JPH1072384A - ラテラルハロゲン置換基を有する4環化合物および液晶組成物 - Google Patents

ラテラルハロゲン置換基を有する4環化合物および液晶組成物

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JPH1072384A
JPH1072384A JP8245525A JP24552596A JPH1072384A JP H1072384 A JPH1072384 A JP H1072384A JP 8245525 A JP8245525 A JP 8245525A JP 24552596 A JP24552596 A JP 24552596A JP H1072384 A JPH1072384 A JP H1072384A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】広いネマチック相温度範囲、低温での他の液晶
化合物に対する高い相溶性、大きな屈折率異方性値を持
ちかつ、高い化学的安定性を同時に有する新規液晶組成
物を提供する。 【解決手段】一般式(1) 【化1】 (式中、H1〜H12の水素原子のうち少なくとも1つは
ハロゲン原子に置き換わっており、H6またはH8のいず
れか1つがハロゲン原子で置き換わっている場合には残
りのH1〜H12の水素原子のうち少なくとも1つはハロ
ゲン原子に置き換わっている。R1,Y1はそれぞれ独立
してC1〜20のアルキル基等を示す。X1、X2、X3
は共有結合、1,2−エチレン基、1,4−ブチレン基
のいずれかを示す。)で表される化合物およびこれを含
む液晶組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明の目的は電気光学表示
材料として好適な諸物性を発現する新規液晶性化合物、
および該化合物を用いた、好適な物性を持つ液晶組成物
を提供することである。特に広いネマチック相温度範囲
と高い透明点を持つ新規液晶化合物、他の液晶化合物と
の良好な相溶解性およびそれらを用いた広い駆動温度範
囲を持つ新規液晶組成物を提供することである。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子は液晶性化合物が有する光
学異方性および誘電率異方性を利用するものであるが、
表示性能が高いという理由から、TFT方式を活用した
アクティブマトリックス駆動方式が最も注目されてい
る。
【0003】上記の方式に使用される液晶性化合物には
種々の特性が要求されるが通常、 1)広い動作温度範囲を実現するためにネマチック相の
温度範囲が広いこと、あるいは液晶組成物に添加した場
合ネマチック相温度範囲の縮小をもたらさないこと、あ
るいは低温領域において結晶の析出等の相分離を生じに
くいこと、 2)高速応答性を実現するために粘性が低いこと、 3)大きな屈折率異方性を有すること、 が必要とされる。
【0004】このような要求特性を実現するために、粘
性が低く、非常に広いネマチック相温度範囲、特に高い
透明点、を持つ液晶性化合物をベース液晶として使用
し、ここに特徴的な屈折率異方性値を持つ液晶性化合物
を適当量混合し、所望の特性を得るという操作が行われ
ている。広い温度範囲で動作が可能な液晶組成物を得る
ために、できるだけ広い温度範囲、すなわち、できるだ
け低いS−N点あるいは融点、できるだけ高い透明点、
できるだけ広いネマチック相温度範囲を持つ液晶化合物
が必要である。
【0005】さらに、液晶性化合物は個々の表示素子に
要求される特性を発現するため、数種ないし三十数種の
液晶性化合物の混合物から構成される。このため、他の
液晶化合物との相溶性、特に最近では、使用環境が広範
囲にわたっていることから、低温相溶性も良好であるこ
とが要求される。つまり、広い温度範囲での使用を可能
にするために、液晶組成物は、特に低温でネマチック相
を有することが必要であり、結晶の析出またはスメクチ
ック相の発現がない液晶組成物が要求されている。その
ため、使用する液晶性化合物の、他の液晶化合物に対す
る低温での高い相溶性が極めて重要である。
【0006】上記の目的すなわち、広いネマチック相温
度領域、良好な相溶解性、大きな屈折率異方性を同時に
満たすことを目指し種々の4環化合物が既に開示されて
いる。例えば、特開平4−312540号や特開平4−
356432号がこれに当たる。また、特開昭58−2
03922号には(化8)に示される化合物が、
【0007】
【化8】
【0008】特開平2−237949号には(化9)に
示される化合物がそれぞれ開示されている。
【0009】
【化9】
【0010】しかし何れも大きな屈折率異方性を示すも
のの、(化8)は相溶解性が著しく悪く、(化9)はネ
マチック相温度範囲が狭かった。故に更に特性の優れた
新規な液晶性化合物が待望されていた。
【0011】液晶組成物に用いられる液晶性化合物は水
分、空気、熱、光等外的環境要因に対し安定でなければ
ならない。特に、個々の画像点をスイッチングするため
の集積非線形素子を含有するアクティブマトリックス液
晶ディスプレイ用に設計された液晶組成物は、極めて高
い比抵抗値(高い電圧保持率)、良好なUV安定性を持
たねばならない。アクティブマトリックス液晶ディスプ
レイはテレビ用、あるいはコンピューター用の高度情報
ディスプレイさらに自動車および航空機内での高度情報
ディスプレイに適している。しかし極めて高い比抵抗値
(高い電圧保持率)、良好なUV安定性を有していない
液晶化合物あるいは液晶組成物を使用した場合、液晶パ
ネル内の電気抵抗性が低下するにつれコントラストが低
下し「残像現象」の問題が生じる。また液晶組成物の高
い電気抵抗性は、特に低電圧駆動する場合、利用寿命を
左右する極めて重要な要素である。このために、極めて
高い比抵抗値(高い電圧保持率)、良好なUV安定性は
使用する液晶性化合物に要求される極めて重要な特性で
ある。
【0012】すなわち、優れた特性を有する液晶組成物
を提供するため、より広いネマチック相温度範囲、低温
での他の液晶化合物に対する高い相溶性、高い化学的安
定性を持ち、かつ大きな屈折率異方性値を同時に有する
新規液晶化合物が待望されていた。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、広い
ネマチック相温度範囲、低温での他の液晶化合物に対す
る高い相溶性、大きな屈折率異方性値かつ、高い化学的
安定性を同時に有する新規液晶化合物およびこれらを含
有し優れた特性を持つ液晶組成物を提供することであ
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前述した問
題を解決すべく鋭意検討した結果、新規な構造を有し公
知の液晶性化合物に比較し改善された特性を有する化合
物を見い出すに至った。すなわち、4−シクロヘキシル
ターフェニル骨格あるいはその類似4環骨格中のベンゼ
ン環のある特定の箇所に1ないし複数個のハロゲン原子
を導入することで特異的に広いネマチック相温度範囲と
著しく改善された相溶解性を誘起することを見い出し本
発明を完成するに至った。すなわち、本発明は一般式
(1)
【0015】
【化10】
【0016】(式中、H1〜H12は水素原子を示すが、
それらのうち少なくとも1つはハロゲン原子に置き換わ
っており、H6またはH8のいずれか1つがハロゲン原子
で置き換わっている場合には残りの上記の水素原子のう
ち少なくとも1つはハロゲン原子に置き換わっている。
1,Y1はそれぞれ独立して炭素数1〜20のアルキル
基を示すが、R1,Y1中の1つまたは2つ以上のメチレ
ン基は酸素原子、硫黄原子、ジヒドロシリレン基、ジメ
チルシリレン基、−CH=CH−、−C≡C−のいずれ
かで置き換わってもよい。X1、X2、X3はそれぞれ独
立に共有結合、1,2−エチレン基、1,4−ブチレン
基のいずれかを示す。)で表される4環化合物に関す
る。
【0017】本発明の化合物の好ましい態様は、一般式
(1)において、R1,Y1がそれぞれ独立して炭素数1
〜20のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキ
ル基またはアルケニル基である4環化合物である。
【0018】本発明の化合物のより具体的な態様は、一
般式(1)において、R1,Y1がそれぞれ独立して炭素
数1〜20のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシア
ルキル基またはアルケニル基であり、H1,H4がハロゲ
ン原子で置き換わっており、H2〜H3,H5〜H12が水
素原子である4環化合物である。
【0019】本発明の化合物のより具体的な別の態様
は、一般式(1)において、R1,Y1がそれぞれ独立し
て炭素数1〜20のアルキル基、アルコキシ基、アルコ
キシアルキル基またはアルケニル基であり、H1がハロ
ゲン原子で置き換わっており、H2〜H12が水素原子で
ある4環化合物である。
【0020】本発明の化合物のより具体的なさらに別の
態様は、一般式(1)において、R1,Y1がそれぞれ独
立して炭素数1〜20のアルキル基、アルコキシ基、ア
ルコキシアルキル基またはアルケニル基であり、H5
ハロゲン原子で置換されており、H1〜H4,H6〜H12
が水素原子である4環化合物である。
【0021】本発明の化合物のより具体的なさらに別の
態様は、一般式(1)において、R1,Y1がそれぞれ独
立して炭素数1〜20のアルキル基、アルコキシ基、ア
ルコキシアルキル基またはアルケニル基であり、H2
4がハロゲン原子で置換されており、H1,H3,H5
12が水素原子である4環化合物である。
【0022】本発明の化合物のより具体的なさらに別の
態様は、一般式(1)において、R1,Y1がそれぞれ独
立して炭素数1〜20のアルキル基、アルコキシ基、ア
ルコキシアルキル基またはアルケニル基であり、H6
8がハロゲン原子で置換されており、H1〜H5,H7
9〜H12が水素原子である4環化合物である。
【0023】本発明の化合物のより具体的なさらに別の
態様は、一般式(1)において、R 1,Y1がそれぞれ独
立して炭素数1〜20のアルキル基、アルコキシ基、ア
ルコキシアルキル基またはアルケニル基であり、H1
5がハロゲン原子で置換されており、H2〜H4,H6
12が水素原子である4環化合物である。
【0024】本発明の化合物のより具体的なさらに別の
態様は、一般式(1)において、R1,Y1がそれぞれ独
立して炭素数1〜20のアルキル基、アルコキシ基、ア
ルコキシアルキル基またはアルケニル基であり、H1
9がハロゲン原子で置換されており、H2〜H8,H10
〜H12が水素原子である4環化合物である。
【0025】本発明の化合物のより具体的なさらに別の
態様は、一般式(1)において、R1,Y1がそれぞれ独
立して炭素数1〜20のアルキル基、アルコキシ基、ア
ルコキシアルキル基またはアルケニル基であり、H2
9がハロゲン原子で置換されており、H1,H3〜H8
10〜H12が水素原子である4環化合物である。
【0026】また、本発明は、一般式(1)で表される
4環化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とす
る液晶組成物に関する。
【0027】本発明の液晶組成物の具体的な態様は、第
一成分として、一般式(1)で表される4環化合物を少
なくとも1種類含有し、第二成分として、一般式
(2)、(3)および(4)
【0028】
【化11】
【0029】(式中、R2は炭素数1〜10のアルキル
基を示し、Y2はフッ素原子、塩素原子、OCF3、OC
2H、CF3、CF2HまたはCFH2を示し、L1
2、L3およびL4は相互に独立して水素原子またはフ
ッ素原子を示し、Z1およびZ2は相互に独立して1,2
−エチレン基、−CH=CH−または共有結合を示し、
aは1または2を示す。)からなる群から選択される化
合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶
組成物である。
【0030】本発明の液晶組成物の具体的な別の態様
は、第一成分として、一般式(1)で表される4環化合
物を少なくとも1種類含有し、第二成分として、一般式
(5)、(6)、(7)、(8)および(9)
【0031】
【化12】
【0032】(式中、R3はフッ素原子、炭素数1〜1
0のアルキル基または炭素数2〜10のアルケニル基を
示す。該アルキル基またはアルケニル基中の任意のメチ
レン基は酸素原子によって置換されていてもよいが、2
つ以上のメチレン基が連続して酸素原子に置換されるこ
とはない。環Bは1,4−シクロヘキシレン、1,4−
フェニレンまたは1,3−ジオキサン−2,5−ジイル
を示し、環Cは1,4−シクロヘキシレン、1,4−フ
ェニレンまたはピリミジン−2,5−ジイルを示し、環
Dは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレ
ンを示し、Z3は1,2−エチレン基、−COO−また
は共有結合を示し、L5およびL6は相互に独立して水素
原子またはフッ素原子を示し、bおよびcは相互に独立
して0または1を示す。)
【0033】
【化13】
【0034】(式中、R4は炭素数1〜10のアルキル
基を示し、L7は水素原子またはフッ素原子を示し、d
は0または1を示す。)
【0035】
【化14】
【0036】(式中、R5は炭素数1〜10のアルキル
基を示し、環Eおよび環Fは相互に独立して1,4−シ
クロヘキシレンまたは1,4−フェニレンを示し、Z4
およびZ5は相互に独立して−COO−または共有結合
を示し、Z6は−COO−または−C≡C−を示し、L8
およびL9は相互に独立して水素原子またはフッ素原子
を示し、Y3はフッ素原子、OCF3、OCF2H、C
3、CF2HまたはCFH2を示し、e、fおよびgは
相互に独立して0または1を示す。)
【0037】
【化15】
【0038】(式中、R6およびR7は相互に独立して炭
素数1〜10のアルキル基または炭素数2〜10のアル
ケニル基を示す。いずれにおいてもそのうちの任意のメ
チレン基は酸素原子によって置換されていてもよいが、
2つ以上のメチレン基が連続して酸素原子に置換される
ことはない。環Hは1,4−シクロヘキシレン、1,4
−フェニレンまたはピリミジン−2,5−ジイルを示
し、環Iは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フ
ェニレンを示し、Z6は−C≡C−、−COO−、1,
2−エチレン基、−CH=CH−C≡C−または共有結
合を示し、Z7は−COO−または共有結合を示す。)
【0039】
【化16】
【0040】(式中、R8およびR9は相互に独立して炭
素数1〜10のアルキル基または炭素数2〜10のアル
ケニル基を示す。いずれにおいてもそのうちの任意のメ
チレン基は酸素原子によって置換されていてもよいが、
2つ以上のメチレン基が連続して酸素原子に置換される
ことはない。環Jは1,4−シクロヘキシレン、1,4
−フェニレンまたはピリミジン−2,5−ジイルを示
し、環Kは1,4−シクロヘキシレン、環上の1つ以上
の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい1,4
−フェニレンまたはピリミジン−2,5−ジイルを示
し、環Lは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フ
ェニレンを示し、Z8およびZ10は相互に独立して−C
OO−、1,2−エチレン基または共有結合を示し、Z
9は−CH=CH−、−C≡C−、−COO−または共
有結合を示し、hは0または1を示す。)からなる群か
ら選択される化合物を少なくとも1種類含有することを
特徴とする液晶組成物である。
【0041】本発明の液晶組成物の具体的なさらに別の
態様は、第一成分として、一般式(1)で表される4環
化合物を少なくとも1種類含有し、第二成分の一部分と
して、一般式(2)、(3)および(4)からなる群か
ら選択される化合物を少なくとも1種類含有し、第二成
分の他の部分として、一般式(5)、(6)、(7)、
(8)および(9)からなる群から選択される化合物を
少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組成物
である。
【0042】本発明はまた、前記の液晶組成物を用いて
構成した液晶表示素子に関する。
【0043】
【発明の実施の形態】本発明の一般式(1)で表される
4環化合物はハロゲン原子が置換したベンゼン環を持つ
ことを特徴とする4環化合物であるが、具体的には次の
(1−1)〜(1−8)を挙げることができる。(ただ
し、上式においてR1、Y1、H1〜H12は前記と同一の
意味を示す。)
【0044】
【化17】
【0045】すなわち、(1)式の4環化合物はすべて
の環が共有結合で連結された4環化合物(1−1)、1
つの1,2−エチレン結合を含む(1−2)〜(1−
4)、1つの1,4−ブチレン結合を含む(1−5)〜
(1−7)、2つの1,2−エチレン結合を含む(1−
8)に展開される。
【0046】更に具体的には次の化合物に展開される。
【0047】
【化18】
【0048】
【化19】
【0049】
【化20】
【0050】
【化21】
【0051】
【化22】
【0052】
【化23】
【0053】
【化24】
【0054】
【化25】
【0055】ただし上式において、Ra1,Ya1はアルキ
ル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルケニ
ル基であり、Halはフッ素原子または塩素原子であ
る。
【0056】本発明の一般式(1)の4環化合物の
1,Y1は炭素数1〜20のアルキル基を示すが、Y1
中のメチレン基は酸素原子、硫黄原子、ジヒドロシリレ
ン基、ジメチルシリレン基、−CH=CH−、−C≡C
−で置き換わってもよい。中でも好ましいR1,Y1をよ
り具体的に示すと、メチル基、エチル基、プロピル基、
ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オク
チル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポ
キシメチル基、ブトキシメチル基、ペントキシメチル
基、ヘキシルオキシメチル基、ヘプチルオキシメチル
基、オクチルオキシメチル基、メトキシエチル基、エト
キシエチル基、プロポキシエチル基、ペントキシエチル
基、ヘキシルオキシエチル基、メトキシプロピル基、エ
トキシプロピル基、プロポキシプロピル基、ペントキシ
プロピル基、ヘキシルオキシプロピル基、ヘプチルオキ
シプロピル基、メトキシブチル基、エトキシブチル基、
プロポキシブチル基、ブトキシブチル基、ペントキシブ
チル基、メトキシペンチル基、エトキシペンチル基、プ
ロポキシペンチル基、ペントキシペンチル基、メトキシ
メトキシ基、エトキシメトキシ基、プロポキシメトキシ
基、ブトキシメトキシ基、ペントキシメトキシ基、ヘキ
シルオキシメトキシ基、ヘプチルオキシメトキシ基、オ
クチルオキシメトキシ基、メトキシエトキシ基、エトキ
シエトキシ基、プロポキシエトキシ基、ブトキシエトキ
シ基、ペントキシエトキシ基、ヘキシルオキシエトキシ
基、メトキシプロポキシ基、エトキシプロポキシ基、プ
ロポキシプロポキシ基、ペントキシプロポキシ基、ヘキ
シルオキシプロポキシ基、ヘプチルオキシプロポキシ
基、メトキシブトキシ基、エトキシブトキシ基、プロポ
キシブトキシ基、ブトキシブトキシ基、ペントキシブト
キシ基、メトキシペントキシ基、エトキシペントキシ
基、プロポキシペントキシ基、ペントキシペントキシ
基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ
基、ペントキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ
基、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、
1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1
−ペンテニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル
基、4−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセ
ニル基、3−ヘキセニル基、4−ヘキセニル基、5−ヘ
キセニル基、1−ヘプテニル基、2−ヘプテニル基、3
−ヘプテニル基、4−ヘプテニル基、5−ヘプテニル
基、6−ヘプテニル基、エチニル基、1−プロピニル
基、2−プロピニル基、1−ブチニル基、2−ブチニル
基、3−ブチニル基、1−ペンチニル基、2−ペンチニ
ル基、3−ペンチニル基、4−ペンチニル基、1−ヘキ
シニル基、2−ヘキシニル基、3−ヘキシニル基、4−
ヘキシニル基、5−ヘキシニル基、1−ヘプチニル基、
2−ヘプチニル基、3−ヘプチニル基、4−ヘプチニル
基、5−ヘプチニル基、6−ヘプチニル基、1,5ヘキ
サジエニルである。
【0057】ベンゼン環上のH1〜H12の水素原子のう
ち少なくとも1つはハロゲン原子に置き換わっており、
6またはH8のいずれか1つがハロゲン原子で置き換わ
っている場合には残りのH1〜H12の水素原子のうち少
なくとも1つはハロゲン原子に置き換わっている。ハロ
ゲン原子はフッ素原子、塩素原子、臭素原子あるいはヨ
ウ素原子を示すが、粘度を考慮した場合、好ましくはフ
ッ素原子あるいは塩素原子、より好ましくはフッ素原子
である。H1〜H12のうち1つ以上はハロゲン原子に置
き換わっているが、置き換わるハロゲン原子数は1個か
ら4個が好ましく、粘度を考慮した場合特に1〜2個が
より好ましい。
【0058】一般式(1)の4環化合物において、該化
合物を構成する各原子が同位体に置き換えられたものも
本発明の範疇に入る。すなわち、例えば水素原子は通常
その大部分が質量数1の原子核を持つが、質量数2の重
水素で特定の位置を置き換えることも可能である。
【0059】本発明の一般式(1)の4環化合物は広い
ネマチック相温度範囲、高い化学的安定性、他の液晶化
合物に対する高い相溶性、大きな屈折率異方性値を持
ち、液晶組成物の構成要素として極めて重要である。
【0060】一般式(1)の4環化合物は、従来の液晶
化合物に比較して著しく広いネマチック相温度範囲を有
している。特に融点(C−N点)あるいはS−N点が従
来の化合物に比較して極めて低く、またネマチック相温
度範囲も公知液晶化合物に比較して著しく広い。
【0061】一般式(1)の4環化合物は何れも他の液
晶化合物あるいは液晶組成物に対する溶解度が高く、
(1)の4環化合物を用いた液晶組成物は低温(例えば
実用面から要求される−20℃)においてもネマチック
相を損なうことはない。
【0062】一般式(1)の4環化合物は何れも化学的
に非常に安定で、これを使用した液晶組成物の比抵抗値
および電圧保持率は非常に高い。また、紫外光、加熱に
対する安定性が極めて高い。
【0063】本発明(1)の4環化合物は何れも低い粘
性を示し、液晶組成物に多量に使用しても、液晶組成物
全体の粘度を著しく増加することはない。また、粘度の
温度依存性、特に低温での温度依存性が極めて小さい。
【0064】本発明の4環化合物は先に示した通り優れ
た特性を有するので、TFT用はもちろん他の用途にも
好適に使用できる。例えばTN用液晶化合物、STN用
液晶化合物、ゲストホストモード用の液晶化合物、ポリ
マー分散型液晶表示素子用の液晶化合物、動的散乱モー
ド用の液晶化合物としても好適である。
【0065】本発明に係る液晶組成物は、一般式(1)
で表される4環化合物の1種以上を0.1〜99重量%
の割合で含有することが、優良な特性を発現せしめるた
めに好ましい。
【0066】更に詳しくは、本発明により提供される液
晶組成物は、一般式(1)の4環化合物を少なくとも一
種類含有する第一成分に加え、液晶組成物の目的に応じ
て一般式(2)〜(9)で表される化合物群から任意に
選択される化合物を混合する事により完成する。
【0067】本発明に用いられる一般式(2)〜(4)
の化合物として、好ましくは以下の化合物を挙げること
ができる。(R2は前記と同一の意味を示す。)
【0068】
【化26】
【0069】
【化27】
【0070】
【化28】
【0071】
【化29】
【0072】
【化30】
【0073】
【化31】
【0074】
【化32】
【0075】
【化33】
【0076】
【化34】
【0077】一般式(2)〜(4)で表される化合物は
誘電率異方性値が正の化合物であり、熱的安定性や化学
的安定性が非常に優れており、特に電圧保持率の高い、
あるいは比抵抗値の大きいといった高信頼性が要求され
るTFT(AM−LCD)用の液晶組成物を調製する場
合には、極めて有用な化合物である。
【0078】一般式(2)〜(4)で表される化合物の
使用量は、TFT用の液晶組成物を調製する場合、液晶
組成物の全重量に対して1〜99重量%の範囲で任意に
使用できるが、10〜97重量%が好ましい。より好ま
しくは40〜95重量%である。また、その際には一般
式(5)〜(9)で表される化合物を一部含有しても良
い。STN表示方式、または通常のTN表示方式用の液
晶組成物を調製する場合にも一般式(2)〜(4)で表
される化合物を使用することができる。
【0079】本発明の一般式(5)〜(7)で表される
化合物として、好ましくは以下の化合物を挙げることが
できる。(R3〜R5は前記と同一の意味を示す。)
【0080】
【化35】
【0081】
【化36】
【0082】
【化37】
【0083】
【化38】
【0084】
【化39】
【0085】一般式(5)〜(7)の化合物は誘電率異
方性値が正でその値が大きく、特にしきい値電圧を小さ
くする目的で使用される。また、粘度調整、屈折率異方
性値調整、透明点を高くする等のネマチックレンジを広
げる目的にも使用される。さらに、また急峻性を改良す
る目的にも使用される。
【0086】本発明の一般式(8)および(9)の化合
物として好ましくは以下の化合物を挙げることができ
る。(R6〜R9は前記と同一の意味をを示す。)
【0087】
【化40】
【0088】
【化41】
【0089】一般式(8)および(9)の化合物は、誘
電率異方性値が負かまたは小さい正の化合物である。一
般式(8)の化合物は主として粘度低下および/または
屈折率異方性値調整の目的で使用される。また、一般式
(9)の化合物は透明点を高くする等のネマチックレン
ジを広げる目的および屈折率異方性値調整の目的で使用
される。
【0090】一般式(5)〜(9)の化合物は、特にS
TN表示方式および通常のTN表示方式用の液晶組成物
を調整する場合には、極めて有用な化合物である。
【0091】一般式(5)〜(9)の化合物の使用量
は、通常のTN表示方式およびSTN表示方式用の液晶
組成物を調製する場合には1〜99重量%の範囲で任意
に使用できるが、10〜97重量%が好ましい。より好
ましくは40〜95重量%である。また、その際には
(2)〜(4)の化合物を一部使用しても良い。
【0092】本発明の液晶組成物は、慣用な方法で調製
される。一般には、種々の成分を高い温度で互いに溶解
させる方法がとられている。しかし、液晶を有機溶媒に
溶かし混合したのち、減圧下溶媒を留去してもよい。
【0093】本発明の液晶材料は、適当な添加物によっ
て意図する用途に応じた改良がなされ、最適化される。
このような添加物は当業者によく知られており、文献等
に詳細に記載されている。通常、液晶のらせん構造を誘
起して必要なねじれ角を調整し、逆ねじれを防ぐためキ
ラルド−プ剤などを添加する。
【0094】また、本発明の液晶組成物は、メロシアニ
ン系、スチリル系、アゾ系、アゾメチン系、アゾキシ
系、キノフタロン系、アントラキノン系およびテトラジ
ン系等の二色性色素を添加してゲストホスト(GH)モ
−ド用の液晶組成物としても使用できる。あるいはネマ
チック液晶をマイクロカプセル化して作成したNCAP
や液晶中に三次元編み目状高分子を作成したポリマ−ネ
ットワ−ク液晶表示素子(PNLCD)に代表されるポ
リマ−分散型液晶表示素子(PDLCD)用の液晶組成
物としても使用できる。その他複屈折制御(ECB)モ
−ドや動的散乱(DS)モ−ド用の液晶組成物としても
使用できる。
【0095】本発明の一般式(1)で表される4環化合
物は、通常の有機合成化学的手法を駆使し製造できる。
即ち新実験化学講座、オーガニックシンセシス、オーガ
ニックリアクションズ等の成書、雑誌に記載の既知の反
応を組み合わせることで製造することができる。
【0096】例えば次に示した代表例に従えば問題なく
製造できる。ただし下記において、R1,Y1,X1
2,X3,H1〜H12は前記と同一の意味を、G1は臭素
原子あるいはヨウ素原子を、g,pは0ないし1以上の
自然数を示す。
【0097】
【化42】
【0098】
【化43】
【0099】
【化44】
【0100】すなわち鈴木らの方法(Synth.Co
mmun.,11,513(1981))に従いホウ酸
誘導体(10)とハロゲン化物(11)をパラジウム類
あるいはニッケル類等の触媒の存在下クロスカップリン
グ反応に付し、クロスカップリング付加物として一般式
(1)の4環化合物を製造することができる。
【0101】また、(10)のかわりに常法に従いグリ
ニヤール試薬(12)、畠中らの方法(Tetrahe
dron,50,8301(1994))に従い硅素化
合物(13)、特願平7−141117号の方法に従い
硅素化合物(14)を使用してクロスカップリング反応
を行うことによっても(1)の4環化合物を製造するこ
とができる。
【0102】(10)(12)(13)および(14)
は特開昭60−97925号、特公昭59−35901
号等に記載の方法に準じて製造できる(15)に上記の
文献記載の条件で適切な反応を施し製造することができ
る。すなわち、ハロゲン化物(15)にアルキルリチウ
ム、ホウ酸トリアルキルを順次作用したのち酸で処理し
(10)が、マグネシウムを作用し(12)が、アルキ
ルリチウムで処理したのちアルキルトリクロロ硅素を作
用し(13)が、アルキルリチウムで処理したのちテト
ラアルコキシ硅素を作用することで(14)が得られ
る。
【0103】Y1がアルケニル基、アルキニル基である
場合は次の製造方法でY1を導入することが好適であ
る。すなわち、特公平7−2653号等に記載の方法に
従って製造した(16)から常法で増炭およびウイティ
ッヒ反応を施し(1)においてY1がアルケニル基であ
るものが、(17)を常法によってアセチレン誘導体
(18)としたのちアルキル化をすることで(1)にお
いてY1がアルキニル基であるものが製造できる。
【0104】
【実施例】以下、実施例により本発明の化合物の製造方
法および使用例につき詳細に説明する。なお、各実施例
中においてCは結晶を、Nはネマチック相を、Sはスメ
クチック相を、またIは等方性液体を示し、相転移温度
の単位は全て℃である。
【0105】実施例1 4−(4−メトキシメチルシクロヘキシル)−2’−フ
ルオロ−4”−メチルターフェニル((1)式において
1がメトキシメチル基、X1、X2、X3が共有結合、Y
1がメチル基、H1〜H4、H6〜H12が水素原子、H5
フッ素原子で置き換わっている化合物、化合物番号a−
1)の製造方法。
【0106】4−ブロモトルエン(743mmol)、
THF500mlの混合物に−78℃で1.6時間でn
−ブチルリチウムのヘキサン溶液500ml(780m
mol相当)滴下し同温度で1.5時間攪拌した。この
溶液にホウ酸トリイソプロピル(1486mmol)の
THF200ml溶液を滴下し徐々に室温まで昇温した
のち一晩攪拌した。7.3%塩酸750mlを加え30
分攪拌したのち、反応液をジエチルエーテルで2回抽出
し、3回水洗後に無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶
媒を留去し残留物を約1000mlのトルエンから再結
晶して白色固体の4−メチルフェニルホウ酸(545m
mol)を得た。
【0107】4−メチルフェニルホウ酸(73.6mm
ol)、1−ブロモ−3−フルオロベンゼン(66.2
mmol)、炭酸カリウム(147mmol)、5%パ
ラジウム炭素0.5g、トルエン100ml、エタノー
ル100ml、水6.0mlの混合物を5時間還流し
た。放冷後反応液を濾過し無水硫酸マグネシウムで乾燥
した。溶媒を留去し残留物をカラムクロマトグラフィー
(溶出液:トルエン/n−ヘプタン=1/9)、再結晶
(再結晶溶媒:エタノール)で精製し無色板状の3−フ
ルオロ−4’−メチルビフェニル(13.6mmol)
を得た。
【0108】4−(4−メトキシメチルシクロヘキシ
ル)−1−ヨードベンゼン(297mmol)、THF
250mlの混合物に−78℃で3.0時間でn−ブチ
ルリチウムのヘキサン溶液200ml(312mmol
相当)滴下し同温度で1.2時間攪拌した。この溶液に
ホウ酸トリイソプロピル(594mmol)のTHF1
00ml溶液を滴下し徐々に室温まで昇温したのち一晩
攪拌した。7.3%塩酸270mlを加え30分攪拌し
たのち、反応液をジエチルエーテルで2回抽出し、3回
水洗後に無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去
し残留物をヘプタンで洗浄し白色固体の4−(4−メト
キシメチルシクロヘキシル)フェニルホウ酸(60.1
mol)を得た。
【0109】3−フルオロ−4’−メチルビフェニル
(13.4mmol)、ヨウ素酸(6.71mmo
l)、ヨウ素(8.08mmol)、酢酸(10m
l)、水(1.2ml)、四塩化炭素(1.2ml)の
混合物を24時間還流した。放冷後反応液をヘプタンで
2回抽出し、2回水洗した。4%チオ硫酸ナトリウム水
溶液50mlで洗浄し、3回水洗後に無水硫酸マグネシ
ウムで乾燥した。溶媒を留去し残留物をカラムクロマト
グラフィー(溶出液:トルエン/n−ヘプタン=1/
9)、再結晶(再結晶溶媒:エタノール)2回で精製し
薄い黄緑色の結晶3−フルオロ−4−ヨード−4’−メ
チルビフェニル(3.39mmol)を得た。
【0110】4−(4−メトキシメチルシクロヘキシ
ル)フェニルホウ酸(8.42mmol)、3−フルオ
ロ−4−ヨード−4’−メチルビフェニル(3.36m
mol)、炭酸カリウム(16.8mmol)、5%パ
ラジウム炭素0.1g、トルエン14ml、エタノール
14ml、水0.7mlの混合物を6時間還流した。放
冷後反応液を濾過し無水硫酸マグネシウムで乾燥した。
溶媒を留去し残留物をカラムクロマトグラフィー(溶出
液:トルエン)、再結晶(再結晶溶媒:エタノール/ト
ルエン=4/3)で精製し無色結晶の標題化合物(2.
58mmol)を得た。このものの各種スペクトルデー
タは次の通りよくその構造を支持した。 1H−NMR:δ(ppm):7.21−7.59
(m、11H)、3.36(s、3H)、3.26
(d、2H)、2.37−2.49(brs、1H)、
2.41(s、3H)、1.07−2.10(m、9
H) GC−MS:388(M+) また、本化合物は液晶性を示しその相転移温度は下記の
通りであった。 C−N点:156.4℃、N−I点:315.7℃。
【0111】実施例2 4−(4−メトキシメチルシクロヘキシル)−2’,
5’−ジフルオロ−4”−メチルターフェニル((1)
式においてR1がメトキシメチル基、X1、X2、X3が共
有結合、Y1がメチル基、H1〜H4,H6,H7,H9〜H
12が水素原子、H5,H8がフッ素原子で置き換わってい
る化合物、化合物番号b−1)の製造方法。
【0112】4−ブロモトルエン(743mmol)、
THF500mlの混合物に−78℃で1.6時間でn
−ブチルリチウムのヘキサン溶液500ml(780m
mol相当)滴下し同温度で1.5時間攪拌した。この
溶液にホウ酸トリイソプロピル(1486mmol)の
THF200ml溶液を滴下し徐々に室温まで昇温した
のち一晩攪拌した。7.3%塩酸750mlを加え30
分攪拌したのち、反応液をジエチルエーテルで2回抽出
し、3回水洗後に無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶
媒を留去し残留物を約1000mlのトルエンから再結
晶して白色固体の4−メチルフェニルホウ酸(545m
mol)を得た。
【0113】4−メチルフェニルホウ酸(46.0mm
ol)、1,4−ジブロモ−2,5−ジフルオロベンゼ
ン(91.9mmol)、炭酸カリウム(92.0mm
ol)、5%パラジウム炭素1.0g、トルエン120
ml、エタノール120ml、水6.0mlの混合物を
6時間還流した。放冷後反応液を濾過し無水硫酸マグネ
シウムで乾燥した。溶媒を留去し残留物をカラムクロマ
トグラフィー(溶出液:n−ヘプタン)、再結晶(再結
晶溶媒:エタノール)で精製し無色針状の4−ブロモ−
2,5−ジフルオロ−4’−メチルビフェニル(16.
0mmol)を得た。
【0114】4−ブロモ−2,5−ジフルオロ−4’−
メチルビフェニル(7.06mmol)、THF20m
lの混合物に−78℃で10分間でn−ブチルリチウム
のヘキサン溶液5.0ml(7.85mmol相当)滴
下し同温度で3.2時間攪拌した。この溶液にホウ酸ト
リイソプロピル(15.2mmol)のTHF10ml
溶液を滴下し徐々に室温まで昇温したのち一晩攪拌し
た。7.3%塩酸9mlを加え30分攪拌したのち、反
応液をトルエンで2回抽出し、3回水洗後に無水硫酸マ
グネシウムで乾燥した。溶媒を留去し残留物を約10m
lのトルエンから再結晶して白色固体の2,5−ジフル
オロ−4’−メチルビフェニル−4ホウ酸(5.48m
mol)を得た。
【0115】2,5−ジフルオロ−4’−メチルビフェ
ニル−4ホウ酸(5.24mmol)、4−(4−メト
キシメチルシクロヘキシル)−1−ヨードベンゼン
(5.24mmol)、炭酸カリウム(10.5mmo
l)、5%パラジウム炭素0.1g、トルエン12m
l、エタノール12ml、水0.6mlの混合物を7時
間還流した。放冷後反応液を濾過し無水硫酸マグネシウ
ムで乾燥した。溶媒を留去し残留物をカラムクロマトグ
ラフィー(溶出液:トルエン/n−ヘプタン=1/
1)、再結晶(再結晶溶媒:エタノール/トルエン=2
/1)で精製し無色結晶の標題化合物(3.99mmo
l)を得た。このものの各種スペクトルデータは次の通
りよくその構造を支持した。 1H−NMR:δ(ppm):7.11−7.52
(m、10H)、3.35(s、3H)、3.25
(d、2H)、2.01−2.54(brs、1H)、
2.40(s、3H)、1.06−1.90(m、9
H) GC−MS:406(M+) また、本化合物は液晶性を示しその相転移温度は下記の
通りであった。 C−N点:120.4℃、N−I点:276.3℃。
【0116】実施例3 4−(4−プロピルシクロヘキシル)−3−フルオロ−
4”−エチルターフェニル((1)式においてR1がプ
ロピル基、X1、X2、X3が共有結合、Y1がエチル基、
2〜H12が水素原子、H1がフッ素原子で置き換わって
いる化合物、化合物番号c−1)の製造方法。
【0117】4−ブロモ−4’−エチルビフェニル(7
48mmol)、THF500mlの混合物に−78℃
で1.5時間でn−ブチルリチウムのヘキサン溶液50
0ml(785mmol相当)滴下し同温度で2.0時
間攪拌した。この溶液にホウ酸トリメチル(1496m
mol)のTHF150ml溶液を滴下し徐々に室温ま
で昇温したのち一晩攪拌した。7.3%塩酸750ml
を加え30分攪拌したのち、反応液をジエチルエーテル
で2回抽出し、3回水洗後に無水硫酸マグネシウムで乾
燥した。溶媒を留去し残留物を約1600mlのトルエ
ンとアセトン500mlから再結晶して白色固体の4’
−エチルビフェニル−4−ホウ酸(572mmol)を
得た。
【0118】4’−エチルビフェニル−4−ホウ酸(1
77mmol)、1−ブロモ−3−フルオロベンゼン
(195mmol)、炭酸カリウム(354mmo
l)、5%パラジウム炭素3.0g、トルエン260m
l、エタノール260ml、水13mlの混合物を7時
間還流した。放冷後反応液にトルエン500mlを加え
て均一化した後、濾過し無水硫酸マグネシウムで乾燥し
た。溶媒を留去し残留物をカラムクロマトグラフィー
(溶出液:トルエン)、再結晶(再結晶溶媒:エタノー
ル/トルエン=5/2)で精製し無色板状の3−フルオ
ロ−4”−エチルターフェニル(121mmol)を得
た。
【0119】3−フルオロ−4”−エチルターフェニル
(21.7mol)、THF100mlの混合物に−7
8℃を保ちながらsec−ブチルリチウムのシクロヘキ
サン溶液(23.9mol相当)を滴下し40分間同温
度で攪拌した。−78℃を保持しつつ4−プロピルシク
ロヘキサノン(26.0mol)のTHF10ml溶液
を加え攪拌しつつ徐々に室温まで戻したのち一晩攪拌し
た。7.3%塩酸30mlを加え30分攪拌したのち、
反応液をトルエンで2回抽出し、4回水洗後に無水硫酸
マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し残留物をカラム
クロマトグラフィー(溶出液:トルエン)で精製し無色
固体の4−(1−ヒドロキシ−4−プロピルシクロヘキ
シル)−3−フルオロ−4”−エチルターフェニル(1
7.2mmol)を得た。
【0120】4−(1−ヒドロキシ−4−プロピルシク
ロヘキシル)−3−フルオロ−4”−エチルターフェニ
ル(24.5mmol)、オルガノ社製のアンバーリス
ト15E(0.5g)、トルエン250mlの混合物
を、生成する水を脱水しながら6.5時間加熱還流し
た。放冷後反応液を濾過した。溶媒を留去し残留物をカ
ラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)で精製し
無色固体の4−(4−プロピル−1−シクロヘキセニ
ル)−3−フルオロ−4”−エチルターフェニル(2
4.0mmol)を得た。
【0121】4−(4−プロピル−1−シクロヘキセニ
ル)−3−フルオロ−4”−エチルターフェニル(2
4.0mmol)にトルエン500ml、ラネーニッケ
ル20gを加え水素雰囲気下12時間攪拌した。水素の
吸収が停止したことを確認し反応系から触媒を濾別除去
した。溶媒を留去し残留物をカラムクロマトグラフィー
(溶出液:トルエン)で精製し、再結晶(再結晶溶媒:
エタノール/トルエン=3/1)を4回繰り返して精製
し無色結晶の標題化合物(11.0mmol)を得た。
このものの各種スペクトルデータは次の通りよくその構
造を支持した。 1H−NMR:δ(ppm):7.22−7.63
(m、11H)、2.90−3.10(brs、1
H)、2.71(q、2H)、0.80−2.10
(m、19H) GC−MS:400(M+) また、本化合物は液晶性を示しその相転移温度は下記の
通りであった。 C−C点:98.2℃、C−S点:156.2℃、S−
N点:188.6℃、N−I点:317.9℃。
【0122】実施例4 4−(4−プロピルシクロヘキシル)−2,5,−ジフ
ルオロ−4”−エチルターフェニル((1)式において
R1がプロピル基、X1、X2、X3が共有結合、Y1がエ
チル基、H2,H3,H5〜H12が水素原子、H1,H4
フッ素原子で置き換わっている化合物、化合物番号d−
1)の製造方法。
【0123】4−ブロモ−4’−エチルビフェニル(7
48mmol)、THF500mlの混合物に−78℃
で1.5時間でn−ブチルリチウムのヘキサン溶液50
0ml(785mmol相当)滴下し同温度で2.0時
間攪拌した。この溶液にホウ酸トリメチル(1496m
mol)のTHF150ml溶液を滴下し徐々に室温ま
で昇温したのち一晩攪拌した。7.3%塩酸750ml
を加え30分攪拌したのち、反応液をジエチルエーテル
で2回抽出し、3回水洗後に無水硫酸マグネシウムで乾
燥した。溶媒を留去し残留物を約1600mlのトルエ
ンとアセトン500mlから再結晶して白色固体の4’
−エチルビフェニル−4−ホウ酸(572mmol)を
得た。
【0124】4’−エチルビフェニル−4−ホウ酸(1
23mmol)、1,4−ジブロモ−2,5−ジフルオ
ロベンゼン(184mmol)、炭酸カリウム(245
mmol)、5%パラジウム炭素3.0g、トルエン2
40ml、エタノール240ml、水12mlの混合物
を7.3時間還流した。放冷後反応液にトルエン300
mlを加えて均一化した後、濾過し無水硫酸マグネシウ
ムで乾燥した。溶媒を留去し残留物をカラムクロマトグ
ラフィー(溶出液:ヘプタン)、再結晶(再結晶溶媒:
エタノール/トルエン=15/4)で精製し無色板状の
4−ブロモ−2,5−ジフルオロ−4”−エチルターフ
ェニル(41.3mmol)を得た。
【0125】4−ブロモ−2,5−ジフルオロ−4”−
エチルターフェニル(21.4mol)、THF130
mlの混合物に−78℃を保ちながらn−ブチルリチウ
ムのヘキサン溶液(23.6mol相当)を滴下し3時
間同温度で攪拌した。−78℃を保持しつつ4−プロピ
ルシクロヘキサノン(25.7mol)のTHF10m
l溶液を加え攪拌しつつ徐々に室温まで戻したのち一晩
攪拌した。7.3%塩酸67mlを加え30分攪拌した
のち、反応液をトルエンで2回抽出し、4回水洗後に無
水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し残留物を
カラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)で精製
し無色固体の4−(1−ヒドロキシ−4−プロピルシク
ロヘキシル)−2,5−ジフルオロ−4”−エチルター
フェニル(15.3mmol)を得た。
【0126】4−(1−ヒドロキシ−4−プロピルシク
ロヘキシル)−2,5−ジフルオロ−4”−エチルター
フェニル(16.1mmol)、オルガノ社製のアンバ
ーリスト15E(0.35g)、トルエン250mlの
混合物を、生成する水を脱水しながら6.0時間加熱還
流した。放冷後反応液を濾過した。溶媒を留去し残留物
をカラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)で精
製し無色固体の4−(4−プロピル−1−シクロヘキセ
ニル)−2,5−ジフルオロ−4”−エチルターフェニ
ル(15.3mmol)を得た。
【0127】4−(4−プロピル−1−シクロヘキセニ
ル)−2,5−ジフルオロ−4”−エチルターフェニル
(15.3mmol)にトルエン400ml、ラネーニ
ッケル15gを加え水素雰囲気下21時間攪拌した。水
素の吸収が停止したことを確認し反応系から触媒を濾別
除去した。溶媒を留去し残留物をカラムクロマトグラフ
ィー(溶出液:トルエン)で精製し、再結晶(再結晶溶
媒:エタノール/トルエン=20/3)を4回繰り返し
て精製し無色結晶の標題化合物(3.50mmol)を
得た。このものの各種スペクトルデータは次の通りよく
その構造を支持した。 1H−NMR:δ(ppm):6.91−7.71
(m、10H)、2.90−3.10(brs、1
H)、2.70(q、2H)、0.80−2.10
(m、19H) GC−MS:418(M+) また、本化合物は液晶性を示しその相転移温度は下記の
通りであった。 C−C点:117.5℃、C−N点:122.2℃、N
−I点:286.6℃。
【0128】実施例5 4−(4−ペンチルシクロヘキシル)−2,6−ジフル
オロ−4”−エチルターフェニル((1)式においてR
1がペンチル基、X1,X2,X3が共有結合、Y1がエチ
ル基、H1、H3、H5、H6、H7、H8が水素原子、
2、H4がフッ素原子で置き換わっている化合物、化合
物番号(d−25)の製造方法。
【0129】マグネシウム(600mmol)とTHF
1300mlの混合物に室温で1−ブロモ−3,5−ジ
フルオロベンゼン(500mmol)を滴下し同温度で
30分攪拌しグリニヤール試薬とした。この溶液に4−
ペンチルシクロヘキサノン(600mmol)とTHF
200mlの混合物を滴下し同温度で一晩攪拌した。1
Nの塩酸600mlを加え30分攪拌した後、反応液を
ジエチルエーテルで2回抽出し、無水硫酸マグネシウム
で乾燥した。溶媒を留去し(1−ヒドロキシ−4−ペン
チルシクロヘキシル)−3,5−ジフルオロベンゼン
(550mmol)を得た。精製は特に行わなかった。
【0130】(1−ヒドロキシ−4−ペンチルシクロヘ
キシル)−3,5−ジフルオロベンゼン(300mmo
l)、アンバーリスト(4.0g)、トルエン1000
mlの混合物を6時間還流した。放冷後アンバーリスト
を濾別し、溶媒を留去し残留物をカラムクロマトグラフ
ィー(溶出液:ヘプタン)で精製し、(4−ペンチル−
1−シクロヘキセニル)−3,5−ジフルオロベンゼン
(170mmol)を得た。
【0131】(4−ペンチル−1−シクロヘキセニル)
−3,5−ジフルオロベンゼン(89mmol)、ラネ
ーニッケル(3.5g)、ソルミックス500mlの混
合物を室温、常圧で10時間水素添加反応を行った。水
素が減少しなくなり、これ以上反応が進行しなった時点
で、触媒をラネーニッケルからパラジウムカーボン
(2.4g)に変更し8時間攪拌した。パラジウムカー
ボンを濾別し溶媒を留去した。残留物をカラムクロマト
グラフィー(溶出液:ヘプタン)にて精製し(4−ペン
チル−シクロヘキシル)−3,5−ジフルオロベンゼン
(81mmol)を得た。
【0132】(4−ペンチル−シクロヘキシル)−3,
5−ジフルオロベンゼン(10mmol)、THF15
0mlの混合物に−70℃以下を保ちながらn−ブチル
リチウムのヘキサン溶液7.5ml(12mmol相
当)を滴下し30分同温度で攪拌した。−70℃以下を
保ちつつヨウ素(30mmol)を加え1.5時間攪拌
し、その後徐々に室温まで戻した後2時間攪拌した。1
Nの塩酸12mlを加え30分攪拌した後、反応液をト
ルエンで1回抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
溶媒を留去し残留物をカラムクロマトグラフィー(溶出
液:ヘプタン)にて精製し(4−ペンチル−シクロヘキ
シル)−3,5−ジフルオロ−4−ヨードベンゼン
(8.3mmol)を得た。
【0133】(4−ペンチル−シクロヘキシル)−3,
5−ジフルオロ−4−ヨードベンゼン(5mmol)、
4−エチル−ビフェニル−4−ほう酸(6mmol)、
炭酸ナトリウム(18mmol)、テトラキストリフェ
ニルフォスフィノパラジウム(0.6mmol)、トル
エン50ml,水50mlの混合物を11時間還流し
た。放冷後有機相を分液し無水硫酸ナトリウムで乾燥し
た。溶媒を留去し残留物をカラムクロマトグラフィー
(溶出液:ヘプタン)、再結晶(再結晶溶媒:ヘプタ
ン)を2回で精製し標題化合物(3mmol)を得た。
このものの各種スペクトルデータは次の通りよくその構
造を支持した。 1H−NMR:δ(ppm):6.65−7.85
(m、10H)、2.20−2.95(m、2H)、
0.78−2.10(m、24H) また、本化合物は液晶性を示しその転移温度は下記の通
りであった。 C−N点:143.3℃、230℃以上で分解。
【0134】実施例6 4−(4−ペンチルシクロヘキシル)−3’,5’−ジ
フルオロ−4”−エチルターフェニル((1)式におい
てR1がプロピル基、X1、X2、X3が共有結合、Y1
エチル基、H1〜H5,H7,H9〜H12が水素原子、
6,H8がフッ素原子で置き換わっている化合物、化合
物番号d−43)の製造方法。
【0135】1−ブロモ−3,5−ジフルオロベンゼン
(743mmol)、THF500mlの混合物に−7
8℃で1.6時間でn−ブチルリチウムのヘキサン溶液
500ml(780mmol相当)滴下し同温度で1.
5時間攪拌した。この溶液にホウ酸トリイソプロピル
(1486mmol)のTHF200ml溶液を滴下し
徐々に室温まで昇温したのち一晩攪拌した。7.3%塩
酸750mlを加え30分攪拌したのち、反応液をジエ
チルエーテルで2回抽出し、3回水洗後に無水硫酸マグ
ネシウムで乾燥した。溶媒を留去し残留物を約1000
mlのトルエンから再結晶して白色固体の3,5−ジフ
ルオロフェニルホウ酸(520mmol)を得た。
【0136】3,5−ジフルオロフェニルホウ酸(7
3.6mmol)、1−ブロモ−4−ヨードベンゼン
(77.5mmol)、炭酸カリウム(147mmo
l)、5%パラジウム炭素0.5g、トルエン100m
l、エタノール100ml、水6.0mlの混合物を5
時間還流した。放冷後反応液を濾過し無水硫酸マグネシ
ウムで乾燥した。溶媒を留去し残留物をカラムクロマト
グラフィー(溶出液:トルエン/n−ヘプタン=1/
9)、再結晶(再結晶溶媒:エタノール)で精製し無色
固体の4−ブロモ−3’,5’−ジフルオロビフェニル
(45.0mmol)を得た。
【0137】4−ブロモ−3’,5’−ジフルオロビフ
ェニル(44.0mmol)、ヨウ素酸(22.0mm
ol)、ヨウ素(26.6mmol)、酢酸(33m
l)、水(4.0ml)、四塩化炭素(4.0ml)の
混合物を24時間還流した。放冷後反応液をヘプタンで
2回抽出し、2回水洗した。4%チオ硫酸ナトリウム水
溶液160mlで洗浄し、3回水洗後に無水硫酸マグネ
シウムで乾燥した。溶媒を留去し残留物をカラムクロマ
トグラフィー(溶出液:トルエン/n−ヘプタン=1/
9)、再結晶(再結晶溶媒:エタノール)2回で精製し
薄い黄緑色の結晶4−ブロモ−3’,5’−ジフルオロ
−4’−ヨードビフェニル(10.6mmol)を得
た。
【0138】1−ブロモ−4−エチルベンゼン(743
mmol)、THF500mlの混合物に−78℃で
1.6時間でn−ブチルリチウムのヘキサン溶液500
ml(780mmol相当)滴下し同温度で1.5時間
攪拌した。この溶液にホウ酸トリイソプロピル(148
6mmol)のTHF200ml溶液を滴下し徐々に室
温まで昇温したのち一晩攪拌した。7.3%塩酸750
mlを加え30分攪拌したのち、反応液をジエチルエー
テルで2回抽出し、3回水洗後に無水硫酸マグネシウム
で乾燥した。溶媒を留去し残留物を約1000mlのト
ルエンから再結晶して白色固体の4−エチルフェニルホ
ウ酸(515mmol)を得た。
【0139】4−エチルフェニルホウ酸(9.50mm
ol)、4−ブロモ−3’,5’−ジフルオロ−4’−
ヨードビフェニル(10.0mmol)、炭酸カリウム
(19.0mmol)、5%パラジウム炭素0.07
g、トルエン13ml、エタノール13ml、水0.8
mlの混合物を5時間還流した。放冷後反応液を濾過し
無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し残留物
をカラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン/n−
ヘプタン=1/9)、再結晶(再結晶溶媒:エタノー
ル)で精製し無色固体の4−ブロモ−3’,5’−ジフ
ルオロ−4”−エチルターフェニル(7.05mmo
l)を得た。
【0140】4−ブロモ−3’,5’−ジフルオロ−
4”−エチルターフェニル(7.00mol)、THF
44mlの混合物に−78℃を保ちながらn−ブチルリ
チウムのヘキサン溶液(7.72mol相当)を滴下し
3時間同温度で攪拌した。−78℃を保持しつつ4−ペ
ンチルシクロヘキサノン(8.40mol)のTHF1
0ml溶液を加え攪拌しつつ徐々に室温まで戻したのち
一晩攪拌した。7.3%塩酸22mlを加え30分攪拌
したのち、反応液をトルエンで2回抽出し、4回水洗後
に無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し残留
物をカラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)で
精製し無色固体の4−(1−ヒドロキシ−4−ペンチル
シクロヘキシル)−3’,5’−ジフルオロ−4”−エ
チルターフェニル(5.10mmol)を得た。
【0141】4−(1−ヒドロキシ−4−ペンチルシク
ロヘキシル)−3’,5’−ジフルオロ−4”−エチル
ターフェニル(5.00mmol)、オルガノ社製のア
ンバーリスト15E(0.12g)、トルエン80ml
の混合物を、生成する水を脱水しながら6.0時間加熱
還流した。放冷後反応液を濾過した。溶媒を留去し残留
物をカラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)で
精製し無色固体の4−(4−ペンチル−1−シクロヘキ
セニル)−3’,5’−ジフルオロ−4”−エチルター
フェニル(4.75mmol)を得た。
【0142】4−(4−ペンチル−1−シクロヘキセニ
ル)−3’,5’−ジフルオロ−4”−エチルターフェ
ニル(4.75mmol)にトルエン400ml、ラネ
ーニッケル15gを加え水素雰囲気下20時間攪拌し
た。水素の吸収が停止したことを確認し反応系から触媒
を濾別除去した。溶媒を留去し残留物をカラムクロマト
グラフィー(溶出液:トルエン)で精製し、再結晶(再
結晶溶媒:エタノール/トルエン=20/3)を4回繰
り返して精製し無色結晶の標題化合物(1.15mmo
l)を得た。このものの各種スペクトルデータはよくそ
の構造を支持した。
【0143】実施例7 実施例1〜6に準じて次に示す(1)式の化合物を製造
する。
【0144】
【表1】
【0145】
【表2】
【0146】
【表3】
【0147】
【表4】
【0148】
【表5】
【0149】
【表6】
【0150】
【表7】
【0151】
【表8】
【0152】
【表9】
【0153】
【表10】
【0154】
【表11】
【0155】
【表12】
【0156】実施例8(使用例1) 4−(4−プロピルシクロヘキシル)ベンゾニトリル 24% 4−(4−ペンチルシクロヘキシル)ベンゾニトリル 36% 4−(4−ヘプチルシクロヘキシル)ベンゾニトリル 25% 4−(4−プロピルフェニル)ベンゾニトリル 15% からなる液晶組成物B1を調製した。B1の透明点は7
1.7℃、誘電率異方性値は11.0、屈折率異方性値
は0.137、20℃における粘度は26.7mPa・
s、セル厚9.2μmでのしきい値電圧は1.78Vで
あった。
【0157】B1の95%に実施例1で得た本発明の化
合物4−(4−メトキシメチルシクロヘキシル)−2’
−フルオロ−4”−メチルターフェニル(化合物番号a
−1)を5%混合し液晶組成物A1を調製した。このも
のの透明点は79.1℃(外挿値219.7℃)、誘電
率異方性値は10.9(外挿値9.0)、屈折率異方性
値は0.144(外挿値0.277)、20℃における
粘度は29.3mPas(外挿値76.8mPas)、
セル厚8.9μmでのしきい値電圧は1.75Vであっ
た。また、この組成物を−20℃のフリーザーに60日
間放置したが結晶の析出は認められなかった。さらにA
1の電圧保持率を測定したところ100℃において9
9.6%であった。
【0158】B1の85%に実施例2で得た本発明の化
合物4−(4−メトキシメチルシクロヘキシル)−
2’,5’−ジフルオロ−4”−メチルターフェニル
(化合物番号b−1)を15%混合し液晶組成物A2を
調製した。このものの透明点は91.0℃(外挿値20
0.4℃)、誘電率異方性値は10.6(外挿値8.
3)、屈折率異方性値は0.155(外挿値0.25
7)、20℃における粘度は36.9mPas(外挿値
94.7mPas)、セル厚9.2μmでのしきい値電
圧は1.93Vであった。また、この組成物を−20℃
のフリーザーに60日間放置したが結晶の析出は認めら
れなかった。さらにA2の電圧保持率を測定したところ
100℃において99.7%であった。
【0159】B1の95%に実施例3で得た本発明の化
合物4−(4−プロピルシクロヘキシル)−3−フルオ
ロ−4”−エチルターフェニル(化合物番号c−1)を
5%混合し液晶組成物A3を調製した。このものの透明
点は79.5℃(外挿値227.7℃)、誘電率異方性
値は10.7(外挿値5.0)、屈折率異方性値は0.
144(外挿値0.277)、20℃における粘度は2
8.5mPas(外挿値64.6mPas)、セル厚
8.7μmでのしきい値電圧は1.77Vであった。ま
た、この組成物を−20℃のフリーザーに60日間放置
したが結晶の析出は認められなかった。さらにA3の電
圧保持率を測定したところ100℃において99.6%
であった。
【0160】B1の85%に実施例4で得た本発明の化
合物4−(4−プロピルシクロヘキシル)−2,5,−
ジフルオロ−4”−エチルターフェニル(化合物番号d
−1)を15%混合し液晶組成物A4を調製した。この
ものの透明点は93.0℃(外挿値213.7℃)、誘
電率異方性値は10.1(外挿値5.0)、屈折率異方
性値は0.155(外挿値0.257)、20℃におけ
る粘度は35.0mPas(外挿値81.5mPa
s)、セル厚8.8μmでのしきい値電圧は1.90V
であった。また、この組成物を−20℃のフリーザーに
60日間放置したが結晶の析出は認められなかった。さ
らにA4の電圧保持率を測定したところ100℃におい
て99.7%であった。
【0161】実施例9 前述のB1(85%)に、化合物番号d−1(15%)
を混合して調製した液晶組成物を、−20℃の冷凍庫で
放置したところ60日以上結晶およびスメクチックが出
なかった。一方前述のB1(85%)に、特開昭58−
203922の方法に準じて合成した4−(4−プロピ
ルシクロヘキシル)−4”−エチルターフェニル(15
%)を混合して調製した液晶組成物を、同様に−20℃
の冷凍庫で放置したところ、1時間で結晶が析出した。
また、B1(95%)に4−(4−プロピルシクロヘキ
シル)−4”−エチルターフェニル(5%)を混合して
調製した液晶組成物を−20℃の冷凍庫で放置したとこ
ろ、3日で結晶が析出した。
【0162】
【表13】
【0163】実施例10 特開平2−237949に記載されている4−(4−ペ
ンチルシクロヘキシル)−3’−フルオロ−4”−プロ
ピルターフェニルのネマチック温度範囲は43℃と狭い
のに対して、今回合成した化合物番号C−1,d−1
は、ネマチック温度範囲がそれぞれ129.3℃,16
4.4℃と広範囲であった。
【0164】
【表14】
【0165】本発明化合物を含有するネマチック液晶組
成物としてさらに以下に示すような組成例を示すことが
できる。ただし、組成例に記載の化合物は次表の規則に
従い示した。
【0166】
【表15】
【0167】
【表16】
【0168】実施例11 1O1−HBB(2F)B−1(化合物番号a−1) 3.0% 1O1−HBB(2F,5F)B−1(化合物番号b−1) 5.0% 1V2−BEB(F,F)−C 5.0% 3−HB−C 25.0% 3−HB−O2 4.0% 1−BTB−3 5.0% 2−BTB−1 10.0% 3−HH−4 11.0% 3−HHB−1 9.0% 3−HHB−3 7.0% 3−H2BTB−2 4.0% 3−H2BTB−3 4.0% 3−HB(F)TB−2 6.0% 3−HB(F)TB−3 2.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=90.7(℃) η =18.7(mPa・s) Δn=0.161 Δε=7.3 Vth=2.05(V)
【0169】実施例12 3−HB(2F)BB−2(化合物番号c−1) 3.0% 3−HB(2F,5F)BB−2(化合物番号d−1) 5.0% V2−HB−C 12.0% 1V2−HB−C 12.0% 3−HB−C 24.0% 3−HB(F)−C 5.0% 3−HB−O2 5.0% 2−BTB−1 2.0% 3−HH−4 8.0% 3−HHV(F)−F 6.0% 2−HHB−C 3.0% 3−HHB−C 6.0% 3−HB(F)TB−2 5.0% 3−H2BTB−4 4.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=87.0(℃) η =20.1(mPa・s) Δn=0.144 Δε=8.7 Vth=2.00(V)
【0170】実施例13 5−HBB(F,F)B−2(化合物番号d−43) 3.0% 2O1−BEB(F)−C 5.0% 3O1−BEB(F)−C 15.0% 4O1−BEB(F)−C 13.0% 5O1−BEB(F)−C 13.0% 3−HB(F)−C 3.0% 2−HHB(F)−C 15.0% 3−HHB(F)−C 12.0% 3−HB(F)TB−2 4.0% 3−HB(F)TB−3 4.0% 3−HB(F)TB−4 4.0% 3−HHB−1 5.0% 3−HHB−O1 4.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=88.6(℃) η =85.2(mPa・s) Δn=0.151 Δε=31.3 Vth=0.88(V)
【0171】実施例14 1O1−HBB(2F,5F)B−1(化合物番号b−1)10.0% 5−PyB−F 4.0% 3−PyB(F)−F 4.0% 2−BB−C 5.0% 4−BB−C 4.0% 5−BB−C 5.0% 2−PyB−2 2.0% 3−PyB−2 2.0% 4−PyB−2 2.0% 6−PyB−O5 3.0% 6−PyB−O6 3.0% 6−PyB−O7 3.0% 6−PyB−O8 3.0% 3−PyBB−F 6.0% 4−PyBB−F 6.0% 5−PyBB−F 6.0% 3−HB−O2 5.0% 3−HHB−1 6.0% 3−HHB−3 3.0% 2−H2BTB−2 4.0% 2−H2BTB−3 4.0% 3−H2BTB−3 5.0% 3−H2BTB−4 5.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=94.4(℃) η =41.3(mPa・s) Δn=0.200 Δε=6.8 Vth=2.30(V)
【0172】実施例15 1O1−HBB(2F)B−1(化合物番号a−1) 3.0% 3−DB−C 10.0% 4−DB−C 10.0% 2−BEB−C 12.0% 3−BEB−C 4.0% 3−PyB(F)−F 6.0% 3−HEB−O4 8.0% 4−HEB−O2 6.0% 5−HEB−O1 6.0% 3−HEB−O2 5.0% 5−HEB−O2 4.0% 5−HEB−5 5.0% 4−HEB−5 5.0% 1O−BEB−2 4.0% 3−HHB−1 6.0% 3−HHEBB−C 3.0% 3−HBEBB−C 3.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=68.3(℃) η =38.1(mPa・s) Δn=0.121 Δε=11.2 Vth=1.33(V)
【0173】実施例16 3−HB(2F)BB−2(化合物番号c−1) 4.0% 3−HB−C 21.0% 7−HB−C 3.0% 1O1−HB−C 10.0% 3−HB(F)−C 10.0% 2−PyB−2 2.0% 3−PyB−2 2.0% 4−PyB−2 2.0% 1O1−HH−3 7.0% 2−BTB−O1 7.0% 3−HHB−F 4.0% 3−HHB−O1 4.0% 3−HHB−3 8.0% 3−H2BTB−2 3.0% 3−H2BTB−3 3.0% 2−PyBH−3 4.0% 3−PyBH−3 3.0% 3−PyBB−2 3.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=79.1(℃) η =19.0(mPa・s) Δn=0.142 Δε=8.4 Vth=1.72(V)
【0174】実施例17 1O1−HBB(2F,5F)B−1(化合物番号b−1) 5.0% 3−HB(2F)BB−2(化合物番号c−1) 3.0% 2O1−BEB(F)−C 5.0% 3O1−BEB(F)−C 12.0% 5O1−BEB(F)−C 4.0% 1V2−BEB(F,F)−C 10.0% 3−HHE−1 10.0% 3−HB−O2 21.0% 3−HHEB−F 3.0% 5−HHEB−F 3.0% 3−HBEB−F 4.0% 2O1−HBE(F)−C 2.0% 3−HB(F)EB(F)−C 2.0% 3−HBEB(F,F)−C 2.0% 2−HHB−F 4.0% 3−HHB−O1 4.0% 3−HHB−3 2.0% 3−BEBEB−F 2.0% 3−BEBEB−1 2.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=79.4(℃) η =40.1(mPa・s) Δn=0.122 Δε=23.7 Vth=0.97(V)
【0175】実施例18 3−HB(2F)BB−2(化合物番号c−1) 4.0% 5−BEB(F)−C 5.0% V−HB−C 11.0% 5−PyB−C 6.0% 4−BB−3 11.0% 3−HH−2V 10.0% 5−HH−V 11.0% V−HHB−1 7.0% V2−HHB−1 15.0% 3−HHB−1 5.0% 1V2−HBB−2 10.0% 3−HHEBH−3 5.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=94.7(℃) η =17.3(mPa・s) Δn=0.121 Δε=4.8 Vth=2.36(V)
【0176】実施例19 5−HB(F,F)BB−2(化合物番号d−25) 4.0% 2O1−BEB(F)−C 5.0% 3O1−BEB(F)−C 12.0% 5O1−BEB(F)−C 4.0% 1V2−BEB(F,F)−C 16.0% 3−HB−O2 10.0% 3−HH−4 3.0% 3−HHB−F 3.0% 3−HHB−1 8.0% 3−HHB−O1 4.0% 3−HBEB−F 4.0% 3−HHEB−F 7.0% 5−HHEB−F 3.0% 3−H2BTB−2 4.0% 3−H2BTB−3 4.0% 3−H2BTB−4 4.0% 3−HB(F)TB−2 5.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=92.0(℃) η =41.9(mPa・s) Δn=0.147 Δε=28.4 Vth=0.99(V)
【0177】実施例20 3−HB(2F,5F)BB−2(化合物番号d−1) 5.0% 2−BEB−C 12.0% 3−BEB−C 4.0% 4−BEB−C 6.0% 3−HB−C 30.0% 3−HEB−O4 12.0% 4−HEB−O2 8.0% 5−HEB−O1 8.0% 3−HEB−O2 6.0% 5−HEB−O2 5.0% 3−HHB−O1 4.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=63.8(℃) η =29.0(mPa・s) Δn=0.120 Δε=10.3 Vth=1.31(V)
【0178】実施例21 1O1−HBB(2F)B−1(化合物番号a−1) 4.0% 3−HB(2F)BB−2(化合物番号c−1) 4.0% 2−BEB−C 10.0% 5−BB−C 12.0% 7−BB−C 7.0% 3−HB−C 5.0% 1−BTB−3 7.0% 2−BTB−1 10.0% 1O−BEB−2 10.0% 1O−BEB−5 12.0% 2−HHB−1 4.0% 3−HHB−F 4.0% 3−HHB−1 7.0% 3−HHB−O1 4.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=70.1(℃) η =24.3(mPa・s) Δn=0.171 Δε=6.8 Vth=1.72(V)
【0179】実施例22 1O1−HBB(2F,5F)B−1(化合物番号b−1)12.0% 3−HB(2F,5F)BB−2(化合物番号d−1) 6.0% 1V2−BEB(F,F)−C 5.0% 3−HB−C 25.0% 1−BTB−3 5.0% 2−BTB−1 10.0% 3−HH−4 11.0% 3−HHB−1 11.0% 3−HHB−3 9.0% 3−HB−O2 6.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=92.2(℃) η =24.1(mPa・s) Δn=0.220 Δε=7.0 Vth=2.12(V)
【0180】実施例23 1O1−HBB(2F,5F)B−1(化合物番号b−1)10.0% 5−HB(F,F)BB−2(化合物番号d−25) 4.0% 2O1−BEB(F)−C 5.0% 3O1−BEB(F)−C 15.0% 4O1−BEB(F)−C 13.0% 5O1−BEB(F)−C 13.0% 3−HB−C 10.0% 2−HHB(F)−C 15.0% 3−HHB(F)−C 3.0% 3−HB(F)TB−2 4.0% 3−HB(F)TB−3 4.0% 3−HB(F)TB−4 4.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=85.8(℃) η =92.0(mPa・s) Δn=0.162 Δε=31.2 Vth=0.84(V)
【0181】実施例24 1O1−HBB(2F)B−1(化合物番号a−1) 2.0% 3−HB(2F,5F)BB−2(化合物番号d−1) 5.0% 7−HB(F)−F 5.0% 2−HHB(F)−F 17.0% 3−HHB(F)−F 17.0% 5−HHB(F)−F 16.0% 2−H2HB(F)−F 5.0% 3−H2HB(F)−F 5.0% 2−HBB(F)−F 6.0% 3−HBB(F)−F 6.0% 5−HBB(F)−F 13.0% 3−HB−O2 3.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=102.1(℃) η=29.5(mPa・s) Δn=0.102 Δε=5.0 Vth=2.22(V)
【0182】実施例25 1O1−HBB(2F)B−1(化合物番号a−1) 2.0% 5−HB(F,F)BB−2(化合物番号d−25) 2.0% 7−HB(F)−F 10.0% 5−H2B(F)−F 5.0% 3−HB−O2 10.0% 3−HH−4 5.0% 2−HHB(F)−F 10.0% 3−HHB(F)−F 10.0% 5−HHB(F)−F 5.0% 3−H2HB(F)−F 5.0% 2−HBB(F)−F 3.0% 3−HBB(F)−F 3.0% 5−HBB(F)−F 6.0% 2−H2BB(F)−F 5.0% 3−H2BB(F)−F 6.0% 3−HHB−1 8.0% 3−HHB−O1 5.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=84.3(℃) η=19.5(mPa・s) Δn=0.094 Δε=3.4 Vth=2.63(V)
【0183】実施例26 3−HB(2F)BB−2(化合物番号c−1) 2.0% 5−HB(F,F)BB−2(化合物番号d−25) 2.0% 7−HB(F,F)−F 6.0% 3−HB−O2 7.0% 2−HHB(F)−F 10.0% 3−HHB(F)−F 10.0% 5−HHB(F)−F 3.0% 2−HBB(F)−F 9.0% 3−HBB(F)−F 9.0% 5−HBB(F)−F 16.0% 2−HBB−F 4.0% 3−HBB−F 4.0% 5−HBB−F 3.0% 3−HBB(F,F)−F 5.0% 5−HBB(F,F)−F 10.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=81.4(℃) η =26.0(mPa・s) Δn=0.118 Δε=5.8 Vth=1.99(V)
【0184】実施例27 1O1−HBB(2F,5F)B−1(化合物番号b−1) 4.0% 7−HB(F,F)−F 7.0% 3−H2HB(F,F)−F 12.0% 4−H2HB(F,F)−F 10.0% 5−H2HB(F,F)−F 10.0% 3−HHB(F,F)−F 10.0% 4−HHB(F,F)−F 5.0% 3−HH2B(F,F)−F 15.0% 5−HH2B(F,F)−F 3.0% 3−HBB(F,F)−F 12.0% 5−HBB(F,F)−F 12.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=73.2(℃) η =29.2(mPa・s) Δn=0.090 Δε=8.6 Vth=1.59(V)
【0185】実施例28 1O1−HBB(2F,5F)B−1(化合物番号b−1) 4.0% 7−HB(F,F)−F 8.0% 3−H2HB(F,F)−F 12.0% 4−H2HB(F,F)−F 10.0% 3−HHB(F,F)−F 10.0% 4−HHB(F,F)−F 5.0% 3−HBB(F,F)−F 10.0% 3−HHEB(F,F)−F 3.0% 4−HHEB(F,F)−F 3.0% 5−HHEB(F,F)−F 3.0% 2−HBEB(F,F)−F 3.0% 3−HBEB(F,F)−F 5.0% 5−HBEB(F,F)−F 3.0% 3−HDB(F,F)−F 15.0% 3−HHBB(F,F)−F 6.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=76.5(℃) η =34.7(mPa・s) Δn=0.090 Δε=12.9 Vth=1.41(V)
【0186】実施例29 1O1−HBB(2F,5F)B−1(化合物番号b−1) 4.0% 5−HB(F,F)BB−2(化合物番号d−25) 2.0% 3−HB−CL 10.0% 5−HB−CL 4.0% 7−HB−CL 4.0% 3−HB−O2 2.0% 1O1−HH−5 5.0% 2−HBB(F)−F 8.0% 3−HBB(F)−F 8.0% 5−HBB(F)−F 14.0% 4−HHB−CL 8.0% 3−H2HB(F)−CL 4.0% 3−HBB(F,F)−F 10.0% 5−H2BB(F,F)−F 9.0% 3−HB(F)VB−2 4.0% 3−HB(F)VB−3 4.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=91.0(℃) η =22.1(mPa・s) Δn=0.135 Δε=5.0 Vth=2.29(V)
【0187】実施例30 3−HB(2F,5F)BB−2(化合物番号d−1) 5.0% 7−HB(F,F)−F 5.0% 3−HHB(F,F)−F 9.0% 3−H2HB(F,F)−F 8.0% 4−H2HB(F,F)−F 6.0% 3−HBB(F,F)−F 21.0% 5−HBB(F,F)−F 20.0% 3−H2BB(F,F)−F 10.0% 5−HHBB(F,F)−F 3.0% 5−HHEBB−F 2.0% 3−HH2BB(F,F)−F 3.0% 1O1−HBBH−4 4.0% 1O1−HBBH−5 4.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=98.5(℃) η =35.1(mPa・s) Δn=0.120 Δε=8.5 Vth=1.70(V)
【0188】実施例31 5−HBB(F,F)B−2(化合物番号d−43) 2.0% 3−HB(2F,5F)BB−2(化合物番号d−1) 2.0% 5−HB−F 12.0% 6−HB−F 9.0% 7−HB−F 7.0% 7−HB(F)−F 3.0% 2−HHB−OCF3 7.0% 3−HHB−OCF3 11.0% 4−HHB−OCF3 7.0% 5−HHB−OCF3 5.0% 3−HH2B−OCF3 4.0% 5−HH2B−OCF3 4.0% 3−HHB(F,F)−OCF3 5.0% 3−HBB(F)−F 10.0% 5−HBB(F)−F 3.0% 3−HH2B(F)−F 3.0% 3−HB(F)BH−3 3.0% 5−HBBH−3 3.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=87.3(℃) η =14.8(mPa・s) Δn=0.091 Δε=4.6 Vth=2.38(V)
【0189】実施例32 3−HB(2F)BB−2(化合物番号c−1) 2.0% 1O1−HBB(2F,5F)B−1(化合物番号b−1) 2.0% 5−H4HB(F,F)−F 7.0% 5−H4HB−OCF3 15.0% 3−H4HB(F,F)−CF3 8.0% 5−H4HB(F,F)−CF3 10.0% 3−HB−CL 6.0% 5−HB−CL 7.0% 2−H2BB(F)−F 5.0% 3−H2BB(F)−F 3.0% 5−HVHB(F,F)−F 5.0% 3−HHB−OCF3 5.0% 3−H2HB−OCF3 5.0% V−HHB(F)−F 5.0% 3−HChB(F)−F 5.0% 5−HHEB−OCF3 2.0% 3−HBEB(F,F)−F 5.0% 5−HHV2−F 3.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=74.6(℃) η =24.3(mPa・s) Δn=0.093 Δε=8.1 Vth=1.77(V)
【0190】実施例33 1O1−HBB(2F,5F)B−1(化合物番号b−1) 4.0% 3−HB(2F,5F)BB−2(化合物番号d−1) 6.0% 2−HHB(F)−F 2.0% 3−HHB(F)−F 2.0% 5−HHB(F)−F 2.0% 2−HBB(F)−F 6.0% 3−HBB(F)−F 6.0% 5−HBB(F)−F 10.0% 2−H2BB(F)−F 9.0% 3−H2BB(F)−F 9.0% 7−HB(F,F)−F 7.0% 3−HBB(F,F)−F 25.0% 5−HBB(F,F)−F 7.0% 1O1−HBBH−4 5.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=96.8(℃) η =36.6(mPa・s) Δn=0.145 Δε=7.1 Vth=2.01(V)
【0191】実施例34 1O1−HBB(2F)B−1(化合物番号a−1) 2.0% 1O1−HBB(2F,5F)B−1(化合物番号b−1) 4.0% 3−HB(2F,5F)BB−2(化合物番号d−1) 6.0% 5−HB(F,F)BB−2(化合物番号d−25) 2.0% 7−HB(F,F)−F 15.0% 3−H2HB(F,F)−F 12.0% 4−H2HB(F,F)−F 10.0% 3−HHB(F,F)−F 10.0% 4−HHB(F,F)−F 5.0% 5−HH2B(F,F)−F 10.0% 3−HBB(F,F)−F 12.0% 5−HBB(F,F)−F 12.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=75.7(℃) η =30.1(mPa・s) Δn=0.087 Δε=8.0 Vth=1.70(V)
【0192】実施例35 3−HB(2F)BB−2(化合物番号c−1) 2.0% 5−HBB(F,F)B−2(化合物番号d−43) 2.0% 2−HHB(F)−F 3.0% 3−HHB(F)−F 2.0% 5−HHB(F)−F 2.0% 2−HBB(F)−F 6.0% 3−HBB(F)−F 6.0% 5−HBB(F)−F 10.0% 2−H2BB(F)−F 9.0% 3−H2BB(F)−F 9.0% 3−HBB(F,F)−F 25.0% 5−HBB(F,F)−F 19.0% 1O1−HBBH−4 5.0% この液晶組成物の諸物性値は次の通りであった。 TNI=93.2(℃) η =35.0(mPa・s) Δn=0.135 Δε=7.4 Vth=1.93(V)
【0193】
【発明の効果】本発明(1)の化合物は、広いネマチッ
ク相温度範囲、低温での他の液晶化合物に対する高い相
溶性、大きな屈折率異方性を持ちかつ、高い化学的安定
性を同時に有する。
【0194】さらに組成物例に示した通り本発明の化合
物を使用することで優れた特性、すなわち従来の液晶組
成物に比べより広い動作温度範囲を持つ液晶組成物を調
製することが可能になった。
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 43/225 7419−4H C07C 43/225 C 323/09 7419−4H 323/09 C07F 7/08 C07F 7/08 C C09K 19/30 C09K 19/30 19/40 19/40 G02F 1/13 500 G02F 1/13 500 (72)発明者 宮沢 和利 千葉県市原市ちはら台3−27−7 (72)発明者 蜂谷 典久 千葉県市原市青葉台2丁目5番地 (72)発明者 中川 悦男 千葉県市原市五井8890番地

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(1) 【化1】 (式中、H1〜H12は水素原子を示すが、それらのうち
    少なくとも1つはハロゲン原子に置き換わっており、H
    6またはH8のいずれか1つがハロゲン原子で置き換わっ
    ている場合には残りの上記の水素原子のうち少なくとも
    1つはハロゲン原子に置き換わっている。R1,Y1はそ
    れぞれ独立して炭素数1〜20のアルキル基を示すが、
    1,Y1中の1つまたは2つ以上のメチレン基は酸素原
    子、硫黄原子、ジヒドロシリレン基、ジメチルシリレン
    基、−CH=CH−、−C≡C−のいずれかで置き換わ
    ってもよい。X1、X2、X3はそれぞれ独立に共有結
    合、1,2−エチレン基または1,4−ブチレン基を示
    す。)で表される4環化合物。
  2. 【請求項2】R1,Y1がそれぞれ独立して炭素数1〜2
    0のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基
    またはアルケニル基である請求項1に記載の4環化合
    物。
  3. 【請求項3】R1,Y1がそれぞれ独立して炭素数1〜2
    0のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基
    またはアルケニル基であり、H1,H4がハロゲン原子で
    置き換わっており、H2〜H3,H5〜H12が水素原子で
    ある請求項1に記載の4環化合物。
  4. 【請求項4】R1,Y1がそれぞれ独立して炭素数1〜2
    0のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基
    またはアルケニル基であり、H1がハロゲン原子で置き
    換わっており、H2〜H12が水素原子である請求項1に
    記載の4環化合物。
  5. 【請求項5】R1,Y1がそれぞれ独立して炭素数1〜2
    0のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基
    またはアルケニル基であり、H5がハロゲン原子で置換
    されており、H1〜H4,H6〜H12が水素原子である請
    求項1に記載の4環化合物。
  6. 【請求項6】R1,Y1がそれぞれ独立して炭素数1〜2
    0のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基
    またはアルケニル基であり、H2,H4がハロゲン原子で
    置換されており、H1,H3,H5〜H12が水素原子であ
    る請求項1に記載の4環化合物。
  7. 【請求項7】R1,Y1がそれぞれ独立して炭素数1〜2
    0のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基
    またはアルケニル基であり、H6,H8がハロゲン原子で
    置換されており、H1〜H5,H7,H9〜H12が水素原子
    である請求項1に記載の4環化合物。
  8. 【請求項8】R1,Y1がそれぞれ独立して炭素数1〜2
    0のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基
    またはアルケニル基であり、H1,H5がハロゲン原子で
    置換されており、H2〜H4,H6〜H12が水素原子であ
    る請求項1に記載の4環化合物。
  9. 【請求項9】R1,Y1がそれぞれ独立して炭素数1〜2
    0のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基
    またはアルケニル基であり、H1,H9がハロゲン原子で
    置換されており、H2〜H8,H10〜H12が水素原子であ
    る請求項1に記載の4環化合物。
  10. 【請求項10】R1,Y1がそれぞれ独立して炭素数1〜
    20のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル
    基またはアルケニル基であり、H2,H9がハロゲン原子
    で置換されており、H1,H3〜H8,H10〜H12が水素
    原子である請求項1に記載の4環化合物。
  11. 【請求項11】請求項1〜10のいずれかに記載の4環
    化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液
    晶組成物。
  12. 【請求項12】第一成分として、請求項1〜10のいず
    れかに記載の4環化合物を少なくとも1種類含有し、第
    二成分として、一般式(2)、(3)および(4) 【化2】 (式中、R2は炭素数1〜10のアルキル基を示し、Y2
    はフッ素原子、塩素原子、OCF3、OCF2H、C
    3、CF2HまたはCFH2を示し、L1、L2、L3およ
    びL4は相互に独立して水素原子またはフッ素原子を示
    し、Z1およびZ2は相互に独立して1,2−エチレン
    基、−CH=CH−または共有結合を示し、aは1また
    は2を示す。)からなる群から選択される化合物を少な
    くとも1種類含有することを特徴とする液晶組成物。
  13. 【請求項13】第一成分として、請求項1〜10のいず
    れかに記載の4環化合物を少なくとも1種類含有し、第
    二成分として、一般式(5)、(6)、(7)、(8)
    および(9) 【化3】 (式中、R3はフッ素原子、炭素数1〜10のアルキル
    基または炭素数2〜10のアルケニル基を示す。該アル
    キル基またはアルケニル基中の任意のメチレン基は酸素
    原子によって置換されていてもよいが、2つ以上のメチ
    レン基が連続して酸素原子に置換されることはない。環
    Bは1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンま
    たは1,3−ジオキサン−2,5−ジイルを示し、環C
    は1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンまた
    はピリミジン−2,5−ジイルを示し、環Dは1,4−
    シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンを示し、Z
    3は1,2−エチレン基、−COO−または共有結合を
    示し、L5およびL6は相互に独立して水素原子またはフ
    ッ素原子を示し、bおよびcは相互に独立して0または
    1を示す。) 【化4】 (式中、R4は炭素数1〜10のアルキル基を示し、L7
    は水素原子またはフッ素原子を示し、dは0または1を
    示す。) 【化5】 (式中、R5は炭素数1〜10のアルキル基を示し、環
    Eおよび環Fは相互に独立して1,4−シクロヘキシレ
    ンまたは1,4−フェニレンを示し、Z4およびZ5は相
    互に独立して−COO−または共有結合を示し、Z6
    −COO−または−C≡C−を示し、L8およびL9は相
    互に独立して水素原子またはフッ素原子を示し、Y3
    フッ素原子、OCF3、OCF2H、CF3、CF2Hまた
    はCFH2を示し、e、fおよびgは相互に独立して0
    または1を示す。) 【化6】 (式中、R6およびR7は相互に独立して炭素数1〜10
    のアルキル基または炭素数2〜10のアルケニル基を示
    す。いずれにおいてもそのうちの任意のメチレン基は酸
    素原子によって置換されていてもよいが、2つ以上のメ
    チレン基が連続して酸素原子に置換されることはない。
    環Hは1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン
    またはピリミジン−2,5−ジイルを示し、環Iは1,
    4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンを示
    し、Z6は−C≡C−、−COO−、1,2−エチレン
    基、−CH=CH−C≡C−または共有結合を示し、Z
    7は−COO−または共有結合を示す。) 【化7】 (式中、R8およびR9は相互に独立して炭素数1〜10
    のアルキル基または炭素数2〜10のアルケニル基を示
    す。いずれにおいてもそのうちの任意のメチレン基は酸
    素原子によって置換されていてもよいが、2つ以上のメ
    チレン基が連続して酸素原子に置換されることはない。
    環Jは1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン
    またはピリミジン−2,5−ジイルを示し、環Kは1,
    4−シクロヘキシレン、環上の1つ以上の水素原子がフ
    ッ素原子で置換されていてもよい1,4−フェニレンま
    たはピリミジン−2,5−ジイルを示し、環Lは1,4
    −シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンを示し、
    8およびZ10は相互に独立して−COO−、1,2−
    エチレン基または共有結合を示し、Z9は−CH=CH
    −、−C≡C−、−COO−または共有結合を示し、h
    は0または1を示す。)からなる群から選択される化合
    物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液晶組
    成物。
  14. 【請求項14】第一成分として、請求項1〜10のいず
    れかに記載の4環化合物を少なくとも1種類含有し、第
    二成分の一部分として、請求項12に記載の一般式
    (2)、(3)および(4)からなる群から選択される
    化合物を少なくとも1種類含有し、第二成分の他の部分
    として、請求項13に記載の一般式(5)、(6)、
    (7)、(8)および(9)からなる群から選択される
    化合物を少なくとも1種類含有することを特徴とする液
    晶組成物。
  15. 【請求項15】請求項11〜14のいずれかに記載の液
    晶組成物を用いて構成した液晶表示素子。
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