JPH07286178A - 4- (2-phenylethyl) bicyclohexane derivative - Google Patents

4- (2-phenylethyl) bicyclohexane derivative

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JPH07286178A
JPH07286178A JP6081523A JP8152394A JPH07286178A JP H07286178 A JPH07286178 A JP H07286178A JP 6081523 A JP6081523 A JP 6081523A JP 8152394 A JP8152394 A JP 8152394A JP H07286178 A JPH07286178 A JP H07286178A
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JP
Japan
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general formula
liquid crystal
mixture
deuterium
formula
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Application number
JP6081523A
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Japanese (ja)
Inventor
Sadao Takehara
貞夫 竹原
Haruyoshi Takatsu
晴義 高津
Masashi Osawa
政志 大澤
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DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Publication date
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To obtain a mixture excellent in compatibility with other liquid crystal compounds, causing no crystal deposition even in the low-temperature range, useful as e.g. a structural material for liquid crystal displays, composed of plural number of each specific phenylethylbicyclohexane derivatives. CONSTITUTION:The objective mixture is composed of at least two kinds of compound of formula I [R<1> is a 1-12C alkyl; X<1> to X<4> each is H or deuterium (D), at least one of them being D; Y<1> and Y<2> each H or F; Z is H, F, Cl, cyano, R<2>, OR<2>, OCN, CF3, OCF3, OCF2H OCH2CF3 (R<2> is a 1-12C alkyl or a 2-12C alkenyl); the cyclohexane ring stands at trans-configuration] which meet the following requirements: (1) the number of D(s) and/or the substitution site(s) in X<1> to X<4> differing from each other, and (2) R<1>, Y<1>, Y<2> and Z each is identical with each other; or, the objective mixture is composed of at least two kinds of compound of formula II which meet the following requirements: (1) the same as the above, and (2) R<1> is identical with each other.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電気光学的液晶表示材料
の特性を改善することができる、重水素原子を有する液
晶化合物からなる混合物に関し、更に詳しくは、低温領
域で長期間結晶を析出させない優れた効果を有する4−
(2−フェニルエチル)ビシクロヘキサン誘導体の混合
物に関し、更にこの混合物の製造中間体として有用な重
水素原子を有する4’−アルキルビシクロヘキサン−4
−カルバルデヒドの混合物、及び4’−アルキルビシク
ロヘキシル−4−エタナールの混合物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mixture composed of a liquid crystal compound having a deuterium atom, which can improve the characteristics of an electro-optical liquid crystal display material, and more specifically, it does not precipitate crystals in the low temperature region for a long period of time. 4-has excellent effects
A mixture of (2-phenylethyl) bicyclohexane derivatives, and 4'-alkylbicyclohexane-4 having a deuterium atom useful as an intermediate for the preparation of this mixture.
-A mixture of carbaldehyde and a mixture of 4'-alkylbicyclohexyl-4-ethanal.

【0002】[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)等があ
り、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、最近ではこのよ
うな単純マトリックス駆動から、TFT(Thin Film Tr
ansistor)やMIM(Metal-Insulator-Metal)等を用
いたアクティブマトリックス駆動が実用化されている。
2. Description of the Related Art Liquid crystal display devices have come to be used in watches, calculators, various measuring instruments, automobile panels, word processors, electronic notebooks, printers, computers, televisions and the like. Typical liquid crystal display methods are TN (twisted nematic) type, STN (super twisted nematic) type, DS (dynamic light scattering) type, GH (guest host) type, and FLC (ferroelectric liquid crystal). ) And the like, and as the drive system, the conventional static drive has become more common and multiplex drive has become popular.
An active matrix drive using an ansistor) or MIM (Metal-Insulator-Metal) has been put to practical use.

【0003】これらの表示方式や駆動方式に応じて、液
晶組成物に種々の特性が要求されているが、(1)液晶
相の温度範囲が低温から高温まで広く、広い温度範囲で
駆動できること、(2)しきい値電圧が低く、低電圧で
駆動可能なこと、(3)低粘性であり、高速応答可能な
ことは、表示方式や駆動方式によらず、どの液晶組成物
にも共通して要求されている重要な特性である。
Liquid crystal compositions are required to have various characteristics according to these display systems and drive systems. (1) The liquid crystal phase has a wide temperature range from low temperature to high temperature, and can be driven in a wide temperature range. (2) Low threshold voltage, low voltage driving, and (3) low viscosity and high-speed response are common to all liquid crystal compositions regardless of display method or driving method. It is an important characteristic that is required.

【0004】現在までのところ、こうした要求特性を単
独で満たす液晶化合物は知られておらず、種々の液晶化
合物を混合することによって所望の特性を有する液晶組
成物を得ているのが現状である。
Up to the present, no liquid crystal compound which alone satisfies such required properties is known, and at present, a liquid crystal composition having desired properties is obtained by mixing various liquid crystal compounds. .

【0005】このうち、幅広い温度範囲で液晶相を示す
液晶組成物を得るために、液晶相の温度領域の異なる種
々の液晶化合物を混合する方法が用いられている。この
ような手法を用いる場合、例えば、液晶組成物のネマチ
ック相−等方性液体相転移温度(以下、TN-I点とい
う。)を上昇させる場合には、TN-I点の高い液晶化合
物の混合割合を高くすればよい。しかしながら、このよ
うな化合物はネマチック相の下限温度(以下、TC-N
という。)も高いので、必然的に得られる液晶組成物の
C-N点も上昇してしまい、低温で結晶が析出してしま
うものが多く、実用的な液晶組成物として用いることが
できなくなる場合が多い。
Among these, in order to obtain a liquid crystal composition exhibiting a liquid crystal phase in a wide temperature range, a method of mixing various liquid crystal compounds having different temperature regions of the liquid crystal phase is used. When using such a technique, for example, a nematic phase of the liquid crystal composition - isotropic liquid phase transition temperature mixing ratio, the high T NI point crystal compound when increasing (hereinafter, referred to as T NI point.) Should be higher. However, such compounds are of a nematic phase lower limit temperature (hereinafter, referred to as T CN point.) So is high, T CN point inevitably resulting liquid crystal composition may cause increased, and crystallized at a low temperature deposition In many cases, it cannot be used as a practical liquid crystal composition.

【0006】このようなことから、ネマチック相の温度
範囲が低温領域から高温領域まで広い実用的な液晶組成
物を調製する場合には、一般的に融点の低い液晶化合物
と室温付近でネマチック相を示す液晶化合物とTN-I
の高い化合物を、経験的に10〜20種類混合すること
により、液晶相の温度範囲を調整している。
From the above, when preparing a practical liquid crystal composition in which the temperature range of the nematic phase is wide from a low temperature region to a high temperature region, a liquid crystal compound having a low melting point and a nematic phase at room temperature are generally used. The temperature range of the liquid crystal phase is adjusted by empirically mixing 10 to 20 kinds of the liquid crystal compound shown and a compound having a high T NI point.

【0007】しかしながら、温度範囲を拡大すると同時
に、実際には使用目的に応じて、電気光学的特性や粘性
も最適化しなければならないため、液晶組成物の構成成
分となる液晶化合物としては、他の化合物との相溶性も
含めて数々の要求特性をある程度満たすものでなければ
使用できない。従って、数多い液晶化合物の中でも、実
用的な液晶組成物を調製する上で使用できる化合物の選
択範囲はかなり限定される。
However, at the same time as expanding the temperature range, it is necessary to optimize the electro-optical characteristics and the viscosity in accordance with the purpose of use, so that other liquid crystal compounds as constituent components of the liquid crystal composition are It cannot be used unless it satisfies various required properties to some extent, including compatibility with compounds. Therefore, of the many liquid crystal compounds, the selection range of compounds that can be used in preparing a practical liquid crystal composition is considerably limited.

【0008】例えば、現在、液晶表示装置の主流となり
つつあるTFTやMIM等のアクティブマトリクス駆動
方式用の液晶組成物にも、前述の(1)から(3)の特
性が要求されるが、これらに加えて第4番目の特性とし
て、(4)高い電圧保持率を有することが更に要求され
る。これは、液晶組成物の電圧保持率が低いと、駆動さ
せたはずの画素の輝度が変化するフリッカ現象が起きて
しまうからである。
For example, liquid crystal compositions for active matrix driving systems such as TFT and MIM, which are becoming the mainstream of liquid crystal display devices at present, are required to have the above-mentioned characteristics (1) to (3). In addition to the fourth characteristic, it is further required (4) to have a high voltage holding ratio. This is because if the voltage holding ratio of the liquid crystal composition is low, a flicker phenomenon occurs in which the luminance of the pixel that should have been driven changes.

【0009】一般的に、液晶組成物の電圧保持率を高く
するためには、デバイス中での熱や光等に対して化学的
に安定で、しかも比抵抗値が高くなければならない。こ
のような要求特性を満たす液晶化合物が種々検討された
結果、従来、TN、STNに用いられていた化合物の中
でも、エステル基、シアノ基、ピリミジン環あるいはジ
オキサン環等を有する液晶化合物は、電圧保持率を低下
させるので、アクティブマトリクス用には適さないこと
が明らかになった。また、アクティブマトリクス駆動方
式においても、表示方式は従来のTN表示方式と同じで
あるため、液晶組成物の誘電率異方性(Δε)は全体と
して正であることが必須である。しかしながら、従来使
用されていたΔεが正の液晶化合物(以下、p形液晶化
合物とする。)の中でも比較的大きなΔεを有するもの
も、同様に電圧保持率を低下させるので、下記のような
化合物はアクティブマトリクス駆動用には適さないこと
が明らかになった。
In general, in order to increase the voltage holding ratio of a liquid crystal composition, it must be chemically stable against heat and light in the device and have a high specific resistance value. As a result of various investigations on liquid crystal compounds satisfying such required characteristics, among the compounds conventionally used for TN and STN, liquid crystal compounds having an ester group, a cyano group, a pyrimidine ring, a dioxane ring, or the like have a voltage holding property. It was found to be unsuitable for active matrix as it reduces the rate. Further, also in the active matrix driving method, the display method is the same as the conventional TN display method, and therefore it is essential that the dielectric anisotropy (Δε) of the liquid crystal composition is positive as a whole. However, among the conventionally used liquid crystal compounds having a positive Δε (hereinafter referred to as p-type liquid crystal compounds), those having a relatively large Δε also lower the voltage holding ratio. Was not suitable for active matrix driving.

【0010】[0010]

【化4】 [Chemical 4]

【0011】(式中、Rはアルキル基を表わす。) そのため、現在では液晶組成物のΔεを正の適当な値に
するために、官能基としてフルオロ基やクロロ基を有す
る化合物、例えば、下記のようなp形液晶化合物がアク
ティブマトリクス用の材料として用いられている。
(In the formula, R represents an alkyl group.) Therefore, at present, in order to make Δε of the liquid crystal composition a positive and appropriate value, a compound having a fluoro group or a chloro group as a functional group, for example, Such a p-type liquid crystal compound is used as a material for an active matrix.

【0012】[0012]

【化5】 [Chemical 5]

【0013】[0013]

【化6】 [Chemical 6]

【0014】(式中、Rはアルキル基を表わし、R’は
アルキル基、アルケニル基又はアルコキシアルキル基を
表わす。) しかしながら、これらの化合物を用いてアクティブマト
リクス駆動に必要な電気光学的特性を達成することはで
きても、アクティブマトリクスに用いられる液晶化合物
は、比較的TN-I点が高いものが多いので、TC-N点が十
分に低い液晶組成物を調製することは非常に難しい。
(In the formula, R represents an alkyl group and R'represents an alkyl group, an alkenyl group or an alkoxyalkyl group.) However, these compounds are used to achieve the electro-optical characteristics required for active matrix driving. However, since many liquid crystal compounds used for the active matrix have a relatively high T NI point, it is very difficult to prepare a liquid crystal composition having a sufficiently low T CN point.

【0015】この問題を解決するために、前記フルオロ
系化合物のうち、同一骨格を有し、且つ末端アルキル基
の炭素原子数が2〜7までの範囲で互いに異なる同族体
を数種添加することによって液晶組成物のTC-N点を低
下させる方法が用いられている。しかしながら、この方
法ではTC-N点はさほど低下せず、しかも末端アルキル
基の炭素原子数が大きくなるほど粘性が上昇する傾向が
あるので、結果的には前述の(3)の応答特性を悪化さ
せてしまう。
In order to solve this problem, among the above-mentioned fluoro compounds, several homologues having the same skeleton and different from each other in the range of 2 to 7 carbon atoms of the terminal alkyl group are added. Is used to lower the T CN point of the liquid crystal composition. However, in this method, the T CN point does not decrease so much, and the viscosity tends to increase as the number of carbon atoms of the terminal alkyl group increases, so that the response characteristic of the above (3) is deteriorated. I will end up.

【0016】このように、前述の(1)から(4)の特
性をすべて満足するアクティブ用液晶組成物は現在のと
ころ得られておらず、アクティブマトリクス用の液晶組
成物としては、(2)〜(4)の特性を満たすことを優
先させており、(1)の温度範囲については、TC-N
が充分に低くないものでも使用せざるを得ない状況であ
り、当然、低温では結晶が析出しやすいものが多い。
As described above, no active liquid crystal composition satisfying all of the above-mentioned characteristics (1) to (4) has been obtained so far, and the active matrix liquid crystal composition is (2). Priority is given to satisfying the characteristics of (4) to (4), and in the temperature range of (1), even if the T CN point is not sufficiently low, it is unavoidable to use it. Many are easy to deposit.

【0017】また、STN液晶表示装置に用いられる液
晶組成物には、前述の(1)から(3)の特性に加え
て、更に4番目の特性として(5)液晶組成物の弾性定
数比(K33/K11)が大きく、高コントラストを達成す
ることが要求されている。更に、STN表示方式は、特
にラップトップコンピューター等の汎用機器に多く適用
されているため、(2)のしきい値電圧が低いことも重
要な要求特性である。液晶組成物のしきい値電圧を低下
させるためには、下記の式に従って、液晶組成物の誘電
率異方性Δεを大きくするか、弾性定数Kを小さくする
必要がある。
In addition to the characteristics (1) to (3) described above, the liquid crystal composition used in the STN liquid crystal display device has a fourth characteristic (5) the elastic constant ratio of the liquid crystal composition ( K 33 / K 11 ) is large, and it is required to achieve high contrast. Further, since the STN display system is often applied to general-purpose devices such as laptop computers, the low threshold voltage of (2) is also an important required characteristic. In order to reduce the threshold voltage of the liquid crystal composition, it is necessary to increase the dielectric anisotropy Δε of the liquid crystal composition or decrease the elastic constant K according to the following formula.

【0018】[0018]

【数1】 [Equation 1]

【0019】(式中、kは比例定数を、Vthはしきい値
電圧を、Δεは誘電率異方性をそれぞれ表わす。) ここで、Δεの非常に大きな液晶化合物としては例え
ば、下式のような化合物があるが、Δεの大きすぎる化
合物を多量に使用すると、電流値の増大等の問題を引き
起こす場合が多く、実際に液晶表示装置として使用する
場合、信頼性の面で問題がある。
(In the formula, k represents a proportional constant, V th represents a threshold voltage, and Δε represents a dielectric anisotropy.) Here, as a liquid crystal compound having a very large Δε, for example, the following formula is used. However, when a large amount of a compound having too large Δε is used, it often causes a problem such as an increase in current value, and when actually used as a liquid crystal display device, there is a problem in reliability. .

【0020】[0020]

【化7】 [Chemical 7]

【0021】(式中、Rはアルキル基を表わす。) また、弾性定数の小さい液晶組成物は、p形液晶化合物
からなる母体液晶と、TN-I点が高く、且つ弾性定数の
比較的小さく、Δεが負の液晶化合物(以下、n形液晶
化合物とする。)の3環系液晶化合物若しくは3環系p
形液晶化合物を混合する方法によって調製される。弾性
定数比K33/K11の値が大きいp形液晶化合物として、
例えば、下式の化合物が用いられる。
(In the formula, R represents an alkyl group.) The liquid crystal composition having a small elastic constant has a matrix liquid crystal composed of a p-type liquid crystal compound, a high T NI point, and a relatively small elastic constant. Tri-ring liquid crystal compound or tri-ring system p of liquid crystal compound having negative Δε (hereinafter referred to as n-type liquid crystal compound)
Formed liquid crystal compounds are prepared by a method of mixing. As a p-type liquid crystal compound having a large elastic constant ratio K 33 / K 11 ,
For example, the compound of the following formula is used.

【0022】[0022]

【化8】 [Chemical 8]

【0023】(式中、R’はアルキル基、アルケニル基
又はアルコキシアルキル基を表わし、Xは水素原子又は
フッ素原子を表わす。) 従って、STNにおけるしきい値電圧特性とコントラス
ト特性を満たすために、このようなp形液晶化合物と前
述の3環系のp形あるいはn形液晶化合物を混合する
と、低温領域で結晶が析出しやすい傾向があるという問
題がある。そこで、アクティブマトリクスの場合と同様
に、同一骨格を有し、且つR’の炭素原子数が互いに異
なる同族体を何種類も添加したり、R’がアルケニル基
である場合、二重結合の位置が互いに異なる同族体を何
種類も添加して、得られる液晶組成物のTC-N点を低下
させている。
(In the formula, R ′ represents an alkyl group, an alkenyl group or an alkoxyalkyl group, and X represents a hydrogen atom or a fluorine atom.) Therefore, in order to satisfy the threshold voltage characteristic and the contrast characteristic in STN, When such a p-type liquid crystal compound is mixed with the above-mentioned tricyclic p-type or n-type liquid crystal compound, there is a problem that crystals tend to precipitate in a low temperature region. Therefore, as in the case of the active matrix, many kinds of homologues having the same skeleton and different carbon atoms of R ′ are added, or when R ′ is an alkenyl group, the position of the double bond is Are added to reduce the T CN point of the resulting liquid crystal composition.

【0024】しかしながら、このような方法では、炭素
原子数の違いあるいは二重結合の位置の違いによって、
化合物の弾性定数比K33/K11の値も大きく異なるの
で、結局、得られる液晶組成物の弾性定数比K33/K11
が小さくなり、コントラストが低下してしまう場合が多
い。また、同族体を添加する方法ではTC-N点の低下に
も限界があることに加えて、粘性が増大し、応答速度が
遅くなるという問題もあり、これらの問題点を考慮した
上で液晶組成物の組成設計をすることは非常に難しい。
However, in such a method, due to the difference in the number of carbon atoms or the position of the double bond,
The value of the elastic constant ratio K 33 / K 11 of the compound also differs greatly, eventually, the elasticity of the liquid crystal composition obtained constant ratio K 33 / K 11
In many cases, and the contrast is often reduced. In addition, the method of adding a homologue has a problem in that the T CN point can be lowered only in addition to increasing viscosity and slowing the response speed. It is very difficult to design the composition of a product.

【0025】現状では、しきい値電圧が1.2V程度の
しきい値電圧の低いSTN用液晶組成物も調製されては
いるが、上述のように弾性定数比K33/K11の値が充分
大きくないので、低電圧駆動で、高いコントラストのS
TN液晶表示装置は現在のところ作製されていない。
At present, although a liquid crystal composition for STN having a low threshold voltage of about 1.2 V is prepared, the elastic constant ratio K 33 / K 11 is as described above. Since it is not large enough, it can be driven at low voltage and S
No TN liquid crystal display device has been manufactured so far.

【0026】ここまで説明してきたように、前述の
(1)の液晶相の温度範囲の広い液晶組成物としては、
液晶組成物のTN-I点が高いことはもちろん、TC-N点が
低いことも要求されるが、実際には、TC-N点よりも高
い温度であっても、長期間低温領域で保存すると結晶が
析出してしまう材料も少なくないので、信頼性の高い液
晶表示装置には、低温領域でも長期間液晶組成物中に結
晶が析出せず、表示画面全体に環境温度変化による表示
欠陥のないことが要求される。液晶組成物のTC-N
は、個々の液晶単体物質で構成される混合系組成物が過
冷却現象を示す場合が多いので、TC-N点は液晶組成物
を液体窒素等で固化あるいはガラス状態に充分低温(例
えば−70℃)に冷却して結晶化をはかり、しかるのち
に温度を徐々に上昇させながら固体からネマチック相へ
の転移温度を測定し、これをもってTC-N点としてい
る。
As described above, as the liquid crystal composition having a wide temperature range of the liquid crystal phase of the above (1),
Although it is required that the liquid crystal composition has a high T NI point as well as a low T CN point, in reality, even if the temperature is higher than the T CN point, crystals will not be formed if stored in a low temperature region for a long period of time. Since a large number of materials are deposited, a highly reliable liquid crystal display device does not have crystals deposited in the liquid crystal composition for a long period of time even in a low temperature region, and there is no display defect due to environmental temperature change on the entire display screen. Required. T CN point of liquid crystal compositions, because often mixed system composition comprised of individual liquid crystal simple substance exhibits supercooling, T CN point solidified or glassy state of the liquid crystal composition in a liquid nitrogen or the like Crystallization is performed by cooling to a sufficiently low temperature (for example, -70 ° C), and then the transition temperature from the solid to the nematic phase is measured while gradually increasing the temperature, and this is taken as the T CN point.

【0027】しかしながら、成分数が10〜20種類の
実用的な液晶組成物の場合、共融混合物ではないため、
前述の測定に基づくネマチック相の下限温度より高い温
度で保存したとしても、結晶が析出してしまう場合が多
々あり、結局駆動可能な温度範囲は狭められてしまう。
例えば、TC-N点が−70℃であるにもかかわらず、室
温で結晶が析出するというものも珍しくない。また、前
述のように車載用あるいは航空機用などには−40℃か
ら110℃までの幅広い温度範囲で安定にネマチック相
を示すことが要求されているが、−55℃の低温で保存
しても結晶が析出しない液晶組成物は現在のところ得ら
れていない。そのため、実際に車載用として汎用されて
いる液晶組成物でさえ、例えば、−25℃で保存すると
1週間程度で結晶が析出してしまうものもある。このよ
うな例からも、液晶組成物のTC-N点が非常に低くて
も、それより高い温度で結晶が析出しないとは限らない
ので、前述の(1)の特性を満たすものとしては、T
C-N点が低いことではなく、低温領域でも結晶が析出し
ないことが高い信頼性を得るために必要とされる。
However, in the case of a practical liquid crystal composition having 10 to 20 kinds of components, since it is not a eutectic mixture,
Even if the crystal is stored at a temperature higher than the lower limit temperature of the nematic phase based on the above-described measurement, crystals are often precipitated, which eventually narrows the drivable temperature range.
For example, it is not uncommon for crystals to precipitate at room temperature even though the T CN point is -70 ° C. Further, as described above, it is required for a vehicle or an aircraft to stably show a nematic phase in a wide temperature range from -40 ° C to 110 ° C, but even when stored at a low temperature of -55 ° C. A liquid crystal composition in which crystals do not precipitate has not been obtained so far. Therefore, even a liquid crystal composition that is actually widely used for in-vehicle use may have crystals precipitated in about one week when stored at −25 ° C., for example. From such an example as well, even if the T CN point of the liquid crystal composition is extremely low, it does not necessarily mean that crystals do not precipitate at a higher temperature.
In order to obtain high reliability, it is necessary not to have a low CN point but to prevent crystals from precipitating even in a low temperature region.

【0028】以上述べたように、液晶組成物はその表示
方式や駆動方式に適応するように種々の液晶化合物を混
合することによって調製されるが、現在使用されている
液晶化合物だけでは特性の改善には限界がある。特に、
汎用の液晶組成物は電気光学的特性を満足することに主
眼が置かれて組成設計されている場合が多い。しかしな
がら、そのような汎用の液晶組成物の中でも、特にTF
TやMIM等のアクティブマトリクス駆動方式用の液晶
組成物や、STN液晶表示装置用の液晶組成物において
は、(1)の液晶相の温度範囲が広いものであって、且
つ低温領域で結晶が析出しないことで、実用上高い信頼
性を得ている材料はほとんど存在しない。
As described above, the liquid crystal composition is prepared by mixing various liquid crystal compounds so as to be adapted to the display system and the driving system. However, the liquid crystal compounds currently used alone have improved characteristics. Is limited. In particular,
A general-purpose liquid crystal composition is often designed with a focus on satisfying electro-optical characteristics. However, among such general-purpose liquid crystal compositions, particularly TF
In the liquid crystal composition for the active matrix driving system such as T and MIM and the liquid crystal composition for the STN liquid crystal display device, the temperature range of the liquid crystal phase of (1) is wide, and the crystal is formed in the low temperature region. Almost no material has high reliability in practice because it does not precipitate.

【0029】前述の(2)〜(5)の特性をほぼ満足す
る汎用の液晶組成物は、その使用目的により温度は異な
るが、比較的低い温度で保存しても約1カ月間結晶が析
出しなければ、信頼性の高い実用液晶として認識されて
いる。
A general-purpose liquid crystal composition which substantially satisfies the above characteristics (2) to (5) has different temperatures depending on the purpose of use, but crystals are deposited for about one month even if stored at a relatively low temperature. If not, it is recognized as a highly reliable practical liquid crystal.

【0030】しかしながら、このような液晶組成物を用
いた場合、それを構成材料とする液晶表示装置は使用す
る環境温度が当然制限されている。このようなことから
も明らかなように、より低温でも結晶が析出しない、信
頼性の高い液晶組成物であって、各種の表示方式や駆動
方式に要求される電気光学的特性を充分に満足する液晶
組成物が望まれているにもかかわらず、このような液晶
組成物は現在のところ得られていないのである。
However, when such a liquid crystal composition is used, the ambient temperature at which the liquid crystal display device using it as a constituent material is naturally limited. As is clear from the above, it is a highly reliable liquid crystal composition in which crystals do not precipitate even at a lower temperature and sufficiently satisfies the electro-optical characteristics required for various display systems and drive systems. Despite the desire for liquid crystal compositions, such liquid crystal compositions have not yet been obtained.

【0031】[0031]

【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、液晶材料に添加することにより低温領域に
おける結晶析出の問題点を顕著に改善できるという効果
を示し、しかもしきい値電圧等の電気光学的特性等を悪
化させることのない液晶材料を提供することにある。
The problem to be solved by the present invention is to show the effect that the problem of crystal precipitation in a low temperature region can be remarkably improved by adding it to a liquid crystal material, and the threshold voltage etc. Another object of the present invention is to provide a liquid crystal material which does not deteriorate the electro-optical characteristics of the above.

【0032】[0032]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討したが、現在汎用されている
液晶化合物だけでは、前述のように特性の改善には限界
があった。従って、本発明者らは、汎用の液晶組成物に
は全く用いられていない液晶材料を開発する必要がある
と考えた。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made extensive studies in order to solve the above problems. However, there is a limit to the improvement of the characteristics as described above only with the liquid crystal compounds which are currently widely used. . Therefore, the present inventors considered that it is necessary to develop a liquid crystal material that has not been used in general-purpose liquid crystal compositions at all.

【0033】そこで、本発明者らは種々の文献に着目し
たが、その中で重水素原子(D)を有する液晶化合物に
ついては、以下に示すように既に数例の報告がある。 1) H.Gasparoux等,Ann.ReV.Phys.Chem.,27, 175(1976) 2) G.W.Gray等, Mol.Cryst.Liq.Cryst.,41, 75(1977) 3) A.J.Leadbetter等, J.Phys.[Paris]coll C3, 40,
125(1979) 4) A.Kolbe等, Z.Naturforsch.,23a, 1237(1968) 5) J.D.Rowell等, J.Chem.Phys.,43, 3442(1965) 6) W.D.Philips等, J.Chem.Phys.,41, 2551(1964) 7) A.F.Martins等, Mol.Cryst.Liq.Cryst.,14, 85(197
1) 8) E.T.Samulski等, Phys.Rev.Lett.,29, 340(1972) 9) H.Zimmermann等,Liquid Crystals.,4, 591(1989)
Therefore, the present inventors have paid attention to various documents, and among them, regarding the liquid crystal compound having a deuterium atom (D), there have already been some reports as shown below. 1) H. Gasparoux et al., Ann.ReV.Phys.Chem., 27, 175 (1976) 2) GWGray et al., Mol.Cryst.Liq.Cryst., 41, 75 (1977) 3) AJ Leadbetter et al., J. Phys . [Paris] coll C3, 40,
125 (1979) 4) A. Kolbe et al., Z. Naturforsch., 23a, 1237 (1968) 5) JD Rowell et al., J. Chem. Phys., 43, 3442 (1965) 6) WD Philips et al., J. Chem. Phys ., 41, 2551 (1964) 7) AF Martins et al., Mol.Cryst.Liq.Cryst., 14, 85 (197
1) 8) ET Samulski et al., Phys. Rev. Lett., 29, 340 (1972) 9) H. Zimmermann et al., Liquid Crystals., 4, 591 (1989)

【0034】しかしながら、これらの報告において、4
−アルコキシ安息香酸のカルボキシル基における水素原
子(H)を重水素原子(D)で置換した例(文献(1))
以外はすべて、末端基中の水素原子(H)を重水素原子
(D)で置換するか、あるいはベンゼン環に結合する水
素原子(H)を重水素原子(D)で置換した例であっ
た。しかもこれらの文献には、その化合物を液晶組成物
に添加した例すらも記載されていない。
However, in these reports, 4
-Example of replacing hydrogen atom (H) in carboxyl group of alkoxyalkoxybenzoic acid with deuterium atom (D) (Reference (1))
In all the examples except the above, the hydrogen atom (H) in the terminal group was replaced with a deuterium atom (D), or the hydrogen atom (H) bonded to the benzene ring was replaced with a deuterium atom (D). . Moreover, these documents do not describe even an example in which the compound is added to a liquid crystal composition.

【0035】そこで、本発明者らは、これまでに報告さ
れていない、飽和炭化水素環に結合する水素原子(H)
を重水素原子(D)で置換することを試みたが、これに
よって得られる液晶材料は、前述の文献からは全く予想
もできないような、優れた特性を有していることが明ら
かになった。即ち、本発明は上記課題を解決するため
に、一般式(I)
Therefore, the present inventors have not reported a hydrogen atom (H) bonded to a saturated hydrocarbon ring, which has not been reported so far.
Was attempted to be replaced by a deuterium atom (D), but it was revealed that the liquid crystal material obtained thereby had excellent properties that could not be predicted at all from the aforementioned literature. . That is, the present invention has the general formula (I) in order to solve the above problems.

【0036】[0036]

【化9】 [Chemical 9]

【0037】(式中、R1は炭素原子数1〜12のアル
キル基を表わし、X1、X2、X3及びX 4はそれぞれ独立
的に水素原子(H)又は重水素原子(D)を表わすが、
少なくとも1個は重水素原子(D)を表わし、Y1及び
2はそれぞれ独立的に水素原子又はフッ素原子を表わ
し、Zは水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、
−R2、−OR2、−OCN、−CF3、−OCF3、−O
CF2H又は−OCH2CF 3を表わし、R2は炭素原子数
1〜12のアルキル基又は炭素原子数2〜12のアルケ
ニル基を表わし、シクロヘキサン環はトランス配置であ
る。)で表わされる2種以上の化合物が、(1)互いに
1〜X4における重水素原子(D)の数及び/又は置換
位置が異なり、且つ(2)互いにR1、Y1、Y2及びZ
が同一であることを特徴とする、前記一般式(I)で表
わされる化合物の2種以上からなる混合物(以下、一般
式(I)の混合物とする)を提供する。
(In the formula, R1Is an alkane having 1 to 12 carbon atoms
Represents a kill group, X1, X2, X3And X FourAre independent
Represents a hydrogen atom (H) or a deuterium atom (D),
At least one represents a deuterium atom (D), and Y1as well as
Y2Each independently represent a hydrogen atom or a fluorine atom.
Z is a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group,
-R2, -OR2, -OCN, -CF3, -OCF3, -O
CF2H or -OCH2CF 3And R2Is the number of carbon atoms
Alkyl group having 1 to 12 or alkene having 2 to 12 carbon atoms
Represents a nyl group, and the cyclohexane ring is in the trans configuration.
It ) Two or more compounds represented by
X1~ XFourNumber and / or substitution of deuterium atoms (D) in
The position is different, and (2) R is mutually1, Y1, Y2And Z
Are represented by the above general formula (I),
A mixture of two or more compounds (hereinafter, generally referred to as
A mixture of formula (I)).

【0038】このうち、一般式(I)において、Zは水
素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、炭素原子数
1〜7の直鎖状アルキル基若しくはアルコキシル基、−
OCF3又は−OCH2CF3を表わすことが好ましく、
特にフッ素原子、シアノ基又は−OCF3が好ましい。
Among them, in the general formula (I), Z is a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, a linear alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or an alkoxyl group,
Preferably it represents OCF 3 or —OCH 2 CF 3 ,
Especially fluorine atom, a cyano group, or -OCF 3 preferred.

【0039】更に、(A)Y1、Y2及びZのうち、少な
くとも2個がフッ素原子を表わすことが好ましく、その
中でもY1及びZが共にフッ素原子を表わし、Y2が水
素原子を表わす混合物、あるいはY1、Y2及びZがす
べてフッ素原子を表わす混合物が好ましい。あるいは
(B)Y1及びY2が共に水素原子を表わすことが好まし
く、特にZがシアノ基又は−OCF3を表わす混合物が
好ましい。また、このように一般式(I)の混合物にお
いて、R1が炭素原子数1〜7の直鎖状アルキル基を表
わすことが好ましい。
Further, it is preferable that at least two of (A) Y 1 , Y 2 and Z represent a fluorine atom. Among them, Y 1 and Z both represent a fluorine atom and Y 2 represents a hydrogen atom. Mixtures or mixtures in which Y 1 , Y 2 and Z all represent fluorine atoms are preferred. Alternatively, (B) it is preferable that both Y 1 and Y 2 represent a hydrogen atom, and a mixture in which Z represents a cyano group or —OCF 3 is particularly preferable. Further, as described above, in the mixture of the general formula (I), R 1 preferably represents a linear alkyl group having 1 to 7 carbon atoms.

【0040】上述のように、一般式(I)の混合物の特
徴は、一般式(I)において、X1、X2、X3及びX4
それぞれ独立的に、水素原子(H)又は重水素原子
(D)を表わし、且つそのうちの少なくとも1個は重水
素原子(D)である化合物の2種以上からなり、しかも
その2種以上の化合物において、(1)互いにX1〜X4
における重水素原子(D)の数及び/又は置換位置が異
なり、且つ(2)互いにR1、Y1、Y2及びZが同一で
あることを特徴とする点にある。即ち、一般式(I)に
おいて、R1、Y1、Y2及びZを固定した場合に、一般
式(I)の化合物には立体異性体を含めると約10種の
化合物が存在し得ることになる。
As described above, the feature of the mixture of the general formula (I) is that in the general formula (I), X 1 , X 2 , X 3 and X 4 are each independently a hydrogen atom (H) or a heavy atom. A compound which represents a hydrogen atom (D) and at least one of which is a deuterium atom (D) is composed of two or more compounds, and in the two or more compounds, (1) X 1 to X 4 are mutually present.
The number and / or substitution position of deuterium atoms (D) in the above are different, and (2) R 1 , Y 1 , Y 2 and Z are mutually the same. That is, when R 1 , Y 1 , Y 2 and Z are fixed in the general formula (I), the compound of the general formula (I) may include about 10 kinds of compounds including stereoisomers. become.

【0041】ところが、後述するようにその製造工程に
おいて、これらの10種の化合物を選択的に1種ずつ製
造することは、製造工程が煩雑になり産業上有利ではな
い。このため重水素原子(D)の数及び/又は置換位置
の違いによる10種の同族体のうちの数種の化合物から
なる混合物の状態で使用することは液晶材料として何等
差し支えがない。
However, as will be described later, it is not industrially advantageous to selectively produce each of these 10 compounds in the production process, because the production process becomes complicated. Therefore, there is no problem as a liquid crystal material when it is used as a liquid crystal material in the form of a mixture consisting of several kinds of compounds of 10 kinds of homologues depending on the number of deuterium atoms (D) and / or the difference in the substitution position.

【0042】逆に混合物として用いることにより、低温
領域における結晶析出が起こり難くなることや、他の液
晶化合物との相溶性が向上するといった優れた特性が得
られ、むしろ一般式(I)で表わされる1種の化合物単
独で用いる場合よりも好ましい。また、このような本発
明の混合物の中でも、一般式(I)で表わされる2種以
上の化合物からなる混合物における重水素原子(D)の
数の割合が、一般式(I)におけるX1〜X4に対して3
0〜95%の範囲にある混合物が好ましく、40〜90
%の範囲がより好ましく、60〜90%の範囲が特に好
ましい。本発明に係わる一般式(I)の混合物は、例え
ば、一般式(II)
On the contrary, when it is used as a mixture, excellent properties such that crystal precipitation in the low temperature region is hard to occur and compatibility with other liquid crystal compounds is improved are obtained, rather, it is represented by the general formula (I). Is more preferable than the case where one compound is used alone. Further, among such mixtures of the present invention, the ratio of the number of deuterium atoms (D) in the mixture composed of two or more compounds represented by the general formula (I) is from X 1 to general formula (I). 3 for X 4
Mixtures in the range 0 to 95% are preferred, 40 to 90
% Is more preferable, and 60 to 90% is particularly preferable. The mixture of the general formula (I) according to the present invention has, for example, the general formula (II)

【0043】[0043]

【化10】 [Chemical 10]

【0044】(式中、R1は炭素原子数1〜12のアル
キル基を表わし、X1、X2、X3及びX 4はそれぞれ独立
的に水素原子(H)又は重水素原子(D)を表わすが、
少なくとも1個は重水素原子(D)を表わし、シクロヘ
キサン環はトランス配置である。)で表わされる2種以
上の化合物が、(1)互いにX1〜X4における重水素原
子(D)の数及び/又は置換位置が異なり、且つ(2)
互いにR1が同一であることを特徴とする、前記一般式
(II)で表わされる化合物の2種以上からなる混合物
(以下、一般式(II)の混合物とする)を用いる以外
は、重水素置換されていない
(Where R is1Is an alkane having 1 to 12 carbon atoms
Represents a kill group, X1, X2, X3And X FourAre independent
Represents a hydrogen atom (H) or a deuterium atom (D),
At least one represents a deuterium atom (D),
The xane ring is in the trans configuration. ) 2 types or more
The above compounds are (1) X1~ XFourDeuterium in Japan
The number of children (D) and / or the substitution position is different, and (2)
R to each other1Are the same, said general formula
Mixture of two or more compounds represented by (II)
Other than using (hereinafter referred to as a mixture of general formula (II))
Is not deuterium substituted

【0045】[0045]

【化11】 [Chemical 11]

【0046】(式中、R1、Y1、Y2及びZはそれぞれ
一般式(I)におけると同じ意味を表わす。)で表わさ
れる化合物の製造方法と同様にして製造することがで
き、本発明は一般式(II)の混合物も提供する。
(Wherein R 1 , Y 1 , Y 2 and Z have the same meanings as in formula (I)) and can be produced in the same manner as in the production of the compound represented by the formula (I). The invention also provides a mixture of general formula (II).

【0047】[0047]

【化12】 [Chemical 12]

【0048】(式中、R1、X1、X2、X3及びX4は一
般式(I)におけると同じ意味を表わす。) ここで、
一般式(II)の混合物は、一般式(IV)で表わされ
る2種以上の化合物が、(1)互いにX1〜X4における
重水素原子(D)の数及び/又は置換位置が異なり、且
つ(2)互いにR1が同一であることを特徴とする、前
記一般式(IV)で表わされる化合物の2種以上からな
る混合物(以下、一般式(IV)の混合物とする)を、
式(Va)のウィッティヒ反応剤と反応させ、得られた
エノールエーテルを酸処理する。ここで得られる混合物
は、シクロヘキサン環の立体配置がシス,トランス及び
トランス,トランスの異性体混合物である。次にこれを
塩基でトランス,トランスに異性化させることにより、
本発明の一般式(II)の混合物を得ることができる。
(In the formula, R 1 , X 1 , X 2 , X 3 and X 4 have the same meanings as in formula (I).)
In the mixture of the general formula (II), two or more compounds represented by the general formula (IV) are (1) different from each other in the number of deuterium atoms (D) in X 1 to X 4 and / or the substitution position, And (2) a mixture of two or more compounds represented by the general formula (IV), wherein R 1 s are the same, (hereinafter referred to as a mixture of the general formula (IV)),
The enol ether obtained is reacted with a Wittig reagent of the formula (Va) and treated with an acid. The mixture obtained here is a mixture of isomers in which the configuration of the cyclohexane ring is cis, trans and trans, trans. Next, by isomerizing this into trans, trans with a base,
A mixture of general formula (II) according to the invention can be obtained.

【0049】前述のように、本発明の一般式(I)の混
合物の中でも、一般式(I)で表わされる2種以上の化
合物において、X1〜X4の総数に対する重水素原子
(D)の数の割合が、30〜95%の範囲にある混合物
は、より優れた効果を示すことができるので好ましかっ
たわけであるが、一般式(II)あるいは(III)の
各混合物においても、各一般式で表わされる2種以上の
化合物において、X1〜X4の総数に対する重水素原子
(D)の数の割合が、30〜95%の範囲にあることが
好ましく、40〜90%の範囲がより好ましく、60〜
90%の範囲が特に好ましい。ここで、一般式(II)
の混合物は、以下のようにして製造することができる。
As described above, in the mixture of the general formula (I) of the present invention, in two or more compounds represented by the general formula (I), the deuterium atom (D) with respect to the total number of X 1 to X 4 is added. A mixture in which the ratio of the number of is in the range of 30 to 95% is preferable because it can exhibit a more excellent effect, but in each mixture of the general formula (II) or (III), In two or more compounds represented by each general formula, the ratio of the number of deuterium atoms (D) to the total number of X 1 to X 4 is preferably in the range of 30 to 95%, and 40 to 90%. The range is more preferable, and 60 to
A range of 90% is particularly preferred. Here, the general formula (II)
The mixture of can be produced as follows.

【0050】[0050]

【化13】 [Chemical 13]

【0051】(式中、R1、X1、X2、X3及びX4は一
般式(I)におけると同じ意味を表わし、R3は水素原
子又は炭素原子数1〜11のアルキル基を表わし、R3
CH2とR1は同じ基を表わす。) 一般式(VI’)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ジクロロメタン等の非プ
ロトン性溶媒に溶解し、アルコラート等の塩基存在下に
重水と反応させることにより、シクロヘキサノン環の2
位及び6位が重水素置換された一般式(VI)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
ルの2種以上からなる混合物(以下、一般式(VI)の
混合物とする)を得ることができる。このとき反応は室
温〜溶媒の還流温度が望ましく、また、反応を促進する
ために、臭化テトラブチルアンモニウム等の4級アンモ
ニウム塩を共存させることも好ましい。この一般式(V
I)の混合物に、一般式(Vb)のウィッティヒ反応剤
を反応させ、得られたアルキリデンシクロヘキサン誘導
体を水素添加し、シクロヘキサン環がシス配置のものを
分離除去した後、酸で脱アセタール化することにより、
一般式(IV)の混合物を得ることができる。
(In the formula, R 1 , X 1 , X 2 , X 3 and X 4 have the same meanings as in formula (I), and R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 11 carbon atoms. Represent, R 3
CH 2 and R 1 represent the same group. ) By dissolving the monoethylene acetal of bicyclohexane-4,4'-dione of the general formula (VI ') in an aprotic solvent such as dichloromethane and reacting it with heavy water in the presence of a base such as alcoholate, the cyclohexanone ring Two
A mixture of two or more kinds of monoethylene acetal of general formula (VI) bicyclohexane-4,4′-dione substituted with deuterium at the 6- and 6-positions (hereinafter referred to as the mixture of general formula (VI)) Obtainable. At this time, the reaction is preferably carried out at room temperature to the reflux temperature of the solvent, and in order to promote the reaction, it is also preferable to coexist with a quaternary ammonium salt such as tetrabutylammonium bromide. This general formula (V
The mixture of I) is reacted with a Wittig reagent of the general formula (Vb), the resulting alkylidenecyclohexane derivative is hydrogenated, the cyclohexane ring having a cis configuration is separated and removed, and then deacetalized with an acid. Due to
A mixture of general formula (IV) can be obtained.

【0052】[0052]

【化14】 [Chemical 14]

【0053】(式中、R1、X1、X2、X3及びX4は一
般式(I)におけると同じ意味を表わす。) あるいは、一般式(Vb)のウィッティヒ反応剤に代え
て、アルキルグリニヤール反応剤(R1MgBr)等と
一般式(VI)の混合物を反応させ、得られたシクロヘ
キサノール誘導体を脱水させてシクロヘキセン誘導体を
得る。これを水素添加し、シクロヘキサン誘導体がシス
配置のものを分離除去することにより、一般式(IV)
の混合物を得ることもできる。但し、この場合は得られ
た一般式(IV)の混合物において、X1〜X4の少なく
とも1個は水素原子(H)であり、便宜上X4を水素原
子(H)と見なして差し支えない。このようにして得ら
れる一般式(IV)の混合物を、前述のとおり式(V
a)のウィッティヒ反応剤と反応させることにより、一
般式(II)の混合物を得ることができる。
(In the formula, R 1 , X 1 , X 2 , X 3 and X 4 have the same meanings as in the general formula (I).) Alternatively, instead of the Wittig reagent of the general formula (Vb), The cyclohexanol derivative is obtained by reacting a mixture of the general formula (VI) with an alkyl Grignard reagent (R 1 MgBr) or the like, and dehydrating the obtained cyclohexanol derivative. This is hydrogenated to remove the cyclohexane derivative having a cis configuration by separation to give a compound of the general formula (IV)
It is also possible to obtain a mixture of However, in this case, in the obtained mixture of general formula (IV), at least one of X 1 to X 4 is a hydrogen atom (H), and for convenience, X 4 may be regarded as a hydrogen atom (H). The mixture of the general formula (IV) thus obtained is converted into the compound of the formula (V
By reacting with the Wittig reagent of a), a mixture of general formula (II) can be obtained.

【0054】[0054]

【化15】 [Chemical 15]

【0055】(式中、R1、X1、X2、X3及びX4は一
般式(I)におけると同じ意味を表わす。) さて、ここで得られた一般式(II)の混合物を、式
(Va)のウィッティヒ反応剤と再度反応させ、次いで
加水分解することにより、一般式(III)で表わされ
る重水素置換されたトランス−4’−アルキルビシクロ
ヘキサン−トランス−4−エタナールの2種以上の化合
物が、(1)互いにX1〜X4における重水素原子(D)
の数及び/又は置換位置が異なり、且つ(2)互いにR
1が同一であることを特徴とする、前記一般式(II
I)で表わされる化合物の2種以上からなる混合物(以
下、一般式(III)の混合物とする)を得ることがで
きる。本発明はこの一般式(III)の混合物も提供す
る。この一般式(III)の混合物を中間体として一般
式(I)の混合物を製造する場合、そのY1、Y2及びZ
に応じて、例えば、以下のようにして製造することがで
きる。
(In the formula, R 1 , X 1 , X 2 , X 3 and X 4 have the same meanings as in the general formula (I).) Now, the mixture of the general formula (II) obtained here is Of the deuterium-substituted trans-4′-alkylbicyclohexane-trans-4-ethanal represented by the general formula (III) by reacting again with the Wittig reagent of the formula (Va) and then hydrolyzing. (1) Deuterium atom (D) at X 1 to X 4
Different in the number and / or substitution position, and (2) are mutually R
Wherein the 1 is the same, the above general formula (II
A mixture of two or more compounds represented by I) (hereinafter referred to as a mixture of general formula (III)) can be obtained. The invention also provides this mixture of general formula (III). When the mixture of the general formula (I) is produced by using the mixture of the general formula (III) as an intermediate, its Y 1 , Y 2 and Z
According to the above, for example, it can be manufactured as follows.

【0056】イ)一般式(I)において、Z=H、F、
2、−OR2、−CF3又は−OCF3である混合物の場
A) In the general formula (I), Z = H, F,
R 2, -OR 2, when the mixture is -CF 3 or -OCF 3

【0057】[0057]

【化16】 [Chemical 16]

【0058】(式中、R1、X1、X2、X3、X4、Y1
びY2は一般式(I)におけると同じ意味を表わす。) Zが上記の基の場合、グリニヤール反応剤に対して不活
性であるので、一般式(VII)の4−ブロモ体を直
接、マグネシウムでグリニヤール反応剤として一般式
(III)の混合物と反応させ、得られたベンジルアル
コール誘導体を脱水してスチレン誘導体とし、次いで水
素添加することにより得ることができる。
(In the formulae, R 1 , X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , Y 1 and Y 2 have the same meanings as in formula (I).) When Z is the above group, Grignard Since it is inactive with respect to the reactant, the 4-bromo derivative of the general formula (VII) is directly reacted with magnesium as a Grignard reactant with the mixture of the general formula (III) to dehydrate the obtained benzyl alcohol derivative. To obtain a styrene derivative, followed by hydrogenation.

【0059】ロ)一般式(I)において、Z=−O
2、−OCH2CF3である混合物の場合
B) In the general formula (I), Z = -O
For R 2, the mixture is -OCH 2 CF 3

【0060】[0060]

【化17】 [Chemical 17]

【0061】(式中、R1、X1、X2、X3、X4、Y1
びY2は一般式(I)におけると同じ意味を表わす。) 上記イ)において、一般式(VII)において、Z=−
OCH3である4−ブロモ体を用いる以外はイ)と同様
に行うことにより、一般式(I)においてZ=−OCH
3である混合物を得ることができる。これを脱メチル化
(ヨウ化トリメチルシリル、三臭化ホウ素、塩化アルミ
ニウム、臭化水素酸等を用いることができる。)して、
一般式(Ioh)のフェノール誘導体の混合物が得られ
る。この一般式(Ioh)の混合物を塩基存在下に、R
2WあるいはWCH2CF3(式中、Wは臭素原子、沃素
原子又はp−トルエンスルホニル基等の脱離基を表わ
す。)と反応させることにより、一般式(I)におい
て、Zが−OR2あるいは−OCH2CF3である混合物
を得ることができる。あるいは、この一般式(Ioh)
のフェノール誘導体の混合物は、後述の一般式(In
h)のアニリン誘導体の混合物を、硫酸水溶液中で亜硝
酸ナトリウムと反応させてジアゾニウム塩とし、これを
分解することによっても得ることができる。
(Wherein R 1 , X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , Y 1 and Y 2 have the same meanings as in the general formula (I).) In the above general formula (VII) ), Z =-
In the same manner as in (a) except that a 4-bromo derivative of OCH 3 is used, Z = -OCH in the general formula (I).
A mixture that is 3 can be obtained. This is demethylated (trimethylsilyl iodide, boron tribromide, aluminum chloride, hydrobromic acid, etc. can be used),
A mixture of phenolic derivatives of general formula (Ioh) is obtained. In the presence of a base, R
(Wherein, W is a bromine atom, a leaving group such as iodine or p- toluenesulfonyl group.) 2 W or WCH 2 CF 3 by reaction with, in formula (I), Z is -OR it is possible to obtain a two or a mixture is -OCH 2 CF 3. Alternatively, this general formula (Ioh)
The mixture of the phenol derivatives of
It can also be obtained by reacting a mixture of the aniline derivative of h) with sodium nitrite in an aqueous sulfuric acid solution to form a diazonium salt, and decomposing this.

【0062】ハ)一般式(I)において、Z=−OCF
2Hである混合物の場合
C) In the general formula (I), Z = -OCF
For a mixture that is 2 H

【0063】[0063]

【化18】 [Chemical 18]

【0064】(式中、R1、X1、X2、X3、X4、Y1
びY2は一般式(I)におけると同じ意味を表わす。) 上記ロ)において得られた一般式(Ioh)の混合物を
蟻酸エステルとし、これを三弗化ジメチルアミノ硫黄
(DAST)等によりフッ素化することにより、一般式
(I)において、Z=−OCF2Hである混合物を得る
ことができる。
(In the formula, R 1 , X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , Y 1 and Y 2 have the same meanings as in the general formula (I).) The general formula obtained in the above b) The mixture of (Ioh) is used as a formic acid ester, and this is fluorinated with dimethylaminosulfur trifluoride (DAST) or the like, whereby a mixture of Z = -OCF 2 H in the general formula (I) can be obtained. .

【0065】ニ)一般式(I)において、Z=−CNで
ある混合物の場合
D) In the case of a mixture of the general formula (I) in which Z = -CN

【0066】[0066]

【化19】 [Chemical 19]

【0067】(式中、R1、X1、X2、X3、X4、Y1
びY2は一般式(I)におけると同じ意味を表わす。) 上記イ)において、Zが水素原子である一般式(Ih)
の混合物を、ルイス酸存在下にシュウ酸クロリドと反応
させて一般式(Ich)の酸クロリドの混合物とし、次
いでアンモニアと反応させて一般式(Iam)のアミド
の混合物が得られる。これを塩化チオニル等で脱水する
ことにより、一般式(I)においてZ=−CNの混合物
を得ることができる。
(In the formula, R 1 , X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , Y 1 and Y 2 have the same meanings as in formula (I).) In the above a), Z is a hydrogen atom. Is a general formula (Ih)
Is reacted with oxalic acid chloride in the presence of Lewis acid to give a mixture of acid chlorides of general formula (Ich) and then with ammonia to give a mixture of amides of general formula (Iam). By dehydrating this with thionyl chloride or the like, a mixture of Z = -CN in the general formula (I) can be obtained.

【0068】[0068]

【化20】 [Chemical 20]

【0069】(式中、R1、X1、X2、X3、X4、Y1
びY2は一般式(I)におけると同じ意味を表わす。) あるいは、中間体である一般式(Ich)の混合物は、
一般式(Ih)の混合物をアセチル化した後、アルカリ
水溶液中、臭素で酸化して一般式(Ica)のカルボン
酸の混合物とし、次いで塩化チオニル等の塩素化剤と反
応させても得ることができる。
(In the formula, R 1 , X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , Y 1 and Y 2 have the same meanings as in formula (I).) Ich) mixture is
It may also be obtained by acetylating a mixture of the general formula (Ih), oxidizing it with bromine in an aqueous alkali solution to give a mixture of carboxylic acids of the general formula (Ica), and then reacting it with a chlorinating agent such as thionyl chloride. it can.

【0070】[0070]

【化21】 [Chemical 21]

【0071】(式中、R1、X1、X2、X3、X4、Y1
びY2は一般式(I)におけると同じ意味を表わす。) あるいは、一般式(Ih)の混合物を沃素/過沃素酸に
より直接沃素化し、次いでシアン化銅(I)と反応させる
ことによっても、一般式(I)において、Z=−CNの
混合物を得ることができる。
(Wherein R 1 , X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , Y 1 and Y 2 have the same meanings as in formula (I).) Alternatively, a mixture of formula (Ih) It is also possible to obtain a mixture of Z = -CN in the general formula (I) by directly iodizing the compound with iodine / periodic acid and then reacting it with copper (I) cyanide.

【0072】ホ)一般式(I)において、Z=Clであ
る混合物の場合
E) In the case of a mixture of the general formula (I) in which Z = Cl

【0073】[0073]

【化22】 [Chemical formula 22]

【0074】(式中、R1、X1、X2、X3、X4、Y1
びY2は一般式(I)におけると同じ意味を表わす。) 塩素の活性度が低い場合には上記イ)と同様にして得る
こともできる。しかしながら、より一般的には、一般式
(Iam)のアミドの混合物をアルカリ水溶液中で臭素
と反応させることにより、一般式(Inh)のアニリン
誘導体の混合物を得て、これを塩酸存在下に亜硝酸ナト
リウムと反応させてジアゾニウム塩とし、更にこれを塩
化銅(I)により分解することにより、一般式(I)にお
いてZ=Clの混合物を得ることができる。
(In the formula, R 1 , X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , Y 1 and Y 2 have the same meanings as in formula (I).) When the activity of chlorine is low, It can also be obtained in the same manner as in (a) above. However, more generally, by reacting a mixture of amides of general formula (Iam) with bromine in an aqueous alkaline solution, a mixture of aniline derivatives of general formula (Inh) is obtained, which is reacted in the presence of hydrochloric acid. By reacting with sodium nitrate to form a diazonium salt, which is further decomposed with copper (I) chloride, a mixture of Z = Cl in the general formula (I) can be obtained.

【0075】ヘ)一般式(I)において、Z=−OCN
である混合物の場合
F) In the general formula (I), Z = -OCN
For a mixture that is

【0076】[0076]

【化23】 [Chemical formula 23]

【0077】(式中、R1、X1、X2、X3、X4、Y1
びY2は一般式(I)におけると同じ意味を表わす。) 一般式(Ioh)のフェノール誘導体の混合物を、トリ
エチルアミン等の塩基性物質存在下に臭化シアンと反応
させることにより、一般式(I)において、Z=−OC
Nの混合物を得ることができる。
(In the formula, R 1 , X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , Y 1 and Y 2 have the same meanings as in formula (I).) Of the phenol derivative of formula (Ioh) By reacting the mixture with cyanogen bromide in the presence of a basic substance such as triethylamine, in the general formula (I), Z = -OC
A mixture of N can be obtained.

【0078】[0078]

【化24】 [Chemical formula 24]

【0079】(式中、R1、X1、X2、X3、X4、Y1
びY2は一般式(I)におけると同じ意味を表わす。) 上記の各製造工程において、Y1及びY2の少なくとも一
方がフッ素原子である場合には、例えば上記イ)の工程
では、対応する一般式(VII)の化合物を入手しにく
い場合がある。あるいはニ)の工程では置換基Zが必ず
しも所望の位置に選択的に導入しにくい場合もある。こ
うした場合には、前記一般式(Ih)の混合物をブチル
リチウム等でリチオ化して、一般式(Ii)のフェニル
リチウム誘導体の混合物とし、これを直接アルキル化す
るか(一般式(I)においてZ=R2の場合)、あるい
は二酸化炭素と反応させることにより一般式(Ica)
のカルボン酸の誘導体を得て、これから前述の方法によ
り得ることができる。
(In the formula, R 1 , X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , Y 1 and Y 2 have the same meanings as in formula (I).) In each of the above production steps, Y 1 When at least one of Y and Y 2 is a fluorine atom, it may be difficult to obtain the corresponding compound of the general formula (VII) in the above step (a), for example. Alternatively, in the step (d), it may be difficult to selectively introduce the substituent Z into a desired position. In such a case, the mixture of the general formula (Ih) is lithiated with butyllithium or the like to give a mixture of phenyllithium derivatives of the general formula (Ii), which is directly alkylated (in the general formula (I), Z = R 2 ) or by reacting with carbon dioxide to give a compound of the general formula (Ica)
It is possible to obtain the derivative of the carboxylic acid of and obtain it from the above-mentioned method.

【0080】斯くして得られる一般式(I)の混合物の
例をその相転移温度とともに第1表に掲げる。
Examples of the mixture of the general formula (I) thus obtained are listed in Table 1 together with their phase transition temperatures.

【0081】[0081]

【表1】 [Table 1]

【0082】(表中、Cは結晶相を、Smはスメクチッ
ク相を、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。また、No.1及びNo.3は結晶化しな
いためその融点が不明であった。また、D化率はその混
合物におけるX1〜X4の総数に対する重水素原子(D)
の数の割合を示したものである。)
(In the table, C represents a crystalline phase, Sm represents a smectic phase, N represents a nematic phase, and I represents an isotropic liquid phase. In addition, No. 1 and No. 3 do not crystallize. Its melting point was unknown, and the D conversion rate was deuterium atom (D) with respect to the total number of X 1 to X 4 in the mixture.
It shows the ratio of the number of. )

【0083】本発明の一般式(I)の混合物は、重水素
置換されていないが、同一の骨格を有する単一化合物と
比較すると、低温領域でも結晶を析出させないという優
れた特徴を有する。
The mixture of the general formula (I) of the present invention, which is not deuterium-substituted, has an excellent feature that it does not precipitate crystals even in a low temperature region as compared with a single compound having the same skeleton.

【0084】そのような例として、現在汎用されているAs such an example, it is currently widely used.

【0085】[0085]

【化25】 [Chemical 25]

【0086】(式中、シクロヘキサン環はトランス配置
を表わし、「%」は「重量%」を表わす。)からなる母
体液晶(A)80重量%及び第1表中の(No.1)
(Wherein, the cyclohexane ring represents the trans configuration and "%" represents "% by weight"), and 80% by weight of the base liquid crystal (A) and (No. 1) in Table 1.

【0087】[0087]

【化26】 [Chemical formula 26]

【0088】(式中、「d4−」は一般式(I)におい
て、X1〜X4の置換基のうち、少なくとも1個が重水素
原子(D)である化合物からなる混合物であることを表
わす。)の混合物20重量%からなる混合液晶(M−
1)を調製したところ、65.4℃以下でネマチック相
を示した。この組成物を−20℃で保存したところ、2
週間経過後も結晶の析出は観察できなかった。
(In the formula, “d 4 −” is a mixture of compounds of the general formula (I) in which at least one of the substituents X 1 to X 4 is a deuterium atom (D). A mixed liquid crystal (M-
When 1) was prepared, it showed a nematic phase at 65.4 ° C or lower. When this composition was stored at -20 ° C, 2
No precipitation of crystals could be observed even after a week.

【0089】これに対して、同じ母体液晶(A)80重
量%及び(No.1)の混合物の類似構造を有するが、
重水素置換されていない式(R−1)
On the contrary, it has a similar structure of a mixture of the same host liquid crystal (A) (80% by weight) and (No. 1),
Formula (R-1) not substituted with deuterium

【0090】[0090]

【化27】 [Chemical 27]

【0091】の化合物20重量%からなる混合液晶(M
R−1)を調製し、同様にして−20℃で保存したとこ
ろ、5日後には結晶の析出が認められた。次に、特にア
クティブマトリックス用として好適な
A mixed liquid crystal (M
When R-1) was prepared and stored at -20 ° C in the same manner, precipitation of crystals was observed after 5 days. Next, especially suitable for active matrix

【0092】[0092]

【化28】 [Chemical 28]

【0093】(式中、シクロヘキサン環はトランス配置
を表わし、「%」は「重量%」を表わす。)からなる母
体液晶(B)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、その融点は11℃
である。
(In the formula, the cyclohexane ring represents the trans configuration and "%" represents "% by weight") to prepare a base liquid crystal (B). This host liquid crystal (B) has 11
It shows a nematic phase below 6.7 ℃ and its melting point is 11 ℃.
Is.

【0094】この母体液晶(B)70重量%及び第1表
中の(No.2)
70% by weight of this base liquid crystal (B) and (No. 2) in Table 1

【0095】[0095]

【化29】 [Chemical 29]

【0096】(式中、「d4−」は前述と同じ意味を表
わす。)の混合物30重量%からなる混合液晶(N−
2)を調製し、0℃で保存したところ、2週間経過後も
結晶の析出は観察できなかった。
[0096] (wherein, "d 4 -". Is that the same meanings as described above) mixed crystal consisting of a mixture 30% by weight of (N-
When 2) was prepared and stored at 0 ° C., precipitation of crystals could not be observed even after 2 weeks.

【0097】これに対して、同じ母体液晶(B)70重
量%及び(No.2)の混合物の類似構造を有するが、
重水素置換されていない式(R−2)
On the other hand, it has a similar structure of a mixture of 70% by weight of the same base liquid crystal (B) and (No. 2),
Formula (R-2) not substituted by deuterium

【0098】[0098]

【化30】 [Chemical 30]

【0099】の化合物30重量%からなる混合液晶(N
R−2)を調製し、同様にして0℃で保存したところ、
1日後には完全に結晶化し、その融点を測定したとこ
ろ、6℃であった。
A mixed liquid crystal (N
R-2) was prepared and similarly stored at 0 ° C.,
After 1 day, it was completely crystallized and its melting point was measured and found to be 6 ° C.

【0100】以上のことから、本発明に係わる一般式
(I)の重水素置換された化合物からなる混合物は、低
温領域でも混合液晶中に結晶を析出させ難くくするとい
う優れた特徴を有し、低温領域での使用が期待されてい
る液晶表示装置の構成材料として極めて有用であること
が明らかである。
From the above, the mixture of the deuterium-substituted compounds of the general formula (I) according to the present invention has an excellent feature that it is difficult to deposit crystals in the mixed liquid crystal even in a low temperature region. Obviously, it is extremely useful as a constituent material of a liquid crystal display device expected to be used in a low temperature region.

【0101】[0101]

【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。
EXAMPLES The present invention will be further described below by showing Examples of the present invention. However, the invention is not limited to these examples.

【0102】化合物の構造は、重水素化されていない既
知の化合物と、キャピラリーガスクロマトグラフ及び薄
層クロマトグラフを比較して同一の保持時間(あるいは
Rf値)を示すこと、及び核磁気共鳴スペクトル(NM
R)、質量スペクトル(MS)、赤外吸収スペクトル
(IR)により確認した。
The structure of the compound has the same retention time (or Rf value) when a known compound not deuterated is compared with a capillary gas chromatograph and a thin layer chromatograph, and a nuclear magnetic resonance spectrum ( NM
R), mass spectrum (MS), infrared absorption spectrum (IR).

【0103】また混合物全体としてのD化率はNMRに
より測定したが、その測定には「JNM−GSX40
0」(日本電子(株)製、400MHz1H)のNMRを
用いた。
The D conversion rate of the mixture as a whole was measured by NMR, and the measurement was conducted according to "JNM-GSX40".
0 "(manufactured by JEOL Ltd., 400 MHz 1 H) was used.

【0104】なお、一般式(I)、一般式(II)及び
一般式(III)における混合物のD化率は、中間体で
ある一般式(IV)における混合物のD化率と同一とみ
なした。化合物名及び構造式の前に記した「d4−」
は、一般式(I)、(II)、(III)、(IV)あ
るいは(VI)において、X1〜X4の置換基のうち、少
なくとも1個が重水素原子(D)である化合物からなる
混合物であることを表わす。
The D conversion rate of the mixture in the general formula (I), the general formula (II) and the general formula (III) was regarded as the same as the D conversion rate of the mixture in the general formula (IV) as an intermediate. . I wrote in front of the compound name and structural formula "d 4 -"
Is a compound of the formula (I), (II), (III), (IV) or (VI) in which at least one of the substituents X 1 to X 4 is a deuterium atom (D). Is a mixture of

【0105】(参考例1) ビシクロヘキサン−4,
4’−ジオンモノエチレンアセタールの重水素化
Reference Example 1 Bicyclohexane-4,
Deuteration of 4'-dione monoethylene acetal

【0106】[0106]

【化31】 [Chemical 31]

【0107】ナトリウムメトキシド54.0gを重水
(D化率:99.8%)100mlに溶解した。これに
ジクロロメタン100mlに溶解したビシクロヘキサン
−4,4’−ジオンモノエチレンアセタール100.2
gを加え、更に臭化テトラブチルアンモニウム2.0g
を加えて、10時間溶媒の還流温度で加熱攪拌した。放
冷後、有機層を分離し、水層の反応生成物をジクロロメ
タンで抽出した後に回収した。これに有機層を併せ、水
で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで脱水乾燥した。
54.0 g of sodium methoxide was dissolved in 100 ml of heavy water (D conversion rate: 99.8%). Bicyclohexane-4,4'-dione monoethylene acetal 100.2 dissolved in 100 ml of dichloromethane was added thereto.
g, and then tetrabutylammonium bromide 2.0 g
Was added, and the mixture was heated with stirring at the reflux temperature of the solvent for 10 hours. After cooling, the organic layer was separated, and the reaction product of the aqueous layer was extracted with dichloromethane and then collected. The organic layer was combined with this, washed with water, and dehydrated and dried over anhydrous sodium sulfate.

【0108】溶媒を溜去して、d4−ビシクロヘキサン
−4,4’−ジオンモノエチレンアセタール100.5
gを得た。NMRによりそのD化率を測定したところ、
約86%であった。
The solvent was distilled off and d 4 -bicyclohexane-4,4'-dione monoethylene acetal 100.5 was added.
g was obtained. When the D conversion rate was measured by NMR,
It was about 86%.

【0109】(参考例2) d4−4−(トランス−4
−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキサノンの合成
Reference Example 2 d 4 -4- (transformer-4)
-Propylcyclohexyl) cyclohexanone

【0110】[0110]

【化32】 [Chemical 32]

【0111】ヨウ化プロピルトリフェニルホスホニウム
46.4gをトルエン150ml及びTHF46ml中
に懸濁させ、0℃に氷冷した。t−ブトキシカリウム1
3.0gを加え、1時間攪拌してウィッティヒ反応剤を
調製した。これに参考例1で得られたd4−ビシクロヘ
キサン−4,4’−ジオンモノエチレンアセタール2
0.0gのトルエン40ml溶液を内温10℃以下で滴
下し、更に1時間同温度で攪拌した。水200mlを加
え、稀塩酸で中和した後、有機層を分離し、減圧下に濃
縮した。得られた残渣をヘキサン200mlに溶解して
不溶物を濾別した。濾液を水/メタノール混合溶媒で洗
滌し、溶媒を溜去して得られた粗生成物37.4gを、
シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸
エチル=5/1)を用いて精製して、d4−4’−プロ
ピリデンビシクロヘキサン−4−オンモノエチレンアセ
タール20.52gを得た。
46.4 g of propyltriphenylphosphonium iodide was suspended in 150 ml of toluene and 46 ml of THF and cooled to 0 ° C. with ice. t-Butoxy potassium 1
3.0 g was added and stirred for 1 hour to prepare a Wittig reaction agent. This obtained in Reference Example 1 and d 4 - bicyclohexane-4,4'-dione monoethylene acetal 2
A 40 ml solution of 0.0 g of toluene was added dropwise at an internal temperature of 10 ° C. or lower, and the mixture was further stirred at the same temperature for 1 hour. After adding 200 ml of water and neutralizing with dilute hydrochloric acid, the organic layer was separated and concentrated under reduced pressure. The obtained residue was dissolved in 200 ml of hexane and the insoluble material was filtered off. The filtrate was washed with a water / methanol mixed solvent and the solvent was distilled off to obtain 37.4 g of a crude product.
Silica gel column chromatography (hexane / ethyl acetate = 5/1) as eluant to give the d 4-4'-propylidene bicyclohexane-4-one monoethylene acetal 20.52 g.

【0112】この全量をトルエン300mlに溶解し、
トリエチルアミン21ml及びパラジウム炭素4.0g
を加え、オートクレーブ中水素圧5Kg/cm2で室温
で攪拌した。触媒を濾別した後、稀塩酸次いで水で洗滌
した。蟻酸350mlを加え、80℃で1時間攪拌し
た。反応液を水にあけ、水層の反応生成物をトルエンで
抽出し、これに有機層を合わせ、飽和炭酸水素ナトリウ
ム水溶液、水、飽和食塩水で洗滌した。無水硫酸ナトリ
ウムで脱水乾燥した後、溶媒を溜去し、d4−4−(ト
ランス−4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキサノ
ン及びd4−4−(シス−4−プロピルシクロヘキシ
ル)シクロヘキサノンの混合物を得た。これをシリカゲ
ルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル=
9/1)を用いて精製して、d4−4−(トランス−4
−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキサノン16.1
1gを得た。これをヘキサンから再結晶させ、その融点
を測定したところ25〜26℃であった。
All of this was dissolved in 300 ml of toluene,
21 ml of triethylamine and 4.0 g of palladium on carbon
Was added, and the mixture was stirred in an autoclave at a hydrogen pressure of 5 Kg / cm 2 at room temperature. After the catalyst was filtered off, it was washed with dilute hydrochloric acid and then with water. 350 ml of formic acid was added, and the mixture was stirred at 80 ° C for 1 hour. The reaction solution was poured into water, the reaction product of the aqueous layer was extracted with toluene, the organic layer was combined with this, and washed with a saturated sodium hydrogen carbonate aqueous solution, water, and a saturated saline solution. After dehydration drying with anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off to obtain a d 4-4- (trans-4-propyl) cyclohexanone and d 4 4- (cis-4-propyl-cyclohexyl) mixture of cyclohexanone. This is subjected to silica gel column chromatography (hexane / ethyl acetate =
And purified using 9/1), d 4 -4- (trans-4
-Propylcyclohexyl) cyclohexanone 16.1
1 g was obtained. It was recrystallized from hexane and its melting point was measured and found to be 25 to 26 ° C.

【0113】(実施例1) d4−トランス−4’−プ
ロピルビシクロヘキサン−4−カルバルデヒドの合成
Example 1 Synthesis of d 4 -trans-4′-propylbicyclohexane-4-carbaldehyde

【0114】[0114]

【化33】 [Chemical 33]

【0115】塩化メトキシメチルトリフェニルホスホニ
ウム32.5gをTHF100mlに懸濁させた。これ
を氷冷し、t−ブトキシカリウム10.8gをゆっくり
添加し、0℃で1時間攪拌した。参考例2で得られたd
4−4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)シ
クロヘキサノン15gをTHF85mlに溶解し、同温
度で30分間で滴下した。更に30分攪拌した後、水1
00mlを加えた。水層を分液除去し、有機層を濃縮
し、ヘキサン100mlを加え、不溶物を濾別した。沈
澱はヘキサンで洗滌した。濾液を集め、メタノール/水
の混合溶媒で洗滌した後に濃縮した。得られた油状の粗
生成物をTHF100mlに溶解し、10%塩酸100
mlを加え、1時間加熱攪拌した。放冷後、反応生成物
を酢酸エチル100mlで抽出し、水で洗滌した後、溶
媒を溜去した。得られた油状物をエタノール120ml
に溶解し、20%水酸化ナトリウム水溶液12mlを加
え、2時間攪拌した。水150mlを加え、析出した沈
澱を濾過した。沈澱は水150ml、次いでメタノール
150mlで洗浄し、更に減圧下に乾燥して、d4−ト
ランス−4’−プロピルビシクロヘキサン−4−カルバ
ルデヒドの白色結晶14.9gを得た。
32.5 g of methoxymethyltriphenylphosphonium chloride was suspended in 100 ml of THF. This was ice-cooled, 10.8 g of potassium t-butoxide was slowly added, and the mixture was stirred at 0 ° C for 1 hr. D obtained in Reference Example 2
4-4 was dissolved (trans-4-propyl-cyclohexyl) cyclohexanone 15g to THF85ml, was added dropwise over 30 minutes at the same temperature. After stirring for another 30 minutes, water 1
00 ml was added. The aqueous layer was separated, the organic layer was concentrated, 100 ml of hexane was added, and the insoluble material was filtered off. The precipitate was washed with hexane. The filtrate was collected, washed with a mixed solvent of methanol / water and then concentrated. The obtained oily crude product was dissolved in 100 ml of THF, and 100% of 10% hydrochloric acid was added.
ml was added and the mixture was heated with stirring for 1 hour. After cooling, the reaction product was extracted with 100 ml of ethyl acetate, washed with water, and the solvent was distilled off. 120 ml of the obtained oil is ethanol.
The resulting mixture was dissolved in water, 12 ml of 20% aqueous sodium hydroxide solution was added, and the mixture was stirred for 2 hours. 150 ml of water was added, and the deposited precipitate was filtered. The precipitate was washed with 150 ml of water and then with 150 ml of methanol, and dried under reduced pressure to obtain 14.9 g of white crystals of d 4 -trans-4′-propylbicyclohexane-4-carbaldehyde.

【0116】(実施例2) d4−トランス−4’−プ
ロピルビシクロヘキサン−4−エタナールの合成
Example 2 Synthesis of d 4 -trans-4′-propylbicyclohexane-4-ethanal

【0117】[0117]

【化34】 [Chemical 34]

【0118】塩化メトキシメチルトリフェニルホスホニ
ウム29gをTHF90ml中に懸濁させ、氷冷した。
t−ブトキシカリウム9.6gをゆっくり添加し、1時
間攪拌した。実施例1で得られたd4−トランス−4’
−プロピルビシクロヘキサン−4−カルバルデヒド1
4.8gをTHF85mlに溶解し、同温度で30分で
滴下した。更に30分攪拌した後、水130mlを加え
た。有機層を濃縮し、ヘキサン100mlを加えて溶解
し、不溶物を濾別した後、メタノール/水=1/1の混
合溶媒100mlで洗滌した。ヘキサン層を濃縮し、得
られた油状の粗生成物をTHF100mlに溶解し、1
0%塩酸100mlを加え、1時間溶媒の還流下に加熱
攪拌した。放冷後、反応生成物を酢酸エチル100ml
で抽出し、水で洗滌した後、無水硫酸ナトリウムで脱水
乾燥し、溶媒を溜去して、d4−トランス−4’−プロ
ピルビシクロヘキサン−4−エタナールの白色結晶1
1.8gを得た。
29 g of methoxymethyltriphenylphosphonium chloride was suspended in 90 ml of THF and cooled with ice.
9.6 g of potassium t-butoxide was slowly added, and the mixture was stirred for 1 hour. D 4 -trans-4 ′ obtained in Example 1
-Propylbicyclohexane-4-carbaldehyde 1
4.8 g was dissolved in 85 ml of THF and added dropwise at the same temperature for 30 minutes. After stirring for another 30 minutes, 130 ml of water was added. The organic layer was concentrated, 100 ml of hexane was added to dissolve it, the insoluble matter was filtered off, and then washed with 100 ml of a mixed solvent of methanol / water = 1/1. The hexane layer was concentrated, and the obtained oily crude product was dissolved in 100 ml of THF,
100 ml of 0% hydrochloric acid was added, and the mixture was heated with stirring under reflux of the solvent for 1 hour. After standing to cool, the reaction product was diluted with 100 ml of ethyl acetate.
After extraction, washing with water, dehydration drying over anhydrous sodium sulfate, evaporation of the solvent, and white crystals of d 4 -trans-4′-propylbicyclohexane-4-ethanal 1
1.8 g was obtained.

【0119】(実施例3) d4−トランス−4−[2
−(3,4−ジフルオロフェニル)エチル]−トランス
−4’−プロピルビシクロヘキサン(第1表中のNo.
1の混合物)の合成
(Example 3) d 4 -trans-4- [2
-(3,4-Difluorophenyl) ethyl] -trans-4'-propylbicyclohexane (No.
1 mixture)

【0120】[0120]

【化35】 [Chemical 35]

【0121】(3−a) d4−トランス−4’−プロ
ピル−トランス−4−[2−(3,4−ジフルオロフェ
ニル)エテニル]ビシクロヘキサンの合成 乾燥したTHF2ml中の削り状マグネシウム560m
gに、1−ブロモ−3,4,−ジフルオロベンゼン3.
70gのTHF20ml溶液を、穏やかな還流が持続す
る速度で滴下した。滴下終了後、更に1時間攪拌した
後、放冷した。氷冷下、実施例2で得られたd4−トラ
ンス−4’−プロピルビシクロヘキサン−4−エタナー
ル4.00gのTHF20ml溶液を内温が40℃を超
さないよう注意して1時間で滴下した。室温で更に1時
間攪拌した後、攪拌しながら稀塩酸を水層が弱酸性とな
るまで加えた。反応生成物を酢酸エチル40mlで抽出
し、有機層を水、次いで飽和食塩水で洗滌し、無水硫酸
ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下に溜去して、得ら
れた油状物をトルエン30mlに溶解し、p−トルエン
スルホン酸1水和物160mgを加え、還流下に6時間
加熱攪拌した。放冷後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶
液、次いで水で洗滌し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し
た。溶媒を溜去して得られた粗生成物をシリカゲルカラ
ムクロマトグラフィー(ヘキサン)を用いて精製して、
4−トランス−4’−プロピル−トランス−4−[2
−(3,4−ジフルオロフェニル)エテニル]ビシクロ
ヘキサン4.40gを得た。
(3-a) Synthesis of d 4 -trans-4′-propyl-trans-4- [2- (3,4-difluorophenyl) ethenyl] bicyclohexane 560 g of shaving magnesium in 2 ml of dry THF.
1 g of 1-bromo-3,4, -difluorobenzene 3.
A solution of 70 g of THF in 20 ml was added dropwise at such a rate that a gentle reflux was maintained. After the completion of dropping, the mixture was stirred for 1 hour and then left to cool. Under ice-cooling, obtained in Example 2 d 4 - Be careful temperature inside the THF20ml solution of trans-4'-propyl-bi cyclohexane-4-ethanal 4.00g does not to exceed a 40 ° C. added dropwise in 1 hour did. After stirring at room temperature for another hour, dilute hydrochloric acid was added with stirring until the aqueous layer became weakly acidic. The reaction product was extracted with 40 ml of ethyl acetate, the organic layer was washed with water and then with saturated saline, and dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure, the obtained oily substance was dissolved in 30 ml of toluene, 160 mg of p-toluenesulfonic acid monohydrate was added, and the mixture was heated with stirring under reflux for 6 hours. After cooling, it was washed with a saturated aqueous solution of sodium hydrogencarbonate and then with water, and dried over anhydrous sodium sulfate. The crude product obtained by distilling off the solvent is purified using silica gel column chromatography (hexane),
d 4 - trans-4'-propyl - trans-4- [2
4.40 g of-(3,4-difluorophenyl) ethenyl] bicyclohexane was obtained.

【0122】(3−b) d4−トランス−4−[2−
(3,4−ジフルオロフェニル)エチル]−トランス−
4’−プロピルビシクロヘキサンの合成 上記(3−a)で得られたd4−トランス−4’−プロ
ピル−トランス−4−[2−(3,4−ジフルオロフェ
ニル)エテニル]ビシクロヘキサンの全量を酢酸エチル
30mlに溶解した。これに0.44gのパラジウム炭
素を加え、水素雰囲気下、室温常圧で6時間攪拌した。
セライト濾過により触媒を除去し、減圧下に溶媒を溜去
して、d4−トランス−4−[2−(3,4−ジフルオ
ロフェニル)エチル]−トランス−4’−プロピルビシ
クロヘキサン4.40gを得た。これをシリカゲルカラ
ムクロマトグラフィー(ヘキサン)を用いて精製し、更
にエタノール/ヘキサン混合溶媒(9/1)から再結晶
させて、室温でスメクチック相を示す精製物3.55g
を得た。この混合物のD化率は第1表に示した。相転移
温度(℃):47(Sm→N),117(N−I)
(3-b) d 4 -trans-4- [2-
(3,4-Difluorophenyl) ethyl] -trans-
Synthesis of 4′-propylbicyclohexane The total amount of d 4 -trans-4′-propyl-trans-4- [2- (3,4-difluorophenyl) ethenyl] bicyclohexane obtained in (3-a) above was used. It was dissolved in 30 ml of ethyl acetate. 0.44 g of palladium carbon was added thereto, and the mixture was stirred under a hydrogen atmosphere at room temperature and atmospheric pressure for 6 hours.
The catalyst was removed by celite filtration, and the solvent was distilled off under reduced pressure, d 4 - trans-4- [2- (3,4-difluorophenyl) ethyl] - trans-4'-propyl-bi cyclohexane 4.40g Got This is purified by silica gel column chromatography (hexane) and further recrystallized from a mixed solvent of ethanol / hexane (9/1) to give 3.55 g of a purified product showing a smectic phase at room temperature.
Got The D conversion rate of this mixture is shown in Table 1. Phase transition temperature (° C.): 47 (Sm → N), 117 (NI)

【0123】(比較例1) トランス−4−[2−
(3,4−ジフルオロフェニル)エチル]−トランス−
4’−プロピルビシクロヘキサン(式(R−1)の化合
物)の合成 実施例1において、d4−4−(トランス−4−プロピ
ルシクロヘキシル)シクロヘキサノンに代えて、重水素
置換されていない4−(トランス−4−プロピルシクロ
ヘキシル)シクロヘキサノンを用いた以外は実施例1、
2及び3と同様にして、重水素置換されていないトラン
ス−4−[2−(3,4−ジフルオロフェニル)エチ
ル]−トランス−4’−プロピルビシクロヘキサンを得
た。この化合物の相転移温度は以下の通りであった。相
転移温度(℃):19(Cr→Sm),50(Sm−
N),118.5(N−I)
(Comparative Example 1) Trans-4- [2-
(3,4-Difluorophenyl) ethyl] -trans-
Synthesis Example 1 4'-propyl-bi cyclohexane (a compound of the formula (R-1)), instead of d 4 4- (trans-4-propyl-cyclohexyl) cyclohexanone, not deuterated 4- ( Example 1 except that trans-4-propylcyclohexyl) cyclohexanone was used.
Deuterium-substituted trans-4- [2- (3,4-difluorophenyl) ethyl] -trans-4′-propylbicyclohexane was obtained in the same manner as 2 and 3. The phase transition temperature of this compound was as follows. Phase transition temperature (° C): 19 (Cr → Sm), 50 (Sm-
N), 118.5 (N-I)

【0124】(実施例4) d4−トランス−4−[2
−(3,4,5−トリフルオロフェニル)エチル]−ト
ランス−4’−プロピルビシクロヘキサン(第1表中の
No.2の混合物)の合成 実施例3において、1−ブロモ−3,4−ジフルオロベ
ンゼンに代えて、1−ブロモ−3,4,5−トリフルオ
ロベンゼンを用いた以外は実施例3と同様にして、d4
−トランス−4−[2−(3,4,5−トリフルオロフ
ェニル)エチル]−トランス−4’−プロピルビシクロ
ヘキサンを得た。その相転移温度及びD化率は第1表に
まとめて示した。
Example 4 d 4 -trans-4- [2
Synthesis of-(3,4,5-trifluorophenyl) ethyl] -trans-4'-propylbicyclohexane (mixture of No. 2 in Table 1) In Example 3, 1-bromo-3,4- D 4 was performed in the same manner as in Example 3 except that 1-bromo-3,4,5-trifluorobenzene was used instead of difluorobenzene.
-Trans-4- [2- (3,4,5-trifluorophenyl) ethyl] -trans-4'-propylbicyclohexane was obtained. The phase transition temperature and the D conversion rate are summarized in Table 1.

【0125】(実施例5) d4−トランス−4−[2
−(4−トリフルオロメトキシフェニル)エチル]−ト
ランス−4’−プロピルビシクロヘキサン(第1表中の
No.3の混合物)の合成 実施例3において、1−ブロモ−3,4−ジフルオロベ
ンゼンに代えて、1−ブロモ−4−トリフルオロメトキ
シベンゼンを用いた以外は実施例3と同様にして、d4
−トランス−4−[2−(4−トリフルオロメトキシフ
ェニル)エチル]−トランス−4’−プロピルビシクロ
ヘキサンを得た。その相転移温度及びD化率は第1表に
まとめて示した。
Example 5 d 4 -trans-4- [2
Synthesis of-(4-trifluoromethoxyphenyl) ethyl] -trans-4'-propylbicyclohexane (mixture of No. 3 in Table 1) In Example 3, 1-bromo-3,4-difluorobenzene was added. Instead, d 4 was obtained in the same manner as in Example 3 except that 1-bromo-4-trifluoromethoxybenzene was used.
-Trans-4- [2- (4-trifluoromethoxyphenyl) ethyl] -trans-4'-propylbicyclohexane was obtained. The phase transition temperature and the D conversion rate are summarized in Table 1.

【0126】(実施例6) d4−トランス−4−[2
−(4−シアノフェニル)エチル]−トランス−4’−
プロピルビシクロヘキサン(第1表中のNo.4の混合
物)の合成
Example 6 d 4 -trans-4- [2
-(4-Cyanophenyl) ethyl] -trans-4'-
Synthesis of propylbicyclohexane (mixture of No. 4 in Table 1)

【0127】[0127]

【化36】 [Chemical 36]

【0128】(6−a) d4−トランス−4−(2−
フェニルエチル)−トランス−4’−プロピルビシクロ
ヘキサンの合成 実施例3において、1−ブロモ−3,4−ジフルオロベ
ンゼンに代えて、ブロモベンゼンを用いた以外は実施例
3と同様にして、d4−トランス−4−(2−フェニル
エチル)−トランス−4’−プロピルビシクロヘキサン
を得た。
(6-a) d 4 -trans-4- (2-
Synthesis of phenylethyl) -trans-4′-propylbicyclohexane In the same manner as in Example 3 except that bromobenzene was used instead of 1-bromo-3,4-difluorobenzene, d 4 -Trans-4- (2-phenylethyl) -trans-4'-propylbicyclohexane was obtained.

【0129】(6−b) d4−トランス−4−[2−
(4−シアノフェニル)エチル]−トランス−4’−プ
ロピルビシクロヘキサンの合成 上記(6−a)で得たd4−トランス−4−(2−フェ
ニルエチル)−トランス−4’−プロピルビシクロヘキ
サン5.30gをジクロロメタン45mlに溶解し、こ
れに無水塩化アルミニウム4.42gを加えて攪拌し
た。氷冷下、シュウ酸ジクロリド2.22gを30分間
で滴下した。同温度で1時間攪拌した後室温に戻し、反
応液を氷水中にあけ、反応生成物をヘキサンで抽出し、
抽出液を濃縮して、d4−4−[2−[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]エチル]安息香酸クロリドを得た。この全量をジ
クロロメタン50mlに溶解し、30%アンモニア水2
0mlを加え、1時間攪拌した。ヘキサンを加え、析出
した結晶を濾取し、稀塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水
溶液、水、冷メタノールで洗滌し、減圧下に乾燥して、
4−4−[2−[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]エチル]ベン
ズアミドの結晶4.4gを得た。これを塩化チオニル4
0ml中で、3時間加熱還流させた。減圧下に過剰の塩
化チオニルを溜去し、トルエンを加え、飽和炭酸水素ナ
トリウム水溶液、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。溶媒を溜去し、得られ
た粗生成物をエタノールから再結晶し、d4−トランス
−4−[2−(4−シアノフェニル)エチル]−トラン
ス−4’−プロピルビシクロヘキサン3.5gを得た。
その相転移温度及びD化率は第1表にまとめて示した。
(6-b) d 4 -trans-4- [2-
(4-cyanophenyl) ethyl] - d 4 was obtained above trans-4'-propyl-bi cyclohexane (6-a) - trans-4- (2-phenylethyl) - trans-4'-propyl bicyclohexane 5.30 g was dissolved in 45 ml of dichloromethane, and 4.42 g of anhydrous aluminum chloride was added and stirred. Under ice cooling, 2.22 g of oxalic acid dichloride was added dropwise over 30 minutes. After stirring at the same temperature for 1 hour, the temperature was returned to room temperature, the reaction solution was poured into ice water, and the reaction product was extracted with hexane,
The extract was concentrated, d 4 -4- [2- [trans-4-
(Trans-4-propylcyclohexyl) cyclohexyl] ethyl] benzoic acid chloride was obtained. Dissolve the whole amount in 50 ml of dichloromethane and add 2% of 30% ammonia water.
0 ml was added and stirred for 1 hour. Hexane was added, and the precipitated crystals were collected by filtration, washed with dilute hydrochloric acid, saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution, water and cold methanol, and dried under reduced pressure.
crystals were obtained 4.4g of d 4 -4- [2- [trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl) cyclohexyl] ethyl] benzamide. Thionyl chloride 4
It was heated to reflux in 0 ml for 3 hours. Excess thionyl chloride was distilled off under reduced pressure, toluene was added, and the mixture was washed with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution, water, and saturated brine, and dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent was distilled off, and the obtained crude product was recrystallized from ethanol to obtain 3.5 g of d 4 -trans-4- [2- (4-cyanophenyl) ethyl] -trans-4′-propylbicyclohexane. Obtained.
The phase transition temperature and the D conversion rate are summarized in Table 1.

【0130】(実施例7) 液晶組成物の調製(1)Example 7 Preparation of Liquid Crystal Composition (1)

【0131】[0131]

【化37】 [Chemical 37]

【0132】(式中、シクロヘキサン環はトランス配置
を表わし、「%」は「重量%」を表わす。)からなる母
体液晶(A)を調製したところ、54.5℃以下でネマ
チック(N)相を示した。
(Wherein the cyclohexane ring represents the trans configuration and "%" represents "% by weight"), a matrix liquid crystal (A) was prepared, and a nematic (N) phase was obtained at 54.5 ° C or lower. showed that.

【0133】この母体液晶(A)80重量%及び実施例
3で得られた(No.1)の混合物20重量%からなる
混合液晶(M−1)を調製した。この混合液晶のN相の
上限温度は65.4℃であった。この混合液晶を−20
℃で保存したところ、2週間経過後も、結晶の析出は観
察できなかった。
A mixed liquid crystal (M-1) comprising 80% by weight of the base liquid crystal (A) and 20% by weight of the mixture of (No. 1) obtained in Example 3 was prepared. The maximum temperature of the N phase of this mixed liquid crystal was 65.4 ° C. This mixed liquid crystal is -20
When stored at 0 ° C., no crystal precipitation could be observed even after 2 weeks.

【0134】(比較例2)母体液晶(A)80重量%及
び(No.1)の類似構造を有するが、重水素置換され
ていない比較例1で得られた式(R−1)
COMPARATIVE EXAMPLE 2 80% by weight of the base liquid crystal (A) and the formula (R-1) obtained in Comparative Example 1 which has a similar structure to (No. 1) but is not deuterium substituted.

【0135】[0135]

【化38】 [Chemical 38]

【0136】の化合物20重量%からなる混合液晶(M
R−1)を調製した。この混合液晶のN相の上限温度は
65.6℃であった。次にこの混合液晶を−20℃で保
存したところ、5日後には結晶の析出が認められた。
A mixed liquid crystal (M
R-1) was prepared. The maximum temperature of the N phase of this mixed liquid crystal was 65.6 ° C. Next, when this mixed liquid crystal was stored at -20 ° C, precipitation of crystals was observed after 5 days.

【0137】このことから、本発明に係わる(No.
1)の混合物は、類似構造を有するが、重水素置換され
ていない化合物に比べて、N相の上限温度はほとんど変
わらず、しかも低温領域で結晶を析出させない効果の点
では顕著に優れていることが明らかである。
From this, according to the present invention (No.
Although the mixture of 1) has a similar structure, the upper limit temperature of the N phase is almost the same as that of the compound which is not deuterium-substituted, and it is remarkably excellent in that crystals are not precipitated in the low temperature region. It is clear.

【0138】(実施例8) 液晶組成物の調製(2) 母体液晶(A)80重量%及び実施例4で得られた(N
o.2)の混合物20重量%からなる混合液晶(M−
2)、母体液晶(A)80重量%及び実施例5で得られ
た(No.3)の混合物20重量%からなる混合液晶
(M−3)をそれぞれ調製した。混合液晶(M−2)の
N相の上限温度は60.5℃であり、(M−3)は6
8.8℃であった。実施例7と同様にして−20℃で保
存したところ、いずれも2週間経過後も結晶の析出は観
察できなかった。
(Example 8) Preparation of liquid crystal composition (2) 80% by weight of the base liquid crystal (A) and the liquid crystal composition obtained in Example 4 (N) were used.
o. 2) Mixed liquid crystal (M-
2), a mixed liquid crystal (M-3) comprising 80% by weight of the base liquid crystal (A) and 20% by weight of the mixture of (No. 3) obtained in Example 5 was prepared. The upper limit temperature of the N phase of the mixed liquid crystal (M-2) is 60.5 ° C., and the (M-3) is 6
It was 8.8 ° C. When stored at -20 ° C in the same manner as in Example 7, no crystal precipitation could be observed even after 2 weeks.

【0139】(実施例9) 液晶組成物の調製(3) 特にアクティブマトリックス用として好適なExample 9 Preparation of Liquid Crystal Composition (3) Particularly Suitable for Active Matrix

【0140】[0140]

【化39】 [Chemical Formula 39]

【0141】(式中、シクロヘキサン環はトランス配置
を表わし、「%」は「重量%」を表わす。)からなる母
体液晶(B)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、その融点は11℃
であった。
(In the formula, the cyclohexane ring represents a trans configuration, and “%” represents “% by weight”) to prepare a base liquid crystal (B). This host liquid crystal (B) has 11
It shows a nematic phase below 6.7 ℃ and its melting point is 11 ℃.
Met.

【0142】この母体液晶(B)70重量%及び実施例
3の(No.1)の混合物30重量%からなる混合液晶
(N−1)を調製したところ、N相の上限温度は11
5.7℃であった。この混合液晶を0℃で保存したとこ
ろ、2週間経過後も結晶の析出は観察されなかった。次
に、この混合液晶を−40℃で保存して結晶化させた後
に温度を徐々に上げて融点を測定したところ、約−5℃
であった。
A mixed liquid crystal (N-1) comprising 70% by weight of the base liquid crystal (B) and 30% by weight of the mixture of (No. 1) of Example 3 was prepared, and the upper limit temperature of the N phase was 11
It was 5.7 ° C. When this mixed liquid crystal was stored at 0 ° C., no crystal precipitation was observed even after 2 weeks. Next, this mixed liquid crystal was stored at −40 ° C. and crystallized, and then the temperature was gradually raised to measure the melting point.
Met.

【0143】(比較例3)母体液晶(B)70重量%及
び比較例1の式(R−1)の化合物30重量%からなる
混合液晶(NR−1)を調製した。この混合液晶のN相
の上限温度は116℃であった。次に、この混合液晶を
0℃で保存したところ、1週間後には結晶化した。
Comparative Example 3 A mixed liquid crystal (NR-1) comprising 70% by weight of the base liquid crystal (B) and 30% by weight of the compound of the formula (R-1) of Comparative Example 1 was prepared. The maximum temperature of the N phase of this mixed liquid crystal was 116 ° C. Next, when this mixed liquid crystal was stored at 0 ° C., it crystallized after 1 week.

【0144】(実施例10) 液晶組成物の調製(4) 母体液晶(B)70重量%及び実施例4の(No.2)
の混合物30重量%からなる混合液晶(N−2)、母体
液晶(B)70重量%及び実施例5の(No.3)の混
合物30重量%からなる混合液晶(N−3)をそれぞれ
調製した。混合液晶(N−2)のN相の上限温度は10
9.0℃であり、(N−3)は120.5℃であった。
同様にして0℃で保存したところ、いずれも2週間経過
後も結晶の析出は観察されなかった。実施例9と同様に
して−40℃で結晶化させた後、その融点を測定したと
ころ、混合液晶(N−2)は5℃であり、(N−3)は
約0℃であり、いずれも母体液晶(B)の融点よりも大
きく降下していた。
Example 10 Preparation of Liquid Crystal Composition (4) 70% by Weight of Base Liquid Crystal (B) and (No. 2) of Example 4
A mixed liquid crystal (N-2) consisting of 30% by weight of the mixture of No. 3, 70% by weight of the base liquid crystal (B) and 30% by weight of the mixture of (No. 3) of Example 5 were prepared respectively. did. The maximum temperature of the N phase of the mixed liquid crystal (N-2) is 10
It was 9.0 degreeC and (N-3) was 120.5 degreeC.
When stored at 0 ° C. in the same manner, no precipitation of crystals was observed even after 2 weeks. After crystallization at −40 ° C. in the same manner as in Example 9, the melting point thereof was measured. As a result, the mixed liquid crystal (N-2) was 5 ° C. and (N-3) was about 0 ° C. Also fell below the melting point of the base liquid crystal (B).

【0145】(比較例4)母体液晶(B)70重量%及
び(No.2)の混合物の類似構造を有するが、重水素
置換されていない式(R−2)
(Comparative Example 4) Formula (R-2) having a similar structure of a mixture of 70% by weight of the base liquid crystal (B) and (No. 2) but not deuterium substituted.

【0146】[0146]

【化40】 [Chemical 40]

【0147】の化合物30重量%からなる混合液晶(N
R−2)を調製し、同様にして0℃で保存したところ、
1日後には完全に結晶化し、その融点を測定したとこ
ろ、6℃であった。
A mixed liquid crystal (N
R-2) was prepared and similarly stored at 0 ° C.,
After 1 day, it was completely crystallized and its melting point was measured and found to be 6 ° C.

【0148】[0148]

【発明の効果】本発明の一般式(I)で表わされる重水
素置換された化合物からなる混合物は、実施例にも示し
たように市販の入手容易な化合物から工業的にも容易に
製造することができ、他の液晶化合物との相溶性にも優
れている。従って、現在汎用されている液晶材料に添加
した場合、TN-I点を大きく低下させることなく、しか
も電気光学的特性を低減させることもなく、低温領域に
おいても結晶を析出させないという優れた効果が得られ
る。従って、低温領域で使用される液晶表示装置、特に
TN、STN、アクティブマトリクス表示装置の構成材
料として極めて有用である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As shown in the examples, the mixture of the deuterium-substituted compounds represented by the general formula (I) of the present invention can be easily produced industrially from commercially available compounds. It is also possible to have excellent compatibility with other liquid crystal compounds. Therefore, when added to a liquid crystal material that is currently widely used, it has an excellent effect of not significantly lowering the T NI point, lowering the electro-optical characteristics, and not precipitating crystals even in a low temperature region. To be Therefore, it is extremely useful as a constituent material of liquid crystal display devices used in a low temperature region, particularly TN, STN, and active matrix display devices.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 43/225 C 7419−4H 47/105 47/34 255/50 261/02 9451−4H C09K 19/30 9279−4H 19/52 9279−4H // G02F 1/13 500 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical display area C07C 43/225 C 7419-4H 47/105 47/34 255/50 261/02 9451-4H C09K 19/30 9279 -4H 19/52 9279-4H // G02F 1/13 500

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式(I) 【化1】 (式中、R1は炭素原子数1〜12のアルキル基を表わ
し、X1、X2、X3及びX 4はそれぞれ独立的に水素原子
(H)又は重水素原子(D)を表わすが、少なくとも1
個は重水素原子(D)を表わし、Y1及びY2はそれぞれ
独立的に水素原子又はフッ素原子を表わし、Zは水素原
子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、−R2、−O
2、−OCN、−CF3、−OCF3、−OCF2H又は
−OCH2CF 3を表わし、R2は炭素原子数1〜12の
アルキル基又は炭素原子数2〜12のアルケニル基を表
わし、シクロヘキサン環はトランス配置である。)で表
わされる2種以上の化合物が、(1)互いにX1〜X4
おける重水素原子(D)の数及び/又は置換位置が異な
り、且つ(2)互いにR1、Y1、Y2及びZが同一であ
ることを特徴とする、前記一般式(I)で表わされる化
合物の2種以上からなる混合物。
1. A compound represented by the general formula (I):(In the formula, R1Represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms
Then X1, X2, X3And X FourAre each independently a hydrogen atom
(H) or a deuterium atom (D), but at least 1
Represents a deuterium atom (D), Y1And Y2Are each
Independently represents a hydrogen atom or a fluorine atom, and Z is a hydrogen atom.
Child, fluorine atom, chlorine atom, cyano group, -R2, -O
R2, -OCN, -CF3, -OCF3, -OCF2H or
-OCH2CF 3And R2Has 1 to 12 carbon atoms
Represents an alkyl group or an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms
The cyclohexane ring is in the trans configuration. )
Two or more compounds to be given are (1) X1~ XFourTo
The number and / or substitution position of deuterium atoms (D) in the
And (2) R1, Y1, Y2And Z are the same
A compound represented by the general formula (I), characterized in that
A mixture of two or more compounds.
【請求項2】 一般式(I)において、Zは水素原子、
フッ素原子、塩素原子、シアノ基、炭素原子数1〜7の
直鎖状アルキル基若しくはアルコキシル基、−OCF3
又は−OCH2CF3を表わすことを特徴とする請求項1
記載の混合物。
2. In the general formula (I), Z is a hydrogen atom,
Fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, a linear alkyl group or alkoxyl group having a carbon number of 1 to 7, -OCF 3
Or claim 1, characterized in that represent -OCH 2 CF 3
The mixture described.
【請求項3】 一般式(I)において、Zはフッ素原
子、シアノ基又は−OCF3を表わすことを特徴とする
請求項2記載の混合物。
3. The mixture according to claim 2, wherein Z in the general formula (I) represents a fluorine atom, a cyano group or —OCF 3 .
【請求項4】 一般式(I)において、Y1、Y2及びZ
のうち、少なくとも2個がフッ素原子を表わすことを特
徴とする請求項3記載の混合物。
4. In the general formula (I), Y 1 , Y 2 and Z
4. The mixture according to claim 3, wherein at least two of them represent fluorine atoms.
【請求項5】 一般式(I)において、Y1及びZが共
にフッ素原子を表わし、Y2が水素原子を表わすことを
特徴とする請求項4記載の混合物。
5. The mixture according to claim 4, wherein in the general formula (I), Y 1 and Z both represent a fluorine atom and Y 2 represents a hydrogen atom.
【請求項6】 一般式(I)において、Y1、Y2及びZ
がすべてフッ素原子を表わすことを特徴とする請求項4
記載の混合物。
6. In the general formula (I), Y 1 , Y 2 and Z
5. All represent fluorine atoms.
The mixture described.
【請求項7】 一般式(I)において、Y1及びY2が共
に水素原子を表わすことを特徴とする請求項3記載の混
合物。
7. The mixture according to claim 3, wherein Y 1 and Y 2 in the general formula (I) both represent a hydrogen atom.
【請求項8】 一般式(I)において、Zがシアノ基又
は−OCF3を表わすことを特徴とする請求項7記載の
混合物。
8. The mixture according to claim 7, wherein Z in the general formula (I) represents a cyano group or —OCF 3 .
【請求項9】 一般式(I)において、R1が炭素原子
数1〜7の直鎖状アルキル基を表わすことを特徴とする
請求項5、6又は8記載の混合物。
9. The mixture according to claim 5, 6 or 8, wherein R 1 in the general formula (I) represents a linear alkyl group having 1 to 7 carbon atoms.
【請求項10】 一般式(I)で表わされる2種以上の
化合物におけるX1、X2、X3及びX4の総数に対して、
重水素原子(D)の数の割合が30〜95%の範囲にあ
ることを特徴とする請求項1乃至9記載の混合物。
10. The total number of X 1 , X 2 , X 3 and X 4 in two or more compounds represented by general formula (I),
The mixture according to any one of claims 1 to 9, wherein the ratio of the number of deuterium atoms (D) is in the range of 30 to 95%.
【請求項11】 一般式(I)で表わされる2種以上の
化合物におけるX1、X2、X3及びX4の総数に対して、
重水素原子(D)の数の割合が40〜90%の範囲にあ
ることを特徴とする請求項1乃至9記載の混合物。
11. The total number of X 1 , X 2 , X 3 and X 4 in two or more compounds represented by general formula (I),
The mixture according to any one of claims 1 to 9, wherein the ratio of the number of deuterium atoms (D) is in the range of 40 to 90%.
【請求項12】 一般式(I)で表わされる2種以上の
化合物におけるX1、X2、X3及びX4の総数に対して、
重水素原子(D)の数の割合が60〜90%の範囲にあ
ることを特徴とする請求項1乃至9記載の混合物。
12. The total number of X 1 , X 2 , X 3 and X 4 in two or more compounds represented by formula (I),
10. The mixture according to claim 1, wherein the ratio of the number of deuterium atoms (D) is in the range of 60 to 90%.
【請求項13】 一般式(II) 【化2】 (式中、R1は炭素原子数1〜12のアルキル基を表わ
し、X1、X2、X3及びX 4はそれぞれ独立的に水素原子
(H)又は重水素原子(D)を表わすが、少なくとも1
個は重水素原子(D)を表わし、シクロヘキサン環はト
ランス配置である。)で表わされる2種以上の化合物
が、(1)互いにX1〜X4における重水素原子(D)の
数及び/又は置換位置が異なり、且つ(2)互いにR1
が同一であることを特徴とする、前記一般式(II)で
表わされる化合物の2種以上からなる混合物。
13. A compound represented by the general formula (II):(In the formula, R1Represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms
Then X1, X2, X3And X FourAre each independently a hydrogen atom
(H) or a deuterium atom (D), but at least 1
Represents a deuterium atom (D), and the cyclohexane ring is
It is a lance arrangement. ) Two or more compounds represented by
But (1) X1~ XFourOf the deuterium atom (D) at
The number and / or the substitution position are different, and (2) R are mutually1
In the general formula (II), characterized in that
Mixtures of two or more of the compounds represented.
【請求項14】 一般式(II)において、R1が炭素
原子数1〜7の直鎖状アルキル基を表わすことを特徴と
する請求項13記載の混合物。
14. The mixture according to claim 13, wherein R 1 in the general formula (II) represents a linear alkyl group having 1 to 7 carbon atoms.
【請求項15】 一般式(II)で表わされる2種以上
の化合物におけるX 1、X2、X3及びX4の総数に対し
て、重水素原子(D)の数の割合が30〜95%の範囲
にあることを特徴とする請求項13又は14記載の混合
物。
15. Two or more kinds represented by the general formula (II)
In the compound of 1, X2, X3And XFourFor the total number of
And the ratio of the number of deuterium atoms (D) is in the range of 30 to 95%.
15. The mixture according to claim 13 or 14, characterized in that
Stuff.
【請求項16】 一般式(II)で表わされる2種以上
の化合物におけるX 1、X2、X3及びX4の総数に対し
て、重水素原子(D)の数の割合が40〜90%の範囲
にあることを特徴とする請求項13又は14記載の混合
物。
16. Two or more kinds represented by the general formula (II)
In the compound of 1, X2, X3And XFourFor the total number of
And the ratio of the number of deuterium atoms (D) is in the range of 40 to 90%.
15. The mixture according to claim 13 or 14, characterized in that
Stuff.
【請求項17】 一般式(II)で表わされる2種以上
の化合物におけるX 1、X2、X3及びX4の総数に対し
て、重水素原子(D)の数の割合が60〜90%の範囲
にあることを特徴とする請求項13又は14記載の混合
物。
17. Two or more kinds represented by general formula (II)
In the compound of 1, X2, X3And XFourFor the total number of
And the ratio of the number of deuterium atoms (D) is in the range of 60 to 90%.
15. The mixture according to claim 13 or 14, characterized in that
Stuff.
【請求項18】 一般式(III) 【化3】 (式中、R1は炭素原子数1〜12のアルキル基を表わ
し、X1、X2、X3及びX 4はそれぞれ独立的に水素原子
(H)又は重水素原子(D)を表わすが、少なくとも1
個は重水素原子(D)を表わし、シクロヘキサン環はト
ランス配置である。)で表わされる2種以上の化合物
が、(1)互いにX1〜X4における重水素原子(D)の
数及び/又は置換位置が異なり、且つ(2)互いにR1
が同一であることを特徴とする、前記一般式(III)
で表わされる化合物の2種以上からなる混合物。
18. A compound represented by the general formula (III):(In the formula, R1Represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms
Then X1, X2, X3And X FourAre each independently a hydrogen atom
(H) or a deuterium atom (D), but at least 1
Represents a deuterium atom (D), and the cyclohexane ring is
It is a lance arrangement. ) Two or more compounds represented by
But (1) X1~ XFourOf the deuterium atom (D) at
The number and / or the substitution position are different, and (2) R are mutually1
Are the same, the above general formula (III)
A mixture of two or more compounds represented by
【請求項19】 一般式(III)において、R1が炭
素原子数1〜7の直鎖状アルキル基を表わすことを特徴
とする請求項18記載の混合物。
19. The mixture according to claim 18, wherein in the general formula (III), R 1 represents a linear alkyl group having 1 to 7 carbon atoms.
【請求項20】 一般式(III)で表わされる2種以
上の化合物におけるX1、X2、X3及びX4の総数に対し
て、重水素原子(D)の数の割合が30〜95%の範囲
にあることを特徴とする請求項18又は19記載の混合
物。
20. The ratio of the number of deuterium atoms (D) to the total number of X 1 , X 2 , X 3 and X 4 in two or more compounds represented by general formula (III) is 30 to 95. 20. Mixture according to claim 18 or 19, characterized in that it is in the range of%.
【請求項21】 一般式(III)で表わされる2種以
上の化合物におけるX1、X2、X3及びX4の総数に対し
て、重水素原子(D)の数の割合が40〜90%の範囲
にあることを特徴とする請求項18又は19記載の混合
物。
21. The ratio of the number of deuterium atoms (D) to the total number of X 1 , X 2 , X 3 and X 4 in two or more compounds represented by the general formula (III) is 40 to 90. 20. Mixture according to claim 18 or 19, characterized in that it is in the range of%.
【請求項22】 一般式(III)で表わされる2種以
上の化合物におけるX1、X2、X3及びX4の総数に対し
て、重水素原子(D)の数の割合が60〜90%の範囲
にあることを特徴とする請求項18又は19記載の混合
物。
22. The ratio of the number of deuterium atoms (D) to the total number of X 1 , X 2 , X 3 and X 4 in two or more compounds represented by the general formula (III) is 60 to 90. 20. Mixture according to claim 18 or 19, characterized in that it is in the range of%.
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