JP4451932B2 - 3,3’―ジフルオロビフェニル誘導体、液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents
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Description
本発明は、新規液晶性化合物および液晶組成物に関し、さらに詳しくは、3,3’−ジフルオロビフェニル−4,4’−ジイル基を有する液晶性化合物、この化合物を含有する液晶組成物、およびこの液晶組成物を用いて構成した液晶表示素子に関する。
背景技術
液晶性化合物(本願において、液晶性化合物なる用語は、液晶相を示す化合物および液晶相を示さないが液晶組成物の構成成分として有用である化合物の総称として用いられる。)を用いた表示素子は、時計、電卓、ワープロ等のディスプレイに広く利用されている。近年では、安価に視野角を改善することができるインプレースイッチング(IPS)方式およびヴァーティカルアラインメント(VA)方式の研究が盛んに行われている。
IPS方式およびVA方式用の液晶組成物では、負の誘電率異方性値を有するものが好適であり、さらに、高い電圧保持率および低いしきい値電圧を有し、それらの温度依存性が小さく、広い液晶相温度範囲を有し、他の液晶材料との相溶性に優れ、低粘性であること等の物性が求められている。
このような液晶組成物の成分として側方位がフッ素置換された液晶性化合物が数多く検討され、例えば、下記の化合物が開示された文献がある。
しかしながら、1)の化合物はエステル結合を有することから粘性が大きく、電圧保持率も低い。2)および3)の化合物はスメクチック相を示しやすく、液晶組成物の成分として使用した場合、特に低温下で安定なネマチック相を形成し難い等の問題点を有していた。
発明の開示
本発明の目的は、前記の要求特性に鑑み、負の誘電率異方性値を示すと同時に極めて高い電圧保持率および低いしきい値電圧を有し、それらの温度依存性が極めて小さく、スメクチック相を示しにくく、他の液晶材料との相溶性に優れた液晶性化合物、これを含有する液晶組成物および該液晶組成物を用いて構成した液晶表示素子を提供することにある。
本発明者らは、上記課題の解決のため鋭意研究の結果、一般式(1)
(式中、Raは炭素数1〜20の直鎖または分岐アルキル基を示し、これらの基中の相隣接しない任意のメチレン基(−CH2−)は酸素原子であってもよく、基中の任意の水素原子はハロゲン原子であってもよく、Rbは炭素数1〜19の直鎖または分岐アルコキシ基を示し;A1、A2およびA3は各々独立してトランス−1,4−シクロヘキシレン、ジオキサン−2,5−ジイル、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1−シランクロヘキサン−1,4−ジイル、4−シラシクロヘキサン−1,4−ジイル、または1つ以上の水素原子がフッ素原子であってもよい1,4−フェニレンを示し;Z1、Z2およびZ3は各々独立して−(CH2)2−、−(CH2)4−、−CH2O−、−(CH2)3O−または単結合を示し;mは0または1を示し;nは0を示し;ただしmが0であり、A2が1,4−フェニレンである場合は、A2上の水素原子の少なくとも1つはフッ素原子である。また、この化合物を構成する原子はいずれもその同位体であってもよい。)で表される3,3’−ジフルオロビフェニル誘導体が所期の性能を有することを知り本発明を完成するに至った。
一般式(1)で表される化合物の一部は、前記先行文献3)の特許請求項等に形式的には包含されるが、前記先行文献には本発明の化合物に関して物性値等のデータが一切記載されておらず、その特性について具体的な言及もなく、本発明の有用性を示唆するものではなかった。
一般式(1)で表される化合物は下記の(a−1)〜(a−153)のように類別される。
式中、RaおよびRbは前記と同様の意味を示し、Bは環上の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−フェニレン基を示し、Cはトランス−1,4−シクロヘキシレンを示し、Dは向きを限定しないジオキサン−2,5−ジイルを示し、TPは向きを限定しないテトラヒドロピラン−2,5−ジイルを示し、Siは1−シラシクロヘキサン−1,4−ジイルまたは4−シラシクロヘキサン−1,4−ジイルを示し、BPは3,3’−ジフルオロビフェニル−4,4’−ジイルを示す。
Ra−B−BP−Rb (a−1)
Ra−C−BP−Rb (a−2)
Ra−D−BP−Rb (a−3)
Ra−TP−BP−Rb (a−4)
Ra−Si−BP−Rb (a−5)
Ra−B−(CH2)2−BP−Rb (a−6)
Ra−C−(CH2)2−BP−Rb (a−7)
Ra−D−(CH2)2−BP−Rb (a−8)
Ra−TP−(CH2)2−BP−Rb (a−9)
Ra−Si−(CH2)2−BP−Rb (a−10)
Ra−B−(CH2)4−BP−Rb (a−11)
Ra−C−(CH2)4−BP−Rb (a−12)
Ra−D−(CH2)4−BP−Rb (a−13)
Ra−TP−(CH2)4−BP−Rb (a−14)
Ra−Si−(CH2)4−BP−Rb (a−15)
Ra−B−CH2O−BP−Rb (a−16)
Ra−C−CH2O−BP−Rb (a−17)
Ra−D−CH2O−BP−Rb (a−18)
Ra−TP−CH2O−BP−Rb (a−19)
Ra−Si−CH2O−BP−Rb (a−20)
Ra−B−OCH2−BP−Rb (a−21)
Ra−C−OCH2−BP−Rb (a−22)
Ra−D−OCH2−BP−Rb (a−23)
Ra−TP−OCH2−BP−Rb (a−24)
Ra−Si−OCH2−BP−Rb (a−25)
Ra−B−(CH2)3O−BP−Rb (a−26)
Ra−C−(CH2)3O−BP−Rb (a−27)
Ra−D−(CH2)3O−BP−Rb (a−28)
Ra−TP−(CH2)3O−BP−Rb (a−29)
Ra−B−O(CH2)3−BP−Rb (a−30)
Ra−C−O(CH2)3−BP−Rb (a−31)
Ra−D−O(CH2)3−BP−Rb (a−32)
Ra−TP−O(CH2)3−BP−Rb (a−33)
Ra−B−B−BP−Rb (a−34)
Ra−C−B−BP−Rb (a−35)
Ra−D−B−BP−Rb (a−36)
Ra−TP−B−BP−Rb (a−37)
Ra−Si−B−BP−Rb (a−38)
Ra−B−C−BP−Rb (a−39)
Ra−B−D−BP−Rb (a−40)
Ra−B−TP−BP−Rb (a−41)
Ra−C−C−BP−Rb (a−42)
Ra−C−D−BP−Rb (a−43)
Ra−C−TP−BP−Rb (a−44)
Ra−D−C−BP−Rb (a−45)
Ra−TP−C−BP−Rb (a−46)
Ra−C−Si−BP−Rb (a−47)
Ra−Si−C−BP−Rb (a−48)
Ra−B−BP−B−Rb (a−49)
Ra−C−BP−B−Rb (a−50)
Ra−D−BP−B−Rb (a−51)
Ra−TP−BP−B−Rb (a−52)
Ra−C−BP−C−Rb (a−53)
Ra−D−BP−C−Rb (a−54)
Ra−TP−BP−C−Rb (a−55)
Ra−Si−BP−C−Rb (a−56)
Ra−B−B−(CH2)2−BP−Rb (a−57)
Ra−C−B−(CH2)2−BP−Rb (a−58)
Ra−D−B−(CH2)2−BP−Rb (a−59)
Ra−TP−B−(CH2)2−BP−Rb (a−60)
Ra−Si−B−(CH2)2−BP−Rb (a−61)
Ra−B−C−(CH2)2−BP−Rb (a−62)
Ra−B−D−(CH2)2−BP−Rb (a−63)
Ra−B−TP−(CH2)2−BP−Rb (a−64)
Ra−C−C−(CH2)2−BP−Rb (a−65)
Ra−C−D−(CH2)2−BP−Rb (a−66)
Ra−C−TP−(CH2)2−BP−Rb (a−67)
Ra−D−C−(CH2)2−BP−Rb (a−68)
Ra−TP−C−(CH2)2−BP−Rb (a−69)
Ra−C−Si−(CH2)2−BP−Rb (a−70)
Ra−Si−C−(CH2)2−BP−Rb (a−71)
Ra−B−B−(CH2)4−BP−Rb (a−72)
Ra−C−B−(CH2)4−BP−Rb (a−73)
Ra−B−C−(CH2)4−BP−Rb (a−74)
Ra−C−C−(CH2)4−BP−Rb (a−75)
Ra−B−B−CH2O−BP−Rb (a−76)
Ra−C−B−CH2O−BP−Rb (a−77)
Ra−D−B−CH2O−BP−Rb (a−78)
Ra−TP−B−CH2O−BP−Rb (a−79)
Ra−Si−B−CH2O−BP−Rb (a−80)
Ra−B−C−CH2O−BP−Rb (a−81)
Ra−B−D−CH2O−BP−Rb (a−82)
Ra−B−TP−CH2O−BP−Rb (a−83)
Ra−C−C−CH2O−BP−Rb (a−84)
Ra−C−D−CH2O−BP−Rb (a−85)
Ra−C−TP−CH2O−BP−Rb (a−86)
Ra−D−C−CH2O−BP−Rb (a−87)
Ra−TP−C−CH2O−BP−Rb (a−88)
Ra−C−Si−CH2O−BP−Rb (a−89)
Ra−Si−C−CH2O−BP−Rb (a−90)
Ra−B−B−OCH2−BP−Rb (a−91)
Ra−C−B−OCH2−BP−Rb (a−92)
Ra−D−B−OCH2−BP−Rb (a−93)
Ra−TP−B−OCH2−BP−Rb (a−94)
Ra−B−C−OCH2−BP−Rb (a−95)
Ra−B−D−OCH2−BP−Rb (a−96)
Ra−B−TP−OCH2−BP−Rb (a−97)
Ra−C−C−OCH2−BP−Rb (a−98)
Ra−C−D−OCH2−BP−Rb (a−99)
Ra−C−TP−OCH2−BP−Rb (a−100)
Ra−D−C−OCH2−BP−Rb (a−101)
Ra−TP−C−OCH2−BP−Rb (a−102)
Ra−B−(CH2)2−B−BP−Rb (a−103)
Ra−C−(CH2)2−B−BP−Rb (a−104)
Ra−D−(CH2)2−B−BP−Rb (a−105)
Ra−TP−(CH2)2−B−BP−Rb (a−106)
Ra−Si−(CH2)2−B−BP−Rb (a−107)
Ra−B−(CH2)2−C−BP−Rb (a−108)
Ra−B−(CH2)2−D−BP−Rb (a−109)
Ra−B−(CH2)2−TP−BP−Rb (a−110)
Ra−C−(CH2)2−C−BP−Rb (a−111)
Ra−C−(CH2)2−D−BP−Rb (a−112)
Ra−C−(CH2)2−TP−BP−Rb (a−113)
Ra−D−(CH2)2−C−BP−Rb (a−114)
Ra−TP−(CH2)2−C−BP−Rb (a−115)
Ra−C−(CH2)2−Si−BP−Rb (a−116)
Ra−Si−(CH2)2−C−BP−Rb (a−117)
Ra−B−(CH2)4−B−BP−Rb (a−118)
Ra−C−(CH2)4−B−BP−Rb (a−119)
Ra−B−(CH2)4−C−BP−Rb (a−120)
Ra−C−(CH2)4−C−BP−Rb (a−121)
Ra−B−CH2O−B−BP−Rb (a−122)
Ra−C−CH2O−B−BP−Rb (a−123)
Ra−D−CH2O−B−BP−Rb (a−124)
Ra−TP−CH2O−B−BP−Rb (a−125)
Ra−Si−CH2O−B−BP−Rb (a−126)
Ra−B−CH2O−C−BP−Rb (a−127)
Ra−C−CH2O−C−BP−Rb (a−128)
Ra−C−CH2O−D−BP−Rb (a−129)
Ra−C−CH2O−TP−BP−Rb (a−130)
Ra−D−CH2O−C−BP−Rb (a−131)
Ra−TP−CH2O−C−BP−Rb (a−132)
Ra−Si−CH2O−C−BP−Rb (a−133)
Ra−B−OCH2−B−BP−Rb (a−134)
Ra−C−OCH2−B−BP−Rb (a−135)
Ra−D−OCH2−B−BP−Rb (a−136)
Ra−TP−OCH2−B−BP−Rb (a−137)
Ra−B−OCH2−C−BP−Rb (a−138)
Ra−B−OCH2−D−BP−Rb (a−139)
Ra−B−OCH2−TP−BP−Rb (a−140)
Ra−C−OCH2−C−BP−Rb (a−141)
Ra−C−OCH2−D−BP−Rb (a−142)
Ra−C−OCH2−TP−BP−Rb (a−143)
Ra−D−OCH2−C−BP−Rb (a−144)
Ra−TP−OCH2−C−BP−Rb (a−145)
Ra−B−(CH2)3O−B−BP−Rb (a−146)
Ra−C−(CH2)3O−B−BP−Rb (a−147)
Ra−B−(CH2)3O−C−BP−Rb (a−148)
Ra−C−(CH2)3O−C−BP−Rb (a−149)
Ra−B−O(CH2)3−B−BP−Rb (a−150)
Ra−C−O(CH2)3−B−BP−Rb (a−151)
Ra−B−O(CH2)3−C−BP−Rb (a−152)
Ra−C−O(CH2)3−C−BP−Rb (a−153)
(a−1)〜(a−153)で示される化合物はいずれも好ましい特性を示すものであるが、これらの一群の中で特に好ましい特性を示すものとして(a−1)〜(a−10)、(a−16)〜(a−22)、(a−26)〜(a−29)、(a−34)〜(a−38)、(a−42)〜(a−53)、(a−56)〜(a−61)、(a−65)〜(a−71)、(a−76)〜(a−80)、(a−84)〜(a−91)、(a−103)〜(a−107)、(a−111)〜(a−117)、(a−122)〜(a−126)、(a−128)、(a−133)、(a−134)および(a−138)〜(a−140)を示すことができる。
式中、RaおよびRbは炭素数1〜20の直鎖または分岐アルキル基であるが、具体的には直鎖アルキル基としてはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、デシル、ペンタデシル、イコシル等を、また分岐アルキル基としてはイソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、イソペンチル、イソヘキシル、3−エチルオクチル、3,8−ジメチルテトラデシル、5−エチル−5−メチルノナデシル等を例示することができる。なお、分岐アルキル基は光学活性を示すものであってもよく、そのような化合物はキラルドープ剤として有用である。
これらのアルキル基中の相隣接しない任意のメチレン基は酸素原子で置換されていてもよく、具体的には、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシおよびノニルオキシ等のアルコキシ基、メトキシメチル、メトキシエチル、メトキシプロピル、メトキシブチル、メトキシペンチル、メトキシオクチル、エトキシメチル、エトキシエチル、エトキシプロピル、エトキシヘキシル、プロポキシメチル、プロポキシエチル、プロポキシプロピル、プロポキシペンチル、ブトキシメチル、ブトキシエチル、ブトキシブチル、ペンチルオキシメチル、ペンチルオキシブチル、ヘキシルオキシメチル、ヘキシルオキシエチル、ヘキシルオキシプロピル、ヘプチルオキシメチルおよびオクチルオキシメチル等のアルコキシアルキル基等を例示することができる。
また、これらの基中の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、具体的にはフルオロメチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、2−フルオロエチル、1,2−ジフルオロエチル、1,1,2,2−テトラフルオロエチル、2−ブロモ−1,2−ジフルオロエチル、3−フルオロプロピル、1,2,3,3−テトラフルオロプロピル、1,1,3,3,3−ペンタフルオロプロピル、1,1,2,3,3,3,−ヘキサフルオロプロピル、3−フルオロブチル、4−フルオロブチル、1,1,2,4−テトラフルオロブチル、3−フルオロペンチル、5−フルオロペンチル、2,3,3,4,5−ペンタフルオロペンチル、6−フルオロヘキシル、2,3,4,6−テトラフルオロヘキシル、7−フルオロヘプチル、8,8−ジフルオロオクチル等のハロゲン置換アルキル基、ジフルオロメトキシ、トリフルオロメトキシ、1,1−ジフルオロエトキシ、2,2−ジフルオロエトキシ、2,2,2−トリフルオロエトキシ、1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ、ペルフルオロエトキシ、1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロポキシ、ペルフルオロプロポキシ等のハロゲン置換アルコキシ基等を例示することができるが、好ましくは、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、直鎖アルコキシ基、分岐アルコキシ基、直鎖ハロゲン置換アルキル基および直鎖ハロゲン置換アルコキシ基であり、より好ましくは、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、直鎖アルコキシ基および分岐アルコキシ基である。
A1、A2およびA3はトランス−1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、1,4−ジオキサン−2,5−ジイル、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1−シラシクロヘキサン−1,4−ジイル、4−シラシクロヘキサン−1,4−ジイルまたは1つ以上の水素原子がフッ素原子で置換されてもよい1,4−フェニレンであるが、粘性等の点からトランス−1,4−シクロヘキシレン、1−シラシクロヘキサン−1,4−ジイル、4−シラシクロヘキサン−1,4−ジイルまたは1つ以上の水素原子がフッ素原子で置換されてもよい1,4−フェニレンが好ましく、より好ましくは1−シラシクロヘキサン−1,4−ジイル、4−シラシクロヘキサン−1,4−ジイルはトランス型である。
Z1、Z2およびZ3は−(CH2)2−、−(CH2)4−、−CH2O−、−(CH2)3O−およ単有結合からなる群から選択されるが、粘性等の点から−(CH2)2−、−CH2O−または単結合であるものが好ましい。
本発明の一般式(1)で表される3,3’−ジフルオロビフェニル誘導体は、公知の一般的な有機合成法によって製造することができるが、例えば以下のような方法で簡便に製造することができる。
(式中、Ra、Rb、A1〜A3、Z1、Z3、mおよびnは前記と同様の意味を示し、Xa〜Xeはハロゲン原子を示し、oは1または2を示し、pは1または3を示し、ベンゼン環上の水素原子はカッコ内の原子で置換されていてもよいことを示す。)
すなわち、schemelに示したごとく、トルエンあるいはキシレン等とエタノール等のアルコール類および水の混合溶媒中、K2CO3あるいはNa2CO3等の塩基および炭素担持パラジウム(Pd−C)、Pd(PPh3)4、PdCl2(PPh3)2等の触媒存在下、化合物(1)と化合物(2)を反応(M.HIRD等,リキッド クリスタルズ,18(1),1(1995))させて化合物(3)とした後、sec−ブチルリチウム等のリチウム化合物、次いでハロゲン分子(特に臭素またはヨウ素)と反応させて化合物(4)を得る。化合物(4)とマグネシウムから調製したGrignard試薬(あるいは、n−ブチルリチウム等から調製したリチウム化合物)と化合物(5)を反応させて化合物(6)を得る。次いでp−トルエンスルホン酸(PTS)等の酸触媒存在下、脱水反応を行った後、ラネーNiまたはPd−C等の触媒存在下、水素添加して本発明の化合物(8)を製造することができる。
scheme2に示したごとく、化合物(1)および化合物(2)に代えてそれぞれ化合物(4)および化合物(9)を用いる以外schemelと同様の方法により本発明化合物例の(10)を製造することができる
scheme3に示したごとく、化合物(11)をリチオ化した後、ZnBr2等の亜鉛化合物と反応させ、次いで化合物(4)と反応(林等,ジャーナル オブ ジ アメリカン ケミカル ソサイエティー,106,158(1984))させることにより本発明の化合物(12)を製造することができる。
scheme4に示したごとく、化合物(1)に代えて化合物(13)を用いる以外schemelと同様の方法により化合物(14)とした後、脱保護して化合物(15)を得る。次いで、化合物(15)と化合物(16)をナトリウムアミド(J.B.ライト等,ジャーナル オブ ジ アメリカン ケミカル ソサイエティー,70,3098(1948))、炭酸カリウム(W.T.オルソン等,ジャーナル オブ ジ アメリカン ケミカル ソサイエティー,69,2451(1947))、トリエチルアミン(R.L.Merker等,ザ ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー,26,5180(1961))、水酸化ナトリウム(C.Wilkins,シンセシス,1973,156)、水酸化カリウム(J.Rebek等,ザ ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー,44,1485(1979))、水酸化バリウム(カワベ等,ザ ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー,37,4210(1972))または水素化ナトリウム(C.J.Stark,テトラヘドロン レターズ,22,2089(1981)、K.タカイ等,テトラヘドロン レターズ,21,1657(1980))等の塩基の存在下、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ヘキサメチルリン酸トリアミドまたはトルエン等の溶媒中で反応させることにより本発明の化合物(17)を製造することができる。
一般式(1)において、RaおよびRb中に−O−を含む化合物も同様の方法で製造することができる。
(式中、Ra、Rb、A1〜A3、Z1、Z3、m、およびnは前記と同様の意味を示し、XaおよびXf-はハロゲン原子を示し、qは2または4を示し、Rはアルキル基を示す。)
scheme5に示したごとく、化合物(18)とメチルトリフェニルホスホニウムハライドからWittig反応(オーガニック リアクションズ,第14巻,第3章)を行って化合物(19)とし、過酢酸(D.Swern等,ジャーナル オブ ジ アメリカン ケミカル ソサイエティー,68,1504(1946))、過安息香酸(J.Grigor等,ジャーナル オブ ザ ケミカル ソサイエティー,2333,(1954))、トリフルオロ過酢酸(E.J.Corey等,ジャーナル オブ ジ アメリカン ケミカル ソサイエティー,101,5841(1979))、m−クロロ過安息香酸(mCPBA)(A.G.Hortmann等,ザ ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー,35,4920(1970)、M.Sworin等,ジャーナル オブ ジ アメリカン ケミカル ソサイエティー,111,1815(1989))等の過酸化物により化合物(20)とする。
次いでトリフルオロ酢酸(A.C.Cope等,ジャーナル オブ ジ アメリカン ケミカル ソサイエティー,85,3752(1963))、トリクロロ酢酸(G.Berti等,テトラヘドロン レターズ,3421,(1965))、トリニトロベンゼンスルホン酸(M.A.Khuddus等,ジャーナル オブ ジ アメリカン ケミカル ソサイエティー,95,8393(1973))等で加水分解して化合物(21)とした後、tert−ブチルジメチルシリルクロリド(TBDMS−Cl)(K.K.Oglivie等,テトラヘドロン レターズ,317(1973)、S.K.Chaudhary等,テトラヘドロン レターズ,99,(1979))等で保護し、トリフルオロメタンスルホン酸エステル(T.Gramstad等,ジャーナル オブ ケミカル ソサイエティー,4069(1957))、スルホン酸エステル(小倉等,ブルティン オブ ザ ケミカル ソサイエティー オブ ジャパン,56,1257(1983))またはシュウ酸エステル(E.E.Smissman等,ザ ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー,37,3944(1972))等に誘導し、化合物(23)と反応を行い化合物(24)とする。次いで、脱保護(I.J.Bolton等,ジャーナル オブザ ケミカル ソサイエティー,2944(1971))し、PTS等の酸触媒存在下、脱水反応を行うことにより本発明の化合物(26)を製造することができる。
scheme6に示したごとく、化合物(27)をクロロクロム酸ピリジニウム(PCC)(G.Melvin等,ジャーナル オブ ザ ケミカル ソサイエティー パーキン トランスアクション,1,599(1981)または二クロム酸ピリジニウム等の酸化剤で酸化した後、化合物(29)と反応させて化合物(30)を得る。塩酸、硫酸等の鉱酸またはPTS(W.J.Johnson等、ジャーナル オブ ジ アメリカン ケミカル ソサイエティー,83,606(1961))等の酸触媒存在下、脱水して化合物(31)を得る。次いで、水素化ジイソブチルアルミニウム(DIBAL)(E.J.Corey等,ジャーナル オブ ジ アメリカン ケミカル ソサイエティー,91,5675(1969))または水素化ビス(2−メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウム(トコロヤマ等,テトラヘドロン レターズ,36,3377(1980))等の還元剤で還元して化合物(32)を得る。さらに化合物(32)をトリエチルシラン(G.A.Kraus等,ジャーナル オブ ザ ケミカル ソサイエティー ケミカル コミュニケイションズ,1568(1986))等のヒドロシランで還元することによって本発明の化合物(33)を製造することができる。
また、一般式(1)中にシラシクロヘキサン環を含む化合物は、特開平7−70148、特開平7−112990、特開平7−173176および特開平7−252273等で開示されている方法に従って、容易に製造することができる。
原料であるジヒドロキシボラン誘導体(2)および(9)も公知の一般的な有機合成法によって製造することができるが、例えば以下のような方法で簡便に製造することができる。
(式中、Rb、A3、Z3、nおよびXaは前記と同様の意味を示す。)
すなわち、scheme7に示したごとく、化合物(34)とマグネシウムから調製したグリニャール試薬とトリメトキシボランまたはトリイソプロピルオキシボラン等のトリアルコキシボランとを反応させた後、塩酸等で加水分解することによって(2)を製造することができる。
上述の反応は全て公知のものであるが、必要によりさらに他の既知反応を使用できることは言うまでもない。
このようにして得られる本発明の液晶性化合物は、極めて高い電圧保持率および低いしきい値電圧を有し、それらの温度依存性が極めて小さく、スメクチック相を示しにくい上、種々の液晶材料と容易に混合し、低温下でも溶解性が良好である。
また、これらの本発明液晶性化合物は、液晶表示素子が通常使用される条件下において物理的および化学的に十分安定であり、ネマチック液晶組成物の構成成分として極めて優れている。
本発明の化合物は、TN、STNおよびTFT用の液晶組成物においても、その構成成分として好適に使用することができる。
一般式(1)で表される化合物のうち、3個の六員環を有する化合物は高い等方相転移温度と比較的低い粘性を示し、4個の六員環を有する化合物は格別に高い等方相転移温度とやや大きな粘性を示す。分子内にシクロヘキサン環、ジオキサン環、テトラヒドロピラン環またはシラシクロヘキサン環を有する化合物は小さな屈折率異方性値を示し、シクロヘキサン環、シラシクロヘキサン環またはベンゼン環を有する化合物は低粘性を示し、ベンゼン環を有する化合物は比較的大きな屈折率異方性値を示す。
また、以下の部分構造を有する化合物は、特に大きな負の誘電率異方性値を示す。
環構造中の水素原子をフッ素原子に置換することによって、より大きな誘電率異方性値をとることが可能であり、同時に相溶性も改善され得る。
さらに、本発明化合物中の原子が、その同位体で置換された化合物も同様の特性を示すことから好ましいものといえる。
これらのことから環、側鎖、置換基および結合基を適当に選択することにより所望の物性を有する新たな液晶性化合物を得ることができる。
以下、本発明の液晶組成物に関して説明する。本発明に係る液晶組成物は、一般式(1)で表される化合物の少なくとも1種を0.1〜99.9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く、より好ましくはその割合は1〜50重量%の範囲である。
さらに詳しくは、本発明で提供される液晶組成物は、一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種含有する第一成分に加え、一般式(2)〜(12)で表される化合物群から液晶組成物の目的に応じて選択される化合物を混合することにより完成する。
本発明の液晶組成物に用いられる一般式(2)〜(4)で表される化合物の好ましい例として以下の化合物を挙げることができる。
(式中、R1およびX1は前記と同様の意味を示す。)
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用の液晶組成物を調製する場合に、極めて有用な化合物である。
TFT用の液晶組成物を調製する場合、一般式(2)〜(4)で表される化合物の使用量は、液晶組成物の全重量に対して0.1〜99.9重量%の範囲で使用できるが、好ましくは10〜97重量%、より好ましくは40〜95重量%である。また、一般式(7)〜(9)で表される化合物を、粘度調整の目的でさらに含有してもよい。
STNまたはTN用の液晶組成物を調製する場合も一般式(2)〜(4)で表される化合物を使用することができるが、50重量%以下の使用量が好ましい。
本発明の液晶組成物に用いられる一般式(5)および(6)で表される化合物の好ましい例として以下の化合物を挙げることができる。
(式中、R2、R3およびX2は前記と同様の意味を示す。)
一般式(5)および(6)で表される化合物は誘電率異方性値が正でその値が大きく、特に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。また、屈折率異方性値の調整、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、STNまたはTN用の液晶組成物の電圧−透過率特性の急峻性を改良する目的にも使用される。
一般式(5)および(6)で表される化合物は、STNおよびTN用の液晶組成物を調製する場合には、特に有用な化合物である。
液晶組成物中に一般式(5)および(6)で表される化合物の量が増加すると、液晶組成物のしきい値電圧は小さくなるが、粘度が上昇する。したがって、液晶組成物の粘度が要求値を満足している限り、多量に使用した方が低電圧駆動できるので有利である。STNまたはTN用の液晶組成物を調製する場合に、一般式(5)および(6)で表される化合物の使用量は0.1〜99.9重量%の範囲で使用できるが、好ましくは10〜97重量%、より好ましくは40〜95重量%である。
本発明の液晶組成物に用いられる一般式(7)〜(9)で表される化合物の好ましい例として以下の化合物を挙げることができる。
(式中、R4およびR5は前記と同様の意味を示す。)
一般式(7)〜(9)で表される化合物は、誘電率異方性の絶対値が小さく、中性に近い化合物である。一般式(7)で表される化合物は主として粘度調整または屈折率異方性値の調整の目的で使用される。また、一般式(8)および(9)で表される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または屈折率異方性値の調整の目的で使用される。
一般式(7)〜(9)で表される化合物の使用量を増加させると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。したがって、液晶組成物のしきい値電圧が要求値を満足している限り、多量に使用することが望ましい。TFT用の液晶組成物を調製する場合に一般式(7)〜(9)で表される化合物の使用量は、好ましくは40重量%以下、より好ましくは35重量%以下である。また、STNまたはTN用の液晶組成物を調製する場合には、一般式(7)〜(9)で表される化合物の使用量は、好ましくは70重量%以下、より好ましくは60重量%以下である。
本発明の液晶組成物に用いられる一般式(10)〜(12)で表される化合物の好ましい例として以下の化合物を挙げることができる。
(式中、R5およびR6は前記と同様の意味を示す。)
一般式(10)〜(12)で表される化合物は、誘電率異方性値が負の化合物である。一般式(10)で表される化合物は2環化合物であるので、主としてしきい値電圧の調整、粘度調整または屈折率異方性値の調整の目的で使用される。一般式(11)で表される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または屈折率異方性値の調整の目的で使用される。一般式(12)で表される化合物はネマチックレンジを広げる目的の他、しきい値電圧を小さくする目的および屈折率異方性値を大きくする目的で使用される。
一般式(10)〜(12)で表される化合物は主として誘電率異方性値が負である液晶組成物に使用される。その使用量を増加させると組成物のしきい値電圧が小さくなるが、粘度が大きくなる。したがって、しきい値電圧の要求値を満足している限り、少なく使用することが望ましい。しかしながら、誘電率異方性の絶対値が5以下であるので、40重量%より少なくなると電圧駆動ができなくなる場合がある。一般式(10)〜(12)で表される化合物の使用量は、誘電率異方性値が負であるTFT用の組成物を調製する場合には40重量%以上が好ましいが、50〜95重量%が好適である。また、弾性定数をコントロールし、組成物の電圧−透過率曲線を制御する目的で、一般式(10)〜(12)で表される化合物を誘電率異方性値が正である組成物に混合する場合もある。この場合の一般式(10)〜(12)の化合物の使用量は30重量%以下が好ましい。
また、本発明の液晶組成物では、OCB(Optically Compensated Birefringence)モード用液晶組成物等の特別な場合を除き、液晶組成物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(reverse twist)を防ぐ目的で、通常、光学活性化合物を添加する。このような目的で公知のいずれの光学活性化合物も使用できるが、好ましい例として以下の光学活性化合物を挙げることができる。
本発明の液晶組成物は、通常、これらの光学活性化合物を添加して、ねじれのピッチを調整する。ねじれのピッチは、TFT用およびTN用の液晶組成物であれば40〜200μmの範囲に調整するのが好ましい。STN用の液晶組成物であれば6〜20μmの範囲に調整するのが好ましい。また、双安定TN(Bistable TN)モード用の場合は、1.5〜4μmの範囲に調整するのが好ましい。また、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。
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。
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)モー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製したNCAPや液晶中に三次元網目状高分子を作製したポリマーネットワーク液晶表示素子(PNLCD)に代表されるポリマー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)モードや動的散乱(DS)モード用の液晶組成物としても使用できる。
本発明の化合物を含有する液晶組成物例として以下のものを示すことができる。なお、組成物例および後述の実施例中の化合物は、以下に示される定義に従って記号化して表記し、化合物のNo.は後述の実施例中に示されるそれと同一である。
また、例えば下記の部分構造式において、トランス−1,4−シクロヘキシレンの水素原子がQ1、Q2、Q3の位置で重水素原子により置換された場合には、記号:H[1D,2D,3D〕とし、またQ5、Q6、Q7の位置で置換された場合は、記号:H[5D,6D,7D]として[ ]内の番号で重水素置換位置を示すこととする。
また、組成物例および実施例中において、特に断りのない限り「%」は「重量%」を示し、化合物にシス−トランス異性体が存在する場合には、その化合物はトランス型である。
組成物例1
3−HCH2OB(2F)B(3F)−O3(化合物No.276) 15.0%
3−HEB−O4 24.0%
4−HEB−O2 17.0%
5−HEB−O1 17.0%
3−HEB−O2 15.0%
5−HEB−O2 12.0%
組成物例2
3−HB(2F)B(3F)−O3(化合物No.183) 15.0%
3−HEB−O4 24.0%
4−HEB−O2 17.0%
5−HEB−O1 17.0%
3−HEB−O2 15.0%
5−HEB−O2 12.0%
組成物例3
3−HB(2F)B(3F)−O3(化合物No.183) 10.0%
3−HCH2OB(2F)B(3F)−O3(化合物No.276) 10.0%
3−HH−2 5.0%
3−HH−4 3.0%
3−HH−O1 7.0%
3−HH−O3 5.0%
5−HH−O1 4.0%
3−HB(2,3F)−O2 12.0%
5−HB(2,3F)−O2 11.0%
3−HHB(2,3F)−O2 14.0%
5−HHB(2,3F)−O2 15.0%
3−HHB(2,3F)−2 4.0%
組成物例4
3−HHCH2OB(2F)B(3F)−O3(化合物No.383) 5.0%
3−HH−5 5.0%
3−HH−4 5.0%
3−HH−O1 6.0%
3−HH−O3 6.0%
3−HB−O1 5.0%
3−HB−O2 6.0%
3−HB(2,3F)−O2 10.0%
5−HB(2,3F)−O2 10.0%
3−HHB(2,3F)−O2 12.0%
5−HHB(2,3F)−O2 13.0%
3−HHB(2,3F)−2 4.0%
2−HHB(2,3F)−1 4.0%
3−HHEH−3 5.0%
3−HHEH−5 4.0%
組成物例5
3O−B(2F)B(2F)B(3F)−O3(化合物No.1) 4.0%
3−HB(2F)B(3F)−O3(化合物No.183) 5.0%
3−BB(2,3F)−O2 13.0%
3−BB(2,3F)−O4 10.0%
5−BB(2,3F)−O4 10.0%
2−BB(2,3F)B−3 25.0%
3−BB(2,3F)B−5 13.0%
5−BB(2,3F)B−5 14.0%
5−BB(2,3F)B−7 6.0%
組成物例6
3O−B(2F)B(2F)B(3F)−O3(化合物No.1) 3.0%
3−HB(2F)B(3F)−O3(化合物No.183) 3.0%
3−HCH2OB(2F)B(3F)−O3(化合物No.276) 10.0%
3−BB(2,3F)−O2 10.0%
5−BB−5 7.0%
5−BB−O6 9.0%
5−BB−O8 8.0%
1−BEB−5 6.0%
3−BEB−5 6.0%
5−BEB−5 3.0%
3−HEB−O2 22.0%
5−BBB(2,3F)−7 9.0%
3−H2BB(2F)−5 4.0%
組成物例7
3O−B(2F)B(2F)B(3F)−O3(化合物No.1) 4.0%
3−HB(2F)B(3F)−O3(化合物No.183) 13.0%
3−HCH2OB(2F)B(3F)−O3(化合物No.276) 13.0%
3−HHCH2OB(2F)B(3F)−O3(化合物No.383) 4.0%
3−HB−O1 15.0%
3−HB−O2 6.0%
3−HEB(2,3F)−O2 9.0%
4−HEB(2,3F)−O2 9.0%
5−HEB(2,3F)−O2 4.0%
2−BB2B−O2 6.0%
1−B2BB(2F)−5 7.0%
5−B(3F)BB−O2 3.0%
3−BB(2,3F)B−3 7.0%
組成物例8
3O−B(2F)B(2F)B(3F)−O3(化合物No.1) 3.0%
3−HB(2F)B(3F)−O3(化合物No.183) 3.0%
3−HB−O1 9.0%
3−HB−O2 11.0%
3−HB−O4 9.0%
2−BTB−O1 5.0%
1−BTB−O2 3.0%
3−BTB(2,3F)−O2 13.0%
5−BTB(2,3F)−O2 13.0%
3−B(2,3F)TB(2,3F)−O4 4.0%
5−B(2,3F)TB(2,3F)−O4 4.0%
3−HBTB−O1 5.0%
3−HBTB−O2 4.0%
3−HHB(2,3F)−O2 6.0%
5−HBB(2,3F)−O2 5.0%
5−BPr(3F)−O2 3.0%
組成物例9
3O−B(2F)B(2F)B(3F)−O3(化合物No.1) 3.0%
3−HB(2F)B(3F)−O3(化合物No.183) 5.0%
3−HB−O2 10.0%
5−HB−3 8.0%
5−BB(2,3F)−O2 10.0%
3−HB(2,3F)−O2 10.0%
5−HB(2,3F)−O2 8.0%
3−HHB(2,3F)−O2 12.0%
5−HHB(2,3F)−O2 4.0%
5−HHB(2,3F)−1O1 4.0%
2−HHB(2,3F)−1 5.0%
3−HBB−2 6.0%
3−BB(2,3F)B−3 8.0%
5−B2BB(2,3F)B−O2 7.0%
組成物例10
3−HB(2F)B(3F)−O3(化合物No.183) 3.0%
3−HCH2OB(2F)B(3F)−O3(化合物No.276) 3.0%
3−HHCH2OB(2F)B(3F)−O3(化合物No.383) 3.0%
3−HB−O2 20.0%
1O1−HH−3 6.0%
1O1−HH−5 5.0%
3−HH−EMe 12.0%
4−HEB−O1 9.0%
4−HEB−O2 7.0%
5−HEB−O1 8.0%
3−HHB−1 3.0%
4−HEB(2,3C)−O4 3.0%
6−HEB(2,3C)−O4 3.0%
3−HEB(2,3C)−O5 4.0%
4−HEB(2,3C)−O5 3.0%
5−HEB(2,3C)−O5 2.0%
2−HBEB(2,3C)−O2 2.0%
4−HBEB(2,3C)−O4 4.0%
組成物例11
3−HB(2F)B(3F)−O3(化合物No.183) 10.0%
1V2−BEB(3,5F)−C 5.0%
3−HB−C 24.0%
V2−HB−C 6.0%
1−BTB−3 3.0%
2−BTB−1 10.0%
1O1−HH−3 3.0%
3−HH−4 9.0%
3−HHB−1 4.0%
3−H2BTB−2 4.0%
3−H2BTB−3 4.0%
3−H2BTB−4 4.0%
3−HB(3F)TB−2 6.0%
3−HB(3F)TB−3 5.0%
3−HHB−C 3.0%
組成物例12
3−HB(2F)B(3F)−O3(化合物No.183) 8.0%
5−PyB−F 4.0%
3−PyB(3F)−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−HHB−1 6.0%
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%
組成物例13
3−HB(2F)B(3F)−O3(化合物No.183) 4.0%
3−HCH2OB(2F)B(3F)−O3(化合物No.276) 5.0%
2O1−BEB(3F)−C 5.0%
3O1−BEB(3F)−C 12.0%
5O1−BEB(3F)−C 4.0%
1V2−BEB(3,5F)−C 10.0%
3−HEB−O4 4.0%
3−HH−EMe 6.0%
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(3F)−C 2.0%
3−HB(3F)EB(3F)−C 2.0%
3−HBEB(3,5F)−C 2.0%
3−HHB−F 4.0%
3−HHB−O1 4.0%
3−HEBEB−F 2.0%
3−HEBEB−1 2.0%
3−HHB(3F)−C 4.0%
組成物例14
3−HCH2OB(2F)B(3F)−O3(化合物No.276) 10.0%
5−BEB(3F)−C 5.0%
V−HB−C 11.0%
5−PyB−C 6.0%
4−BB−3 11.0%
5−HH−V2V 4.0%
3−HH−2V 10.0%
5−HH−V 7.0%
V−HHB−1 7.0%
V2−HHB−1 10.0%
3−HHB−1 4.0%
1V2−HBB−2 10.0%
3−HHEBH−3 5.0%
組成物例15
3−HB(2F)B(3F)−O3(化合物No.183) 11.0%
5−BTB(3F)TB−3 10.0%
V2−HB−TC 10.0%
3−HB−TC 10.0%
3−HB−C 12.0%
5−HB−C 7.0%
5−BB−C 3.0%
2−BTB−1 10.0%
2−BTB−O1 4.0%
3−HH−4 4.0%
3−HHB−1 10.0%
3−H2BTB−2 3.0%
3−H2BTB−3 3.0%
3−HB(3F)TB−2 3.0%
組成物例16
3O−B(2F)B(2F)B(3F)−O3(化合物No.1) 2.0%
3−HB(2F)B(3F)−O3(化合物No.183) 5.0%
1V2−BEB(3,5F)−C 6.0%
3−HB−C 18.0%
2−BTB−1 10.0%
5−HH−VFF 30.0%
1−BHH−VFF 8.0%
1−BHH−2VFF 4.0%
3−H2BTB−2 5.0%
3−H2BTB−3 4.0%
3−H2BTB−4 4.0%
3−HHB−1 4.0%
組成物例17
3−HB(2F)B(3F)−O3(化合物No.183) 5.0%
7−HB(3F)−F 5.0%
5−H2B(3F)−F 5.0%
3−HB−O2 10.0%
3−HH−4 2.0%
3−HH[5D,6D,7D]−4 3.0%
2−HHB(3F)−F 10.0%
3−HHB(3F)−F 10.0%
5−HH[5D,6D,7D]B(3F)−F 10.0%
3−H2HB(3F)−F 5.0%
2−HBB(3F)−F 3.0%
3−HBB(3F)−F 3.0%
5−HBB(3F)−F 6.0%
2−H2BB(3F)−F 5.0%
3−H2BB(3F)−F 6.0%
3−HHB−1 3.0%
3−HHB−O1 5.0%
3−HHB−3 4.0%
組成物例18
3−HCH2OB(2F)B(3F)−O3(化合物No.276) 6.0%
7−HB(3,5F)−F 5.0%
3−H2HB(3,5F)−F 2.0%
3−HHB(3,5F)−F 10.0%
4−HHB(3,5F)−F 5.0%
3−HBB(3,5F)−F 10.0%
3−HHEB(3,5F)−F 10.0%
4−HHEB(3,5F)−F 3.0%
5−HHEB(3,5F)−F 3.0%
2−HBEB(3,5F)−F 3.0%
3−HBEB(3,5F)−F 5.0%
5−HBEB(3,5F)−F 3.0%
3−HD(3,5)B(3,5F)−F 15.0%
3−HBCF2OB−OCF3 4.0%
3−HHBB(3,5F)−F 6.0%
組成物例19
3−HCH2OB(2F)B(3F)−O3(化合物No.276) 5.0%
3−HB−CL 10.0%
5−HB−CL 4.0%
7−HB−CL 4.0%
1O1−HH−5 5.0%
2−HBB(3F)−F 8.0%
3−HBB(3F)−F 8.0%
5−HBB(3F)−F 14.0%
4−HHB−CL 8.0%
5−HHB−CL 3.0%
3−H2HB(3F)−CL 4.0%
3−HBB(3,5F)−F 10.0%
5−H2BB(3,5F)−F 9.0%
3−HB(3F)VB−2 4.0%
3−H2BTB−2 4.0%
組成物例20
3−HB(2F)B(3F)−O3(化合物No.183) 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(3,5F)−OCF3 5.0%
3−HBB(3F)−F 10.0%
5−HBB(3F)−F 10.0%
3−HH2B(3F)−F 3.0%
3−HB(3F)BH−3 3.0%
5−HBBH−3 3.0%
3−HHB(3,5F)−OCF2H 4.0%
組成物例21
3−HB(2F)B(3F)−O3(化合物No.183) 5.0%
3−HCH2OB(2F)B(3F)−O3(化合物No.276) 5.0%
5−H4HB(3,5F)−F 7.0%
5−H4HB−OCF3 15.0%
3−H4HB(3,5F)−CF3 8.0%
5−H4HB(3,5F)−CF3 10.0%
3−HB−CL 6.0%
5−HB−CL 4.0%
2−H2BB(3F)−F 5.0%
5−HVHB(3,5F)−F 5.0%
3−HHB−OCF3 5.0%
3−H2HB−OCF3 5.0%
V−HHB(3F)−F 5.0%
3−HHB(3F)−F 5.0%
5−HHEB−OCF3 2.0%
3−HBEB(3,5F)−F 5.0%
5−HH−V2F 3.0%
組成物例22
3O−B(2F)B(2F)B(3F)−O3(化合物No.1) 2.0%
3−HB(2F)B(3F)−O3(化合物No.183) 3.0%
3−HCH2OB(2F)B(3F)−O3(化合物No.276) 10.0%
2−HHB(3F)−F 2.0%
3−HHB(3F)−F 2.0%
5−HHB(3F)−F 2.0%
2−HBB(3F)−F 6.0%
3−HBB(3F)−F 7.0%
2−H2BB(3F)−F 9.0%
3−H2BB(3F)−F 4.0%
3−HBB(3,5F)−F 25.0%
5−HBB(3,5F)−F 19.0%
1O1−HBBH−4 5.0%
1O1−HBBH−5 4.0%
発明を実施するための最良の形態
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。なお、各実施例中において、Cは結晶を、SAはスメクチックA相を、SBはスメクチックB相を、SXは相構造未解析のスメクチック相を、Nはネマチック相を、Isoは等方相を示し、相転移温度の単位は全て℃である。
実施例1
3,3’,3”−トリフルオロ−4,4”−ジプロポキシテルフェニル(3O−B(2F)B(2F)B(3F)−O3(化合物No.1))の製造。
(第一段)3,3’−ジフルオロ−4−プロポキシビフェニルの製造
3−フルオロ−4−プロポキシブロモベンゼン22.0g(94.4mmol)、ジヒドロキシ〔3−フルオロフェニル)ボラン(3−フルオロブロモベンゼンとマグネシウムから調製したGrignard試薬をトリメトキシボランと反応させた後、塩酸で加水分解して得た。〕22.5g(141.6mmol)、K2CO326.1g(188.8mmol)、5%Pd−C2.0gおよびトルエン/エタノール/水(1/1/1)の混合溶媒150mlの混合物を27時間加熱還流させた。次にPd−Cを濾過により除去した後、トルエン150mlで抽出し、得られた有機層を水で3回洗浄した後、無水硫酸マグネシウム上で乾燥した。減圧下に溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:ヘプタン/トルエン=1/1)に付して、粗製の3,3’−ジフルオロ−4−プロポキシビフェニル20.1gを得た。(収率:86.1%)
このものは、これ以上の精製を行わずに次反応に使用した。
(第二段)3,3’−ジフルオロ−4’−ヨード−4−プロポキシビフェニルの製造
前段で得られた3,3’−ジフルオロ−4−プロポキシビフェニル5.0g(20.1mmol)のテトラヒドロフラン(THF)35ml溶液中にsec−ブチルリチウム23ml(1.04M、シクロヘキサン溶液、24.2mmol相当)を−60℃以下を保ちながら滴下し、滴下終了後、同温度で1時間攪拌した。反応混合物にヨウ素6.6g(26.2mmol)のTHF400ml溶液を−60℃以下を保ちながら滴下し、同温度で1時間攪拌した。
反応液に希塩酸200mlを滴下した後、ヘプタン150mlで抽出した。得られた有機層を希炭酸水素ナトリウム水溶液で2回、水で3回洗浄した後、無水硫酸マグネシウム上で乾燥した。減圧下に溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:ヘプタン/トルエン=8/2)に付して、粗製の3,3’−ジフルオロ−4’−ヨード−4−プロポキシビフェニル5.6gを得た。(収率:74.2%)
このものは、これ以上の精製を行わずに次の反応に使用した。
(第三段)3,3’,3”−トリフルオロ−4,4”−ジプロポキシテルフェニルの製造
前段で得られた3,3’−ジフルオロ−4’−ヨード−4−プロポキシビフェニル3.0g(8.0mmol)、ジヒドロキシ(3−フルオロ−4−プロポキシフェニル)ボラン2.1g(10.4mmol)、K2CO32.2g(16.0mmol)、5%Pd−C0.3g、およびトルエン/エタノール/水(1/1/1)の混合溶媒45mlの混合物を30時間加熱還流させた。次にPd−Cを濾過により除去した後、トルエン100mlで抽出し、得られた有機層を水で3回洗浄した後、無水硫酸マグネシウム上で乾燥した。減圧下に溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:ヘプタン/トルエン=6/4)に付して、粗製の3,3’,3”−トリフルオロ−4,4”−ジプロポキシテルフェニル2.7gを得た。このものをヘプタン/酢酸エチル(7/3)混合溶媒から再結晶して標題化合物1.9gを得た。(収率:58.6%)
この化合物は液晶相を示し、その転移温度は
C 129.4〜129.5 SA 155.4〜155.5 N 158.8〜158.9 Isoであった。
また、各スペクトルデータはよくその構造を支持した。
質量分析:400(M+)
1H−NMR(CDCl3、TMS内部標準)
δ(ppm)
1.06(t,6H)
1.88(tq,4H)
4.04(t,4H)
7.01−7.37(m,9H)
実施例1の方法に準じて以下の化合物を合成することができる。
化合物No.2:2−B(2F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.3:5−B(2F)B(2F)B(3F)−2
化合物No.4:10−B(2F)B(2F)B(3F)−2
化合物No.5:16−B(2F)B(2F)B(3F)−1
化合物No.6:3O1−B(2F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.7:1O4−B(2F)B(2F)B(3F)−5
化合物No.8:5O−B(2F)B(2F)B(3F)−O12
化合物No.9:3−B(3F)B(2F)B(3F)−2
化合物No.10:4−B(3F)B(2F)B(3F)−5
化合物No.11:7−B(3F)B(2F)B(3F)−O2
化合物No.12:2O1−B(3F)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.13:F3−B(3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.14:2−B(2,3F)B(2F)B(3F)−5
化合物No.15:6−B(2,3F)B(2F)B(3F)−4
化合物No.16:4O−B(2,3F)B(2F)B(3F)−2
化合物No.17:5O−B(2,3F)B(2F)B(3F)−O2
化合物No.18:F2−B(2,3F)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.19:F2−B(2,3F)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.20:3−BBB(2F)B(3F)−4
化合物No.21:5−BBB(2F)B(3F)−2
化合物No.22:7−BBB(2F)B(3F)−3
化合物No.23:7−BBB(2F)B(3F)−O3
化合物No.24:3O−BBB(2F)B(3F)−6
化合物No.25:7O−BBB(2F)B(3F)−13
化合物No.26:3−BB(3F)B(2F)B(3F)−2
化合物No.27:4−BB(3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.28:7−BB(3F)B(2F)B(3F)−1
化合物No.29:F5−BB(3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.30:3−BB(2F)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.31:3O1−BB(2F)B(2F)B(3F)−O2
化合物No.32:1O5−BB(2F)B(2F)B(3F)−O5
化合物No.33:3−B(3F)BB(2F)B(3F)−2
化合物No.34:5−B(3F)BB(2F)B(3F)−2
化合物No.35:2O−B(2F)BB(2F)B(3F)−5
化合物No.36:5O−B(2F)BB(2F)B(3F)−O2
化合物No.37:3−BB(2,3F)B(2F)B(3F)−2
化合物No.38:5−BB(2,3F)B(2F)B(3F)−1
化合物No.39:5−BB(2,3F)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.40:3O−B(2,3F)BB(2F)B(3F)−4
化合物No.41:5O−B(2,3F)BB(2F)B(3F)−O1
化合物No.42:2−B(2F)B(2,3F)B(2F)B(3F)−4
化合物No.43:5−B(2F)B(2,3F)B(2F)B(3F)−5
化合物No.44:2O−B(2F)B(2,3F)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.45:3O−B(2F)B(2,3F)B(2F)B(3F)−2
化合物No.46:7O−B(2F)B(2,3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.47:1O3−B(2F)B(2,3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.48:F3−B(2F)B(2,3F)B(2F)B(3F)−4
化合物No.49:3−B(2F)B(2F)B(3F)B(3F)−2
化合物No.50:5−B(2F)B(2F)B(3F)B(3F)−2
化合物No.51:4−B(2F)B(2F)B(3F)B(3F)−3
化合物No.52:5−B(2F)B(2F)B(3F)B(3F)−3
化合物No.53:2O−B(2F)B(2F)B(3F)B(3F)−3
化合物No.54:3O−B(2F)B(2F)B(3F)B(3F)−O2
化合物No.55:2−B(2,3F)B(2F)B(3F)B−1
化合物No.56:2−B(2,3F)B(2F)B(3F)B−9
化合物No.57:3O−B(2,3F)B(2F)B(3F)B−2
化合物No.58:4O−B(2,3F)B(2F)B(3F)B−3
化合物No.59:5O−B(2,3F)B(2F)B(3F)B−3
化合物No.60:3−B(2,3F)B(2F)B(3F)B(2,3F)−1
化合物No.61:3−B(2,3F)B(2F)B(3F)B(2,3F)−5
化合物No.62:5−B(2,3F)B(2F)B(3F)B(2,3F)−2
化合物No.63:3O−B(2,3F)B(2F)B(3F)B(2,3F)−4
化合物No.64:3O−B(2,3F)B(2F)B(3F)B(2,3F)−5
化合物No.65:3O−B(2,3F)B(2F)B(3F)B(2,3F)−O2
化合物No.66:3−B2B(2,3F)B(2F)B(3F)−2
化合物No.67:3−B2B(2,3F)B(2F)B(3F)−4
化合物No.68:3−B2B(2,3F)B(2F)B(3F)−5
化合物No.69:12−B2B(2,3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.70:5−B2B(2,3F)B(2F)B(3F)−O2
化合物No.71:5−B2B(2,3F)B(2F)B(3F)−O5
化合物No.72:5−B2B(2,3F)B(2F)B(3F)−O10
化合物No.73:1O1−B2B(2,3F)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.74:3O1−B2B(2,3F)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.75:1O4−B2B(2,3F)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.76:2−B(2,3F)2BB(2F)B(3F)−1
化合物No.77:2−B(2,3F)2BB(2F)B(3F)−3
化合物No.78:2−B(2,3F)2BB(2F)B(3F)−5
化合物No.79:2−B(2,3F)2BB(2F)B(3F)−7
化合物No.80:1O−B(2,3F)2BB(2F)B(3F)−3
化合物No.81:3O−B(2,3F)2BB(2F)B(3F)−3
化合物No.82:4O−B(2,3F)2BB(2F)B(3F)−O2
化合物No.83:5O−B(2,3F)2BB(2F)B(3F)−O3
化合物No.84:2O2−B(2,3F)2BB(2F)B(3F)−O4
化合物No.85:F4−B(2,3F)2BB(2F)B(3F)−O4
化合物No.86:3−B(2F)2B(2,3F)B(2F)B(3F)−2
化合物No.87:5O−B(2,3F)2B(2,3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.88:3−B(2F)B(2F)B(3F)2B(3F)−5
化合物No.89:5−B(2F)B(2F)B(3F)2B(3F)−3
化合物No.90:3O−B(2F)B(2F)B(3F)2B(3F)−2
化合物No.91:5O−B(2F)B(2F)B(3F)2B(3F)−O2
化合物No.92:3O−B(2,3F)B(2F)B(3F)2B−2
化合物No.93:3O−B(2,3F)B(2F)B(3F)2B−5
化合物No.94:8O−B(2,3F)B(2F)B(3F)2B−3
化合物No.95:3−BB(2F)B(3F)2B(2,3F)−5
化合物No.96:4−BB(2F)B(3F)2B(2,3F)−O2
化合物No.97:F6−BB(2F)B(3F)2B(2,3F)−O3
化合物No.98:3−HBB(2F)B(3F)−1
化合物No.99:3−HBB(2F)B(3F)−5
化合物No.100:10−HBB(2F)B(3F)−10
化合物No.101:4−HBB(2F)B(3F)−O2
化合物No.102:4−HBB(2F)B(3F)−O3
化合物No.103:F3−HBB(2F)B(3F)−O2
化合物No.104:F4−HBB(2F)B(3F)−O3
化合物No.105:2−HB(3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.106:2−HB(3F)B(2F)B(3F)−O2
化合物No.107:3−HB(2F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.108:3−HB(2F)B(2F)B(3F)−O2
化合物No.109:2−HB(2,3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.110:3−HB(2,3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.111:3−HB(2,3F)B(2F)B(3F)−4
化合物No.112:3−HB(2,3F)B(2F)B(3F)−5
化合物No.113:5−HB(2,3F)B(2F)B(3F)−2
化合物No.114:5−HB(2,3F)B(2F)B(3F)−2
化合物No.115:3−HB(2,3F)B(2F)B(3F)−O1
化合物No.116:3−HB(2,3F)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.117:5−HB(2,3F)B(2F)B(3F)−O2
化合物No.118:14−HB(2,3F)B(2F)B(3F)−O1
化合物No.119:4O−HB(2,3F)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.120:3O1−HB(2,3F)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.121:F2−HB(2,3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.122:F3−HB(2,3F)B(2F)B(3F)−O2
化合物No.123:3−Si(1)B(2,3F)B(2F)B(3F)−O4
化合物No.124:3−D(2,5)B(2,3F)B(2F)B(3F)−O5
化合物No.125:3−P(3)B(2,3F)B(2F)B(3F)−O5
化合物No.126:1−H2B(3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.127:3−H2B(3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.128:5−H2B(3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.129:5−H2B(3F)B(2F)B(3F)−O4
化合物No.130:F3−H2B(3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.131:2−H2B(2F)B(2F)B(3F)−4
化合物No.132:3−H2B(2F)B(2F)B(3F)−4
化合物No.133:4−H2B(2F)B(2F)B(3F)−4
化合物No.134:1O3−H2B(2F)B(2F)B(3F)−5
化合物No.135:2−H2B(2,3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.136:3−H2B(2,3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.137:5−H2B(2,3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.138:5−H2B(2,3F)B(2F)B(3F)−8
化合物No.139:3−H2B(2,3F)B(2F)B(3F)−O2
化合物No.140:3−H2B(2,3F)B(2F)B(3F)−O5
化合物No.141:3−H2B(2,3F)B(2F)B(3F)−O12
化合物No.142:2O−H2B(2,3F)B(2F)B(3F)−5
化合物No.143:4O−H2B(2,3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.144:4O1−H2B(2,3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.145:2O2−H2B(2,3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.146:F2−H2B(2,3F)B(2F)B(3F)−4
化合物No.147:F3−H2B(2,3F)B(2F)B(3F)−4
化合物No.148:F5−H2B(2,3F)B(2F)B(3F)−O2
化合物No.149:5−Si(4)2B(2,3F)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.150:5−D(3,5)2B(2,3F)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.151:3−B(2F)4BB(2F)B(3F)−4
化合物No.152:3O−B(2F)4BB(2F)B(3F)−O2
化合物No.153:2−B4B(2,3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.154:3−B4B(2,3F)B(2F)B(3F)−3
化合物No.155:3−B4B(2,3F)B(2F)B(3F)−5
化合物No.156:4−B4B(2,3F)B(2F)B(3F)−O2
化合物No.157:5−B4B(2,3F)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.158:F3−B4B(2,3F)B(2F)B(3F)−O2
化合物No.159:F5−B4B(2,3F)B(2F)B(3F)−O2
化合物No.160:2−B(2,3F)4BB(2F)B(3F)−2
化合物No.161:2−B(2,3F)4BB(2F)B(3F)−3
化合物No.162:4−B(2,3F)4BB(2F)B(3F)−2
化合物No.163:4−B(2,3F)4BB(2F)B(3F)−3
化合物No.164:11−B(2,3F)4BB(2F)B(3F)−O1
化合物No.165:3O−B(2,3F)4BB(2F)B(3F)−O1
化合物No.166:3O−B(2,3F)4BB(2F)B(3F)−O3
化合物No.167:5O−B(2,3F)4BB(2F)B(3F)−O2
化合物No.168:5O−B(2,3F)4BB(2F)B(3F)−O4
化合物No.169:3O3−B(2,3F)4BB(2F)B(3F)−O3
化合物No.170:F2−B(2,3F)4BB(2F)B(3F)−O2
化合物No.171:F3−B(2,3F)4BB(2F)B(3F)−O3
化合物No.172:3−H4B(2,3F)B(2F)B(3F)−2
化合物No.173:4−H4B(2,3F)B(2F)B(3F)−2
化合物No.174:5−H4B(2,3F)B(2F)B(3F)−2
化合物No.175:7−H4B(2,3F)B(2F)B(3F)−2
化合物No.176:10−H4B(2,3F)B(2F)B(3F)−2
化合物No.177:2−H4B(2,3F)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.178:3−H4B(2,3F)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.179:5−H4B(2,3F)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.180:F3−H4B(2,3F)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.181:F4−H4B(2,3F)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.182:F5−H4B(2,3F)B(2F)B(3F)−O3
以下に本発明の化合物を液晶組成物の成分として用いた場合の例を示す。各使用例において、NIはネマチック相−等方相転移温度(℃)を、Δεは誘電率異方性値を、Δnは屈折率異方性値を、ηは粘度(mPa・s)を、Vthはしきい値電圧(V)を、VHRは電圧保持率(%)を示す。
なお、ηは20℃で測定し、Δε、Δn、Vthおよびねじれのピッチ(μm)は各々25℃で測定し、VHRは左から順に25℃、80℃および100℃で測定した値を示した。
実施例2(使用例1)
下記のシアノフェニルシクロヘキサン系液晶化合物を含む液晶組成物(A):
3−HB−C 24%
5−HB−C 36%
7−HB−C 25%
5−HBB−C 15%
は、以下の物性値を有する。
NI:71.7、Δε:11.0、Δn:0.137、η:26.7、Vth:1.78。
この組成物(A)85%と、実施例1で得られた3,3’,3”−トリフルオロ−4,4”−ジプロポキシテルフェニル(化合物No.1)15%とからなる液晶組成物(B)の物性値は次の通りであった。
NI:72.7、Δε:10.7、Δn:0.142、η:29.3、Vth:1.69、。
この液晶組成物(B)を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例3(使用例2)
下記のエステル系液晶化合物を含む液晶組成物(C):
3−HEB−O2 17.2%
3−HEB−O4 27.6%
4−HEB−O2 20.7%
5−HEB−O1 20.7%
5−HEB−O2 13.8%
は、以下の物性値を有する。
NI:74.0、Δε:−1.43。
この組成物(C)95%と、実施例1で得られた3,3’,3”−トリフルオロ−4,4”−ジプロポキシテルフェニル(化合物No.1)5%とからなる液晶組成物(D)の物性値は次の通りであった。
NI:76.6、Δε:−1.53。
この液晶組成物(D)を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例4
3,3’−ジフルオロ−4’−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)−4−プロポキシビフェニル(3−HB(2F)B(3F)−O3(化合物No.183))の製造
(第一段)3,3’−ジフルオロ−4’−(1−ヒドロキシ−4−プロピルシクロヘキシル)−4−プロポキシビフェニルの製造
実施例1の第一段で得られた3,3’−ジフルオロ−4−プロポキシビフェニル15.0g(60.4mmol)のTHF85ml溶液中にsec−ブチルリチウム70ml(1.04M、シクロヘキサン溶液、72.5mmol相当)を−60℃以下を保ちながら滴下し、滴下終了後、同温度で1時間攪拌した。次いで、4−プロピルシクロヘキサノン11.0g(78.5mmol)のTHF55mlの溶液を−60℃を保ちながら滴下し、同温度で3時間攪拌後、室温で2時間攪拌した。反応液に希塩酸200mlを滴下した後、トルエン200mlで抽出した。得られた有機層を希炭酸水素ナトリウム水溶液で2回、水で3回洗浄した後、無水硫酸マグネシウム上で乾燥した。減圧下に溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:ヘプタン/酢酸エチル=8/2)に付して、粗製の3,3’−ジフルオロ−4’−(1−ヒドロキシ−4−プロピルシクロヘキシル)−4−プロポキシビフェニル21.2gを得た。(収率:90.6%)
このものは、これ以上の精製を行わずに次の反応に使用した。
(第二段)3,3’−ジフルオロ−4’−(4−プロピル−1−シクロヘキセニル)−4−プロポキシビフェニルの製造
前段で得られた3,3’−ジフルオロ−4’−(1−ヒドロキシ−4−プロピルシクロヘキシル)−4−プロポキシビフェニル21.2g(54.6mmol)、p−トルエンスルホン酸・一水和物1.0gおよびトルエン200mlの混合物を、留出してくる水を抜きながら2時間加熱還流させた。反応終了後、希炭酸水素ナトリウム水溶液で2回、水で3回洗浄した後、無水硫酸マグネシウム上で乾燥した。減圧下に溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:ヘプタン/トルエン=3/1)に付して、粗製の3,3’−ジフルオロ−4’−(4−プロピル−1−シクロヘキセニル)−4−プロポキシビフェニル14.9gを得た。(収率:66.8%)
このものは、これ以上の精製を行わずに次の反応に使用した。
(第三段)3,3’−ジフルオロ−4’−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)−4−プロポキシビフェニルの製造
前段で得られた3,3’−ジフルオロ−4’−(4−プロピル−1−シクロヘキセニル)−4−プロポキシビフェニル14.9g(40.2mmol)、ラネーニッケル4.5gおよびトルエン/エタノール(1/1)の混合溶媒100mlを混合して水素添加を行った。水素の吸収が停止した後、触媒を濾過して除去した。減圧下に溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:ヘプタン/トルエン=7/3)に付して、粗製の3,3’−ジフルオロ−4’−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)−4−プロポキシビフェニル14.2gを得た。このものをエタノール/酢酸エチル(7/3)混合溶媒から再結晶して標題化合物6.5gを得た。(収率:43.3%)
この化合物は液晶相を示し、その転移温度は
C 78.4〜78.9 N 144.2 Isoであった。
また、各スペクトルデータはよくその構造を支持した。
質量分析:372(M+)
1H−NMR(CDCl3、TMS内部標準)
δ(ppm)
0.83−2.03(m,21H)
2.83(t,1H)
4.02(t,2H)
6.88−7.36(m,6H)
実施例4の方法に準じて以下の化合物を合成することができる。
化合物No.184:3−HB(2F)B(3F)−O3
化合物No.185:2−HB(2F)B(3F)−3
化合物No.186:4−HB(2F)B(3F)−3
化合物No.187:5−HB(2F)B(3F)−3
化合物No.188:11−HB(2F)B(3F)−2
化合物No.189:3−HB(2F)B(3F)−O2
化合物No.190:3−HB(2F)B(3F)−O5
化合物No.191:3−HB(2F)B(3F)−O9
化合物No.192:3O2−HB(2F)B(3F)−2
化合物No.193:F2−HB(2F)B(3F)−O3
化合物No.194:F3−HB(2F)B(3F)−O2
化合物No.195:FF4−HB(2F)B(3F)−O2
化合物No.196:3(FF)1−HB(2F)B(3F)−O3
化合物No.197:3−D(2,5)B(2F)B(3F)−5
化合物No.198:3−D(2,5)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.199:3−P(2)B(2F)B(3F)−2
化合物No.200:4−P(3)B(2F)B(3F)−O3
化合物No.201:5−Si(4)B(2F)B(3F)−2
化合物No.202:2−HHB(2F)B(3F)−4
化合物No.203:3−HHB(2F)B(3F)−3
化合物No.204:4−HHB(2F)B(3F)−2
化合物No.205:5−HHB(2F)B(3F)−2
化合物No.206:3O−HHB(2F)B(3F)−2
化合物No.207:5O−HHB(2F)B(3F)−O1
化合物No.208:1O4−HHB(2F)B(3F)−3
化合物No.209:3−HSi(1)B(2F)B(3F)−O2
化合物No.210:5−HD(2,5)B(2F)B(3F)−O2
化合物No.211:3−BHB(2F)B(3F)−3
化合物No.212:3−BHB(2F)B(3F)−5
化合物No.213:3−B(2,3F)HB(2F)B(3F)−2
化合物No.214:3−B(2,3F)HB(2F)B(3F)−5
化合物No.215:3−B(2,3F)HB(2F)B(3F)−O2
化合物No.216:5−B(2,3F)HB(2F)B(3F)−O3
化合物No.217:3O−B(2,3F)HB(2F)B(3F)−2
化合物No.218:5O−B(2,3F)HB(2F)B(3F)−O2
化合物No.219:18O−B(2,3F)HB(2F)B(3F)−O3
化合物No.220:F8−B(2,3F)HB(2F)B(3F)−2
化合物No.221:FF5−B(2,3F)HB(2F)B(3F)−O4
化合物No.222:FFF3−B(2,3F)HB(2F)B(3F)−O3
化合物No.223:F2O−B(2,3F)HB(2F)B(3F)−O2
化合物No.224:1−HB(2F)B(3F)H−3
化合物No.225:2−HB(2F)B(3F)H−5
化合物No.226:3−HB(2F)B(3F)H−5
化合物No.227:F2−HB(2F)B(3F)H−2
化合物No.228:F3−HB(2F)B(3F)H−5
化合物No.229:F1O1−HB(2F)B(3F)H−4
化合物No.230:3(F)1−HB(2F)B(3F)H−3
化合物No.231:2O−HB(2F)B(3F)H−9
化合物No.232:5−P(3)B(2F)B(3F)P(2)−3
化合物No.233:3−Si(1)B(2F)B(3F)Si(4)−5
化合物No.234:3−HB(2F)B(3F)B(3F)−2
化合物No.235:5−HB(2F)B(3F)B(3F)−O2
化合物No.236:3−HB(2F)B(3F)B(2,3F)−3
化合物No.237:5−HB(2F)B(3F)B(2,3F)−3
化合物No.238:3−HB(2F)B(3F)B(2,3F)−O2
化合物No.239:5−HB(2F)B(3F)B(2,3F)−O2
化合物No.240:2(1)1−HB(2F)B(3F)B(2,3F)−3
化合物No.241:1(F)3−HB(2F)B(3F)B(2,3F)−O5
化合物No.242:2−H2HB(2F)B(3F)−3
化合物No.243:4−H2HB(2F)B(3F)−3
化合物No.244:5−H2HB(2F)B(3F)−8
化合物No.245:3O−H2HB(2F)B(3F)−5
化合物No.246:4O−H2HB(2F)B(3F)−3
化合物No.247:5O1−H2HB(2F)B(3F)−O2
化合物No.248:3−B(2F)2HB(2F)B(3F)−3
化合物No.249:5O−B(2F)2HB(2F)B(3F)−O3
化合物No.250:2−B(2,3F)2HB(2F)B(3F)−4
化合物No.251:3−B(2,3F)2HB(2F)B(3F)−5
化合物No.252:5−B(2,3F)2HB(2F)B(3F)−OCF2CF2H
化合物No.253:3O−B(2,3F)2HB(2F)B(3F)−3
化合物No.254:4O−B(2,3F)2HB(2F)B(3F)−O3
化合物No.255:F4−B(2,3F)2HB(2F)B(3F)−O3
化合物No.256:3−HB(2F)B(3F)2B(2F)−4
化合物No.257:5−HB(2F)B(3F)2B(3F)−3
化合物No.258:4−HB(2F)B(3F)2B(3F)−O2
化合物No.259:2−HB(2F)B(3F)2B(2,3F)−5
化合物No.260:5−HB(2F)B(3F)2B(2,3F)−3
化合物No.261:3−HB(2F)B(3F)2B(2,3F)−O2
化合物No.262:FF2(F)2−HB(2F)B(3F)2B(2,3F)−O3
化合物No.263:2(F)2−HB(2F)B(3F)2B(2,3F)−O3
化合物No.264:1−H4HB(2F)B(3F)−3
化合物No.265:2−H4HB(2F)B(3F)−3
化合物No.266:5−H4HB(2F)B(3F)−3
化合物No.267:3−H4HB(2F)B(3F)−O2
化合物No.268:5−H4HB(2F)B(3F)−O2
化合物No.269:3−H4HB(2F)B(3F)−O3
化合物No.270:7−B4HB(2F)B(3F)−2
化合物No.271:3O−B(2,3F)4HB(2F)B(3F)−O2
化合物No.272:4−HB(2F)B(3F)4B(2,3F)−3
化合物No.273:11−HB(2F)B(3F)4B(2,3F)−2
化合物No.274:3−HB(2F)B(3F)4B(2,3F)−O5
化合物No.275:F7−HB(2F)B(3F)4B(2,3F)−O3
実施例5(使用例3)
実施例3における組成物(C)85%と、実施例4で得られた3,3’−ジフルオロ−4’−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)−4−プロポキシビフェニル(化合物No.183)15%とからなる液晶組成物(E)の物性値は次の通りであった。
NI:81.7、Δε:−1.54。
この液晶組成物(D)を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例6
3,3’−ジフルオロ−4’−((トランス−4−プロピルシクロヘキシル)メトキシ)−4−プロポキシビフェニルの製造(3−HCH2OB(2F)B(3F)−O3(化合物No.276))の製造
(第一段)3,3’−ジフルオロ−4’−ヒドロキシ−4−プロポキシビフェニルの製造
3,3’−ジフルオロ−4’−メトキシメトキシ−4−プロポキシビフェニル〔Pd触媒存在下、3−フルオロ−4−メトキシメトキシブロモベンゼンとジヒドロキシ(3−フルオロ−4−プロポキシフェニル)ボランとのクロスカップリング反応によって得た。〕10.0g(32.4mmol)、メタノール50mlおよび濃塩酸10mlの溶液を3時間加熱還流させた。反応溶液に水50mlを加え、ジエチルエーテル150mlで抽出した。得られた有機層を希炭酸水素ナトリウム水溶液で2回、水で3回洗浄した後、無水硫酸マグネシウム上で乾燥した。減圧下に溶媒を留去して、粗製の3,3’−ジフルオロ−4’−ヒドロキシ−4−プロポキシビフェニル8.5gを得た。(収率:99.8%)
このものは、これ以上の精製を行わずに次の反応に使用した。
(第二段)3,3’−ジフルオロ−4’−((トランス−4−プロピルシクロヘキシル)メトキシ)−4−プロポキシビフェニルの製造
水素化ナトリウム0.7g(60%油性、18.2mmol相当)およびジメチルホルムアミド(DMF)5mlの混合物中に、前段で得られた3,3’−ジフルオロ−4’−ヒドロキシ−4−プロポキシビフェニル4.0g(15.1mmol)のDMF20ml溶液を室温で滴下し、同温度で1時間攪拌した。次いで、反応液にトランス−4−プロピル−1−ヨードメチルシクロヘキサン6.0g(22.7mmol)のDMF20ml溶液を室温で滴下し、同温度で1時間攪拌後、3時間加熱還流させた。反応終了後、反応溶液を希塩酸50ml中に注ぎ、トルエン150mlで抽出した。得られた有機層を希水酸化ナトリウム水溶液で3回、水で3回洗浄した後、無水硫酸マグネシウム上で乾燥した。減圧下に溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:ヘプタン/トルエン=7/3)に付して、粗製の3,3’−ジフルオロ−4’−((トランス−4−プロピルシクロヘキシル)メトキシ)−4−プロポキシビフェニル2.3gを得た。このものをエタノール/酢酸エチル(7/3)混合溶媒から再結晶して標題化合物1.8gを得た。(収率:48.2%)
この化合物は液晶相を示し、その転移温度は
C 86.6〜87.0 N 126.8 Isoであった。
また、各スペクトルデータはよくその構造を支持した。
質量分析:402(M+)
1H−NMR(CDCl3、TMS内部標準)
δ(ppm)
0.81−1.98(m,22H)
3.85(d,2H)
4.02(t,2H)
6.88−7.31(m,6H)
実施例4の方法に準じて以下の化合物を合成することができる。なお、ここに示した物性値は実施例3に準じて測定した組成物の値である。
化合物No.277:2−HCH2OB(2F)B(3F)−3
化合物No.278:2−HCH2OB(2F)B(3F)−5
化合物No.279:3−HCH2OB(2F)B(3F)−5
化合物No.280:5−HCH2OB(2F)B(3F)−3
化合物No.281:8−HCH2OB(2F)B(3F)−13
化合物No.282:2−HCH2OB(2F)B(3F)−O2
化合物No.283:4−HCH2OB(2F)B(3F)−O2
化合物No.284:4−HCH2OB(2F)B(3F)−O3
化合物No.285:5−HCH2OB(2F)B(3F)−O3
化合物No.286:3O−HCH2OB(2F)B(3F)−2
化合物No.287:5O1−HCH2OB(2F)B(3F)−CF2CFHCF3
化合物No.288:F5−HCH2OB(2F)B(3F)−2
化合物No.289:F3−HCH2OB(2F)B(3F)−2F
化合物No.290:FF2−HCH2OB(2F)B(3F)−5
化合物No.291:FFF3−HCH2OB(2F)B(3F)−4
化合物No.292:3(F)1−HCH2OB(2F)B(3F)−3
化合物No.293:5−D(2,5)CH2OB(2F)B(3F)−O2
化合物No.294:5−Si(4)CH2OB(2F)B(3F)−O3
化合物No.295:5−HOCH2B(2F)B(3F)−3
化合物No.296:3−HOCH2B(2F)B(3F)−2
化合物No.297:3−HOCH2B(2F)B(3F)−03
化合物No.298:5−HOCH2B(2F)B(3F)−O3
化合物No.299:3−BCH2OB(2F)B(3F)−2
化合物No.300:3−BCH2OB(2F)B(3F)−5
化合物No.301:13−BCH2OB(2F)B(3F)−15
化合物No.302:4−BCH2OB(2F)B(3F)−O2
化合物No.303:5−BCH2OB(2F)B(3F)−O3
化合物No.304:F2−BCH2OB(2F)B(3F)−3
化合物No.305:F3−BCH2OB(2F)B(3F)−O5
化合物No.306:FF4−BCH2OB(2F)B(3F)−O2
化合物No.307:2−BOCH2B(2F)B(3F)−3
化合物No.308:4−BOCH2B(2F)B(3F)−4
化合物No.309:7−BOCH2B(2F)B(3F)−O2
化合物No.310:10−BOCH2B(2F)B(3F)−2F
化合物No.311:2O4−BOCH2B(2F)B(3F)−O3
化合物No.312:F4−BOCH2B(2F)B(3F)−2F
化合物No.313:2−B(3F)CH2OB(2F)B(3F)−2
化合物No.314:4−B(3F)CH2OB(2F)B(3F)−O3
化合物No.315:3−B(3F)OCH2B(2F)B(3F)−2
化合物No.316:5−B(3F)−OCH2B(2F)B(3F)−O2
化合物No.317:5−B(2F)CH2OB(2F)B(3F)−2
化合物No.318:3O−B(2F)CH2OB(2F)B(3F)O2
化合物No.319:7−B(2F)OCH2B(2F)B(3F)−2
化合物No.320:2O−B(2F)OCH2B(2F)B(3F)−O4
化合物No.321:1O3−B(2F)OCH2B(2F)B(3F)−O5
化合物No.322:3−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)−2
化合物No.323:5−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)−4
化合物No.324:7−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)−13
化合物No.325:2O−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)−3
化合物No.326:4O−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)−3
化合物No.327:3O−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)−O2
化合物No.328:1O3−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)−2
化合物No.329:3O1−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)−3
化合物No.330:F3O−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)−2
化合物No.331:F4O−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)−3
化合物No.332:2−B(2,3F)OCH2B(2F)B(3F)−1
化合物No.333:3−B(2,3F)OCH2B(2F)B(3F)−2
化合物No.334:3−B(2,3F)OCH2B(2F)B(3F)−4
化合物No.335:3−B(2,3F)OCH2B(2F)B(3F)−5
化合物No.336:3O−B(2,3F)OCH2B(2F)B(3F)−2
化合物No.337:5O−B(2,3F)OCH2B(2F)B(3F)−2
化合物No.338:2O−B(2,3F)OCH2B(2F)B(3F)−O3
化合物No.339:3O−B(2,3F)OCH2B(2F)B(3F)−O4
化合物No.340:2O4−B(2,3F)OCH2B(2F)B(3F)−1
化合物No.341:8O8−B(2,3F)OCH2B(2F)B(3F)−2
化合物No.342:F2−B(2,3F)OCH2B(2F)B(3F)−7
化合物No.343:F5−B(2,3F)OCH2B(2F)B(3F)−3
化合物No.344:FF3−B(2,3F)OCH2B(2F)B(3F)−2
化合物No.345:FFF4−B(2,3F)OCH2B(2F)B(3F)−3
化合物No.346:3−BBCH2OB(2F)B(3F)−2
化合物No.347:5−BBCH2OB(2F)B(3F)−3
化合物No.348:7−BBCH2OB(2F)B(3F)−11
化合物No.349:2−BBCH2OB(2F)B(3F)−O3
化合物No.350:3−BBCH2OB(2F)B(3F)−O12
化合物No.351:4−BBOCH2B(2F)B(3F)−3
化合物No.352:9−BBOCH2B(2F)B(3F)−2
化合物No.353:5−BBOCH2B(2F)B(3F)−O4
化合物No.354:F3−BBOCH2B(2F)B(3F)−O2
化合物No.355:3(F)2−BBOCH2B(2F)B(3F)−4
化合物No.356:3(FF)1−BBOCH2B(2F)B(3F)−O3
化合物No.357:2−B(2,3F)BCH2OB(2F)B(3F)−3
化合物No.358:5−B(2,3F)BCH2OB(2F)B(3F)−3
化合物No.359:16−B(2,3F)BCH2OB(2F)B(3F)−2
化合物No.360:3O−B(2,3F)BCH2OB(2F)B(3F)−2
化合物No.361:5O−B(2,3F)BCH2OB(2F)B(3F)−3
化合物No.362:17O−B(2,3F)BCH2OB(2F)B(3F)−2
化合物No.363:4O−B(2,3F)BCH2OB(2F)B(3F)−O3
化合物No.364:2O−B(2,3F)BOCH2B(2F)B(3F)−3
化合物No.365:3O−B(2,3F)BOCH2B(2F)B(3F)−OCF2CF2H
化合物No.366:3−BB(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)−2
化合物No.367:5−BB(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)−O2
化合物No.368:2−BB(2,3F)OCH2B(2F)B(3F)−5
化合物No.369:3−BB(2,3F)OCH2B(2F)B(3F)−O3
化合物No.370:5−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)B−3
化合物No.371:7−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)B−2
化合物No.372:7−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)B−2F
化合物No.373:3O−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)B−2
化合物No.374:4O−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)B−3F
化合物No.375:F4−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)B−2F
化合物No.376:3−BCH2OB(2F)B(3F)B(2,3F)−2
化合物No.377:4−BCH2OB(2F)B(3F)B(2,3F)−3
化合物No.378:5−BCH2OB(2F)B(3F)B(2,3F)−O2
化合物No.379:FF2−BCH2OB(2F)B(3F)B(2,3F)−O3
化合物No.380:3(F)1−BCH2OB(2F)B(3F)B(2,3F)−O5
化合物No.381:2−BCH2OB(2F)B(3F)B(2,3F)−O3
化合物No.382:3O−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)B(2,3F)−O1
化合物No.383:3−HHCH2OB(2F)B(3F)−O3
NI:88.9、Δε:−1.57
化合物No.384:5−HHCH2OB(2F)B(3F)−2
化合物No.385:5−HHCH2OB(2F)B(3F)−3
化合物No.386:7−HHCH2OB(2F)B(3F)−O1
化合物No.387:4O2−HHCH2OB(2F)B(3F)−O2
化合物No.388:4(FF)1−HHCH2OB(2F)B(3F)−1
化合物No.389:5−D(3,5)HCH2OB(2F)B(3F)−O2
化合物No.390:5−HSi(1)CH2OB(2F)B(3F)−O3
化合物No.391:5−HBCH2OB(2F)B(3F)−2
化合物No.392:3−HB(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)−2
化合物No.393:5−HB(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)−3
化合物No.394:8−HB(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)−3
化合物No.395:14−HB(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)−5
化合物No.396:2−HB(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)−O2
化合物No.397:3−HB(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)−O2
化合物No.398:5−HB(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)−O3
化合物No.399:F9−HB(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)−2
化合物No.400:3−HB(2,3F)OCH2B(2F)B(3F)−2
化合物No.401:5−HB(2,3F)OCH2B(2F)B(3F)−O2
化合物No.402:2O−B(2,3F)HCH2OB(2F)B(3F)−3
化合物No.403:5O−B(2,3F)OCH2B(2F)B(3F)−O3
化合物No.404:3−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)H−3
化合物No.405:3O−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)H−2
化合物No.406:5O−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)H−3F
化合物No.407:8O−B(2,3F)CH2OB(2F)B(3F)H−1O2
化合物No.408:4−HCH2OB(2F)B(3F)B(3F)−O3
化合物No.409:5−HCH2OB(2F)B(3F)B(2,3F)−3
化合物No.410:3−HCH2OB(2F)B(3F)B(2,3F)−O5
化合物No.411:F4−HCH2OB(2F)B(3F)B(2,3F)−O2
化合物No.412:3(F)1−HCH2OB(2F)B(3F)B(2,3F)−O3
化合物No.413:2−HCH2OB(2F)B(3F)B(2,3F)−O4
化合物No.414:2−HCH2OB(2F)B(3F)H−3
化合物No.415:5−HCH2OB(2F)B(3F)H−3
化合物No.416:12−HCH2OB(2F)B(3F)H−2
化合物No.417:FF3−HCH2OB(2F)B(3F)H−4F
化合物No.418:FFF4−HCH2OB(2F)B(3F)H−3F
実施例7(使用例4)
実施例3における組成物(C)85%と、実施例6で得られた3,3’−ジフルオロ−4’−((トランス−4−プロピルシクロヘキシル)メトキシ)−4−プロポキシビフェニル(化合物No.276)15%とからなる液晶組成物(F)の物性値は次の通りであった。
NI:80.8、Δε:−1.77。
この液晶組成物(F)を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例8
3,3’−ジフルオロ−4’−(2−(3−フルオロ−4−メトキシフェニル)エチル)−4−プロポキシビフェニル(1O−B(2F)2B(2F)B(3F)−O3(化合物No.419))の製造
(第一段)3,3’−ジフルオロ−4’−(2−(3−フルオロ−4−メトキシフェニル)ビニル)−4−プロポキシビフェニルの製造
3−フルオロ−4−メトキシ−ベンジルトリフェニルホスホニウムブロミド(3−フルオロ−4−メトキシブロモベンゼンとMgから調製したGrignard試薬とホルムアルデヒドとの反応、ハロゲン化反応を経た後、トリフェニルホスフィンと反応させて得た。)11.7g(23.5mmol)およびTHF30mlの混合物中に氷冷下、ナトリウムメトキシド1.3g(23.5mmol)を添加し、同温度で1時間攪拌した。反応混合物に3,3’−ジフルオロ−4’−ホルミル−4−プロポキシビフェニル(実施例1の第一段で得られた3,3’−ジフルオロ−4−プロポキシビフェニルをsec−ブチルリチウムでリチオ化した後、ピペリジン−1−カルバルデヒドと反応させて得た。)5.0g(18.1mmol)のTHF25ml溶液を−60℃以下を保ちながら滴下し、同温度で2時間攪拌した。反応終了後、反応混合物に希塩酸30mlを加え、トルエン200mlで抽出した。得られた有機層を希炭酸水素ナトリウム水溶液で2回、水で3回洗浄した後、無水硫酸マグネシウム上で乾燥した。減圧下に溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:トルエン)に付して粗製の3,3’−ジフルオロ−4’−(2−(3−フルオロ−4−メトキシフェニル)ビニル)−4−プロポキシビフェニル4.6gを得た。(収率:63.8%)
このものは、これ以上の精製を行わずに次の反応に使用した。
(第二段)3,3’−ジフルオロ−4’−(2−(3−フルオロ−4−メトキシフェニル)エチル)−4−プロポキシビフェニルの製造
前段で得られた3,3’−ジフルオロ−4’−(2−(3−フルオロ−4−メトキシフェニル)ビニル)−4−プロポキシビフェニル4.6g(11.5mmol)、5%Pd−C0.2gおよびトルエン/エタノール(1/1)の混合溶媒50mlを混合して水素添加を行った。水素の吸収が停止した後、触媒を濾過して除去した。減圧下に溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:ヘプタン/トルエン=6/4)に付して、粗製の3,3’−ジフルオロ−4’−(2−(3−フルオロ−4−メトキシフェニル)エチル)−4−プロポキシビフェニル3.8gを得た。このものをエタノール/酢酸エチル(8/2)混合溶媒から再結晶して標題化合物1.9gを得た。(収率:41.3%)
実施例8の方法に準じて、以下の化合物を合成することができる。
化合物No.420:5−B(2F)2B(2F)B(3F)−1
化合物No.421:14−B(2F)2B(2F)B(3F)−3
化合物No.422:4O−B(2F)2B(2F)B(3F)−10
化合物No.423:5O−B(2F)2B(2F)B(3F)−2
化合物No.424:5O1−B(2F)2B(2F)B(3F)−O2
化合物No.425:F4O−B(2F)2B(2F)B(3F)−3
化合物No.426:3−B(2F)2B(2F)B(3F)−O3
化合物No.427:3−B(2,3F)2B(2F)B(3F)−2
化合物No.428:5−B(2,3F)2B(2F)B(3F)−3
化合物No.429:3O−B(2,3F)2B(2F)B(3F)−4
化合物No.430:5O−B(2,3F)2B(2F)B(3F)−O2
化合物No.431:1O5−B(2,3F)2B(2F)B(3F)−3
化合物No.432:2−H2B(2F)B(3F)−3
化合物No.433:3−H2B(2F)B(3F)−3
化合物No.434:4−H2B(2F)B(3F)−3
化合物No.435:5−H2B(2F)B(3F)−3
化合物No.436:7−H2B(2F)B(3F)−2
化合物No.437:14−H2B(2F)B(3F)−2
化合物No.438:5−H2B(2F)B(3F)−O3
化合物No.439:5−H2B(2F)B(3F)−O4
化合物No.440:7−H2B(2F)B(3F)−O1
化合物No.441:1O7−H2B(2F)B(3F)−2
化合物No.442:F2−H2B(2F)B(3F)−OCF2CFHCF3
化合物No.443:1(F)3−H2B(2F)B(3F)−O3
化合物No.444:4−Si(1)2B(2F)B(3F)−3
化合物No.445:1−BB(2,3F)2B(2F)B(3F)−2
化合物No.446:2−BB(2,3F)2B(2F)B(3F)−3
化合物No.447:3−BB(2,3F)2B(2F)B(3F)−5
化合物No.448:5−BB(2,3F)2B(2F)B(3F)−O2
化合物No.449:3−B(2,3F)B2B(2F)B(3F)−2
化合物No.450:4−B(2,3F)B2B(2F)B(3F)−3
化合物No.451:5−B(2,3F)B2B(2F)B(3F)−2
化合物No.452:2O−B(2,3F)B2B(2F)B(3F)−3
化合物No.453:4O−B(2,3F)B2B(2F)B(3F)−3
化合物No.454:5O−B(2,3F)B2B(2F)B(3F)−O2
化合物No.455:5O1−B(2,3F)B2B(2F)B(3F)O5
化合物No.456:3−B(2,3F)B(2,3F)2B(2F)B(3F)−2
化合物No.457:5O−B(2,3F)B(2,3F)2B(2F)B(3F)−O1
化合物No.458:3−HB(2,3F)2B(2F)B(3F)−2
化合物No.459:4−HB(2,3F)2B(2F)B(3F)−3
化合物No.460:5−HB(2,3F)2B(2F)B(3F)−O2
化合物No.461:2−HH2B(2F)B(3F)−1
化合物No.462:3−HH2B(2F)B(3F)−2
化合物No.463:5−HH2B(2F)B(3F)−2
化合物No.464:7−HH2B(2F)B(3F)−8
化合物No.465:13−HH2B(2F)B(3F)−3
化合物No.466:4−HH2B(2F)B(3F)−O3
化合物No.467:5−HH2B(2F)B(3F)−O3
化合物No.468:8−HH2B(2F)B(3F)−O3
化合物No.469:F2−HH2B(2F)B(3F)−O4
化合物No.470:FF4−HH2B(2F)B(3F)−O2
化合物No.471:7(F)1−HH2B(2F)B(3F)−3
化合物No.472:3−Si(4)Si(4)2B(2F)B(3F)−5
化合物No.473:3−H2B(2F)B(3F)H−8
化合物No.474:4−H2B(2F)B(3F)H−3
化合物No.475:7−H2B(2F)B(3F)H−2
化合物No.476:1O4−H2B(2F)B(3F)H−5
化合物No.477:3O3−H2B(2F)B(3F)H−O2
化合物No.478:3−H2B(2F)B(3F)B(3F)−4
化合物No.479:4−H2B(2F)B(3F)B(3F)−2
化合物No.480:5−H2B(2F)B(3F)B(3F)−O3
化合物No.481:2−H2B(2F)B(3F)B(2,3F)−4
化合物No.482:3−H2B(2F)B(3F)B(2,3F)−2
化合物No.483:5−H2B(2F)B(3F)B(2,3F)−3
化合物No.484:5−H2B(2F)B(3F)B(2,3F)−O2
化合物No.485:5−H2B(2F)B(3F)B(2,3F)−O3
化合物No.486:F4−H2B(2F)B(3F)B(2,3F)−O2
化合物No.487:F11−H2B(2F)B(3F)B(2,3F)−O2
化合物No.488:2−H4B(2F)B(3F)−3
化合物No.489:4−H4B(2F)B(3F)−3
化合物No.490:7−H4B(2F)B(3F)−2
化合物No.491:5O1−H4B(2F)B(3F)−2
化合物No.492:F4−H4B(2F)B(3F)−OCF2CF2H
化合物No.493:2−H4B(2F)B(3F)−O2
化合物No.494:3O−B(2,3F)4B(2F)B(3F)−O2
化合物No.495:5O−B(2,3F)4B(2F)B(3F)−O3
化合物No.496:F2O−B(2,3F)4B(2F)B(3F)−3
化合物No.497:3−BB(2,3F)4B(2F)B(3F)−7
化合物No.498:5−BB(2,3F)4B(2F)B(3F)−O2
化合物No.499:2−B(2,3F)B4B(2F)B(3F)−4
化合物No.500:3O−B(2,3F)B4B(2F)B(3F)−O4
化合物No.501:3−HH4B(2F)B(3F)−2
化合物No.502:4−HH4B(2F)B(3F)−3
化合物No.503:5−HH4B(2F)B(3F)−O2
化合物No.504:8−HH4B(2F)B(3F)−O3
実施例9(使用例5)
組成物例1の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:80.8、Δε:−1.8、Δn:0.096、η:27.8。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例10(使用例6)
組成物例2の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:81.7、Δε:−1.5、Δn:0.099、η:23.9。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例11(使用例7)
組成物例3の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:81.1、Δε:−3.9、Δn:0.092。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例12(使用例8)
組成物例4の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:87.3、Δε:−3.5、Δn:0.080。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例13(使用例9)
組成物例5の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:73.0、Δε:−3.4、Δn:0.196、VHR:98.3、97.4、96.9。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例14(使用例10)
組成物例6の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:71.9、Δε:−2.8、Δn:0.149。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例15(使用例11)
組成物例7の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:83.1、Δn:0.139、η:28.6。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例16(使用例12)
組成物例8の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:81.0、Δn:0.211。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例17(使用例13)
組成物例9の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:73.3、Δε:−3.9、Δn:0.131。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例18(使用例14)
組成物例10の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:64.2、Δε:−5.6、Δn:0.078、η:43.8、Vth:2.03。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例19(使用例15)
組成物例11の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:87.2、Δε:7.3、Δn:0.166、η:19.8、Vth:2.04。
組成物例11の液晶組成物100重量部に対しCM−33を0.8重量部溶解したときのピッチは10.6μmであった。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例20(使用例16)
組成物例12の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:90.8、Δε:6.3、Δn:0.206、η:37.8、Vth:2.28。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例21(使用例17)
組成物例13の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:72.9、Δε:23.8、Δn:0.120、η:39.9、Vth:0.99。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例22(使用例18)
組成物例14の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:86.2、Δε:4.5、Δn:0.119、η:19.8、Vth:2.43。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例23(使用例18)
組成物例15の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:95.8、Δε:6.8、Δn:0.210、η:17.5、Vth:2.10。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例24(使用例19)
組成物例16の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:80.1、Δε:6.1、Δn:0.133、η:14.6、Vth:2.14。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例25(使用例20)
組成物例17の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:86.7、Δε:3.2、Δn:0.096、η:20.1、Vth:2.67。
組成物例17の液晶組成物100重量部に対し光学活性化合物CNを0.3重量部溶解した液晶組成物のピッチは77μmであった。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例26(使用例21)
組成物例18の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:76.8、Δε:12.8、Δn:0.089、η:35.4、Vth:1.46。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例27(使用例22)
組成物例19の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:89.0、Δε:4.7、Δn:0.131、η:22.3、Vth:2.36。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例28(使用例23)
組成物例20の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:83.5、Δε:4.3、Δn:0.095、η:17.4、Vth:2.43。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例29(使用例24)
組成物例21の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:75.3、Δε:7.8、Δn:0.097、η:26.2、Vth:1.81。
この液晶組成物を−20℃のフリーザー中に放置したが、60日を越えてもスメクチック相の出現および結晶の析出はみられなかった。
実施例30(使用例25)
組成物例22の液晶組成物の物性値は次の通りであった。
NI:97.4、Δε:6.5、Δn:0.139、η:38.1、Vth:2.01、VHR:97.6、96.4、96.0。
組成物例22の液晶組成物100重量部に対し光学活性化合物CM−43Lを0.2重量部溶解した液晶組成物のピッチは76μmであった。
実施例31(比較例1)
実施例13において3,3’,3”−トリフルオロ−4,4”−ジプロポキシテルフェニル(化合物No.1)および3,3’−ジフルオロ−4’−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)−4−プロポキシビフェニル(化合物No.183)に代えて、特開昭64−29342に記載の化合物3,3’−ジフルオロ−4’−デシルオキシビフェニル−4−イル=トランス−4−ヘプチルシクロヘキサンカルボキシラート(7−HEB(2F)B(3F)−10)の9%を用いる以外同様にして得られた液晶組成物(G)のVHRは次の通りであった。
VHR:97.8、84.2、79.8。
このことから本発明の化合物が、エステル結合を有する公知の化合物3,3’−ジフルオロ−4’−デシルオキシビフェニル−4−イル=トランス−4−ヘプチルシクロヘキサンカルボキシラートと比較して、高い電圧保持率を有することがわかった。
実施例32(比較例2)
実施例11において3,3’−ジフルオロ−4’−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)−4−プロポキシビフェニル(化合物No.183)および3,3’−ジフルオロ−4’−((トランス−4−プロピルシクロヘキシル)メトキシ)−4−プロポキシビフェニル(化合物No.276)に代えて、GB2258232Aに記載の一般式に包含される化合物である3,3’−ジフルオロ−4”−プロポキシ−4−プロピルテルフェニル(3O1−BB(2F)B(3F)−3)の10.0%および特開平3−141237に記載の一般式に包含される化合物である3,3’−ジフルオロ−4’−((4−エチルフェニル)メトキシ)−4−プロポキシビフェニル(2−BCH2OB(2F)B(3F)−O3)の10%を用いる以外、同様にして得られた液晶組成物(H)の物性値は次の通りであった。
NI:77.5、Δε:−3.8、Δn:0.109。
この液晶組成物(H)を−20℃のフリーザー中に放置したところ、1日でスメクチック相が出現した。
このことから本発明の化合物が、公知の化合物と比較して、低温下でもスメクチック相を示しにくく、かつ、大きな負のΔεを有することが分かった。
実施例33(比較例3)
実施例11において3,3’−ジフルオロ−4’−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)−4−プロポキシビフェニル(化合物No.183)および3,3’−ジフルオロ−4’−((トランス−4−プロピルシクロヘキシル)メトキシ)−4−プロポキシビフェニル(化合物No.276)に代えて、特表平2−503441に記載の一般式に包含される化合物である2,3−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)プロポキシベンゼン(3−HHB(2,3F)−O3)の10.0%および2,3−ジフルオロ−4−((トランス−4−プロピルシクロヘキシル)メトキシ)−プロポキシビフェニル(3−HCH2OBB(2,3F)−O3)の10%を用いる以外、同様にして得られた液晶組成物(I)の物性値は次の通りであった。
NI:79.8、Δε:−3.7、Δn:0.091。
この液晶組成物(I)を−20℃のフリーザー中に放置したところ、4日でスメクチック相が出現した。
このことから本発明の化合物が、公知の化合物と比較して、低温下でもスメクチック相を示しにくく、かつ、大きな負のΔεを有することが分かった。
本発明の液晶性化合物は極めて高い電圧保持率および低いしきい値電圧を有し、それらの温度依存性が極めて小さく、スメクチック相を示しにくい上、他の液晶材料との相溶性が改善されている。また、本発明の液晶性化合物は置換基を適当に選択することにより、所望の物性を有する新たな液晶性化合物を提供することができる。
産業上の利用可能性
従って、本発明の液晶性化合物を液晶組成物の成分として用いることにより、極めて高い電圧保持率を有し、その温度依存性が極めて小さく、低いしきい値電圧、適切な大きさのΔnおよびΔεを有し、安定性および他の液晶材料との相溶性に優れている新たな液晶組成物を提供することができ、これを用いてIPS方式やVA方式などの優れた液晶表示素子を提供することができる。
Claims (16)
- 一般式(1)
(式中、Raは炭素数1〜20の直鎖または分岐アルキル基を示し、これらの基中の相隣接しない任意のメチレン基(−CH2−)は酸素原子であってもよく、基中の任意の水素原子はハロゲン原子であってもよく、Rbは炭素数1〜19の直鎖または分岐アルコキシ基を示し;A1、A2およびA3は各々独立してトランス−1,4−シクロヘキシレン、ジオキサン−2,5−ジイル、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1−シランクロヘキサン−1,4−ジイル、4−シラシクロヘキサン−1,4−ジイル、または1つ以上の水素原子がフッ素原子であってもよい1,4−フェニレンを示し;Z1、Z2およびZ3は各々独立して−(CH2)2−、−(CH2)4−、−CH2O−、−(CH2)3O−または単結合を示し;mは0または1を示し;nは0を示し;ただしmが0であり、A2が1,4−フェニレンである場合は、A2上の水素原子の少なくとも1つはフッ素原子である。また、この化合物を構成する原子はいずれもその同位体であってもよい。)で表される3,3’−ジフルオロビフェニル誘導体。 - mが0である請求の範囲1に記載の3,3’−シフルオロビフェニル誘導体。
- mが1である請求の範囲1に記載の3,3’−ジフルオロビフェニル誘導体。
- A2がトランス−1,4−シクロヘキシレンである請求の範囲2に記載の3,3’−ジフルオロビフェニル誘導体。
- A2がジオキサン−2,5−ジイル、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1−シラシクロヘキサン−1,4−ジイルまたは4−シラシクロヘキサン−1,4−ジイルのいずれかである請求の範囲2に記載の3,3’−ジフルオロビフェニル誘導体。
- A2が1つの以上の水素原子がフッ素原子である1,4−フェニレンである請求の範囲2に記載の3,3’−ジフルオロビフェニル誘導体。
- 請求の範囲1〜6のいずれか1項に記載の誘導体を少なくとも1種含有することを特徴とする液晶組成物。
- 第一成分として、請求の範囲1〜6のいずれか1項に記載の誘導体を少なくとも1種含有し、第二成分として、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種含有することを特徴とする液晶組成物。
(式中、R1は炭素数1〜10のアルキル基を示し、この基中の相隣接しない任意のメチレン基は酸素原子または−CH=CH−であってもよく、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いてもよく;X1はフッ素原子、塩素原子、−OCF3、−OCF2H、−CF3、−CF2H、−CFH2、−OCF2CF2Hまたは−OCF2CFHCF3を示し;L1およびL2は各々独立して水素原子またはフッ素原子を示し;Z4およびZ5は各々独立して−(CH2)2−、−(CH2)4−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−または単結合を示し;環Bはトランス−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あってもよい1,4−フェニレンを示し;環Cはトランス−1,4−シクロヘキシレン、または水素原子がフッ素原子であってもよい1,4−フェニレンを示し;また、これらの化合物を構成する原子はその同位体であってもよい。) - 第一成分として、請求の範囲1〜6のいずれか1項に記載の誘導体を少なくとも1種含有し、第二成分として、一般式(5)および(6)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種含有することを特徴とする液晶組成物。
(式中、R2およびR3は各々独立して炭素数1〜10のアルキル基を示し、この基中の相隣接しない任意のメチレン基は酸素原子または−CH=CH−であってもよく、また、この基中の任意の水素原子はフッ素原子であってもよく;X2は−CNまたは−C≡C−CNを示し;環Dはトランス−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−ジイルを示し;環Eはトランス−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あってもよい1,4−フェニレンを示し;環Fはトランス−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−(CH2)2−、−COO−または単結合を示し;L3、L4およびL5は各々独立して水素原子またはフッ素原子を示し;b、cおよびdは各々独立して0または1を示し;また、これらの化合物を構成する原子はその同位体であってもよい。) - 第一成分として、請求の範囲1〜6のいずれか1項に記載の誘導体を少なくとも1種含有し、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種含有し、第三成分として、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種含有することを特徴とする液晶組成物。
(式中、R4およびR5は各々独立して炭素数1〜10のアルキル基を示し、この基中の相隣接しない任意のメチレン基は酸素原子または−CH=CH−であってもよく、また、この基中の任意の水素原子はフッ素原子であってもよく;環G、環Iおよび環Jは各々独立して、トランス−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あってもよい1,4−フェニレンを示し;Z7およびZ8は各々独立して、−C≡C−、−COO−、−(CH2)2−、−CH=CH−または単結合を示し;また、これらの化合物を構成する原子はその同位体であってもよい。) - 第一成分として、請求の範囲1〜6のいずれか1項に記載の誘導体を少なくとも1種含有し、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種含有することを特徴とする液晶組成物。
- 第一成分として、請求の範囲1〜6のいずれか1項に記載の誘導体を少なくとも1種含有し、第二成分として、一般式(10)、(11)および(12)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種含有することを特徴とする液晶組成物。
(式中、R6およびR7は各々独立して炭素数1〜10のアルキル基を示し、この基中の相隣接しない任意のメチレン基は酸素原子または−CH=CH−であってもよく、また、この基中の任意の水素原子はフッ素原子であってもよく;環Kおよび環Mは各々独立して、トランス−1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンを示し;L6およびL7は各々独立して水素原子またはフッ素原子を示すが同時に水素原子を示すことはなく;Z9およびZ10は各々独立して−(CH2)2−、−COO−または単結合を示し;またこれらの化合物を構成する原子はその同位体であってもよい。) - 第一成分として、請求の範囲1〜6のいずれか1項に記載の誘導体を少なくとも1種含有し、第二成分として、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種含有し、第三成分として、前記一般式(10)、(11)および(12)からなる化合物群から選択される化合物少なくとも1種含有することを特徴とする液晶組成物。
- 第一成分として、請求の範囲1〜6のいずれか1項に記載の誘導体を少なくとも1種含有し、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種含有することを特徴とする液晶組成物。
- 請求の範囲7〜15のいずれか1項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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