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JPH075519B2 - Liquid crystalline compound and composition thereof, optical switching element - Google Patents
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JPH075519B2 - Liquid crystalline compound and composition thereof, optical switching element - Google Patents

Liquid crystalline compound and composition thereof, optical switching element

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JPH075519B2
JPH075519B2 JP60212071A JP21207185A JPH075519B2 JP H075519 B2 JPH075519 B2 JP H075519B2 JP 60212071 A JP60212071 A JP 60212071A JP 21207185 A JP21207185 A JP 21207185A JP H075519 B2 JPH075519 B2 JP H075519B2
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phase
general formula
compound
formula
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貞夫 竹原
洋 小川
宣 藤沢
政志 大澤
義 荒井
実雄 黒川
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は新規な液晶性化合物および液晶組成物に関する
もので、特に強誘電性を有する液晶材料を提供するもの
であり、さら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。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel liquid crystal compound and a liquid crystal composition, particularly to provide a liquid crystal material having ferroelectricity, and further to a liquid crystal display device. The present invention provides a material having the following availability.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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範囲
に用いられている。
Liquid crystal display devices are widely used as various display devices because they have excellent characteristics such as low voltage operation, low power consumption, thin display capability, and light receiving type that do not cause eye strain. .

現在、液晶表示方式としてはツイステツドネマチツク
(Twisted Nematic)型(TN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TN型液晶は、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遅いとい
う欠点があり、そのため応用上の制約があつた。しか
し、上述のごとく受光型で低消費電力であるという特徴
を利用し、かつ高速応答性を有する新しい表示方式の開
発が行われてきている。
At present, as a liquid crystal display system, a nematic liquid crystal called Twisted Nematic type (TN type) is used most as a material. However, this TN type liquid crystal has a drawback that its response speed is slower than that of a light emitting diode, an electroluminescence, etc., and thus there is a limitation in application. However, as described above, a new display method has been developed which utilizes the characteristics of light receiving type and low power consumption and has a high-speed response.

この目的に沿つたものとして近年強誘電性液晶が注目さ
れて来ている。この強誘電性液晶を利用した表示素子
は、従来のTN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する多
方面の表示素子への応用が期待できるものである。
In recent years, ferroelectric liquid crystals have been attracting attention as one that meets this purpose. The display element that uses this ferroelectric liquid crystal has a high-speed response of about several hundred times compared to the conventional TN type liquid crystal, and since it also has bistability, it can be used for moving images such as television It can be expected to be applied to display devices in various fields such as high-speed optical shutters.

強誘電性液晶は、アール・ビー・メイヤーらにより見い
出され(ジユルナール・ド・フイジーク、36(1975)、
L−69)、応答速度がマイクロ秒のオーダーで記憶効果
のある表示素子を作ることが可能であることが、エヌ・
エー・クラークらにより発表され(アプライド・フイジ
イクス・レタース、36(1980)899)て以来非常に注目
される存在となつたものである。
Ferroelectric liquid crystals were found by RB Meyer et al. (Jiurnal de Huisique, 36 (1975),
L-69), it is possible to make a display element with a memory effect with a response speed of the order of microseconds.
Since it was announced by A. Clark et al. (Applied Physics Letters, 36 (1980) 899), it has become a very noticeable entity.

強誘電性液晶は、スメクチツク液晶の一種であり、その
中でカイラルスメクチツク相に属し、カイラルスメクチ
ツク相の中でも、カイラルスメクチツクC相、カイラル
スメクチツクH相などが現在では利用の可能性を有して
いる。その中ではカイラルスメクチツクC相(以下、SC
相と略記する)が取扱上から望ましいものとされてい
る。
Ferroelectric liquid crystal is a kind of smectic liquid crystal, and belongs to the chiral smectic phase among them, and among chiral smectic phases, chiral smectic C phase, chiral smectic H phase, etc. are currently used. Have the possibility of Among them, the chiral smectic C phase (hereinafter referred to as SC
* Abbreviated as phase) is desirable from the viewpoint of handling.

SC相を示す液晶性化合物はこれまでにも発表されてお
り、代表的なものとして、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(DOBA
MBCと略称されている)をはじめとする一連のシツフ塩
素系の液晶があげられるが、シツフ塩基は水分、光等に
対し不安定であるので実用的でない。
A liquid crystal compound exhibiting an SC * phase has been announced so far, and as a representative one, (s) -2-methylbutyl-p, which is known as the first synthesized ferroelectric liquid crystal, is known.
-Decyloxybenzylidene aminocinnamate (DOBA
MBC) is a series of Schiff chlorine-based liquid crystals, but Schiff bases are not practical because they are unstable to moisture, light and the like.

(ピー・ケラー他、ジユルナール・ド・フイジク、37C3
−129;ケー・ヨシノ他、ジヤパニーズ・ジヤーナル・オ
ブ・アプライド・フイジク、23L175(1984);特開昭59
−98051) SC相を有する液晶性化合物の特徴は、スメクチツクC
相を有する液晶性化合物の分子構造の一部分に不斉炭素
原子があることが必要である(ラセミ化していない)。
この不斉炭素原子を化合物に導入するには、容易に入手
可能な光学活性2−メチルブタノールをエステル結合な
どの手法で化合物に組入れる方法が一般的方法である
が、もちろんその他の光学活性化合物を使用する事が可
能な場合も有り得る。
(Pey Keller et al., Giulnar de Fijique, 37 C3
-129; K. Yoshino et al., Japanese Journal of Applied Physics, 23 L175 (1984); JP Sho 59
-98051) The characteristic of the liquid crystal compound having the SC * phase is the smectic C
It is necessary that an asymmetric carbon atom is present in a part of the molecular structure of the liquid crystal compound having a phase (not racemized).
In order to introduce this asymmetric carbon atom into a compound, a method of incorporating easily available optically active 2-methylbutanol into the compound by a method such as an ester bond is a general method. It may be possible to use it.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

本発明者らは、水分、光等に対する安定性にすぐれた液
晶化合物及び液晶性化合物を含有する液晶組成物を提供
することにある。
The present inventors intend to provide a liquid crystal compound having excellent stability against moisture, light and the like and a liquid crystal composition containing the liquid crystal compound.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、次の一般式Iで示される液晶性化合物を提供
することが第1点である。
The first point of the present invention is to provide a liquid crystal compound represented by the following general formula I.

(式中、Rは、炭素数が20以下のアルキル基であり、
m、nは、1又は2を表わす。) そして、第2点は少なくとも2種類の液晶成分からなる
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ことである。
(In the formula, R is an alkyl group having 20 or less carbon atoms,
m and n represent 1 or 2. And, the second point is to provide a liquid crystal composition comprising at least two kinds of liquid crystal components and containing a compound represented by the general formula I.

さて液晶が層構造をもち、その構成分子が層法線に対し
て傾いている場合において、その構成分子が不斉炭素原
子を有し(ラセミ化していない)ている場合、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場合に
液晶が強誘電性を示す。このような観点より、本発明者
らは、光や水分に対して安定でかつ融点以上の温度でSC
相を得ることのできる化合物を鋭意検討を行い、一般
式Iで示される化合物を得たものである。融点以上でSC
相を得るという事は、過冷却(融点以下)下でのみSC
相を得る化合物が実用性の面から大きく制約されるこ
とを考慮すると大きな利点となる。
When the liquid crystal has a layered structure and its constituent molecules are tilted with respect to the layer normal, and the constituent molecules have asymmetric carbon atoms (not racemized), the layers are twisted little by little. , Will show a helical structure. The liquid crystal exhibits ferroelectricity when the spontaneous polarization is in the direction perpendicular to the helical axis. From such a viewpoint, the present inventors have found that the SC is stable at light and moisture and at a temperature higher than the melting point.
* A compound capable of obtaining a phase was earnestly studied, and a compound represented by the general formula I was obtained. SC above melting point
* Obtaining a phase means SC only under supercooling (below melting point)
* Considering that the compound that obtains the phase is greatly restricted in terms of practicality, this is a great advantage.

本発明の一般式Iで示される化合物は、単独でももちろ
ん強誘電性を示すが、他の強誘電性液晶と混合してSC
相の温度幅を広げるような使用方法も可能であり、現実
にこのように各種強誘電性液晶と配合し液晶組成物とし
て使用する方法が一般的である。これらの強誘電性液晶
組成物は、強誘電性液晶の光スイツチング現象を利用し
た表示素子として利用することが可能である。
The compound represented by the general formula I of the present invention, of course, exhibits ferroelectricity by itself, but when mixed with another ferroelectric liquid crystal, SC *
It is possible to use it so as to widen the temperature range of the phase, and in practice, a method of blending it with various ferroelectric liquid crystals and using it as a liquid crystal composition is generally used. These ferroelectric liquid crystal compositions can be used as a display device utilizing the optical switching phenomenon of ferroelectric liquid crystals.

次に、一般式Iで示される化合物の製造方法について述
べる。一般式Iで示される化合物のうち、次の一般式II (式中の符号の意味は一般式Iと同様)で示される化合
物は、4′−ヒドロキシビフエニル−4−酢酸と光学活
性アルコールのエステル化によつて得られるエステル
と、4−アルコキシ安息香酸の酸ハロゲン化物との反応
によるエステル化反応によつて得ることができる。また
その他の製造方法は、4−アルコキシ安息香酸の酸ハロ
ゲン化物と4′−ヒドロキシビフエニル−4−酢酸との
エステル化反応物と光学活性アルコールのエステル化反
応によつても得ることができる。
Next, a method for producing the compound represented by formula I will be described. Among the compounds represented by the general formula I, the following general formula II The compounds represented by the formulas (the meanings of the symbols in the formula are the same as those in the general formula I) include an ester obtained by esterification of 4'-hydroxybiphenyl-4-acetic acid and an optically active alcohol, and 4-alkoxybenzoic acid. Can be obtained by an esterification reaction by reacting the acid halide with an acid halide. Other production methods can also be obtained by an esterification reaction product of an acid halide of 4-alkoxybenzoic acid and 4'-hydroxybiphenyl-4-acetic acid and an optically active alcohol.

また、次の一般式III (式中の符号の意味は一般式Iと同様) で示される化合物は、4′−アルコキシビフエニル−4
−カルボン酸の酸ハロゲン化物と、4−ヒドロキシフエ
ニル酢酸の光学活性アルコールのエステル化物との縮合
反応により得ることができる。
Also, the following general formula III (The meanings of the symbols in the formula are the same as those in the general formula I) The compound represented by the formula is 4'-alkoxybiphenyl-4
It can be obtained by a condensation reaction between an acid halide of a carboxylic acid and an ester of an optically active alcohol of 4-hydroxyphenylacetic acid.

この場合も前述の場合と同様に4′−アルコキシビフエ
ニル−4−カルボン酸の酸ハロゲン化物と4−ヒドロキ
シフエニル酢酸のエステル化後光学活性アルコールとの
エステル化反応によつても得ることができる。
Also in this case, similarly to the above-mentioned case, it can be obtained also by the esterification reaction of the acid halide of 4'-alkoxybiphenyl-4-carboxylic acid and the optically active alcohol after the esterification of 4-hydroxyphenylacetic acid. it can.

さて、得られた液晶性化合物あるいはこれを使用した組
成物は、二枚の透明な電極板の間に均一な厚さ(1μm
〜20μm)の薄膜とすることにより、液晶セルとして使
用することができる。表示セルの中では、液晶分子は、
電極板に平行ないわゆるホモジニアスの、かつ向きの均
一な配向をとつた、いわゆるモノドメインである必要が
あるが、このためセル表面にラビング、蒸着等の配向処
理を施すか、あるいは電場または磁場を印加するか、あ
るいは温度勾配をもたせるか、さらにこれらの手段を併
用した状態で等方性液体相から液晶相まで徐冷させて配
向させる方法により、均一に配向したモノドメインセル
を得ることができる。
Now, the obtained liquid crystal compound or the composition using the same has a uniform thickness (1 μm) between two transparent electrode plates.
It can be used as a liquid crystal cell by forming a thin film having a thickness of up to 20 μm). In the display cell, the liquid crystal molecules are
It is necessary to be a so-called monodomain, which is so-called homogeneous and has a uniform orientation parallel to the electrode plate. Therefore, the cell surface is subjected to orientation treatment such as rubbing or vapor deposition, or an electric field or magnetic field is applied. It is possible to obtain a uniformly aligned monodomain cell by applying a voltage, or by providing a temperature gradient, or by a method of gradually cooling from an isotropic liquid phase to a liquid crystal phase in the state where these means are used in combination and aligning. .

このとき、良好な配向性を示すためには液晶材料として
は、高温状態からの冷却時に、I(等方性液体)相−N
(キラルネマチック)又はCh(コレステリック)相−
SA(スメクチックA)相−SC(キラルスメクチック
C)相の相系列を示し、N又はCh相及びSC相におけ
る螺旋ピッチを大きくすることが必要であるといわれて
いる。
At this time, in order to exhibit a good orientation, the liquid crystal material is I (isotropic liquid) phase-N when cooled from a high temperature state.
* (Chiral nematic) or Ch (cholesteric) phase-
It shows a phase sequence of SA (smectic A) phase-SC * (chiral smectic C) phase, and it is said that it is necessary to increase the helical pitch in N * or Ch phase and SC * phase.

特開昭60−32748号公報には、本発明の一般式(I)の
化合物の類似構造を有する下記の化合物が記載されてい
る。
JP-A-60-32748 describes the following compounds having a structure similar to the compound of the general formula (I) of the present invention.

相転移温度(℃)Cr80 SC121 SA165 Ch171 I 相転移温度(℃)Cr64 SC139 SA189 I 相転移温度(℃)Cr55 SC126 SA171 I これらの化合物は、Ch相の温度範囲が非常に狭いか、あ
るいはN又はCh相を示さず、SA相の範囲が広い化合物
であり、このような化合物を液晶組成物に添加した場合
に、得られる液晶組成物のN相の温度範囲を狭くし、
SA相を拡大させてしまう傾向を有することが理解でき
る。
Phase transition temperature (℃) Cr80 SC * 121 SA165 Ch171 I Phase transition temperature (℃) Cr64 SC * 139 SA189 I Phase transition temperature (℃) Cr55 SC * 126 SA171 I These compounds have very narrow temperature range of Ch phase, or do not show N * or Ch phase, and have a wide range of SA phase. When such a compound is added to the liquid crystal composition, the temperature range of the N * phase of the obtained liquid crystal composition is narrowed,
It can be understood that there is a tendency to expand the SA phase.

これに対して、本発明の一般式(I)の化合物は、上記
公報に記載されている対応する末端基が同じ化合物と比
較した場合、Ch相の温度範囲は拡大し、SA相の温度範囲
は狭くなっていることが明らかである。従って、本発明
の一般式(I)の化合物を液晶組成物に添加した場合
に、得られる液晶組成物のSA相を狭くし、N又はCh相
を拡大することができるので、上記の好ましい相系列を
有し、良好な配向性を示す液晶組成物を調製するのに好
適なものであることが理解できる。
In contrast, the compound of the general formula (I) of the present invention has a wider temperature range of the Ch phase and a higher temperature range of the SA phase when compared with the compounds having the same corresponding terminal groups described in the above publication. Is clearly narrowed. Therefore, when the compound of the general formula (I) of the present invention is added to the liquid crystal composition, the SA phase of the obtained liquid crystal composition can be narrowed and the N * or Ch phase can be expanded. It can be understood that it is suitable for preparing a liquid crystal composition having a phase series and exhibiting a good alignment property.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は以上の如きものであるが、本発明の一般式Iで
示される化合物は、従来強誘電性液晶化合物として知ら
れているDOBAMBCに比して、後述する実施例にも示され
るごとく、工業的に容易に製造することができ、それ自
体無色であり、その分子構造に由来して光、水等に対す
る化学的安定性に勝れるとともに、その融点以上におい
て強誘電性液晶相を出現する。しかも本発明の組成物に
おいては、一般の液晶組成物と同様に、単一化合物に比
し、液晶温度範囲の拡大または低下が認められる。更
に、本発明の強誘電性化合物および液晶組成物は従来の
強誘電性液晶と同様に応答速度がネマチツク液晶の1000
倍程度と極めて大きい。
The present invention is as described above, but the compound represented by the general formula I of the present invention is, compared with DOBAMBC conventionally known as a ferroelectric liquid crystal compound, as shown in Examples described later, It can be easily produced industrially, is colorless in itself, has superior chemical stability to light, water, etc. due to its molecular structure, and exhibits a ferroelectric liquid crystal phase above its melting point. . Moreover, in the composition of the present invention, the liquid crystal temperature range is expanded or decreased as compared with a single compound, as in a general liquid crystal composition. Further, the ferroelectric compound and the liquid crystal composition of the present invention have a response speed of 1000% or less of the nematic liquid crystal like the conventional ferroelectric liquid crystal.
It is about twice as large.

従つて表示用光スイツチング素子として極めて有望であ
る。
Therefore, it is extremely promising as a light switching element for display.

〔実施例〕〔Example〕

以下に実施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つて限
定されるものではない。なお以下の説明において相転位
温度の値は、測定方法や純度により多少の差異を生ずる
ものである。
The present invention will be specifically described below with reference to examples, but of course the gist and scope of the present invention are not limited to these examples. In the following description, the value of the phase transition temperature is slightly different depending on the measuring method and the purity.

実施例1 の合成 (一般式IIIにおけるR=n−C8H17に相当) p−ヒドロキシフエニル酢酸136g、(s)−2−メチル
ブタノール100g、400mlトルエン、パラトルエンスルホ
ン酸1.0gをデイーン・スターク型還流冷却器を付けた反
応容器で15時間加熱還流し発生する水分を分離した。水
分約16gを分離した。
Example 1 Synthesis (general formula corresponding to R = n-C 8 H 17 in III) p-hydroxyphenyl acetic acid 136 g, (s)-2-methyl butanol 100 g, 400 ml toluene, Dean-Stark type paratoluenesulfonic acid 1.0g The reaction container equipped with a reflux condenser was heated under reflux for 15 hours to separate the generated water. About 16 g of water was separated.

反応液は冷却後さらに200mlのトルエンで希釈し、重炭
酸ソーダ水で洗浄し、さらに水で洗浄後、トルエンを減
圧下留去し粗製物210gを得た。これをビグリユー管付
て蒸留し、中間体としてのp−ヒドロキシフエニ
ル酢酸(s)−2−メチルブチルエステル175gを得た。
沸点180℃/5mmHg。
The reaction solution was cooled, further diluted with 200 ml of toluene, washed with sodium bicarbonate water, further washed with water, and then toluene was distilled off under reduced pressure to obtain 210 g of a crude product. With this bigle tube
And distilled to obtain 175 g of p-hydroxyphenylacetic acid (s) -2-methylbutyl ester as an intermediate.
Boiling point 180 ℃ / 5mmHg.

次に4′−n−オクチルオキシビフエニル−4−カルボ
ン酸7.50gに塩化チオニル20gを加え2時間加熱還流した
後、過剰の塩化チオニルを減圧下留去し、4′−n−オ
クチルオキシビフエニル−4−カルボン酸塩化物を得
た。ここで、先に製造したp−ヒドロキシフエニル酢酸
(s)−2−メチルブチルエステル4.8gを乾燥ピリジン
30gに溶解した溶液を、上記カルボン酸塩化物中に加
え、一晩室温にて攪拌した。翌日反応液を酢酸エチル30
0mlに加え、希塩酸で数回洗浄し、ピリジン分を除去後
水洗をくり返し塩酸分を除去した。酢酸エチル層は、脱
水後減圧下に濃縮し粗製物11.0gを得た。エタノールよ
り再結晶を3回行い目的物9.00gを得た。収率74.0% 得られた目的物の構造は、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・スペクトルにより確認し
た。
Next, 20 g of thionyl chloride was added to 7.50 g of 4'-n-octyloxybiphenyl-4-carboxylic acid, and the mixture was heated under reflux for 2 hours, and then excess thionyl chloride was distilled off under reduced pressure to remove 4'-n-octyloxybiphenyl. An enyl-4-carboxylic acid chloride was obtained. Here, 4.8 g of p-hydroxyphenylacetic acid (s) -2-methylbutyl ester prepared above was dried with pyridine.
The solution dissolved in 30 g was added to the above carboxylic acid chloride and stirred overnight at room temperature. The next day, the reaction mixture was diluted with ethyl acetate 30
The solution was added to 0 ml and washed several times with diluted hydrochloric acid to remove the pyridine content, and then repeatedly washed with water to remove the hydrochloric acid content. The ethyl acetate layer was dehydrated and then concentrated under reduced pressure to obtain 11.0 g of a crude product. Recrystallization from ethanol was repeated 3 times to obtain 9.00 g of the desired product. Yield 74.0% The structure of the obtained target substance 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) δ8.30〜6.85(多重線、12H、芳香族)、 δ4.10〜3.83(多重線、4H、−OCH2−、−COOCH2−)、 δ2.10〜1.10(多重線、15H)、δ0.75〜1.0(多重線、
9H、メチル基) 赤外線吸収スペクトル(KBr)(主な吸収)(cm-1)300
0〜2850、1733、1520、1290、1165、1080 マス・スペクトル 530(M+) 実施例2 実施例1におけるn−オクチルオキシビフエニル−4−
カルボン酸に替えて次の化合物をそれぞれ使用した。
(1)n−デカノキシビフエニル−4−カルボン酸、(2)n
−テトラデカノキシビフエニル−4−カルボン酸。これ
らの場合も実施例1と同様に反応と後処理を行い、対応
する目的物(一般式IIにおけるR=n−C10H21、R=n-
C14H29に対応する。)を実施例1と同様の収率で得るこ
とができた。
Nuclear magnetic resonance spectrum (CDCl 3) δ8.30~6.85 (multiplet, 12H, aromatic), δ4.10~3.83 (multiplet, 4H, -OCH 2 -, - COOCH 2 -), δ 2.10 to 1.10 (multiple lines, 15H), δ 0.75 to 1.0 (multiple lines,
9H, methyl group) Infrared absorption spectrum (KBr) (main absorption) (cm -1 ) 300
0 to 2850, 1733, 1520, 1290, 1165, 1080 Mass spectrum 530 (M + ) Example 2 n-octyloxybiphenyl-4-in Example 1
The following compounds were used instead of the carboxylic acid.
(1) n-decanoxybiphenyl-4-carboxylic acid, (2) n
-Tetradecanoxybiphenyl-4-carboxylic acid. Also the reaction was carried out and worked up as in Example 1 In these cases, the corresponding target compound (formula II in the R = n-C 10 H 21 , R = n-
Corresponds to C 14 H 29 . Was obtained in the same yield as in Example 1.

これらの化合物の核磁気共鳴スペクトルは、実施例1の
化合物と全く類似したパターンを示し、メチレン鎖の長
さの違いだけが差異として認められた。赤外線吸収スペ
クトルにおいても、吸収強度のみが異なつた同じパター
ンを示し、マス・スペクトルは、それぞれの親ピークを
あたえた。
The nuclear magnetic resonance spectra of these compounds showed a pattern quite similar to that of the compound of Example 1, and only the difference in methylene chain length was recognized as a difference. The infrared absorption spectrum also showed the same pattern except that the absorption intensities were different, and the mass spectrum gave the respective parent peaks.

実施例1、2の各化合物の相転移温度は表1に示す。Table 1 shows the phase transition temperatures of the compounds of Examples 1 and 2.

表1中、Iは等方性液体相、SAはスメクチツクA相、SC
はカイラルスメクチツクC相を、またCは結晶相を示
す。
In Table 1, I is an isotropic liquid phase, S A is a smectic A phase, and SC
* Indicates a chiral smectic C phase, and C indicates a crystalline phase.

また、●はその相が存在することを示している。●の右
の数字はその相からより高温域の相への転移温度を表し
ている。転移温度は℃である。
In addition, ● indicates that the phase exists. The number on the right of ● represents the transition temperature from that phase to the higher temperature phase. The transition temperature is ° C.

実施例3 の製造 (一般式IIにおけるR=n−C8H17に相当) 4′−ヒドロキシビフエニル−4−酢酸22.8g、(s)
−2−メチルブタノール15g、トルエン100ml、パラトル
エンスルホン酸0.2gをデイーン・スターク型還流器を付
けた反応容器で15時間加熱還流し、発生する水分を分離
した。反応後反応液を冷却後100mlのトルエンを加え、
重炭酸ソーダ水で洗浄し、さらに水洗をくり返した。ト
ルエン層は減圧下で留去し、粗製物31.0gを得た。この
ものは、酢酸エチル−ヘキサン系溶剤でシリカゲルカラ
ムクロマトグラフイーにより精製し、中間体として4′
−ヒドロキシビフエニル−4−酢酸(s)−2−メチル
ブチルエステル24.5gを得た。次に、4−n−オクチル
オキシ安息香酸クロライド2.7gの中に、4′−ヒドロキ
シビフエニル−4−酢酸(s)−2−メチルブチルエス
テル3.0gを10gの乾燥ピリジンに溶解させた溶液を加え
一晩室温にて攪拌した。翌日反応液に酢酸エチル150ml
を加え希塩酸で数回洗浄し、ピリジン分を除去後、水洗
をくり返し塩酸分を除去した。酢酸エチル層は、脱水後
減圧下に濃縮し粗製物5.3gを得た。シリカゲルカラムク
ロマトグラフイー(酢酸エチル−ヘキサン系)により精
製後、エタノールから再結晶し目的物を4.0g得た。収率
76% 得られた目的物の構造は、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・スペクトルにより確認し
た。
Example 3 Manufacturing (formula corresponding to R = n-C 8 H 17 in II) 4'-hydroxy Biff enyl-4-acetate 22.8 g, (s)
15 g of 2-methylbutanol, 100 ml of toluene, and 0.2 g of paratoluenesulfonic acid were heated under reflux for 15 hours in a reaction vessel equipped with a Dean-Stark type reflux device, and the generated water was separated. After the reaction, cool the reaction mixture and add 100 ml of toluene,
It was washed with sodium bicarbonate water, and the washing with water was repeated. The toluene layer was distilled off under reduced pressure to obtain 31.0 g of a crude product. This product was purified by silica gel column chromatography with ethyl acetate-hexane solvent to obtain 4'as an intermediate.
24.5 g of -hydroxybiphenyl-4-acetic acid (s) -2-methylbutyl ester was obtained. Next, a solution prepared by dissolving 3.0 g of 4'-hydroxybiphenyl-4-acetic acid (s) -2-methylbutyl ester in 2.7 g of 4-n-octyloxybenzoic acid chloride was dissolved in 10 g of dry pyridine. The mixture was stirred overnight at room temperature. Next day, add 150 ml of ethyl acetate to the reaction mixture.
Was added and washed several times with dilute hydrochloric acid to remove the pyridine content, and then repeatedly washed with water to remove the hydrochloric acid content. The ethyl acetate layer was dehydrated and then concentrated under reduced pressure to obtain 5.3 g of a crude product. The product was purified by silica gel column chromatography (ethyl acetate-hexane system) and then recrystallized from ethanol to obtain 4.0 g of the desired product. yield
76% The structure of the obtained target substance 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) δ8.3〜6.85(多重線、12H、芳香族プロトン)、 δ4.15〜3.85(多重線、4H、−OCH2−、−COOCH2−)、 δ2.10〜1.10(多重線、15H)、δ1.0〜0.75 (多重線、9H、メチル基) 赤外線吸収スペクトル(KBr)(cm-1)(主な吸収位
置)3000〜2900、1730、1610、1505、1285、1170、108
0、 マス・スペクトル 530(M+) 実施例4 実施例3における4−n−オクチルオキシ安息香酸クロ
ライドに替えて次の化合物をそれぞれ別個に使用する以
外は実施例3と同様に反応、後処理等を行なつた。(1)
4−n−デカノキシ安息香酸クロライド、(2)4−n−
ドデカノキシ安息香酸クロライド、(3)4−n−テトラ
デカノキシ安息香酸クロライド これらの結果得られる目的物は、一般式IIにおけるR=
n−C10H21、R=n−C12H25、R=n−C14H29に対応す
る化合物である。そして、ほぼ実施例3と同様の収率で
目的物を得た。これらの化合物の核磁気共鳴スペクトル
は実施例3の化合物と全く類似したパターンを示し、メ
チレン鎖の長さの違いだけが差異として認められた。赤
外線吸収スペクトルにおいても吸収強度のみが異つた同
じパターンを示し、マス・スペクトルはそれぞれの親ピ
ークをあたえた。
Nuclear magnetic resonance spectrum (CDCl 3) δ8.3~6.85 (multiplet, 12H, aromatic protons), δ4.15~3.85 (multiplet, 4H, -OCH 2 -, - COOCH 2 -), δ2.10 to 1.10 (multiple line, 15H), δ1.0 to 0.75 (multiple line, 9H, methyl group) Infrared absorption spectrum (KBr) (cm -1 ) (main absorption position) 3000 to 2900, 1730, 1610 , 1505, 1285, 1170, 108
0, mass spectrum 530 (M + ) Example 4 Reaction and post-treatment were performed in the same manner as in Example 3 except that the following compounds were used separately in place of 4-n-octyloxybenzoic acid chloride in Example 3. And so on. (1)
4-n-decanooxybenzoic acid chloride, (2) 4-n-
Dodecanoxybenzoic acid chloride, (3) 4-n-tetradecanooxybenzoic acid chloride These products have the following general formula II:
a n-C 10 H 21, R = n-C 12 H 25, R = n-C 14 H 29 is a corresponding compound. Then, the target product was obtained with a yield substantially similar to that in Example 3. The nuclear magnetic resonance spectra of these compounds showed a pattern quite similar to that of the compound of Example 3, and only the difference in methylene chain length was recognized as a difference. The infrared absorption spectrum also showed the same pattern with only different absorption intensities, and the mass spectrum gave each parent peak.

実施例3、4の各化合物の相転移温度は表2に示す。Table 2 shows the phase transition temperatures of the compounds of Examples 3 and 4.

表2中、Iは等方性液体相、Chはコレステリツク相、Sc
はカイラルスメクチツクC相を、またCは結晶相を示
す。また、●はその相が存在することを示しており、●
の右の数字はその相からより高温域の相への転移温度を
表している。転移温度は℃である。
In Table 2, I is an isotropic liquid phase, Ch is a cholesteric phase, Sc
* Indicates a chiral smectic C phase, and C indicates a crystalline phase. In addition, ● indicates that the phase exists, and ●
The number to the right of indicates the transition temperature from that phase to the higher temperature phase. The transition temperature is ° C.

実施例5 実施例1の化合物(表1でR=C817の化合物)と既
知化合物p−n−オクチルオキシ安息香酸−4′−(2
−メチルブトキシカルボニル)−4−ビフエニリルエス
テル(特開昭60−32748参照、結晶からSc相へ80℃で
相転移し121℃でSc相からスメクチツクA相へ相転移
する)の4.2対3.2重量部の混合物は、結晶から55℃にて
Sc相へ相移転し103℃にてSc相からスメクチツクA
相へ相移転した。このように本発明の液晶性化合物は、
既知の強誘電性液晶化合物と配合することにより強誘電
性を示す温度範囲を単独で使用する場合より広範囲にす
ることができた。
The compound of Example 5 Example 1 (compound of Table 1 R = C 8 H 17) and known compound p-n-octyl oxybenzoate 4 '- (2
4.2-Methylbutoxycarbonyl) -4-biphenylyl ester (see JP-A-60-32748, phase transition from crystal to Sc * phase at 80 ° C and at 121 ° C from Sc * phase to smectic A phase) 3.2 parts by weight of the mixture is from the crystals at 55 ° C.
Sc * smectic from Sc * phase by phase to phase transfer to 103 ℃ A
Phase transferred to the phase. Thus, the liquid crystalline compound of the present invention is
By blending with a known ferroelectric liquid crystal compound, the temperature range exhibiting the ferroelectricity could be made wider than that when used alone.

実施例6 厚さ2μmのスペーサーを介した2枚のガラス透明電極
間に実施例1で得られた液晶性化合物を等方性液体の状
態で充填し、徐冷後90℃にてSc相を得た。これに5V、
0.1Hzの矩形波を印加したところ明瞭なスイツチング動
作が確認され、さらに15V、20KHzの矩形波を印加し、ホ
トマルチプライヤーにて光スイツチング動作を検出した
ところ明瞭なスイツチング動作を観察した。これによ
り、応答速度の速い液晶表示素子が得られたことにな
る。
Example 6 The liquid crystalline compound obtained in Example 1 was filled in an isotropic liquid state between two glass transparent electrodes with a spacer having a thickness of 2 μm, and after slowly cooling, the Sc * phase at 90 ° C. Got 5V to this,
When a rectangular wave of 0.1 Hz was applied, a clear switching operation was confirmed, and when a 15 V, 20 KHz rectangular wave was applied and the optical switching operation was detected by a photomultiplier, a clear switching operation was observed. As a result, a liquid crystal display element having a high response speed was obtained.

実施例7 実施例5で得られた液晶組成物を実施例6と同様にガラ
ス透明電極に充填し、実施例6と同様の矩形波を印加し
たところ、明瞭なスイツチング動作を観察することがで
きた。
Example 7 When the glass transparent electrode was filled with the liquid crystal composition obtained in Example 5 as in Example 6 and the same rectangular wave as in Example 6 was applied, a clear switching operation could be observed. It was

フロントページの続き (72)発明者 大澤 政志 東京都板橋区赤塚5−12―23 (72)発明者 荒井 義 埼玉県蓮田市東5−8―6―402 (72)発明者 黒川 実雄 埼玉県大宮市吉野町2−39Front Page Continuation (72) Inventor Masashi Osawa 5-12-23 Akatsuka, Itabashi-ku, Tokyo (72) Inventor Yoshiyoshi Arai 5-8-6-402 Higashi, Hasuda, Saitama Prefecture (72) In fact, Mio Kurokawa, Omiya, Saitama Prefecture 2-39 Yoshino-cho

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一般式(I) (式中、Rは炭素原子数が20以下のアルキル基であり、
m、nは、1又は2を表わす。) で示される光学活性な液晶性化合物。
1. A general formula (I) (In the formula, R is an alkyl group having 20 or less carbon atoms,
m and n represent 1 or 2. ) An optically active liquid crystalline compound represented by:
【請求項2】化合物が、下記一般式(II) (式中の符号の意味は一般式(I)と同様) で示される特許請求の範囲第1項記載の液晶性化合物。2. A compound represented by the following general formula (II) (The meaning of the symbols in the formula is the same as in the general formula (I)) The liquid crystal compound according to claim 1. 【請求項3】化合物が、下記一般式(III) (式中の符号の意味は一般式(I)と同様) で示される特許請求の範囲第1項記載の液晶性化合物。3. A compound represented by the following general formula (III): (The meaning of the symbols in the formula is the same as in the general formula (I)) The liquid crystal compound according to claim 1. 【請求項4】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) (式中、Rは炭素原子数が20以下のアルキル基であり、
m、nは、1又は2を表わす。) で示される光学活性な化合物を含有する液晶組成物。
4. A liquid crystal composition comprising at least two kinds of liquid crystal components, which is represented by the general formula (I): (In the formula, R is an alkyl group having 20 or less carbon atoms,
m and n represent 1 or 2. ) A liquid crystal composition containing an optically active compound represented by:
【請求項5】一般式(I) (式中、Rは炭素原子数が20以下のアルキル基であり、
m、nは、1又は2を表わす。) で示される光学活性な液晶性化合物の少なくとも1種を
構成要素とする光スイッチング素子。
5. General formula (I) (In the formula, R is an alkyl group having 20 or less carbon atoms,
m and n represent 1 or 2. ) An optical switching element having at least one kind of an optically active liquid crystalline compound represented by
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