JPH0825957B2 - ジフルオロ芳香族化合物 - Google Patents

ジフルオロ芳香族化合物

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な液晶化合物であるジハロゲノ芳香族化
合物および該化合物を含有する液晶組成物に関する。液
晶を使用した表示素子は液晶物質の光学異方性および誘
電異方性を利用したものであり、液晶相にはネマチツク
相、スメクチツク相、コレステリツク相があり、そのう
ちネマチツク液晶を利用したものが最も広く実用化され
ている。それらにはTN型(ねじれネマチツク型)、DS型
(動的散乱型)、ゲスト・ホスト型などがありそれぞれ
に使用される液晶化合物に要求される性質は異なる。し
かし、いずれにしてもこれら表示素子に使用される液晶
化合物はなるべく広い温度範囲で液晶相を示すものが望
ましく、また、水分、光、熱、空気等に対しても安定で
あることが要求される。しかし現在のところ単一の化合
物でそのような条件を全てみたすものはなく、数種の液
晶化合物または液晶類似化合物を混合して実用に供して
いるのが現状である。本発明は液晶誘電体の成分として
使用するのに適する新規な液晶化合物を創製するという
目的に基づくものである。
本発明は、一般式 ((I)式において、Rは水素または炭素数1〜12の直
鎖のアルキル基もしくはアルキルオキシ基または炭素数
2〜12のアルコキシメチル基を示し、XおよびYはフッ
素を示し、Aは、メチレン基、1,4−フェニレン基、シ
クロヘキサン−1,4−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5
−ジイル基およびピリミジン−2,5−ジイル基からなる
二価基群から選ばれる1つの二価基、または該二価基群
から重複を許して選ばれた2個の二価基を結合させて得
られる二価基のいずれか一つ、または単結合を示す。)
にて表わされるジフルオロ芳香族化合物、および該化合
物を含有することを特徴とする液晶組成物である。
(I)式におけるRの中で、アルキル基、アルキルオ
キシ基またはアルコキシメチル基は炭素直鎖を有する物
が好ましい。
本発明の化合物は粘度が低いという特徴を有する。
液晶表示素子材料の成分として特に望ましい本発明の
化合物の例を以下に記す。
トランス−4−アルキルシクロヘキサンカルボン酸3,4
−ジフルオロ−4′−ビフエニリルエステル トランス−4−アルキルオキシシクロヘキサンカルボン
酸3,4,−ジフルオロ−4′−ビフエニリルエステル トランス−4−アルコキシメチルシクロヘキサカルボン
酸3,4−ジフルオロ−4′−ビフエニリルエステル p−アルキル安息香酸3,4−ジフルオロ−4′−ビフエ
ニリルエステル p−アルキルオキシ安息香酸3,4−ジフルオロ−4′−
ビフエニリルエステル p−アルコキシメチル安息香酸3,4−ジフルオロ−4′
−ビフエニリルエステル トランス−4−(トランス−4−アルキルシクロヘキシ
ル)シクロヘキサンカルボン酸3,4−ジフルオロ−4′
−ビフエニリルエステル トランス−4−(トランス−4−アルキルオキシシクロ
ヘキシル)シクロヘキサンカルボン酸3,4−ジフルオロ
−4′−ビフエニリルエステル トランス−4−(トランス−4−アルコキシメチルシク
ロヘキシル)シクロヘキサンカルボン酸3,4−ジフルオ
ロ−4′−ビフエニリルエステル p−(トランス−4−アルキルシクロヘキシル)安息香
酸3,4−ジフルオロ−4′−ビフエニリルエステル p−(トランス−4−アルキルオキシシクロヘキシル)
安息香酸3,4−ジフルオロ−4′−ビフエニリルエステ
ル p−(トランス−4−アルコキシメチルシクロヘキシ
ル)安息香酸3,4−ジフルオロ−4′−ビフエニリルエ
ステル p−(p−アルキルフエニル)安息香酸3,4−ジフルオ
ロ−4′−ビフエニリルエステル p−(p−アルキルオキシフエニル)安息香酸3,4−ジ
フルオロ−4′−ビフエニリル p−(p−アルコキシメチルフエニル)安息香酸3,4−
ジフルオロ−4′−ビフエニリル トランス−4−(p−アルキルフエニル)シクロヘキサ
ンカルボン酸3,4−ジフルオロ−4′−ビフエニリルエ
ステル トランス−4−(p−アルキルオキシフエニル)シクロ
ヘキサンカルボン酸3,4−ジフルオロ−4′−ビフエニ
リルエステル トランス−4−(p−アルコキシメチルフエニル)シク
ロヘキサンカルボン酸3,4−ジフルオロ−4′−ビフエ
ニリルエステル p−(5−アルキル−2−ピリミジニル)安息香酸3,4
−ジフルオロ−4′−ビフエニリルエステル p−(5−アルキルオキシ−2−ピリミジニル)安息香
酸3,4−ジフルオロ−4′−ビフエニリルエステル p−(5−アルコキシメチル−2−ピリミジニル)安息
香酸3,4−ジフルオロ−4′−ビフエニルエステル p−(トランス−5−アルキル−1,3−ジオキサン−2
−イル)安息香酸3,4−ジフルオロ−4′−ビフエニリ
ルエステル p−(トランス−5−アルキルオキシ−1,3−ジオキサ
ン−2−イル)安息香酸3,4−ジフルオロ−4′−ビフ
エニリルエステル p−(トランス−5−アルコキシメチル−1,3−ジオキ
サン−2−イル)安息香酸3,4−ジフルオロ−4′−ビ
フエニリルエステル 前記の一般例においてアルキルおよびアルキルオキシ
はそれぞれ炭素数1〜12のアルキル基およびアルキルオ
キシ基を意味し、アルコキシメチルは炭素数2〜12のア
ルコキシメチル基を意味する。
本発明の化合物は液晶相温度範囲が広い、高温液晶で
あり液晶組成物の成分に用いてその透明点を高める作用
をもつ。
また低粘度であるので、ネマチツク液晶材料として用
いる場合に液晶表示素子の応答時間、とりわけ立ち下り
時間を大きく延長することはない。
本発明の化合物は(II)式のカルボン酸の反応性誘導
体、好ましくはカルボン酸クロライドと3,4−ジフルオ
ロ−4′−ヒドロキシビフエニル(III)との反応によ
り製造できる。
R−A−COOH (II) この反応は不活性溶媒例えばベンゼン、トルエンその
他の炭化水素系溶剤、テトラヒドロフラン、イソプロピ
ルエーテルその他の比較例高沸点の溶剤の中で、0〜15
0℃好ましくは60〜110℃の温度で行うのがよい。また酸
クロライドを原料とする場合には反応系にピリジンまた
はトリエチルアミンのような塩基を加えて、反応中に生
成する塩化水素を中和することが望ましい。
(III)式のフエノールは例えば次の方法で得られ
る。p−ハロゲノアニソール(IV)から得られる、グリ
ニヤール試薬、p−メトキシフエニルマグネシウムハラ
イドと3,4−ジフルオロ−1−イオドベンゼン(V)と
をエーテル溶媒中で0℃前後の低温で反応させて、3,4
−フルオロ−4′−メトキシビフエニル(VI)とした
後、HBrを反応させて(III)を得る。これを反応式で示
せば次のようになる。
(これらの式において、ZはCl、BrまたはIを示す。) (II)式においてAが単結合または前記した1環から
なる二価基であるカルボン酸は公知であり、Aが2環か
らなる二価基であるカルボン酸は大部分が既知である。
例えばAが または であるカルボン酸はそれぞれ特公昭56−38146、特公昭5
9−4420、特公昭55−6632および特公昭53−44153の明細
書に記載の対応するニトリルの加水分解により容易に得
られ、最後の4′−置換−4−ビフエニルカルボン酸を
還元すればAが のカルボン酸が得られる。
また(II)式でAが であるカルボン酸は特開昭58−148875に示されている。
(II)式でAが2環である前記以外のカルボン酸は前
記の公報明細書に記載の方法または他の既知の有機合成
の方法によつて容易に得ることができる。
本発明によつて提供される液晶組成物は(I)式で表
わされる本発明の化合物を1〜30重量%、好ましくは5
〜20重量%含有することが望ましい。本発明の組成物に
用いられるその他の化合物としては以下の一般式で表わ
される化合物群から選ばれる化合物を挙げることができ
る。
上式中Xは でありYはCN、ハロゲン、R′、OR′を示しまたR、
R′はアルキル基を示す。
一例を挙げれば、(v)式のトランス−4−アルキル
シクロヘキシルベンゾニトリルの混合物に(I)式の化
合物を加えた液晶組成物は、透明点が上昇したにもかゝ
わらず粘度の上昇を抑えてバランスのよい液晶材料であ
る。
以下実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、
本発明はこれらの例に限定されるものではない。
〔実施例1〕 トランス−4−プロピルシクロヘキサンカルボン酸
3′,4′−ジフルオロ−4−ビフエニリルエステル 3′,4′−ジフルオロ−4−ヒドロキシビフエニル2.
0g(10mmol)を乾燥したピリジン5ccに溶解し、これに
トランス−4−プロピルシクロヘキサンカルボン酸クロ
リド2g(11mmol)を乾燥トルエン10ccに溶解した溶液を
加え、60℃で3時間加熱攪拌した。次いで水100cc中に
加え分離したトルエン層を6N塩酸、2N水酸化ナトリウム
水溶液、次いで水で洗浄した。トルエン層からトルエン
を留去し、残つた液晶を酢酸エチルエステル10ccから再
結晶して目的のトランス−4−プロピルシクロヘキサン
カルボン酸3′,4′−ジフルオロ−4−ビフエニリルエ
ステル2.5g(70%)が得られた。
この物は液晶相を示し C−S点(結晶−スメクチツク相転移点):81.6℃ S−N点(スメクチツク−ネマチツク相転移点):87.6
℃ N−I点(ネマチツク−等方性液相転移点):143.6℃ であつた。
実施例2〜11 実施例1に準ずる方法にて他の構造をもつ化合物を製
造した。それらの結果を実施例1の結果と共に第1表に
示す。
〔実施例12〕 なる液晶組成物(A)のN−I点は52゜、誘電率の異方
性△εは11.2、20℃における粘度ηは23.4cpであつた。
この液晶組成物(A)85重量%に実施例1で製造したト
ランス−4−プロピルシクロヘキサンカルボン酸3′,
4′−ジフルオロ−4−ビフエニリルエステル15重量%
を加えた液晶組成物のN−I点は69.5℃に上昇しηは2
4.5cpとわずかの上昇であつた。
〔実施例13〕 なる液晶組成物のN−I点は60.6℃、20℃における粘度
は25.5cpであつた。
〔実施例14〕 なる液晶組成物のN−I点は82℃、20℃における粘度は
31cpであつた。
───────────────────────────────────────────────────── 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 69/94 C07D 239/26 319/06 C09K 19/20 9279−4H 19/30 9279−4H 19/34 9279−4H // G02F 1/13 500 (56)参考文献 特開 昭52−85988(JP,A) 特開 昭57−64645(JP,A) 特開 昭57−91953(JP,A) 特開 昭59−76027(JP,A) 実開 昭58−121247(JP,U) 実開 昭59−128355(JP,U) 実開 昭59−210048(JP,U) 実開 昭59−193850(JP,U)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式 ((I)式において、Rは水素または炭素数1〜12の直
    鎖のアルキル基もしくはアルキルオキシ基または炭素数
    2〜12のアルコキシメチル基を示し、XおよびYはフッ
    素を示し、Aはメチレン基、1,4−フェニレン基、シク
    ロヘキサン−1,4−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−
    ジイル基およびピリジン−2,5−ジイル基からなる二価
    基の群から選ばれる一つの二価基、または該二価基群か
    ら重複を許して選ばれた二個の二価基を結合させて得ら
    れる二価基のいずれか一つ、または単結合を示す。)に
    て表されるジフルオロ芳香族化合物。
  2. 【請求項2】一般式 ((I)式において、Rは水素または炭素数1〜12の直
    鎖のアルキル基もしくはアルキルオキシ基または炭素数
    2〜12のアルコキシメチル基を示し、XおよびYはフッ
    素を示し、Aはメチレン基、1,4−フェニレン基、シク
    ロヘキサン−1,4−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−
    ジイル基およびピリジン−2,5−ジイル基からなる二価
    基の群から選ばれる一つの二価基、または該二価基群か
    ら重複を許して選ばれた二個の二価基を結合させて得ら
    れる二価基のいずれか一つ、または単結合を示す。)に
    て表されるジフルオロ芳香族化合物を含有することを特
    徴とする液晶組成物。
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