JPH06256247A - ４−アルコキシ−３，５−ジフルオロベンゼン誘導体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 一般式（Ｉ） 【化１】 （Ｒ¹：Ｃ１〜Ｃ１０のアルキル又はアルケニル、Ｌ及
びＭ：単結合又は−ＣＨ₂ＣＨ₂−、Ｒ²：Ｃ１〜１０の
アルキル）で表わされる化合物及びそれを含有する液晶
組成物。 【効果】 この化合物は、粘性が低く、Ｎ−Ｉ点が高
い。また、液晶組成物に添加することにより、得られる
液晶組成物の粘性及びしきい値電圧をほとんど上昇させ
ずに、液晶相の上限温度を上昇させることができる。従
って、この化合物を用いて、液晶相の温度範囲が広く、
低電圧駆動が可能な液晶組成物を容易に得ることができ
る。この化合物は、分子内に極性の強い基を有さないた
め、大きい比抵抗と高い電圧保持率を有する液晶組成物
を得ることができる。更に、熱、水、光等に対する化学
的安定性に優れ、工業的にも容易に製造でき、表示用液
晶光スイッチング素子の材料、特にアクティブマトリッ
クス用液晶材料として有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気光学的液晶表示材料
として有用な、４−アルコキシ−３，５−ジフルオロベ
ンゼン誘導体である新規化合物及びそれを含有する液晶
組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、時計、電卓をはじめと
して、各種測定機器、自動車用パネル、ワープロ、電子
手帳、プリンター、コンピューター、テレビ等に用いら
れるようになっている。液晶表示方式としては、その代
表的なものにＴＮ（捩れネマチック）型、ＳＴＮ（超捩
れネマチック）型、ＤＳ（動的光散乱）型、ＧＨ（ゲス
ト・ホスト）型あるいはＦＬＣ（強誘電性液晶）等が知
られているが、このうち現在最もよく用いられているの
はＴＮ型及びＳＴＮ型である。また駆動方式としても従
来のスタティック駆動からマルチプレックス駆動が一般
的になり、更に単純マトリックス方式、最近ではアクテ
ィブマトリックス方式が実用化されている。これらのう
ち、アクティブマトリックス方式によると、最も高画質
の表示が可能であり、視野角が広く、高精細化、カラー
化が容易で、動画表示も可能であるので、今後の液晶表
示方式の主流になると考えられている。

【０００３】このアクティブマトリックス表示方式に用
いられる液晶材料としては、通常の液晶表示と同様に、
種々の特性が要求されているが、特に、（１）比抵抗が
高く、電圧保持率に優れること、（２）しきい値電圧
（Ｖ_th）が低いこと、（３）液晶相の温度範囲が広いこ
との３点が重要である。

【０００４】通常、液晶表示におけるしきい値電圧は式
（１）

【０００５】

【数１】

【０００６】（式中、ｋは比例定数を、Ｋは弾性定数
を、Δεは誘電率異方性をそれぞれ表わす。）で表わさ
れるが、この式からわかるようにしきい値電圧を低くす
るためには液晶材料の弾性定数を小さくするか、あるい
は誘電率異方性を大きくする必要がある。

【０００７】ところが、誘電率異方性の大きい液晶化合
物は一般に極性が大きく、組成物に添加した場合、高い
比抵抗値及び電圧保持率を得ることはかなり困難であ
る。そのため、こうした目的には弾性定数が小さい液晶
材料が必要である。

【０００８】しかしながら、弾性定数の小さい２環性の
化合物は、ほとんどのものがそれを添加することによっ
て、組成物の液晶相の上限温度を大幅に低下させてしま
う傾向を有する。

【０００９】一方、液晶組成物の液晶相の温度範囲を高
温域に拡大するためには、３環性あるいは４環性の液晶
上限温度の高い化合物を添加する必要がある。しかしな
がら、このように上限温度の高い化合物は弾性定数の大
きいものが多く、組成物に添加した場合、しきい値電圧
を上昇させてしまう傾向を有する。

【００１０】液晶相の上限温度を低下させることなく、
しきい値電圧を低下させることができる化合物として
は、トリフルオロフェニル基を有する化合物が知られて
いる。しかしながら、この化合物の液晶相上限温度は１
００℃以下とあまり高くないので、組成物の液晶相上限
温度を大きく上昇させることは困難であった。しかも、
この化合物の融点は比較的高く、しかもネマチック相の
低温域にスメクチック相を有するため、この化合物を多
量に添加すると組成物の低温域におけるネマチック相の
安定性に問題が生じる。従って、その添加量はかなり制
限されるのが実情である。また、駆動方式によらず、高
速応答を達成するためには、液晶材料の粘性が低いこと
が更に要求されている。

【００１１】以上のように、粘性が低く、液晶相の上限
温度が高く、且つしきい値電圧の低い液晶組成物を得る
ことはかなり困難であった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、以上の目的に応じ、添加することによっ
て、組成物の粘性及びしきい値電圧をほとんど上昇させ
ることなく、組成物の液晶相の上限温度を上昇させる化
合物を提供し、またその化合物を含有する液晶組成物で
あって、粘性が低く、液晶相の上限温度が高く、且つし
きい値電圧が低い液晶組成物を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、一般式（Ｉ）

【００１４】

【化２】

【００１５】（式中、Ｒ¹は炭素原子数１〜１０の直鎖
状アルキル基又は直鎖状アルケニル基を表わすが、好ま
しくは炭素原子数１〜１０の直鎖状アルキル基を表わ
し、特に好ましくは炭素原子数１〜５の直鎖状アルキル
基を表わし、Ｌ及びＭは各々独立的に、単結合又は−Ｃ
Ｈ₂ＣＨ₂−を表わすが、少なくとも一方は単結合を表わ
し、好ましくは共に単結合を表わし、Ｒ²は炭素原子数
１〜１０の直鎖状アルキル基を表わすが、好ましくは炭
素原子数１〜５の直鎖状アルキル基を表わし、シクロヘ
キサン環はトランス配置を表わす。）で表わされる化合
物を提供する。

【００１６】本発明の一般式（Ｉ）で表わされる化合物
のうち、一般式（Ｉａ）〜（Ｉｄ）

【００１７】

【化３】

【００１８】（式中、Ｒ^aは各々独立的に炭素原子数１
〜７の直鎖状アルキル基を表わし、Ｒ^bは炭素原子数２
〜７の直鎖状アルケニル基を表わし、Ｒ²は一般式
（Ｉ）におけると同じ意味を表わす。）で表わされる化
合物が好ましく、このなかでも特に一般式（Ｉａ）で表
わされる化合物が好ましい。

【００１９】これらの一般式（Ｉａ）〜（Ｉｄ）で表わ
される化合物は、例えば、以下のようにして製造するこ
とができる。

【００２０】

【化４】

【００２１】（式中、Ｒ²は一般式（Ｉ）におけると同
じ意味を表わし、Ｘは塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子
又はｐ−トルエンスルホニル基等の脱離基を表わす。）
まず、市販の２，６−ジフルオロフェノールを臭素化し
て得られる４−ブロモ−２，６−ジフルオロフェノール
を、塩基存在下に一般式（ａ）の化合物と反応させて、
一般式（ＩＩ）の１−アルコキシ−４−ブロモ−２，６
−ジフルオロベンゼンを得ることができる。

【００２２】

【化５】

【００２３】（式中、Ｒ²は一般式（Ｉ）におけると同
じ意味を表わし、Ｒ^aは前述の意味を表わす。）次に、
一般式（ＩＩ）の化合物をマグネシウムと反応させてグ
リニヤール反応剤とし、これを一般式（ＩＩＩ）の４−
（トランス−４−アルキルシクロヘキシル）シクロヘキ
サノンと反応させ、次いで脱水、水素添加により、中央
のシクロヘキサン環の立体配置の異なる異性体混合物が
得られる。これらを分割するかあるいは塩基により異性
化させて、本発明の一般式（Ｉａ）の化合物を得ること
ができる。

【００２４】

【化６】

【００２５】（式中、Ｒ²は一般式（Ｉ）におけると同
じ意味を表わし、Ｒ^a及びＸは前述の意味を表わす。）
ここで、一般式（Ｉａ）においてＲ²がメチル基である
１−［トランス−４−（トランス−４−アルキルシクロ
ヘキシル）シクロヘキシル］−３，５−ジフルオロ−４
−メトキシベンゼンを、臭化水素酸あるいはヨウ化トリ
メチルシリル等により脱メチル化して、４−［トランス
−４−（トランス−４−アルキルシクロヘキシル）シク
ロヘキシル］−２，６−ジフルオロフェノールとし、こ
れを塩基及び前記一般式（ａ）の化合物を用いて同様に
してアルキル化してもよい。

【００２６】また、一般式（ＩＩＩ）の化合物に代え
て、一般式（ＩＶ）

【００２７】

【化７】

【００２８】（式中、Ｒ^aは前述の意味を表わす。）で
表わされる４−（トランス−４−アルキルシクロヘキシ
ル）シクロヘキサンエタナールを用い、同様にして、一
般式（Ｉｂ）の化合物を用いることができる。

【００２９】

【化８】

【００３０】（式中、Ｒ^aは前述の意味を表わし、Phは
フェニル基を表わす。）ここで一般式（ＩＶ）の化合物
は、例えば、上記のように一般式（ＩＩＩ）の化合物と
一般式（Ｖ）のウィッティヒ反応剤を反応させ、次いで
酸処理工程を２回繰り返すこと等により容易に得ること
ができる。

【００３１】また、一般式（ＩＩＩ）の化合物に代え
て、一般式（ＶＩ）の４−［２−（トランス−４−アル
キルシクロヘキシル）エチル］シクロヘキサノンを用い
ることにより、一般式（Ｉｃ）の化合物を得ることがで
きる。

【００３２】

【化９】

【００３３】（式中、Ｒ^aは前述の意味を表わす。）こ
こで一般式（ＶＩ）の化合物は、例えば、上記のように
トランス−４−アルキル−１−（２−ブロモエチル）シ
クロヘキサンをグリニヤール反応剤とし、これをシクロ
ヘキサン−１，４−ジオンのモノエチレンアセタールと
反応させ、脱水、水素添加の後、アセタールをはずすこ
と等により容易に得ることができる。

【００３４】

【化１０】

【００３５】（式中、Ｒ²は一般式（Ｉ）におけると同
じ意味を表わす。）更に、一般式（ＩＩＩ）の化合物に
代えて、一般式（ＶＩＩ）のビシクロヘキサン−４，
４’−ジオンのモノエチレンアセタールを用いて同様に
反応させ、最後にアセタールをはずすことにより、一般
式（ＶＩＩＩ）の４−［トランス−４−（４−アルコキ
シ−３，５−ジフルオロフェニル）シクロヘキシル］シ
クロヘキサノンを得ることができる。

【００３６】

【化１１】

【００３７】（式中、ｎ及びｍは各々独立的に１以上の
整数を表わすが、ｎ＋ｍ≦１０であり、Ｒ²は一般式
（Ｉ）におけると同じ意味を表わし、Phはフェニル基を
表わす。）更に、この一般式（ＶＩＩＩ）の化合物に、
一般式（Ｖ）のウィッティヒ反応剤を必要に応じてｎ回
反応させ、更に一般式（ＩＸ）のウィッティヒ反応剤を
反応させることにより、末端基の任意の位置に二重結合
を有する一般式（Ｉｄ）の化合物を得ることができる。

【００３８】ｍ≧２の場合、得られる化合物は主として
シス体であるが、これらの化合物は触媒あるいは増感剤
等の存在下に光照射等の通常の方法により、トランス体
に異性化させることが可能である。

【００３９】斯くして製造された一般式（Ｉ）で表わさ
れる化合物の代表的なものの例を第１表に掲げる。

【００４０】

【表１】

【００４１】（表中、Ｃｒは結晶相を、Ｎはネマチック
相を、Ｉは等方性液体相をそれぞれ表わす。）第１表か
ら、本発明の一般式（Ｉ）で表わされる化合物は、高い
温度域までネマチック相を示すことが明らかである。従
って、汎用の母体液晶に添加した場合に、その転移温度
を高温域に上昇させることが可能である。更に、その融
点が非常に低く、低温域にスメクチック相を示さないの
で、この化合物を多量に添加した場合、析出が生じた
り、スメクチック相が現れるような傾向は極めて少な
い。しかも、後述の実施例にも示したように、添加によ
り組成物のしきい値電圧を上昇させたり、粘性を増大さ
せる傾向もほとんど見られない。

【００４２】従って、本発明の一般式（Ｉ）で表わされ
る化合物は、他のネマチック液晶化合物との混合物の状
態で、特にＴＮ型あるいはＳＴＮ型といった電界効果型
表示セルの材料として好適である。しかも、分子内にシ
アノ基やエステル結合などの強い極性基が存在しないた
め、大きな比抵抗値と高い電圧保持率を容易に得ること
ができる。そのため、アクティブマトリックス駆動用液
晶材料の構成成分として特に適している。

【００４３】また、更に本発明は、この一般式（Ｉ）で
表わされる化合物の少なくとも１種を構成成分として含
有する液晶組成物を提供する。本発明の組成物におい
て、一般式（Ｉ）で表わされる化合物と混合して使用す
ることのできるネマチック液晶化合物の好ましい代表例
としては、例えば、４−置換安息香酸４−置換フェニル
エステル、４−置換シクロヘキサンカルボン酸４−置換
フェニルエステル、４−置換シクロヘキサンカルボン酸
４’−置換ビフェニリルエステル、４−（４−置換シク
ロヘキサンカルボニルオキシ）安息香酸４−置換フェニ
ルエステル、４−（４−置換シクロヘキシル）安息香酸
４−置換フェニルエステル、４−（４−置換シクロヘキ
シル）安息香酸４−置換シクロヘキシルエステル、４，
４’−置換ビフェニル、１−（４−置換フェニル）−４
−置換シクロヘキサン、４，４”−置換ターフェニル、
１−（４’−置換ビフェニリル）−４−置換シクロヘキ
サン、１−（４−置換シクロヘキシル）−４−（４−置
換フェニル）シクロヘキサン、２−（４−置換フェニ
ル）−５−置換ピリミジン、２−（４’−置換ビフェニ
リル）−５−置換ピリミジンなどを挙げることができ
る。

【００４４】一般式（Ｉ）の化合物の効果は、例えば、
以下の例からも明らかである。ネマチック液晶材料とし
て現在汎用されている母体液晶（Ａ）

【００４５】

【化１２】

【００４６】（式中、シクロヘキサン環はトランス配置
を表わし、「％」は「重量％」を意味する。）を調製し
たところ、５４．５℃以下でネマチック相を示し、誘電
率異方性（Δε）は６．７であり、これを用いて作製し
たＴＮセルのしきい値電圧（Ｖ_th）は１．６０Ｖであっ
た。また、この組成物の室温（２０℃）における粘度は
２１．０ｃＰ（センチポイズ）であった。

【００４７】この母体液晶（Ａ）８０重量％及び第１表
の（Ｎｏ．１）の化合物２０重量％からなる液晶組成物
（Ｍ−１）を調製したところ、ネマチック相の上限温度
は６４℃とかなり上昇した。また、Δεは６．２と小さ
くなった。ところが、この組成物を用いて同様にＶ_thを
測定したところ、Δεが１０％近くも小さくなっている
にもかかわらず、１．６１Ｖと母体液晶（Ａ）とほとん
ど変わらなかった。これは、前述の式から考えて、本発
明に係わる（Ｎｏ．１）の化合物の弾性定数（Ｋ）が３
環化合物としてはかなり小さいことによるものと考えら
れる。更に、組成物（Ｍ−１）の室温（２０℃）におけ
る粘度を測定したところ、２０．７ｃＰと母体液晶
（Ａ）に比べて低下していた。このことから、（Ｎｏ．
１）の化合物は、３環性の化合物としてはかなり粘性が
低いことが理解できる。

【００４８】これに対し、（Ｎｏ．１）の化合物に代え
て、（Ｎｏ．１）の化合物の類似構造を有する式（Ｒ−
１）

【００４９】

【化１３】

【００５０】の化合物２０重量％及び同じ母体液晶
（Ａ）８０重量％からなる液晶組成物（Ｎ−１）を調製
した。この式（Ｒ−１）の化合物は、本発明に係わる
（Ｎｏ．１）の化合物の類似構造を有するがフッ素原子
を有しておらず、ネマチック相の上限温度は２００．２
℃と非常に高いが、１８０．２℃以下でスメクチック相
を示し、融点も１７５℃と非常に高い。

【００５１】組成物（Ｎ−１）のネマチック相の上限温
度は７９．７℃と母体液晶（Ａ）に比べてかなり上昇し
た。また、Δεは５．９と母体液晶（Ａ）及び組成物
（Ｍ−１）より小さくなった。しかしながら、同様にし
てＶ_thを測定したところ、１．９７Ｖと（Ｍ−１）と比
べて非常に高くなった。このことから、式（Ｒ−１）の
化合物の弾性定数は（Ｎｏ．１）の化合物に比べると、
かなり大きいと考えられる。また、（Ｎ−１）の室温
（２０℃）における粘度は２３．６ｃＰであり、母体液
晶（Ａ）と比べて非常に高くなっていた。更に、この
（Ｎ−１）を室温で放置したところ、短時間のうちに結
晶が析出した。

【００５２】次に、（Ｎｏ．１）の化合物に代えて、
（Ｎｏ．１）の化合物の類似構造を有する式（Ｒ−２）

【００５３】

【化１４】

【００５４】の化合物２０重量％及び同じ母体液晶
（Ａ）８０重量％からなる液晶組成物（Ｎ−２）を調製
した。ここで、式（Ｒ−２）の化合物は本発明に係わる
（Ｎｏ．１）の化合物の類似構造を有するが、末端にト
リフルオロフェニル基を有する化合物であり、ネマチッ
ク相の上限温度は９３．５℃と（Ｎｏ．１）の化合物と
比較するとかなり低く、融点も６４℃と高い。

【００５５】この組成物（Ｎ−２）のネマチック相の上
限温度は５９．５℃であり、（Ｍ−１）と比較すると約
５度も低く、Δεは７．３と大きかった。このことか
ら、式（Ｒ−２）の化合物を用いて、ネマチック相の上
限温度が高く、Δεが小さい組成物を調製することは困
難であることが理解できる。

【００５６】次に、ネマチック液晶材料のうち、特にア
クティブマトリックス用として好適な母体液晶（Ｂ）

【００５７】

【化１５】

【００５８】（式中、シクロヘキサン環はトランス配置
を表わす。）を調製した。この母体液晶（Ｂ）は１１
６．７℃以下でネマチック相を示し、Δεは４．７であ
り、これを用いて作製したＴＮセルのしきい値電圧（Ｖ
_th）は２．４３Ｖであった。

【００５９】この母体液晶（Ｂ）７０重量％及び（Ｎ
ｏ．１）の化合物３０重量％からなる液晶組成物（Ｍ−
２）を調製したところ、そのネマチック相の上限温度は
１２５℃と大きく上昇した。また、Δεは４．０と小さ
くなった。同様にしきい値電圧を測定したところ、２．
５５Ｖとその上昇をわずかであった。

【００６０】以上のことから、一般式（Ｉ）で表わされ
る化合物は、ネマチック液晶相を示す母体液晶の粘度及
びしきい値電圧（Ｖ_th）をほとんど上昇させることな
く、液晶相の上限温度を効果的に上昇させることが明ら
かである。

【００６１】

【実施例】以下に本発明の実施例を示し、本発明を更に
説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。

【００６２】なお、相転移温度の測定は温度調節ステー
ジを備えた偏光顕微鏡及び示差走査熱量計（ＤＳＣ）を
併用して行った。また、化合物の構造は核磁気共鳴スペ
クトル（¹Ｈ−ＮＭＲ）、質量スペクトル（ＭＳ）等に
より確認した。ＮＭＲにおけるＣＤＣｌ₃は溶媒を表わ
し、ｓは１重線、ｄは２重線、ｔは３重線、ｍは多重線
を表わし、Ｊはカップリング定数を表わす。ＭＳにおけ
るＭ⁺は親ピークを表わす。

【００６３】また、組成物中における「％」は「重量
％」を表わす。

【００６４】（実施例１） １−［トランス−４−（ト
ランス−４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシ
ル］−３，５−ジフルオロ−４−メトキシベンゼン（Ｎ
ｏ．１の化合物）の合成 （１−ａ） ４−ブロモ−２，６−ジフルオロアニソー
ルの合成

【００６５】

【化１６】

【００６６】市販の２，６−ジフルオロフェノール１
８．０ｇをジクロロメタン１００ｍｌ及びピリジン１
１．０ｇに溶解し、５℃に冷却した。この混合液を攪拌
しながら臭素２７ｇを３０分間かけて滴下した。滴下終
了後、亜硫酸水素ナトリウム水溶液を加えて過剰の臭素
を分解し、有機層を分離した。有機層を水、次いで飽和
食塩水で洗滌し、無水硫酸ナトリウムで脱水乾燥した。
溶媒を留去して、４−ブロモ−２，６−ジフルオロフェ
ノールの粗結晶２８．６ｇを得た。

【００６７】次に、この４−ブロモ−２，６−ジフルオ
ロフェノール２８．６ｇをアセトン１５０ｍｌに溶解
し、この溶液に炭酸カリウム２８ｇを加えた。これにヨ
ウ化メチル２９．１ｇを滴下した後、還流下で１時間加
熱攪拌した。反応液に稀塩酸を加えて酸性とした後、ア
セトンを減圧下に留去し、反応生成物を酢酸エチルで抽
出した。有機層を水、飽和食塩水で洗滌し、無水硫酸ナ
トリウムで脱水乾燥した後、溶媒を留去して、油状の４
−ブロモ−２，６−ジフルオロアニソール２６．９ｇを
得た。

【００６８】（１−ｂ） １−［トランス−４−（トラ
ンス−４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル］
−３，５−ジフルオロ−４−メトキシベンゼンの合成

【００６９】

【化１７】

【００７０】上記（１−ａ）で得た４−ブロモ−２，６
−ジフルオロアニソール２６．９ｇをテトラヒドロフラ
ン（ＴＨＦ）１４０ｍｌに溶解した。この溶液を、ＴＨ
Ｆ１０ｍｌ及びマグネシウム３．５ｇ中に、穏やかに還
流が続く温度に保ちながら滴下した。滴下終了後、更に
１時間加熱攪拌した。室温まで放冷した後、この反応液
に４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）シク
ロヘキサノン２６．８ｇのＴＨＦ１４０ｍｌ溶液を０．
５時間で滴下した。更に３時間攪拌した後、稀塩酸を加
え、反応生成物を酢酸エチルで抽出した。抽出液の溶媒
を留去した後、残渣をトルエン２００ｍｌに溶解し、硫
酸１ｍｌを加え、１１０℃で１時間攪拌した。室温まで
放冷した後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水、飽和
食塩水で順次洗滌した。無水硫酸ナトリウムで脱水乾燥
した後に溶媒を留去して、１−［４−（トランス−４−
プロピルシクロヘキシル）シクロヘキセン−１−イル］
−３，５−ジフルオロ−４−メトキシベンゼンの粗結晶
３９．６ｇを得た。

【００７１】この化合物の全量を酢酸エチル４００ｍｌ
に溶解し、パラジウム−炭素４．０ｇを加え、常圧の水
素雰囲気下、室温で４時間接触還元を行った。触媒を濾
別した後、溶媒を留去し、粘ちゅうな油状物である１−
［４−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）シク
ロヘキシル］−３，５−ジフルオロ−４−メトキシベン
ゼンを得た。これをエタノールから再結晶させて精製し
て、１−［トランス−４−（トランス−４−プロピルシ
クロヘキシル）シクロヘキシル］−３，５−ジフルオロ
−４−メトキシベンゼンの白色結晶３７．４ｇを得た。 ＮＭＲ：δ＝０．８４〜０．９５（ｔ，３Ｈ），１．０
〜２．３４（ｍ，１４Ｈ），３．８８（ｓ，３Ｈ），
７．２６（ｄ，Ｊ＝８Ｈｚ，２Ｈ） ＭＳ：ｍ／ｅ＝３５０（Ｍ⁺）

【００７２】（実施例２） １−［トランス−４−（ト
ランス−４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシ
ル］−３，５−ジフルオロ−４−プロピルオキシベンゼ
ンの合成 （２−ａ） ２，６−ジフルオロ−４−［トランス−４
−（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘ
キシル］フェノールの合成

【００７３】

【化１８】

【００７４】実施例１で得られた１−［トランス−４−
（トランス−４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキ
シル］−３，５−ジフルオロ−４−メトキシベンゼン２
７．２ｇを酢酸５６０ｍｌに溶解した。この溶液に４８
％臭化水素酸８００ｍｌを加え、８時間加熱還流させ
た。放冷後、反応液を水にあけ、反応生成物をトルエン
で抽出した。水層が中性になるまで抽出液を水で洗浄
し、無水硫酸ナトリウムで脱水乾燥した。溶媒を留去し
て得られた粗結晶を、ヘキサンから再結晶させて精製し
て、２，６−ジフルオロ−４−［トランス−４−（トラ
ンス−４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル］
フェノール１８．４ｇを得た。 （２−ｂ） １−［トランス−４−（トランス−４−プ
ロピルシクロヘキシル）シクロヘキシル］−３，５−ジ
フルオロ−４−プロピルオキシベンゼンの合成

【００７５】

【化１９】

【００７６】上記（２−ａ）で得られた２，６−ジフル
オロ−４−［トランス−４−（トランス−４−プロピル
シクロヘキシル）シクロヘキシル］フェノール２．３ｇ
をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）５ｍｌに溶
解し、これをＤＭＦ４０ｍｌに懸濁させた水素化ナトリ
ウム０．３２ｇ中に滴下した。この溶液に、ＤＭＦ１０
ｍｌに溶解したヨウ化プロピル１．３１ｇを滴下し、滴
下終了後、８時間加熱還流させた。放冷後、水を加え、
反応生成物をトルエンで抽出した。水及び飽和食塩水で
洗浄後、溶媒を留去し、シリカゲルカラムクロマトグラ
フィー（ヘキサン／トルエン）を用いて精製し、更にエ
タノールから再結晶させて、１−［トランス−４−（ト
ランス−４−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシ
ル］−３，５−ジフルオロ−４−プロピルオキシベンゼ
ンの白色結晶２．５５ｇを得た。 相転移温度：５５．５℃（Ｃｒ→Ｉ）、１５８．５℃
（Ｎ−Ｉ） ＭＳ：ｍ／ｅ＝３７８（Ｍ⁺）

【００７７】（実施例３） 液晶組成物の調製（１） 以下の組成からなる母体液晶（Ａ）

【００７８】

【化２０】

【００７９】（式中、シクロヘキサン環はトランス配置
を表わす。）を調製したところ、５４．５℃以下でネマ
チック（Ｎ）相を示した。また、２０℃における各物性
値及びこれを用いて作製したＴＮセルのしきい値電圧
（Ｖ_th）は以下の通りであった。

【００８０】 誘電率異方性（Δε） ６．７ 屈折率異方性（Δｎ） ０．０９２ しきい値電圧（Ｖ_th） １．６０Ｖ 粘度 ２１．０ｃＰ

【００８１】この母体液晶（Ａ）８０％及び実施例１の
（Ｎｏ．１）の化合物２０％からなる液晶組成物（Ｍ−
１）を調製した。この（Ｍ−１）のＮ相の上限温度（Ｔ
_N-I）及びその物性値は以下の通りであった。

【００８２】 Ｎ相の上限温度（Ｔ_N-I） ６４．０℃ 誘電率異方性（Δε） ６．２ 屈折率異方性（Δｎ） ０．０９４ しきい値電圧（Ｖ_th） １．６１Ｖ 粘度 ２０．７ｃＰ

【００８３】このようにＮ相の上限温度（Ｔ_N-I）が約
１０℃も上昇し、誘電率異方性（Δε）は逆に小さくな
っているにもかかわらず、しきい値電圧（Ｖ_th）はほと
んど上昇していないことが明らかである。前述の式
（１）から考えて、（Ｎｏ．１）の化合物の弾性定数
（Ｋ）はかなり小さいと考えられる。更に、粘度はむし
ろやや低下しているので、（Ｎｏ．１）の化合物は３環
性の化合物としては粘度がかなり小さいことが理解でき
る。また、この組成物を低温で長時間放置したが、析出
等は全く観察されなかった。従って、（Ｎｏ．１）の化
合物は従来の液晶化合物との相溶性にも優れていること
が明らかである。

【００８４】（比較例１）実施例３において、（Ｎｏ．
１）の化合物に代えて、（Ｎｏ．１）の化合物の類似構
造を有するが、フッ素原子を有していない式（Ｒ−１）

【００８５】

【化２１】

【００８６】の化合物を用いて、この式（Ｒ−１）の化
合物２０％及び同じ母体液晶（Ａ）８０％からなる液晶
組成物（Ｎ−１）を調製した。この（Ｎ−１）のＮ相の
上限温度（Ｔ_N-I）及びその物性値は以下の通りであっ
た。

【００８７】 Ｎ相の上限温度（Ｔ_N-I） ７９．７℃ 誘電率異方性（Δε） ５．９ 屈折率異方性（Δｎ） ０．１０１ しきい値電圧（Ｖ_th） １．９７Ｖ 粘度 ２３．６ｃＰ

【００８８】このようにＮ相の上限温度（Ｔ_N-I）は
（Ｍ−１）に比べて高いものの、しきい値電圧（Ｖ_th）
は母体液晶（Ａ）あるいは（Ｍ−１）と比較して、非常
に高い値となった。（Ｎ−１）の誘電率異方性（Δε）
は（Ｍ−１）よりやや小さい程度であるので、前述の式
（１）から考えて、式（Ｒ−１）の化合物の弾性定数は
（Ｎｏ．１）の化合物と比較するとかなり大きいと考え
られる。また、この組成物の室温における粘度は２３．
６ｃＰと（Ｍ−１）と比較して上昇した。更に、組成物
（Ｎ−１）を０℃に保ったところ、１時間以内に結晶が
析出した。

【００８９】（比較例２）実施例３において、（Ｎｏ．
１）の化合物に代えて、（Ｎｏ．１）の類似構造を有す
るが、末端基がトリフルオロフェニル基である式（Ｒ−
２）

【００９０】

【化２２】

【００９１】の化合物２０％及び同じ母体液晶（Ａ）８
０％からなる液晶組成物（Ｎ−２）を調製した。この
（Ｎ−２）のＮ相の上限温度（Ｔ_N-I）及びその物性値
は以下の通りであった。

【００９２】 Ｎ相の上限温度（Ｔ_N-I） ５９．５℃ 誘電率異方性（Δε） ７．３ 屈折率異方性（Δｎ） ０．０９１このように、
Ｎ相の上限温度（Ｔ_N-I）は（Ｍ−１）に比べると５度
も低くなっており、誘電率異方性（Δε）も（Ｍ−１）
よりかなり大きいことが明らかである。

【００９３】（実施例４） 液晶組成物の調製（２） アクティブマトリックス用として好適なフッ素系の母体
液晶（Ｂ）

【００９４】

【化２３】

【００９５】（式中、シクロヘキサン環はトランス配置
を表わす。）を調製した。この母体液晶（Ｂ）は、１１
６．７℃以下でネマチック（Ｎ）相を示した。その物性
値及びこれを用いて作製したＴＮセルのしきい値電圧
（Ｖ_th）は以下の通りであった。

【００９６】 誘電率異方性（Δε） ４．７ 屈折率異方性（Δｎ） ０．０９０ しきい値電圧（Ｖ_th） ２．４３Ｖ

【００９７】この母体液晶（Ｂ）７０％及び実施例１で
得られた（Ｎｏ．１）の化合物３０％からなる液晶組成
物（Ｍ−２）を調製した。この（Ｍ−２）のＮ相の上限
温度（Ｔ_N-I）及びその物性値は以下の通りであった。

【００９８】 Ｎ相の上限温度（Ｔ_N-I） １２５．０℃ 誘電率異方性（Δε） ４．０ 屈折率異方性（Δｎ） ０．０９２ しきい値電圧（Ｖ_th） ２．５５Ｖ

【００９９】このようにＮ相の上限温度（Ｔ_N-I）が１
０度近く上昇しており、誘電率異方性（Δε）が小さく
なっているにもかかわらず、しきい値電圧はほとんど上
昇していない。

【０１００】この組成物の比抵抗値は１０¹³Ω・ｃｍ以
上と大きく、これを用いて作製したセルの電圧保持率は
９８％以上と非常に高かった。以上の結果から、（Ｎ
ｏ．１）の化合物は添加により、母体液晶のしきい値電
圧（Ｖ_th）をほとんど上昇させずに、ネマチック液晶相
の上限温度を効果的に上昇させることが可能であること
が理解できる。

【０１０１】

【発明の効果】本発明に係わる一般式（Ｉ）で表わされ
る化合物は、実施例に示したように工業的にも容易に製
造でき、熱、光、水等に対して化学的に安定であり、ネ
マチック液晶として現在汎用されている母体液晶との相
溶性にも優れている。しかも、母体液晶に少量添加する
ことにより、粘度及びしきい値電圧（Ｖ_th）を上昇させ
ることなく、ネマチック液晶相の上限温度を効果的に上
昇させることが可能である。また、分子内に強い極性基
が存在しないので、大きな比抵抗値と高い電圧保持率を
有する組成物を容易に得ることができる。従って、液晶
相の温度範囲が広く、且つ低電圧駆動が要求される各種
液晶表示素子、特にアクティブマトリックス駆動用の液
晶材料として非常に有用である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式（Ｉ） 【化１】 （式中、Ｒ¹は炭素原子数１〜１０の直鎖状アルキル基
   又は直鎖状アルケニル基を表わし、Ｌ及びＭは各々独立
   的に、単結合又は−ＣＨ₂ＣＨ₂−を表わすが、少なくと
   も一方は単結合を表わし、Ｒ²は炭素原子数１〜１０の
   直鎖状アルキル基を表わす。）で表わされる化合物。
2. 【請求項２】 Ｒ¹が炭素原子数１〜１０の直鎖状アル
   キル基であり、Ｌ及びＭが共に単結合である請求項１記
   載の化合物。
3. 【請求項３】 請求項１記載の一般式（Ｉ）で表わされ
   る化合物を含有する液晶組成物。