JP4423877B2 - ２−トリフルオロメチルジヒドロピラン誘導体、液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents
２−トリフルオロメチルジヒドロピラン誘導体、液晶組成物および液晶表示素子 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶性化合物、液晶組成物および液晶表示素子に関する。さらに詳しくは２−トリフルオロメチルジヒドロピラン環を有する液晶性化合物、この化合物を含有する液晶組成物、およびこの組成物を含有する液晶表示素子に関する。
【０００２】
液晶性化合物の用語は、液晶相を有する化合物および液晶相を有さないが液晶組成物の成分として有用な化合物の総称として用いる。液晶性化合物、液晶組成物、液晶表示素子をそれぞれ化合物、組成物、素子と表記することがある。式（１）から式（１３）で表わされる化合物をそれぞれ化合物（１）から化合物（１３）と表記することがある。式（２）から式（１２）において、六角形で囲んだＢ、Ｄ、Ｅなどの構造単位は環Ｂ、環Ｄ、環Ｅなどを示す。そのほかの六角形は１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレンおよびピリミジン−２，５−ジイルである。
【０００３】
【従来の技術】
液晶表示素子は、表示方式に基づいてＴＮ（Twisted nematic）、ＴＮ−ＴＦＴ（Twisted nematic−Thin film transistor）、ＢＴＮ（Bistable twisted nematic）、ＳＴＮ（Super twisted nematic）、ＩＰＳ（In-plane switching）、ＧＨ（Guest host）、ＤＳ（Dynamic scattering）、ＶＡ（Vertical alignment）、ＯＣＢ（Optically compensated bend）、ＥＣＢ（Electrically controlled birefringence）、ＰＣ（Phase change）などのモードに分類される。
【０００４】
これらの素子は、適切な物性を有する液晶組成物を含有する。素子の特性を向上させるには、この組成物が適切な物性を有する液晶性化合物を含有するのが好ましい。この化合物に必要な一般的物性は、水、空気、熱、光などに対する安定性、液晶相の広い温度範囲、小さな粘度、適切な光学異方性、適切な誘電率異方性、他の液晶性化合物との良好な相溶性などである。ネマチック相の高い上限温度を有する化合物は好ましい。ネマチック相、スメクチック相などの液晶相において低い下限温度を有する化合物は好ましい。小さな粘度を有する化合物は短い応答時間を有する素子に寄与する。低い電圧で素子を駆動するには正に大きな誘電率異方性を有する化合物または負に大きな誘電率異方性を有する化合物が好ましい。小さな誘電率異方性を有する化合物は粘度などを調整するのに好ましい。組成物を調製するには他の化合物との良好な相溶性を有する化合物が好ましい。素子を氷点下の温度で使うこともあるので、低い温度で良好な相溶性を有する化合物が好ましい。
【０００５】
液晶表示素子における第１の課題は、消費電力を小さくすることである。消費電力を小さくするには、素子の駆動電圧は低い方がよい。そこで、しきい値電圧の低い液晶組成物が要求される。しきい値電圧（Ｖｔｈ）は、下式により表わされる（例えば、非特許文献１参照。）。
Ｖｔｈ＝π｛Ｋ／（ε0・Δε）｝1/2
この式において、Ｋは組成物の弾性定数、ε0は真空の誘電率およびΔεは組成物の誘電率異方性である。この式から判るように、しきい値電圧を下げる方法は、誘電率異方性を大きくするか、または弾性定数を小さくするかの二通りである。弾性定数を制御することは容易でないので、通常は大きな誘電率異方性を有する組成物を用いる。このような事情から誘電率異方性の大きな化合物が開発されてきた。
【０００６】
液晶表示素子における第２の課題は、レタデーション（retardation）の最適化である。レタデーションは組成物の光学異方性と素子のセルギャップとの積である。反射型の素子においては、セルギャップを小さくするのは特に困難であるので、小さな光学異方性を有する組成物が好ましい。つまり、小さな光学異方性を有する化合物が必要になる。前述のようにしきい値電圧を下げるためには大きな誘電率異方性が必要である。したがって、小さな光学異方性と大きな誘電率異方性を有する化合物が必要である。
【０００７】
【非特許文献１】
Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1970, 12, 57
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第一の目的は、化合物に必要な一般的物性、小さな光学異方性、大きな誘電率異方性、および他の液晶性化合物との優れた相溶性において、複数の物性を充足する液晶性化合物を提供することである。第二の目的は、この化合物を含有する液晶組成物、そしてこの組成物を含有する液晶表示素子を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは化合物（１）が、化合物に必要な一般的物性、小さな光学異方性、大きな誘電率異方性、および他の液晶性化合物との優れた相溶性において、複数の物性を充足することを見いだした。この化合物を含有する組成物は、小さな光学異方性、大きな誘電率異方性、および大きな電圧保持率を有し、そしてこの組成物が液晶表示素子に有用であることも見いだした。本発明の目的を達成するための本発明の態様は下記のとおりである。化合物（１）における末端基、環および結合基に関して、好ましい例も述べる。
【００１０】
１．下記の式（１）で表される化合物
式（１）において、Ｒａは炭素数１〜２０を有するアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【００１１】
「アルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−などで置き換えられてもよい」の句の意味を一例で示す。Ｃ４Ｈ９−において任意の−ＣＨ２−を−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えた基の一部は、Ｃ３Ｈ７Ｏ−、ＣＨ３−Ｏ−（ＣＨ２）２−、ＣＨ３−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−、Ｈ２Ｃ＝ＣＨ−（ＣＨ２）３−、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ２）２−、およびＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２−Ｏ−である。このように「任意の」語は、「区別なく選択された少なくとも１つの」を意味する。化合物の安定性を考慮して、酸素と酸素とが隣接したＣＨ３−Ｏ−Ｏ−ＣＨ２−よりも、酸素と酸素とが隣接しないＣＨ３−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−の方が好ましい。
【００１２】
好ましいＲａは、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルコキシ、アルキルチオ、アルキルチオアルコキシ、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルオキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルキニル、およびアルキニルオキシである。少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられたこれらの基も好ましい。好ましいハロゲンはフッ素および塩素である。より好ましいハロゲンはフッ素である。これらの基は分岐鎖よりも直鎖の方が好ましい。分岐したＲａは化合物（１）が光学活性であるときに好ましい。より好ましいＲａは任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよいアルキル、アルコキシ、アルケニル、およびアルケニルオキシである。特に好ましいＲａは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよいアルキルである。アルキルの炭素数は１〜２０である。好ましいアルキルの炭素数は１〜１０である。より好ましいアルキルの炭素数は１〜６である。
【００１３】
アルケニルにおける−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。１−プロペニル、１−ブテニル、１−ペンテニル、１−ヘキセニル、３−ペンテニル、３−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはトランス配置が好ましい。２−ブテニル、２−ペンテニル、２−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはシス配置が好ましい。好ましい立体配置を有するアルケニルは、高い透明点または液晶相の広い温度範囲を有する。Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985,
131, 109.を参照。
【００１４】
具体的なＲａは、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、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、メトキシメチル、メトキシエチル、メトキシプロピル、エトキシメチル、エトキシエチル、エトキシプロピル、プロポキシメチル、ビニル、１−プロペニル、２−プロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ブテニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、３−ペンテニル、４−ペンテニル、２−プロペニルオキシ、２−ブテニルオキシ、２−ペンテニルオキシ、１−プロピニル、および１−ペンチニルである。
【００１５】
具体的なＲａは、２−フルオロエチル、３−フルオロプロピル、２，２，２−トリフルオロエチル、２−フルオロビニル、２，２−ジフルオロビニル，３−フルオロ−１−プロペニル、３，３，３−トリフルオロ−１−プロペニル、４−フルオロ−１−プロペニル、および４，４−ジフルオロ−３−ブテニルでもある。より好ましいＲａは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルである。特に好ましいＲａは、エチル、プロピルおよびペンチルである。
【００１６】
Ａ1、Ａ2、およびＡ3は独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリダジン−３，６−ジイルであり、これらの環において任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。より好ましいＡ1、Ａ2、およびＡ3は独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、または任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい１，４−フェニレンである。好ましいハロゲンはフッ素である。
【００１７】
好ましいＡ１、Ａ２、およびＡ3は１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，３，５−トリフルオロ−１，４−フェニレン、２，３，５，６−テトラフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、６−フルオロピリジン−２，５−ジイル、３−フルオロピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、およびピリダジン−３，６−ジイルである。１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルの立体配置は、シスよりもトランスが好ましい。より好ましいＡ１、Ａ２、およびＡ3は１，４−シクロヘキシレンおよび１，４−フェニレンである。
【００１８】
Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は独立して単結合、−（ＣＨ2）2−、−（ＣＦ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ2）4−、−（ＣＨ2）3Ｏ−、または−Ｏ（ＣＨ2）3−である。
【００１９】
好ましいＺ1、Ｚ2およびＺ3は単結合、−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、および−Ｃ≡Ｃ−である。より好ましいＺ1、Ｚ2およびＺ3は、単結合、−（ＣＨ2）2−、および−（ＣＨ２）４−である。−ＣＨ＝ＣＨ−および−ＣＦ＝ＣＦ−の立体配置はシスよりもトランスが好ましい。特に好ましいＺ1、Ｚ2およびＺ3は、単結合である。
【００２０】
ｍおよびｎは独立して０または１である。ｍおよびｎが０である化合物は二環を有する。ｍが０であり、ｎが１である化合物は三環を有する。ｍおよびｎが１である化合物は四環を有する。化合物の物性に大きな差異がないので、化合物（１）は２Ｈ（重水素）、１３Ｃなどの同位体を天然存在比の量より多く含んでもよい。
【００２１】
２． 項１に記載の式（１）において、Ａ1、Ａ2、およびＡ3が独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、または任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい１，４−フェニレンである項１に記載の化合物。
３． 項１に記載の式（１）において、Ｚ1、Ｚ2およびＺ3が独立して単結合、−（ＣＨ2）2−または−（ＣＨ２）４−である項１または２に記載の化合物。
【００２２】
４． 項１に記載の式（１）において、Ｒａが任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい炭素数１〜２０の、アルキル、アルコキシ、アルケニル、およびアルケニルオキシである項１〜３のいずれか１項に記載の化合物。
５． 項１に記載の式（１）において、Ｒａが任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい炭素数１〜２０のアルキルである項１〜３のいずれか１項に記載の化合物。
【００２３】
６． 項１に記載の式（１）において、Ｚ1、Ｚ2およびＺ3が単結合である項１〜５のいずれか１項に記載の化合物。
７． 項１に記載の式（１）において、ｍおよびｎが０である項１〜６のいずれか１項に記載の化合物。
【００２４】
８． 項１に記載の式（１）において、ｍが０およびｎが１である項１〜６のいずれか１項に記載の化合物。
９． 項１に記載の式（１）において、ｍが１およびｎが１である項１〜６のいずれか１項に記載の化合物。
１０． 項１〜９のいずれか１項に記載した少なくとも１つの化合物を含有する液晶組成物。
【００２５】
１１． 下記の式（２）、（３）および（４）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する請求項１０に記載の組成物。
【００２６】
式中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ１はフッ素、塩素、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、または−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３であり；環Ｂおよび環Ｄは独立して１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、環Ｅは１，４−シクロヘキシレンまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ４およびＺ５は独立して−（ＣＨ２)２−、−（ＣＨ２)４−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合であり；そしてＬ１およびＬ２は独立して水素またはフッ素である。
【００２７】
１２． 下記の式（５）および（６）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１０に記載の組成物。
【００２８】
式中、Ｒ２およびＲ３は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ２は−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮであり；環Ｇは１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；環Ｊは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２、５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；環Ｋは１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；Ｚ６は−（ＣＨ２)２−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または単結合であり；Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は独立して水素またはフッ素であり；そしてｂ、ｃおよびｄは独立して０または１である。
【００２９】
１３． 下記の式（７）、（８）および（９）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１０に記載の組成物。
【００３０】
式中、Ｒ４およびＲ5は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；環Ｍおよび環Ｐは独立して１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；Ｚ７およびＺ８は独立して−（ＣＨ２)２−、−ＣＯＯ−または単結合であり；そしてＬ６およびＬ７は独立して水素またはフッ素であり、Ｌ６とＬ７の少なくとも１つはフッ素である。
【００３１】
１４． 下記の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１０に記載の組成物。
【００３２】
式中、Ｒ６およびＲ７は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；環Ｑ、環Ｔおよび環Ｕは独立して１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２、５−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；そしてＺ９およびＺ１０は独立して−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ２)２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。
【００３３】
１５． 項１４に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１３に記載の組成物。
１６． 項１４に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する１２項に記載の組成物。
【００３４】
１７． 項１２に記載の式（５）および（６）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１１に記載の組成物。
１８． 項１４に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１７に記載の組成物。
【００３５】
１９． 項１４に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１３に記載の組成物。
２０． 少なくとも１つの光学活性化合物をさらに含有する項８〜１９のいずれか１項に記載の組成物。
２１． 項８〜２０項に記載の組成物を含有する液晶表示素子。
【００３６】
２２． 下記の式（１３）で表されるホスホニウム塩に塩基を作用することを特徴とする、項１記載の式（１）で表される化合物の製造方法。
【００３７】
化合物（２）から化合物（１２）において、好ましい基は次のとおりである。分岐のアルキルよりも直鎖のアルキルが好ましい。１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルの立体配置はシスよりもトランスが好ましい。「アルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい」の句の意味は、本発明の態様の項１において述べた。Ｒ１、環Ｂなどの記号を複数の化合物において用いたが、これらのＲ１（または環Ｂなど）は同一であってもよいし、異なってもよい。化合物の物性に大きな差異がないので、これらの化合物は２Ｈ（重水素）、１３Ｃなどの同位体を天然存在比の量より多く含んでもよい。
【００３８】
【発明の実施の態様】
第一に、本発明の化合物（１）をさらに説明する。この化合物は、素子が通常使用される条件下において物理的および化学的に極めて安定であり、そして他の液晶性化合物との相溶性がよい。この化合物を含有する組成物は、素子が通常使用される条件下で安定である。この組成物を低温で保管しても、この化合物が固体として析出することがない。この化合物は小さな光学異方性および大きな誘電率異方性を有する。
【００３９】
化合物（１）の末端基、環および結合基を適当に選択することによって、光学異方性などの物性を任意に調整することが可能である。末端基Ｒａ、環Ａ１〜Ａ３、および結合基Ｚ１〜Ｚ３の種類が、化合物（１）の物性に与える効果を以下に説明する。化合物（１）を組成物に添加すると、化合物（１）の物性は組成物のそれに影響する。
【００４０】
化合物（１）のＲａが直鎖であるときは液晶相の温度範囲が広く、そして粘度が小さい。Ｒａが分岐鎖であるときは他の液晶性化合物との相溶性がさらによい。Ｒａが光学活性基である化合物は、キラルドーパントとして有用である。この化合物を組成物に添加することによって、素子に発生するリバース・ツイスト・ドメイン（reverse twisted domain）を防止することができる。Ｒａが光学活性基でない化合物は組成物の成分として有用である。
【００４１】
化合物（１）の環Ａ１、Ａ２、またはＡ３が、任意の水素がハロゲンで置き換えられた１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイルまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルのときは、誘電率異方性が大きい。この環が、任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリダジン−３，６−ジイルのときは光学異方性が大きい。この環が、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレンまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルのときは光学異方性が小さい。
【００４２】
少なくとも２つの環が１，４−シクロヘキシシレンであるときは、透明点が高く、光学異方性が小さく、そして粘度が小さい。少なくとも１つの環が１，４−フェニレンのときは、光学異方性が比較的大きい。少なくとも２つの環が１，４−フェニレンのときは、光学異方性が大きく、液晶相の温度範囲が広く、そして透明点が高い。
【００４３】
結合基Ｚ１、Ｚ２またはＺ３が単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、または−（ＣＨ2）4−のときは粘度が小さい。結合基が単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−（ＣＨ2）4−のときは粘度がより小さい。結合基が−ＣＨ＝ＣＨ−または−ＣＦ＝ＣＦ−のときは液晶相の温度範囲が広く、そして弾性定数比が大きい。結合基が−Ｃ≡Ｃ−のときは光学異方性が大きい。
【００４４】
化合物（１）が二環または三環を有するときは粘度が小さく、二環を有するときは粘度がより小さい。化合物（１）が三環または四環を有するときは透明点が高く、四環を有するときは透明点がより高い。三環を有するときは小さな粘度と高い透明点を有する。以上のように、末端基、環および結合基の種類、環の数を適当に選択することにより目的の物性を有する化合物を得ることができる。
【００４５】
化合物（１）の好ましい例は化合物（１−１）〜（１−３０）である。これらの化合物におけるＲａ、Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3記号の意味は、本発明の態様の項１に記載したそれと同一である。これらの化合物に存在する１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリダジン−３，６−ジイルの環において、任意の水素はフッ素のようなハロゲンで置き換えられてもよい。
【００４６】
化合物（１−１）〜（１−３０）において、好ましいＲａは、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルコキシ、アルキルチオ、アルキルチオアルコキシ、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルオキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルキニル、およびアルキニルオキシである。少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられたこれらの基も好ましい。より好ましいＲａは任意の水素がフッ素で置き換えられてもいい、アルキル、アルコキシ、アルケニル、およびアルケニルオキシである。特に好ましいＲａは任意の水素がフッ素で置き換えられてもいいアルキルである。
【００４７】
化合物（１−１）〜（１−３０）において、好ましいＺ1、Ｚ2およびＺ3は単結合、−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、および−Ｃ≡Ｃ−である。より好ましいＺ1、Ｚ2およびＺ3は、単結合、−（ＣＨ2）2−、および−（ＣＨ２）４−である。特に好ましいＺ1、Ｚ2およびＺ3は、単結合である。
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
化合物（１）は有機合成化学における手法を適当に組み合わせることにより合成できる。出発物質に目的の末端基、環および結合基を導入する方法は、フーベン・バイルによるメソッド・オブ・オーガニック・ケミストリー（Houben-Wyle, Methods of Organic Chemistry, Georg Thieme Verlag, Stuttg）、オーガニック・シンセシス（Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc）、オーガニック・アクションズ（Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc)、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス（Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press）、新実験化学講座（丸善）などの成書に記載されている。
【００５２】
２−トリフルオロメチルジヒドロピラン環を合成する方法の一例を下記のスキームに示す。この方法に基づいてこの環を有する化合物を合成する。このスキームを説明したあと、結合基を生成する方法の一例を述べる。
【００５３】
【００５４】
ホスホニウム塩（１３）は、対応するハロゲン化物とトリフェニルホスフィンから合成できる。ホスホニウム塩（１３）を、塩基性条件で処理することで目的の化合物（１）を合成することができる。ホスホニウム塩の調製方法は、Organic Reactions，Vol 14，(1965)に詳しい記載がある。
【００５５】
ホスホニウム塩（１３）から化合物（１）を合成するウイティッヒ反応には公知の塩基を好適に使用できる。塩基の例は、ヘキサメチルジシランナトリウム、ｎ−ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウム、ｔ−ブチルリチウム、水素化ナトリウム、カリウム−ｔ−ブトオキシド等である。反応温度は−７８℃から溶媒の還流温度であるが、０℃から室温の間で反応は十分進行する。反応時間は数分から数時間であるが、通常１ないし２時間で反応は完結する。反応溶媒は使用する試薬と反応しないものであればいずれのものでも好適に使用できる。反応溶媒の例は、テトラヒドロキシフラン、ジエチルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテル等である。これらの溶媒にトルエン、ベンゼン、ヘキサン、ヘプタン等を混合してもよい。化合物（１３）は対応する１級アルコールにトリフルオロ酢酸無水物を作用させることによって合成できる。この化合物は、後述の実施例に示したように、単離せずに次の反応に使用してもよい。
【００５６】
結合基Ｚ１、Ｚ２またはＺ３を生成する方法の一例に関して、最初にスキームを示し、次に項（Ｉ）〜項（XI）でスキームを説明する。このスキームにおいて、ＭＳＧ１またはＭＳＧ２は少なくとも１つの環を有する１価の有機基である。スキームで用いた複数のＭＳＧ１（またはＭＳＧ２）は、同一であってもよいし、異なってもよい。化合物（１Ａ）から（１Ｋ）は化合物（１）に相当する。Ｈａｌは臭素、またはヨウ素を表す。
【００５７】
【００５８】
【００５９】
【００６０】
【００６１】
【００６２】
【００６３】
【００６４】
（Ｉ）単結合の生成
アリールホウ酸（１４）と公知の方法で合成される化合物（１５）とを、炭酸塩水溶液とテトラキストリフェニルホスフィンパラジウムのような触媒の存在下で反応させて化合物（１Ａ）を合成する。この化合物（１Ａ）は、公知の方法で合成される化合物（１６）にｎ−ブチルリチウムを、次いで塩化亜鉛を反応させ、ジクロロビストリフェニルホスフィンパラジウムのような触媒の存在下で化合物（１５）を反応させることによっても合成される。
【００６５】
（II）−ＣＯＯ−と−ＯＣＯ−の生成
化合物（１６）にｎ−ブチルリチウムを、続いて二酸化炭素を反応させてカルボン酸（１７）を得る。化合物（１７）と、公知の方法で合成されるフェノール（１８）とをＤＣＣ（１，３−ジシクロヘキシルカルボジイミド）とＤＭＡＰ（４−ジメチルアミノピリジン）の存在下で脱水させて−ＣＯＯ−を有する化合物（１Ｂ）を合成する。この方法によって−ＯＣＯ−を有する化合物も合成できる。
【００６６】
（III）−ＣＦ２Ｏ−と−ＯＣＦ２−の生成
化合物（１Ｂ）をローソン試薬のような硫黄化剤で処理して化合物（１９）を得る。化合物（１９）をフッ化水素ピリジン錯体とＮＢＳ（Ｎ−ブロモスクシンイミド）でフッ素化し、−ＣＦ２Ｏ−を有する化合物（１Ｃ）を合成する。M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 1992，827.を参照。化合物（１Ｃ）は化合物（２４）を（ジエチルアミノ）サルファトリフルオリドでフッ素化しても合成される。William H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768.を参照。この方法によって−ＯＣＦ２−を有する化合物も合成できる。
【００６７】
（IV）−ＣＨ＝ＣＨ−の生成
化合物（１５）をｎ−ブチルリチウムで処理した後、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのホルムアミドと反応させてアルデヒド（２０）を得る。公知の方法で合成されるホスホニウム塩（２１）をカリウムｔ−ブトキシドのような塩基で処理して発生させたリンイリドを、アルデヒド（２０）に反応させて化合物（１Ｄ）を合成する。反応条件によってはシス体が生成するので、必要に応じて公知の方法によりシス体をトランス体に異性化する。
【００６８】
（V）−（ＣＨ２）２−の生成
化合物（１Ｄ）をパラジウム炭素のような触媒の存在下で水素化することにより、化合物（１Ｅ）を合成する。
【００６９】
（VI）−（ＣＨ２）４−の生成
ホスホニウム塩（２１）の代わりにホスホニウム塩（２２）を用い、項（IV）の方法にしたがって−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ−を有する化合物を得る。これを接触水素化して化合物（１Ｆ）を合成する。
【００７０】
（VII）−Ｃ≡Ｃ−の生成
ジクロロビストリフェニルホスフィンパラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下で、化合物（１６）に２−メチル−３−ブチン−２−オールを反応させたのち、塩基性条件下で脱保護して化合物（２３）を得る。ジクロロビストリフェニルホスフィンパラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下、化合物（２３）を化合物（１５）と反応させて、化合物（１Ｇ）を合成する。
【００７１】
（VIII）−ＣＦ＝ＣＦ−の生成
化合物（１６）をｎ−ブチルリチウムで処理したあと、テトラフルオロエチレンを反応させて化合物（２４）を得る。化合物（１５）をｎ−ブチルリチウムで処理したあと化合物（２４）と反応させて化合物（１Ｈ）を合成する。
【００７２】
（IX）−ＣＨ２Ｏ−または−ＯＣＨ２−の生成
化合物（２０）を水素化ホウ素ナトリウムなどの還元剤で還元して化合物（２５）を得る。これを臭化水素酸などでハロゲン化して化合物（２６）を得る。炭酸カリウムなどの存在下で、化合物（２６）を化合物（２７）と反応させて化合物（１Ｊ）を合成する。
【００７３】
（X）−（ＣＨ2）3Ｏ−または−Ｏ（ＣＨ2）3−の生成
化合物（２０）の代わりに化合物（２８）を用いて、項（IX）の方法にしたがって化合物（１Ｋ）を合成する。
【００７４】
（XI）−（ＣＦ2）2−の生成
J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 5414.に記載された方法に従い、ジケトン（−ＣＯＣＯ−）をフッ化水素触媒の存在下、四フッ化硫黄でフッ素化して−（ＣＦ2）2−を有する化合物を得る。
【００７５】
第二に、本発明の組成物をさらに説明する。以下で述べる化合物の量（百分率）は組成物の全重量に基づいた重量％である。この組成物は化合物（１）から選ばれる複数の化合物のみを成分として含有してもよい。好ましい組成物は化合物（１）から選択された少なくとも１つの化合物を１〜９９％の割合で含有する。この組成物は化合物（２）、（３）および（４）の群から選択された少なくとも１つの化合物、化合物（５）および（６）の群から選択された少なくとも１つの化合物、または化合物（７）、（８）および（９）の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、しきい値電圧などを調整する目的で、化合物（１０）、（１１）および（１２）の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、物性を調整する目的で、その他の化合物をさらに含有してもよい。
【００７６】
化合物（２）、（３）および（４）は、誘電率異方性が正で大きく、熱的安定性と化学的安定性が優れるので、主としてＴＮ−ＴＦＴモード用の組成物に用いられる。この組成物において、これらの化合物の量は１〜９９％である。好ましい量は１０〜９７％である。より好ましい量は４０〜９５％である。液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、しきい値電圧を調整する、などの目的で化合物（１０）、（１１）または（１２）を組成物にさらに添加してもよい。
【００７７】
化合物（５）および（６）は、誘電率異方性が正で非常に大きいので、主としてＳＴＮおよびＴＮモード用の組成物に用いられる。これらの化合物は組成物の液晶相の温度範囲を広げる、粘度と光学異方性とを調整する、しきい値電圧を下げる、しきい値電圧の急峻性を改良する、などの目的に使用される。ＳＴＮまたはＴＮモード用の組成物において、化合物（５）または（６）の量は１〜９９％の範囲である。好ましい量は１０〜９７％である。より好ましい量は４０〜９５％である。液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、またはしきい値電圧を調整する目的で化合物（１０）、（１１）または（１２）を組成物にさらに添加してもよい。
【００７８】
化合物（７）、（８）および（９）は誘電率異方性が負であるので、主としてＶＡモード用の組成物に用いられる。化合物（７）は粘度、光学異方性、およびしきい値電圧を調整する目的で使用される。化合物（８）は透明点を高くする、光学異方性を大きくする、しきい値電圧を下げる、などの目的に使用される。これらの化合物の量を増加させるとしきい値電圧が小さくなるが、粘度が大きくなる。したがって、しきい値電圧の要求値を満たすかぎり、より少ない量が好ましい。これらの化合物は誘電率異方性が負であり、かつその絶対値は５以下であるので、好ましい量は４０％以上である。より好ましい量は４０〜８０％である。弾性定数および電圧透過率曲線を調整する目的で、これらの化合物を誘電率異方性が正である組成物に添加してもよい。この場合の好ましい量は３０％以下である。
【００７９】
化合物（１０）、（１１）および（１２）において、誘電率異方性の絶対値は小さい。化合物（１０）は粘度または光学異方性を調整する目的で主に使用される。化合物（１１）および（１２）は透明点をあげて液晶相の温度範囲を広げる、または光学異方性を調整する目的で使用される。化合物（１０）、（１１）および（１２）の量を増加させると組成物のしきい値電圧が高くなり、粘度が低くなる。したがって、組成物のしきい値電圧の要求値を満たすかぎり多量に使用してもよい。ＴＮ−ＴＦＴモード用の組成物において、これらの化合物の好ましい量は４０％以下である。より好ましい量は３５％以下である。ＳＴＮまたはＴＮモード用の組成物において、これらの化合物の好ましい量は７０％以下である。より好ましい量は６０％以下である。
【００８０】
好ましい化合物（２）から（１２）は、それぞれ化合物（２−１）〜（２−９）、化合物（３−１）〜（３−９７）、化合物（４−１）〜（４−３３）、化合物（５−１）〜（５−５６）、化合物（６−１）〜（６−３）、化合物（７−１）〜（７−３）、化合物（８−１）〜（８−５）、化合物（９−１）〜（９−３）、化合物（１０−１）〜（１０−１１）、化合物（１１−１）〜（１１−１８）、および化合物（１２−１）〜（１２−６）である。これらの化合物において、Ｒ1、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ4、Ｒ５、Ｒ6、Ｒ７、Ｘ1、およびＸ２の記号の意味は、本発明の態様の項９から１２に記載した記号の意味と同一である。
【００８１】
【００８２】
【００８３】
【００８４】
【００８５】
【００８６】
【００８７】
【００８８】
【００８９】
【００９０】
【００９１】
【００９２】
【００９３】
【００９４】
【００９５】
【００９６】
【００９７】
【００９８】
【００９９】
【０１００】
【０１０１】
【０１０２】
【０１０３】
【０１０４】
【０１０５】
【０１０６】
【０１０７】
【０１０８】
【０１０９】
【０１１０】
【０１１１】
【０１１２】
本発明の組成物は公知の方法によって調製される。例えば、成分である化合物を混合し、加熱によって互いに溶解させる。組成物に適当な添加物を加えて組成物の物性を調整してもよい。このような添加物は当業者によく知られている。液晶のらせん構造を誘起して必要なねじれ角を与える目的でキラルドーパントが添加される。キラルドーパントの例は上記の光学活性化合物（Ｏｐ−１）〜（Ｏｐ−１３）である。
【０１１３】
キラルドーパントを組成物に添加してねじれのピッチを調整する。ＴＮおよびＴＮ−ＴＦＴモード用の好ましいピッチは４０〜２００μｍの範囲である。ＳＴＮモード用の好ましいピッチは６〜２０μｍの範囲である。ＢＴＮモード用の好ましいピッチは１．５〜４μｍの範囲である。ＰＣモード用の組成物にはキラルドーパントを比較的多量に添加する。ピッチの温度依存性を調整する目的で少なくとも２つのキラルドーパントを添加してもよい。
【０１１４】
本発明の組成物は、ＴＮ、ＴＮ−ＴＦＴ、ＳＴＮ、ＧＨ、ＤＳ、ＥＣＢなどのモード用に使用できる。メロシアニン、スチリル、アゾ、アゾメチン、アゾキシ、キノフタロン、アントラキノン、テトラジンなどの化合物である二色性色素を添加してＧＨモード用の組成物を調製する。本発明の組成物は、ネマチック液晶をマイクロカプセル化して作製したＮＣＡＰおよび液晶中に三次元網目状高分子を形成させたポリマー分散型液晶表示素子（ＰＤ−ＬＣＤ）、例えばポリマーネットワーク液晶表示素子（ＰＮ−ＬＣＤ）など、にも使用できる。
【０１１５】
【実施例】
第三に、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例によって制限されない。化合物の相転移温度において、Ｃ、Ｓｍ、ＳｍＡ、ＳｍＢ、Ｎ、およびＩは、それぞれ、結晶、スメクチック相、スメクチックＡ相、スメクチックＢ相、ネマチック相、および等方相である。かっこ内の相転移はそれがモノトロピックであることを示す。温度の単位は℃である。得られた化合物は核磁気共鳴スペクトル、質量スペクトルなどのデータに基づいて同定した。核磁気共鳴スペクトルにおいて、ｓはシングレット、ｄはダブレット、ｔはトリプレット、ｑはカルテット、ｍはマルチプレットである。ＴＨＦはテトラヒドロフランを示す。
【０１１６】
化合物（１）の誘電率異方性（Δε、２５℃）と光学異方性（Δｎ、２５℃）の測定にはベンゾニトリル誘導体からなる液晶組成物Ａ（ＮＩ点：７１．７℃、Δε：１１．０、Δｎ：０．１３２）を用いた。この組成物８５重量％に、１５重量％の化合物（１）を添加して試料を調製した。この測定法はあとで述べる。測定により得られた値を化合物（１）と液晶組成物Ａにおける物性値と重量比に基づいて外挿し、誘電率異方性と光学異方性の値を算出した。
【０１１７】
実施例１
【０１１８】
（１）５−［４−（４−ペンチルシクロヘキシル）フェニル］−２−トリフルオロメチル−２，３−ジヒドロ−４Ｈ−ピラン（１−ｂ−８）の合成
【０１１９】
（第１段）
−７８℃に冷却した化合物（３０；６．０５ｇ）のＴＨＦ２０ｍＬ溶液に、１Ｍ／Ｌヘキサメチルジシラザンナトリウム塩（ＮａＨＤＭＳ）２０ｍＬを滴下し、さらに１５分間撹拌した。−７８℃でトリス（ジメチルアミノ）フィン８ｍＬを滴下撹拌し、−７８℃で２−（２−ブロモエトキシ）テトラヒドロピラン４．１８ｇを加え、室温まで温度を上げ、終夜撹拌した。反応混合物に氷水１０ｍＬを加え、有機層を分離させた。水層はジエチルエーテルで抽出した。有機層と抽出液を合わせ、蒸留水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去し、７．２１ｇの化合物（３１）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ（ｐｐｍ）；７．２４−７．０９（ｍ，４Ｈ），４．６０（ｔｔ，１Ｈ），３．７６（ｍ，２Ｈ），３．６３（ｓ，３Ｈ），３．４２（ｍ，１Ｈ），３．２７（ｍ，１Ｈ），２．４０（ｍ，２Ｈ），２．００（ｍ，１Ｈ），１．８８−１．８２（ｍ，５Ｈ），１．８０−１．５０（ｍ，６Ｈ），１．４２（ｄｑ，２Ｈ），１．２３（ｍ，９Ｈ），１．０４（ｄｑ，２Ｈ），０．８５（ｔ，３Ｈ）．
【０１２０】
（第２段）
窒素雰囲気下、０℃で水素化アルミニウムリチウム０．４５ｇのジエチルエーテル５０ｍＬ溶液に、化合物（３１；７．６０ｇ）のジエチルエーテル５０ｍＬ溶液を撹拌滴下し、その後２時間加熱還流させ、室温に戻し終夜撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液２０ｍＬを加え、有機層を分離させた。水層はジエチルエーテルで抽出した。有機層と抽出液を合わせ、飽和塩化アンモニウム水溶液で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去し、６．６７ｇの化合物（３２）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ（ｐｐｍ）；７．１２（ｍ，４Ｈ），４．６０（ｔｔ，１Ｈ），３．７４（ｍ，４Ｈ），３．４３−３．２２（ｍ，２Ｈ），２．９２（ｍ，１Ｈ），２．２２（ｔｔ，１Ｈ），２．０１（ｍ，２Ｈ），１．８３−１．７８（ｍ，５Ｈ），１．７５−１．４２（ｍ，６Ｈ），１．３９（ｄｑ，２Ｈ），１．２９（ｍ，９Ｈ），１．０１（ｄｑ，２Ｈ），０．９２（ｔ，３Ｈ）．
【０１２１】
（第３段）
室温で、化合物（３２；６．６７ｇ）のＴＨＦ２０ｍＬ溶液ピリジン１０ｍＬへ無水酢酸５ｍＬを滴下し、３時間撹拌した。反応混合物にペンタン／ジエチルエーテル混合溶液（１／１の体積比）１５０ｍＬを加え希釈し、氷浴で冷却しながら濃塩酸９．８ｍＬと氷５０ｇを撹拌しながらゆっくりと加えた。有機層を分液し、水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、２０％炭酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去し、７．２ｇの化合物（３３）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ（ｐｐｍ）；７．１３（ｍ，４Ｈ），４．４７（ｔｔ，１Ｈ），４．２０（ｄ，２Ｈ），３．８３−３．５６（ｍ，２Ｈ），３．４１（ｍ，１Ｈ），３．２３（ｍ，１Ｈ），３．０６（ｍ，１Ｈ），２．４１（ｔｔ，１Ｈ），２．１３−１．９７（ｍ，２Ｈ），２．００（ｓ，３Ｈ），１．８５−１．７９（ｍ，４Ｈ），１．７８−１．４８（ｍ，６Ｈ），１．４６（ｄｑ，２Ｈ），１．３２（ｍ，９Ｈ），１．０５（ｄｑ，２Ｈ），０．８８（ｔ，３Ｈ）．
【０１２２】
（第４段）
−１５℃で臭素５．７ｇを、トリフェニルホスフィン９．３ｇの塩化メチレン１４０ｍＬ溶液に撹拌滴下し、続いて−１５℃にて塩化メチレン１５ｍＬに溶解させた化合物（３３；７．１５ｇ）を撹拌滴下し、室温に戻し終夜撹拌した。反応混合物に塩化メチレン５０ｍＬを加えた後、この溶液を水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去し、６．５４ｇの化合物（３４）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ（ｐｐｍ）；７．１８−７．０８（ｍ，４Ｈ），４．２０（ｍ，２Ｈ），３．３３（ｍ，１Ｈ），３．１９−３．０８（ｍ，２Ｈ），２．２２（ｔｔ，１Ｈ），２．３２−２．０６（ｍ，２Ｈ），２．０３（ｓ，３Ｈ），１．８６−１．８１（ｍ，４Ｈ），１．４２（ｄｑ，２Ｈ），１．２３（ｍ，９Ｈ），１．０３（ｄｑ，２Ｈ），０．８５（ｔ，３Ｈ）．
【０１２３】
（第５段）
化合物（３４；６．５４ｇ）にトリフェニルホスフィン４．８５ｇを加え、窒素雰囲気下１００−１１０℃で、２４時間加熱した。反応混合物のメタノール５０ｍＬ溶液に、蒸留水５ｍＬおよび炭酸カリウム０．１２ｇを加え室温で終夜撹拌した。減圧下で溶媒を留去した後、反応物をジエチルエーテルで数回洗浄し、８．２９ｇの化合物（３５）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ３ＯＤ）：δ（ｐｐｍ）；７．７６−７．５７（ｍ，１５Ｈ），７．１８（ｍ，２Ｈ），７．０７（ｍ，２Ｈ），３．７２（ｄｄ，１Ｈ），３．６０（ｄｄ，１Ｈ），３．２０（ｄｍ，２Ｈ），２．８３（ｍ，１Ｈ），２．４３（ｔｔ，１Ｈ），２．３０（ｍ，２Ｈ），１．８５−１．８０（ｍ，４Ｈ），１．４１（ｄｑ，２Ｈ），１．２２（ｍ，９Ｈ），１．０３（ｄｑ，２Ｈ），０．８５（ｔ，３Ｈ）．
【０１２４】
（第６段）
窒素雰囲気下、化合物（３５；３．９ｇ）の塩化メチレン１０ｍＬ溶液へ、氷浴で冷却しながらトリフルオロ酢酸無水物１．５ｇを撹拌滴下し、その後室温に戻し２０分撹拌した。減圧下、揮発成分を留去した。、反応物のＴＨＦ１５ｍＬ溶液に、窒素雰囲気下、−７８℃にて１Ｍ−ＮａＨＭＤＳ／ＴＨＦ溶液９．５ｍＬを撹拌滴下した。室温に戻し、３８〜４５℃で３時間撹拌し、続いて室温で終夜撹拌した、反応混合物に０℃で緩衝溶液を加え、ｐＨ＝６に調整した。ペンタン／ジエチルエーテル混合溶液（２／１の体積比）１００ｍＬを加えた後、有機層を分液した。緩衝溶液、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去し、中性アルミナを用いたカラムクロマトグラフィーで精製し、０．８８ｇの目的とする化合物（１−ｂ−８）を得た。
Ｃ ８５℃ Ｉ．
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ（ｐｐｍ）；７．１８（ｍ，２Ｈ），７．１０（ｍ，２Ｈ），５．５８（ｔ，１Ｈ），４．３０（ｄｄｄ，１Ｈ）３．８９（ｔ，１Ｈ），３．０７（ｍ，１Ｈ），２．４４（ｔｔ，１Ｈ），２．３８−２．３３（ｍ，２Ｈ），１．８８−１．８４（ｍ，４Ｈ），１．４２（ｄｑ，２Ｈ），１．３１−１．１８（ｍ，９Ｈ），１．０３（ｄｑ，２Ｈ），０．８８（ｔ，３Ｈ）．
【０１２５】
実施例２
実施例１と同様にして、下記の化合物を合成する。実施例１で合成した化合物も例示した。これらの化合物において、誘電率異方性および光学異方性は測定値を外挿して得た。
【０１２６】
【０１２７】
【０１２８】
【０１２９】
【０１３０】
【０１３１】
【０１３２】
【０１３３】
本発明の代表的な組成物を使用例１〜１４にまとめた。最初に、組成物の成分である化合物とその量（重量％）を示した。化合物は表１の取り決めに従い、左末端基、結合基、環構造、および右末端基の記号によって表示した。１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルの立体配置はトランスである。末端基の記号がない場合は、末端基が水素であることを意味する。次に組成物の物性値を示した。物性値の測定は、日本電子機械工業規格（Standard of Electronic Industries Association of Japan）、ＥＩＡＪ・ＥＤ−２５２１Ａに記載された方法、またはこれを修飾した方法に従った。
【０１３４】
【０１３５】
ネマチック相−等方相の相転移温度（ＮＩ；℃）：偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、１℃／分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方相に変化したときの温度を測定した。この相転移温度は透明点ともいう。
【０１３６】
粘度（η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：粘度の測定にはＥ型粘度計を用いた。
【０１３７】
光学異方性（Δｎ；２５℃で測定）：光学異方性は、波長が５８９ｎｍの光によりアッベ屈折計を用いて測定した。
【０１３８】
誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）
１）Δεの値が正の組成物：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が９μｍ、ツイスト角が８０度の液晶セルに試料を入れた。このセルに２０ボルトを印加して、液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。０．５ボルトを印加して、液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。
【０１３９】
２）Δεの値が負の組成物：ホメオトロピック配向処理した液晶セルに試料を入れ、０．５ボルトを印加して誘電率（ε‖）を測定した。ホモジニアス配向処理した液晶セルに試料を入れ、０．５ボルトを印加して誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。
【０１４０】
しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；ボルト）：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が（０．５／Δｎ）μｍであり、ツイスト角が８０度である、ノーマリーホワイトモード（normally white mode）の液晶表示素子に試料を入れた。Δｎは上記の方法で測定した光学異方性の値である。この素子に周波数が３２Ｈｚである矩形波を印加した。矩形波の電圧を上昇させ、素子を通過する光の透過率が９０％になったときの電圧の値を測定した。
【０１４１】
電圧保持率：日本電子機械工業会規格（Standard of ElectricIndustries Association of Japan）ＥＩＡＪ・ＥＤ −２５２１Ａ に記載された液晶組成物および配向膜を有する素子の電圧保持率を測定する方法にしたがった。測定に用いたＴＮ素子はポリイミド配向膜を有し、そしてセルギャップは６μｍであった。２５℃のＴＮ素子に印加した電圧の波形を陰極線オシロスコープで観測し、単位周期において電圧曲線と横軸との間の面積を求めた。ＴＮ素子を取り除いたあと測定した電圧の波形から同様にして面積を求めた。２つの面積の値を比較して電圧保持率を算出した。
【０１４２】
らせんピッチ（２０℃で測定；μｍ）：らせんピッチの測定には、カノのくさび型セル法を用いた。カノのくさび型セルに試料を注入し、セルから観察されるディスクリネーションラインの間隔ａを測定した。らせんピッチ（Ｐ）は、式Ｐ＝２・ａ・ｔａｎθから算出した。θは、くさび型セルのおける２枚のガラス板の間の角度である。
【０１４３】
化合物の相溶性：類似の構造を有する幾つかの化合物を混合してネマチック相を有する母液晶を調製した。測定する化合物とこの母液晶とを混合した組成物を得た。混合する割合の一例は、１５％の化合物と８５％の母液晶である。この組成物を−２０℃、−３０℃のような低い温度で３０日間保管した。この組成物の一部が結晶（またはスメクチック相）に変化したか否かを観察した。必要に応じて混合する割合と保管温度とを調整した。この方法によって測定した結果から、結晶（またはスメクチック相）が析出する条件および結晶（またはスメクチック相）が析出しない条件を求めた。
【０１４４】
使用例１
５−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−９） ６％
３−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１） ５％
５−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−２） ５％
２−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５） ５％
３−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５） ４％
４−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５） １２％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ （５） １６％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１０−５） ２％
３−ＨＨ−４ （１０−１） ３％
３−ＨＨＢ−Ｆ （３−１） ３％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ４％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （１１−１） ４％
３−ＨＢＥＢ−Ｆ （３−３４） ４％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ５％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ５％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ （１１−１５） ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ （１１−１５） ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ （１１−１５） ４％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ （１１−１４） ５％
ＮＩ＝７９．７℃；Δｎ＝０．１３８；η＝４５．９ｍＰａ・ｓ；Δε＝２９．０；Ｖｔｈ＝１．０２Ｖ．
【０１４５】
使用例２
３−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−８） ５％
３−ＢＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１５） ５％
５−ＨＨＸｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−４） ５％
３−ＨＨＥｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−５） ５％
２−ＨＢ−Ｃ （５−２） ５％
３−ＨＢ−Ｃ （５−２） １２％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１０−５） ５％
２−ＢＴＢ−１ （１０−１０） ３％
３−ＨＨＢ−Ｆ （３−１） ４％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ８％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （１１−１） ５％
３−ＨＨＢ−３ （１１−１） ４％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ４％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ４％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ７％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ５％
ＮＩ＝９０．６℃；Δｎ＝０．０９７；η＝２８．９ｍＰａ・ｓ；Δε＝６．０；Ｖｔｈ＝２．２３Ｖ．
【０１４６】
使用例３
３−ＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ａ−１） ５％
５−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−９） １０％
５−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （５） ８％
３−ＨＢ−Ｃ （５−２） ８％
Ｖ−ＨＢ−Ｃ （５−２） ８％
１Ｖ−ＨＢ−Ｃ （５−２） ８％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１０−５） ３％
３−ＨＨ−２Ｖ （１０−１） ３％
３−ＨＨ−２Ｖ１ （１０−１） ３％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ （１１−１） ９％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ５％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ７％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ （１１−１５） ６％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ （１１−１５） ６％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ （１１−１５） ５％
ＮＩ＝８０．５℃；Δｎ＝０．１３０；η＝２６．２ｍＰａ・ｓ；Δε＝９．７；Ｖｔｈ＝２．０４Ｖ．
【０１４７】
使用例４
３−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１） ５％
３−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−８） ５％
５−ＨＨＸｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−４） ４％
５−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５） ５％
Ｖ−ＨＢ−Ｃ （５−２） １１％
５−ＰｙＢ−Ｃ （５−８） ６％
４−ＢＢ−３ （１０−８） １１％
３−ＨＨ−２Ｖ （１０−１） １０％
５−ＨＨ−Ｖ （１０−１） １１％
Ｖ−ＨＨＢ−１ （１１−１） ７％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ （１１−１） ７％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ３％
１Ｖ２−ＨＢＢ−２ （１１−４） １０％
３−ＨＨＥＢＨ−３ （１２−６） ５％
ＮＩ＝７２．９℃；Δｎ＝０．１０８；η＝１９．３ｍＰａ・ｓ；Δε＝５．５；Ｖｔｈ＝２．３０Ｖ．
【０１４８】
使用例５
５−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−９） ８％
５−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−２） ６％
３−ＨＨＥｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−５） ８％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ （５） ６％
３−ＨＢ−Ｃ （５−２） １８％
２−ＢＴＢ−１ （１０−１０） １０％
５−ＨＨ−ＶＦＦ （１０−１） ２０％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ３％
ＶＦＦ−ＨＨＢ−１ （１１−１） ４％
ＶＦＦ２−ＨＨＢ−１ （１１−１） ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ （１１−１５） ５％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ （１１−１５） ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ （１１−１５） ４％
ＮＩ＝６８．４℃；Δｎ＝０．１２６；η＝２３．５ｍＰａ・ｓ；Δε＝７．６；Ｖｔｈ＝１．９６Ｖ．
【０１４９】
使用例６
３−ＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ａ−１） １０％
３−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１） １０％
５−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−２） ５％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ６％
３−ＨＨ−４ （１０−１） ４％
３−ＨＨ−５ （１０−１） ２％
３−ＨＨＢ−Ｆ （３−１） ２％
３−ＨＨＢ−ＣＬ （３−１） ２％
４−ＨＨＢ−ＣＬ （３−１） ２％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） １０％
４−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ９％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ９％
７−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ８％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２３） ４％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （１２−１） ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ２％
４−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−１５） ３％
４−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−１５） ３％
ＮＩ＝１０２．２℃；Δｎ＝０．０８６；η＝３０．０ｍＰａ・ｓ；Δε＝４．３；Ｖｔｈ＝２．４８Ｖ．
【０１５０】
使用例７
５−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−２） ８％
３−ＢＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１５） ６％
３−ＨＨＥｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−５） ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ９％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ９％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ８％
５−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ８％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） １２％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） １２％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２７） ７％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
５−ＨＨＥＢＢ−Ｆ （４） ２％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−１５） ３％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−４ （１２−１） ４％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （１２−１） ４％
ＮＩ＝９５．５℃；Δｎ＝０．１０８；η＝３９．１ｍＰａ・ｓ；Δε＝８．４；Ｖｔｈ＝１．８８Ｖ．
【０１５１】
使用例８
３−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−８） ５％
５−ＨＨＸｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−４） ５％
５−ＨＢ−Ｆ （２−１） １２％
６−ＨＢ−Ｆ （２−１） ９％
７−ＨＢ−Ｆ （２−１） ７％
２−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ７％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ７％
４−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ７％
５−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ５％
３−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ （３−４） ４％
５−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ （３−４） ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ２Ｈ （３−３） ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ３ （３−３） ５％
３−ＨＨ２Ｂ（Ｆ）−Ｆ （３−５） ３％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２３） ５％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２３） ５％
５−ＨＢＢＨ−３ （１２−１） ３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３ （１２−２） ３％
ＮＩ＝７９．５℃；Δｎ＝０．０８５；η＝１６．８ｍＰａ・ｓ；Δε＝４．５；Ｖｔｈ＝２．５１Ｖ．
【０１５２】
使用例９
３−ＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ａ−１） ７％
５−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−９） ８％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ３％
３−ＨＨ−４ （１０−１） ８％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ８％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） ２０％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） ８％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） １０％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） ３％
５−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） ３％
２−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３６） ３％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３６） ５％
５−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３６） ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ６％
ＮＩ＝７４．８℃；Δｎ＝０．０９８；η＝２６．７ｍＰａ・ｓ；Δε＝８．４；Ｖｔｈ＝１．６２Ｖ．
【０１５３】
使用例１０
３−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−８） ５％
３−ＢＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１５） ５％
３−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ３％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ２％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ５％
３−Ｈ２ＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１３） ５％
５−Ｈ４ＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１９） １５％
Ｖ−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ５％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ５％
３−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＣＦ３ （３−２１） ８％
５−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＣＦ３ （３−２１） １０％
５−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ５％
５−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２１） ７％
２−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２６） ５％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２６） ５％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３６） ５％
ＮＩ＝６７．６℃；Δｎ＝０．０９７；η＝３０．２ｍＰａ・ｓ；Δε＝８．７；Ｖｔｈ＝１．６１Ｖ．
【０１５４】
使用例１１
５−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−９） ８％
５−ＨＨＸｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−４） ７％
３−ＨＨＥｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−５） ７％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ５％
７−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−３） ３％
３−ＨＨ−４ （１０−１） １０％
３−ＨＨ−５ （１０−１） ５％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１０−５） ５％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ８％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （１１−１） ５％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ７％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ６％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ５％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ５％
ＮＩ＝７７．９℃；Δｎ＝０．０７２；η＝２７．８ｍＰａ・ｓ；Δε＝３．６；Ｖｔｈ＝１．９３Ｖ．
【０１５５】
使用例１２
３−ＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ａ−１） ５％
３−ＢＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−８） ５％
５−ＨＨＸｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−４） ５％
３−ＨＨＥｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−５） ５％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ３％
７−ＨＢ（Ｆ）−Ｆ （２−２） ５％
３−ＨＨ−４ （１０−１） ９％
３−ＨＨ−ＥＭｅ （１０−２） ５％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ８％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ８％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） １０％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） ５％
４−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９１） ５％
５−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９１） ６％
２−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９４） ４％
３−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９４） ５％
５−ＧＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９７） ７％
ＮＩ＝７１．８℃；Δｎ＝０．０６６；η＝２９．３ｍＰａ・ｓ；Δε＝６．９；Ｖｔｈ＝１．４３Ｖ．
【０１５６】
使用例１３
３−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１） ５％
５−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−２） １０％
５−ＨＨＸｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−４） ５％
３−ＨＨ−４ （１０−１） ８％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ６％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） １０％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ９％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） ５％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−８５） ２５％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （１２−１） ７％
２−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−１５） ４％
ＮＩ＝８４．７℃；Δｎ＝０．１０２；η＝３０．９ｍＰａ・ｓ；Δε＝９．７；Ｖｔｈ＝１．４８Ｖ．
【０１５７】
使用例１４
５−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−９） ５％
３−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−８） ６％
３−ＨＨＥｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−５） ６％
３−ＨＨ−４ （１０−１） ５％
３−ＨＨ−５ （１０−１） ５％
３−ＨＨ−Ｏ１ （１０−１） ３％
３−ＨＨ−Ｏ３ （１０−１） ３％
３−ＨＢ−Ｏ１ （１０−５） ５％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１０−５） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （７−１） １０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （７−１） １０％
３−ＨＨＥＨ−３ （１１） ３％
３−ＨＨＥＨ−５ （１１） ２％
４−ＨＨＥＨ−３ （１１） ２％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ （８−１） ４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ （８−１） ４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （８−１） １２％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （８−１） １０％
ＮＩ＝７２．５℃；Δｎ＝０．０７９；η＝３２．５ｍＰａ・ｓ；Δε＝−２．０．
【０１５８】
上記の使用例７において、組成物に基づいて０．２５％の光学活性化合物（Ｏｐ−５）を添加したところ、らせんピッチの値は６１．０μｍであった。
【発明の効果】
化合物（１）は、化合物に必要な一般的物性、小さな光学異方性、大きな誘電率異方性、および他の液晶性化合物との優れた相溶性において、複数の物性を充足している液晶性化合物である。そして、化合物（１）を含有する液晶組成物は、化合物に必要な一般的物性、小さな光学異方性、大きな誘電率異方性、および他の液晶性化合物との優れた相溶性において、複数の物性を充足している。さらに、この組成物を含有する液晶表示素子は優れた特性を有する。
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶性化合物、液晶組成物および液晶表示素子に関する。さらに詳しくは２−トリフルオロメチルジヒドロピラン環を有する液晶性化合物、この化合物を含有する液晶組成物、およびこの組成物を含有する液晶表示素子に関する。
【０００２】
液晶性化合物の用語は、液晶相を有する化合物および液晶相を有さないが液晶組成物の成分として有用な化合物の総称として用いる。液晶性化合物、液晶組成物、液晶表示素子をそれぞれ化合物、組成物、素子と表記することがある。式（１）から式（１３）で表わされる化合物をそれぞれ化合物（１）から化合物（１３）と表記することがある。式（２）から式（１２）において、六角形で囲んだＢ、Ｄ、Ｅなどの構造単位は環Ｂ、環Ｄ、環Ｅなどを示す。そのほかの六角形は１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレンおよびピリミジン−２，５−ジイルである。
【０００３】
【従来の技術】
液晶表示素子は、表示方式に基づいてＴＮ（Twisted nematic）、ＴＮ−ＴＦＴ（Twisted nematic−Thin film transistor）、ＢＴＮ（Bistable twisted nematic）、ＳＴＮ（Super twisted nematic）、ＩＰＳ（In-plane switching）、ＧＨ（Guest host）、ＤＳ（Dynamic scattering）、ＶＡ（Vertical alignment）、ＯＣＢ（Optically compensated bend）、ＥＣＢ（Electrically controlled birefringence）、ＰＣ（Phase change）などのモードに分類される。
【０００４】
これらの素子は、適切な物性を有する液晶組成物を含有する。素子の特性を向上させるには、この組成物が適切な物性を有する液晶性化合物を含有するのが好ましい。この化合物に必要な一般的物性は、水、空気、熱、光などに対する安定性、液晶相の広い温度範囲、小さな粘度、適切な光学異方性、適切な誘電率異方性、他の液晶性化合物との良好な相溶性などである。ネマチック相の高い上限温度を有する化合物は好ましい。ネマチック相、スメクチック相などの液晶相において低い下限温度を有する化合物は好ましい。小さな粘度を有する化合物は短い応答時間を有する素子に寄与する。低い電圧で素子を駆動するには正に大きな誘電率異方性を有する化合物または負に大きな誘電率異方性を有する化合物が好ましい。小さな誘電率異方性を有する化合物は粘度などを調整するのに好ましい。組成物を調製するには他の化合物との良好な相溶性を有する化合物が好ましい。素子を氷点下の温度で使うこともあるので、低い温度で良好な相溶性を有する化合物が好ましい。
【０００５】
液晶表示素子における第１の課題は、消費電力を小さくすることである。消費電力を小さくするには、素子の駆動電圧は低い方がよい。そこで、しきい値電圧の低い液晶組成物が要求される。しきい値電圧（Ｖｔｈ）は、下式により表わされる（例えば、非特許文献１参照。）。
Ｖｔｈ＝π｛Ｋ／（ε0・Δε）｝1/2
この式において、Ｋは組成物の弾性定数、ε0は真空の誘電率およびΔεは組成物の誘電率異方性である。この式から判るように、しきい値電圧を下げる方法は、誘電率異方性を大きくするか、または弾性定数を小さくするかの二通りである。弾性定数を制御することは容易でないので、通常は大きな誘電率異方性を有する組成物を用いる。このような事情から誘電率異方性の大きな化合物が開発されてきた。
【０００６】
液晶表示素子における第２の課題は、レタデーション（retardation）の最適化である。レタデーションは組成物の光学異方性と素子のセルギャップとの積である。反射型の素子においては、セルギャップを小さくするのは特に困難であるので、小さな光学異方性を有する組成物が好ましい。つまり、小さな光学異方性を有する化合物が必要になる。前述のようにしきい値電圧を下げるためには大きな誘電率異方性が必要である。したがって、小さな光学異方性と大きな誘電率異方性を有する化合物が必要である。
【０００７】
【非特許文献１】
Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1970, 12, 57
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第一の目的は、化合物に必要な一般的物性、小さな光学異方性、大きな誘電率異方性、および他の液晶性化合物との優れた相溶性において、複数の物性を充足する液晶性化合物を提供することである。第二の目的は、この化合物を含有する液晶組成物、そしてこの組成物を含有する液晶表示素子を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは化合物（１）が、化合物に必要な一般的物性、小さな光学異方性、大きな誘電率異方性、および他の液晶性化合物との優れた相溶性において、複数の物性を充足することを見いだした。この化合物を含有する組成物は、小さな光学異方性、大きな誘電率異方性、および大きな電圧保持率を有し、そしてこの組成物が液晶表示素子に有用であることも見いだした。本発明の目的を達成するための本発明の態様は下記のとおりである。化合物（１）における末端基、環および結合基に関して、好ましい例も述べる。
【００１０】
１．下記の式（１）で表される化合物
【００１１】
「アルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−などで置き換えられてもよい」の句の意味を一例で示す。Ｃ４Ｈ９−において任意の−ＣＨ２−を−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えた基の一部は、Ｃ３Ｈ７Ｏ−、ＣＨ３−Ｏ−（ＣＨ２）２−、ＣＨ３−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−、Ｈ２Ｃ＝ＣＨ−（ＣＨ２）３−、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ２）２−、およびＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２−Ｏ−である。このように「任意の」語は、「区別なく選択された少なくとも１つの」を意味する。化合物の安定性を考慮して、酸素と酸素とが隣接したＣＨ３−Ｏ−Ｏ−ＣＨ２−よりも、酸素と酸素とが隣接しないＣＨ３−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−の方が好ましい。
【００１２】
好ましいＲａは、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルコキシ、アルキルチオ、アルキルチオアルコキシ、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルオキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルキニル、およびアルキニルオキシである。少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられたこれらの基も好ましい。好ましいハロゲンはフッ素および塩素である。より好ましいハロゲンはフッ素である。これらの基は分岐鎖よりも直鎖の方が好ましい。分岐したＲａは化合物（１）が光学活性であるときに好ましい。より好ましいＲａは任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよいアルキル、アルコキシ、アルケニル、およびアルケニルオキシである。特に好ましいＲａは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよいアルキルである。アルキルの炭素数は１〜２０である。好ましいアルキルの炭素数は１〜１０である。より好ましいアルキルの炭素数は１〜６である。
【００１３】
アルケニルにおける−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。１−プロペニル、１−ブテニル、１−ペンテニル、１−ヘキセニル、３−ペンテニル、３−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはトランス配置が好ましい。２−ブテニル、２−ペンテニル、２−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはシス配置が好ましい。好ましい立体配置を有するアルケニルは、高い透明点または液晶相の広い温度範囲を有する。Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985,
131, 109.を参照。
【００１４】
具体的なＲａは、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、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、メトキシメチル、メトキシエチル、メトキシプロピル、エトキシメチル、エトキシエチル、エトキシプロピル、プロポキシメチル、ビニル、１−プロペニル、２−プロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ブテニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、３−ペンテニル、４−ペンテニル、２−プロペニルオキシ、２−ブテニルオキシ、２−ペンテニルオキシ、１−プロピニル、および１−ペンチニルである。
【００１５】
具体的なＲａは、２−フルオロエチル、３−フルオロプロピル、２，２，２−トリフルオロエチル、２−フルオロビニル、２，２−ジフルオロビニル，３−フルオロ−１−プロペニル、３，３，３−トリフルオロ−１−プロペニル、４−フルオロ−１−プロペニル、および４，４−ジフルオロ−３−ブテニルでもある。より好ましいＲａは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルである。特に好ましいＲａは、エチル、プロピルおよびペンチルである。
【００１６】
Ａ1、Ａ2、およびＡ3は独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリダジン−３，６−ジイルであり、これらの環において任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。より好ましいＡ1、Ａ2、およびＡ3は独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、または任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい１，４−フェニレンである。好ましいハロゲンはフッ素である。
【００１７】
好ましいＡ１、Ａ２、およびＡ3は１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，３，５−トリフルオロ−１，４−フェニレン、２，３，５，６−テトラフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、６−フルオロピリジン−２，５−ジイル、３−フルオロピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、およびピリダジン−３，６−ジイルである。１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルの立体配置は、シスよりもトランスが好ましい。より好ましいＡ１、Ａ２、およびＡ3は１，４−シクロヘキシレンおよび１，４−フェニレンである。
【００１８】
Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は独立して単結合、−（ＣＨ2）2−、−（ＣＦ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ2）4−、−（ＣＨ2）3Ｏ−、または−Ｏ（ＣＨ2）3−である。
【００１９】
好ましいＺ1、Ｚ2およびＺ3は単結合、−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、および−Ｃ≡Ｃ−である。より好ましいＺ1、Ｚ2およびＺ3は、単結合、−（ＣＨ2）2−、および−（ＣＨ２）４−である。−ＣＨ＝ＣＨ−および−ＣＦ＝ＣＦ−の立体配置はシスよりもトランスが好ましい。特に好ましいＺ1、Ｚ2およびＺ3は、単結合である。
【００２０】
ｍおよびｎは独立して０または１である。ｍおよびｎが０である化合物は二環を有する。ｍが０であり、ｎが１である化合物は三環を有する。ｍおよびｎが１である化合物は四環を有する。化合物の物性に大きな差異がないので、化合物（１）は２Ｈ（重水素）、１３Ｃなどの同位体を天然存在比の量より多く含んでもよい。
【００２１】
２． 項１に記載の式（１）において、Ａ1、Ａ2、およびＡ3が独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、または任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい１，４−フェニレンである項１に記載の化合物。
３． 項１に記載の式（１）において、Ｚ1、Ｚ2およびＺ3が独立して単結合、−（ＣＨ2）2−または−（ＣＨ２）４−である項１または２に記載の化合物。
【００２２】
４． 項１に記載の式（１）において、Ｒａが任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい炭素数１〜２０の、アルキル、アルコキシ、アルケニル、およびアルケニルオキシである項１〜３のいずれか１項に記載の化合物。
５． 項１に記載の式（１）において、Ｒａが任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい炭素数１〜２０のアルキルである項１〜３のいずれか１項に記載の化合物。
【００２３】
６． 項１に記載の式（１）において、Ｚ1、Ｚ2およびＺ3が単結合である項１〜５のいずれか１項に記載の化合物。
７． 項１に記載の式（１）において、ｍおよびｎが０である項１〜６のいずれか１項に記載の化合物。
【００２４】
８． 項１に記載の式（１）において、ｍが０およびｎが１である項１〜６のいずれか１項に記載の化合物。
９． 項１に記載の式（１）において、ｍが１およびｎが１である項１〜６のいずれか１項に記載の化合物。
１０． 項１〜９のいずれか１項に記載した少なくとも１つの化合物を含有する液晶組成物。
【００２５】
１１． 下記の式（２）、（３）および（４）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する請求項１０に記載の組成物。
式中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ１はフッ素、塩素、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、または−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３であり；環Ｂおよび環Ｄは独立して１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、環Ｅは１，４−シクロヘキシレンまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ４およびＺ５は独立して−（ＣＨ２)２−、−（ＣＨ２)４−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合であり；そしてＬ１およびＬ２は独立して水素またはフッ素である。
【００２７】
１２． 下記の式（５）および（６）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１０に記載の組成物。
式中、Ｒ２およびＲ３は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ２は−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮであり；環Ｇは１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；環Ｊは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２、５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；環Ｋは１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；Ｚ６は−（ＣＨ２)２−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または単結合であり；Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は独立して水素またはフッ素であり；そしてｂ、ｃおよびｄは独立して０または１である。
【００２９】
１３． 下記の式（７）、（８）および（９）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１０に記載の組成物。
式中、Ｒ４およびＲ5は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；環Ｍおよび環Ｐは独立して１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；Ｚ７およびＺ８は独立して−（ＣＨ２)２−、−ＣＯＯ−または単結合であり；そしてＬ６およびＬ７は独立して水素またはフッ素であり、Ｌ６とＬ７の少なくとも１つはフッ素である。
【００３１】
１４． 下記の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１０に記載の組成物。
式中、Ｒ６およびＲ７は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；環Ｑ、環Ｔおよび環Ｕは独立して１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２、５−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；そしてＺ９およびＺ１０は独立して−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ２)２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。
【００３３】
１５． 項１４に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１３に記載の組成物。
１６． 項１４に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する１２項に記載の組成物。
【００３４】
１７． 項１２に記載の式（５）および（６）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１１に記載の組成物。
１８． 項１４に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１７に記載の組成物。
【００３５】
１９． 項１４に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１３に記載の組成物。
２０． 少なくとも１つの光学活性化合物をさらに含有する項８〜１９のいずれか１項に記載の組成物。
２１． 項８〜２０項に記載の組成物を含有する液晶表示素子。
【００３６】
２２． 下記の式（１３）で表されるホスホニウム塩に塩基を作用することを特徴とする、項１記載の式（１）で表される化合物の製造方法。
化合物（２）から化合物（１２）において、好ましい基は次のとおりである。分岐のアルキルよりも直鎖のアルキルが好ましい。１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルの立体配置はシスよりもトランスが好ましい。「アルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい」の句の意味は、本発明の態様の項１において述べた。Ｒ１、環Ｂなどの記号を複数の化合物において用いたが、これらのＲ１（または環Ｂなど）は同一であってもよいし、異なってもよい。化合物の物性に大きな差異がないので、これらの化合物は２Ｈ（重水素）、１３Ｃなどの同位体を天然存在比の量より多く含んでもよい。
【００３８】
【発明の実施の態様】
第一に、本発明の化合物（１）をさらに説明する。この化合物は、素子が通常使用される条件下において物理的および化学的に極めて安定であり、そして他の液晶性化合物との相溶性がよい。この化合物を含有する組成物は、素子が通常使用される条件下で安定である。この組成物を低温で保管しても、この化合物が固体として析出することがない。この化合物は小さな光学異方性および大きな誘電率異方性を有する。
【００３９】
化合物（１）の末端基、環および結合基を適当に選択することによって、光学異方性などの物性を任意に調整することが可能である。末端基Ｒａ、環Ａ１〜Ａ３、および結合基Ｚ１〜Ｚ３の種類が、化合物（１）の物性に与える効果を以下に説明する。化合物（１）を組成物に添加すると、化合物（１）の物性は組成物のそれに影響する。
【００４０】
化合物（１）のＲａが直鎖であるときは液晶相の温度範囲が広く、そして粘度が小さい。Ｒａが分岐鎖であるときは他の液晶性化合物との相溶性がさらによい。Ｒａが光学活性基である化合物は、キラルドーパントとして有用である。この化合物を組成物に添加することによって、素子に発生するリバース・ツイスト・ドメイン（reverse twisted domain）を防止することができる。Ｒａが光学活性基でない化合物は組成物の成分として有用である。
【００４１】
化合物（１）の環Ａ１、Ａ２、またはＡ３が、任意の水素がハロゲンで置き換えられた１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイルまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルのときは、誘電率異方性が大きい。この環が、任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリダジン−３，６−ジイルのときは光学異方性が大きい。この環が、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレンまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルのときは光学異方性が小さい。
【００４２】
少なくとも２つの環が１，４−シクロヘキシシレンであるときは、透明点が高く、光学異方性が小さく、そして粘度が小さい。少なくとも１つの環が１，４−フェニレンのときは、光学異方性が比較的大きい。少なくとも２つの環が１，４−フェニレンのときは、光学異方性が大きく、液晶相の温度範囲が広く、そして透明点が高い。
【００４３】
結合基Ｚ１、Ｚ２またはＺ３が単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、または−（ＣＨ2）4−のときは粘度が小さい。結合基が単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−（ＣＨ2）4−のときは粘度がより小さい。結合基が−ＣＨ＝ＣＨ−または−ＣＦ＝ＣＦ−のときは液晶相の温度範囲が広く、そして弾性定数比が大きい。結合基が−Ｃ≡Ｃ−のときは光学異方性が大きい。
【００４４】
化合物（１）が二環または三環を有するときは粘度が小さく、二環を有するときは粘度がより小さい。化合物（１）が三環または四環を有するときは透明点が高く、四環を有するときは透明点がより高い。三環を有するときは小さな粘度と高い透明点を有する。以上のように、末端基、環および結合基の種類、環の数を適当に選択することにより目的の物性を有する化合物を得ることができる。
【００４５】
化合物（１）の好ましい例は化合物（１−１）〜（１−３０）である。これらの化合物におけるＲａ、Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3記号の意味は、本発明の態様の項１に記載したそれと同一である。これらの化合物に存在する１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリダジン−３，６−ジイルの環において、任意の水素はフッ素のようなハロゲンで置き換えられてもよい。
【００４６】
化合物（１−１）〜（１−３０）において、好ましいＲａは、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルコキシ、アルキルチオ、アルキルチオアルコキシ、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルオキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルキニル、およびアルキニルオキシである。少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられたこれらの基も好ましい。より好ましいＲａは任意の水素がフッ素で置き換えられてもいい、アルキル、アルコキシ、アルケニル、およびアルケニルオキシである。特に好ましいＲａは任意の水素がフッ素で置き換えられてもいいアルキルである。
【００４７】
化合物（１−１）〜（１−３０）において、好ましいＺ1、Ｚ2およびＺ3は単結合、−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、および−Ｃ≡Ｃ−である。より好ましいＺ1、Ｚ2およびＺ3は、単結合、−（ＣＨ2）2−、および−（ＣＨ２）４−である。特に好ましいＺ1、Ｚ2およびＺ3は、単結合である。
【００４８】
化合物（１）は有機合成化学における手法を適当に組み合わせることにより合成できる。出発物質に目的の末端基、環および結合基を導入する方法は、フーベン・バイルによるメソッド・オブ・オーガニック・ケミストリー（Houben-Wyle, Methods of Organic Chemistry, Georg Thieme Verlag, Stuttg）、オーガニック・シンセシス（Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc）、オーガニック・アクションズ（Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc)、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス（Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press）、新実験化学講座（丸善）などの成書に記載されている。
【００５２】
２−トリフルオロメチルジヒドロピラン環を合成する方法の一例を下記のスキームに示す。この方法に基づいてこの環を有する化合物を合成する。このスキームを説明したあと、結合基を生成する方法の一例を述べる。
【００５３】
ホスホニウム塩（１３）は、対応するハロゲン化物とトリフェニルホスフィンから合成できる。ホスホニウム塩（１３）を、塩基性条件で処理することで目的の化合物（１）を合成することができる。ホスホニウム塩の調製方法は、Organic Reactions，Vol 14，(1965)に詳しい記載がある。
【００５５】
ホスホニウム塩（１３）から化合物（１）を合成するウイティッヒ反応には公知の塩基を好適に使用できる。塩基の例は、ヘキサメチルジシランナトリウム、ｎ−ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウム、ｔ−ブチルリチウム、水素化ナトリウム、カリウム−ｔ−ブトオキシド等である。反応温度は−７８℃から溶媒の還流温度であるが、０℃から室温の間で反応は十分進行する。反応時間は数分から数時間であるが、通常１ないし２時間で反応は完結する。反応溶媒は使用する試薬と反応しないものであればいずれのものでも好適に使用できる。反応溶媒の例は、テトラヒドロキシフラン、ジエチルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテル等である。これらの溶媒にトルエン、ベンゼン、ヘキサン、ヘプタン等を混合してもよい。化合物（１３）は対応する１級アルコールにトリフルオロ酢酸無水物を作用させることによって合成できる。この化合物は、後述の実施例に示したように、単離せずに次の反応に使用してもよい。
【００５６】
結合基Ｚ１、Ｚ２またはＺ３を生成する方法の一例に関して、最初にスキームを示し、次に項（Ｉ）〜項（XI）でスキームを説明する。このスキームにおいて、ＭＳＧ１またはＭＳＧ２は少なくとも１つの環を有する１価の有機基である。スキームで用いた複数のＭＳＧ１（またはＭＳＧ２）は、同一であってもよいし、異なってもよい。化合物（１Ａ）から（１Ｋ）は化合物（１）に相当する。Ｈａｌは臭素、またはヨウ素を表す。
【００５７】
（Ｉ）単結合の生成
アリールホウ酸（１４）と公知の方法で合成される化合物（１５）とを、炭酸塩水溶液とテトラキストリフェニルホスフィンパラジウムのような触媒の存在下で反応させて化合物（１Ａ）を合成する。この化合物（１Ａ）は、公知の方法で合成される化合物（１６）にｎ−ブチルリチウムを、次いで塩化亜鉛を反応させ、ジクロロビストリフェニルホスフィンパラジウムのような触媒の存在下で化合物（１５）を反応させることによっても合成される。
【００６５】
（II）−ＣＯＯ−と−ＯＣＯ−の生成
化合物（１６）にｎ−ブチルリチウムを、続いて二酸化炭素を反応させてカルボン酸（１７）を得る。化合物（１７）と、公知の方法で合成されるフェノール（１８）とをＤＣＣ（１，３−ジシクロヘキシルカルボジイミド）とＤＭＡＰ（４−ジメチルアミノピリジン）の存在下で脱水させて−ＣＯＯ−を有する化合物（１Ｂ）を合成する。この方法によって−ＯＣＯ−を有する化合物も合成できる。
【００６６】
（III）−ＣＦ２Ｏ−と−ＯＣＦ２−の生成
化合物（１Ｂ）をローソン試薬のような硫黄化剤で処理して化合物（１９）を得る。化合物（１９）をフッ化水素ピリジン錯体とＮＢＳ（Ｎ−ブロモスクシンイミド）でフッ素化し、−ＣＦ２Ｏ−を有する化合物（１Ｃ）を合成する。M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 1992，827.を参照。化合物（１Ｃ）は化合物（２４）を（ジエチルアミノ）サルファトリフルオリドでフッ素化しても合成される。William H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768.を参照。この方法によって−ＯＣＦ２−を有する化合物も合成できる。
【００６７】
（IV）−ＣＨ＝ＣＨ−の生成
化合物（１５）をｎ−ブチルリチウムで処理した後、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのホルムアミドと反応させてアルデヒド（２０）を得る。公知の方法で合成されるホスホニウム塩（２１）をカリウムｔ−ブトキシドのような塩基で処理して発生させたリンイリドを、アルデヒド（２０）に反応させて化合物（１Ｄ）を合成する。反応条件によってはシス体が生成するので、必要に応じて公知の方法によりシス体をトランス体に異性化する。
【００６８】
（V）−（ＣＨ２）２−の生成
化合物（１Ｄ）をパラジウム炭素のような触媒の存在下で水素化することにより、化合物（１Ｅ）を合成する。
【００６９】
（VI）−（ＣＨ２）４−の生成
ホスホニウム塩（２１）の代わりにホスホニウム塩（２２）を用い、項（IV）の方法にしたがって−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ−を有する化合物を得る。これを接触水素化して化合物（１Ｆ）を合成する。
【００７０】
（VII）−Ｃ≡Ｃ−の生成
ジクロロビストリフェニルホスフィンパラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下で、化合物（１６）に２−メチル−３−ブチン−２−オールを反応させたのち、塩基性条件下で脱保護して化合物（２３）を得る。ジクロロビストリフェニルホスフィンパラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下、化合物（２３）を化合物（１５）と反応させて、化合物（１Ｇ）を合成する。
【００７１】
（VIII）−ＣＦ＝ＣＦ−の生成
化合物（１６）をｎ−ブチルリチウムで処理したあと、テトラフルオロエチレンを反応させて化合物（２４）を得る。化合物（１５）をｎ−ブチルリチウムで処理したあと化合物（２４）と反応させて化合物（１Ｈ）を合成する。
【００７２】
（IX）−ＣＨ２Ｏ−または−ＯＣＨ２−の生成
化合物（２０）を水素化ホウ素ナトリウムなどの還元剤で還元して化合物（２５）を得る。これを臭化水素酸などでハロゲン化して化合物（２６）を得る。炭酸カリウムなどの存在下で、化合物（２６）を化合物（２７）と反応させて化合物（１Ｊ）を合成する。
【００７３】
（X）−（ＣＨ2）3Ｏ−または−Ｏ（ＣＨ2）3−の生成
化合物（２０）の代わりに化合物（２８）を用いて、項（IX）の方法にしたがって化合物（１Ｋ）を合成する。
【００７４】
（XI）−（ＣＦ2）2−の生成
J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 5414.に記載された方法に従い、ジケトン（−ＣＯＣＯ−）をフッ化水素触媒の存在下、四フッ化硫黄でフッ素化して−（ＣＦ2）2−を有する化合物を得る。
【００７５】
第二に、本発明の組成物をさらに説明する。以下で述べる化合物の量（百分率）は組成物の全重量に基づいた重量％である。この組成物は化合物（１）から選ばれる複数の化合物のみを成分として含有してもよい。好ましい組成物は化合物（１）から選択された少なくとも１つの化合物を１〜９９％の割合で含有する。この組成物は化合物（２）、（３）および（４）の群から選択された少なくとも１つの化合物、化合物（５）および（６）の群から選択された少なくとも１つの化合物、または化合物（７）、（８）および（９）の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、しきい値電圧などを調整する目的で、化合物（１０）、（１１）および（１２）の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、物性を調整する目的で、その他の化合物をさらに含有してもよい。
【００７６】
化合物（２）、（３）および（４）は、誘電率異方性が正で大きく、熱的安定性と化学的安定性が優れるので、主としてＴＮ−ＴＦＴモード用の組成物に用いられる。この組成物において、これらの化合物の量は１〜９９％である。好ましい量は１０〜９７％である。より好ましい量は４０〜９５％である。液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、しきい値電圧を調整する、などの目的で化合物（１０）、（１１）または（１２）を組成物にさらに添加してもよい。
【００７７】
化合物（５）および（６）は、誘電率異方性が正で非常に大きいので、主としてＳＴＮおよびＴＮモード用の組成物に用いられる。これらの化合物は組成物の液晶相の温度範囲を広げる、粘度と光学異方性とを調整する、しきい値電圧を下げる、しきい値電圧の急峻性を改良する、などの目的に使用される。ＳＴＮまたはＴＮモード用の組成物において、化合物（５）または（６）の量は１〜９９％の範囲である。好ましい量は１０〜９７％である。より好ましい量は４０〜９５％である。液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、またはしきい値電圧を調整する目的で化合物（１０）、（１１）または（１２）を組成物にさらに添加してもよい。
【００７８】
化合物（７）、（８）および（９）は誘電率異方性が負であるので、主としてＶＡモード用の組成物に用いられる。化合物（７）は粘度、光学異方性、およびしきい値電圧を調整する目的で使用される。化合物（８）は透明点を高くする、光学異方性を大きくする、しきい値電圧を下げる、などの目的に使用される。これらの化合物の量を増加させるとしきい値電圧が小さくなるが、粘度が大きくなる。したがって、しきい値電圧の要求値を満たすかぎり、より少ない量が好ましい。これらの化合物は誘電率異方性が負であり、かつその絶対値は５以下であるので、好ましい量は４０％以上である。より好ましい量は４０〜８０％である。弾性定数および電圧透過率曲線を調整する目的で、これらの化合物を誘電率異方性が正である組成物に添加してもよい。この場合の好ましい量は３０％以下である。
【００７９】
化合物（１０）、（１１）および（１２）において、誘電率異方性の絶対値は小さい。化合物（１０）は粘度または光学異方性を調整する目的で主に使用される。化合物（１１）および（１２）は透明点をあげて液晶相の温度範囲を広げる、または光学異方性を調整する目的で使用される。化合物（１０）、（１１）および（１２）の量を増加させると組成物のしきい値電圧が高くなり、粘度が低くなる。したがって、組成物のしきい値電圧の要求値を満たすかぎり多量に使用してもよい。ＴＮ−ＴＦＴモード用の組成物において、これらの化合物の好ましい量は４０％以下である。より好ましい量は３５％以下である。ＳＴＮまたはＴＮモード用の組成物において、これらの化合物の好ましい量は７０％以下である。より好ましい量は６０％以下である。
【００８０】
好ましい化合物（２）から（１２）は、それぞれ化合物（２−１）〜（２−９）、化合物（３−１）〜（３−９７）、化合物（４−１）〜（４−３３）、化合物（５−１）〜（５−５６）、化合物（６−１）〜（６−３）、化合物（７−１）〜（７−３）、化合物（８−１）〜（８−５）、化合物（９−１）〜（９−３）、化合物（１０−１）〜（１０−１１）、化合物（１１−１）〜（１１−１８）、および化合物（１２−１）〜（１２−６）である。これらの化合物において、Ｒ1、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ4、Ｒ５、Ｒ6、Ｒ７、Ｘ1、およびＸ２の記号の意味は、本発明の態様の項９から１２に記載した記号の意味と同一である。
【００８１】
本発明の組成物は公知の方法によって調製される。例えば、成分である化合物を混合し、加熱によって互いに溶解させる。組成物に適当な添加物を加えて組成物の物性を調整してもよい。このような添加物は当業者によく知られている。液晶のらせん構造を誘起して必要なねじれ角を与える目的でキラルドーパントが添加される。キラルドーパントの例は上記の光学活性化合物（Ｏｐ−１）〜（Ｏｐ−１３）である。
【０１１３】
キラルドーパントを組成物に添加してねじれのピッチを調整する。ＴＮおよびＴＮ−ＴＦＴモード用の好ましいピッチは４０〜２００μｍの範囲である。ＳＴＮモード用の好ましいピッチは６〜２０μｍの範囲である。ＢＴＮモード用の好ましいピッチは１．５〜４μｍの範囲である。ＰＣモード用の組成物にはキラルドーパントを比較的多量に添加する。ピッチの温度依存性を調整する目的で少なくとも２つのキラルドーパントを添加してもよい。
【０１１４】
本発明の組成物は、ＴＮ、ＴＮ−ＴＦＴ、ＳＴＮ、ＧＨ、ＤＳ、ＥＣＢなどのモード用に使用できる。メロシアニン、スチリル、アゾ、アゾメチン、アゾキシ、キノフタロン、アントラキノン、テトラジンなどの化合物である二色性色素を添加してＧＨモード用の組成物を調製する。本発明の組成物は、ネマチック液晶をマイクロカプセル化して作製したＮＣＡＰおよび液晶中に三次元網目状高分子を形成させたポリマー分散型液晶表示素子（ＰＤ−ＬＣＤ）、例えばポリマーネットワーク液晶表示素子（ＰＮ−ＬＣＤ）など、にも使用できる。
【０１１５】
【実施例】
第三に、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例によって制限されない。化合物の相転移温度において、Ｃ、Ｓｍ、ＳｍＡ、ＳｍＢ、Ｎ、およびＩは、それぞれ、結晶、スメクチック相、スメクチックＡ相、スメクチックＢ相、ネマチック相、および等方相である。かっこ内の相転移はそれがモノトロピックであることを示す。温度の単位は℃である。得られた化合物は核磁気共鳴スペクトル、質量スペクトルなどのデータに基づいて同定した。核磁気共鳴スペクトルにおいて、ｓはシングレット、ｄはダブレット、ｔはトリプレット、ｑはカルテット、ｍはマルチプレットである。ＴＨＦはテトラヒドロフランを示す。
【０１１６】
化合物（１）の誘電率異方性（Δε、２５℃）と光学異方性（Δｎ、２５℃）の測定にはベンゾニトリル誘導体からなる液晶組成物Ａ（ＮＩ点：７１．７℃、Δε：１１．０、Δｎ：０．１３２）を用いた。この組成物８５重量％に、１５重量％の化合物（１）を添加して試料を調製した。この測定法はあとで述べる。測定により得られた値を化合物（１）と液晶組成物Ａにおける物性値と重量比に基づいて外挿し、誘電率異方性と光学異方性の値を算出した。
【０１１７】
実施例１
（１）５−［４−（４−ペンチルシクロヘキシル）フェニル］−２−トリフルオロメチル−２，３−ジヒドロ−４Ｈ−ピラン（１−ｂ−８）の合成
【０１１９】
（第１段）
−７８℃に冷却した化合物（３０；６．０５ｇ）のＴＨＦ２０ｍＬ溶液に、１Ｍ／Ｌヘキサメチルジシラザンナトリウム塩（ＮａＨＤＭＳ）２０ｍＬを滴下し、さらに１５分間撹拌した。−７８℃でトリス（ジメチルアミノ）フィン８ｍＬを滴下撹拌し、−７８℃で２−（２−ブロモエトキシ）テトラヒドロピラン４．１８ｇを加え、室温まで温度を上げ、終夜撹拌した。反応混合物に氷水１０ｍＬを加え、有機層を分離させた。水層はジエチルエーテルで抽出した。有機層と抽出液を合わせ、蒸留水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去し、７．２１ｇの化合物（３１）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ（ｐｐｍ）；７．２４−７．０９（ｍ，４Ｈ），４．６０（ｔｔ，１Ｈ），３．７６（ｍ，２Ｈ），３．６３（ｓ，３Ｈ），３．４２（ｍ，１Ｈ），３．２７（ｍ，１Ｈ），２．４０（ｍ，２Ｈ），２．００（ｍ，１Ｈ），１．８８−１．８２（ｍ，５Ｈ），１．８０−１．５０（ｍ，６Ｈ），１．４２（ｄｑ，２Ｈ），１．２３（ｍ，９Ｈ），１．０４（ｄｑ，２Ｈ），０．８５（ｔ，３Ｈ）．
【０１２０】
（第２段）
窒素雰囲気下、０℃で水素化アルミニウムリチウム０．４５ｇのジエチルエーテル５０ｍＬ溶液に、化合物（３１；７．６０ｇ）のジエチルエーテル５０ｍＬ溶液を撹拌滴下し、その後２時間加熱還流させ、室温に戻し終夜撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液２０ｍＬを加え、有機層を分離させた。水層はジエチルエーテルで抽出した。有機層と抽出液を合わせ、飽和塩化アンモニウム水溶液で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去し、６．６７ｇの化合物（３２）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ（ｐｐｍ）；７．１２（ｍ，４Ｈ），４．６０（ｔｔ，１Ｈ），３．７４（ｍ，４Ｈ），３．４３−３．２２（ｍ，２Ｈ），２．９２（ｍ，１Ｈ），２．２２（ｔｔ，１Ｈ），２．０１（ｍ，２Ｈ），１．８３−１．７８（ｍ，５Ｈ），１．７５−１．４２（ｍ，６Ｈ），１．３９（ｄｑ，２Ｈ），１．２９（ｍ，９Ｈ），１．０１（ｄｑ，２Ｈ），０．９２（ｔ，３Ｈ）．
【０１２１】
（第３段）
室温で、化合物（３２；６．６７ｇ）のＴＨＦ２０ｍＬ溶液ピリジン１０ｍＬへ無水酢酸５ｍＬを滴下し、３時間撹拌した。反応混合物にペンタン／ジエチルエーテル混合溶液（１／１の体積比）１５０ｍＬを加え希釈し、氷浴で冷却しながら濃塩酸９．８ｍＬと氷５０ｇを撹拌しながらゆっくりと加えた。有機層を分液し、水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、２０％炭酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去し、７．２ｇの化合物（３３）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ（ｐｐｍ）；７．１３（ｍ，４Ｈ），４．４７（ｔｔ，１Ｈ），４．２０（ｄ，２Ｈ），３．８３−３．５６（ｍ，２Ｈ），３．４１（ｍ，１Ｈ），３．２３（ｍ，１Ｈ），３．０６（ｍ，１Ｈ），２．４１（ｔｔ，１Ｈ），２．１３−１．９７（ｍ，２Ｈ），２．００（ｓ，３Ｈ），１．８５−１．７９（ｍ，４Ｈ），１．７８−１．４８（ｍ，６Ｈ），１．４６（ｄｑ，２Ｈ），１．３２（ｍ，９Ｈ），１．０５（ｄｑ，２Ｈ），０．８８（ｔ，３Ｈ）．
【０１２２】
（第４段）
−１５℃で臭素５．７ｇを、トリフェニルホスフィン９．３ｇの塩化メチレン１４０ｍＬ溶液に撹拌滴下し、続いて−１５℃にて塩化メチレン１５ｍＬに溶解させた化合物（３３；７．１５ｇ）を撹拌滴下し、室温に戻し終夜撹拌した。反応混合物に塩化メチレン５０ｍＬを加えた後、この溶液を水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去し、６．５４ｇの化合物（３４）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ（ｐｐｍ）；７．１８−７．０８（ｍ，４Ｈ），４．２０（ｍ，２Ｈ），３．３３（ｍ，１Ｈ），３．１９−３．０８（ｍ，２Ｈ），２．２２（ｔｔ，１Ｈ），２．３２−２．０６（ｍ，２Ｈ），２．０３（ｓ，３Ｈ），１．８６−１．８１（ｍ，４Ｈ），１．４２（ｄｑ，２Ｈ），１．２３（ｍ，９Ｈ），１．０３（ｄｑ，２Ｈ），０．８５（ｔ，３Ｈ）．
【０１２３】
（第５段）
化合物（３４；６．５４ｇ）にトリフェニルホスフィン４．８５ｇを加え、窒素雰囲気下１００−１１０℃で、２４時間加熱した。反応混合物のメタノール５０ｍＬ溶液に、蒸留水５ｍＬおよび炭酸カリウム０．１２ｇを加え室温で終夜撹拌した。減圧下で溶媒を留去した後、反応物をジエチルエーテルで数回洗浄し、８．２９ｇの化合物（３５）を得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ３ＯＤ）：δ（ｐｐｍ）；７．７６−７．５７（ｍ，１５Ｈ），７．１８（ｍ，２Ｈ），７．０７（ｍ，２Ｈ），３．７２（ｄｄ，１Ｈ），３．６０（ｄｄ，１Ｈ），３．２０（ｄｍ，２Ｈ），２．８３（ｍ，１Ｈ），２．４３（ｔｔ，１Ｈ），２．３０（ｍ，２Ｈ），１．８５−１．８０（ｍ，４Ｈ），１．４１（ｄｑ，２Ｈ），１．２２（ｍ，９Ｈ），１．０３（ｄｑ，２Ｈ），０．８５（ｔ，３Ｈ）．
【０１２４】
（第６段）
窒素雰囲気下、化合物（３５；３．９ｇ）の塩化メチレン１０ｍＬ溶液へ、氷浴で冷却しながらトリフルオロ酢酸無水物１．５ｇを撹拌滴下し、その後室温に戻し２０分撹拌した。減圧下、揮発成分を留去した。、反応物のＴＨＦ１５ｍＬ溶液に、窒素雰囲気下、−７８℃にて１Ｍ−ＮａＨＭＤＳ／ＴＨＦ溶液９．５ｍＬを撹拌滴下した。室温に戻し、３８〜４５℃で３時間撹拌し、続いて室温で終夜撹拌した、反応混合物に０℃で緩衝溶液を加え、ｐＨ＝６に調整した。ペンタン／ジエチルエーテル混合溶液（２／１の体積比）１００ｍＬを加えた後、有機層を分液した。緩衝溶液、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去し、中性アルミナを用いたカラムクロマトグラフィーで精製し、０．８８ｇの目的とする化合物（１−ｂ−８）を得た。
Ｃ ８５℃ Ｉ．
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ（ｐｐｍ）；７．１８（ｍ，２Ｈ），７．１０（ｍ，２Ｈ），５．５８（ｔ，１Ｈ），４．３０（ｄｄｄ，１Ｈ）３．８９（ｔ，１Ｈ），３．０７（ｍ，１Ｈ），２．４４（ｔｔ，１Ｈ），２．３８−２．３３（ｍ，２Ｈ），１．８８−１．８４（ｍ，４Ｈ），１．４２（ｄｑ，２Ｈ），１．３１−１．１８（ｍ，９Ｈ），１．０３（ｄｑ，２Ｈ），０．８８（ｔ，３Ｈ）．
【０１２５】
実施例２
実施例１と同様にして、下記の化合物を合成する。実施例１で合成した化合物も例示した。これらの化合物において、誘電率異方性および光学異方性は測定値を外挿して得た。
【０１２６】
本発明の代表的な組成物を使用例１〜１４にまとめた。最初に、組成物の成分である化合物とその量（重量％）を示した。化合物は表１の取り決めに従い、左末端基、結合基、環構造、および右末端基の記号によって表示した。１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルの立体配置はトランスである。末端基の記号がない場合は、末端基が水素であることを意味する。次に組成物の物性値を示した。物性値の測定は、日本電子機械工業規格（Standard of Electronic Industries Association of Japan）、ＥＩＡＪ・ＥＤ−２５２１Ａに記載された方法、またはこれを修飾した方法に従った。
【０１３４】
ネマチック相−等方相の相転移温度（ＮＩ；℃）：偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、１℃／分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方相に変化したときの温度を測定した。この相転移温度は透明点ともいう。
【０１３６】
粘度（η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：粘度の測定にはＥ型粘度計を用いた。
【０１３７】
光学異方性（Δｎ；２５℃で測定）：光学異方性は、波長が５８９ｎｍの光によりアッベ屈折計を用いて測定した。
【０１３８】
誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）
１）Δεの値が正の組成物：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が９μｍ、ツイスト角が８０度の液晶セルに試料を入れた。このセルに２０ボルトを印加して、液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。０．５ボルトを印加して、液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。
【０１３９】
２）Δεの値が負の組成物：ホメオトロピック配向処理した液晶セルに試料を入れ、０．５ボルトを印加して誘電率（ε‖）を測定した。ホモジニアス配向処理した液晶セルに試料を入れ、０．５ボルトを印加して誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。
【０１４０】
しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；ボルト）：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が（０．５／Δｎ）μｍであり、ツイスト角が８０度である、ノーマリーホワイトモード（normally white mode）の液晶表示素子に試料を入れた。Δｎは上記の方法で測定した光学異方性の値である。この素子に周波数が３２Ｈｚである矩形波を印加した。矩形波の電圧を上昇させ、素子を通過する光の透過率が９０％になったときの電圧の値を測定した。
【０１４１】
電圧保持率：日本電子機械工業会規格（Standard of ElectricIndustries Association of Japan）ＥＩＡＪ・ＥＤ −２５２１Ａ に記載された液晶組成物および配向膜を有する素子の電圧保持率を測定する方法にしたがった。測定に用いたＴＮ素子はポリイミド配向膜を有し、そしてセルギャップは６μｍであった。２５℃のＴＮ素子に印加した電圧の波形を陰極線オシロスコープで観測し、単位周期において電圧曲線と横軸との間の面積を求めた。ＴＮ素子を取り除いたあと測定した電圧の波形から同様にして面積を求めた。２つの面積の値を比較して電圧保持率を算出した。
【０１４２】
らせんピッチ（２０℃で測定；μｍ）：らせんピッチの測定には、カノのくさび型セル法を用いた。カノのくさび型セルに試料を注入し、セルから観察されるディスクリネーションラインの間隔ａを測定した。らせんピッチ（Ｐ）は、式Ｐ＝２・ａ・ｔａｎθから算出した。θは、くさび型セルのおける２枚のガラス板の間の角度である。
【０１４３】
化合物の相溶性：類似の構造を有する幾つかの化合物を混合してネマチック相を有する母液晶を調製した。測定する化合物とこの母液晶とを混合した組成物を得た。混合する割合の一例は、１５％の化合物と８５％の母液晶である。この組成物を−２０℃、−３０℃のような低い温度で３０日間保管した。この組成物の一部が結晶（またはスメクチック相）に変化したか否かを観察した。必要に応じて混合する割合と保管温度とを調整した。この方法によって測定した結果から、結晶（またはスメクチック相）が析出する条件および結晶（またはスメクチック相）が析出しない条件を求めた。
【０１４４】
使用例１
５−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−９） ６％
３−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１） ５％
５−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−２） ５％
２−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５） ５％
３−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５） ４％
４−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５） １２％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ （５） １６％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１０−５） ２％
３−ＨＨ−４ （１０−１） ３％
３−ＨＨＢ−Ｆ （３−１） ３％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ４％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （１１−１） ４％
３−ＨＢＥＢ−Ｆ （３−３４） ４％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ５％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ５％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ （１１−１５） ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ （１１−１５） ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ （１１−１５） ４％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ （１１−１４） ５％
ＮＩ＝７９．７℃；Δｎ＝０．１３８；η＝４５．９ｍＰａ・ｓ；Δε＝２９．０；Ｖｔｈ＝１．０２Ｖ．
【０１４５】
使用例２
３−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−８） ５％
３−ＢＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１５） ５％
５−ＨＨＸｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−４） ５％
３−ＨＨＥｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−５） ５％
２−ＨＢ−Ｃ （５−２） ５％
３−ＨＢ−Ｃ （５−２） １２％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１０−５） ５％
２−ＢＴＢ−１ （１０−１０） ３％
３−ＨＨＢ−Ｆ （３−１） ４％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ８％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （１１−１） ５％
３−ＨＨＢ−３ （１１−１） ４％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ４％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ４％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ７％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ５％
ＮＩ＝９０．６℃；Δｎ＝０．０９７；η＝２８．９ｍＰａ・ｓ；Δε＝６．０；Ｖｔｈ＝２．２３Ｖ．
【０１４６】
使用例３
３−ＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ａ−１） ５％
５−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−９） １０％
５−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （５） ８％
３−ＨＢ−Ｃ （５−２） ８％
Ｖ−ＨＢ−Ｃ （５−２） ８％
１Ｖ−ＨＢ−Ｃ （５−２） ８％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１０−５） ３％
３−ＨＨ−２Ｖ （１０−１） ３％
３−ＨＨ−２Ｖ１ （１０−１） ３％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ （１１−１） ９％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ５％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ７％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ （１１−１５） ６％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ （１１−１５） ６％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ （１１−１５） ５％
ＮＩ＝８０．５℃；Δｎ＝０．１３０；η＝２６．２ｍＰａ・ｓ；Δε＝９．７；Ｖｔｈ＝２．０４Ｖ．
【０１４７】
使用例４
３−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１） ５％
３−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−８） ５％
５−ＨＨＸｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−４） ４％
５−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５） ５％
Ｖ−ＨＢ−Ｃ （５−２） １１％
５−ＰｙＢ−Ｃ （５−８） ６％
４−ＢＢ−３ （１０−８） １１％
３−ＨＨ−２Ｖ （１０−１） １０％
５−ＨＨ−Ｖ （１０−１） １１％
Ｖ−ＨＨＢ−１ （１１−１） ７％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ （１１−１） ７％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ３％
１Ｖ２−ＨＢＢ−２ （１１−４） １０％
３−ＨＨＥＢＨ−３ （１２−６） ５％
ＮＩ＝７２．９℃；Δｎ＝０．１０８；η＝１９．３ｍＰａ・ｓ；Δε＝５．５；Ｖｔｈ＝２．３０Ｖ．
【０１４８】
使用例５
５−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−９） ８％
５−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−２） ６％
３−ＨＨＥｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−５） ８％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ （５） ６％
３−ＨＢ−Ｃ （５−２） １８％
２−ＢＴＢ−１ （１０−１０） １０％
５−ＨＨ−ＶＦＦ （１０−１） ２０％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ３％
ＶＦＦ−ＨＨＢ−１ （１１−１） ４％
ＶＦＦ２−ＨＨＢ−１ （１１−１） ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ （１１−１５） ５％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ （１１−１５） ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ （１１−１５） ４％
ＮＩ＝６８．４℃；Δｎ＝０．１２６；η＝２３．５ｍＰａ・ｓ；Δε＝７．６；Ｖｔｈ＝１．９６Ｖ．
【０１４９】
使用例６
３−ＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ａ−１） １０％
３−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１） １０％
５−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−２） ５％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ６％
３−ＨＨ−４ （１０−１） ４％
３−ＨＨ−５ （１０−１） ２％
３−ＨＨＢ−Ｆ （３−１） ２％
３−ＨＨＢ−ＣＬ （３−１） ２％
４−ＨＨＢ−ＣＬ （３−１） ２％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） １０％
４−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ９％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ９％
７−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ８％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２３） ４％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （１２−１） ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ２％
４−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−１５） ３％
４−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−１５） ３％
ＮＩ＝１０２．２℃；Δｎ＝０．０８６；η＝３０．０ｍＰａ・ｓ；Δε＝４．３；Ｖｔｈ＝２．４８Ｖ．
【０１５０】
使用例７
５−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−２） ８％
３−ＢＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１５） ６％
３−ＨＨＥｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−５） ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ９％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ９％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ８％
５−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ８％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） １２％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） １２％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２７） ７％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
５−ＨＨＥＢＢ−Ｆ （４） ２％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−１５） ３％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−４ （１２−１） ４％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （１２−１） ４％
ＮＩ＝９５．５℃；Δｎ＝０．１０８；η＝３９．１ｍＰａ・ｓ；Δε＝８．４；Ｖｔｈ＝１．８８Ｖ．
【０１５１】
使用例８
３−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−８） ５％
５−ＨＨＸｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−４） ５％
５−ＨＢ−Ｆ （２−１） １２％
６−ＨＢ−Ｆ （２−１） ９％
７−ＨＢ−Ｆ （２−１） ７％
２−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ７％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ７％
４−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ７％
５−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ５％
３−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ （３−４） ４％
５−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ （３−４） ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ２Ｈ （３−３） ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ３ （３−３） ５％
３−ＨＨ２Ｂ（Ｆ）−Ｆ （３−５） ３％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２３） ５％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２３） ５％
５−ＨＢＢＨ−３ （１２−１） ３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３ （１２−２） ３％
ＮＩ＝７９．５℃；Δｎ＝０．０８５；η＝１６．８ｍＰａ・ｓ；Δε＝４．５；Ｖｔｈ＝２．５１Ｖ．
【０１５２】
使用例９
３−ＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ａ−１） ７％
５−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−９） ８％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ３％
３−ＨＨ−４ （１０−１） ８％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ８％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） ２０％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） ８％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） １０％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） ３％
５−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） ３％
２−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３６） ３％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３６） ５％
５−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３６） ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ６％
ＮＩ＝７４．８℃；Δｎ＝０．０９８；η＝２６．７ｍＰａ・ｓ；Δε＝８．４；Ｖｔｈ＝１．６２Ｖ．
【０１５３】
使用例１０
３−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−８） ５％
３−ＢＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１５） ５％
３−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ３％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ２％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ５％
３−Ｈ２ＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１３） ５％
５−Ｈ４ＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１９） １５％
Ｖ−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ５％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ５％
３−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＣＦ３ （３−２１） ８％
５−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＣＦ３ （３−２１） １０％
５−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ５％
５−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２１） ７％
２−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２６） ５％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２６） ５％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３６） ５％
ＮＩ＝６７．６℃；Δｎ＝０．０９７；η＝３０．２ｍＰａ・ｓ；Δε＝８．７；Ｖｔｈ＝１．６１Ｖ．
【０１５４】
使用例１１
５−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−９） ８％
５−ＨＨＸｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−４） ７％
３−ＨＨＥｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−５） ７％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ５％
７−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−３） ３％
３−ＨＨ−４ （１０−１） １０％
３−ＨＨ−５ （１０−１） ５％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１０−５） ５％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ８％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （１１−１） ５％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ７％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ６％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ５％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ５％
ＮＩ＝７７．９℃；Δｎ＝０．０７２；η＝２７．８ｍＰａ・ｓ；Δε＝３．６；Ｖｔｈ＝１．９３Ｖ．
【０１５５】
使用例１２
３−ＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ａ−１） ５％
３−ＢＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−８） ５％
５−ＨＨＸｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−４） ５％
３−ＨＨＥｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−５） ５％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ３％
７−ＨＢ（Ｆ）−Ｆ （２−２） ５％
３−ＨＨ−４ （１０−１） ９％
３−ＨＨ−ＥＭｅ （１０−２） ５％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ８％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ８％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） １０％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） ５％
４−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９１） ５％
５−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９１） ６％
２−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９４） ４％
３−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９４） ５％
５−ＧＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９７） ７％
ＮＩ＝７１．８℃；Δｎ＝０．０６６；η＝２９．３ｍＰａ・ｓ；Δε＝６．９；Ｖｔｈ＝１．４３Ｖ．
【０１５６】
使用例１３
３−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１） ５％
５−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−２） １０％
５−ＨＨＸｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−４） ５％
３−ＨＨ−４ （１０−１） ８％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ６％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） １０％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ９％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） ５％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−８５） ２５％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （１２−１） ７％
２−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−１５） ４％
ＮＩ＝８４．７℃；Δｎ＝０．１０２；η＝３０．９ｍＰａ・ｓ；Δε＝９．７；Ｖｔｈ＝１．４８Ｖ．
【０１５７】
使用例１４
５−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−９） ５％
３−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−８） ６％
３−ＨＨＥｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−５） ６％
３−ＨＨ−４ （１０−１） ５％
３−ＨＨ−５ （１０−１） ５％
３−ＨＨ−Ｏ１ （１０−１） ３％
３−ＨＨ−Ｏ３ （１０−１） ３％
３−ＨＢ−Ｏ１ （１０−５） ５％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１０−５） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （７−１） １０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （７−１） １０％
３−ＨＨＥＨ−３ （１１） ３％
３−ＨＨＥＨ−５ （１１） ２％
４−ＨＨＥＨ−３ （１１） ２％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ （８−１） ４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ （８−１） ４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （８−１） １２％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （８−１） １０％
ＮＩ＝７２．５℃；Δｎ＝０．０７９；η＝３２．５ｍＰａ・ｓ；Δε＝−２．０．
【０１５８】
上記の使用例７において、組成物に基づいて０．２５％の光学活性化合物（Ｏｐ−５）を添加したところ、らせんピッチの値は６１．０μｍであった。
【発明の効果】
化合物（１）は、化合物に必要な一般的物性、小さな光学異方性、大きな誘電率異方性、および他の液晶性化合物との優れた相溶性において、複数の物性を充足している液晶性化合物である。そして、化合物（１）を含有する液晶組成物は、化合物に必要な一般的物性、小さな光学異方性、大きな誘電率異方性、および他の液晶性化合物との優れた相溶性において、複数の物性を充足している。さらに、この組成物を含有する液晶表示素子は優れた特性を有する。
Claims (18)
- 下記の式（１）で表される化合物。
式（１）において、Ｒａは炭素数１〜７のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−（ＣＨ２ ） ２−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ａ1、Ａ2、およびＡ3は独立して１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、または１，４−フェニレンであり、１，４−フェニレンにおいて任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく、；Ｚ1は単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−であり、Ｚ 2 は単結合、−（ＣＨ 2 ） 2 −、−（ＣＦ 2 ） 2 −、−ＣＯＯ−、−ＣＨ 2 Ｏ−、−ＣＦ ２ Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、または−Ｃ≡Ｃ−、であり、Ｚ 3 は単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ 2 −、または−ＣＦ ２ Ｏ−、であり；そしてｍおよびｎは独立して０または１である。 - 請求項１に記載の式（１）において、Ｒａが任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい炭素数１〜７のアルキル、または炭素数１〜６のアルケニルである請求項１に記載の化合物。
- 請求項１に記載の式（１）において、Ｒａが任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数１〜７のアルキルである請求項１に記載の化合物。
- 請求項１に記載の式（１）において、Ｚ1、Ｚ2およびＺ3が単結合である請求項１〜３のいずれか１項に記載の化合物。
- 請求項１に記載の式（１）において、ｍが０およびｎが１である請求項１〜４のいずれか１項に記載の化合物。
- 請求項１〜５のいずれか１項に記載した少なくとも１つの化合物を含有する液晶組成物。
- 下記の式（２）、（３）および（４）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する請求項６に記載の組成物。
式中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ１はフッ素、塩素、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、または−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３であり；環Ｂおよび環Ｄは独立して１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、環Ｅは１，４−シクロヘキシレンまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ４およびＺ５は独立して−（ＣＨ２)２−、−（ＣＨ２)４−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合であり；そしてＬ１およびＬ２は独立して水素またはフッ素である。 - 下記の式（５）および（６）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する請求項６に記載の組成物。
式中、Ｒ２およびＲ３は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ２は−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮであり；環Ｇは１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；環Ｊは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２、５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；環Ｋは１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；Ｚ６は−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または単結合であり；Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は独立して水素またはフッ素であり；そしてｂ、ｃおよびｄは独立して０または１である。 - 下記の式（７）、（８）および（９）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する請求項６に記載の組成物。
式中、Ｒ４およびＲ5は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；環Ｍおよび環Ｐは独立して１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；Ｚ７およびＺ８は独立して−（ＣＨ２)２−、−ＣＯＯ−または単結合であり；そしてＬ６およびＬ７は独立して水素またはフッ素であり、Ｌ６とＬ７の少なくとも１つはフッ素である。 - 下記の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する請求項６に記載の組成物。
式中、Ｒ６およびＲ７は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；環Ｑ、環Ｔおよび環Ｕは独立して１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２、５−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；そしてＺ９およびＺ１０は独立して−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。 - 請求項１０に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する請求項７に記載の組成物。
- 請求項１０に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する請求項８に記載の組成物。
- 請求項８に記載の式（５）および（６）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する請求項７に記載の組成物。
- 請求項１０に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する請求項１３に記載の組成物。
- 請求項１０に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する請求項９に記載の組成物。
- 少なくとも１つの光学活性化合物をさらに含有する請求項４〜１３のいずれか１項に記載の組成物。
- 請求項４〜１６のいずれか１項に記載の組成物を含有する液晶表示素子。
- 下記の式（１３）で表されるホスホニウム塩を、塩基条件下で反応させることを特徴とする、請求項１記載の式（１）で表される化合物の製造方法。
式（１３）において、Ｒａは炭素数１〜７のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−（ＣＨ２ ） ２−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ａ1、Ａ2、およびＡ3は独立して１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、または１，４−フェニレンであり、１，４−フェニレンにおいて任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく、；Ｚ1は単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−であり、Ｚ 2 は単結合、−（ＣＨ 2 ） 2 −、−（ＣＦ 2 ） 2 −、−ＣＯＯ−、−ＣＨ 2 Ｏ−、−ＣＦ ２ Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、または−Ｃ≡Ｃ−、であり、Ｚ 3 は単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ 2 −、または−ＣＦ ２ Ｏ−、であり；そしてｍおよびｎは独立して０または１である。
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