JP3360320B2 - 3,4,5−トリフルオロビフェニル誘導体 - Google Patents
3,4,5−トリフルオロビフェニル誘導体Info
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Liquid Crystal Substances (AREA)
Description
て有用な、新規な3,4,5−トリフルオロビフェニル
誘導体である新規液晶化合物に関する。
して、最近では、ワープロ、コンピュータ端末ディスプ
レイ等、情報表示素子として用いられ、電子装置と人と
のインターフェースとして重要性を増してきている。
(FEM)型、(2)動的散乱(DSM)型及び(3)
熱効果(TEM)型の3つに大別される。更に、電界効
果型には、ねじれネマチック(TN)型、超ねじれネマ
チック(STN)型、ゲスト−ホスト(GH)型、電界
制御複屈折(ECB)型、コレステリック−ネマチック
相転移(CN−PT)型、表面安定化強誘電性液晶(S
SFLC)型等がある。この中で、現在主流となってい
るのは、TN型及びSTN型である。
により、ある程度までは容量の増加は可能となったが、
近年の大表示容量要求に対してはもはや限界となった。
そこで、表示画素ごとにしきい特性をもつ非線形素子を
用いたMIM(Metal Insuretor Metal)方式、能動素
子を用いたTFT(Thin Film Transistor)方式等のア
クティブマトリックス方式が実用化され、大容量化に向
けて急速に発展しつつある。
は、各々の表示方式の特徴に応じて種々の特性が要求さ
れているが、駆動温度範囲が広く、低電圧駆動が可能で
あることは、これらの表示方式に共通して重要な要求特
性である。この要求特性を満足できる組成物を得るため
には、ネマチック相−等方性液体相転移温度(以下、N
−I点とする。)が高く、且つしきい値電圧が低いよう
な化合物が必要である。更に、アクティブマトリックス
方式に用いるためには、それらに加えて高い電圧保持率
を有することも要求されるが、誘電異方性(Δε)が大
きい化合物を用いると高い電圧保持率を得ることが困難
であるので、Δεがあまり大きくない化合物を用いる必
要がある。
に、N−I点の高い化合物や、Δεがあまり大きくない
化合物を用いた場合、低いしきい値電圧は得られにく
い。例えば、現在、高いN−I点を有し、Δεの小さい
化合物として式(a)
ら、この化合物を母体液晶に添加すると、N−I点を上
昇させるものの、同時にしきい値電圧も上昇させてしま
うという問題点があった。従って、上記条件をすべて満
足するようなアクティブマトリックス用液晶組成物を得
ることはかなり困難であった。
が、Δεがあまり大きくなく、しきい値電圧も低い液晶
組成物は、公知の2環性及び3環性の化合物を用いて調
製されてきたが、上記のすべての条件を満足できるもの
は得られなかった。
−I点を有し、Δεがあまり大きくなく、且つそれを添
加することによって組成物のしきい値電圧を高くするこ
とのない化合物を提供し、更にそれを含有する液晶組成
物を提供することにある。
決するために、一般式(I)
アルキル基を表わすが、炭素原子数2〜5の直鎖状アル
キル基が好ましく、シクロヘキサン環はトランス配置を
表わす。)で表わされる化合物を提供する。
有するため、これを添加することにより組成物の液晶相
温度範囲を大きく拡大することが可能であり、またΔε
があまり大きくないにもかかわらず、組成物のしきい値
電圧を上昇させない点にある。従って、本発明の化合物
を用いることにより、高い温度までネマチック相を示
し、しきい値電圧が低く、且つ電圧保持率の高い液晶組
成物が得られ、特にアクティブマトリックス用の材料に
適している。
は、電圧保持率が高く、且つしきい値電圧も低いが、N
−I点はさほど高くない従来の液晶組成物に添加するこ
とによって、N−I点を上昇させることができ、前記条
件を満たす組成物が得られる。
化合物は、例えば、次の製造方法に従って製造すること
ができる。
で、Rは炭素原子数1〜10の直鎖状アルキル基を表わ
し、シクロヘキサン環はトランス配置を表わす。) 第1段階:一般式(II)の化合物に、一般式(II
I)のグリニヤール試剤を反応させた後、酸触媒の存在
下脱水することにより、一般式(IV)の化合物を製造
する。 第2段階:一般式(IV)の化合物をパラジウムカーボ
ン等の触媒の存在下、水素添加した後、t−ブトキシカ
リウム等の強塩基によりトランス体に異性化させて、一
般式(V)の化合物を製造する。 第3段階:一般式(V)の化合物をヨウ素化することに
より、一般式(VI)の化合物を製造する。 第4段階:一般式(VII)の化合物とマグネシウムか
ら調製したグリニャール試剤と、一般式(VI)の化合
物をパラジウム触媒の存在下に反応させることにより、
一般式(I)の化合物を製造する。
れる化合物の代表的なものの例を第1表に掲げる。
を、Iは等方性液体相をそれぞれ表わす。)本発明に係
わる一般式(I)で表わされる化合物は、アクティブマ
トリックス用のみならず、例えば、正又は負の誘電異方
性を有する他のネマチック液晶化合物との混合物の状態
で、電界効果型表示セルの材料として使用することがで
きる。
(I)の化合物とともに用いることができる液晶成分と
しては、例えば、4−置換安息香酸4−置換フェニルエ
ステル、4−置換シクロヘキサンカルボン酸4−置換フ
ェニルエステル、4−置換シクロヘキサンカルボン酸
4’−置換ビフェニリルエステル、4−(4−置換シク
ロヘキサンカルボニルオキシ)安息香酸4−置換フェニ
ルエステル、4−(4−置換シクロヘキシル)安息香酸
4−置換フェニルエステル、4−(4−置換シクロヘキ
シル)安息香酸4−置換シクロヘキシルエステル、4,
4’−置換ビフェニル、1−(4−置換フェニル)−4
−置換シクロヘキサン、4,4”−置換ターフェニル、
1−(4’−置換ビフェニリル)−4−置換シクロヘキ
サン、1−(4−置換シクロヘキシル)−4−(4−置
換フェニル)シクロヘキサン、2−(4−置換フェニ
ル)−5−置換ピリミジン、2−(4−置換ビフェニリ
ル)−5−置換ピリミジン、1−(4−置換シクロヘキ
シル)−2−(4−置換シクロヘキシル)エタン、1−
(4−置換シクロヘキシル)−2−(4−置換フェニ
ル)エタン、1−[4−(4−置換シクロヘキシル)シ
クロヘキシル]−2−(4−置換フェニル)エタン、1
−[4−(4−置換フェニル)シクロヘキシル]−2−
(4−置換シクロヘキシル)エタン、1−(4−置換フ
ェニル)−2−(4−置換フェニル)エチン、1−[4
−(4−置換シクロヘキシル)]−2−(4−置換フェ
ニル)エチン等を挙げることができる。
(A)90重量%及び第1表に示した一般式(I)で表
わされるNo.1の化合物10重量%から成る混合液晶に
ついて測定したN−I点、20℃におけるしきい値電圧
及びΔεを掲示し、比較のために母体液晶(A)90重
量%及びこれまでN−I点を上昇させるために用いられ
てきた化合物である式(a)
母体液晶(A)自体についても同様に測定したN−I
点、20℃におけるしきい値電圧及びΔεを掲示したも
のである。
(a)の化合物と同様に母体液晶(A)のN−I点を大
きく上昇させていることが明らかである。しかも、式
(a)の化合物はしきい値電圧を大きく上昇させている
のに対し、No.1の化合物はしきい値電圧を全く上昇さ
せていない。更に、Δεもあまり上昇させていないこと
が明らかである。
点は低いものの、電圧保持率が高く、しきい値電圧の低
い従来の組成物に、本発明の一般式(I)の化合物を添
加することにより、特にアクティブマトリックスに適し
た液晶組成物を容易に得ることができる。
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。 (実施例1) 4’−[トランス−4−[2−(トラン
ス−4−プロピルシクロヘキシル)エチル]シクロヘキ
シル]−3,4,5−トリフルオロビフェニルの合成
ピルシクロヘキシル)エチル]−1−フェニルシクロヘ
キセンの合成 マグネシウム7.0g(288ミリモル)をテトラヒドロフラン2
0ml中に加え、これにテトラヒドロフラン200mlに溶解し
たブロモベンゼン38.0g(242ミリモル)を穏やかに還流す
る速度で滴下した。滴下終了後、更に1時間加熱還流さ
せた後、室温まで放冷した。この溶液に、テトラヒドロ
フラン200mlに溶解した4−[2−(トランス−4−プ
ロピルシクロヘキシル)エチル]シクロヘキサノン50.0
g(200ミリモル)を室温で30分で滴下した。滴下後、更に
3時間室温で攪拌し、反応液が弱酸性になるまで10%塩
酸を加えた。反応生成物を酢酸エチル200mlで抽出し、
有機層を飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸ナトリウム
で乾燥し、溶媒を留去した。得られた残渣にトルエン21
0mlと硫酸2mlを加え、4時間加熱還流させた。室温まで
放冷した後、水、飽和食塩水で順次洗浄し、無水硫酸ナ
トリウムで乾燥した。溶媒を留去した後、シリカゲルカ
ラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘキサン)を用い
て精製して、4−[2−(トランス−4−プロピルシク
ロヘキシル)エチル]−1−フェニルシクロヘキセン5
3.0g(170ミリモル)を得た。
ス−4−プロピルシクロヘキシル)エチル]シクロヘキ
シル]ベンゼンの合成 上記(1)で得られた4−[2−(トランス−4−プロ
ピルシクロヘキシル)エチル]−1−フェニルシクロヘ
キセン53.0g(170ミリモル)を酢酸エチル800mlに溶解
し、5%パラジウムカーボン5.0gを加え、水素加圧(4
気圧)下、室温で6時間攪拌した。触媒を濾別した後、
溶媒を減圧下に溜去し、N−メチルピロリジノン200ml
及びt−ブトキシカリウム4.0gを加え、120℃で6時間
加熱攪拌した。室温まで放冷した後、水200mlを加えて
析出した結晶を濾取し、減圧下に乾燥した。これをエタ
ノールから再結晶させて精製して、[トランス−4−
[2−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)エチ
ル]シクロヘキシル]ベンゼン36.0g(115ミリモル)を得
た。
ランス−4−プロピルシクロヘキシル)エチル]シクロ
ヘキシル]−1−ヨードベンゼンの合成 上記(2)で得られた[トランス−4−[2−(トラン
ス−4−プロピルシクロヘキシル)エチル]シクロヘキ
シル]ベンゼン10g(32ミリモル)に酢酸50ml、1,2−
ジクロロエタン20ml、水20ml、過沃素酸二水和物6.6g(2
9ミリモル)及び沃素6.1g(24ミリモル)を加え6時間加熱
還流させた。室温まで放冷した後、10%亜硫酸水素ナト
リウム水溶液100mlを攪拌下に加えた。反応生成物をト
ルエン100mlで抽出し、有機相を水、飽和食塩水で順次
洗浄し、無水硫酸ナトリウで乾燥させた。溶媒を留去し
た後、エタノールから再結晶させて、4−[トランス−
4−[2−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)
エチル]シクロヘキシル]−1−ヨードベンゼン8.4g(1
9ミリモル)を得た。
(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)エチル]シ
クロヘキシル]−3,4,5−トリフルオロビフェニル
の合成 マグネシウム0.4g(16ミリモル)をテトラヒドロフラン10
mlに加え、テトラヒドロフラン20mlに溶解した3,4,
5−トリフルオロ−1−ブロモベンゼン2.9g(14ミリモ
ル)を穏やかに還流する速度で滴下した。滴下終了後、
更に1時間加熱還流させた後、室温まで放冷した。未反
応のマグネシウムを濾別し、この溶液を上記(3)で得
られた4−[トランス−4−[2−(トランス−4−プ
ロピルシクロヘキシル)エチル]シクロヘキシル]−1
−ヨードベンゼン5.0g(11ミリモル)及び塩化パラジウム
50mgをテトラヒドロフラン20mlに溶解した溶液に、室温
で10分間で滴下した。滴下終了後、10時間加熱還流さ
せ、室温まで放冷し、10%塩酸を弱酸性になるまで加え
た。酢酸エチル200mlで抽出し、有機層を飽和食塩水で
洗浄した後無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を留去し
た。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:
ヘキサン)を用いて精製して、4’−[トランス−4−
[2−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)エチ
ル]シクロヘキシル]−3,4,5−トリフルオロビフ
ェニル2.2g(5ミリモル)を得た。
点、20℃におけるしきい値電圧及びΔεを測定したと
ころ、次の通りであった。 N−I点 54.5℃ しきい値電圧(20℃) 1.60V Δε 6.7 この母体液晶(A)90重量%及び実施例1で合成した
4’−[トランス−4−[2−(トランス−4−プロピ
ルシクロヘキシル)エチル]シクロヘキシル]−3,
4,5−トリフルオロビフェニル
同様にN−I点、しきい値電圧及びΔεを測定したとこ
ろ、次の通りであった。 N−I点 67.1℃ しきい値電圧(20℃) 1.60V Δε 7.4 また、比較のために、母体液晶(A)90重量%及び現
在N−I点を上昇させる目的で用いられている式(a)
調製し、同様にN−I点、しきい値電圧及びΔεを測定
したところ、次の通りであった。 N−I点 73.5℃ しきい値電圧(20℃) 1.85V Δε 7.0 以上の結果から、本発明の化合物は、式(a)の化合物
と同様にN−I点を大きく上昇させることが可能であ
り、しかも、式(a)の化合物が、しきい値電圧を大き
く上昇させているのに対し、本発明のNo.1の化合物はし
きい値電圧を全く上昇させていないことが理解できる。
従って、本発明の一般式(I)の化合物を用いることに
より、N−I点が高く、しきい値電圧の低い液晶組成物
を容易に得ることができる。
る化合物は、現在汎用されている液晶組成物に混合した
際、しきい値電圧を上昇させることなく、効果的にN−
I点を上昇させ、液晶相の温度範囲を拡大でき、低電圧
駆動が可能となることが明らかである。
る化合物は、低電圧駆動が要求されるテレビ、ワープロ
等のアクティブマトリックス液晶表示セルの材料として
有用である。
Claims (2)
- 【請求項1】 一般式(I) 【化1】 (式中、Rは炭素原子数1〜10の直鎖状アルキル基を
表わし、シクロヘキサン環はトランス配置を表わす。)
で表わされる化合物。 - 【請求項2】 請求項1記載の一般式(I)で表わされ
る化合物を含有する液晶組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24373292A JP3360320B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 3,4,5−トリフルオロビフェニル誘導体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24373292A JP3360320B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 3,4,5−トリフルオロビフェニル誘導体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0692881A JPH0692881A (ja) | 1994-04-05 |
JP3360320B2 true JP3360320B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=17108170
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24373292A Expired - Lifetime JP3360320B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 3,4,5−トリフルオロビフェニル誘導体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3360320B2 (ja) |
-
1992
- 1992-09-11 JP JP24373292A patent/JP3360320B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0692881A (ja) | 1994-04-05 |
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