JP2000309552A - フルオロビシクロヘキシルベンゼン誘導体 - Google Patents

フルオロビシクロヘキシルベンゼン誘導体

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JP2000309552A
JP2000309552A JP11122365A JP12236599A JP2000309552A JP 2000309552 A JP2000309552 A JP 2000309552A JP 11122365 A JP11122365 A JP 11122365A JP 12236599 A JP12236599 A JP 12236599A JP 2000309552 A JP2000309552 A JP 2000309552A
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俊博 柴田
Masafuku Irisawa
正福 入沢
Yoko Shioura
陽子 塩浦
Takashi Usui
崇 臼井
Takahiro Otsuka
孝洋 大塚
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低粘度で、高NI点を示す液晶材料を提供す
ること。 【解決手段】 本発明は、下記〔化1〕の一般式(1)
で表される新規なフルオロビシクロヘキシルベンゼン誘
導体である。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気光学的表示材
料として有用な新規なフルオロビシクロヘキシルベンゼ
ン誘導体に関し、詳しくは、低粘度で、高NI点を示す
ネマチック液晶材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】液晶の
電気光学的効果を利用した液晶表示素子の普及につれ、
これらの用途に適した特性を有する液晶材料が求められ
ている。液晶表示素子に用いられる液晶材料に要求され
る特性としては次に示す(1)〜(5)等がある。
【0003】(1)液晶の物理的、化学的安定性が大き
いこと。 (2)室温を含む広い温度範囲で液晶相を示すこと。 (3)広い温度範囲で応答性がよいこと。 (4)駆動回路との整合性がよいこと。 (5)光学的異方性が光学的要請にかなった値であるこ
と。
【0004】このような特性を全て満足する単一の液晶
化合物は現在のところ知られておらず、数種類の液晶化
合物を混合した液晶組成物として上記の諸物性を満足さ
せようとしているのが現状である。
【0005】従来知られている液晶化合物は、液晶相を
示す温度範囲が適当でない場合が多く、特に、高温側に
おける物性が不十分なものが多かった。高温側における
物性を改善するためには、NI点の高い化合物を用いれ
ば良いことは周知である。
【0006】上記NI点の大きい液晶材料としてフルオ
ロシクロヘキサン誘導体(特開平6−56718号公
報)が開示されたが、NI点は比較的高いもののCN点
が高い傾向にあり、広範な使用環境において良好な表示
が得られない問題があった。更に、特公平4−3280
3号公報、特開平2−138164号公報、特開平5−
229979号公報、特開平8−151338号公報、
特開平9−157202号公報、特開平10−1758
88号公報、特開平10−298119号公報、特開平
11−12199号公報及び特開平11−12271号
公報等に、シクロヘキシル誘導体が種々提案されている
が、これらの公報に記載された化合物では、未だ実用上
満足できる性質のものは得られていない。
【0007】従って、本発明の目的は、低粘度で、高N
I点を示す液晶材料を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を重ねた結果、特定の新規なフルオロビシクロヘキシル
ベンゼン誘導体が、上記目的を達成し得ることを知見し
た。
【0009】本発明は、上記知見に基づきなされたもの
で、下記〔化2〕(前記〔化1〕と同じ)の一般式
(1)で表される新規なフルオロビシクロヘキシルベン
ゼン誘導体を提供するものである。
【0010】
【化2】
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の化合物(一般式
(1))について詳述する。
【0012】本発明の化合物は、新規な化合物であり、
上記一般式(1)で示されるフルオロビシクロヘキシル
ベンゼン誘導体である。上記一般式(1)において、式
中のRは、炭素数2〜10の直鎖のアルケニル基又はア
ルカジエニル基であるが、不飽和結合の位置は特に限定
されなく、例えば、ビニル、プロペニル、ブテニル、ペ
ンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、ノネ
ニル、デセニル等の直鎖のアルケニル基又はプロパジエ
ニル、ブタジエニル、ヘキサジエニル、ヘプタジエニ
ル、オクタジエニル、ノナジエニル、デカジエニル等の
アルカジエニル基が挙げられ、特にRの炭素数が2〜6
の直鎖のアルケニル基が好ましい。
【0013】また、bで示される炭素数1〜10のハロ
ゲン置換されてもよい直鎖のアルキル基若しくはアルコ
キシ基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、
ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノ
ニル、デシル、フルオロメチル、ジフルオロメチル、ト
リフルオロメチル、トリフルオロエチル等の直鎖のアル
キル基又はこれらから誘導されるアルコキシ基が挙げら
れ更に、特にRの炭素数が1〜6の直鎖のアルキル基が
好ましい。
【0014】従って、上記一般式(1)で表される本発
明の化合物の具体例としては、下記〔化3〕〜〔化2
0〕の各化合物等が挙げられるが、これらの化合物に限
定されるものではない。
【0015】
【化3】
【0016】
【化4】
【0017】
【化5】
【0018】
【化6】
【0019】
【化7】
【0020】
【化8】
【0021】
【化9】
【0022】
【化10】
【0023】
【化11】
【0024】
【化12】
【0025】
【化13】
【0026】
【化14】
【0027】
【化15】
【0028】
【化16】
【0029】
【化17】
【0030】
【化18】
【0031】
【化19】
【0032】
【化20】
【0033】本発明の化合物は、通常単独では使用され
ることはなく、従来既知の液晶化合物若しくは液晶類似
化合物又はそれらの混合物(母液晶)に配合することに
よって液晶組成物として用いられる。該母液晶として
は、例えば、下記〔化21〕の一般式で表される化合物
又はこれらの混合物が挙げられる。
【0034】
【化21】
【0035】従って、上記〔化21〕の一般式で表され
る化合物の具体例としては、下記〔化22〕の各化合物
等が挙げられる。尚、各化合物におけるY、Y1 、Y2
及びY3 は、上記〔化21〕の一般式におけるものと同
じ意味である。
【0036】
【化22】
【0037】本発明の化合物を上記液晶組成物に用いる
場合、本発明の化合物の含有量は特に制限は受けない
が、一般には全液晶組成物100重量部中、1〜80重
量部、特に3〜50重量部となるように用いることが好
ましい。
【0038】本発明の化合物〔前記一般式(1)で表さ
れる化合物〕の製造方法としては、特に限定されるもの
ではなく、例えば、シクロヘキサノン化合物にGrig
nard反応させることにより、シスアルコール体を
得、更にフッ素化により目的物を合成することができ
る。
【0039】
【実施例】以下、実施例をもって、本発明のフルオロビ
シクロヘキシルベンゼン誘導体を更に詳細に説明する。
しかしながら、本発明は以下の実施例によって制限を受
けるものではない。
【0040】〔実施例1〕 (化合物No.1の合成)
【0041】
【化23】
【0042】シクロヘキサノン体15.0g(56.1
mmol)はテトラヒドロフラン(以下、THFとい
う)50mlに溶かして攪拌する。アリルマグネシウム
ブロミド(1mol/l)75mlを室温で30分かけ
て滴下した。6時間後、トルエン50mlを加え、10
%塩酸35mlで洗浄する。続いて水50ml、希重曹
水50ml、水50mlで洗浄した。有機層は無水硫酸
マグネシウムで乾燥した後、脱溶媒した。シリカゲルカ
ラムクロマトで精製して、シスアルコール体が、10.
6g(収率61%)得られた。
【0043】
【化24】
【0044】シスアルコール体3g(9.61mmo
l)は、ジクロロメタン30mlに溶かして攪拌した。
−60℃まで冷却した後、ジエチルアミノサルファトリ
フルオライド(以下、DASTという)1.55mlは
5分かけて滴下した。3時間後、−40℃に昇温し、飽
和重曹水4ml加えた後室温にもどした。反応液にヘキ
サン20ml加え、飽和重曹水20mlでフッ化水素中
和水洗してpH7にした。有機層は無水硫酸マグネシウ
ムで乾燥した後脱溶媒した。これをシリカゲルカラムク
ロマト次いでエタノールと酢酸エチルを用い晶析によっ
て精製して三級フッ素化体が0.88g(収率29%)
が得られた。
【0045】得られた化合物は、赤外吸収スペクトル
(IR)、 1H−NMRにより目的物であると同定し
た。分析結果は各々以下の通りである。
【0046】IR、 1H−NMRはそれそれ次のように
吸収を示した。
【0047】〔IR〕(cm-1) 2925、2825、1630、1510、1440、
1000、930、910、850、800
【0048】〔 1H−NMR〕 0.8−2.1ppm(m、17H) 2.1−2.6ppm(m、7H) 4.8−5.2ppm(m、2H) 5.6−6.2ppm(m、1H) 7.0(s、4H)
【0049】また得られた結晶の相転移温度を下記に示
す。
【0050】
【化25】
【0051】〔実施例2〕 (化合物No.2の合成)
【0052】
【化26】
【0053】マグネシウム1.1g(46.3mmo
l)と乾燥THF15mlの混合液に4−ブロモ−1−
ブテン5.5g(40.7mmol)のTHF5ml溶
液を滴下した。室温で1時間攪拌後、シクロヘキサノン
体5g(18.5mmol)のTHF30ml溶液を滴
下した。室温で2時間攪拌後、10%HCl水溶液30
mlを氷冷下で滴下し、トルエン30mlで抽出し、水
洗した。無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、脱溶媒し
た。シリカゲルカラム処理して、シスアルコール体が、
0.99g(収率16.4%)得られた。
【0054】
【化27】
【0055】シスアルコール体0.49g(1.5mm
ol)は、ジクロロメタン15mlに溶かして攪拌し
た。そこにDAST0.28g(1.76mmol)を
−50℃で滴下した。3時間−50℃で攪拌した後、ピ
リジン0.46g(5.81mmol)を滴下し、室温
まで昇温後、反応液を水洗した。無水硫酸マグネシウム
で乾燥した後脱溶媒した。これをシリカゲルカラム処理
し、更に酢酸エチルより再結晶して白色固体0.11g
(収率22.0%)が得られた。
【0056】得られた化合物は、赤外吸収スペクトル
(IR)、 1H−NMRにより目的物であると同定し
た。分析結果は各々以下の通りである。
【0057】IR、 1H−NMRはそれそれ次のように
吸収を示した。
【0058】〔IR〕(cm-1) 2950、2825、2850、1640、1520、
1440、1150、1000
【0059】〔 1H−NMR〕 0.8−2.6ppm(m、20H) 4.8−5.2ppm(m、6H) 5.6−6.1ppm(m、3H) 7.1 ppm(s、4H)
【0060】また得られた結晶の相転移温度を下記に示
す。
【0061】
【化28】
【0062】〔実施例3〕 (化合物No.3の合成)
【0063】
【化29】
【0064】よく乾燥させた反応フラスコにマグネシウ
ム0.735g(30.3mmol)、ジブロモエタン
1滴、THF9mlを仕込み、攪拌しているところに、
THF3mlに溶解させた4−ブロモ−1−ブテン3.
71g(27.5mmol)をゆっくり滴下した。滴下
終了後室温で1時間攪拌した後にTHF6mlに溶解さ
せたケトン体3.21g(11mmol)をゆっくり滴
下し、そのまま室温で2時間反応を行った。氷水冷下で
希塩酸を滴下させた後にトルエンで抽出し、水洗後、無
水硫酸マグネシウムで脱水し、脱溶媒した。精製は酢酸
エチル/ヘキサン=1/9を展開溶液とする。シリカゲ
ルカラムクロマトグラフィーにより行った。シスアルコ
ール体が、0.62g(収率16.2%)得られた。
【0065】
【化30】
【0066】よく乾燥させた反応フラスコにシスアルコ
ール体0.62g(1.78mmol)、ジクロロメタ
ン24mlを入れ、アルゴン雰囲気下で攪拌しながら−
60℃まで冷却し、そのまま30分攪拌した。DAST
0.344g(2.13mmol)を滴下した後、その
温度で1時間攪拌し、ゆっくりと温度を上げていき、−
30℃でピリジン0.21g(2.66mmol)を滴
下し、そのまま室温まで戻した。脱溶媒後残渣をシリカ
ゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶液:ヘキサン)
で精製し、更にメタノールと酢酸エチル混合溶媒により
再結晶することによって目的の化合物を0.19g(収
率30.8%)得られた。
【0067】得られた化合物は、赤外吸収スペクトル
(IR)、 1H−NMRにより目的物であると同定し
た。分析結果は各々以下の通りである。
【0068】IR、 1H−NMRはそれそれ次のように
吸収を示した。
【0069】〔IR〕(cm-1) 2920、2845、1640、1600、1440、
1275、1205、1108、910
【0070】〔 1H−NMR〕 0.9−2.6ppm(m、23H) 4.9−6.1ppm(m、3H) 6.8−7.1ppm(m、3H)
【0071】また、得られた結晶の相転移温度を下記に
示す。
【0072】
【化31】
【0073】〔試験例1〕下記〔化32〕に示す3種化
合物からなる母液晶A90重量%に対して、実施例1〜
3で得られた化合物No.1〜No.3を各々10重量
%添加した液晶化合物の物性値を外挿法により評価し
た。それらの結果を下記〔表1〕に示す。
【0074】
【化32】
【0075】
【表1】
【0076】実施例1〜実施例3及び表1の結果より、
本発明の化合物は高NI点及び低粘度である優れた化合
物であることが確認出来た。
【0077】〔比較例1〕実施例3において、化合物N
o.3の化合物に代えて、シクロヘキサン環に付いてい
るアルケニル基である4−ブテニルがn−ブチルである
下記〔化33〕に示す比較化合物の相転移温度は〔化3
4〕の通りであった。
【0078】
【化33】
【0079】
【化34】
【0080】尚、この化合物の物性は外挿値で、Δnが
0.112、Δεが8.2であった。
【0081】以上の結果より、本発明の化合物である化
合物No.3と類似化合物である比較化合物とを比較す
ると、本発明の化合物の方が高NI点でありながらCN
点も低く、液晶相を示す温度範囲が比較化合物に比べて
広く、優れた液晶材料であることが確認出来た。更にΔ
n及びΔεに関しては、Δnは化合物No.3の方が小
さく、Δεは化合物No.3の方が大きいことが確認で
き、液晶材料の物性が異なることが確認出来た。
【0082】
【発明の効果】本発明の化合物は、新規なフルオロビシ
クロヘキシルベンゼン誘導体であり、低粘度で、高NI
点を示す新規な液晶材料である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩浦 陽子 埼玉県浦和市白幡5丁目2番13号 旭電化 工業株式会社内 (72)発明者 臼井 崇 埼玉県浦和市白幡5丁目2番13号 旭電化 工業株式会社内 (72)発明者 大塚 孝洋 埼玉県浦和市白幡5丁目2番13号 旭電化 工業株式会社内 Fターム(参考) 4H006 AA01 AB64 EA35 GP02 4H027 BA01 BD02 BD03 CM04 CT04

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記〔化1〕の一般式(1)で表される
    フルオロビシクロヘキシルベンゼン誘導体。 【化1】
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