(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ｚ−Ｙ−Ａ−Ｙ−Ｍ−Ｙ−）ｎＸ            Ｉ
［式中、それぞれ互いに独立して、
Ａは、Ｃ原子２〜３０個を有し、かつ鎖中、Ｏ、Ｓ、ＮＨ又はＮＣＨ3によって中断されていてよい基であるスペーサーを表し、
Ｍは、式：（Ｔ−Ｙ1）r−Ｔの基を表し、
Ｙは、ＣＯＯを表し、
Ｚは、
0004036891.tif 000041
である重合可能な基を表し、
ｎは、２〜６の数を表し、
Ｘは、
ペントース残基、ヘキソース残基、ビナフチル基、ビフェニル基、
0004036891.tif 000042
［式中、
Ｂ1及びＢ2は、互いに独立して、ヒドロキシにより置換されていてよいＣ1〜Ｃ4−アルキル又は置換されたカルボキシルである
0004036891.tif 000043
を表し、かつ基の一方は水素であってもよく、その際、同じ基Ｂ1及びＢ2の場合、Ｒ、Ｓ配置は除外される］であるキラル基を表し、
Ｒは、Ｃ1〜Ｃ4−アルキル又は水素を表し、
Ｔは、シクロアルキレン、芳香族基又はヘテロ芳香族基を表し、
Ｙ1は、ＣＯＯ、ＯＣＯ又は直接結合を表し、かつ
ｒは、０〜３である］の化合物。
【請求項２】
ｒが０又は１である、請求項１記載の化合物。
【請求項３】
ｎ＝２である、請求項１記載の化合物。
【請求項４】
カラー反射層を得るためのネマチック又はコレステリック液晶用の請求項１記載の化合物からなるキラルドーピング剤。
【発明の詳細な説明】
形状異方性分子として公知のように、加熱の際に、液晶相、いわゆる中間相が生じうる。個々の相は、一方では分子の重心の空間的な配置によって、並びに他方では縦軸に関する分子の配置によって相違する（G.W.Gray,P.A.Winsor,Liquid Crystals and Plastic Crystals,Ellis Horwood Limited,Chichester 1974）。ネマチック液晶相は、分子縦軸の平行貯蔵（Parallellagerung）により配向長距離秩序のみが存在することで傑出している。ネマチック相を構成する分子がキラルであることを前提として、分子の縦軸がそれに対して垂直なららせん状の超格子構造
0004036891.tif 000002
を形成する、いわゆるコレステリック相が生じる
0004036891.tif 000003
キラル分子部分
0004036891.tif 000004
は、液晶分子それ自体中に含有されていてもよいか、しかし又はドーピング剤としてネマチック相に加えられていてもよい。ドーピングにより得られた相は、誘起コレステリック相と称される。この現象は、先ず、コレステロール誘導体において調べられた（H.Baessler,M.M.Labes,J.Chem.Phys.52（1970）631;H.Beassler,T.M.Laronge,M.M.Labes.J.Chem.Phys.51（1969）3213;Finkelmann,H.Stegemeyer,Z.Naturforschg.28a（1973）799）。後に、コレステリック相の誘起は、それ自体は液晶性でない他のキラル物質の添加によっても可能になった（H.Stegemeyer,K.J.Mainusch,Naturwiss.58（1971）599;H.Finkelmann,H.Stegemeyer,Ber.Bunsenges.Phys.Chem.78（1974）869）。
コレステリック相は、注目に値する光学特性：高い旋光性、並びに円偏光の選択反射によりコレステリック層内に生じる著しい円偏光二色性を有する。視角に応じて観察されうる種々異なる色は、らせん状超格子構造のピッチに依存し、それ自体は、キラル成分のねじり力
0004036891.tif 000005
に依存している。その際に、殊にキラルなドーピング剤の濃度を変化させることにより、ピッチ、及びそれと共にコレステリック層の選択反射光線の波長範囲を変化させることができる（J.E.Adams,W.E.L.Haas,Mol.Cryst.Liq.Cryst.16（1972）33）。このようなコレステリック系は、実際的な使用のために興味深い可能性を提供する。従って、メソゲンアクリル酸エステル中へのキラル分子部分の取り込みによって、コレステリック相中での配向及び光架橋後に、安定なカラーネットワーク（farbiges Netzwerk）を製造することができるが、そのキラル成分の濃度を変えることはできない（G.Galli,M.Laus,A.Angeloni,Makromol.Chem.187（1986）289）。更に、ネマチックアクリル酸エステルへの架橋不可能なキラル化合物の混合により、光架橋後に、有色ポリマーを製造することができるが（I.Heynderickx,D.J.Broer,Mol.Cryst.Liq.Cryst.203（1991）133）、これは、使用が禁止されている揮発性成分をなおも含有している。
従って、本発明の課題は、一方では高いねじり力を有し、かつ他方では任意の濃度で安定にコレステリック相中へ組み込むことができる新規化合物を、これが相から外へ拡散（herausdiffundieren）又は晶出しうることなしに合成することであった。
この課題は、本発明により、重合可能なキラル化合物により解決される。
従って、本発明は、少なくとも１個の二重−又は多重結合（zwei- oder mehrfach gebundene）キラル基、少なくとも１個の重合可能な基、少なくとも１個のスペーサー及び少なくとも１個のメソゲン基を含有する重合可能なキラル化合物、並びにコレステリックネットワークを製造するための重合可能なキラルドーピング剤としてのその使用に関する。
重合可能な基として、殊に、アクリル化合物、ビニルエーテル又はスチレン誘導体中に含有されているビニル基が挙げられる。その他に、エポキシドもこれに該当する。
本発明による化合物に適当なキラル基は、糖、ビフェニル−又はビナフチル系からなる二−又は多官能化合物、光学的に活性なグリコール、ジアルコール又はアミノ酸から誘導される。
スペーサー及びメソゲン基は、この目的のために通常使用される基である。
本発明の化合物に必要な基は、架橋員、例えばＯ、ＣＯＯ、ＯＣＯ、ＣＯＮＨ、ＮＨＣＯ、ＣＯＮ（Ｒ）、Ｎ（Ｒ）ＣＯを介して結合しているか、又は互いに直接結合している。
殊に、本発明は、一般式Ｉの化合物に関する：
（Ｚ−Ｙ−Ａ−Ｙ−Ｍ−Ｙ−）ｎＸ            Ｉ
［式中、それぞれ互いに独立して、基：
Ａは、スペーサーであり、
Ｍは、メソゲン基であり、
Ｙは、直接結合、Ｏ、Ｓ、ＣＯＯ、ＯＣＯ、ＣＯＮ（Ｒ）又はＮ（Ｒ）ＣＯであり、
Ｚは、重合可能な基であり、
ｎは、２〜６の数を表し、
Ｘは、キラル基を表し、かつ
Ｒは、Ｃ1〜Ｃ4−アルキル又は水素である］。
スペーサーＡとして、この目的のために公知の全ての基を使用することができる；通常、スペーサーは、エステル−又はエーテル基を介して結合しているか、又はＸと直接結合している。スペーサーは、通常、Ｃ原子２〜３０個、特に２〜１２個を有し、かつ鎖中、例えばＯ、Ｓ、ＮＨ又はＮＣＨ3によって中断されていてよい。その際、スペーサー鎖の置換基として、更に、フッ素、塩素、臭素、シアン、メチル又はエチルがこれに該当する。
代表的なスペーサーは、例えば次のものである：
0004036891.tif 000006
［式中、
ｍは、１〜３であり、かつ
ｐは、１〜１２である］。
基Ｍとして、やはり公知のメソゲン基を使用することができる。殊に、脂環式、芳香族又はヘテロ芳香族基を含有する基がこれに該当する。メソゲン基は、殊に、式ＩＩに相当する：
（−Ｔ−Ｙ1）r−Ｔ                  ＩＩ
［式中、
Ｔは、互いに独立して、シクロアルキレン、芳香族基（Aromat）又はヘテロ芳香族基（Heteroaromat）であり、Ｙ1は、互いに独立して、Ｏ、ＣＯＯ、ＯＣＯ、ＣＨ2Ｏ、ＯＣＨ2、ＣＨ＝Ｎ又はＮ＝ＣＨ又は直接結合であり、かつ
ｒは、０〜３である］。
特に、ｒは０又は１である。
基Ｔは、一般に、非芳香族又は芳香族炭素環状又はヘテロ環状の、場合によりフッ素、塩素、臭素、シアン、ヒドロキシ又はニトロにより置換された環系であり、これは、例えば次の基本構造に相当する；
0004036891.tif 000007
殊に、メソゲン基Ｍとして、例えば次のものが有利である；
0004036891.tif 000008
式Ｉ中のｎは、特に２又は３、殊に２である。
キラル基Ｘのうち、その入手性に基づいて、殊に、糖、ビナフチル−又はビフェニル誘導体並びに光学的に活性なグリコール又はジアルコールから誘導されるものは有利である。糖において、殊に、ペントース及びヘキソース及びそれから誘導された誘導体が挙げられる。
個々の基Ｘは、例えば次のものである；
0004036891.tif 000009
0004036891.tif 000010
0004036891.tif 000011
［式中、
Ｌは、Ｃ1〜Ｃ4−アルキル、Ｃ1〜Ｃ4−アルコキシ、ハロゲン、ＣＯＯＲ、ＯＣＯＲ、ＣＯＮＨＲ又はＮＨＣＯＲであり、かつＲは前記のものを表す］。
殊に、例えば次のものは有利である；
0004036891.tif 000012
光学的に活性なグリコール又はその誘導体は、例えば次式に相当する；
0004036891.tif 000013
［式中、
Ｂ1及びＢ2は、互いに独立して、更にヒドロキシにより置換されかつ−Ｏ−により中断されていてよいＣ1〜Ｃ4−アルキル、フェニル又は場合により置換されたカルボキシルを表し、かつ基の一方は水素であってもよく、その際、同じ基Ｂ1及びＢ2の場合、Ｒ、Ｓ配置は除外される］。
個々のこのような基Ｂ1およびＢ2は、例えば次のものである；
0004036891.tif 000014
更に、次の構造を有する特に二官能性キラル基も適当である；
0004036891.tif 000015
有利な基Ｚは、例えば次のものである：
0004036891.tif 000016
［式中、Ｒは前記のものを表す］。
本発明による単位Ｚ−Ｙ−Ａ−Ｙ−Ｍ−Ｙ［式中、Ｚ、Ｙ、Ａ及びＭは、前記のものを表す］は、例えばドイツ国特許（ＤＥ−Ａ）第３９１７１９６号明細書中に記載されている一般的に公知の合成法により入手できる。
キラル分子部分は、購入することができ、かつ従って自由に利用可能である。
本発明による化合物は、殊に、電気光学的表示素子（Anzeigeelementen）において、又はカラー反射層（farbig reflektierender Schichten）を入手するためのネマチック又はコレステリック液晶用のキラルドーピング剤として適当である。
例１
２，５−ビス−［４′−（２−アクリロイルオキシ−エトキシ）−ビフェニル−４−カルボニロイル］−１，４；３，６−ジアンヒドロ−Ｄ−ソルビトール
0004036891.tif 000017
ａ  ４′−ヒドロキシエトキシ−ビフェニル−４−カルボン酸エチルエステル
0004036891.tif 000018
４′−ヒドロキシ−ビフェニル−４−カルボン酸エチルエステル７２．６ｇ（０．３ｍｏｌ）を、無水ジメチルホルムアミド２２５ｍｌ中に溶かし、かつ炭酸カリウム４５．５ｇ（０．３３ｍｏｌ）並びにヨウ化カリウム３．０ｇを加える。次いで、２−クロロエタノール２６．５７ｇ（０．３３ｍｏｌ）を添加し、かつ混合物を５ｈ、１００℃まで加熱する。室温で一晩にわたって撹拌後に、炭酸カリウム２２．７７ｇ（０．１７ｍｏｌ）及び２−クロロエタノール１３．３ｇ（０．１７ｍｏｌ）を添加する。更に１５ｈ、１００℃まで加熱し、次いで冷却し、かつ水に沈殿させる。固体残分を水で中性になるまで洗浄し、かつ乾燥させる。湿潤生成物を即座に更に反応させることができる。
収量：湿潤生成物１２３ｇ、融点（Fp.）（純粋物質）１２８〜１２９℃。
ｂ  ４′−ヒドロキシエトキシ−ビフェニル−４−カルボン酸
0004036891.tif 000019
水で湿った４′−ヒドロキシエトキシ−ビフェニル−４−カルボン酸エチルエステル１２３ｇ（約０．３ｍｏｌ）を、エタノール２５８ｍｌ中に溶かし、かつ５０％ＫＯＨ溶液６７．２２ｇ（０．６ｍｏｌ）を加える。還流で１時間加熱後に冷却し、残分を濾別し、エタノールで洗浄し、かつ吸引乾燥させる。粗生成物を水中で十分に撹拌し、かつ希塩酸を用いて酸性化する。数時間撹拌後に、生成物を吸引濾過し、水で中性になるまで洗浄し、かつ乾燥させる。
収量：６８．０ｇ≒８８％、融点１５５℃。
ｃ  ４′−（２−アクリロイルオキシ−エトキシ）−ビフェニル−４−カルボン酸
0004036891.tif 000020
４′−ヒドロキシエトキシ−ビフェニル−４−カルボン酸３８．７ｇ（０．１５ｍｏｌ）を１，１，１−トリクロロエタン２２０ｍｌ中に溶かし、かつ新たに蒸留したアクリル酸５４．０ｇ（０．７５ｍｏｌ）及びヒドロキノン０．５ｇを添加する。ｐ−トルエンスルホン酸１０．０ｇの添加後に、水分離器において４ｈ、還流まで加熱する。その後に、もう一度、蒸留したアクリル酸５４．０ｇ（０．７５ｍｏｌ）を供給し、かつ全てが溶けるまで更に３．５ｈ加熱する。冷却後に、吸引濾過し、１，１，１−トリクロロエタンを用いて洗浄し、かつ引き続きｔ−ブチルメチルエーテル及び水と撹拌する。固体残分を吸引濾過し、ｔ−ブチルメチルエーテルを用いて洗浄し、乾燥させ、かつ酢酸エチルエステル１．４ｌから再結晶させる。
収量：１９．０ｇ≒４１％。
ｄ  アクリル酸−２−（４′−クロロカルボニル−ビフェニル−４−イルオキシ）−エチルエステル
0004036891.tif 000021
４′−（２−アクリロイルオキシ−エトキシ）−ビフェニル−４−カルボン酸９．３６ｇ（０．０３ｍｏｌ）を塩化オキサリル２５ｍｌ中に加え、かつジメチルホルムアミド１滴を加える。ラジカル防止剤として、へら先一杯の２，６−ジ−ｔ−ブチル−メチルフェノールを添加し、次いで反応混合物を４０〜５０℃まで３５分間加熱する。引き続き、過剰の塩化オキサリールを水流真空で留去し、残りの油状残分を一晩にわたってオイルポンプ真空で乾燥させる。
生成物を直接、更に加工することができる。
収量：１０．１ｇ≒９９％。
ｅ  ２，５−ビス−［４′−２−（アクリロイルオキシ−エトキシ）−ビフェニル−４−カルボニロイル］−１，４；３，６−ジアンヒドロ−Ｄ−ソルビトール
１，４；３，６−ジアンヒドロ−Ｄ−ソルビトール１．９９ｇ（０．０１４ｍｏｌ）を無水ジクロロメタン５０ｍｌ中に溶かし、次いで無水ピリジン２．３７ｇ（０．０３ｍｏｌ）及びへら先一杯の２，６−ジ−ｔ−ブチル−メチルフェノール及び引き続き０〜５℃で滴加により無水ジクロロメタン２０ｍｌ中に溶かしたアクリル酸−２−（４′−クロロカルボニル−ビフェニル−４−イルオキシ）−エチルエステル９．９３ｇ（０．０３ｍｏｌ）を添加する。混合物を、ゆっくりと加温下に一晩撹拌し、次いで水及び僅かな希塩酸を加え、かつ数回エーテル抽出する。集めた有機相を水で洗浄し、かつＮａ2ＳＯ4を用いる乾燥により溶剤を除去する。生成物をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル、展開剤：トルエン／酢酸エチルエステル８：２）により精製する。
収量：０．９１ｇ≒９％、融点＞１７５℃。
0004036891.tif 000022
例２
２，５−ビス−［４′−（２−アクリロイルオキシ−エトキシ）−フェニル−４−カルボニロイル］−１，４；３，６−ジアンヒドリド−Ｄ−ソルビトール
0004036891.tif 000023
化合物を、例１と同様にして、４−ヒドロキシ安息香酸エチルエステルの使用下で製造した。
収量：１．２４ｇ≒１６％、融点＞１５６℃。
0004036891.tif 000024
例３
２，５−ビス−［４′−（２−アクリロイルオキシ−エトキシ）−ビフェニル−４−カルボニロイル］−１，４；３，６−ジアンヒドロ−Ｄ−マンニトール
0004036891.tif 000025
化合物を、例１と同様にして、１，４；３，６−ジアンヒドロ−Ｄ−マンニトールの使用下で製造した。
収量：１．１８ｇ≒１２％、融点＞１９５℃。
0004036891.tif 000026
例４
２，５−ビス−［４′−（２−アクリロイルオキシ−エトキシ）−ビフェニル−４−カルボニロイル］−１，４；３，６−ジアンヒドロ−Ｌ−イジトール
0004036891.tif 000027
化合物を、例１と同様にして、１，４；３，６−ジアンヒドロ−Ｌ−イジトールの使用下で製造した。
収量：１．８９ｇ≒１９％、融点＞１９５℃。
0004036891.tif 000028
例５
２，５−ビス−［４′−（２−アクリロイルオキシ−エトキシ）−ビフェニル−４−カルボニロイル］−１，４；３，６−ジアンヒドロ−Ｌ−イジトール
0004036891.tif 000029
化合物を、例１と同様にして、（Ｒ，Ｒ）−酒石酸ジエチルエステルの使用下で製造した。
収量：２．２２ｇ≒２０％、融点＞１４６℃。
0004036891.tif 000030
記載した方法と同様にして、類似の物理的特性を有する次の表中に記した化合物を製造することができる。
0004036891.tif 000031
0004036891.tif 000032
0004036891.tif 000033
0004036891.tif 000034
0004036891.tif 000035
0004036891.tif 000036
0004036891.tif 000037
0004036891.tif 000038
例２の操作法に相当して、メチル−４，６−ベンジリデン−α−Ｄ−グルコピラノシドとの反応により、例３９〜４２の化合物が得られる。
0004036891.tif 000039
例２と同様にして、キラル基と４′−（ω−ビニルオキシ）アルキレンオキシフェニル−４−カルボン酸との反応により例４３〜４７の化合物が得られる。
0004036891.tif 000040