JPH1087543A - アルコキシベンゼン誘導体、液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents

アルコキシベンゼン誘導体、液晶組成物および液晶表示素子

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JPH1087543A
JPH1087543A JP8266804A JP26680496A JPH1087543A JP H1087543 A JPH1087543 A JP H1087543A JP 8266804 A JP8266804 A JP 8266804A JP 26680496 A JP26680496 A JP 26680496A JP H1087543 A JPH1087543 A JP H1087543A
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atom
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Shuichi Matsui
秋一 松井
Yorimichi Ando
従道 安藤
Kazutoshi Miyazawa
和利 宮沢
Hiroyuki Takeuchi
弘行 竹内
Yasunori Hisatsune
康典 久恒
Fusayuki Takeshita
房幸 竹下
Etsuo Nakagawa
悦男 中川
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 液晶表示素子の低電圧駆動を可能にし同時に
高い信頼性を素子に付与するために、しきい値電圧が小
さく、大きなプレチルト角が誘起され、電圧保持率が高
く、さらにその温度依存性が小さい、液晶組成物を提供
する。さらに、その液晶組成物の構成成分に必須であ
り、他の液晶組成物との相溶性、特に低温における相溶
性に優れた新規な液晶性化合物を提供する。 【解決手段】 一般式(1) 具体的には、例えば3,4−ジフルオロ−5−エトキシ
−(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)ベンゼンで示される液晶性化
合物、上記の液晶性化合物を含有する液晶組成物。及び
上記の液晶組成物を用いた液晶表示素子。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子とし
て用いられる液晶組成物に混合することにより、目的と
する物性値を発現させうる新規な液晶性化合物、および
生成した液晶組成物に関する。さらに、この液晶組成物
を用いた液晶表示素子に関する。
【0002】
【背景技術】液晶表示素子は、時計をはじめとして電
卓、ワープロ、テレビ等に広く利用されているが、用途
が高級化するに従って、さらに適切な物性値を有する液
晶組成物が必要になった。このため、素子を低電圧で駆
動できるようなしきい値電圧の小さな液晶組成物や、素
子の信頼性を向上させるような電圧保持率の高い液晶組
成物が開発された。しきい値電圧(Vth)は次の式で
表される(H. J. Deuling et al., Mol. Cryst. Liq. C
ryst., 27 (1975) 81)。 Vth=π(K/ε0△ε)1/2 ただし、Kは弾性定数、ε0は真空の誘電率、△εは誘
電率異方性を示す。この式から、しきい値電圧を小さく
するには誘電率異方性を大きくするか、あるいは弾性定
数を小さくすればよいことが分かる。一般には、弾性定
数よりも誘電率異方性を制御することが多い。誘電率異
方性の大きな液晶化合物は数多く知られているからであ
る。また、しきい値電圧は、素子中で誘起される液晶組
成物のプレチルト角にも依存する。誘電率異方性と弾性
定数とが一定の場合、プレチルト角が大きい方がしきい
値電圧は低くなりやすい。特開平2−501311号に
記載された化合物(10)は比較的大きなプレチルト角
を誘起する。
【0003】
【化5】
【0004】(上記構造式において、Rはアルキル基を
示す。) 化合物(10)を含む液晶組成物は電圧保持率の温度依
存性が小さく、比較的大きなプレチルト角を誘起し、信
頼性が高いので有望である。しかし、トリフルオロメト
キシ基の誘電率異方性に対する寄与が小さいので、誘電
率異方性の値が約7と中程度であり、2.5Vの低電圧
で素子を駆動させる用途には適してない。一方、フッ素
系の液晶性化合物を含む液晶組成物は、電圧保持率が高
く、かつその温度依存性が小さいことが知られている。
【0005】
【化6】
【0006】(上記構造式においてRはアルキル基を示
す) 分子の末端に複数のフッ素原子を有する化合物(11)
(DE-4027840A1)、(12−1)、および
(12−2)(特開平2−233626号)は、比較的
大きな誘電率異方性を有する。しかし、化合物(11)
では、トリフルオロメチル基が大きな誘電率異方性に寄
与するが、弾性定数が大きいので、液晶組成物として使
用した場合、しきい値電圧を低下させる程度が小さい。
また低いプレチルト角を誘起するので、低電圧の用途に
好適とはいえない。化合物(12−1)を使用した場合
は、比較的高い電圧保持率を示すと共に、その温度依存
性が小さいが、誘電率異方性は化合物(11)よりも小
さい。化合物(12−2)は、3,4,5−トリフルオロ
フェニル基とエステル結合基の寄与により大きな誘電率
異方性を有し、また液晶組成物におけるプレチルト角へ
の寄与が化合物(11)よりも大きいが、電圧保持率の
温度依存性が大きいので、用途が制限される。従って、
低いしきい値電圧を有し、さらに高い電圧保持率を示す
と共にその温度依存性が小さな液晶組成物を調製するこ
とのできる液晶性化合物が望まれる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、液晶
表示素子の低電圧駆動を可能にし、同時に高い信頼性を
素子に付与するために、 1)しきい値電圧が小さく、 2)大きなプレチルト角が誘起され、 3)電圧保持率が高く、さらにその温度依存性が小さ
い、液晶組成物を提供することにある。さらに、その液
晶組成物の構成成分に必須であり、他の液晶組成物との
相溶性、特に低温における相溶性に優れた新規な液晶性
化合物を見いだすことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前述の特
開平2−501311号に開示された化合物(10)に
おいて、トリフルオロメトキシ基の酸素原子がプレチル
ト角を大きくするのに寄与すると予測した。この考えに
基づいて、4−フルオロフェニル基の3位と5位に、1
個または2個のアルコキシ基を導入した下記のモデル化
合物(13)(化合物No.195)および(14)
(化合物No.199)を合成し、それらの物性値を比
較して検討した。
【0009】
【化7】
【0010】その結果、これらの化合物は、同じ位置に
ハロゲン原子を導入した化合物よりも著しく大きな誘電
率異方性を有し,さらに液晶組成物との相溶性、特に低
温での相溶性に優れていることが分かった。アルコキシ
基を導入した化合物を用いて液晶組成物を調製したとこ
ろ、予期したよりもプレチルト角が大きくなり、また電
圧保持率が高く、その温度依存性が小さいことを見いだ
した。そこで、先の考えをさらに普遍して本発明を完成
させるに至った。
【0011】上記の目的を達成するため、本願で特許請
求される発明は以下の通りである。すなわち本発明の第
1は一般式(1)
【0012】
【化8】
【0013】(式中R0およびR1は互いに独立して、炭
素数1〜10のアルキル基を表し、このアルキル基中の
相隣接しない1個以上のメチレン基は、酸素原子、硫黄
原子、−SiH2−、−CH=CH−、または−C≡C
−で置換されてもよく、またこのアルキル基中の任意の
水素原子はハロゲン原子で置換されてもよく;環A0、
環A1、環A2および環A3は互いに独立して1,4−シ
クロヘキシレン基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイ
ル基、環上の1個以上の水素がハロゲン原子またはR2
O基で置換されていてもよい1,4−フェニレン基、ピ
リジン−2,5−ジイル基、またはピリミジン−2,5
−ジイル基を表し;Z0、Z1、Z2およびZ3は互いに独
立して、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C
−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OC
F2−、−COO−、−OCO−、−(CH2)4−、ま
たは単結合を表し;Q1、およびQ2は互いに独立して水
素原子またはハロゲン原子を表し;Q3は水素原子、ハ
ロゲン原子またはR2O基を表し;R2は炭素数1〜10
のアルキル基を表し、このアルキル基中の相隣接しない
1個以上のメチレン基は、−SiH2−、−CH=CH
−、または−C≡C−で置換されてもよく、またこのア
ルキル基中の任意の水素原子はハロゲン原子で置換され
てもよく;Yはハロゲン原子、シアノ基、または炭素数
1〜10のアルキル基を表し、このアルキル基中の相隣
接しない1個以上のメチレン基は、酸素原子、硫黄原
子、−SiH2−、−CH=CH−、または−C≡C−
で置換されてもよく、またこのアルキル基中の任意の水
素原子はハロゲン原子で置換されてもよく;l、m、n
およびoは互いに独立して0、1または2を表すが、l
+m+n+o≦3であり;ただし、Z0、Z1、Z2、Z3
のいずれかが−COO−である場合、Yはシアノ基では
なく;また、n=o=0、Z0およびZ1が−CH2CH2
−、−CH2O−、−OCH2−、−(CH2)4−、−C
≡C−あるいは単結合から選択される基であり、Q3が
フッ素原子、Yがフッ素原子あるいは塩素原子である場
合、R2はC2H5基であり;また、この化合物を構成す
る原子はその同位体原子で置換されてもよい。)で示さ
れる液晶性化合物ある。
【0014】本発明の第2は、一般式(1)においてl
=1、m=n=o=0である本発明の第1の液晶性化合
物である。本発明の第3は、一般式(1)においてl=
m=1、n=o=0である本発明の第1の液晶性化合物
である。本発明の第4は、一般式(1)においてl=n
=1、m=o=0である本発明の第1の液晶性化合物で
ある。本発明の第5は、一般式(1)においてl=2、
m=1、n=o=0である本発明の第1の液晶性化合物
である。本発明の第6は、一般式(1)においてl=
1、m=2、n=o=0である本発明の第1の液晶性化
合物である。本発明の第7は、一般式(1)においてl
=m=n=1、o=0である本発明の第1の液晶性化合
物である。
【0015】本発明の第8は、一般式(1)においてQ
3がR2O基である本発明の第2の液晶性化合物である。
本発明の第9は、一般式(1)においてQ3がR2O基で
ある本発明の第3の液晶性化合物である。本発明の第1
0は、一般式(1)においてQ3がR2O基である本発明
の第4の液晶性化合物である。本発明の第11は、一般
式(1)においてQ3がR2O基である本発明の第5の液
晶性化合物である。本発明の第12は、一般式(1)に
おいてQ3がR2O基である本発明の第6の液晶性化合物
である。本発明の第13は、一般式(1)においてQ3
がR21基である本発明の第7の液晶性化合物である。本
発明の第14は、一般式(1)においてZ0、Z1および
Z2のいずれか1個が−CF2O−である本発明第1の液
晶性化合物である。本発明の第15は、一般式(1)に
おいて環A0、環A1、環A2および環A3の少なくとも1
個が、R2O基で置換された1,4−フェニレン基であ
る本発明第1の液晶性化合物である。
【0016】本発明の第16は、一般式(1)で示され
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、少なくとも2成分以上からなる液晶組成物である。
本発明の第17は、本発明の第1から15のいずれかに
示した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)
【0017】
【化9】
【0018】(式中、R3は炭素数1〜10のアルキル
基を表し、このアルキル基中の相隣接しない1個以上の
メチレン基は酸素原子または−CH=CH−で置換され
てもよく、またこのアルキル基中の任意の水素原子はフ
ッ素原子で置換されてもよく;Y1はフッ素原子、塩素
原子、−OCF3、−OCF2H、−CF3、−CF2H、
−CFH2、−OCF2CF2H、または−OCF2CFH
CF3を表し;L1およびL2は互いに独立して水素原子
またはフッ素原子を表し;Z4およびZ5は互いに独立し
て1,2−エチレン基、1,4−ブチレン基、−COO
−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−、また
は単結合を表し;環Bはトランスー1,4−シクロヘキ
シレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、または
水素原子がフッ素原子で置換されてもよい1,4−フェ
ニレンを表し;環Cはトランスー1,4−シクロヘキシ
レン、または水素原子がフッ素原子で置換されてもよい
1,4−フェニレンを表し;また、これらの化合物を構
成する原子はその同位体原子で置換されてもよい。)で
示される化合物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特徴とする液晶組成物である。本
発明の第18は、第一成分として、本発明の第1から1
5のいずれかに示した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)および(6)
【0019】
【化10】
【0020】(式中、R4およびR5は互いに独立して炭
素数1〜10のアルキル基を表し、このアルキル基中の
相隣接しない1個以上のメチレン基は酸素原子または−
CH=CH−で置換されてもよく、またこのアルキル基
中の任意の水素原子はフッ素原子で置換されてもよく;
Y2はシアノ基または−C≡C−CNを表し;環Eはト
ランスー1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレ
ン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、またはピリ
ミジン−2,5−ジイルを表し;環Gはトランスー1,
4−シクロヘキシレン、水素原子がフッ素原子で置換さ
れてもよい1,4−フェニレン、またはピリミジン−
2,5−ジイルを表し;環Hはトランスー1,4−シク
ロヘキシレンまたは1,4−フェニレンを表し;Z6は
−CH2CH2−、−COO−、または単結合を表し;L
3、L4およびL5は互いに独立して水素原子またはフッ
素原子を表し;b、cおよびdは互いに独立して0また
は1を表し;また、これらの化合物を構成する原子はそ
の同位体原子で置換されてもよい。)で示される化合物
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。本発明の第19は、
第一成分として、本発明の第1から15に示した化合物
を少なくとも1種類含有し、第二成分として、前記一般
式(2)、(3)および(4)からなる化合物群から選
択される化合物を少なくとも1種類含有し、第三成分と
して、一般式(7)、(8)および(9)
【0021】
【化11】
【0022】(式中、R6およびR7は互いに独立して炭
素数1〜10のアルキル基を表し、このアルキル基中の
相隣接しない1個以上のメチレン基は酸素原子または−
CH=CH−で置換されてもよく、またこのアルキル基
中の任意の水素原子はフッ素原子で置換されてもよく;
環I、環Jおよび環Kは互いに独立して、トランスー
1,4−シクロヘキシレン、ピリミジン−2,5−ジイ
ル、または水素原子原子がフッ素原子で置換されてもよ
い1,4−フェニレンを表し;Z7およびZ8は互いに独
立して、−C≡C−、−COO−、−CH2CH2−、−
CH=CH−、または単結合を表し;また、これらの化
合物を構成する各原子はその同位体原子で置換されても
よい。)で示される化合物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。
【0023】本発明の第20は、第一成分として、本発
明の第1から15のいずれかに示した化合物を少なくと
も1種類含有し、第二成分として、前記一般式(5)お
よび(6)からなる化合物群から選択される化合物を少
なくとも1種類含有し、第三成分として、前記一般式
(7)、(8)、および(9)からなる化合物群から選
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。本発明の第21は、第一成分
として、本発明の第1から15のいずれかに示した化合
物をすくなくとも1種類含有し、第二成分として、前記
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、第三成分と
して、前記一般式(5)および(6)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、第四成分と
して、前記一般式(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。本発明の第22は、
本発明の第16から21のいずれかに示した液晶組成物
に加えて、さらに1種類以上の光学活性化合物を含有す
ることを特徴とする液晶組成物である。本発明の第23
は本発明の第16から22のいずれかに示した液晶組成
物を用いて構成した液晶表示素子である。
【0024】一般式(1)で示される本発明の化合物
は、液晶組成物に添加した際の相溶性、特に低温におけ
る相溶性に優れている。本発明の化合物を含有する液晶
組成物は誘電率異方性は著しく大きく、しきい値電圧は
低く、プレチルト角が大きく、電圧保持率が高く、さら
にその温度依存性が小さい。このように本発明の化合物
は好適な物性を示すが、一般式(1)において、R0、
R1、R2、環A0、環A1、環A2、環A3、Z0、Z1、Z
2、Z3、Q1、Q2、Q3、l、m、n、およびoを目的
に応じて選択することにより、より適切な液晶組成物を
調製して液晶表示素子を構成することができる。
【0025】大きな誘電率異方性を必要とする時は、置
換基Yとしてシアノ基、CF3基、OCF3基、またはO
CHF2基を選択するとよい。更に大きな誘電率異方性
を必要とする場合には、結合基Z0、Z1、Z2、または
Z3のいずれか一つ以上に−CF2O−あるいは−COO
−を選択し、さらに、分子の双極子をモーメントを増加
させるように、ハロゲン原子、好ましくはフッ素原子を
環A0、環A1、環A2、あるいは環A3の側方位に導入す
るとよい。なお環A0、環A1、環A2、あるいは環A3の
側方位がフッ素原子で置換された化合物は、無置換のも
のと比較し、相溶性、特に低温での相溶性に優れてい
る。
【0026】置換基R0がアルケニル基であり、Yがシ
アノ基である場合は、粘度が低く、誘電率異方性が大き
いので、素子を低電圧で駆動する用途に極めて有用であ
る。実施例及び比較例から明らかなように、本発明の化
合物は大きな誘電率異方性を示すが、これは1,4−フ
ェニレン基上のR1O基の効果に起因する。すなわちR1
O基の酸素原子が有する非共有電子対に基づく双極子が
分子の長軸方向に有効に作用するからである。
【0027】前記化合物(13)(化合物No.19
5)においては、フッ素原子のオルト位に存在するエト
キシ基の酸素原子の非共有電子対に基づく双極子の方向
が、フッ素原子に基づく双極子と同一の方向なので、化
合物(13)が大きな誘電率異方性を有すると考えられ
る。また、エトキシ基の酸素原子は大きなプレチルト角
についても寄与すると考えられる。ところで特許公開公
報平8−143498号には本願と類似する化合物とし
て下記の化合物(A)が開示されている。
【0028】
【化12】
【0029】上記化合物(A)の場合は、置換基(アル
コキシ基)が分子の末端に有ると共にメトキシ基であ
り、ベンゼン環に置換されたメトキシ基は自由回転のエ
ネルギー障壁が小さく容易に回転できるので、酸素原子
が有する非共有電子対に基づく双極子モーメントがその
自由回転により相殺されてしまい、その結果誘電率異方
性の増大効果は期待できない。一方、置換基がエトキシ
基以上の長鎖のアルコキシ基の場合には、分子末端部位
に置換していても自由回転のエネルギー障壁が大きく、
自由回転が阻害されるので、アルコキシ基の酸素原子の
非共有電子対が安定な方向が、上記(A)と同一の骨格
の場合では、オルト位置換のフッ素原子の双極子モーネ
ントの方向と同一であるので、誘電率異方性を大きく増
大させる効果が期待できる。しかし置換基がプロポキシ
基以上の長鎖のアルコキシ基の場合、液晶性が著しく損
なわれると共に粘度の上昇が顕著であるので、分子末端
部位のアルコキシ基としてはエトキシ基が好適である。
【0030】一般式(1)で示される化合物は、背景技
術の項で述べた化合物よりも大きなの誘電率異方性を有
し、加熱あるいは紫外線照射等の過酷な条件下において
も劣化しない。また、電圧保持率が高く、その温度依存
性が小さい。特に信頼性の高い液晶組成物を構成する場
合には、側鎖R0およびR1としてアルキル基またはフル
オロアルキル基を選択し、結合基Z0、Z1、Z2、およ
びZ3がエステル基ではない結合基から選択し、さらに
置換基Yとしてシアノ基ではない置換基から選択した化
合物を使用する。
【0031】液晶相を示す上限の温度がより高い液晶組
成物を構成する場合には、一般式(1)において、l+
m+n+o=3である4環系の化合物を採用し、さら
に、置換基R1としてメチル基、エチル基、エテニル
基、フルオロメチル基等の炭素鎖の短いアルキル基、ア
ルケニル基、またはハロゲン置換アルキル基を選択する
とよい。一方,より粘度の小さい組成物を構成する場合
には、2環系あるいは3環系の化合物、好ましくは2環
系の化合物を用いればよい。
【0032】一般式(1)において、R0、R1、R2、
環A0、環A1、環A2、環A3、Z0、Z1、Z2、Z3、Q
1、Q2、Q3、l、m、nおよびoを適切に選択するこ
とにより屈折率異方性を調節できる。大きな屈折率異方
性が必要な場合には、1,4−フェニレンを多く含み、
Z0、Z1、Z2およびZ3が単結合である化合物を選択す
ればよく、一方小さな屈折率異方性値が必要な場合には
トランス−1,4−シクロヘキシレンを多く含む化合物
を選択すればよい。このように、本発明の化合物を含有
した液晶組成物を使用することにより、必要とする物性
を有しながら、低電圧で駆動でき、かつ信頼性の高い、
新規な液晶表示素子を提供することができる。
【0033】一般式(1)において、R0が表す置換基
として具体的には、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、アルキニル基、アルケ
ニルオキシ基、アルキニルオキシ基、ハロゲン置換アル
キル基、ハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン置換アルコ
キシアルキル基、ハロゲン置換アルケニル基、ハロゲン
置換アルキニル基を例示できる。R1およびR2が表す基
としては具体的には、アルキル基、アルケニル基、アル
キニル基、ハロゲン置換アルキル基、ハロゲン置換アル
ケニル基、ハロゲン置換アルキニル基を例示できる。
【0034】R0、R1、およびR2が表す置換基をさら
に具体的に説明すると、アルキル基としてメチル基、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、ノニル基、およびデシル
基を、アルコキシ基としてメトキシ基、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、ノニルオキシ基、およびデシ
ルオキシ基を、アルコキシアルキル基としてメトキシメ
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、メトキシエチル基、メトキシプロピル
基、メトキシブチル基、エトキシエチル基、エトキシプ
ロピル基、プロポキシエチル基、およびプロポキシプロ
ピル基を、アルケニル基としてビニル基、1−プロペニ
ル基、1−ブテニル基、1−ペンテニル基、3−ブテニ
ル基、および3−ペンテニル基を、アルキニル基として
エチニル基、1−プロピニル基、1−ブチニル基、1−
ペンチニル基、3−ブチニル基、および3−ペンチニル
基を、アルケニルオキシ基としてアリルオキシ基を、ハ
ロゲン置換アルキル基としてトリフルオロメチル基、ジ
フルオロメチル基、ジフルオロクロロメチル基、2,
2,2−トリフルオロエチル基、2−フルオロエチル
基、3−フルオロプロピル基、4−フルオロブチル基、
5−フルオロペンチル基、および3ークロロプロピル基
を、ハロゲン化アルコキシ基としてトリフルオロメトキ
シ基、ジフルオロメトキシ基、ジフルオロクロロメトキ
シ基、ペンタフルオロエトキシ基、1,1,2,2−テ
トラフルオロエトキシ基、ヘプタフルオロプロポキシ
基、および1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプ
ロポキシ基を、ハロゲン置換アルコキシアルキル基とし
てトリフルオロメトキシメチル基を、ハロゲン置換アル
ケニル基として2−フルオロエテニル基、2,2−ジフ
ルオロエテニル基、1,2,2−トリフルオロエテニル
基、3−フルオロ−1−ブテニル基、および4−フルオ
ロ−1−ブテニル基を、ハロゲン置換アルキニル基とし
て3,3,3−トリフルオロ−1−プロピニル基を例示
できる。
【0035】一般式(1)においてYが表す置換基とし
て具体的には、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、シア
ノ基、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、アルキニル基、アルケニルオキシ
基、アルキニルオキシ基、ハロゲン置換アルキル基、ハ
ロゲン化アルコキシ基、ハロゲン置換アルコキシアルキ
ル基、ハロゲン置換アルケニル基、ハロゲン置換アルキ
ニル基を例示できる。この例におけるアルキル基からハ
ロゲン置換アルキニル基までの、さらに具体的な例とし
ては、前記R0に対して例示したものと同様の置換基を
挙げることができる。
【0036】本発明の第一において一般式(1)で表さ
れるアルコキシベンゼン誘導体の好ましい態様は、下記
の一般式(1−1)〜(1−22)により表される化合
物である。
【0037】
【化13】
【0038】
【化14】
【0039】
【化15】
【0040】(式中、R0、R1、R2、環A0、環A1、
環A2、環A3、Z0、Z1、Z2、Z3、Q1、Q2は前記と
同様の意味を表し、Q4は水素原子またはハロゲン原子
を表す。)
【0041】本発明の液晶組成物の第1の、一般式
(1)で示される化合物の少なくとも1種類を0.1〜
99.9重量%、好ましくは1〜50重量%、より好ま
しくは3〜20重量%含有する。本発明の液晶組成物の
第2は、一般式(1)で示される化合物を少なくとも1
種類含有する第一成分に、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して完成される。一般式(2)〜
(4)で示される化合物を更に具体的に表示すれば、以
下の一般式を例示することができる。
【0042】
【化16】
【0043】
【化17】
【0044】
【化18】
【0045】
【化19】
【0046】
【化20】
【0047】
【化21】
【0048】
【化22】
【0049】
【化23】
【0050】
【化24】
【0051】(式中、R3、及びY1は前記と同様の意味
を表す。) 一般式(2)〜(4)で示される化合物は、正の誘電率
異方性を有し、熱的安定性や化学的安定性に優れてお
り、電圧保持率が高いので、高い信頼性を必要とする液
晶表示素子用の液晶組成物を調製する場合には有用な化
合物である。この場合、一般式(2)〜(4)で示され
る化合物の使用量は、液晶組成物の全重量に対して1〜
99重量%の範囲で任意であるが、10〜97重量%、
好ましくは40〜95重量%である。必要に応じて、さ
らに一般式(7)〜(9)で表される化合物を含有して
もよい。一方、低い電圧で駆動する液晶表示素子用の液
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できるが、50重量%以下の使用量
が好ましい。一般式(5)、(6)で示される化合物と
して、好ましくは以下の化合物を挙げることができる。
【0052】
【化25】
【0053】
【化26】
【0054】
【化27】
【0055】
【化28】
【0056】
【化29】
【0057】(R4、R5、Y2は前記と同一の意味を示
す。) 一般式(5)、(6)で示される化合物は、大きな正の
誘電率異方性を有し、液晶組成物のしきい値電圧を小さ
くする目的で使用される。電気光学特性曲線における急
峻性を改良する目的にも使用される。そのほか、屈折率
異方性を調整したり、透明点を高くしてネマチック相範
囲を広げる目的にも使用される。このように一般式
(5)、(6)の化合物は、特に低い電圧で駆動する液
晶表示素子用の液晶組成物を調製する場合に適してい
る。一般式(5)、(6)の化合物の使用量を増大させ
ると、液晶組成物のしきい値電圧がより小さくなる。従
って、液晶組成物の粘度などの物性値を満足する限りに
おいて多量に使用した方が有利である。この場合の一般
式(5)、(6)の化合物の使用量は、組成物全体に対
して0.1〜99.9重量%の範囲で任意に使用できる
が、10〜97重量%、より好ましくは40〜95重量
%である。一般式(7)〜(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。
【0058】
【化30】
【0059】
【化31】
【0060】
【化32】
【0061】
【化33】
【0062】(R6、R7は前記と同一の意味を示す。) 一般式(7)〜(9)の化合物は、絶対値が小さな誘電
率異方性を有する。一般式(7)の化合物は、主として
粘度や屈折率異方性を調整する目的で使用される。一
方、一般式(8)および(9)の化合物は、透明点を高
くしてネマチック相範囲を広げる目的で、または屈折率
異方性を調整する目的で使用される。一般式(7)〜
(9)の化合物の使用量を増大させるに従って、液晶組
成物のしきい値電圧が大きくなり、粘度が小さくなる。
そこで、必要とする液晶組成物のしきい値電圧を満足す
る限りにおいて、多量に使用することが望ましい。一般
式(7)〜(9)の化合物の使用量は、高い信頼性を必
要とする場合には40重量%、より好ましくは35重量
%以下が好適である。低いしきい値電圧を必要とする場
合には70重量%以下、より好ましくは60重量%以下
が好適である。
【0063】また、本発明の組成物においては、液晶組
成物のらせん構造を誘起させる目的で、あるいは逆ねじ
れ(reverse twist)を防ぐ目的で、光学活性化合物を
添加してもよい。ピッチの温度依存性を調整する目的
で、2種以上の光学活性化合物を添加してもよい。光学
活性化合物として、公知のいずれの化合物を使用しても
かまわないが、以下の光学活性化合物を好ましい例とし
て挙げることができる。
【0064】
【化34】
【0065】また、本発明の液晶組成物は、電界効果型
および電流効果型のいずれの表示素子にも使用できる。
例えば、ねじれネマチックモード、アクティブマトリッ
クス構造と組み合わせたねじれネマチックモード、超ね
じれネマチックモード、電界制御複屈折モード、のほ
か、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
ストモードの素子用の液晶組成物としても使用できる。
また、ポリマー中にカプセル状の液晶組成物が分散した
表示素子やスポンジ状のポリマーに液晶組成物が存在す
る表示素子の用途にも使用できる。
【0066】本発明の液晶性化合物を含有するネマチッ
ク液晶組成物として以下に示すような組成例(例1〜例
34)を示すことができる。ただし、組成例中の化合物
は表1に示す取り決めに従い略号で示した。
【0067】
【表1】
【0068】また、下記の部分構造式において、トラン
ス−1,4−シクロヘキシレン基の水素原子がQ4、Q
5、Q6の位置で重水素原子によって置換された場合に
は、H[4D、5D、6D]と表し、また、Q8、Q9、
Q10の位置で重水素原子によって置換された場合には、
H[8D、9D、10D]と表した。
【0069】
【化35】
【0070】組成例1 3−HHB(O2,F)−F 3.0% 3−HHB(O1,O1)−F 3.0% 1V2−BEB(F,F)−C 5.0% 3−HB−C 22.0% 1−BTB−3 5.0% 2−BTB−1 7.0% 3−HH−4 11.0% 3−HHB−1 11.0% 3−HHB−3 9.0% 3−H2BTB−2 4.0% 3−H2BTB−3 4.0% 3−H2BTB−4 4.0% 3−HB(F)TB−2 6.0% 3−HB(F)TB−3 6.0% TNI=88.1(℃) η=22.6(mPa・s) Δn=0.152 Δε=7.2 Vth=2.07(V) P=11μm(組成物に対し,カイラル剤のCM33を0.8重量% 添加して測定した)
【0071】組成例2 3−HHB(O1,O1)−F 4.0% 3−HBB(O2,F)−F 4.0% V2−HB−C 4.0% 1V2−HB−C 12.0% 3−HB−C 15.0% 3−H[1D,2D,3D]−C 9.0% 3−HB(F)−C 5.0% 2−BTB−1 2.0% 3−HH−4 8.0% 3−HH−VFF 6.0% 2−H[1D,2D,3D]HB−C 3.0% 3−HHB−C 6.0% 3−HB(F)TB−2 8.0% 3−H2BTB−2 5.0% 3−H2BTB−3 5.0% 3−H2BTB−4 4.0% TNI=83.0(℃) η=27.8(mPa・s) Δn=0.144 Δε=8.9 Vth=1.95(V)
【0072】組成例3 3−HB(F,F)CF2OB(O2)−OCF3 4.0% 3−BB(F,F)B(O2)−OCF3 4.0% 2O1−BEB(F)−C 5.0% 3O1−BEB(F)−C 15.0% 4O1−BEB(F)−C 13.0% 5O1−BEB(F)−C 5.0% 2−HHB(F)−C 15.0% 3−HHB(F)−C 15.0% 3−HB(F)TB−2 4.0% 3−HB(F)TB−3 4.0% 3−HB(F)TB−4 4.0% 3−HHB−1 8.0% 3−HHB−O1 4.0% TNI=91.5(℃) η=89.6(mPa・s) Δn=0.148 Δε=30.5 Vth=0.87(V)
【0073】組成例4 3−HHB(O2,F)−F 5.0% 5−PyB−F 4.0% 3−PyB(F)−F 4.0% 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−HHB−1 6.0% 3−HHB−3 8.0% 2−H2BTB−2 4.0% 2−H2BTB−3 4.0% 2−H2BTB−4 5.0% 3−H2BTB−2 5.0% 3−H2BTB−3 5.0% 3−H2BTB−4 5.0% TNI=92.9(℃) η=38.5(mPa・s) Δn=0.193 Δε=5.8 Vth=2.38(V)
【0074】組成例5 3−HHB(O1,O1)−F 5.0% 3−DB−C 10.0% 4−DB−C 10.0% 2−BEB−C 9.0% 3−BEB−C 4.0% 3−PyB(F)−F 6.0% 3−HEB−O4 6.0% 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% 5−HBEBB−C 3.0% TNI=65.1(℃) η=46.4(mPa・s) Δn=0.113 Δε=11.0 Vth=1.40(V)
【0075】組成例6 3−HHB(O2,F)−F 5.0% 3−HB(F,F)CF2OB(O2)−OCF3 5.0% 3−HB−C 18.0% 7−HB−C 3.0% 1O1−HB−C 5.0% 3−HB(F)−C 5.0% 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−1 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% TNI=76.9(℃) η=24.5(mPa・s) Δn=0.134 Δε=7.8 Vth=1.79(V)
【0076】組成例7 3−HHB(O1,O1)−F 3.0% 3−BB(F,F)B(O2)−OCF3 3.0% 2O1−BEB(F)−C 5.0% 3O1−BEB(F)−C 12.0% 1V2−BEB(F,F)−C 10.0% 3−HH−EMe 10.0% 3−HB−O2 18.0% 7−HEB−F 2.0% 3−HHEB−F 2.0% 5−HHEB−F 2.0% 3−HBEB−F 4.0% 2O1−HBEB(F)−C 2.0% 3−HB(F)EB(F)−C 2.0% 3−HBEB(F,F)−C 2.0% 3−HHB−F 4.0% 3−HHB−O1 4.0% 3−HHB−3 11.0% 3−HEBEB−F 2.0% 3−HEBEB−1 2.0% TNI=72.8(℃) η=41.1(mPa・s) Δn=0.112 Δε=23.3 Vth=1.01(V)
【0077】組成例8 3−HBB(O2,F)−F 5.0% 5−BEB(F)−C 5.0% V−HB−C 6.0% 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 9.0% 1V2−HBB−2 10.0% 3−HHEBH−3 5.0% TNI=88.0(℃) η=19.8(mPa・s) Δn=0.110 Δε=4.9 Vth=2.33(V)
【0078】組成例9 3−HBB(O2,F)−F 4.0% 3−BB(F,F)B(O2)−OCF3 4.0% 2O1−BEB(F)−C 5.0% 3O1−BEB(F)−C 12.0% 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 4.0% 3−HHB−O1 4.0% 3−HBEB−F 4.0% 3−HHEB−F 7.0% 5−HHEB−F 7.0% 3−H2BTB−2 4.0% 3−H2BTB−3 4.0% 3−H2BTB−4 4.0% 3−HB(F)TB−2 5.0% TNI=84.8(℃) η=46.8(mPa・s) Δn=0.140 Δε=28.7 Vth=0.97(V)
【0079】組成例10 3−HHB(O2,F)−F 3.0% 3−HB(F,F)CF2OB(O2)−OCF3 3.0% 2−BEB−C 12.0% 4−BEB−C 6.0% 3−HB−C 28.0% 3−HEB−O4 10.0% 4−HEB−O2 8.0% 5−HEB−O1 8.0% 3−HEB−O2 6.0% 5−HEB−O2 5.0% 3−HHB−1 7.0% 3−HHB−O1 4.0% TNI=66.9(℃) η=29.5(mPa・s) Δn=0.106 Δε=10.0 Vth=1.35(V)
【0080】組成例11 3−HB(F,F)CF2OB(O2)−OCF3 5.0% 2−BEB−C 10.0% 5−BB−C 12.0% 7−BB−C 7.0% 1−BTB−3 7.0% 2−BTB−1 5.0% 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% 3−HHB−3 13.0% TNI=64.5(℃) η=25.0(mPa・s) Δn=0.152 Δε=7.2 Vth=1.72(V)
【0081】組成例12 3−BB(F,F)B(O2)−OCF3 5.0% 1V2−BEB(F,F)−C 8.0% 3−HB−C 5.0% V2V−HB−C 14.0% V2V−HH−3 19.0% 3−HB−O2 4.0% 3−HHB−1 10.0% 3−HHB−3 15.0% 3−HB(F)TB−2 4.0% 3−HB(F)TB−3 4.0% 3−H2BTB−2 4.0% 3−H2BTB−3 4.0% 3−H2BTB−4 4.0% TNI=98.0(℃) η=22.8(mPa・s) Δn=0.131 Δε=8.4 Vth=1.92(V)
【0082】組成例13 3−HHB(O2,F)−F 3.0% 3−HBB(O2,F)−F 3.0% 5−BTB(F)TB−3 10.0% V2−HB−TC 10.0% 3−HB−TC 10.0% 3−HB−C 7.0% 5−HB−C 7.0% 5−BB−C 3.0% 2−BTB−1 10.0% 2−BTB−O1 5.0% 3−HH−4 5.0% 3−HHB−1 10.0% 3−HHB−3 11.0% 3−H2BTB−3 3.0% 3−HB(F)TB−2 3.0% TNI=94.2(℃) η=19.6(mPa・s) Δn=0.195 Δε=7.1 Vth=2.00(V)
【0083】組成例14 3−HHB(O2,F)−F 3.0% 3−BB(F,F)B(O2)−OCF3 3.0% 1V2−BEB(F,F)−C 4.0% 3−HB−C 18.0% 2−BTB−1 10.0% 5−HH−VFF 30.0% 1−BHH−VFF 8.0% 1−BHH−2VFF 11.0% 3−H2BTB−2 5.0% 3−H2BTB−4 4.0% 3−HHB−1 4.0% TNI=74.5(℃) η=17.2(mPa・s) Δn=0.121 Δε=6.3 Vth=2.10(V)
【0084】組成例15 3−HHB(O1,O1)−F 3.0% 3−HB(F,F)CF2OB(O2)−OCF3 3.0% 2−HB−C 5.0% 3−HB−C 9.0% 3−HB−O2 15.0% 2−BTB−1 3.0% 3−HHB−1 8.0% 3−HHB−F 4.0% 3−HHB−O1 5.0% 3−HHB−3 14.0% 3−HHEB−F 4.0% 5−HHEB−F 4.0% 2−HHB(F)−F 7.0% 3−HHB(F)−F 7.0% 5−HHB(F)−F 7.0% 3−HHB(F,F)−F 2.0% TNI=94.6(℃) η=24.7(mPa・s) Δn=0.095 Δε=4.6 Vth=2.54(V)
【0085】組成例16 3−HHB(O2,F)−F 3.0% 3−HB(F,F)CF2OB(O2)−OCF3 3.0% 2−HHB(F)−F 17.0% 3−HHB(F)−F 17.0% 5−HHB(F)−F 16.0% 2−H2HB(F)−F 10.0% 3−H2HB(F)−F 5.0% 5−H2HB(F)−F 10.0% 3−HBB(F)−F 6.0% 5−HBB(F)−F 13.0% TNI=99.0(℃) η=28.6(mPa・s) Δn=0.090 Δε=5.8 Vth=2.05(V) P=79μm(組成物に対し,カイラル剤のCNを0.3重量%添加 して測定した)
【0086】組成例17 3−HHB(O2,F)−F 4.0% 3−HHB(O1,O1)−F 4.0% 7−HB(F)−F 5.0% 5−H2B(F)−F 5.0% 3−HB−O2 10.0% 3−HH−4 2.0% 3−HH[5D,6D,7D]−4 3.0% 2−HHB(F)−F 10.0% 3−HHB(F)−F 10.0% 5−HH[5D,6D,7D]B(F)−F 10.0% 3−H2HB(F)−F 5.0% 2−HBB(F)−F 3.0% 5−HBB(F)−F 6.0% 3−H2BB(F)−F 6.0% 3−HHB−1 8.0% 3−HHB−O1 5.0% 3−HHB−3 4.0% TNI=82.9(℃) η=27.1(mPa・s) Δn=0.084 Δε=3.7 Vth=2.52(V)
【0087】組成例18 3−HBB(O2,F)−F 5.0% 3−HB(F,F)CF2OB(O2)−OCF3 5.0% 7−HB(F,F)−F 3.0% 3−HB−O2 7.0% 2−HHB(F)−F 10.0% 3−HHB(F)−F 10.0% 5−HHB(F)−F 10.0% 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% TNI=78.6(℃) η=31.2(mPa・s) Δn=0.109 Δε=6.6 Vth=1.94(V)
【0088】組成例19 3−HHB(O2,F)−F 4.0% 3−BB(F,F)B(O2)−OCF3 4.0% 7−HB(F,F)−F 3.0% 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 5.0% 4−HHB(F,F)−F 5.0% 3−HH2B(F,F)−F 15.0% 5−HH2B(F,F)−F 10.0% 3−HBB(F,F)−F 4.0% 5−HBB(F,F)−F 12.0% 3−HBCF2OB(F,F)−F 6.0% TNI=68.0(℃) η=32.0(mPa・s) Δn=0.083 Δε=9.8 Vth=1.45(V)
【0089】組成例20 3−HHB(O2,F)−F 5.0% 7−HB(F,F)−F 5.0% 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 10.0% 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 10.0% 3−HHBB(F,F)−F 6.0% TNI=73.5(℃) η=38.2(mPa・s) Δn=0.082 Δε=13.2 Vth=1.37(V)
【0090】組成例21 3−HHB(O2,F)−F 5.0% 3−HBB(O2,F)−F 5.0% 3−BB(F,F)B(O2)−OCF3 5.0% 3−HB−CL 10.0% 5−HB−CL 4.0% 7−HB−CL 4.0% 1O1−HH−5 5.0% 3−HBB(F)−F 8.0% 5−HBB(F)−F 7.0% 4−HHB−CL 8.0% 5−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% TNI=80.8(℃) η=31.3(mPa・s) Δn=0.120 Δε=7.0 Vth=1.99(V)
【0091】組成例22 3−HHB(O1,O1)−F 5.0% 3−HBB(O2,F)−F 10.0% 3−HB(F,F)CF2OB(O2)−OCF3 5.0% 3−HHB(F,F)−F 9.0% 3−H2HB(F,F)−F 8.0% 4−H2HB(F,F)−F 8.0% 5−H2HB(F,F)−F 8.0% 3−HBB(F,F)−F 21.0% 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% TNI=81.9(℃) η=52.1(mPa・s) Δn=0.099 Δε=10.2 Vth=1.62(V)
【0092】組成例23 3−HHB(O1,O1)−F 5.0% 5−HB−F 12.0% 6−HB−F 9.0% 7−HB−F 7.0% 2−HHB−OCF3 7.0% 3−HHB−OCF3 7.0% 4−HHB−OCF3 7.0% 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 10.0% 3−HH2B(F)−F 3.0% 3−HB(F)BH−3 3.0% 5−HBBH−3 3.0% 3−HHB(F,F)−OCF2H 4.0% TNI=79.3(℃) η=22.4(mPa・s) Δn=0.088 Δε=4.8 Vth=2.32(V)
【0093】組成例24 3−HBB(O2,F)−F 5.0% 3−BB(F,F)B(O2)−OCF3 5.0% 5−H4HB(F,F)−F 7.0% 5−H4HB−OCF3 15.0% 3−H4HB(F,F)−CF3 8.0% 5−H4HB(F,F)−CF3 5.0% 3−HB−CL 6.0% 5−HB−CL 4.0% 3−H2BB(F)−F 10.0% 5−HVHB(F,F)−F 5.0% 3−HHB−OCF3 5.0% 3−H2HB−OCF3 5.0% V−HHB(F)−F 5.0% 3−HHB(F)−F 5.0% 5−HHEB−OCF3 2.0% 3−HBEB(F,F)−F 5.0% 5−HH−V2F 3.0% TNI=64.4(℃) η=33.2(mPa・s) Δn=0.086 Δε=9.4 Vth=1.62(V)
【0094】組成例25 3−HBB(O2,F)−F 5.0% 3−HB(F,F)CF2OB(O2)−OCF3 5.0% 3−BB(F,F)B(O2)−OCF3 5.0% 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% 3−HBB(F,F)−F 10.0% 5−HBB(F,F)−F 19.0% 1O1−HBBH−4 5.0% 1O1−HBBH−5 5.0% TNI=85.8(℃) η=46.8(mPa・s) Δn=0.128 Δε=8.7 Vth=1.76(V)
【0095】組成例26 3−HB(F,F)CF2OB(O2)−OCF3 5.0% 5−HB−CL 12.0% 3−HH−4 7.0% 3−HB−O2 20.0% 3−H2HB(F,F)−F 3.0% 3−HHB(F,F)−F 8.0% 3−HBB(F,F)−F 6.0% 2−HHB(F)−F 5.0% 3−HHB(F)−F 5.0% 5−HHB(F)−F 5.0% 2−H2HB(F)−F 2.0% 3−H2HB(F)−F 1.0% 5−H2HB(F)−F 2.0% 3−HHBB(F,F)−F 4.0% 3−HBCF2OB−OCF3 4.0% 5−HBCF2OB(F,F)−CF3 4.0% 3−HHB−1 3.0% 3−HHB−O1 4.0% TNI=67.3(℃) η=18.1(mPa・s) Δn=0.084 Δε=4.7 Vth=2.06(V)
【0096】組成例27 3−BCF2OB(O2,F)−CF3 5.0% 3−HHB(O2,F)−F 4.0% 3−BEB(F)−C 8.0% 3−HB−C 4.0% V−HB−C 8.0% 1V−HB−C 8.0% 3−HB−O2 3.0% 3−HH−2V 14.0% 3−HH−2V1 7.0% V2−HHB−1 15.0% 3−HHB−1 5.0% 3−HHEB−F 7.0% 3−H2BTB−2 6.0% 3−H2BTB−3 6.0%
【0097】組成例28 3−BCF2OB(O2,F)−CF3 5.0% 3−HHB(O1,O1)−F 5.0% 3−H2HB(F,F)−F 7.0% 5−H2HB(F,F)−F 8.0% 3−HHB(F,F)−F 10.0% 4−HHB(F,F)−F 5.0% 3−HH2B(F,F)−F 9.0% 5−HH2B(F,F)−F 9.0% 3−HBB(F,F)−F 5.0% 5−HBB(F,F)−F 15.0% 3−HBEB(F,F)−F 2.0% 4−HBEB(F,F)−F 2.0% 5−HBEB(F,F)−F 2.0% 3−HHEB(F,F)−F 10.0% 4−HHEB(F,F)−F 3.0% 5−HHEB(F,F)−F 3.0%
【0098】組成例29 3−HB(O2)−OCF3 3.0% 3−HBB(O2,F)−F 4.0% 3−HB(F,F)CF2OB(O1,O1)B(F,F)−F 3.0% 5−BTB(F)TB−3 10.0% V2−HB−TC 10.0% 3−HB−TC 10.0% 3−HB−C 10.0% 5−HB−C 7.0% 5−BB−C 3.0% 2−BTB−1 10.0% 2−BTB−O1 5.0% 3−HH−4 5.0% 3−HHB−3 11.0% 3−H2BTB−2 3.0% 3−H2BTB−3 3.0% 3−HB(F)TB−2 3.0%
【0099】組成例30 3−HEB(O2,F)−F 4.0% 3−HHB(F)B(O2,F)−CF3 4.0% 1V2−BEB(F,F)−C 6.0% 3−HB−C 10.0% 2−BTB−1 10.0% 5−HH−VFF 30.0% 1−BHH−VFF 8.0% 1−BHH−2VFF 11.0% 3−H2BTB−2 5.0% 3−H2BTB−3 4.0% 3−H2BTB−4 4.0% 3−HHB−1 4.0%
【0100】組成例31 3−HEB(O2,F)−F 5.0% 3−HB(O1,O1)−OCF3 5.0% 3−HHB(O1,O1)−F 10.0% 3−HBB(O2,F)−F 5.0% 3−HHB(F)B(O2,F)−CF3 5.0% 3−HB(F)B(O2)B(F)−C 5.0% 2−HB−C 4.0% 3−HB−C 12.0% 3−HB−O2 15.0% 2−BTB−1 3.0% 3−HHB−1 8.0% 3−HHB−F 4.0% 3−HHB−O1 5.0% 3−HHB−3 14.0%
【0101】組成例32 4−HB(O2)−OCF3 10.0% 3−HEB(O2,F)−F 5.0% 3−HHB(O2,F)−F 5.0% 3−HHB(O1,O1)−F 10.0% 3−HHB(F)B(O2,F)−CF3 5.0% 3−HB(F,F)CF2OB(O1,O1)B(F,F)−F 5.0% 3−HHB(F,F)−F 9.0% 3−H2HB(F,F)−F 8.0% 5−H2HB(F,F)−F 8.0% 3−HBB(F,F)−F 17.0% 3−H2BB(F,F)−F 10.0% 1O1−HBBH−4 4.0% 1O1−HBBH−5 4.0%
【0102】組成例33 3−HEB(O2,F)−F 5.0% 3−HB(F)B(O2)B(F)−C 5.0% 5−HB−F 12.0% 6−HB−F 9.0% 7−HB−F 7.0% 3−HHB−OCF3 7.0% 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 7.0% 5−HBB(F)−F 10.0% 3−HH2B(F)−F 3.0% 3−HB(F)BH−3 3.0% 5−HBBH−3 3.0% 3−HHB(F,F)−OCF2H 4.0%
【0103】組成例34 3−HB(O1,O1)−OCF3 4.0% 3−HHB(F)B(O2,F)−CF3 4.0% 5−H4HB(F,F)−F 7.0% 5−H4HB−OCF3 15.0% 5−H4HB(F,F)−CF3 10.0% 3−HB−CL 6.0% 5−HB−CL 4.0% 2−H2BB(F)−F 5.0% 3−H2BB(F)−F 10.0% 5−HVHB(F,F)−F 5.0% 3−HHB−OCF3 5.0% 3−H2HB−OCF3 5.0% V−HHB(F)−F 5.0% 3−HHB(F)−F 5.0% 5−HHEB−OCF3 2.0% 3−HBEB(F,F)−F 5.0% 5−HH−V2F 3.0%
【0104】一般式(1)で表される本発明の化合物
は、通常の有機合成化学の手法を組み合わせるこにより
製造できる。例えば、オーガニック・シンセシス(Orga
nic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc.)、オーガ
ニック・リアクションズ(Organic Reactions, John Wi
ley & Sons, Inc.)、実験化学講座(丸善株式会社)
等に記載された方法を、適当に選択して組み合わせれば
よい。
【0105】一般式(1)において、環A1が1,4−
フェニレン基、Z1が単結合である化合物(1−a)を
製造する場合は、まず水酸化ナトリウムあるいは水酸化
カリウム等の塩基の存在下、50〜100℃の条件で、3−
フルオロブロモベンゼン誘導体(15)にアルコールを
作用させて、3位のフッ素原子が求核置換された化合物
(16)を得る。なお、Q3がフッ素原子である場合、
微量の3,5−ジフルオロ置換体が生成するが、シリカ
ゲルカラムクロマトフラフィーで精製して、目的物を単
離する。得られた化合物(16)を、テトラキストリフ
ェニルホスフィンパラジウム(0)等のパラジウム触媒
存在下、Org. Synth., IV, 68(1963)に記載の方法で調
製したボロン酸誘導体(17)とカップリング反応させ
て目的の化合物(1−a)を製造する。
【0106】
【化36】
【0107】(上記においてR0、R1、環A0、環A2、
環A3、Z0、Z2、Z3、l、n、o、Q1、Q2、Q3お
よびYは前記と同一の意味を表す。) 一般式(1)において、環A1が1,4−シクロヘキシ
レン基、Z1が単結合である化合物(1−b)は以下の
方法で製造できる。前記の化合物(16)から調製した
グリニャール試薬をシクロヘキサノン誘導体(18)に
作用させてシクロヘキサノール誘導体(19)を製造す
る。グリニャール試薬の調製が困難な場合は、化合物
(16)にブチルリチウム等のアルキルリチウムを作用
させてリチオ化し、化合物(18)に作用させて化合物
(19)を製造する。次に、塩酸、硫酸等の鉱酸、p−
トルエンスルフィン酸、p−トルエンスルホン酸等の有
機酸、あるいは酸性イオン交換樹脂等の酸触媒存在下、
化合物(19)を脱水反応させて生成するシクロヘキセ
ン誘導体を、パラジウム炭素あるいはラネーニッケル等
を触媒とした接触水素還元を行って目的の化合物(1−
b)を製造する。
【0108】
【化37】
【0109】(上記においてR0、R1、環A0、環A2、
環A3、Z0、Z2、Z3、l、n、o、Q1、Q2、Q3お
よびYは前記と同一の意味を表し、R’はアルキル基あ
るいはイソアルキル基を表す。) 一般式(1)において、A1が1,4−フェニレン基、
Z1がジフルオロメチレンオキシ基(−CF2O−)であ
る化合物(1−c)は、特開平2-289529号あるいは特開
平5-112778号に記載の方法に従って製造できるが、以下
の方法によっても容易に製造できる。すなわち、R. L.
Kidwellt等の方法(Org. Synth., V, 918(1973))に従
い、化合物(16)から調製したグリニャール試薬にホ
ウ酸トリアルキルを作用させ、ボロン酸エステル誘導体
(20)を調製する。次いで過酢酸で酸化してフェノー
ル誘導体(21)を製造する。グリニャール試薬の調製
が困難な場合には、アルキルリチウムでリチオ化した
後、ホウ酸トリアルキルを作用させて化合物(20)を
製造する。次いでChem. Ber., 98, 838(1965)に記載の
方法に従い、フェノール誘導体(21)に、J. Am. Che
m. Soc., 50, 3106(1928)およびHelv. Chim. Acta., 3,
824(1920)に記載の方法で調製できるチオンカルボン酸
塩化物(22)をピリジン等の塩基の存在下で作用さ
せ、チオン−O−エステル誘導体(23)を製造する。
化合物(23)はジエチルアミノサルファートリフルオ
リド(以下DASTと省略する。)を作用させるか、あ
るいは特開平5-255165号に記載の方法に準じ、n−ブロ
モスクシンイミド存在下、二水素三フッ化四級アンモニ
ウムを作用させ、目的の化合物(1−c)を製造する。
【0110】
【化38】
【0111】(上記においてR0、R1、環A0、環A2、
環A3、Z0、Z2、Z3、l、n、o、Q1、Q2、Q3お
よびYは前記と同一の意味を表し、R’およびR”はア
ルキル基あるいはイソアルキル基を表す。) 一般式(1)において、Z1がメチレンオキシ基である
化合物(1−d)は、前記のフェノール誘導体(21)
に、ジメチルホルムアミド(DMF)等の極性非プロト
ン溶媒中、水素化ナトリウムを作用させ、フェノラート
に変換した後、臭化物(24)を作用させて製造する。
【0112】
【化39】
【0113】(上記においてR0、R1、環A0、環A1、
環A2、環A3、Z0、Z2、Z3、l、n、o、Q1、Q
2、Q3およびYは前記と同一の意味を表す。) 一般式(1)において、Q3が−OR1あるいは−OR2
である化合物(28)は次のように製造する。すなわち
3,5−ジフルオロブロモベンゼン誘導体(25)に、
DMF等の非プロトン性の極性溶媒中、アルコール(R
1OH)から調製したナトリウムアルコキシドを50〜100
℃で作用させてジアルコキシ置換体(26)を製造す
る。この反応の際、モノアルコキシ置換体が少量生成す
るが、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで除去でき
る。また、前記の3−フルオロブロモベンゼン誘導体化
合物(15)から化合物(16)を誘導した手法に従っ
て、3,5−ジフルオロブロモベンゼン誘導体(25)
からアルコキシ基を有する化合物(27)を製造し、さ
らに、上記と同様に非プロトン溶媒中、ナトリウムアル
コキシド(R2ONa)を作用させて、R1O−基および
R2O−基で置換された誘導体(28)を製造できる。
【0114】
【化40】
【0115】
【化41】
【0116】(上記においてR1、R1、環A2、環A3、
Z2、Z3、n、o、Q1、Q2およびYは前記と同一の意
味を表す。) 上記の化合物(26)および化合物(28)を、前記の
化合物(16)の代わりに使用して同様に処理すれば化
合物(1−e)、(1−f)、(1−g)、(1−
h)、(1−i)、(1−j)、(1−k)、および
(1−l)を製造できる。
【0117】
【化42】
【0118】(上記においてR0、R1、R2、環A0、環
A1、環A2、環A3、Z0、Z2、Z3、l、n、o、Q
1、Q2およびYは前記と同一の意味を表す。) 結合基Z0、Z1、Z2、およびZ3のいずれかが−CH2
CH2−である化合物は、特公平3-03643号あるいは特開
昭59-25338号に記載の方法に準じ製造する。結合基のい
ずれかが−(CH2)4−である化合物は、特開平3-6663
2号、特開平4-501575号、あるいは特開平5-310605号に
記載の方法に準じ製造する。結合基のいずれかが−CH
=CH−である化合物は、特開昭61-215336号あるいは
特開平3-127748号に記載の方法に準じて製造する。結合
基のいずれかが−CH≡CH−である化合物は、特開昭
61-280441号あるいは特開平1-502908号に記載の方法に
準じて製造する。
【0119】
【実施例】以下、実施例により本発明の化合物の製造方
法および使用例をさらに詳細に説明するが、本発明はこ
れらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例
において、Crは結晶を、Nはネマチック相を、Smはスメ
クチック相を、またIsoは等方性液体を示す。相転移温
度の単位は全て℃である。
【0120】実施例1 3,4−ジフルオロ−5−エトキシ−(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)ベンゼン(化合物No.195:一般式(1)に
おいてl=m=1、n=o=0、環A0および環A1が
1,4−シクロヘキシレン基、R0=n-C3H7、R1=C2
H5、Z0およびZ1が共有結合、Q1およびQ2が水素原
子、Q3およびYがフッ素原子である化合物)の製造を
4工程に分けて詳述する。
【0121】第1工程:3,4,5−トリフルオロブロ
モベンゼンの求核置換反応 攪拌機、温度計、および冷却管を備えた500mlの三口フ
ラスコに、3,4,5−トリフルオロブロモベンゼン2
5.0g(118.5mmol)、水酸化カリウム19.9g(355.5mmol)、
およびエタノール20mlを入れ、攪拌しながら3時間加熱
環流した。反応終了後、未反応のエタノールを減圧下で
留去し、水200mlを添加し、ジエチルエーテル200mlで抽
出した。抽出液を水(150ml)で3回洗浄した後、無水硫
酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去して得られた無
色油状物27.8gをシリカゲルカラムクロマトグラフィー
(展開溶媒;ヘプタン、Rf=0.36)で精製し、無色油
状の3,4−ジフルオロ−5−エトキシブロモベンゼン
23.3gを得た。
【0122】第2工程:3,4−ジフルオロ−5−エト
キシ−(トランス−4−(トランス−4−プロピルシク
ロヘキシル)シクロヘキセン−1−イル)ベンゼンの製
造 攪拌機、温度計および窒素導入管を備えた500mlの三つ
口フラスコに、窒素雰囲気下、削り状マグネシウム2.7g
(110.8mmol)とテトラヒドロフラン(以下THFと省略
する。)20mlを入れ、攪拌しながら、第1工程で得た
3,4−ジフルオロ−5−エトキシブロモベンゼン23.3
g(105.5mmol)のTHF60ml溶液を、反応温度が50℃を
越えないように調節しながら50分間で滴下した。滴下終
了後、50℃に加熱しながら、さらに2時間攪拌した。
次いで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23.5g(105.5mmol)のTHF60ml溶液を
反応温度を45〜50℃調節しながら30分間で滴下し、さら
に50℃で2時間攪拌した。反応混合物を5℃以下に冷却
した後、6規定の塩酸30mlを添加した。次いでトルエン
200mlで抽出した後、抽出液を水(150ml)で2回、飽和炭
酸ナトリウム水溶液100mlで1回、水(150ml)で2回で洗
浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒
を留去して茶褐色固体43.9gを得た。
【0123】第3工程:3,4−ジフルオロ−5−エト
キシ−(トランス−4−(トランス−4−プロピルシク
ロヘキシル)シクロヘキセン−1−イル)ベンゼンの製
造 攪拌機、冷却管およびディーンスタークの脱水管を備え
た500mlの三口フラスコに第2工程で得た茶褐色固体43.
9g、p−トルエンスルホン酸一水和物2.2gおよびトルエ
ン250mlを入れし、攪拌しながら2時間加熱環流した。
反応混合物を、水(200ml)で2回、飽和炭酸水素ナトリ
ウム水溶液100mlで1回および水(200ml)で2回洗浄した
後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を
留去して茶褐色固体37.2gを得た。これをシリカゲルカ
ラムクロマトグラフィー(展開溶媒;ヘプタン/トルエ
ン=9/1、Rf=0.38)で精製し、さらにヘプタンか
ら再結晶して3,4−ジフルオロ−5−エトキシ−(ト
ランス−4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシ
ル)シクロヘキセン−1−イル)ベンゼンの無色結晶1
2.8gを得た。融点97.4℃;1H-NMR(δppm); 0.8-2.5(27
H,m), 4.12(2H,q,J=6.8Hz), 6.04(1H,bs), 6.6-6.7(2H,
m).
【0124】第4工程:3,4−ジフルオロ−5−エト
キシ−(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)ベンゼンの製造 第3工程で得た3,4−ジフルオロ−5−エトキシ−
(トランス−4−(トランス−4−プロピルシクロヘキ
シル)シクロヘキセン−1−イル)ベンゼン12.8g(36.9
mmol)を、トルエン100mlおよびエタノール50mlの混合溶
媒に溶解し、触媒のラネーニッケル13gを添加し、300ml
オートクレーブ中、室温、水素圧3〜4Kg/cm2の条件下
で3時間接触水素反応させた。反応混合物から触媒を濾
過して除去し、減圧下で濃縮して固体12.8gを得た。得
られた固体をヘプタンから再結晶して3,4−ジフルオ
ロ−5−エトキシ−(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)ベンゼンの
無色結晶を得た。Cr 81.8℃Iso。1H-NMR(δppm); 0.7-
2.7(30H,m), 4.11(2H,q,J=7.1Hz), 6.5-6.7(2H,m)。19F
-NMR(δppm,CFCl3); -138.50, -163.56。
【0125】実施例2 4−フルオロ−3,5−ジメトキシ−(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)ベンゼン(化合物No.199;一般式(1)に
おいてl=m=1、n=o=0、環A0および環A1が
1,4−シクロヘキシレン基、R0=n-C3H7、R1=C
H3、Z0およびZ1が共有結合、Q1およびQ2が水素原
子、Q3がメトキシ基、Yがフッ素原子の化合物)の製
造 攪拌機、温度計および冷却管を備えた500mlの三口フラ
スコに、3,4,5−トリフルオロブロモベンゼン20.0
g(94.8mmol)のN、N−ジメチルホルムアミド50ml溶液
を入れて攪拌し、反応温度を80℃以下に調節しながら15
分間でナトリウムメトキシド12.8gを添加した。添加終
了後、さらに60℃で2時間攪拌した。得られた反応混合
物に水200mlを加え、ジエチルエーテル200mlで抽出し
た。抽出液を水(150ml)で3回洗浄した後、無水硫酸マ
グネシウムで乾燥した。溶媒を留去して得た茶褐色固体
23.8gをシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶
媒;ヘプタン/トルエン=8/2、Rf=0.26)で精製
し、4−フルオロ−3,5−ジメトキシブロモベンゼン
の無色針状結晶14.1gを得た。1H-NMR(δppm); 3.86(6H,
s), 6.74(2H,d,J=7.3Hz)。19F-NMR(δppm,CFCl3); -16
0.86。
【0126】上記操作で得た4−フルオロ−3,5−ジ
メトキシブロモベンゼン(14.1g)を原料とし、実施例1
の第2工程〜第4工程で示した製造方法に準じて操作し
て、目的の4−フルオロ−3,5−ジメトキシ−(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)ベンゼン6.3gを得た。Cr 108.5 Iso。
1H-NMR(δppm); 0.7-2.1(26H,m), 2.40(1H,m), 3.87(6
H,s), 6.44(2H,d,J=7.3Hz)。19F-NMR(δppm,CFCl3); -1
62.31。
【0127】実施例3 4−プロピル−α,α−ジフルオロベンジル(3−フル
オロ−4−トリフルオロメチル−5−エトキシフェニ
ル)エーテル(化合物No.30;一般式(1)におい
てl=1、m=n=o=0、環A0が1,4−フェニレ
ン基、R0=n-C3H7、R1=C2H5、Z0がジフルオロ
メチレンオキシ基、Q1およびQ2が水素原子、Q3がフ
ッ素原子、Yがトリフルオロメチル基の化合物)の製造
を5工程に分けて説明する。
【0128】第1工程:2,6−ジフルオロ−4−ブロ
モベンゾトリフルオリドの求核置換反応 攪拌機、温度計および冷却管を備えた500mlの三口フラ
スコに、2,6−ジフルオロ−4−ブロモベンゾトリフ
ルオリド20.0g(76.7mmol)、水酸化カリウム12.9g(222.9
mmol)、およびエタノール100mlを入れ、攪拌しながら4
時間加熱環流した。反応混合物から減圧下で未反応のエ
タノールを留去した後、水200mlを加え、ジエチルエー
テル200mlで抽出した。抽出液を水(150ml)で3回洗浄し
た後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し
て得た無色の油状物20.5gをシリカゲルカラムクロマト
グラフィー(展開液:ヘプタン)で精製し、無色油状の
2−フルオロ−4−ブロモ−6−エトキシベンゾトリフ
ルオリド18.7gを得た。
【0129】第2工程:3−フルオロ−4−トリフルオ
ロメチル−5−エトキシフェノールの製造 攪拌機、温度計および窒素導入管を備えた300mlの三つ
口フラスコに、窒素雰囲気下で削り状マグネシウム1.7g
(68.4mmol)とジエチルエーテル15mlを入れ、攪拌しなが
ら第1工程で得た2−フルオロ−4−ブロモ−6−エト
キシベンゾトリフルオリド18.7g(65.1mmol)のジエチル
エーテル70ml溶液を25分間で滴下した。滴下終了後、さ
らに2時間加熱攪拌した。次いで反応混合物を5℃以下
に冷却し、この温度に保ちながらホウ酸トリメチル8.1g
(78.2mmol)を滴下し、同温度で20分間攪拌した後、酢酸
9.8g(162.9mmol)を添加した。次いで室温で30%過酸化
水素水18.4gを滴下し、さらに室温で6時間攪拌した。
反応混合物を15%チオ硫酸ナトリウム水溶液200mlに投じ
て反応を終了させ、ジエチルエーテルで抽出した。抽出
抽液を水(150ml)で3回で洗浄し、無水硫酸マグネシウ
ムで乾燥した後、溶媒を留去して無色油状物13.5gを得
た。これを減圧下で蒸留し、3−フルオロ−4−トリフ
ルオロメチル−5−エトキシフェノールの無色結晶、8.
5gを得た。融点82.7℃。
【0130】第3工程:4−プロピルチオ安息香酸クロ
リドの製造 攪拌機、温度計、滴下ロートおよび窒素導入管を備えた
1000mlの三口フラスコに、窒素雰囲気下で削り状マグネ
シウム9.4g(386.8mmol)とTHF20mlを入れ、攪拌しな
がら4−プロピルブロモベンゼン70.0g(351.6mmol)のT
HF溶液200mlを、反応温度を45〜55℃に調節しながら
1時間で滴下した。滴下終了後、55℃で2時間攪拌し
た。得られた反応混合物を10℃以下に冷却し、二硫化炭
素133.8g(1.75mol)を50分間で滴下した。滴下後、室温
でさらに14時間攪拌した。反応混合物を5℃以下に冷却
し、6規定塩酸100mlを滴下して反応を終了させた。ジ
エチルエーテル300mlで抽出し、抽出液を水(200ml)で3
回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧下
で溶媒を留去して、赤紫の油状の4−プロピルジチオ安
息香酸64.2gを得た。1H-NMR(δppm); 0.95(3H,t,J=7.4H
z), 1.65(2H,m), 2.63(2H,t,J=7.8Hz), 6.0-6.5(1H,b
s), 7.18(2H,d,J=8.3Hz), 7.99(2H,d,J=8.6Hz)。
【0131】攪拌機、温度計、冷却管、および滴下ロー
トを備えた300mlの三口フラスコに、上記の操作で得た
4−プロピルジチオ安息香酸11.1g(56.7mmol)およびジ
エチルエーテル60mlを入れ、室温で攪拌しながら、塩化
チオニル13.5g(113.4mmol)を5分間で滴下し、さらに8
時間加熱環流した。反応混合物からジエチルエーテルを
留去し、減圧下で未反応の塩化チオニルを留去して、暗
赤紫色で油状の4−プロピルチオ安息香酸クロリド11.5
gを得た。
【0132】第4工程:チオン−O−エステル誘導体
(29)の製造 攪拌機、温度計、冷却管、および滴下ロートを備えた30
0mlの三口フラスコに、上記の第2工程で得た3−フル
オロ−4−トリフルオロメチル−5−エトキシフェノー
ル8.5g(37.8mmol)、ピリジン4.5g(56.7mmol)、およびト
ルエン20mlを入れ、室温で攪拌しながら上記第4工程で
得た4−プロピルチオ安息香酸クロリド11.5gのトルエ
ン25ml溶液を15分間で滴下し、65℃でさらに6時間攪拌
した。反応混合物に水100mlを添加し、トルエン(150ml)
で2回抽出した。抽出液を3規定の塩酸50mlで1回、水
(150ml)で2回、飽和炭酸ナトリウム水溶液100mlで1
回、さらに水(150ml)で2回洗浄した後、無水硫酸マグ
ネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去して赤茶褐色
固形物16.9gを得た。得られた固形物をシリカゲルカラ
ムクロマトグラフィー(展開溶媒;ヘプタン/トルエン
=1/1の混合溶媒)に付し、さらにヘプタンから再結
晶してチオン−O−エステル誘導体(29)の黄色針状
結晶、11.8gを得た。融点81.2℃。1H-NMR(δppm):0.
96(3H,t,J=7.0Hz), 1.2-2.0(5H,m), 2.4-2.9(2H,m), 4.
1(2H,q,J=6.8Hz), 6.5-6.7(2H,m), 7.1-7.3(2H,m), 8.2
-8.4(2H,m)。
【0133】
【化43】
【0134】第5工程:4−プロピル−α,α−ジフル
オロベンジル(3−フルオロ−4−トリフルオロメチル
−5−エトキシフェニル)エーテルの製造 冷却管、滴下ロートおよび窒素導入管を備えた200mlの
ナス型フラスコに、上記の第4工程で得たチオン−O−
エステル誘導体(29)11.8g(30.6mmol)のジクロロメ
タン80ml溶液を入れ、マグネチックスターラーで攪拌し
ながら、ジエチルアミノサルファトリフルオリド(DA
ST)12.3g(76.5mmol)を室温で添加し、さらに20時間
攪拌した。反応混合物を飽和炭酸ナトリウム水溶液に投
じた後、ジクロロメタン層を分取し、さらに水層をジク
ロロメタン200mlで抽出した。一緒にしたジクロロメタ
ン層を水(150ml)で3回洗浄した後、無水硫酸マグネシ
ウムで乾燥した。減圧下溶媒を留去して無色固体11.1g
を得た。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィー
(展開溶媒;ヘプタン/トルエン=1/1の混合溶媒)
に付し、油状の4−プロピル−α,α−ジフルオロベン
ジル(3−フルオロ−4−トリフルオロメチル−5−エ
トキシフェニル)エーテル3.4gを得た。1H-NMR(δpp
m):0.94(3H,t,J=7.0Hz), 1.3-1.9(5H,m), 2.64(2H,t,
J=7.0Hz), 4.1(2H,q,J=7.0Hz), 6.5-6.8(2H,m), 7.2-7.
4(2H,m), 7.5-7.8(2H,m)。19F-NMR(δppm:CFCl3)-56.
69(d, -CF3), -66.07(s, -CF2O-), -109.22〜-110.99
(m)。GC-MS(EI):M+ 392。
【0135】実施例4 前記実施例1〜3に示した製造方法に準じ、あるいは公
開特許公報また有機合成の成書に記載されている種々の
反応を選択して、組み合わせて以下に示す化合物(化合
物No.1〜440)を製造する。
【0136】
【化44】
【0137】
【化45】
【0138】
【化46】
【0139】
【化47】
【0140】
【化48】
【0141】
【化49】
【0142】
【化50】
【0143】
【化51】
【0144】
【化52】
【0145】
【化53】
【0146】
【化54】
【0147】
【化55】
【0148】
【化56】
【0149】
【化57】
【0150】
【化58】
【0151】
【化59】
【0152】
【化60】
【0153】
【化61】
【0154】
【化62】
【0155】
【化63】
【0156】
【化64】
【0157】
【化65】
【0158】
【化66】
【0159】
【化67】
【0160】
【化68】
【0161】
【化69】
【0162】
【化70】
【0163】
【化71】
【0164】
【化72】
【0165】
【化73】
【0166】
【化74】
【0167】
【化75】
【0168】
【化76】
【0169】
【化77】
【0170】
【化78】
【0171】
【化79】
【0172】
【化80】
【0173】
【化81】
【0174】
【化82】
【0175】
【化83】
【0176】
【化84】
【0177】
【化85】
【0178】
【化86】
【0179】実施例5(使用例1) 4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)ベンゾニトリル 24重量% 4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ベンゾニトリル 36重量% 4−(トランス−4−ヘプチルシクロヘキシル)ベンゾニトリル 25重量% 4−(4−プロピルフェニル)ベンゾニトリル 15重量% からなる液晶組成物(以下母液晶Aと略称する。)はネ
マチック液晶で、透明点(Cp)は72.4℃である。
母液晶Aをセル厚9μmのねじれネマチックセルに封入
して測定したしきい値電圧(Vth)は1.78V、誘
電率異方性(△ε)は+11.0、屈折率異方性値(△
n)は0.137、また20℃における粘度(η20)は
27.0mPa・sであった。母液晶Aの85重量部
と、実施例1で製造した3、4−ジフルオロ−5−エト
キシ−(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)ベンゼン(化合物No.
195)15重量部とを混合し、その物性値を測定した
ところ、Cp:60.1℃、Vth:1.42V(9.
3μm)、△ε:11.7、△n:0.120、η20:
30.4mPa・sであった。また、この組成物を−2
0℃のフリーザーに40日間放置したが、結晶の析出お
よびスメクチック相の発現は認められなかった。
【0180】実施例6(使用例2) 母液晶Aの85重量部と、実施例2で製造した4−フル
オロ−3,5−ジメトキシ−(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)ベ
ンゼン(化合物No.199)の15重量部とを混合
し、その物性値を測定した。その結果Cp:55.3
℃、Vth:1.31V(9.0μm)、△ε:11.
1、△n:0.115、η20:39.7mPa・sであ
った。また、この組成物を−20℃のフリーザーに40
日間放置したが結晶の析出およびスメクチック相の発現
は認められなかった。
【0181】実施例7(使用例3) 母液晶Aの85重量部と、実施例3で製造した4−プロ
ピル−α,α−ジフルオロベンジル−(3−フルオロ−
4−トリフルオロメチル−5−エトキシフェニル)エー
テル(化合物No.30)15重量部とを混合し、その
物性値を測定した。その結果Cp:℃、Vth:V
(9.0μm)、△ε:、△n:、η20:mPa・sで
あった。また、この組成物を−20℃のフリーザーに4
0日間放置したが結晶の析出およびスメクチック相の発
現は認められなかった。
【0182】比較例1 本発明の化合物と比較するため、従来の技術の項に示し
た化合物(12−1)、(12−2)のうち、アルキル
基(R)がn−プロピル基である化合物(12−1−
1)および(12−2−1)をそれぞれ特開平2−23
3626号に記載の方法に準じて製造した。
【0183】
【化87】
【0184】 1,2−ジフルオロ−4−(トランス−4−(トランス−4−エチルシクロヘ キシル)シクロヘキシル)ベンゼン 33.3重量% 1,2−ジフルオロ−4−(トランス−4−(トランス−4−プロピルシクロ ヘキシル)シクロヘキシル)ベンゼン 33.3重量% 1,2−ジフルオロ−4−(トランス−4−(トランス−4 −ペンチルシク ロヘキシル)シクロヘキシル)ベンゼン 33.3重量% からなる液晶組成物(以下母液晶Bと略称する。)を調
製した。母液晶Bの80重量部に、上記の比較化合物
(12−1−1)、(12−2−1)、および実施例1
に示した本発明の化合物(化合物No.195)をそれ
ぞれ20重量部混合して、液晶組成物B−1、B−2お
よびB−3を調製し、誘電率異方性および100℃におけ
る電圧保持率を測定した結果を表2に示す。
【0185】
【表2】
【0186】(液晶組成物B−1、B−2、およびB−
3の誘電率異方性の値は、母液晶Bのそれを基に外挿し
て得た。) 表2から分かるように、本発明の化合物(化合物No.
195)を含む組成物B−3および比較化合物(12−
2−1)を含む組成物B−2が、比較化合物(12−1
−1)を含む組成物B−1に比べ、大きな誘電率異方性
を示した。一方、本発明の化合物(化合物No.19
5)を含む組成物B−3および比較化合物(12−1−
1)を含む組成物B−1が、比較化合物(12−2−
1)を含む組成物B−2に比べ、2%程度高い電圧保持
率を示した。3つの組成物のうち、大きな誘電率異方性
と高い電圧保持率を示したのは、本発明の化合物(化合
物No.195)を含む組成物B−3である。従って、
本発明の化合物は、低い電圧で素子を駆動させると共
に、高い信頼性を必要とする用途に著しく優れている。
【0187】比較例2 下記の組成をもつ母液晶Cの80重量部に、実施例1に
示した本発明の化合物(化合物No.195)および比
較化合物(12−1−1)をそれぞれ20重量部混合し
て液晶組成物C−1およびC−2を調製した。 母液晶C 1,2−ジフルオロ−4−(トランス−4−(トランス−4−エチルシクロヘ キシル)シクロヘキシル)ベンゼン 33.3重量% 1,2−ジフルオロ−4−(トランス−4−(トランス−4−プロピルシクロ ヘキシル)シクロヘキシル)ベンゼン 33.3重量% 1,2−ジフルオロ−4−(トランス−4−(トランス−4 −ペンチルシク ロヘキシル)シクロヘキシル)ベンゼン 33.3重量% 液晶組成物C−1およびC−2を、それぞれポリイミド
配向膜を有するセル厚20μmの平行配向セルに注入
し、クリスタルローテション法にてプレチルト角を測定
した。その結果、比較化合物(12−1−1)を含む組
成物C−2のプレチルト角が5.4度であったのに対
し、本発明の化合物(化合物No.195)を含む組成
物C−1は5.9度と大きな値を示した。
【0188】
【発明の効果】本発明の化合物は他の液晶組成物との相
溶性、特に低温における相溶性に優れており、本発明の
化合物を含む液晶組成物は、実施例あるいは比較例で示
したように 1)しきい値電圧が小さく、 2)大きなプレチルト角が誘起され、 3)電圧保持率が高く、さらにその温度依存性が小さ
い、の特徴を有しているので、液晶表示素子の低電圧駆
動を可能にし、同時に高い信頼性を液晶表示素子に付与
できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C07D 239/26 C07D 239/26 319/06 319/06 C07F 7/08 C07F 7/08 F 7/10 7/10 J 7/12 7/12 R C09K 19/12 C09K 19/12 19/20 19/20 19/30 19/30 19/34 19/34 19/40 19/40 19/42 19/42 G02F 1/13 500 G02F 1/13 500 (72)発明者 久恒 康典 千葉県市原市姉崎3220番地1 (72)発明者 竹下 房幸 千葉県君津市中富939番地5 (72)発明者 中川 悦男 千葉県市原市五井8890番地

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(1) 【化1】 (式中R0およびR1は互いに独立して、炭素数1〜10
    のアルキル基を表し、このアルキル基中の相隣接しない
    1個以上のメチレン基は、酸素原子、硫黄原子、−Si
    H2−、−CH=CH−、または−C≡C−で置換され
    てもよく、またこのアルキル基中の任意の水素原子はハ
    ロゲン原子で置換されてもよく;環A0、環A1、環A2
    および環A3は互いに独立して1,4−シクロヘキシレ
    ン基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、環上の
    1個以上の水素がハロゲン原子またはR2O基で置換さ
    れてもよい1,4−フェニレン基、ピリジン−2,5−
    ジイル基、またはピリミジン−2,5−ジイル基を表
    し;Z0、Z1、Z2およびZ3は互いに独立して、−CH
    2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH2O
    −、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CO
    O−、−OCO−、−(CH2)4−、または単結合を表
    し;Q1、およびQ2は互いに独立して水素原子またはハ
    ロゲン原子を表し、Q3は水素原子、ハロゲン原子また
    はR2O基を表し;R2は炭素数1〜10のアルキル基を
    表し、このアルキル基中の相隣接しない1個以上のメチ
    レン基は、−SiH2−、−CH=CH−、または−C
    ≡C−で置換されてもよく、またこのアルキル基中の任
    意の水素原子はハロゲン原子で置換されてもよく;Yは
    ハロゲン原子、シアノ基、または炭素数1〜10のアル
    キル基を表し、このアルキル基中の相隣接しない1個以
    上のメチレン基は、酸素原子、硫黄原子、−SiH2
    −、−CH=CH−、または−C≡C−で置換されても
    よく、またこの基中の任意の水素原子はハロゲン原子で
    置換されてもよく;l、m、nおよびoは互いに独立し
    て0、1または2を表すが、l+m+n+o≦3であ
    り;ただし、Z0、Z1、Z2、Z3のいずれかが−COO
    −である場合、Yはシアノ基ではなく;また、n=o=
    0、Z0およびZ1が−CH2CH2−、−CH2O−、−
    OCH2−、−(CH2)4−、−C≡C−あるいは単結
    合から選択される基であり、Q3がフッ素原子、Yがフ
    ッ素原子あるいは塩素原子である場合、R2はC2H5基
    であり;また、この化合物を構成する原子はその同位体
    原子で置換されていてももよい。)で示される液晶性化
    合物。
  2. 【請求項2】 一般式(1)において、l=1、m=n
    =o=0である請求項1に記載の液晶性化合物。
  3. 【請求項3】 一般式(1)において、l=m=1、n
    =o=0である請求項1に記載の液晶性化合物。
  4. 【請求項4】 一般式(1)において、l=n=1、m
    =o=0である請求項1に記載の液晶性化合物。
  5. 【請求項5】 一般式(1)において、l=2、m=
    1、n=o=0である請求項1に記載の液晶性化合物。
  6. 【請求項6】 一般式(1)において、l=1、m=
    2、n=o=0である請求項1に記載の液晶性化合物。
  7. 【請求項7】 一般式(1)において、l=m=n=
    1、o=0である請求項1に記載の液晶性化合物。
  8. 【請求項8】 一般式(1)において、Q3がR2O基で
    ある請求項2に記載の液晶性化合物。
  9. 【請求項9】 一般式(1)において、Q3がR2O基で
    ある請求項3に記載の液晶性化合物。
  10. 【請求項10】 一般式(1)において、Q3がR2O基
    である請求項4に記載の液晶性化合物。
  11. 【請求項11】 一般式(1)において、Q3がR2O基
    である請求項5に記載の液晶性化合物。
  12. 【請求項12】 一般式(1)において、Q3がR2O基
    である請求項6に記載の液晶性化合物。
  13. 【請求項13】 一般式(1)において、Q3がR2O基
    である請求項7に記載の液晶性化合物。
  14. 【請求項14】 一般式(1)において、Z0、Z1およ
    びZ2のいずれか1個が−CF2O−である請求項1に記
    載の液晶性化合物。
  15. 【請求項15】一般式(1)において、環A0、環A1、
    環A2および環A3の少なくとも1個が、R2O基で置換
    された1,4−フェニレン基である請求項1に記載の液
    晶性化合物。
  16. 【請求項16】一般式(1)で示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、少なくとも2成
    分以上からなる液晶組成物。
  17. 【請求項17】第一成分として、請求項1から15のい
    ずれかに記載の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、R3は炭素数1〜10のアルキル基を示し、こ
    のアルキル基中の相隣接しない1個以上のメチレン基
    は、酸素原子または−CH=CH−で置換されてもよ
    く、またこの基中の任意の水素原子はフッ素原子で置換
    されてもよく;Y1はフッ素原子、塩素原子、−OCF
    3、−OCF2H、−CF3、−CF2H、−CFH2、−
    OCF2CF2H、または−OCF2CFHCF3を表し;
    L1およびL2は互いに独立して水素原子またはフッ素原
    子を表し;Z4およびZ5は互いに独立して1,2−エチ
    レン基、1,4−ブチレン基、−COO−、−CF2O
    −、−OCF2−、−CH=CH−、または単結合を表
    し;環Bはトランスー1,4−シクロヘキシレン、1,
    3−ジオキサン−2,5−ジイル、または水素原子がフ
    ッ素原子で置換されてもよい1,4−フェニレンを表
    し;環Cはトランスー1,4−シクロヘキシレン、また
    は水素原子がフッ素原子で置換されてもよい1,4−フ
    ェニレンを表し;また、これらの化合物を構成する原子
    はその同位体原子で置換されていてももよい。)で示さ
    れる化合物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。
  18. 【請求項18】第一成分として、請求項1から15のい
    ずれかに記載の化合物を少なくとも1種含有し、第二成
    分として、一般式(5)および(6) 【化3】 (式中、R4およびR5は互いに独立して炭素数1〜10
    のアルキル基を表し、このアルキル基中の相隣接しない
    1個以上のメチレン基は酸素原子または−CH=CH−
    で置換されてもよく、またこのアルキル基中の任意の水
    素原子はフッ素原子で置換されてもよく;Y2はシアノ
    基または−C≡C−CNを表し;環Eはトランスー1,
    4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、1,3−
    ジオキサン−2,5−ジイル、またはピリミジン−2,
    5−ジイルを表し;環Gはトランスー1,4−シクロヘ
    キシレン、水素原子がフッ素原子で置換されてもよい
    1,4−フェニレン、またはピリミジン−2,5−ジイ
    ルを表し;環Hはトランスー1,4−シクロヘキシレン
    または1,4−フェニレンを表し;Z6は−CH2CH2
    −、−COO−、または単結合を表し;L3、L4および
    L5は互いに独立して水素原子またはフッ素原子を表
    し;b、cおよびdは互いに独立して0または1を表
    し;また、これらの化合物を構成する原子はその同位体
    原子で置換されていてももよい。)で示される化合物群
    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。
  19. 【請求項19】第一成分として、請求項1から15のい
    ずれかに記載の化合物を少なくとも1種類含有し、第二
    成分として、前記一般式(2)、(3)、および(4)
    で表される化合物群から選択される化合物を少なくとも
    1種類含有し、第三成分として、一般式(7)、
    (8)、および(9) 【化4】 (式中、R6およびR7は互いに独立して炭素数1〜10
    のアルキル基を表し、このアルキル基中の相隣接しない
    1個以上のメチレン基は酸素原子または−CH=CH−
    で置換されてもよく、またこのアルキル基中の任意の水
    素原子はフッ素原子で置換されてもよく;環I、環Jお
    よび環Kは互いに独立して、トランスー1,4−シクロ
    ヘキシレン、ピリミジン−2,5−ジイル、または水素
    原子がフッ素原子で置換されてもよい1,4−フェニレ
    ンを表し;Z7およびZ8は互いに独立して、−C≡C
    −、−COO−、−CH2CH2−、−CH=CH−、ま
    たは単結合を表し;また、これらの化合物を構成する原
    子はその同位体原子で置換されてもよい。)で示される
    化合物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。
  20. 【請求項20】第一成分として、請求項1から15のい
    ずれかに記載の化合物を少なくとも1種類含有し、第二
    成分として、前記一般式(5)および(6)からなる化
    合物群から選択される化合物を少なくとも1種類含有
    し、第三成分として、前記一般式(7)、(8)、およ
    び(9)からなる化合物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。
  21. 【請求項21】第一成分として、請求項1から15のい
    ずれかに記載の化合物を少なくとも1種類含有し、第二
    成分として、前記一般式(2)、(3)、および(4)
    からなる化合物群から選択される化合物を少なくとも1
    種類含有し、第三成分として、前記一般式(5)および
    (6)からなる化合物群から選択される化合物を少なく
    とも1種類含有し、第四成分として、前記一般式
    (7)、(8)、および(9)からなる化合物群から選
    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。
  22. 【請求項22】請求項16〜21のいずれかに記載の液
    晶組成物に加えて、さらに1種類以上の光学活性化合物
    を含有することを特徴とする液晶組成物。
  23. 【請求項23】請求項16〜22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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