(57)【要約】      （修正有）【課題】バイアキシャルネマチック液晶性を発現する新規な液晶性化合物を提供する。【解決手段】下式（１）で表されるキレート性銅化合物。2011132197.tif 000020［式中、Ｒ1〜Ｒ4は、それぞれ独立に、炭素数１〜２０のアルキル基を表す。］【選択図】図２
2011132197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）で表されることを特徴とする化合物。
【化１】
2011132197.tif 000019
［式中、Ｒ1〜Ｒ4は、それぞれ独立に、炭素数１〜２０のアルキル基を表す。］
【請求項２】
前記Ｒ1、Ｒ3は、それぞれ独立に炭素数１〜６のアルキル基であり、前記Ｒ2、Ｒ4は、それぞれ独立に炭素数６〜２０のアルキル基である請求項１に記載の化合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイアキシャルネマチック液晶性を有する化合物に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、一般に高画質のテレビが広く普及している。高画質のテレビとしてはいくつか種類があるが、主なものの一つに液晶ディスプレイを用いた液晶テレビが挙げられる。液晶ディスプレイは、低消費電力、長寿命という利点がある。このような液晶ディスプレイに用いられる液晶性化合物が種々提案されており、例えば非特許文献１には、式（Ｘ）で表される化合物が開示されている。
【０００３】
【化１】
2011132197.tif 000003
【０００４】
また、一方で、液晶ディスプレイは、応答速度が遅いことが欠点の一つとして挙げられている。応答速度とは、印加される電圧に応じて液晶素子が、所定の方向を向くまでに要する時間である。この応答速度が遅いと、初めに表示されていた色から目的の色に変わるまでの時間が長くなるため、動画を表示する際に残像が現れやすくなる。前記非特許文献１には、液晶ディスプレイにおける応答速度が遅いという欠点の克服に、バイアキシャルネマチック相が有効であると記載されている（第４１頁右欄第２２行）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ジー．アール．ラックハースト（G.R.Luckhurst）著、「バイアキシャルネマチック液晶：嘘か真か？（Biaxial nematic liquid crystals: fact or fiction?）」、固体薄膜（Thin Solid Films）（オランダ王国）、エルゼビア（Elsevier）、2001年、393巻、p.40-52
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、液晶ディスプレイの応答速度の改善には、バイアキシャルネマチック相が有効であることが提案されているが、バイアキシャルネマチック液晶性を発現する化合物はあまり知られておらず、前記化合物（Ｘ）もバイアキシャルネマチック液晶性を発現しない。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、バイアキシャルネマチック液晶性を発現する新規な液晶性化合物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決することができた本発明の化合物は、式（１）で表されることを特徴とする。
【０００９】
【化２】
2011132197.tif 000004
［式中、Ｒ1〜Ｒ4は、それぞれ独立に、炭素数１〜２０のアルキル基を表す。］
【００１０】
前記Ｒ1、Ｒ3は、それぞれ独立に炭素数１〜６のアルキル基であり、前記Ｒ2、Ｒ4は、それぞれ独立に炭素数６〜２０のアルキル基であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、バイアキシャルネマチック液晶性を発現する新規な液晶性化合物が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】化合物（１−１）の１３３．７℃における偏光顕微鏡写真である。
【図２】化合物（１−１）の１３６℃における小角Ｘ線散乱パターンである。
【図３】化合物（１−１）の１５５℃における小角Ｘ線散乱パターンである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の化合物は、式（１）で表されることを特徴とする。本発明の化合物は、バイアキシャルネマチック液晶性を有する。
【００１４】
【化３】
2011132197.tif 000005
［式中、Ｒ1〜Ｒ4は、それぞれ独立に、炭素数１〜２０のアルキル基を表す。］
【００１５】
式（１）中、円弧は、電子が非局在化している状態を表し、例えば、式で表される互変異性を表す。
【００１６】
【化４】
2011132197.tif 000006
［各構造式中、点線はイオン結合を表し、矢印は配位結合を表す。］
【００１７】
上記式（１）で表される化合物が、バイアキシャルネマチック液晶性を発現する理由は、以下のように考えられる。通常のネマチック液晶性を示す化合物は、その分子形状が棒状であり、分子の長軸を中心に自由回転をする。そのため、分子の短軸方向の屈折率は相殺されてゼロとなり、長軸方向だけの屈折率が残り、一軸性のユニアキシャルネマチック性を示す。これに対して、式（１）で表される化合物は、その分子形状が、ビフェニル基を貫く軸（長軸）と、アルコキシフェニル基を貫く軸（短軸）とからなる十字架型となっている。そのため、式（１）で表される化合物では、長軸に垂直な短軸方向に存在するアルコキシフェニル基が立体障害となって、分子の長軸を中心に自由回転できない。従って、単軸方向の屈折率は相殺されずに残る。このように、単軸方向の屈折率と長軸方向の屈折率の二つが存在するため、本発明の化合物は、バイアキシャル(２軸性)ネマチック液晶性が発現する。
【００１８】
前記炭素数１〜２０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基などが挙げられる。
【００１９】
前記Ｒ1〜Ｒ4の組合せとしては、前記Ｒ1、Ｒ3が、それぞれ独立に炭素数１〜６のアルキル基であり、前記Ｒ2、Ｒ4が、それぞれ独立に炭素数６〜２０のアルキル基であることが好ましい。前記Ｒ1、Ｒ3は、それぞれ独立に炭素数１〜４のアルキル基がより好ましく、さらに好ましくは炭素数１〜３のアルキル基である。前記Ｒ2、Ｒ4は、それぞれ独立に炭素数８〜１６のアルキル基がより好ましく、さらに好ましくは炭素数１１〜１３のアルキル基である。また、特に前記Ｒ1とＲ3が同一であり、前記Ｒ2、Ｒ4が同一である組合せが好適である。このような組合せとすることにより、バイアキシャルネマチック液晶性が発現しやすくなる。
【００２０】
前記式（１）で表される化合物としては、例えば、式（１−１）〜（１−８）で表される化合物が挙げられる。なお、各式中の円弧は、式（１）と同義である。
【００２１】
【化５】
2011132197.tif 000007
【００２２】
【化６】
2011132197.tif 000008
【００２３】
【化７】
2011132197.tif 000009
【００２４】
【化８】
2011132197.tif 000010
【００２５】
【化９】
2011132197.tif 000011
【００２６】
【化１０】
2011132197.tif 000012
【００２７】
【化１１】
2011132197.tif 000013
【００２８】
【化１２】
2011132197.tif 000014
【００２９】
本発明の式（１）で表される化合物の合成法の一例を説明する。式（１）で表される化合物の合成は、式（２）で表される化合物を出発原料として用いる。なお、式（２）で表される化合物は、参考文献（K.Ohta、O.Takenaka、H.Hasebe、Y.Morizumi、T.Fujimoto、I.Yamamoto、「Mesomorphism and Unusual Multiple Melting Behavior via Smectic E Phase in p-n-Alkoxybiphenylbutane-1,2-dione」、Molecular Crystals and Liquid Crystals 1991年、195巻、p104、II-1.Synthesis）などを参考にして合成すればよい。
【００３０】
【化１３】
2011132197.tif 000015
［式中、Ｒ5は、前記Ｒ2、Ｒ4を表す。］
【００３１】
この式（２）で表される化合物に、４−アルコキシ安息香酸メチル（式（３））を反応させ式（４）で表される化合物を得る。
【００３２】
【化１４】
2011132197.tif 000016
［式中、Ｒ6は、前記Ｒ1、Ｒ3を表す。］
【００３３】
【化１５】
2011132197.tif 000017
［式中、Ｒ5は前記Ｒ2、Ｒ4を表し、Ｒ6は前記Ｒ1、Ｒ3を表す。］
【００３４】
最後に、上記で得られた式（４）で表される化合物と、ＣｕＣｌ2・２Ｈ2Ｏとを反応させることにより、上記式（１）で表される化合物が得られる。なお、上記の合成法は一例に過ぎず、他の方法により合成してもよい。また、合成時には溶媒、触媒などを用いてもよく、得られた化合物を精製してもよい。
【００３５】
本発明の液晶性化合物は、液晶ディスプレイなどに用いることができる。特に、液晶ディスプレイの液晶素子として用いることにより、液晶ディスプレイの応答時間を改善することができる。
【実施例】
【００３６】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、実施例によって限定されるものではなく、前・後記の趣旨に適合しうる範囲で適宜変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。なお、以下において、「％」及び「部」は、特記しない限り、質量％及び質量部である。
【００３７】
１．評価方法
１−１．融点
化合物の融点は、示差走査熱量測定装置（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製、Ｄｉａｍｏｎｄ  ＤＳＣ）を用いて測定した。
【００３８】
１−２．1Ｈ−ＮＭＲ
重クロロホルム（ＣＤＣｌ3）を用いて、核磁気共鳴装置（Ｂｒｕｋｅｒ社製、ＤＲＸ−４００）により測定した。化学シフトは、テトラメチルシラン（ＴＭＳ）から低磁場側での１００万分の１（ｐｐｍ；δスケール）として記録し、テトラメチルシラン（δ＝０）を参照とした。
【００３９】
１−３．透明点
化合物（１−１）の透明点は、ホットステージ（Ｍｅｔｔｌｅｒ  ＴＯＬＥＤＯ社製、ＦＰ−８２ＨＴ  Ｈｏｔ  Ｓｔａｇｅ）を取り付けた偏光顕微鏡（ＮＩＫＯＮ社製、Ｅ−６００  ＰＯＬ）を用いて測定した。
【００４０】
１−４．加熱小角Ｘ線散乱
加熱小角Ｘ線散乱は、新規に構成した加熱小角Ｘ線散乱装置を用いて測定した。該加熱小角Ｘ線散乱装置の構成は、Ｘ線源としてＸ線発生装置（Ｂｒｕｋｅｒ社製、「ＭＯ６Ｘ」）、光学系には小角Ｘ線散乱装置（ＭＡＣ  Ｓｃｉｅｎｃｅ社製、「ＳＡＸＳ」）、検出器として２次元検出器（Ｂｒｕｋｅｒ社製、「Ｈｉ−ＳＴＡＲ」）を用いた。なお、小角Ｘ線散乱測定に必要なＸ線ビーム強度を得るため、湾曲させたゲルマニウム結晶を用いて、Ｘ線源から鉛直方向ないし水平方向に発散するＸ線ビームを集光させ、ポイントビームとして検出器上に収束させた。また、試料台には、サンプル加熱装置（ＭＥＴＴＬＥＲ  ＴＯＬＥＤＯ社製、「ＦＰ８２ＨＴ  Ｈｏｔ  Ｓｔａｇｅ」）を用いた。
そして、スライドガラス（ＭＥＴＴＬＥＲ  ＴＯＬＥＤＯ社製）に直径１．５ｍｍ程度の穴を開け、この中に測定試料を約１ｍｇ詰めて、前記サンプル加熱装置に設置したものをＸ線測定用試料とした。サンプル加熱装置の温度を１３６℃、１５５℃に設定し、それぞれの温度における小角Ｘ線散乱測定を行った。
【００４１】
２．合成例
式（１−１）で表される化合物（以下、「化合物（１−１）」）を以下のスキームで合成した。
【００４２】
【化１６】
2011132197.tif 000018
【００４３】
２−１．式（ａ）で表される化合物（以下、「化合物（ａ）」）の合成
原料として用いる化合物（ａ）は、参考文献（K.Ohta、O.Takenaka、H.Hasebe、Y.Morizumi、T.Fujimoto、I.Yamamoto、「Mesomorphism and Unusual Multiple Melting Behavior via Smectic E Phase in p-n-Alkoxybiphenylbutane-1,2-dione」、Molecular Crystals and Liquid Crystals 1991年、195巻、p104、II-1.Synthesis）に従って合成した。
【００４４】
２−２．式（ｂ）で表される化合物（以下、「化合物（ｂ）」）の合成
１００ｍｌ三口フラスコに、ＮａＨのミネラルオイルディスパージョン（ＮａＨ濃度６０質量％）（０．２４ｇ（ＮａＨ含有量：６．０ｍｍｏｌ））を乾燥蒸留したn−ヘキサンで洗ったものと、乾燥蒸留したテトラヒドロフラン（１０ｍｌ）とを加えて撹拌し、その中に上記で得た化合物（ａ）（０．６１ｇ，１．６ｍｍｏｌ）を入れた。続いて、テトラヒドロフラン（１０ｍｌ）で溶かした４‐メトキシ安息香酸メチル（和光純薬社製）（１．３ｇ，８．０ｍｍｏｌ）を滴下し、１３時間加熱還流した。
【００４５】
還流後、氷冷を行い、１０％ＨＣｌ水溶液（５．０ｍｌ）でクエンチした。クロロホルムを用いて抽出し、芒硝で乾燥し、溶媒を減圧留去し、残渣を真空乾燥した。ジクロロメタンを用いて残渣を再結晶し、溶媒を減圧留去し、析出物を真空乾燥して、少し赤みがかったクリーム色の結晶（０．６７ｇ）を得た。なお、化合物（ａ）からの化合物（ｂ）の収率は８０ｍｏｌ％であった。また、得られた結晶は、融点：１４０．８℃、１４６．７℃（ケト型及びエノール型）であった。
【００４６】
得られた結晶の1Ｈ−ＮＭＲデータを以下に示す。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＴＭＳ／ＣＤＣｌ3，ｐｐｍ）；δ＝０．８８（ｔ，Ｊ＝６．６，３Ｈ，ＣＨ3）、δ＝１．２１〜１．５６（ｍ，１８Ｈ，ＣＨ3Ｃ9Ｈ18）、δ＝１．７６〜１．８６（ｍ，２Ｈ，Ｃ10Ｈ21ＣＨ2）、δ＝３．８９（ｓ，３Ｈ，ＯＣＨ3）、δ＝４．０１（ｔ，２Ｈ，Ｊ＝６．６，Ｃ11Ｈ23ＣＨ2，）、δ＝６．９６〜７．０２（ｍ，４Ｈ，ａｒｏｍ）、δ＝７．５５〜７．６２（ｍ，２Ｈ，ａｒｏｍ）、δ＝７．６４〜７．７０（ｍ，２Ｈ，ａｒｏｍ）、δ＝７．９７〜８．０７（ｍ，４Ｈ，ａｒｏｍ）
【００４７】
２−３．化合物（１−１）の合成
１００ｍｌ三口フラスコに化合物（ｂ）（０．２０ｇ，０．３９ｍｍｏｌ）とトルエン（２０ｍｌ）とエチレングリコール（１５ｍｌ）とを加え、１１０℃に加熱し攪拌した。原料が溶けたのを確認してから濃度０．１０ｍｏｌ／ＬＫＯＨ水溶液（１．０ｍｌ）を加えて攪拌し、次にＣｕＣｌ2・２Ｈ2Ｏ（０．０６６ｇ，０．３９ｍｍｏｌ）をエタノール（５．０ｍｌ）に溶かして滴下した。すると滴下直後に、淡黄色の固体が析出してきた。三口フラスコの加熱を止め、放冷しながら３０分間攪拌した。室温になった反応溶液をエタノール（２００ｍｌ）中に注ぎ、水（５０ｍｌ）を加えた。析出した淡黄色の結晶をろ別し、ろ物のトルエン臭がなくなるまでエタノールで２〜３回洗った。さらに、熱水と熱エタノールで洗浄した。残渣をクロロホルムに溶かしてろ過した後、芒硝で乾燥し、溶媒を減圧留去して残渣を真空乾燥した。これをアセトンで２回再結晶を行い、薄い鶯色の結晶（０．１０ｇ）を得た。
【００４８】
得られた薄い鶯色の結晶（化合物（１−１））の収率は、化合物（ｂ）から計算して２５ｍｏｌ％であった。また、得られた化合物（１−１）の融点は１２５．７℃、透明点は１４１．４℃であった。得られた化合物（１−１）について、炭素・水素・窒素同時定量装置（ヤナコ分析工業社製、「ＣＨＮ  ＣＯＲＤＥＲ  ＭＴ−３」）を用いて元素分析を行った。元素分析結果は、Ｃ；７４．６０％、Ｈ；８．２６％（計算値Ｃ；７４．４５％、Ｈ；８．０９％）であった。
【００４９】
化合物（１−１）の１３３．７℃における偏光顕微鏡写真を図１に示す。図１に示すように、化合物（１−１）は、１３３．７℃において、ネマチック液晶に特徴的な特異点を起点とした２本または４本のひも状のシュリーレンテクスチャーが確認された。
化合物（１−１）の１３６℃における小角Ｘ線散乱パターンを図２に示す。図２に示すように、偏光顕微鏡観察でネマチック相を示すことが確認された１３３．７℃付近（１３６℃）において、３つのピーク（図２中のａ、ｂ及びｃ）が観察された。ここで、ユニアキシャルネマチック相であれば、小角Ｘ線散乱パターンにおいて分子の長軸方向を示すピークと、アルキル鎖の融解を示すブロードなピークとの２つのピークが観察されるはずである。しかし、化合物（１−１）は１３６℃において、３つのピークが観察されたことから、偏光顕微鏡観察で確認されたネマチック相がバイアキシャルネマチック相であることがわかる。
【００５０】
さらに、化合物（１−１）がアイソトロピック相を示す１５５℃における小角Ｘ線散乱パターンを図３に示す。図３に示すように、アイソトロピック相であれば小角Ｘ線散乱パターンは２つのピーク（図３中のａおよびｃ）のみが観察され、３つ目のピーク（図２中のｂ）は消失した。このようにアイソトロピック相においては、２つのピークしか観察されないことは、図１のネマチック相がバイアキシャルネマチック相であることを裏付けるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の化合物は、バイアキシャルネマチック液晶性を発現するものである。そのため、液晶ディスプレイの液晶素子として用いることにより、液晶ディスプレイの応答時間を改善することができる。
【図１】
2011132197.tif 000021
【図２】
2011132197.tif 000022
【図３】
2011132197.tif 000023