(57)【要約】【課題】分子内に不斉炭素原子を有さずかつ液晶状態にて光学活性な螺旋構造を有する液晶化合物を提供すること。【解決手段】融点以上の等方相状態または溶媒に希釈した状態では光学活性を示さず、液晶状態にて光学活性な螺旋構造を有し、分子内に不斉炭素原子を有さない液晶化合物を用いる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
融点以上の等方相状態または溶媒に希釈した状態では光学活性を示さず、液晶状態にて光学活性な螺旋構造を有することを特徴とする、分子内に不斉炭素原子を有さない液晶化合物。
【請求項２】
光学活性な螺旋構造の螺旋方向が一方方向であることを特徴とする請求項１に記載の液晶化合物。
【請求項３】
螺旋構造を有する液晶相がネマチック相であることを特徴とする、請求項１または２に記載の液晶化合物。
【請求項４】
液晶化合物が下記一般式（Ｉ）で表される化合物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶化合物。
【化１】
2007131824.tif 000022
一般式（Ｉ）中、Ｙは二価または三価の連結基を表す。Ｖ及びＷは、それぞれ独立に、−Ｏ−、−ＮＲ−（Ｒは水素原子またはアセチル基、メチル基、エチル基）、硫黄原子から選ばれる基を表す。Ｘ及びＺは、それぞれ独立に、置換基を有する芳香族炭化水素基または芳香族へテロ環基を表す。また、Ｘ、Ｙ、Ｚのうち少なくとも一つが結合する基との間の結合（Ｘ−ＣＯ、Ｖ−Ｙ、Ｙ−Ｗ、ＣＯ−Ｚ）周りの回転を阻害する基を有する。
【請求項５】
回転を阻害する基が下記一般式（II）で表される基であることを特徴とする請求項４に記載の液晶化合物。
【化２】
2007131824.tif 000023
一般式（II）中、＊は−ＣＯ−または−Ｖ−との結合位置を表す。Ａ、Ｂ、及びＥは、それぞれ独立に、芳香族炭化水素環残基またはヘテロ環残基を表す。Ｒ1、Ｒ2は水素原子または置換基を表すが、ＡまたはＢの原子の結合次数を超える場合は存在しない。
【請求項６】
一般式（Ｉ）中のＸ及びＺが下記一般式（III）で表される基であることを特徴とする請求項４または５に記載の液晶化合物。
【化３】
2007131824.tif 000024
一般式（III）中、＊は−ＣＯ−との結合位置を表す。Ｒ3、Ｒ4は水素原子または置換基を表し、Ｒ3、Ｒ4の少なくとも一方が、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルキル基、シアノ基、ヒドロキシル基から選ばれる基である。Ｒ5は置換基を表す。ｎは０から３までの整数を表す。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の液晶化合物を含有する液晶組成物。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の液晶化合物を含有する薄膜。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれかに記載の液晶化合物から形成される光学要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶状態にて光学活性な螺旋構造を有することを特徴とする、分子内に不斉炭素原子を有さない液晶化合物および液晶組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶状態にて光学活性な螺旋構造を示すものは、コレステリック液晶またはキラルネマチック相としてよく知られており、液晶表示、光学補償板に代表されるように、多くの分野で利用されている。
一方、この液晶状態にて光学活性な螺旋構造を示す材料としては、分子内に不斉炭素原子を有するキラル化合物であるか、または分子内に不斉炭素原子を有さないアキラル化合物にキラル化合物を加えた混合物であるかであり、いずれにしてもキラル化合物の存在が必須であることが知られている。
また、アキラル化合物にて螺旋構造を示す例としてはバナナ型液晶が知られているが、この螺旋の向きは右向きと左向きが等量に存在し、巨視的な視点では光学活性ではない。またバナナ型液晶をキラルなポリイミド配向膜を用いることにより螺旋の向きに偏りを持たせることに成功した報告がなされているが、この場合も光学純度に偏りを持たせることに成功しただけであり、一方方向のみに偏らせることはできていない（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】アンゲバンテ・ヘミー国際版（Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．）、（独）、２００５年、４４巻、１９４８〜１９５１頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、分子内に不斉炭素原子を有さずかつ液晶状態にて光学活性な螺旋構造を有する液晶化合物の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題は、以下の手段によって解決される。
【０００５】
（１）融点以上の等方相状態または溶媒に希釈した状態では光学活性を示さず、液晶状態にて光学活性な螺旋構造を有することを特徴とする、分子内に不斉炭素原子を有さない液晶化合物。
【０００６】
（２）光学活性な螺旋構造の螺旋方向が一方方向であることを特徴とする上記（１）に記載の液晶化合物。
【０００７】
（３）螺旋構造を有する液晶相がネマチック相であることを特徴とする、上記（１）または（２）に記載の液晶化合物。
【０００８】
（４）液晶化合物が下記一般式（Ｉ）で表される化合物であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の液晶化合物。
【０００９】
【化１】
2007131824.tif 000002
【００１０】
一般式（Ｉ）中、Ｙは二価または三価の連結基を表す。Ｖ及びＷは、それぞれ独立に、−Ｏ−、−ＮＲ−（Ｒは水素原子またはアセチル基、メチル基、エチル基）、硫黄原子から選ばれる基を表す。Ｘ及びＺは、それぞれ独立に、置換基を有する芳香族炭化水素基または芳香族へテロ環基を表す。また、Ｘ、Ｙ、Ｚのうち少なくとも一つが結合する基との間の結合（Ｘ−ＣＯ、Ｖ−Ｙ、Ｙ−Ｗ、ＣＯ−Ｚ）周りの回転を阻害する基を有する。
【００１１】
（５）回転を阻害する基が下記一般式（II）で表される基であることを特徴とする上記（４）に記載の液晶化合物。
【００１２】
【化２】
2007131824.tif 000003
【００１３】
一般式（II）中、＊は−ＣＯ−または−Ｖ−との結合位置を表す。Ａ、Ｂ、及びＥは、それぞれ独立に、芳香族炭化水素環残基またはヘテロ環残基を表す。Ｒ1、Ｒ2は水素原子または置換基を表すが、ＡまたはＢの原子の結合次数を超える場合は存在しない。
【００１４】
（６）一般式（Ｉ）中のＸ及びＺが下記一般式（III）で表される基であることを特徴とする上記（４）または（５）に記載の液晶化合物。
【００１５】
【化３】
2007131824.tif 000004
【００１６】
一般式（III）中、＊は−ＣＯ−との結合位置を表す。Ｒ3、Ｒ4は水素原子または置換基を表し、Ｒ3、Ｒ4の少なくとも一方が、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルキル基、シアノ基、ヒドロキシル基から選ばれる基である。Ｒ5は置換基を表す。ｎは０から３までの整数を表す。
【００１７】
（７）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の液晶化合物を含有する液晶組成物。
【００１８】
（８）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の液晶化合物を含有する薄膜。
【００１９】
（９）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の液晶化合物から形成される光学要素。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、不斉炭素原子を有する高価なキラル剤を用いずとも、不斉炭素原子を有さない化合物にて光学活性な螺旋構造を形成させることができる。またこの化合物の特性を生かして、将来的にはスイッチ／メモリ／センサー／分子認識機能を有するディバイスの実現が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の液晶化合物は、液晶状態において化合物の分子の結合回転抑制によりキラリティが発生することで光学活性にしている。具体的には、本発明の液晶化合物は、下記一般式（Ｉ）で表される化合物であることが好ましい。
【００２２】
【化４】
2007131824.tif 000005
【００２３】
一般式（Ｉ）中、Ｙは二価または三価の連結基を表す。Ｖ及びＷは、それぞれ独立に、−Ｏ−、−ＮＲ−（Ｒは水素原子またはアセチル基、メチル基、エチル基）、硫黄原子から選ばれる基を表す。Ｘ及びＺは、それぞれ独立に、置換基を有する芳香族炭化水素基または芳香族へテロ環基を表す。また、Ｘ、Ｙ、Ｚのうち少なくとも一つが結合する基との間の結合（Ｘ−ＣＯ、Ｖ−Ｙ、Ｙ−Ｗ、ＣＯ−Ｚ）周りの回転を阻害する基を有する。
【００２４】
Ｙで表される二価の連結基としては、特に限定されないが、アルケニレン基（ビニレン基、ジメチルビニレン基など）、アルキニレン基（エチニレン基など）、アリーレン基（フェニレン基、ナフチレン基など）、シクロアルキレン基（シクロヘキシル基など）、オキシカルボニル、アミド、並びに酸素あるいは窒素などのヘテロ原子を有するヘテロ環連結基など、及び、これらを組み合わせた連結基が好ましい。これらの基は、可能であれば置換基を有していてもよく、置換基としてはアルキル基（メチル基、エチル基など）、アセトキシ基（メトキシ基、エトキシ基など）などが挙げられる。
三価の連結基としては、上記二価の連結基から１つの置換基（水素であってもよい）を取り除いた基が挙げられる。
以下に二価の連結基の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【００２５】
【化５】
2007131824.tif 000006
【００２６】
上記「結合する基との間の結合（Ｘ−ＣＯ、Ｖ−Ｙ、Ｙ−Ｗ、ＣＯ−Ｚ）周りの回転を阻害する基」とは例えば、結合している原子の隣接位に立体障害を有する基が挙げられる。具体的には、例えば、下記一般式（II）で表される基が好ましい。
【００２７】
【化６】
2007131824.tif 000007
【００２８】
一般式（II）中、＊は−ＣＯ−または−Ｖ−との結合位置を表す。Ａ、Ｂ、及びＥは、それぞれ独立に、芳香族炭化水素環残基またはヘテロ環残基を表す。Ｒ1、Ｒ2は水素原子または置換基を表すが、ＡまたはＢの原子の結合次数を超える場合は存在しない。
【００２９】
Ｒ1及びＲ2の置換基の例としては下記の基が挙げられ、それぞれ同じでも異なっていても良い。
【００３０】
ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、アルキル基（好ましくは炭素数１〜３０のアルキル基、例えばメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、ｎ−オクチル基、２−エチルヘキシル基）、シクロアルキル基（好ましくは、炭素数３〜３０の置換または無置換のシクロアルキル基、例えば、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、４−ｎ−ドデシルシクロヘキシル基）、ビシクロアルキル基（好ましくは、炭素数５〜３０の置換または無置換のビシクロアルキル基、つまり、炭素数５〜３０のビシクロアルカンから水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、ビシクロ［１，２，２］ヘプタン−２−イル、ビシクロ［２，２，２］オクタン−３−イル）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜３０の置換または無置換のアルケニル基、例えば、ビニル基、アリル基）、シクロアルケニル基（好ましくは、炭素数３〜３０の置換または無置換のシクロアルケニル基、つまり、炭素数３〜３０のシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、２−シクロペンテン−１−イル、２−シクロヘキセン−１−イル）、ビシクロアルケニル基（置換または無置換のビシクロアルケニル基、好ましくは、炭素数５〜３０の置換または無置換のビシクロアルケニル基、つまり二重結合を一個持つビシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、ビシクロ［２，２，１］ヘプト−２−エン−１−イル、ビシクロ［２，２，２］オクト−２−エン−４−イル）、アルキニル基（好ましくは、炭素数２〜３０の置換または無置換のアルキニル基、例えば、エチニル基、プロパルギル基）、アリール基（好ましくは炭素数６〜３０の置換または無置換のアリール基、例えばフェニル基、ｐ−トリル基、ナフチル基）、ヘテロ環基（好ましくは５または６員の置換または無置換の、芳香族または非芳香族のヘテロ環化合物から一個の水素原子を取り除いた一価の基であり、さらに好ましくは、炭素数３〜３０の５または６員の芳香族のヘテロ環基である。例えば、２−フリル基、２−チエニル基、２−ピリミジニル基、２−ベンゾチアゾリル基）、シアノ基、ヒドロキシル基、ニトロ基、カルボキシル基、アルコキシ基（好ましくは、炭素数１〜３０の置換または無置換のアルコキシ基、例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ｔ−ブトキシ基、ｎ−オクチルオキシ基、２−メトキシエトキシ基）、アリールオキシ基（好ましくは、炭素数６〜３０の置換または無置換のアリールオキシ基、例えば、フェノキシ基、２−メチルフェノキシ基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ基、３−ニトロフェノキシ基、２−テトラデカノイルアミノフェノキシ基）、シリルオキシ基（好ましくは、炭素数３〜２０のシリルオキシ基、例えば、トリメチルシリルオキシ基、ｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリルオキシ基）、ヘテロ環オキシ基（好ましくは、炭素数２〜３０の置換または無置換のヘテロ環オキシ基、１−フェニルテトラゾール−５−オキシ基、２−テトラヒドロピラニルオキシ基）、アシルオキシ基（好ましくはホルミルオキシ基、炭素数２〜３０の置換または無置換のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数６〜３０の置換または無置換のアリールカルボニルオキシ基、例えば、ホルミルオキシ基、アセチルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ステアロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、ｐ−メトキシフェニルカルボニルオキシ基）、カルバモイルオキシ基（好ましくは、炭素数１〜３０の置換または無置換のカルバモイルオキシ基、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイルオキシ基、Ｎ，Ｎ−ジエチルカルバモイルオキシ基、モルホリノカルボニルオキシ基、Ｎ，Ｎ−ジ−ｎ−オクチルアミノカルボニルオキシ基、Ｎ−ｎ−オクチルカルバモイルオキシ基）、アルコキシカルボニルオキシ基（好ましくは、炭素数２〜３０の置換または無置換アルコキシカルボニルオキシ基、例えばメトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシ基、ｎ−オクチルカルボニルオキシ基）、アリールオキシカルボニルオキシ基（好ましくは、炭素数７〜３０の置換または無置換のアリールオキシカルボニルオキシ基、例えば、フェノキシカルボニルオキシ基、ｐ−メトキシフェノキシカルボニルオキシ基、ｐ−ｎ−ヘキサデシルオキシフェノキシカルボニルオキシ基）、アミノ基（好ましくは、アミノ基、炭素数１〜３０の置換または無置換のアルキルアミノ基、炭素数６〜３０の置換または無置換のアニリノ基、例えば、アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、アニリノ基、Ｎ−メチル−アニリノ基、ジフェニルアミノ基）、アシルアミノ基（好ましくは、ホルミルアミノ基、炭素数１〜３０の置換または無置換のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数６〜３０の置換または無置換のアリールカルボニルアミノ基、例えば、ホルミルアミノ基、アセチルアミノ基、ピバロイルアミノ基、ラウロイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基）、アミノカルボニルアミノ基（好ましくは、炭素数１〜３０の置換または無置換のアミノカルボニルアミノ基、例えば、カルバモイルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノカルボニルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノカルボニルアミノ基、モルホリノカルボニルアミノ基）、アルコキシカルボニルアミノ基（好ましくは炭素数２〜３０の置換または無置換アルコキシカルボニルアミノ基、例えば、メトキシカルボニルアミノ基、エトキシカルボニルアミノ基、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルアミノ基、ｎ−オクタデシルオキシカルボニルアミノ基、Ｎ−メチルーメトキシカルボニルアミノ基）、アリールオキシカルボニルアミノ基（好ましくは、炭素数７〜３０の置換または無置換のアリールオキシカルボニルアミノ基、例えば、フェノキシカルボニルアミノ基、p−クロロフェノキシカルボニルアミノ基、ｍ−ｎ−オクチルオキシフェノキシカルボニルアミノ基）、スルファモイルアミノ基（好ましくは、炭素数０〜３０の置換または無置換のスルファモイルアミノ基、例えば、スルファモイルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノスルホニルアミノ基、Ｎ−ｎ−オクチルアミノスルホニルアミノ基）、アルキルおよびアリールスルホニルアミノ基（好ましくは炭素数１〜３０の置換または無置換のアルキルスルホニルアミノ、炭素数６〜３０の置換または無置換のアリールスルホニルアミノ基、例えば、メチルスルホニルアミノ基、ブチルスルホニルアミノ基、フェニルスルホニルア��ノ基、２，３，５−トリクロロフェニルスルホニルアミノ基、ｐ−メチルフェニルスルホニルアミノ基）、メルカプト基、アルキルチオ基（好ましくは、炭素数１〜３０の置換または無置換のアルキルチオ基、例えばメチルチオ基、エチルチオ基、ｎ−ヘキサデシルチオ基）、アリールチオ基（好ましくは炭素数６〜３０の置換または無置換のアリールチオ基、例えば、フェニルチオ基、ｐ−クロロフェニルチオ基、ｍ−メトキシフェニルチオ基）、ヘテロ環チオ基（好ましくは炭素数２〜３０の置換または無置換のヘテロ環チオ基、例えば、２−ベンゾチアゾリルチオ基、１−フェニルテトラゾール−５−イルチオ基）、スルファモイル基（好ましくは炭素数０〜３０の置換または無置換のスルファモイル基、例えば、Ｎ−エチルスルファモイル基、Ｎ−（３−ドデシルオキシプロピル）スルファモイル基、Ｎ，Ｎ−ジメチルスルファモイル基、Ｎ−アセチルスルファモイル基、Ｎ−ベンゾイルスルファモイル基、Ｎ−（Ｎ’フェニルカルバモイル）スルファモイル基）、スルホ基、アルキルおよびアリールスルフィニル基（好ましくは、炭素数１〜３０の置換または無置換のアルキルスルフィニル基、６〜３０の置換または無置換のアリールスルフィニル基、例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ｐ−メチルフェニルスルフィニル基）、アルキルおよびアリールスルホニル基（好ましくは、炭素数１〜３０の置換または無置換のアルキルスルホニル基、６〜３０の置換または無置換のアリールスルホニル基、例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、フェニルスルホニル基、ｐ−メチルフェニルスルホニル基）、アシル基（好ましくはホルミル基、炭素数２〜３０の置換または無置換のアルキルカルボニル基、炭素数７〜３０の置換または無置換のアリールカルボニル基、例えば、アセチル基、ピバロイルベンゾイル基）、アリールオキシカルボニル基（好ましくは、炭素数７〜３０の置換または無置換のアリールオキシカルボニル基、例えば、フェノキシカルボニル基、ｏ−クロロフェノキシカルボニル基、ｍ−ニトロフェノキシカルボニル基、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシカルボニル基）、アルコキシカルボニル基（好ましくは、炭素数２〜３０の置換または無置換アルコキシカルボニル基、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基、ｎ−オクタデシルオキシカルボニル基）、カルバモイル基（好ましくは、炭素数１〜３０の置換または無置換のカルバモイル基、例えば、カルバモイル基、Ｎ−メチルカルバモイル基、Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイル基、Ｎ，Ｎ−ジ−ｎ−オクチルカルバモイル基、Ｎ−（メチルスルホニル）カルバモイル基）、アリールおよびヘテロ環アゾ基（好ましくは炭素数６〜３０の置換または無置換のアリールアゾ基、炭素数３〜３０の置換または無置換のヘテロ環アゾ基、例えば、フェニルアゾ基、ｐ−クロロフェニルアゾ基、５−エチルチオ−１，３，４−チアジアゾール−２−イルアゾ基）、イミド基（好ましくは、Ｎ−スクシンイミド基、Ｎ−フタルイミド基）、ホスフィノ基（好ましくは、炭素数２〜３０の置換または無置換のホスフィノ基、例えば、ジメチルホスフィノ��、ジフェニルホスフィノ基、メチルフェノキシホスフィノ基）、ホスフィニル基（好ましくは、炭素数２〜３０の置換または無置換のホスフィニル基、例えば、ホスフィニル基、ジオクチルオキシホスフィニル基、ジエトキシホスフィニル基）、ホスフィニルオキシ基（好ましくは、炭素数２〜３０の置換または無置換のホスフィニルオキシ基、例えば、ジフェノキシホスフィニルオキシ基、ジオクチルオキシホスフィニルオキシ基）、ホスフィニルアミノ基（好ましくは、炭素数２〜３０の置換または無置換のホスフィニルアミノ基、例えば、ジメトキシホスフィニルアミノ基、ジメチルアミノホスフィニルアミノ基）、シリル基（好ましくは、炭素数３〜３０の置換または無置換のシリル基、例えば、トリメチルシリル基、ｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリル基、フェニルジメチルシリル基）を表す。
【００３１】
上記の置換基の中で、水素原子を有するものは、これを取り去りさらに上記の基で置換されていても良い。そのような官能基の例としては、アルキルカルボニルアミノスルホニル基、アリールカルボニルアミノスルホニル基、アルキルスルホニルアミノカルボニル基、アリールスルホニルアミノカルボニル基が挙げられる。その例としては、メチルスルホニルアミノカルボニル基、ｐ−メチルフェニルスルホニルアミノカルボニル基、アセチルアミノスルホニル基、ベンゾイルアミノスルホニル基が挙げられる。
【００３２】
好ましくはＲ1、Ｒ2の置換基の例としては、アルキル基（例えばメチル基、エチル基）、アルコキシ基（例えばメトキシ基、エトキシ基）、アセチル基、ヘテロ原子（例えば塩素原子、フッ素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、アルケニル基（例えばビニル基、アリル基）、アルキニル基（例えば、エチニル基、プロパルギル基）、アリール基（例えばフェニル基、ｐ−トリル基）、ヘテロ環基（例えば２−フリル基、２−チエニル基、２−ピリミジニル基、２−ベンゾチアゾリル基）、シアノ基、ヒドロキシル基、シリルオキシ基（例えば、トリメチルシリルオキシ基、ｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリルオキシ基）である。さらに好ましくはＲ1、Ｒ2はアルキル基（例えばメチル基、エチル基）、アルコキシ基（例えばメトキシ基、エトキシ基）、ヘテロ原子（例えば塩素原子、フッ素原子、臭素原子、ヨウ素原子）である。
【００３３】
Ｖ及びＷは、それぞれ独立に、−Ｏ−、−ＮＨ−から選ばれた基であることが好ましい。
【００３４】
Ｘ及びＺは下記一般式（III）で表される基であることが好ましい。
【００３５】
【化７】
2007131824.tif 000008
【００３６】
一般式（III）中、＊は−ＣＯ−との結合位置を表す。Ｒ3、Ｒ4は水素原子または置換基を表し、Ｒ3、Ｒ4の少なくとも一方が、ハロゲン原子、アルコキシ基、アルキル基、シアノ基、ヒドロキシル基から選ばれる基である。Ｒ5は置換基を表す。ｎは０から３までの整数を表す。
【００３７】
Ｒ3及びＲ4は、（Ｒ3、Ｒ4）＝（Ｃl、Ｃl）、（Ｃl、Ｈ）、（ＯＣＨ3、ＯＣＨ3）、（ＯＣＨ3、Ｈ）、（ＯＣ2Ｈ5、ＯＣ2Ｈ5）、（ＯＣ2Ｈ5、Ｈ）の組み合わせが好ましい。
【００３８】
Ｒ5は好ましくは分岐を有する置換基であり、より好ましくは分岐を有するアルコキシ基である。
【００３９】
本発明の液晶化合物では、２−アルコキシ-４−イソアミルオキシ基を有するベンゾイル基を有する構造を持つことが、液晶状態にて光学活性な螺旋構造を有する性質にとって好ましい。その理由として、ベンゼン環の回転が抑制されるためであると予想する。
【００４０】
また、本発明の液晶化合物において、螺旋軸が一方方向である理由としては、ベンゼン環の回転がある状態に規制されていることが推測される。回転の規制を何らかの外部刺激（例えば電圧、磁場、力場など）で逆方向にすることができれば、螺旋方向の向きを反転させることが可能である。その場合、旋光の向きおよび屈折率異方性の向きのスイッチングが可能となるため、新しい方式のスイッチング材料として有用である。
【００４１】
本発明の液晶化合物から形成された層（重合体を含む）は、光学要素として利用できる。層の形状や厚みは特に限定されず、所望の形状、厚みのものが利用できる。具体的に光学要素とは、位相差板などの光学用フィルムや機能性フィルム（強誘電性フイルム、反強誘電性フイルム、圧電フイルムなど）等が挙げられる。また、非線形光学素子、電気光学素子、焦電素子、圧電素子、および光変調素子などの機能性素子の製造に有用な材料として利用できる。
【００４２】
本発明の光学要素は、本発明の化合物を、例えば、１）支持体等に本発明の液晶化合物を含む組成物を塗布し、２）液晶域において（均一に）配向させる（必要に応じて架橋することも好ましい）ことにより製造できる。
【００４３】
以下に、本発明の化合物の具体例を示すが本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４４】
【化８】
2007131824.tif 000009
【００４５】
【化９】
2007131824.tif 000010
【実施例】
【００４６】
以下に本発明を実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明はこれら具体例に限定されるものではない。また、合成した化合物につき、偏光顕微鏡によるテクスチャー観察によって相転移温度を測定したので、その結果も併記する。なお、融点が３００℃以上の場合は＞３００℃と示す。
〔実施例１：例示化合物（１）の合成〕
【００４７】
【化１０】
2007131824.tif 000011
【００４８】
２，４−ジヒドロキシ安息香酸メチル５８．９ｇ（０．３５ｍｏｌ）、３−メチル−１−ブチルブロミド４６．１１ｍｌ（０．３８５ｍｏｌ）、炭酸カリウム９６．６ｇ（０．７０ｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）４００ｍｌに添加し、６０℃の湯浴上で４時間加熱攪拌した。反応終了後、酢酸エチル５００ｍｌを添加し、無機塩を減圧濾過にて濾別した。濾液に水を添加し、酢酸エチルで有機層を二度抽出した。有機層は、１Ｎ塩酸水、水、飽和食塩水で順次洗浄した後、炭酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒、酢酸エチル／n-ヘキサン＝１／２０）にて精製し、化合物（１−Ａ）を油状物６６ｇ（収率７２％）として得た。
【００４９】
化合物（１−Ａ）６６ｇ（０．２５２ｍｏｌ）のＤＭＦ２５０ｍｌ溶液に、硫酸ジメチル４８．０ｍｌ（０．５ｍｏｌ）、炭酸カリウム６９．０ｇ（０．５ｍｏｌ）を添加し、加熱攪拌を１０時間続けた。反応終了後、酢酸エチル５００ｍｌを添加し、無機塩を減圧濾過にて濾別した。濾液に水を添加し、酢酸エチルで有機層を二度抽出した。有機層は、１Ｎ塩酸水、水、飽和食塩水で順次洗浄した後、炭酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧留去することで、化合物（１−Ｂ）の粗製物を得た。化合物（１−Ｂ）にメタノール１００ｍｌ、５Ｎ水酸化カリウム１５０ｍｌ（０．７５ｍｏｌ）を加え、加熱還流下、４時間攪拌した。反応終了後、希塩酸水で中和し、酢酸エチルで抽出した。溶媒を減圧留去し、残渣をへキサンにて晶析した。結晶を乾燥することで、４５．３ｇの化合物（１−Ｃ）を得た。（７５％：２Steps）
【００５０】
４−シアノフェノール１２５．１ｇ（１．０５ｍｏｌ）のメタノール溶液に５０％ヒドロキシルアミン水溶液１３９ｇ（２．１ｍｏｌ）を室温にて滴下した。反応系の温度を徐々に昇温し還流させ、３時間攪拌した。反応後、氷冷却し、冷水を反応系内に加えることで結晶が析出した。得られた結晶をろ別し、乾燥させることで、（１−Ｄ）を１３５．８ｇ（収率８５％）得た。
【００５１】
水冷、窒素雰囲気下、化合物（１−Ｄ）７６g（０．５ｍｏｌ）のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）１Ｌ溶液にピリジン４０．４ｍｌ（０．５ｍｏｌ）を加え、さらにイソフタル酸ジクロライド４０．６g（０．２ｍｏｌ）のＤＭＡｃ２００ｍｌ溶液を添加した。添加後、室温まで昇温し、1時間攪拌した後、系の温度を１１０℃まで昇温した。ＴＬＣにて反応終了を確認した後、冷却し、酢酸エチル、水、塩酸水で分液した。分液途中で結晶が析出したものはろ別し、有機層は溶媒を留去した。両方を合わせて酢酸エチル、へキサン混合溶媒にて精製することで、（１−Ｅ）を６６．１ｇ（収率８３％）得た。
【００５２】
化合物（１−Ｃ）１０ｇ（４２ｍｍｏｌ）のテトラヒドロフラン１００ｍｌ溶液に氷冷下にてメタンスルホニルクロライド３．６ｍｌ（４６．２ｍｍｏｌ）を加え、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン８．０ml（４６．２ｍｍｏｌ）をゆっくりと滴下した。１時間攪拌した後、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン８．０ml（４６．２ｍｍｏｌ）を加え、８．０ｇの（１−Ｅ）のテトラヒドロフラン溶液を滴下した。その後、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジンを０．０５gのテトラヒドロフラン１０ｍｌ溶液を滴下した。氷冷下にて１時間攪拌した後、室温まで昇温し、６時間攪拌した。反応液をメタノール５Ｌに滴下し、生成した結晶をろ取し、乾燥した。結晶をアセト二トリルで煮沸し、冷却してろ別することで１１．４２ｇの例示化合物（１）を得た。（収率６８％）
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）δ１．００（ｄ，１２Ｈ），１．７５（ｄ,ｔ，４Ｈ），１．８８（ｍ，２Ｈ），３．９５（Ｓ，６Ｈ），４．１０（ｔ，４Ｈ）,６．５０−６．６０（ｍ，４Ｈ），７．３９（ｄ，４Ｈ），７．７８（ｔ,１Ｈ）,８．０８（ｄ，４Ｈ），８．２８（ｄ，４Ｈ），８．４８（ｄ，２Ｈ），９．１１（ｓ，１Ｈ）
【００５３】
【化１１】
2007131824.tif 000012
【００５４】
〔実施例２：例示化合物（２）の合成〕
【化１２】
2007131824.tif 000013
【００５５】
実施例１と同様に合成した化合物（１−Ｃ）４１．７ｇ（０．１７５ｍｏｌ）、トルエン２００ｍｌ、ジメチルホルムアミド０．５ｍｌを６０℃に加熱した後、塩化チオニル１４．０５ｍｌ（０．１９３ｍｏｌ）をゆっくりと滴下し、滴下後７０℃で１時間加熱攪拌した。その後、反応液に４−ヒドロキシ安息香酸２４．１７ｇ（０．１７５ｍｏｌ）をジメチルホルムアミド５０ｍｌに溶解させた溶液を加え、さらに７０℃で３時間反応させた。反応後、室温まで冷却したのち、メタノール/水＝1/1混合溶媒２００ｍｌを添加することで結晶が析出し、ろ別した。乾燥することで化合物（２−Ａ）４５ｇ（０．１２６ｍｏｌ）を得た。（収率７２％）
【００５６】
実施例１の化合物（１―Ｅ）の合成において、二塩化フタロイルをフマル酸ジクロライドに変更した以外は同様な操作にて化合物（２−Ｂ）を得た。
【００５７】
化合物（２−Ａ）７．９ｇ（２２ｍｍｏｌ）のテトラヒドロフラン８０ｍｌ溶液に氷冷下にてメタンスルホニルクロライド１．８７ｍｌ（２４．２ｍｍｏｌ）を加え、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン４．２ｍｌ（２４．２ｍｍｏｌ）をゆっくりと滴下した。１時間攪拌した後、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン４．２ｍｌ（２４．２ｍｍｏｌ）を加え、３．４８ｇの（２−Ｂ）のテトラヒドロフラン溶液を滴下した。その後、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジンを０．０５gのテトラヒドロフラン１０ｍｌ溶液を滴下した。氷冷下にて１時間攪拌した後、室温まで昇温し、６時間攪拌した。反応液をメタノール１Ｌに滴下し、生成した結晶をろ取し、乾燥した。結晶をアセト二トリルで煮沸し、冷却してろ別することで６．２ｇの例示化合物（２）を得た。（収率６０％）
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）δ１．００（ｄ，１２Ｈ），１．７４（ｄ,ｔ，４Ｈ），１．８８（ｍ，２Ｈ），３．９５（Ｓ，６Ｈ），４．１０（ｔ，４Ｈ）,６．５０−６．６０（ｍ，４Ｈ），７．３９−７．５０（ｍ，８Ｈ），７．８０（Ｓ,２Ｈ）,８．１０（ｄ，２Ｈ），８．２０−８．３０（ｍ，８Ｈ）
【００５８】
【化１３】
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【００５９】
〔実施例３：例示化合物（４）の合成〕
【化１４】
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【００６０】
実施例２と同様に合成した化合物（２−Ａ）３．５８ｇ（１０ｍｍｏｌ）のトルエン３０ｍｌ溶液に塩化チオニル０．８ｍｌ（１１ｍｍｏｌ）、ＤＭＦ触媒量を加え、内温７０℃にて２時間攪拌した。溶媒および残存塩化チオニルを減圧留去した。このものをＤＭＡｃ２０ｍｌで希釈し、New J. Chem. 27, 1084-1094（2003）記載の方法にて合成した化合物（４−Ａ）０．９２ｇ（４．８ｍｍｏｌ）のＤＭＡｃ２０ｍｌ、ピリジン０．８１ｍｌ（１０ｍｍｏｌ）溶液に氷冷下、ゆっくり滴下した。添加後、室温まで昇温し、1時間攪拌した後、系の温度を１１０℃まで昇温した。ＴＬＣにて反応終了を確認した後、冷却し、メタノールを加えることで結晶が析出した。生成した結晶をろ取し、乾燥した。結晶をアセト二トリルで煮沸し、冷却してろ別し、さらに酢酸エチルで結晶を煮沸した。結晶をろ別乾燥することで２．１ｇの例示化合物（４）を得た。（収率５２％）
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）δ１．００（ｄ，１２Ｈ），１．７３（ｄ,ｔ，４Ｈ），１．８８（ｍ，２Ｈ），３．９５（Ｓ，６Ｈ），４．１０（ｔ，４Ｈ）,６．５０−６．６０（ｍ，４Ｈ），７．４０（ｄ，４Ｈ），７．６８（ｔ,１Ｈ）,８．０８（ｄ，４Ｈ），８．３０−８．４０（ｍ，６Ｈ），９．００（ｓ，１Ｈ）
【００６１】
【化１５】
2007131824.tif 000016
【００６２】
〔実施例４：例示化合物（７）の合成〕
【化１６】
2007131824.tif 000017
【００６３】
実施例２と同様に合成した化合物（２−Ａ）６ｇ（１６．７ｍｍｏｌ）のテトラヒドロフラン６０ｍｌ溶液に氷冷下にてメタンスルホニルクロライド１．４３ｍｌ（１８．４ｍｍｏｌ）を加え、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン３．２ｍｌ（１８．４ｍｍｏｌ）をゆっくりと滴下した。１時間攪拌した後、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン３．２ｍｌ（１８．４ｍｍｏｌ）を加え、０．９４ｇのメチルヒドロキノン（７．６ｍｍｏｌ）のテトラヒドロフラン溶液を滴下した。その後、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジンを０．０１gのテトラヒドロフラン溶液を滴下した。氷冷下にて１時間攪拌した後、室温まで昇温し、６時間攪拌した。反応液をメタノール５００ｍｌに滴下し、生成した結晶をろ取した。乾燥することで３．６ｇの例示化合物（７）を得た。（収率５９％）
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）δ１．００（ｄ，１２Ｈ），１．７２（ｄ,ｔ，４Ｈ），１．８８（ｍ，２Ｈ），２．３０（Ｓ、３Ｈ）,  ３．９５（Ｓ，６Ｈ），４．１０（ｔ，４Ｈ）,６．５０−６．６０（ｍ，４Ｈ），７．１０−７．２０（ｍ、３Ｈ）、７．３５−７．４０（ｍ，４Ｈ），８．０９（ｄ，２Ｈ），８．２０−８．３０（ｍ，４Ｈ）
【００６４】
【化１７】
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【００６５】
〔実施例５：化合物の溶液状態のＣＤスペクトル測定〕
例示化合物（１）１０ｍｇのクロロホルム５ｍｌ溶液のＣＤスペクトル測定を行った。測定は１分おきに７回行い、得られた比旋光度のデータを表１に示す。
【００６６】
【表１】
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【００６７】
表1から例示化合物（１）は溶液状態では光学活性ではないことが分る。
【００６８】
〔実施例６：捩れのピッチ測定〕
例示化合物（１）、（２）、（６）、及び（１１）につき、液晶便覧（丸善（株））１９６−１９７頁記載のグランジャン-カノー（Grandjean-Cano）楔法で捩れのピッチを測定した。楔セルにはＮＥＭＡＰＥＡＬ、楔の角度θ；tanθ＝42/1.1；ＮＩＰＰＯ  ＤＥＮＫＩ製を用いた。測定結果を表２に示す。
【００６９】
【表２】
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【００７０】
〔実施例７：例示化合物（１）を均一に配向させた薄膜の作製及び評価〕
（配向膜の形成）
ポリイミド系液晶配向材（ＳＥ−１５０（日産化学工業（株））をγ−ブチロラクトンで希釈し、ガラス板上に塗布した。８０℃で１５分間乾燥後、２５０℃で６０分間加熱し、冷却後ラビング処理を行い配向膜を形成した。得られた配向膜の膜厚は０．１μｍであった。このＳＥ−１５０の薄膜を設けた基板上に、例示化合物（１）６０．３ｍｇをクロロホルム２９９．６μｌに溶かした塗布液をスピンコートし、１００℃の恒温槽中に入れ配向させた。恒温槽から取り出し室温まで放冷後、偏光顕微鏡でその配向状態を観察すると、例示化合物（１）が欠陥なくホメオトロピック配向していることが分った。この際、塗布膜の膜厚は約２．０μｍであった。
【００７１】
上記のガラス板上に例示化合物（１）を形成した試料を図１に示したように、上面および下面の偏光板の間に入れ、写真撮影した。図１において、１は光源、２は下面偏光板、３は試料、４は上面偏光板、５はカメラである。上面と下面の偏光板を直交に配置（クロスニコル下）し、その間に試料が挿入されている。
写真撮影は、
（ａ）上面の偏光板とＳＥ−１５０の薄膜のラビング方向を一致させた状態、
（ｂ）（ａ）の状態から上面の偏光板を反時計回りに若干回転させた状態、
（ｃ）（ａ）の状態から上面の偏光板を時計回りに若干回転させた状態、
の３つの状態で行った。
【００７２】
写真の解析から、例示化合物（１）の配向膜が左捩れであることが分った。
【００７３】
〔比較例〕
本発明の範囲外である下記化合物（Ｘ）および（Ｙ）は、本発明のようなキラルな液晶相を発現しなかった。
【００７４】
【化１８】
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【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】ねじれ測定系を示す概略図である。
【図２】実施例７で用いたサンプルを使用したねじれ測定写真を示す。
【符号の説明】
【００７６】
１  光源
２  下面偏光板
３  試料
４  上面偏光板
５  カメラ
【図１】
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【図２】
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