, as compared with the ferroelectric liquid crystal compounds previously announced. By comparison, it also includes a compound having a low melting point compound and having an S c * phase in a wide temperature range. Furthermore, as shown in Example 14, the chiral smectic C was widely spread over the room temperature including the liquid crystal compound.
It contains a useful compound that can be a material for obtaining a composition having a phase.

以下に、実施例および製造例をあげて本発明を具体的に
説明するが、勿論、本発明の主旨と適用範囲は、これら
の実施例によって限定されるものではない。なお、以下
の実施例において相転位温度の値は測定方法や純度によ
り多少の差異を生ずることがある。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Production Examples, but of course, the gist and the scope of application of the present invention are not limited to these Examples. In the following examples, the value of the phase transition temperature may be slightly different depending on the measuring method and the purity.

実施例1〜12 表1に、一般式Iで示される化合物の相転位温度を示
す。
Examples 1 to 12 Table 1 shows the phase transition temperatures of the compounds represented by the general formula I.

表1中、XにおけるHは水素を意味し、2−F、3−
F、2−Clは、R基に対して2位、3位に弗素(F)ま
たは塩素(Cl)が置換していることを意味する。R*にお
ける2MBは光学活性2-メチルブチル基、2Bは光学活性2-
ブチル基を示す。相転位温度におけるCは結晶相の融点
を示し、SAはスメクチツクA相、Chはコレステリツク
相、Iは等方性液体を示す。各相における・印はその相
の存在することを意味し、−印は、その相が存在しない
ことを示す。括弧で示した・印および数値はモノトロピ
ツクに、即ち過冷却下でのみ、その相の存在することを
示す。
In Table 1, H in X means hydrogen, 2-F, 3-
F and 2-Cl mean that the R group is substituted with fluorine (F) or chlorine (Cl) at the 2- and 3-positions. In R * , 2MB is an optically active 2-methylbutyl group, 2B is an optically active 2-methylbutyl group.
A butyl group is shown. C at the phase transition temperature indicates the melting point of the crystalline phase, SA indicates the smectic A phase, Ch indicates the cholesteric phase, and I indicates the isotropic liquid. The-mark in each phase means that the phase exists, and the-mark indicates that the phase does not exist. The parenthesized symbols and numbers indicate the presence of the phase in monotropics, ie only under supercooling.

製造例1〔(s)‐2-メチルブチル・3′‐フルオロ‐
4′‐ヒドロキシ‐4-ビフエニルカルボキシレートの製
造〕 2.43gの削り状金属マグネシウムを150mlのテトラヒドロ
フラン中に加え、加熱しながら窒素気流下で、100mlの
テトラヒドロフランに溶解した20.5gの4-ブロモ‐2-フ
ルオロアニソールを少量ずつ滴下するという常法によ
り、3-フルオロ‐4-メトキシフエニルマグネシウムブロ
マイドのテトラヒドロフラン溶液を調製した。このグリ
ニヤール試薬を、20.4gの沃度ベンゼン、0.1gの塩化パ
ラジウムを含有する100mlのテトラヒドロフラン溶液
に、温度を50℃から60℃に保って徐々に滴下し、約3割
のグリニヤール試薬を滴下したところでさらに加熱し、
反応が起っていることを確認した。次いで、テトラヒド
ロフランの還流温度にて残りのグリニヤール試薬を滴下
しながら加えた。滴下終了後も2時間加熱還流し、反応
を完結させた。反応終了後は常法により後処理を行な
い、粗生成物35gを得た。この粗生成物から、シリカゲ
ルカラムクロマトグラフイー法(酢酸エチル‐ヘキサン
溶離液)により目的物を分離精製し、12.0gの目的物3-
フルオロ‐4-メトキシビフエニルを得た(収率59.4
%)。次に、ここで得られた3-フルオロ‐4-メトキシビ
フエニル11.2gを、4.3gの塩化アセチル、9.0gの塩化ア
ルミニウムおよび100mlの二硫化炭素を使用してアセチ
ル化した。即ち、4.3gの塩化アセチルを9.0gの塩化アル
ミニウムおよび100mlの二硫化炭素中に氷冷下加えてよ
く攪拌後、11.2gの3-フルオロ‐4-メトキシビフエニル
を加え、氷冷下で30分間よく攪拌し、次いで室温にて2
時間攪拌後、さらに2時間加熱還流させた。反応後は常
法により氷、濃塩酸混合物中に反応液を加え、よく攪拌
し、生じた沈澱を過して9.0gの生成物を得た。これを
イソプロピルアルコールより再結晶し、目的物4-アセチ
ル‐3′‐フルオロ‐4′‐メトキシビフエニル7.2gを
得た(収率53%)。
Production Example 1 [(s) -2-methylbutyl 3'-fluoro-
Production of 4'-Hydroxy-4-biphenylcarboxylate] 2.43 g of shaving metal magnesium was added to 150 ml of tetrahydrofuran, and 20.5 g of 4-bromo-dissolved in 100 ml of tetrahydrofuran under a nitrogen stream while heating. A tetrahydrofuran solution of 3-fluoro-4-methoxyphenylmagnesium bromide was prepared by a conventional method in which 2-fluoroanisole was added dropwise little by little. This Grignard reagent was gradually added dropwise to 100 ml of a tetrahydrofuran solution containing 20.4 g of iodobenzene and 0.1 g of palladium chloride while maintaining the temperature at 50 ° C to 60 ° C, and about 30% of the Grignard reagent was added dropwise. By the way,
It was confirmed that the reaction had occurred. Then, the remaining Grignard reagent was added dropwise at the reflux temperature of tetrahydrofuran. After completion of the dropping, the mixture was heated under reflux for 2 hours to complete the reaction. After completion of the reaction, post treatment was carried out by a conventional method to obtain 35 g of a crude product. The target product was separated and purified from the crude product by silica gel column chromatography (ethyl acetate-hexane eluent), and 12.0 g of the target product 3-
Fluoro-4-methoxybiphenyl was obtained (yield 59.4
%). Next, 11.2 g of 3-fluoro-4-methoxybiphenyl obtained here was acetylated using 4.3 g of acetyl chloride, 9.0 g of aluminum chloride and 100 ml of carbon disulfide. That is, 4.3 g of acetyl chloride was added to 9.0 g of aluminum chloride and 100 ml of carbon disulfide under ice cooling, and after well stirring, 11.2 g of 3-fluoro-4-methoxybiphenyl was added and the mixture was cooled under ice cooling to 30%. Stir well for 2 minutes, then at room temperature for 2
After stirring for an hour, the mixture was heated to reflux for another 2 hours. After the reaction, the reaction solution was added to a mixture of ice and concentrated hydrochloric acid by a conventional method, and the mixture was stirred well and the resulting precipitate was filtered to obtain 9.0 g of a product. This was recrystallized from isopropyl alcohol to obtain 7.2 g of the target product 4-acetyl-3'-fluoro-4'-methoxybiphenyl (yield 53%).

ここで得られた4-アセチル‐3′‐フルオロ‐4′‐メ
トキシビフエニル7.2gを300mlのジオキサンに溶解し、3
60mlの次亜臭素酸ソーダ水溶液(苛性ソーダ75g、臭素7
8gより調製)を0〜5℃にて約40分で滴下した後、2時
間30〜35℃にて攪拌した。次に、亜硫酸水素ナトリウム
の飽和水溶液にて過剰の次亜臭素酸ソーダを分解したの
ち、10%塩酸水溶液を加えpH3〜4にし、10℃にて20時
間放置し結晶化させた。生じた沈澱を過し、7.2gの
3′‐フルオロ‐4′‐メトキシ‐4-ビフエニルカルボ
ン酸を得た。イソプロピルアルコールより再結晶して6.
8gの精製品を得た(収率94%)。引き続き、6.8gの3′
‐フルオロ‐4′‐メトキシ‐4-ビフエニルカルボン酸
を150mlの48%臭化水素酸水溶液と80mlのジオキサン中
で14時間加熱還流させた。その後、揮発分をエバポレー
ターにて留去し、残渣を水で数回洗浄し、イソプロピル
アルコールから再結晶し、目的物3′‐フルオロ‐4′
‐ヒドロキシ‐4-ビフエニルカルボン酸6.1gを得た(収
率95%)。
7.2 g of 4-acetyl-3'-fluoro-4'-methoxybiphenyl obtained here was dissolved in 300 ml of dioxane,
60 ml sodium hypobromite aqueous solution (caustic soda 75 g, bromine 7
(Prepared from 8 g) was added dropwise at 0 to 5 ° C. in about 40 minutes and then stirred at 30 to 35 ° C. for 2 hours. Next, excess sodium hypobromite was decomposed with a saturated aqueous solution of sodium hydrogen sulfite, 10% aqueous hydrochloric acid solution was added to adjust the pH to 3 to 4, and the mixture was allowed to stand at 10 ° C. for 20 hours for crystallization. The resulting precipitate was passed through to obtain 7.2 g of 3'-fluoro-4'-methoxy-4-biphenylcarboxylic acid. Recrystallize from isopropyl alcohol 6.
8 g of purified product was obtained (94% yield). Continued, 6.8g of 3 '
-Fluoro-4'-methoxy-4-biphenylcarboxylic acid was heated to reflux in 150 ml of 48% aqueous hydrobromic acid and 80 ml of dioxane for 14 hours. Then, the volatile matter was distilled off with an evaporator, the residue was washed with water several times, and recrystallized from isopropyl alcohol to obtain the desired product 3'-fluoro-4 '.
6.1 g of -hydroxy-4-biphenylcarboxylic acid was obtained (yield 95%).

ここで得られた3′‐フルオロ‐4′‐ヒドロキシ‐4-
ビフエニルカルボン酸6.1gを50mlのトルエン中に加え、
さらに4.0gの(s)‐2-メチルブタノールおよび1〜2
滴の濃硫酸を加えジーンスタークトラツプを使用して10
時間加熱還流させた。反応終了後、クロロホルムで希釈
し、炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、水洗を行って
有機層を取り出した。有機層を芒硝にて脱水後、濃縮し
て粗精製物9.0gを得た。これをエタノールより再結晶
し、目的物(s)‐2-メチルブチル・3′‐フルオロ‐
4′‐ヒドロキシ‐4-ビフエニルカルボキシレート6.0g
を得た(収率75%)。
3'-Fluoro-4'-hydroxy-4-obtained here
6.1 g of biphenylcarboxylic acid was added to 50 ml of toluene,
Further 4.0 g of (s) -2-methylbutanol and 1-2
Add a drop of concentrated sulfuric acid and use the GeneStark trap to
Heated to reflux for hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was diluted with chloroform, washed with an aqueous sodium hydrogen carbonate solution and washed with water, and the organic layer was taken out. The organic layer was dehydrated with sodium sulfate and concentrated to obtain 9.0 g of a crudely purified product. This was recrystallized from ethanol to give the desired product (s) -2-methylbutyl 3'-fluoro-
4'-Hydroxy-4-biphenylcarboxylate 6.0g
Was obtained (yield 75%).

製造例2(実施例2の化合物) 2.68gの3-フルオロ‐4-n-オクチルオキシ安息香酸に8g
の塩化チオニルを加えて3時間加熱還流し、次いで過剰
の塩化チオニルを留去し、ここにピリジン10mlを加え、
さらに(s)‐2-メチルブチル・3′‐フルオロ‐4′
‐ヒドロキシ‐4-ビフエニルカルボキシレート3.04gを
加え、60〜70℃にて3時間反応させた後、室温で一晩放
置した。反応物は稀塩酸水溶液に注ぎ、酢酸エチルで抽
出した。酢酸エチル層を水洗し、芒硝で脱水し、濃縮し
て、粗結晶5.5gを得た。これをシリカゲルカラムクロマ
シグラフイー(酢酸エチル‐ヘキサン溶離液)法により
目的分画3′‐フルオロ‐4-((s)‐2-メチルブチル
オキシカルボニル)ビフエニル・3-フルオロ‐4-n-オク
チルオキシベンゾエイトを4.8g得た(収率86.6%)。得
られた目的物について、核磁気共鳴スペクトル、赤外線
吸収スペクトルおよびマス・スペクトルにより構造を確
認した。
Production Example 2 (Compound of Example 2) 8 g in 2.68 g of 3-fluoro-4-n-octyloxybenzoic acid
Of thionyl chloride was added and the mixture was heated under reflux for 3 hours. Then, excess thionyl chloride was distilled off, and 10 ml of pyridine was added thereto,
Furthermore, (s) -2-methylbutyl 3'-fluoro-4 '
After adding 3.04 g of -hydroxy-4-biphenylcarboxylate and reacting at 60 to 70 ° C for 3 hours, the mixture was left at room temperature overnight. The reaction product was poured into diluted hydrochloric acid aqueous solution and extracted with ethyl acetate. The ethyl acetate layer was washed with water, dehydrated with sodium sulfate and concentrated to obtain 5.5 g of crude crystals. This was subjected to silica gel column chromatography (ethyl acetate-hexane eluent) method to obtain the target fraction 3'-fluoro-4-((s) -2-methylbutyloxycarbonyl) biphenyl-3-fluoro-4-n-. 4.8 g of octyloxybenzoate was obtained (yield 86.6%). The structure of the obtained target product was confirmed by a nuclear magnetic resonance spectrum, an infrared absorption spectrum and a mass spectrum.

核磁気共鳴スペクトル(CDCl3)δ値(プロトン):0.85
〜2.05(24H)、4.02〜4.23(4H)、6.90〜8.15(10H) 赤外線吸収スペクトル(cm-1)(主要吸収値):2940、2
860、1735、1710、1615、1280、1185、1145 マス・スペクトル:M+=552(C.I.法) 製造例3(実施例7の化合物) 2.78gの4-n-デシルオキシ安息香酸に8gの塩化チオニル
を加えて3時間加熱還流し、次いで過剰の塩化チオニル
を留去し、ここに10mlのピリジンを加え、さらに(s)
‐2-メチルブチル・3′‐フルオロ‐4′‐ヒドロキシ
‐4-ビフエニルカルボキシレート3.04gを加えて60〜70
℃にて3時間反応させた後、一晩放置した。以下、製造
例2と同様に後処理を行って目的物3′‐フルオロ‐4-
((s)‐2-メチルブチルオキシカルボニル)ビフエニ
ル・4-n-デシルオキシベンゾエイトを4.5g得た(収率8
0.0%)。
Nuclear magnetic resonance spectrum (CDCl 3 ) δ value (proton): 0.85
~ 2.05 (24H), 4.02 ~ 4.23 (4H), 6.90 ~ 8.15 (10H) Infrared absorption spectrum (cm -1 ) (main absorption value): 2940, 2
860, 1735, 1710, 1615, 1280, 1185, 1145 Mass spectrum: M + = 552 (CI method) Production Example 3 (Compound of Example 7) 2.78 g of 4-n-decyloxybenzoic acid in 8 g of thionyl chloride Was added and the mixture was heated under reflux for 3 hours, then excess thionyl chloride was distilled off, 10 ml of pyridine was added thereto, and (s) was added.
-2-Methylbutyl ・ 3'-fluoro-4'-hydroxy-4-biphenylcarboxylate 3.04g added to 60 ~ 70
After reacting for 3 hours at ℃, it was left overnight. Thereafter, post-treatment was carried out in the same manner as in Production Example 2 to obtain the desired product 3'-fluoro-4-.
4.5 g of ((s) -2-methylbutyloxycarbonyl) biphenyl-4-n-decyloxybenzoate was obtained (yield 8
0.0%).

核磁気共鳴スペクトル(CDCl3)δ値(プロトン):0.85
〜1.10(9H)(メチルプロトン)、1.10〜2.05(19H),
4.00〜4.27(4H)、6.93〜8.30(11H)(芳香核) 赤外線吸収スペクトル(cm-1)(主要吸収値): 2940、2870、1735、1710、1610、1510、1270、1205、10
80 マス・スペクトル:M+=562(C.I.法) 製造例4(実施例12の化合物) 3′‐フルオロ‐4′‐ヒドロキシ‐4-ビフエニルカル
ボン酸2.32gを20mlの脱水ピリジンに溶解し、0〜5℃
に冷却し、ここに10mlの脱水ピリジンと10mlの塩化メチ
レンに溶解した3.0gの4-デシルオキシ安息香酸クロライ
ドの溶液を反応液温が5〜10℃に保つようにしながら1
時間で滴下し、その後一晩室温で攪拌した。反応液を多
量の酢酸エチルにて希釈し、稀塩酸水溶液で2回洗浄し
たのち水洗し、脱水し、溶媒を減圧下に濃縮した。得ら
れた粗結晶を酢酸エチル‐ヘキサン‐エタノール系のシ
リカゲルカラムクロマトグラフイーにより分離して目的
の3′‐フルオロ‐4′‐(4-デシルオキシフエニルカ
ルボニルオキシ)‐4-ビフエニルカルボン酸を3.40g得
た(収率69%)。引き続き、3.4gの3′‐フルオロ‐
4′‐(4-デシルオキシフエニルカルボニルオキシ)‐
4-ビフエニルカルボン酸に10gの塩化チオニルを加え、6
0〜70℃にて5時間反応させた後、塩化チオニルの過剰
分を留去し、ここに(s)‐(t)‐2-ブタノール0.6g
を加え、さらにピリジン10mlを加えて、室温で20時間攪
拌した。このピリジン溶液を酢酸エチルで希釈し、稀塩
酸水溶液で2回洗浄し、水洗し、脱水したのち、減圧下
で濃縮し、ヘキサン‐酢酸エチル系にてシリカゲルカラ
ムクロマトグラフイー法により分離精製し、3.2gの結晶
を得た。この結晶をエタノールより再結晶して、2.9gの
目的物(s)‐2-ブチル・3′‐フルオロ‐4′‐(4-
デシルオキシフエニルカルボニルオキシ)‐4-ビフエニ
ルカルボキシレートを得た(収率76%)。得られた目的
物について、核磁気共鳴スペクトル、赤外線吸収スペク
トルおよびマス・スペクトルにより構造を確認した。
Nuclear magnetic resonance spectrum (CDCl 3 ) δ value (proton): 0.85
~ 1.10 (9H) (methyl proton), 1.10 ~ 2.05 (19H),
4.00-4.27 (4H), 6.93-8.30 (11H) (aromatic nucleus) Infrared absorption spectrum (cm -1 ) (main absorption value): 2940, 2870, 1735, 1710, 1610, 1510, 1270, 1205, 10
80 Mass spectrum: M + = 562 (CI method) Production Example 4 (Compound of Example 12) 2.32 g of 3′-fluoro-4′-hydroxy-4-biphenylcarboxylic acid was dissolved in 20 ml of dehydrated pyridine, 0-5 ° C
Cooled to 10 ml of dehydrated pyridine and a solution of 3.0 g of 4-decyloxybenzoic acid chloride dissolved in 10 ml of methylene chloride, while keeping the reaction liquid temperature at 5 to 10 ° C.
The mixture was added dropwise over time and then stirred overnight at room temperature. The reaction solution was diluted with a large amount of ethyl acetate, washed twice with a dilute hydrochloric acid aqueous solution, then washed with water, dehydrated, and the solvent was concentrated under reduced pressure. The resulting crude crystals were separated by silica gel column chromatography with ethyl acetate-hexane-ethanol to give the desired 3'-fluoro-4 '-(4-decyloxyphenylcarbonyloxy) -4-biphenylcarboxylic acid. Was obtained 3.40 g (yield 69%). Then, 3.4 g of 3'-fluoro-
4 '-(4-decyloxyphenylcarbonyloxy)-
Add 10 g of thionyl chloride to 4-biphenylcarboxylic acid and add 6
After reacting at 0-70 ° C for 5 hours, excess thionyl chloride was distilled off, and 0.6 g of (s)-(t) -2-butanol was removed.
Was added, 10 ml of pyridine was further added, and the mixture was stirred at room temperature for 20 hours. This pyridine solution was diluted with ethyl acetate, washed twice with a dilute aqueous hydrochloric acid solution, washed with water, dehydrated, then concentrated under reduced pressure and separated and purified by a silica gel column chromatography method using a hexane-ethyl acetate system. 3.2 g of crystals were obtained. The crystals were recrystallized from ethanol to give 2.9 g of the desired product (s) -2-butyl.3'-fluoro-4 '-(4-
Decyloxyphenylcarbonyloxy) -4-biphenylcarboxylate was obtained (yield 76%). The structure of the obtained target product was confirmed by a nuclear magnetic resonance spectrum, an infrared absorption spectrum and a mass spectrum.

核磁気共鳴スペクトル(CDCl3)δ値(プロトン):0.80
〜1.10(9H)(メチルプロトン)、1.15〜1.95(18
H)、3.91〜4.10(2H)(トリプレツト、メチレン)、
5.0〜5.30(1H)(マルチプレツト、メチン)、6.90〜
8.25(11H)(芳香核) 赤外線吸収スペクトル(cm-1)(主要吸収値): 2950、2870、1750、1715、1610、1260、1180、1060 マス・スペクトル:M+=548(C.I.法) 実施例13 実施例3で得られた液晶性化合物を厚さ2.2μmのスペ
ーサーを使用した2枚のラビング配向処理済ガラス透明
電極間に等方性液体として充填し、薄膜セルを作成し
た。このセルを1分間に0.5℃の割合で冷却し、カイラ
ルスメクチツクC相を均一なモノドメインとして得た。
このセルに50℃にて30ボルト50ヘルツの矩形波を印加し
て、その光スイツチング動作を検出したところ、その応
答速度は700マイクロ秒であった。これにより、応答速
度の速い液晶表示素子が得られた。また、このセルに三
角波を印加して生ずる分極反転電流より、その自発分極
を測定したところ、50℃において5.0nC/cm2であった。
Nuclear magnetic resonance spectrum (CDCl 3 ) δ value (proton): 0.80
~ 1.10 (9H) (methyl proton), 1.15 ~ 1.95 (18
H), 3.91 to 4.10 (2H) (triplet, methylene),
5.0-5.30 (1H) (Multiple, methine), 6.90-
8.25 (11H) (aromatic nucleus) Infrared absorption spectrum (cm -1 ) (main absorption value): 2950, 2870, 1750, 1715, 1610, 1260, 1180, 1060 Mass spectrum: M + = 548 (CI method) Example 13 The liquid crystal compound obtained in Example 3 was filled as an isotropic liquid between two rubbing-aligned glass transparent electrodes using a spacer having a thickness of 2.2 μm to prepare a thin film cell. This cell was cooled at a rate of 0.5 ° C. for 1 minute to obtain a chiral smectic C phase as a uniform monodomain.
A rectangular wave of 30 V and 50 Hz was applied to this cell at 50 ° C., and the optical switching operation was detected. The response speed was 700 microseconds. As a result, a liquid crystal display device having a high response speed was obtained. The spontaneous polarization was measured from the polarization reversal current generated by applying a triangular wave to this cell, and it was 5.0 nC / cm 2 at 50 ° C.

実施例14 実施例7で得られた化合物50重量%と(s)‐2-メチル
ブチル‐4-(3′‐フルオロ‐4′‐デシルオキシビフ
エニル‐4-カルボニルオキシ)ベンゾエート〔特願昭60
-90676参照;相変化:54.0℃にて結晶相よりSc *相へ相転
位し、124.2℃にてSc *相からSA相に転位、156.6℃にて
等方性液体となる。〕50重量%との混合物を調製し、こ
の相変化を観察した。13.8℃にて結晶相よりSc *相へ転
位し、98.3℃にてSA相となり、そして146.5℃で等方性
液体となった。
Example 14 50% by weight of the compound obtained in Example 7 and (s) -2-methylbutyl-4- (3'-fluoro-4'-decyloxybiphenyl-4-carbonyloxy) benzoate [Japanese Patent Application No.
See -90676; Phase change: A phase transition from the crystalline phase to the S c * phase at 54.0 ° C, a transition from the S c * phase to the SA phase at 124.2 ° C, and an isotropic liquid at 156.6 ° C. ] A mixture with 50% by weight was prepared and this phase change was observed. At 13.8 ℃, the crystalline phase transformed into S c * phase, at 98.3 ℃ became SA phase, and at 146.5 ℃ became an isotropic liquid.

さらに、この混合物を実施例13と同様のセルに封入し、
同様の操作により光スイツチング動作を検出したとこ
ろ、その応答速度は65℃にて550μ秒であった。
Further, this mixture was sealed in the same cell as in Example 13,
When the optical switching operation was detected by the same operation, the response speed was 550 μs at 65 ° C.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤沢 宣 埼玉県川口市並木4−14−22 (72)発明者 小川 洋 埼玉県川口市大字伊刈246−4 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (72) Inventor Nobu Fujisawa 4-14-22 Namiki, Kawaguchi City, Saitama Prefecture (72) Inventor Hiroshi Ogawa 246-4 Ikari, Kawaguchi City, Saitama Prefecture

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一般式I (式中、Rは炭素数が20以下のアルキル基もしくはアル
コキシ基を示す。Xはハロゲン原子または水素原子を示
す。R*は1位又は2位に不斉炭素原子を有する分岐アル
キル基を示す。) で表わされる光学活性な液晶性化合物。
1. A general formula I (In the formula, R represents an alkyl group or an alkoxy group having 20 or less carbon atoms. X represents a halogen atom or a hydrogen atom. R * represents a branched alkyl group having an asymmetric carbon atom at the 1-position or 2-position. An optically active liquid crystalline compound represented by.
【請求項2】一般式I (式中、Rは炭素数が20以下のアルキル基もしくはアル
コキシ基を示す。Xはハロゲン原子または水素原子を示
す。R*は1位又は2位に不斉炭素原子を有する分岐アル
キル基を示す。) で表わされる光学活性な液晶性化合物を含有して成る液
晶組成物。
2. The general formula I (In the formula, R represents an alkyl group or an alkoxy group having 20 or less carbon atoms. X represents a halogen atom or a hydrogen atom. R * represents a branched alkyl group having an asymmetric carbon atom at the 1-position or 2-position. A liquid crystal composition comprising an optically active liquid crystalline compound represented by
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