(57)【要約】【課題】光学純度が極めて高く、液晶材料の出発原料若しくは液晶組成物の主要成分として、又は、液晶組成物に添加して、優れた光学的機能を発現する光学活性液晶化合物を高収率で製造することができる光学活性液晶化合物の製造方法を提供する。【解決手段】一般式［１］で表される１−アルコキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタン、一般式［２］で表される１−ヒドロキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタン又は一般式［３］で表されるビシクロ［３．３．０］−２−オキサ−１−オクテンと、活性水素を有する光学活性体混合物とを反応させて、ジアステレオマー混合物とし、該ジアステレオマー混合物を各ジアステレオマーに分離したのち、分離されたジアステレオマーの少なくとも一つを分解してＲ体又はＳ体とすることを特徴とする光学活性液晶化合物の製造方法。【化１】2004323416.tif 000008【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式［１］で表される１−アルコキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタン、一般式［２］で表される１−ヒドロキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタン又は一般式［３］で表されるビシクロ［３．３．０］−２−オキサ−１−オクテンと、活性水素を有する光学活性体混合物とを反応させて、ジアステレオマー混合物とし、該ジアステレオマー混合物を各ジアステレオマーに分離したのち、分離されたジアステレオマーの少なくとも一つを分解してＲ体又はＳ体とすることを特徴とする光学活性液晶化合物の製造方法。
【化１】
2004323416.tif 000007
（ただし、式中、Ｒ１〜Ｒ１０は、それぞれ独立して水素又は炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ１１は、無置換若しくは置換基を有する炭素数１〜２０のアルキル基、無置換若しくは置換基を有する炭素数２〜２０のアルケニル基又は無置換若しくは置換基を有する炭素数６〜２０のアリール基であり、Ｒ１２は、炭素数１〜６のアルキル基である。）
【請求項２】
一般式［１］〜［３］において、Ｒ１１が２−プロペニル基、フェニル基又はジフェニルメチル基である請求項１記載の光学活性液晶化合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学活性液晶化合物の製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、光学純度が極めて高く、液晶材料の出発原料若しくは液晶組成物の主要成分として、又は、液晶組成物に添加して、優れた光学的機能を発現する光学活性液晶化合物を高収率で製造することができる光学活性液晶化合物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディスプレイに対する高画質、薄型、軽量、低消費電力などの要求に応えて、液晶パネルが広く採用されている。液晶パネルは、２枚の基板の間に液晶組成物が充填され、液晶組成物により光の通過と遮断を制御する。液晶組成物には、低電圧で駆動できる、応答速度が速い、コントラスト比が大きい、中間調表示ができる、高温に耐えるなどの特性が要求され、通常は十数種の液晶材料を配合して調製される。
重要な液晶材料の一つに、光学活性体がある。液晶材料として用いられる光学活性体には、高い光学純度が要求されるので、その出発原料となる光学活性液晶化合物にも、光学純度が高く、しかも経済的に製造し得ることが求められる。このために、さまざまな光学活性化合物が液晶化合物として提案され、新規な製造方法が試みられている。例えば、強誘電性液晶組成物の一成分として有用な化合物として、光学活性４−［（＊）−１−ジフルオロメチル−２−ヘキシルオキシエチル］−４’−［（Ｒ）−２−ペンチルオキシプロピオニルオキシ］ビフェニルが提案されている（特許文献１）。また、液晶材料に添加したとき、優れた電界応答を示し、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できる光学活性化合物として、４，４，４−トリフルオロ−３−（４−アルコキシフェニル）ブタン酸が提案され、該化合物のラセミ体を光学活性アミンを作用させて光学分割する方法が提案されている（特許文献２）。さらに、光学純度の高い１，１，１−トリフルオロ−２−アルカノールの製造方法として、ラセミ体の１，１，１−トリフルオロ−２−アルカノールと脂肪酸２，２，２−トリクロロエチルエステルを、カンジダアンタクティカ由来の酵素存在下でエステル交換反応させる方法が提案されている（特許文献３）。しかし、これらの方法は、出発原料として光学活性物質が必要であったり、反応工程が長かったり、酵素反応のために長時間を要するなどの問題を有していた。このために、化学的な手段のみによってラセミ体を光学分割し、効率的に光学活性液晶化合物を製造することができる方法が求められていた。
【特許文献１】
特開平８−１２７５５６号公報（第２頁）
【特許文献２】
特開平５−２２２３７０号公報（第２頁）
【特許文献３】
特開２０００−１８９１８７号公報（第２頁）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、光学純度が極めて高く、液晶材料の出発原料若しくは液晶組成物の主要成分として、又は、液晶組成物に添加して、優れた光学的機能を発現する光学活性液晶化合物を高収率で製造することができる光学活性液晶化合物の製造方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、５−位置に置換基を有する１−アルコキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンは、活性水素を有する光学活性体混合物と定量的に反応してジアステレオマー混合物となり、該ジアステレオマー混合物は容易に分離することができ、分離されたジアステレオマーは、容易に分解して光学純度の高い液晶化合物として有用なＲ体とＳ体を得ることができることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）一般式［１］で表される１−アルコキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタン、一般式［２］で表される１−ヒドロキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタン又は一般式［３］で表されるビシクロ［３．３．０］−２−オキサ−１−オクテンと、活性水素を有する光学活性体混合物とを反応させて、ジアステレオマー混合物とし、該ジアステレオマー混合物を各ジアステレオマーに分離したのち、分離されたジアステレオマーの少なくとも一つを分解してＲ体又はＳ体とすることを特徴とする光学活性液晶化合物の製造方法、
【化２】
2004323416.tif 000002
（ただし、式中、Ｒ１〜Ｒ１０は、それぞれ独立して水素又は炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ１１は、無置換若しくは置換基を有する炭素数１〜２０のアルキル基、無置換若しくは置換基を有する炭素数２〜２０のアルケニル基又は無置換若しくは置換基を有する炭素数６〜２０のアリール基であり、Ｒ１２は、炭素数１〜６のアルキル基である。）、及び、
（２）一般式［１］〜［３］において、Ｒ１１が２−プロペニル基、フェニル基又はジフェニルメチル基である第１項記載の光学活性液晶化合物の製造方法、
を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の光学活性液晶化合物の製造方法においては、一般式［１］で表される１−アルコキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタン、一般式［２］で表される１−ヒドロキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタン又は一般式［３］で表されるビシクロ［３．３．０］−２−オキサ−１−オクテンと、活性水素を有する光学活性体混合物とを反応させて、ジアステレオマー混合物とし、該ジアステレオマー混合物を各ジアステレオマーに分離したのち、分離されたジアステレオマーの少なくとも一つを分解してＲ体又はＳ体とする。
【化３】
2004323416.tif 000003
ただし、式中、Ｒ１〜Ｒ１０は、それぞれ独立して水素又は炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ１１は、無置換若しくは置換基を有する炭素数１〜２０のアルキル基、無置換若しくは置換基を有する炭素数２〜２０のアルケニル基又は無置換若しくは置換基を有する炭素数６〜２０のアリール基であり、Ｒ１２は、炭素数１〜６のアルキル基である。
本発明方法においては、Ｒ１１が２−プロペニル基、フェニル基又はジフェニルメチル基である一般式［１］〜［３］で表される化合物を特に好適に用いることができる。
【０００６】
本発明方法により分離することができる活性水素を有する光学活性体としては例えば、光学活性アルコール、光学活性アミン、光学活性カルボン酸、光学活性チオールなどを挙げることができる。光学活性アルコールとしては、例えば、光学活性を有するアルキルアルコール、アセチレンアルコール、オレフィンアルコール、芳香族アルコール、ヒドロキシアルデヒド、ヒドロキシケトン、ヒドロキシカルボン酸、ヒドロキシエステル、ヒドロキシジスルフィド、アミノアルコール、保護アミノアルコール、ヒドロキシチオエーテル、ヒドロキシチオエステル、ヒドロキシチオケトン、ニトロアルコール、ニトリルアルコール、エポキシアルコール、ヒドロキシエーテル、ヒドロキシスルホン酸エステル、ハロゲノアルコール、アミドアルコール、ヒドロキシカーボネート、オキシム基含有アルコール、オキシムエーテル基含有アルコール、イソシアナトアルコール、ヒドロキシリン酸エステル、チアゾール含有アルコール、オキサゾール含有アルコール、イミダゾール含有アルコール、トリアゾール含有アルコール、テトラゾール含有アルコール、保護イミダゾール含有アルコール、保護トリアゾール含有アルコール、保護テトラゾール含有アルコール、イミダゾール塩含有アルコール、トリアゾール塩含有アルコール、テトラゾール塩含有アルコール、ヒドロキシカルボン酸塩、ヒドロキシ酸無水物、スルホキシド基含有アルコール、ヒドロキシチアル、ニトロソアルコール、アゾ基含有アルコール、ヒドロキシイミン、ヒドロキシアジド、アミノアルコール塩などを挙げることができる。これらの光学活性アルコールは、直鎖状構造のものでも、環状構造のものであってもよい。
具体的な化合物としては、例えば、１−フェニルエタノール、１−フェニル−１，２−エタンジオール、１−フェニル−１，２−エタンジオール−２−トシレート、３−クロロ−１，２−プロパンジオール、１−フルオロ−３−ペンチルオキシ−２−プロパノール、１−フルオロ−３−ヘキシルオキシ−２−プロパノール、１−フルオロ−３−ヘプチルオキシ−２−プロパノール、１，２−プロパンジオール−１−トシレート、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、３−ブチン−２−オール、２−アミノ−１−ブタノール、１，１，１−トリフルオロ−２−ブタノール、１，４−ジメトキシ−２，３−ブタンジオール、２−ペンタノール、３−ペンチン−２−オール、２，４−ペンタンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、２−ヘキサノール、２−イソプロピル−５−メチルシクロヘキサノール、２−ヘプタノール、７−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘプタノール、２，６−ジメチル−３，５−ヘプタンジオール、１−オクテン−３−オール、１−フルオロ−２−オクタノール、２−ノナノール、１−フルオロ−２−デカノール、酢酸２−ヒドロキシ−１，２，２−トリフェニルエチル、乳酸エチル、３−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸メチル、２−ヒドロキシプロピオンアミド、酪酸メチル、３−ヒドロキシ酪酸メチル、３−ヒドロキシ酪酸エチル、３−ヒドロキシ酪酸ｔ−ブチル、４−ブロモ−３−ヒドロキシ酪酸メチル、３−ヒドロキシ酪酸ナトリウム、パントテニルアルコール、２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−４−メタノール、メントール、ボルネオール、２−アミノ−２−フェニルエタノール、２，３−グリセロールカーボネートトシレート、２，３−グリセロールカーボネート−３−ニトロベンゼンスルホネート、ヒドロベンゾイン、ノルエフェドリン、１，１’−ビ−２−ナフトール、４，４ａ，５，６，７，８−ヘキサヒドロ−４ａ−メチル−２（３Ｈ）−ナフタレノン、４，４，４−トリフルオロ−３−（４−ヒドロキシフェニル）ブタン酸エステルなどを挙げることができる。
【０００７】
光学活性アミンとしては、例えば、光学活性を有するアミノアルコール、アセチレン含有アミン、オレフィン含有アミン、芳香族アミン、アミノアルデヒド、アミノケトン、保護アミノ基含有アミン、アミノ酸エステル、アミノチオエーテル、アミノチオエステル、アミノチオケトン、ニトロアミン、ニトリルアミン、アミノエポキシ、エーテル含有アミン、スルホン酸エステル含有アミン、ハロゲノアミン、アミド基含有アミン、カーボネート含有アミン、オキシム基含有アミン、オキシムエーテル基含有アミン、イソシアナトアミン、リン酸エステル含有アミン、チアゾール含有アミン、オキサゾール含有アミン、イミダゾール含有アミン、トリアゾール含有アミン、テトラゾール含有アミン、保護イミダゾール含有アミン、保護トリアゾール含有アミン、保護テトラゾール含有アミン、イミダゾール塩含有アミン、トリアゾール塩含有アミン、テトラゾール塩含有アミン、スルホキシド基含有アミン、チアル基含有アミン、ニトロソアミン、アゾ基含有アミン、イミノ基含有アミン、アジド基含有アミン、ジスルフィド含有アミン、アミノ酸塩などを挙げることができる。これらの光学活性アミンは、直鎖状構造のものでも、環状構造のものであってもよい。具体的な化合物としては、例えば、２−メチルブチルアミン、１−シクロヘキシルエチルアミン、１，２−ジアミノシクロヘキサン、ｃｉｓ−Ｎ−ベンジル−２−（ヒドロキシメチル）シクロヘキシルアミン、１，２−ジフェニルエチレンジアミンなどを挙げることができる。
光学活性カルボン酸としては、例えば、光学活性を有するアルキルカルボン酸、アセチレンカルボン酸、オレフィン含有カルボン酸、芳香族カルボン酸、アルデヒド含有カルボン酸、エステル基含有カルボン酸、ジスルフィド含有カルボン酸、ケトカルボン酸、アミノ酸、保護アミノ酸、チオエーテル含有カルボン酸、チオエステル含有カルボン酸、チオケトン含有カルボン酸、ニトロ基含有カルボン酸、ニトリル基含有カルボン酸、エポキシ基含有カルボン酸、エーテル含有カルボン酸、スルホン酸エステル含有カルボン酸、ハロゲノカルボン酸、アミド基含有カルボン酸、カーボネート含有カルボン酸、オキシム基含有カルボン酸、オキシムエーテル基含有カルボン酸、イソシアナトカルボン酸、リン酸エステル含有カルボン酸、チアゾール含有カルボン酸、オキサゾール含有カルボン酸、イミダゾール含有カルボン酸、トリアゾール含有カルボン酸、テトラゾール含有カルボン酸、保護イミダゾール含有カルボン酸、保護トリアゾール含有カルボン酸、保護テトラゾール含有カルボン酸、酸無水物含有カルボン酸、イミダゾール塩含有カルボン酸、トリアゾール塩含有カルボン酸、テトラゾール塩含有カルボン酸、スルホキシド基含有カルボン酸、チアル基含有カルボン酸、ニトロソ基含有カルボン酸、アゾ基含有カルボン酸、イミノ基含有カルボン酸、アジド基含有カルボン酸、アミノ酸塩などを挙げることができる。これらの光学活性カルボン酸は、直鎖状構造のものでも、環状構造のものであってもよい。具体的な化合物としては、例えば、α−メトキシフェニル酢酸、２−メトキシ−２−（トリフルオロメチル）フェニル酢酸、２−フェニルプロピオン酸、［［（フェニルアミノ）カルボニル］オキシ］プロピオン酸、エポキシコハク酸、２−アミノ酪酸、２−フェニル酪酸、３−ヒドロキシテトラデカン酸、ｃｉｓ−２−ベンズアミドシクロヘキサンカルボン酸、α−フェニルグリシン、ｐ−ヒドロキシフェニルグリシン、Ｎ−（３，５−ジニトロベンゾイル）−α−フェニルグリシン、テトラヒドロ−２−フランカルボン酸、４，４，４−トリフルオロ−３−（４−アルコキシフェニル）ブタン酸などを挙げることができる。
光学活性チオールとしては、例えば、光学活性を有するアルキルメルカプタン、アセチレンメルカプタン、オレフィンメルカプタン、芳香族メルカプタン、メルカプトアルデヒド、メルカプトケトン、メルカプトカルボン酸、アミノメルカプタン、保護アミノメルカプタン、メルカプトチオエーテル、メルカプトチオエステル、メルカプトチオケトン、ニトロメルカプタン、ニトリルメルカプタン、エポキシメルカプタン、メルカプトエーテル、メルカプトスルホン酸エステル、ハロゲノメルカプタン、アミドメルカプタン、メルカプトカーボネート、オキシム基含有メルカプタン、オキシムエーテル基含有メルカプタン、メルカプトカルボン酸エステル、イソシアナトメルカプタン、メルカプトリン酸エステル、チアゾール含有メルカプタン、オキサゾール含有メルカプタン、イミダゾール含有メルカプタン、トリアゾール含有メルカプタン、テトラゾール含有メルカプタン、保護イミダゾール含有メルカプタン、保護トリアゾール含有メルカプタン、保護テトラゾール含有メルカプタン、イミダゾール塩含有メルカプタン、トリアゾール塩含有メルカプタン、テトラゾール塩含有メルカプタン、メルカプトカルボン酸塩、メルカプト酸無水物、スルホキシド基含有メルカプタン、メルカプトチアル、ニトロソメルカプタン、アゾ基含有メルカプタン、メルカプトイミン、メルカプトアジド、アミノメルカプタン塩などを挙げることができる。これらの光学活性チオールは、直鎖状構造のものでも、環状構造のものであってもよい。具体的な化合物としては、例えば、ペンタン−２−チオールなどを挙げることができる。
【０００８】
本発明方法に用いる一般式［１］で表される１−アルコキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタン、一般式［２］で表される１−ヒドロキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタン及び一般式［３］で表されるビシクロ［３．３．０］−２−オキサ−１−オクテンの製造方法に特に制限はなく、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  Ｌｅｔｔ．，３５，７７８５（１９９４）に記載の方法で得られる化合物から容易に誘導できる。他の方法としては、一般式［４］で表されるシクロペンタノン誘導体と一般式［５］で表されるカーボネートとを反応させて一般式［６］で表される２−置換シクロペンタノン誘導体とし、一般式［６］で表される２−置換シクロペンタノン誘導体とα，α−ジハロカルボン酸とを反応させて一般式［７］で表されるエステルとし、一般式［７］で表されるエステルをアルカリで処理して一般式［２］で表される１−ヒドロキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンを得ることができる。また、一般式［２］で表される１−ヒドロキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンとＲ１２ＯＨで表されるアルコールとを反応させることにより、一般式［１］で表される１−アルコキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンを得ることができ、一般式［２］で表される１−ヒドロキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンを脱水反応することにより、一般式［３］で表されるビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクテンを得ることができる。
【化４】
2004323416.tif 000004
ただし、一般式［４］〜［７］において、Ｒ１〜Ｒ１０は、それぞれ独立して水素又は炭素数１〜２０のアルキル基であり、Ｒ１１は、無置換若しくは置換基を有する炭素数１〜２０のアルキル基、無置換若しくは置換基を有する炭素数２〜２０のアルケニル基又は無置換若しくは置換基を有する炭素数６〜２０のアリール基であり、Ｒ１３は、炭素数１〜６のアルキル基であり、Ｒ１４〜Ｒ１５は、それぞれ独立して水素又はアルキル基であって、その炭素数の合計が２〜１９であり、Ｘは、ハロゲンである。
【０００９】
本発明方法に用いる一般式［１］で表される１−アルコキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタン及び一般式［２］で表される１−ヒドロキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンの１−位置の置換基と５−位置の置換基はｃｉｓ形であり、１−位置の置換基と５−位置の置換基がｔｒａｎｓ形の化合物はほとんど存在しない。また、一般式［３］で表されるビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクテンの二重結合に付加反応が起こって１−位置に置換基が導入されたとき、１−位置の置換基と５−位置の置換基はｃｉｓ形であり、１−位置の置換基と５−位置の置換基がｔｒａｎｓ形の化合物はほとんど生成しない。
本発明方法において、一般式［１］で表される１−アルコキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンと、Ｒ１６Ｒ１７ＣＨＯＨで表されるラセミ体の光学活性アルコールを反応させると、次式で示すように１−位置においてアセタール交換反応が起こり、ジアステレオマー［８］と［９］からなる混合物が生成する。なお、次式においては、簡略化のためにＲ１〜Ｒ１０がすべて水素である化合物として示す。
【化５】
2004323416.tif 000005
【００１０】
一般式［１］で表される１−アルコキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンと、Ｒ１８Ｒ１９ＣＨＮＨ２で表されるラセミ体の光学活性アミンを反応させると、同様に１−位置においてアミノ化反応が起こり、２種のジアステレオマーからなる混合物が生成する。一般式［１］で表される１−アルコキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンと、Ｒ２０Ｒ２１ＣＨＣＯＯＨで表されるラセミ体の光学活性カルボン酸を反応させると、同様に１−位置においてエステル化反応が起こり、２種のジアステレオマーからなる混合物が生成する。
本発明方法において、一般式［２］で表される１−ヒドロキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンと、ラセミ体の光学活性アルコール、ラセミ体の光学活性アミン又はラセミ体の光学活性カルボン酸とを反応させると、エーテル化反応、アミノ化反応又はエステル化反応が起こって、いずれも２種のジアステレオマーからなる混合物が生成する。また、一般式［３］で表されるビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクテンと、ラセミ体の光学活性アルコール、ラセミ体の光学活性アミン又はラセミ体の光学活性カルボン酸とを反応させると、二重結合への付加反応が起こって、いずれも２種のジアステレオマーからなる混合物が生成する。
【００１１】
本発明方法においては、ビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタン構造の１−位置に光学活性基を有するジアステレオマー混合物を各ジアステレオマーに分離する。各ジアステレオマーに分離する方法に特に制限はなく、例えば、蒸留、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどを挙げることができる。ジアステレオマーは、化学的性質及び物理的性質が異なるので、適切な方法を選ぶことにより、効率的に分離することができる。
本発明方法においては、分離されたジアステレオマーの少なくとも一つを分解して、Ｒ体又はＳ体とする。ジアステレオマーの分解方法に特に制限はなく、例えば、酸触媒又は塩基触媒存在下の加アルコール分解、加水分解などを挙げることができる。ジアステレオマーを加アルコール分解することにより、光学純度の高い光学活性アルコール、光学活性アミン、光学活性カルボン酸などの活性水素を有する光学活性体と、一般式［１］で表される１−アルコキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンを得ることができる。ジアステレオマーを加水分解することにより、光学純度の高い光学活性アルコール、光学活性アミン、光学活性カルボン酸などの活性水素を有する光学活性体と、一般式［２］で表される１−ヒドロキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンを得ることができる。分解により生成した一般式［１］で表される１−アルコキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンと一般式［２］で表される１−ヒドロキシビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンは、ジアステレオマー混合物の調製に繰り返して使用することができる。
【００１２】
本発明方法により製造されたＲ体又はＳ体からなる光学活性液晶化合物は、さらに他の化合物と反応して液晶材料とすることができる。例えば、本発明方法により光学分割して製造された（Ｒ）−７−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘプタノールは、ビス（４−クロロホルミルフェニル）ジスルフィドと反応して、液晶材料として有用なビス［４−（（Ｒ）−６−エトキシ−１−トリフルオロメチルヘキシルオキシカルボニル）フェニル］ジスルフィドを得ることができる。また、本発明方法により光学分割して製造された（Ｒ）−１，１，１−トリフルオロ−２−オクタノール、（Ｒ）−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘキサノール、（Ｒ）−１−オクテン−３−オール及び（Ｒ）−２−ペンタノールからは、それぞれ液晶材料として有用な５−（４−デシルフェニル）−２−（４−（（Ｒ）−１−トリフルオロメチルヘプチルオキシメチル）フェニル）−１，３−ピリミジン、５−（４−デシルフェニル）−２−（４−（（Ｒ）−１−トリフルオロメチルペンチルオキシメチル）フェニル）−１，３−ピリミジン、５−（４−デシルフェニル）−２−（４−（（Ｒ）−２−フルオロ−２−トリフルオロメチルデカノイルオキシ）フェニル）−１，３−ピリミジン及び５−（４−オクチルオキシフェニル）−２−（４−（（Ｒ）−１−メチルブトキシメチル）フェニル）−１，３−ピリミジンを得ることができる。
本発明方法によれば、一般式［１］〜［３］で表される化合物と活性水素を有する光学活性体混合物の反応及びジアステレオマーの分解反応は、ほとんど定量的に進行するので、光学純度が極めて高い光学活性液晶化合物を、高収率で製造することができる。
【００１３】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。なお、特に断りが無い限り、実施例及び比較例中の「部」は、「重量部」を意味する。
製造例１（１−メトキシ−５−（２−プロペニル）ビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンの製造と光学分割）
２−（２−プロペニルオキシカルボニル）シクロペンタノン５００部と、酢酸２−ヨードエチル６３６部をアセトン中で反応することにより、２−（２−プロペニルオキシカルボニル）−２−アセトキシエチルシクロペンタノン６７９部を得た。この２−（２−プロペニルオキシカルボニル）−２−アセトキシエチルシクロペンタノンに、酢酸パラジウムとトリフェニルホスフィンを加えて、テトラヒドロフラン中で還流することにより、２−（２−プロペニル）−２−アセトキシエチルシクロペンタノンとし、さらに、ｐ−トルエンスルホン酸を触媒としてメタノール中で還流することにより環化反応させて、１−メトキシ−５−（２−プロペニル）−２−オキサビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンとした。反応混合液から過剰のメタノールを留去して、１−メトキシ−５−（２−プロペニル）−２−オキサビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタン３７８部を得た。
得られた１−メトキシ−５−（２−プロペニル）−２−オキサビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタン３００部とモレキュラーシーブＭＳ−５Ａ３００部を含む無水トルエン２，６００部溶液に、（（１Ｓ）−エンド）−（−）−ボルネオール２５４部を室温で加えたのち、１１０℃で１０時間撹拌した。この際、反応により生成するメタノールを、ディーンスタックを用いて反応系内から抜き出した。反応液をろ過し、ろ液を減圧下に濃縮して、残留物４７６部を得た。得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ｎ−ヘキサン：ジエチルエーテル＝４０：１）により精製して未反応原料を除去し、目的とするジアステレオマー混合物を得た。さらに、得られたジアステレオマー混合物をシリカゲルクロマトグラフィー（ｎ−ヘキサン：ジイソプロピルエーテル＝１：４０）によりそれぞれのジアステレオマーに分離した。Ｒｆ値が０．３６のジアステレオマー（異性体Ａとする。）の収量１９０部（収率３８％）、Ｒｆ値が０．２８のジアステレオマー（異性体Ｂとする。）の収量２１０部（収率４２％）であった。
異性体Ａを塩化メチレンに溶解し、メタノール２，０００部及びｐ−トルエンスルホン酸のピリジニウム塩１．５７部を添加して、室温で３０分撹拌したのち、反応混合液を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、無水炭酸カリウムを用いて乾燥し、ろ過した。ろ液を減圧濃縮して得られた残留物を、シリカゲルクロマトグラフィー（ｎ−ヘキサン：酢酸エチル＝１９：１）により精製し、１−メトキシ−５−（２−プロペニル）−２−オキサビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンのジアステレオマーを得た。この１−メトキシ−５−（２−プロペニル）−２−オキサビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンのジアステレオマーを、実施例１において使用した。
実施例１（ビス［４−（（Ｒ）−６−エトキシ−１−トリフルオロメチルへキシルオキシカルボニル）フェニル］ジスルフィドの合成）
ステップ０；７−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘプタノールの光学分割
撹拌機と還流冷却管を備えた反応容器に、無水トルエン３，６４０部、ラセミ体の７−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘプタノール２１４部及びモレキュラーシーブＭＳ−５Ａ１８２部を仕込み、還流冷却管にメタノールを吸着するモレキュラーシーブＭＳ−４Ａ３，６４０部を充填した。反応容器に、室温で１−メトキシ−５−（２−プロペニル）ビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタン１８２部を添加し、撹拌しながら加熱して、還流下に７時間反応させた。
反応終了後、反応混合物をろ過し、ろ液を減圧下に濃縮し、得られた残留物をシリカゲルを充填剤、ｎ−ヘキサン／酢酸エチル１９／１（容量比）を溶媒とするカラムクロマトグラフィーにより精製して未反応原料を除去し、（Ｒ）−１−（６−エトキシ−１−トリフルオロメチルヘキシルオキシ）−５−（２−プロペニル）ビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンと（Ｓ）−１−（６−エトキシ−１−トリフルオロメチルヘキシルオキシ）−５−（２−プロペニル）ビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンのジアステレオマー混合物を得た。
このジアステレオマー混合物を、シリカゲルを充填剤、ｎ−ヘキサン／ジイソプロピルエーテル９９／１（容量比）を溶媒とするカラムクロマトグラフィーにより分離した。分離された各ジアステレオマーの光学純度を、ガスクロマトグラフィーにより検定したところ、ともに９９．５％ｄｅ以上であった。シリカゲルカラムに強吸着するジアステレオマーと弱吸着するジアステレオマーの収量は、いずれも１７８部、収率４９％であった。それぞれのジアステレオマーに対して、メタノール３２０部とパラトルエンスルホン酸０．８６部を加えて１時間環流した。室温まで冷却したのち、炭酸カリウム１．３８部を加えて３０分撹拌した。減圧下にてメタノールを留去したのち、蒸留を行い、沸点１５１〜１５２℃の留分として、それぞれの光学活性７−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘプタノールを得た。旋光度を測定したところ、以下のとおりであった。
（Ｒ）−（＋）−７−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘプタノール：［α］Ｄ２６＝＋２１°（ｃ＝１．０、ＣＨＣｌ３）
（Ｓ）−（−）−７−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘプタノール：［α］Ｄ２６＝−２１°（ｃ＝１．０、ＣＨＣｌ３）
また、光学分割における全収率は、（Ｒ）−（＋）−７−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘプタノール４４．１％、（Ｓ）−（−）−７−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘプタノール４３．７％であった。
ステップ１；４，４’−ジフェニルジスルフィドジカルボン酸の合成
４−メルカプト安息香酸３５部をエタノール６３０部に溶解し、３５重量％過酸化水素水１００部を加え、室温にて８時間撹拌を続けたのち、析出した結晶をろ別し、含水エタノール、水にて順次洗浄し、乾燥して４，４’−ジフェニルジスルフィドジカルボン酸２８．７部（収率８３％）を得た。
ステップ２；ビス［４−（（Ｒ）−６−エトキシ−１−トリフルオロメチルヘキシルオキシカルボニル）フェニル］ジスルフィドの合成
ステップ１で得られた４，４’−ジフェニルジスルフィドジカルボン酸１０部を、塩化メチレン２６５部及び塩化チオニル１６８部中に加え、さらにジメチルホルムアミド数滴を加えて、２時間加熱還流した。塩化メチレンと未反応の塩化チオニルを減圧下に留去して、４，４’−ジフェニルジスルフィドジカルボン酸クロライドを得た。
ステップ０で得られた（（Ｒ）−（＋）−７−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘプタノール１４．６５部、トリエチルアミン６．９部及びジメチルアミノピリジン０．０８３部を塩化メチレン１３３部に溶解した溶液に、上記の、４，４’−ジフェニルジスルフィドジカルボン酸クロライドを塩化メチレン１３３部に溶解した溶液を、０℃にて撹拌しながら徐々に滴下した。滴下終了後、室温にて１２時間反応させた。次いで、反応混合液を、１モル／Ｌ塩酸と、飽和食塩水で順に洗浄したのち、溶媒を減圧下に留去した。得られた残渣を、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製して、ビス［４−（（Ｒ）−６−エトキシ−１−トリフルオロメチルヘキシルオキシカルボニル）フェニル］ジスルフィド１９．７部（収率８２％、キラルＨＰＬＣで９９．５％ｅｅ以上）を得た。
【００１４】
比較例１
ステップ０；７−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘプタノールの光学分割
（第１段階）ラセミ体の７−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘプタノール４２．８部とトリクロロエチルカプロエート２４．８部の混合物に、酵素［ノボノルディスク社、ノボザイム４３５］０．５部を加え、４０℃で６０時間撹拌した。反応混合物をろ過し、ろ別した酵素をヘプタン２７部で洗浄した。この洗浄液を加えたろ液を減圧濃縮して、残渣を減圧蒸留した。トリクロロエタノールを溜出させたのち、（Ｒ）−（＋）−７−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘプタノール１５．６部（収率３６％）を得、最後に主留として、（Ｓ）−（−）−６−エトキシ−１−トリフルオロメチルヘキシルカプロエート３１．２部を得た。
（第２段階）（Ｓ）−（−）−６−エトキシ−１−トリフルオロメチルヘキシルカプロエート３１．２部に、水酸化ナトリウム５．０部を水８０部に溶解したものを加え、さらにエタノール８部を加えて、１時間加熱還流した。ガスクロマトグラフィーでエステルの消失を確認したのち、室温まで冷却して、クロロホルム４４４部を数回に分けて用いて抽出し、これを硫酸マグネシウム上で乾燥した。硫酸マグネシウムをろ別後、減圧濃縮、蒸留し、（Ｓ）−（−）−７−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘプタノール１６．８部を得た。このものの比旋光度は、［α］Ｄ２６：−２０°（ｃ１．０、ＣＨＣｌ３）であった。この一部を（Ｒ）−メトキシ−トリフルオロフェニルメチル酢酸クロリド（ＭＴＰＡクロリド）でエステル化し、キャピラリーガスクロマトグラフィーにて分析したところ、光学純度は９８．７％ｅｅであった。同様に第１段階で得られた（Ｒ）−（＋）−７−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘプタノールを分析したところ、９８．２％ｅｅであった。また、この光学異性体の比旋光度は、［α］Ｄ２６：＋２０°（ｃ１．０、ＣＨＣｌ３）であった。
光学分割における全収率は、（Ｒ）−（＋）−７−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘプタノール３６．０％、（Ｓ）−（−）−７−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘプタノール３９．８％であった。
ステップ１；４，４’−ジフェニルジスルフィドジカルボン酸の合成
４−メルカプト安息香酸３５部をエタノール６３２部に溶解し、３５重量％過酸化水素水１００部を加え、室温にて８時間撹拌を続けたのち、析出した結晶をろ別し、含水エタノール、水にて順次洗浄し、乾燥して４，４’−ジフェニルジスルフィドジカルボン酸２８．７部を得た。
ステップ２；ビス［４−（（Ｒ）−６−エトキシ−１−トリフルオロメチルヘキシルオキシカルボニル）フェニル］ジスルフィドの合成
ステップ１で得られた４，４’−ジフェニルジスルフィドジカルボン酸１０部を、塩化メチレン２６６部及び塩化チオニル１６８部中に加え、さらにジメチルホルムアミド数滴を加えて、２時間加熱還流した。塩化メチレンと未反応の塩化チオニルを減圧下に留去して、４，４’−ジフェニルジスルフィドジカルボン酸クロライドを得た。
ステップ０で得られた（（Ｒ）−（＋）−７−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘプタノール１４．６５部、トリエチルアミン６．９部及びジメチルアミノピリジン０．０８３部を塩化メチレン１３３部に溶解した溶液に、上記の４，４’−ジフェニルジスルフィドジカルボン酸クロライドを塩化メチレン１３３部に溶解した溶液を、０℃にて撹拌しながら徐々に滴下した。滴下終了後、室温にて１２時間反応させた。次いで、反応混合液を、１モル／Ｌ塩酸と、飽和食塩水で順に洗浄したのち、溶媒を減圧下に留去した。得られた残渣を、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製して、ビス［４−（（Ｒ）−６−エトキシ−１−トリフルオロメチルヘキシルオキシカルボニル）フェニル］ジスルフィド１９．７部（キラルＨＰＬＣで９７．９％ｅｅ）を得た。
実施例１と比較例１で得られた重要原料である（Ｒ）−（＋）−７−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘプタノールの光学分割収率と、最終的に得られたビス［４−（（Ｒ）−６−エトキシ−１−トリフルオロメチルヘキシルオキシカルボニル）フェニル］ジスルフィドの光学純度を、第１表に示す。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
第１表に見られるように、１−メトキシ−５−（２−プロペニル）ビシクロ［３．３．０］−２−オキサオクタンを用いて光学分割した実施例１は、酵素を用いて光学分割した比較例１よりも、重要原料である（Ｒ）−（＋）−７−エトキシ−１，１，１−トリフルオロ−２−ヘプタノールの光学分割収率が高く、最終的に得られる液晶材料であるビス［４−（（Ｒ）−６−エトキシ−１−トリフルオロメチルヘキシルオキシカルボニル）フェニル］ジスルフィドの光学純度も高い。
【００１７】
【発明の効果】
本発明方法によれば、ラセミ体の化合物を分割して液晶材料の重要な原料となる光学活性化合物を高収率で製造することができ、該原料から、光学純度の高い液晶材料を得ることができる。