TWI458703B - 具有二氟伸丙烯基氧基結合基的液晶化合物 - Google Patents

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Description

具有二氟伸丙烯基氧基結合基的液晶化合物
本發明是有關於一種可用作顯示元件用材料的新穎液晶化合物。詳細而言，本發明是有關於一種具有液晶相的較廣溫度範圍、較高透明點、與其他液晶化合物的良好相容性，且具有較大的光學各向異性以及較大的介電各向異性，並且，當用於液晶顯示元件中時，可於較廣的溫度範圍內使用，可進行低電壓驅動，可獲得急遽的電光學特性的新穎液晶化合物。
使用液晶化合物(於本申請案中，所謂液晶化合物的用語是作為具有液晶相的化合物以及雖不具有液晶相但可用作液晶組成物的構成成分的化合物的總稱來使用)的顯示元件被廣泛利用於鐘錶、計算器、文字處理器(word processor)等的顯示器(display)中。該些顯示元件是利用液晶化合物的光學各向異性、介電各向異性等。
於液晶顯示元件中，基於液晶的運作模式的分類有：相變(phase change，PC)、扭轉向列(twisted nematic，TN)、超扭轉向列(super twisted nematic，STN)、雙穩態扭轉向列(bistable twisted nematic，BTN)、電控雙折射(electrically controlled birefringence，ECB)、光學補償彎曲(optically compensated bend，OCB)、共平面切換(in-plane switching，IPS)、垂直配向(vertical alignment，VA)、聚合物穩定配向(polymer sustained alignment，PSA)等。基於元件的驅動方式的分類有被動矩陣(passive matrix，PM)及主動矩陣(active matrix，AM)。被動矩陣(passive matrix，PM)被分類為靜態(static)與多工(multiplex)等，AM被分類為薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)、金屬-絕緣體-金屬(metal insulator metal，MIM)等。
該些液晶顯示元件包含具有適宜物性的液晶組成物。為了提高液晶顯示元件的特性，較好的是該液晶組成物具有適宜的物性。作為液晶組成物的成分的液晶化合物所必需的一般物性如下：
(1)　化學性質穩定，以及物理性質穩定；
(2)　具有較高的透明點(液晶相-各向同性相的相轉移溫度(phase transition temperature))；
(3)液晶相(向列相(nematic phase)、層列相(smectic phase)等)的下限溫度、尤其是向列相的下限溫度低；
(4)　與其他液晶化合物的相容性優異；
(5)　具有較大的介電各向異性；以及
(6)　具有較大的光學各向異性。
若將包含如(1)所述化學性質及物理性質穩定的液晶化合物的組成物用於顯示元件，則可提高電壓保持率。
另外，於包含如(2)及(3)所述具有較高透明點或者液晶相的低下限溫度的液晶化合物的組成物中，可擴大向列相的溫度範圍，可於較廣溫度範圍內用作顯示元件。
為了表現出單一化合物所難以發揮的特性，液晶化合物通常用作與其他較多液晶化合物混合而製備的組成物。
因此，顯示元件中所使用的液晶化合物較好的是如(4)所述與其他液晶化合物等的相容性良好。
近年來，尤其要求顯示性能，例如對比度(contrast)、顯示容量、響應時間(responce time)特性等更高的液晶顯示元件。進而，對於所使用的液晶材料，要求驅動電壓低，亦即要求可降低臨界電壓(threshold voltage)的液晶化合物以及包含該液晶化合物的低驅動電壓的液晶組成物。
眾所周知，臨界電壓(Vth )是由下式所表示(H. J. Deuling,et al.,Mol. Cryst. Liq. Cryst.,27(1975) 81)。
Vth =π(K/ε0 Δε)1/2
於上式中，K為彈性常數(elastic constant)，ε0 為真空介電常數。可由該式判斷，為了降低Vth ，考慮到兩種方法，即，增加Δε(介電各向異性)的值，或者降低K。然而，以目前的技術，尚難以實際控制K，故而，現狀為通常使用Δε較大的液晶材料來應對要求。由於此種情況，正盛行開發一種如(5)所述具有較大介電各向異性的液晶化合物。
進而，為了進行良好的液晶顯示，較好的是構成液晶顯示器的液晶顯示元件的單元的厚度及所使用的液晶材料的Δn(光學各向異性)的值為固定(E. Jakeman,et al.,Pyhs. Lett.,39A. 69(1972))。另外，液晶顯示元件的響應速度與所使用的單元的厚度的平方成反比。因此，為了製造亦可應用於顯示活動圖像等的可高速響應的液晶顯示元件，必需使用具有較大光學各向異性的液晶組成物。因此，業者要求如(6)所述具有較大光學各向異性的液晶化合物。
至今為止，已合成各種具有較大介電各向異性以及光學各向異性的液晶化合物，其中的幾種已被實際應用。於專利文獻1～專利文獻5中，揭示有具有-CF2 O-結合基的化合物，例如三環化合物(S-1)或四環化合物(S-2)。該些化合物由於液晶相的溫度範圍窄且透明點較低，故而由該些化合物製成液晶組成物時，可用作顯示元件的溫度範圍不夠廣。
進而，於專利文獻6以及專利文獻7中，揭示有具有-CH=CH-CF2 O-結合基的三環化合物(S-3)。該化合物雖具有較大的介電各向異性以及較大的光學各向異性，但液晶相的溫度範圍不夠廣。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第96/11897小冊子
[專利文獻2]日本專利特開平10-204016號公報
[專利文獻3]英國專利第2229438號說明書
[專利文獻4]德國專利申請案公開第4023106號說明書
[專利文獻5]日本專利特開平10-251186號公報
[專利文獻6]日本專利特開2002-53513公報
[專利文獻7]日本專利特開2004-269432公報
本發明的目的在於提供一種液晶化合物，其具有化合物所需的一般物性、對熱及光等的穩定性、液晶相的較廣溫度範圍及較高透明點，且具有與其他化合物的良好相容性、較大的光學各向異性、以及較大的介電各向異性。
本發明提供一種如下所述的液晶化合物以及包含液晶化合物的液晶顯示元件等。另外，以下關於由式(1)所表示的化合物中的末端基、環及結合基等，亦列舉較佳例子。
[1]一種化合物，其是由式(1)所表示：
於式(1)中，R1 為碳數為1～20的烷基，該烷基中的任意-CH2 -可被-O-、-S-或-CH=CH-取代；環A1 及環A4 獨立為1,4-伸環己基(1,4-cyclohexylene)、1,3-二噁烷-2,5-二基(1,3-dioxane-2,5-diyl)、嘧啶-2,5-二基(pyrimidine-2,5-diyl)、吡啶-2,5-二基(pyridine-2,5-diyl)、四氫吡喃-2,5-二基(tetrahydropyran-2,5-diyl)、1,4-伸苯基(1,4-phenylene)、或者任意的氫被鹵素取代的1,4-伸苯基；Z1 及Z4 獨立為單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CF=CF-、-(CH2 )4 -、-(CH2 )2 CF2 O-、-(CH2 )2 OCF2 -、-CF2 O(CH2 )2 -、-OCF2 (CH2 )2 -、-CH=CH-(CH2 )2 -、或-(CH2 )2 -CH=CH-；L1 、L2 、L3 及L4 獨立為氫、氟或氯；X1 為氫、鹵素、-C≡N、-N=C=S、-SF5 、或碳數為1～10的烷基，該烷基中的任意-CH2 -可被-O-、-S-或-CH=CH-取代，而且，任意的氫可被鹵素取代；l及o獨立為0至3的整數，l與o的和為小於等於3；而且，當l為1、o為0、環A1 為1,4-伸苯基且X1 為氟時，L1 、L2 、L3 及L4 中的至少一者為氫。
[2]如項[1]所述之化合物，其中於式(1)中，R1 為碳數為1～20的烷基、碳數為2～21的烯基、碳數為1～19的烷氧基、碳數為2～20的烯氧基、或碳數為1～19的烷硫基；X1 為氫、鹵素、-C≡N、-N=C=S、-SF5 、碳數為1～10的烷基、碳數為2～11的烯基、碳數為1～9的烷氧基、碳數為2～10的烯氧基、碳數為1～9的硫代烷基、-CH2 F、-CHF2 、-CF3 、-(CH2 )2 -F、-CF2 CH2 F、-CF2 CHF2 、-CH2 CF3 、-CF2 CF3 、-(CH2 )3 -F、-(CF2 )3 -F、-CF2 CHFCF3 、-CHFCF2 CF3 、-(CH2 )4 -F、-(CF2 )4 -F、-(CH2 )5 -F、-(CF2 )5 -F、-OCH2 F、-OCHF2 、-OCF3 、-O-(CH2 )2 -F、-OCF2 CH2 F、-OCF2 CHF2 、-OCH2 CF3 、-O-(CH2 )3 -F、-O-(CF2 )3 -F、-OCF2 CHFCF3 、-OCHFCF2 CF3 、-O(CH2 )4 -F、-O-(CF2 )4 -F、-O-(CH2 )5 -F、-O-(CF2 )5 -F、-CH=CHF、-CH=CF2 、-CF=CHF、-CH=CHCH2 F、-CH=CHCF3 、-(CH2 )2 -CH=CF2 、-CH2 CH=CHCF3 、或-CH=CHCF2 CF3 。
[3]如項[1]所述之化合物，其中於式(1)中，R1 為碳數為1～12的烷基、碳數為2～12的烯基、碳數為1～12的烷氧基、或碳數為2～12的烯氧基，Z1 及Z4 獨立為單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-CF2 O-、-CH2 O-、或-OCH2 -，X1 為氟、氯、-C≡N、-CF3 、-CHF2 、-CH2 F、-OCF3 、-OCHF2 、或-OCH2 F。
[4]如項[1]所述之化合物，其中於式(1)中，R1 為碳數為1～12的烷基、碳數為2～12的烯基、碳數為1～12的烷氧基，Z1 及Z4 獨立為單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-，X1 為氟、氯、-CF3 、或-OCF3 。
[5]如項[1]所述之化合物，其中該化合物是由式(1-1)～式(1-5)中的任一者所表示：
於該些式中，R1 為碳數為1～12的烷基、或碳數為2～12的烯基；環A1 、環A2 、環A3 及環A4 獨立為1,4-伸環己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、或者任意的氫被鹵素取代的1,4-伸苯基；L1 、L2 、L3 及L4 獨立為氫、氯或氟；X1 為氟、氯、-CF3 或-OCF3 ；而且,於式(1-1)中,當環A1 為1,4-伸苯基且X1 為氟時,L1 、L2 、L3 及L4 中的至少一者為氫。
[6]如項[1]所述之化合物，其中該化合物是由式(1-6)～式(1-38)中的任一者所表示：
於該些式中，R1 為碳數為1～12的烷基；L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L8 及L9 獨立為氫、氯或氟；X1 為氟、氯、-CF3 或-OCF3 。而且，於式(1-6)中，當X1 為氟時，L1 、L2 、L3 及L4 中的至少一者為氫。
[7]如項[1]所述之化合物，其中該化合物是由式(1-39)～式(1-49)中的任一者所表示。
於該些式中，R1 為碳數為1～12的烷基；L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L8 及L9 獨立為氫或氟；X1 為氟、氯、-CF3 或-OCF3 。而且，於式(1-39)中，當X1 為氟時，L1 、L2 、L3 及L4 中的至少一者為氫。
本說明書中的用語的使用方法如下。液晶化合物是具有向列相、層列相等液晶相的化合物以及雖不具有液晶相但可用作液晶組成物的成分的化合物的總稱。有時將液晶化合物、液晶組成物、液晶顯示元件分別簡稱為化合物、組成物、元件。液晶顯示元件是液晶顯示面板以及液晶顯示模組的總稱。向列相的上限溫度是向列相-各向同性相的相轉移溫度，而且，有時僅簡稱為透明點或上限溫度。有時將向列相的下限溫度僅簡稱為下限溫度。有時將由式(1)所表示的化合物簡稱為化合物(1)。雖於同一化學式或不同化學式中記載環A1 、Z1 、X1 等多個相同的記號，但該些記號中的任意兩個可相同，或亦可不同。
所謂「任意的」，不僅表示位置是任意的，而且亦表示個數是任意的，但不包括個數為0的情況。任意的A可被B、C或D取代的表述除任意的A被B取代的情況、任意的A被C取代的情況以及任意的A被D取代的情況以外，亦包括多個A被B～D中的至少兩個取代的情況。例如，任意的-CH2 -可被-O-或-CH=CH-取代的烷基中，包括烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基、烷氧基烯基、烯氧基烷基等。另外，於本發明中，連續的兩個-CH2 -被-O-取代而成為-O-O-的情況欠佳。而且，烷基中的末端的-CH2 -被-O-取代的情況亦欠佳。以下，進而對本發明進行說明。
[發明效果]
本發明的化合物具有化合物所必需的一般物性、對熱及光等的穩定性、液晶相的較廣溫度範圍、較高透明點、與其他化合物的良好相容性、較大的光學各向異性、以及較大的介電各向異性。包含本發明化合物的組成物具有向列相的較高上限溫度、向列相的較低下限溫度、較小黏度、適當大小的光學各向異性、以及較低的臨界電壓。包含本發明化合物的液晶顯示元件具有可使用的較廣溫度範圍、較短的響應時間、較小的消耗電力、較大的對比度、以及較低的驅動電壓。
1-1　本發明的化合物
本發明的態樣是關於一種由式(1)所表示的化合物。
於式(1)中，1及o獨立為0至3的整數。而且，1為2或3時的任意兩個環A1 等可相同亦可不同。因此，式(1)的化合物亦可由式(1')所表示。
於式(1')中，l、m、n、o、p及q獨立為0或1，l、m、n、o、p及q的和為小於等於3。
於式(1')中，R1 為碳數為1～20的烷基，該烷基中的任意-CH2 -可被-O-、-S-或-CH=CH-取代。例如，將CH3 -(CH2 )3 -中的任意-CH2 -由-O-、-S-、或-CH=CH-取代而成的基團的例子為：CH3 -(CH2 )2 -O-、CH3 O-(CH2 )2 -、CH3 OCH2 O-、CH3 -(CH2 )2 -S-、CH3 S-(CH2 )2 -、CH3 SCH2 S-、CH2 =CH-(CH2 )3 -、CH3 CH=CH-(CH2 )2 -、CH3 CH=CHCH2 O-等。
此種R1 的例子為：烷基、烷氧基、烷氧基烷基、烷氧基烷氧基、硫代烷基、硫代烷基烷氧基、烯基、烯氧基、烯氧基烷基、烷氧基烯基等。該些基團可為直鏈亦可為支鏈，直鏈比支鏈更好。即便R1 為支鏈基團亦具有光學活性時較好。烯基中的-CH=CH-的較佳立體構型依賴於雙鍵的位置。於如-CH=CHCH3 、-CH=CHC2 H5 、-CH=CHC3 H7 、-CH=CHC4 H9 、-C2 H4 CH=CHCH3 及-C2 H4 CH=CHC2 H5 等的在奇數位具有雙鍵的烯基中，較好的是反式構型(trans-configuration)。於如-CH2 CH=CHCH3 、-CH2 CH=CHC2 H5 及-CH2 CH=CHC3 H7 等在偶數位具有雙鍵的烯基中，較好的是順式構型(cis-configuration)。具有較佳立體構型的烯基化合物，具有較高的上限溫度或液晶相的較廣溫度範圍。於Mol. Cryst. Liq. Cryst.,1985,131,109以及Mol. Cryst. Liq. Cryst.,1985,131,327中有詳細說明。
烷基的具體例子為：-CH3 、-C2 H5 、-C3 H7 、-C4 H9 、-C5 H11 、-C6 H13 、-C7 H15 、-C8 H17 、-C9 H19 、-C10 H21 、-C11 H23 、-C12 H25 、-C13 H27 、-C14 H29 、以及-C15 H31 。
烷氧基的具體例子為：-OCH3 、-OC2 H5 、-OC3 H7 、-OC4 H9 、-OC5 H11 、-OC6 H13 以及-OC7 H15 、-OC8 H17 、-OC9 H19 、-OC10 H21 、-OC11 H23 、-OC12 H25 、-OC13 H27 及-OC14 H29 。
烷氧基烷基的具體例子為：-CH2 OCH3 、-CH2 OC2 H5 、-CH2 OC3 H7 、-(CH2 )2 -OCH3 、-(CH2 )2 -OC2 H5 、-(CH2 )2 -OC3 H7 、-(CH2 )3 -OCH3 、-(CH2 )4 -OCH3 及-(CH2 )5 -OCH3 。
烯基的具體例子為：-CH=CH2 、-CH=CHCH3 、-CH2 CH=CH2 、-CH=CHC2 H5 、-CH2 CH=CHCH3 、-(CH2 )2 -CH=CH2 、-CH=CHC3 H7 、-CH2 CH=CHC2 H5 、-(CH2 )2 -CH=CHCH3 及-(CH2 )3 -CH=CH2 。
烯氧基的具體例子為：-OCH2 CH=CH2 、-OCH2 CH=CHCH3 及-OCH2 CH=CHC2 H5 。
R1 較好的是碳數為1~12的烷基、或碳數為2~12的烯基。另外，R1 的最佳例子為：-CH3 、-C2 H5 、-C3 H7 、-C4 H9 、-C5 H11 、-C6 H13 、-C7 H15 、-C8 H17 、-C9 H19 、-C10 H21 、-C11 H23 、-C12 H25 、-C13 H27 、-C14 H29 、-C15 H31 、-CH=CH2 、-CH=CHCH3 、-CH2 CH=CH2 、-CH=CHC2 H5 、-CH2 CH=CHCH3 、-(CH2 )2 -CH=CH2 、-CH=CHC3 H7 、-CH2 CH=CHC2 H5 、-(CH2 )2 -CH=CHCH3 及-(CH2 )3 -CH=CH2 。
於式(1')中，環A1 、環A2 、環A3 、環A4 、環A5 及環A6 獨立為1,4-伸環己基(14-1)、1,3-二噁烷-2,5-二基(14-2)、嘧啶-2,5-二基(14-3)、吡啶-2,5-二基(14-4)、四氫吡喃-2,5-二基(14-5)、1,4-伸苯基(14-6)、或者任意的氫被鹵素取代的1,4-伸苯基。任意的氫被鹵素取代的1,4-伸苯基的例子為式(14-7)~式(14-24)。較佳例子為由式(14-7)~式(14-11)所表示的基團。
環A1 、環A2 、環A3 、環A4 、環A5 及環A6 的較佳例子為：1,4-伸環己基(14-1)、1,3-二噁烷-2,5-二基(14-2)、嘧啶-2,5-二基(14-3)、吡啶-2,5-二基(14-4)、四氫吡喃-2,5-二基(14-5)、1,4-伸苯基(14-6)、2-氟-1,4-伸苯基(14-7)(14-12)、2-氯-1,4-伸苯基(14-9)(14-19)、2-氯-6-氟-1,4-伸苯基(14-11)、2,6-二氟-1,4-伸苯基(14-8)(14-16)。
環A1 、環A2 、環A3 、環A4 、環A5 及環A6 的最佳例子為：1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2-氯-6-氟-1,4-伸苯基、以及2,6-二氟-1,4-伸苯基。
於式(1')中，Z1 、Z2 、Z3 、Z4 、Z5 及Z6 獨立為單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CF=CF-、-(CH2 )4 -、-(CH2 )2 -CF2 O-、-(CH2 )2 -OCF2 -、-CF2 O-(CH2 )2 -、-OCF2 -(CH2 )2 -、-CH=CH-(CH2 )2 -或-(CH2 )2 -CH=CH-。
Z1 、Z2 、Z3 、Z4 、Z5 及Z6 的較佳例子為：單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-CF2 O-、-CH2 O-或-OCH2 -。於該些鍵中，與如-CH=CH-、-CF=CF-、-CH=CH-(CH2 )2 -及-(CH2 )2 -CH=CH-等的結合基的雙鍵相關的立體構型中，反式比順式更好。最佳的Z1 、Z2 、Z3 、Z4 、Z5 及Z6 為單鍵。
於式(1')中，L1 、L2 、L3 及L4 獨立為氫、氟或氯。另外，L1 、L2 、L3 及L4 較好的是獨立為氫或氟。當環A1 為1,4-伸苯基、X1 為氟、1=1且m=n=o=p=q=0時，L1 、L2 、L3 及L4 中的至少一者為氫或氯。
於式(1')中，X1 為氫、鹵素、-C≡N、-N=C=S、-SF5 、或碳數為1～10的烷基，碳數為2～10的烷基中任意-CH2 -可被-O-、-S-或-CH=CH-取代，而且，碳數為1～10的烷基或碳數為2～10的烷基中任意-CH2 -被-O-、-S-或-CH=CH-取代的基團中，任意的氫可被鹵素取代。
任意的氫被鹵素取代的烷基的具體例子為：-CH2 F、-CHF2 、-CF3 、-(CH2 )2 -F、-CF2 CH2 F、-CF2 CHF2 、-CH2 CF3 、-CF2 CF3 、-(CH2 )3 -F、-(CF2 )3 -F、-CF2 CHFCF3 、-CHFCF2 CF3 、-(CH2 )4 -F、-(CF2 )4 -F、-(CH2 )5 -F及-(CF2 )5 -F。
任意的氫被鹵素取代的烷氧基的具體例子為：-OCH2 F、-OCHF2 、-OCF3 、-O-(CH2 )2 -F、-OCF2 CH2 F、-OCF2 CHF2 、-OCH2 CF3 、-O-(CH2 )3 -F、-O-(CF2 )3 -F、-OCF2 CHFCF3 、-OCHFCF2 CF3 、-O-(CH2 )4 -F、-O-(CF2 )4 -F、-O-(CH2 )5 -F及-O-(CF2 )5 -F。
任意的氫被鹵素取代的烯基的具體例子為：-CH=CHF、-CH=CF2 、-CF=CHF、-CH=CHCH2 F、-CH=CHCF3 、-(CH2 )2 -CH=CF2 、-CH2 CH=CHCF3 及-CH=CHCF2 CF3 。
X1 的具體例子為：氫、氟、氯、-C≡N、-N=C=S、-SF5 、-CH3 、-C2 H5 、-C3 H7 、-C4 H9 、-C5 H11 、-C6 H13 、-C7 H15 、-C8 H17 、-C9 H19 、-C10 H21 、-CH2 F、-CHF2 、-CF3 、-(CH2 )2 -F、-CF2 CH2 F、-CF2 CHF2 、-CH2 CF3 、-CF2 CF3 、-(CH2 )3 -F、-(CF2 )3 -F、-CF2 CHFCF3 、-CHFCF2 CF3 、-(CH2 )4 -F、-(CF2 )4 -F、-(CH2 )5 -F、-(CF2 )5 -F、-OCH3 、-OC2 H5 、-OC3 H7 、-OC4 H9 、-OC5 H11 、-OCH2 F、-OCHF2 、-OCF3 、-O-(CH2 )2 -F、-OCF2 CH2 F、-OCF2 CHF2 、-OCH2 CF3 、-O-(CH2 )3 -F、-O-(CF2 )3 -F、-OCF2 CHFCF3 、-OCHFCF2 CF3 、-O(CH2 )4 -F、-O-(CF2 )4 -F、-O-(CH2 )5 -F、-O-(CF2 )5 -F、-CH=CH2 、-CH=CHCH3 、-CH2 CH=CH2 、-CH=CHC2 H5、-CH2 CH=CHCH3 、-(CH2 )2 -CH=CH2 、-CH=CHC3 H7 、-CH2 CH=CHC2 H5 、-(CH2 )2 -CH=CHCH3 、-(CH2 )3 -CH=CH2 、-CH=CHF、-CH=CF2 、-CF=CHF、-CH=CHCH2 F、-CH=CHCF3 、-(CH2 )2 -CH=CF2 、-CH2 CH=CHCF3 及-CH=CHCF2 CF3 。
X1 的較佳例子為氟、氯、-C≡N、-CF3 、-CHF2 、-CH2 F、-OCF3 、-OCHF2 及-OCH2 F。X1 的最佳例子為：氟、氯、-CF3 及-OCF3 。
於式(1')中，l、m、n、o、p及q獨立為0或1，l+m+n+o+p+q為小於等於3。l、m、n、o、p及q的較佳組合有：如式(1-1)般(1=1，m=n=o=p=q=0)、如式(1-2)般(1=m=1，n=o=p=q=0)、如式(1-3)般(1=o=1，m=n=p=q=0)、如式(1-4)般(1=m=o=1，n=p=q=0)、以及如式(1-5)般(1=m=n=1，o=p=q=0)。
1-2本發明的化合物的性質及其製備方法
對本發明的化合物(1)進行更詳細的說明。化合物(1)在通常使用元件的條件下，其物理性質及化學性質極其穩定，而且與其他化合物的相容性良好。包含該化合物的組成物在通常使用元件的條件下較為穩定。即便在較低溫度下保管該組成物，該化合物亦不會作為結晶(或層列相)而析出。該化合物的液晶相的溫度範圍廣，透明點高。因此，於組成物中可擴大向列相的溫度範圍，可於較廣的溫度範圍內用作顯示元件。另外，該化合物具有較大的光學各向異性。由此，適於製造可高速響應的液晶顯示元件。進而，該化合物具有較大的介電各向異性，故而可用作用以降低組成物的臨界電壓的成分。
藉由適當地選擇化合物(1)的l、m、n、o、p及q的組合，環A1 ～環A6 的種類，左末端基R1 ，最右側的苯環上的基團及其取代位置(L1 、L2 及X1 )或者結合基Z1 ～結合基Z6 ，可任意地調整透明點、光學各向異性、介電各向異性等的物性。以下，對於l、m、n、o、p及q的組合，環A1 ～環A6 ，左末端基R1 ，右末端基X1 ，結合基Z1 ～結合基Z6 ，L1 、L2 、L3 及L4 的種類對化合物(1)的物性賦予的效果進行說明。
當l、m、n、o、p及q的組合如式(1-1)般為(l=1，m=n=o=p=q=0)時，上述化合物(1)與其他化合物的相容性良好，黏性低。當l、m、n、o、p及q的組合如式(1-2)般為(l=m=1，n=o=p=q=0)時，上述化合物(1)的液晶相的溫度範圍廣，透明點高，光學各向異性大。當l、m、n、o、p及q的組合如式(1-3)般為(l=o=1，m=n=p=q=0)時，上述化合物(1)與其他化合物的相容性良好，介電各向異性大。當l、m、n、o、p及q的組合如式(1-4)般為(l=m=o=1，n=p=q=0)時，上述化合物(1)的透明點高，介電各向異性大，光學各向異性大。當l、m、n、o、p及q的組合如式(1-5)般為(l=m=n=1，o=p=q=0)時，上述化合物(1)的透明點高，光學各向異性大。
於化合物(1)中，當環A1 ～環A6 全部由1,4-伸苯基構成時，化學穩定性高，光學各向異性、介電各向異性大。當環A1 ～環A6 中的至少一者為1,4-伸環己基時，上述化合物(1)與其他化合物的相容性良好，透明點高，黏性低。當環A1 ～環A6 中的至少一者為1,3-二噁烷-2,5-二基或嘧啶-2,5-二基時，上述化合物(1)的介電各向異性極大。當環A1 ～環A6 中的至少一種為四氫吡喃-2,5-二基時，上述化合物(1)與其他化合物的相容性良好。
當R1 為直鏈時，上述化合物(1)的液晶相的溫度範圍廣，而且黏度小。當R1 為支鏈時，上述化合物(1)與其他化合物的相容性良好。R1 為光學活性基團的化合物可用作手性摻雜劑(chiral dopant)。藉由將該化合物添加至組成物中，可防止元件中產生的反向扭轉區域(reverse twisted domain)。R1 不為光學活性基團的化合物可用作組成物的成分。當R1 為烯基時，較佳的立體構型依賴於雙鍵的位置。具有較佳立體構型的烯基化合物具有較高的上限溫度或液晶相的較廣溫度範圍。
當結合基Z1 、Z2 、Z3 、Z4 、Z5 及Z6 為單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CF=CF-、-(CH2 )3 -O-、-O-(CH2 )3 -、-(CH2 )2 -CF2 O-、-OCF2 -(CH2 )2 -或-(CH2 )4 -時，上述化合物(1)的黏度小。當結合基為單鍵、-(CH2 )2 -、-CF2 O-、-OCF2 -、或-CH=CH-時，上述化合物(1)的黏度更小。當結合基為-CH=CH-時，上述化合物(1)的液晶相的溫度範圍廣，而且彈性常數比K33 /K11 (K33 ：彎曲彈性常數(bend elastic constant)，K11 ：展曲彈性常數(splay elastic constant))大。當結合基為-C≡C-時，上述化學物(1)的光學各向異性大。當Z1 、Z2 、Z3 、Z4 、Z5 及Z6 為單鍵、-(CH2 )2 -、-CH2 O-、-CF2 O-、-OCF2 -、-(CH2 )4 -時，上述化學物(1)的化學性質穩定且比較難以引起劣化。
當右末端基X1 為氟、氯、-C≡N、-N=C=S、-SF5 、-CF3 、-CHF2 、-CH2 F、-OCF3 、-OCHF2 或-OCH2 F時，上述化學物(1)的介電各向異性大。當X1 為-C≡N、-N=C=S或烯基時，上述化學物(1)的光學各向異性大。當X1 為氟、-OCF3 、-CF3 或烷基時，上述化學物(1)的化學性質穩定。
當L1 及L2 均為氟且X1 為氟、氯、-C≡N、-N=C=S、-SF5 、-CF3 、-CHF2 、-CH2 F、-OCF3 、-OCHF2 或-OCH2 F時，上述化學物(1)的介電各向異性大。當L1 為氟且X1 為-OCF3 時，L1 及L2 均為氟且X1 為-OCF3 或-CF3 時，或者L1 、L2 及X1 全部為氟時，上述化學物(1)的介電各向異性值大，液晶相的溫度範圍廣，並且化學性質穩定，難以引起劣化。
如上所述，藉由適當選擇環結構、末端基、結合基等的種類，可獲得具有目標物性的化合物。因此，化合物(1)可用作PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VA等的元件中所使用的組成物的成分。
1-3化合物(1)的具體例
化合物(1)的較佳例子為式(1-1)～式(1-5)。更佳例子為式(1-6)～式(1-38)。進而較佳的例子為式(1-39)～式(1-49)。
於該些式中，R1 為碳數為1～12的烷基、或碳數為2～12的烯基；環A1 、環A2 、環A3 及環A4 獨立為1,4- 伸環己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、或者任意的氫被鹵素取代的1,4-伸苯基；L1 、L2 、L3 及L4 獨立為氫、氯或氟；X1 為氟、氯、-CF3 或-OCF3 。而且，於式(1-1)中，當環A1 為1,4-伸苯基且X1 為氟時，L1 、L2 、L3 及L4 中的至少一者為氫。
於該些式中，R1 為碳數為1～12的烷基；L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L8 及L9 獨立為氫、氯或氟；X1 為氟、氯、-CF3 或-OCF3 。而且，於式(1-6)中，當X1 為氟時，L1 、L2 、L3 及L4 中的至少一者為氫。
於該些式中，R1 為碳數為1～12的烷基；L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L8 及L9 獨立為氫或氟；X1 為氟、氯、-CF3 或-OCF3 。而且，於式(1-39)中，當X1 為氟時，L1 、L2 、L3 及L4 中的至少一者為氫。
1-4化合物(1)的合成
其次，對化合物(1)的合成進行說明。化合物(1)可藉由將有機合成化學中的方法適當組合而合成。向起始物質(starting material)中導入作為目標的末端基、環及結合基的方法，揭示於有機合成(Organic Syntheses,John Wiley ＆ Sons,Inc)、有機反應(Organic Reactions,John Wiley ＆ Sons,Inc)、綜合有機合成(Comprehensive Organic Synthesis,Pergamon Press)、新實驗化學講座(丸善)等中。
1-4-1結合基Z1 ～結合基Z6 的生成方法
化合物(1)中的結合基Z1 ～結合基Z6 的生成方法的一例為下述流程所述。於該流程中，MSG1 或MSG2 是具有至少一個環的一價有機基團。流程中使用的多個MSG1 (或MSG2 )可相同，或亦可不同。化合物(1A)～化合物(1J)相當於化合物(1)。
其次，於以下(I)～(XI)項中，對化合物(1)中的結合基Z1 ～結合基Z6 的各種鍵的生成方法進行說明。
(I)單鍵的生成
使芳基硼酸(arylboronic acid)(2)與以公知方法合成的化合物(3)，於如碳酸鹽水溶液及四(三苯基膦)鈀(tetrakis(triphenylphosphine)palladium)的觸媒存在下進行反應，從而合成化合物(1A)。該化合物(1A)亦可藉由使正丁基鋰(n-butyl lithium)與以公知方法合成的化合物(4)進行反應，接著使氯化鋅進行反應，於如雙(三苯基膦)二氯化鈀(bis(triphenylphosphine) palladium dichloride)的觸媒存在下使化合物(3)反應而合成。
(II) -COO-及-OCO-的生成
使正丁基鋰與化合物(4)進行反應，接著使二氧化碳進行反應而獲得羧酸(carboxylic acid)(5)。使化合物(5)與以公知方法合成的酚(phenol)(6)，於1,3-二環己基碳二醯亞胺(1,3-dicyclohexyl carbodiimide，DCC)及4-二甲胺基吡啶(4-dimethyl amino pyridine，DMAP)的存在下進行脫水，從而合成具有-COO-的化合物(1B)。利用該方法，亦可合成具有-OCO-的化合物。
(III) -CF2 O-及-OCF2 -的生成
將化合物(1B)以如勞森試劑(Lawesson's Reagent)之類的硫化劑進行處理而獲得化合物(7)。接著將化合物(7)以氟化氫吡啶錯合物及N-溴代丁二醯亞胺(N-bromosuccinimide，NBS)進行氟化，從而合成具有-CF2 O-的化合物(1C)。可參照M. Kuroboshi et al.,Chem. Lett.,1992,827.。化合物(1C)亦可藉由將化合物(7)以(二乙胺基)三氟化硫((diethylamino)sulfur triflupride，DAST)進行氟化而合成。可參照W. H. Bunnelle et al.,J. Org. Chem. 1990,55,768.。利用該方法，亦可合成具有-OCF2 -的化合物。亦可利用Peer. Kirsch et al.,Angew. Chem. Int. Ed. 2001,40,1480.所揭示的方法來生成該些結合基。
(IV) -CH=CH-的生成
將化合物(4)以正丁基鋰進行處理後，使其與N,N-二甲基甲醯胺(N,N-dimethylformamide，DMF)等的甲醯胺進行反應而獲得醛(aldehyde)(9)。接著將以公知方法合成的鏻鹽(phosphonium salt)(8)以如第三丁氧化鉀(potassium tert-butoxide)之類的鹼進行處理而產生磷葉立德(phosphorus ylide)，然後使該磷葉立德與醛(9)進行反應，從而合成化合物(1D)。由於會根據反應條件而生成順式體，因此視需要以公知方法將順式體異構化成反式體。
(V) -(CH2 )2 -的生成
於如鈀碳(palladium carbon)之類的觸媒存在下，將化合物(1D)進行氫化，由此合成化合物(1E)。
(VI) -(CH2 )4 -的生成
使用鏻鹽(10)來替代鏻鹽(8)，並根據項(IV)的方法獲得具有-(CH2 )2 -CH=CH-的化合物。對該化合物進行催化氫化(catalytic hydrogenation)而合成化合物(1F)。
(VII) -C≡C-的生成
於二氯化鈀與鹵化銅的觸媒存在下，使2-甲基-3-丁炔-2-醇(2-methyl-3-butyne-2-ol)與化合物(4)進行反應後，於鹼性條件下進行去保護(deprotection)而獲得化合物(11)。然後於雙(三苯基膦)二氯化鈀與鹵化銅的觸媒存在下，使化合物(11)與化合物(3)進行反應，從而合成化合物(1G)。
(VIII) -CF=CF-的生成
將化合物(4)以正丁基鋰進行處理後，使四氟乙烯(tetrafluorethylene)進行反應而獲得化合物(12)。將化合物(3)以正丁基鋰進行處理後，使其與化合物(12)進行反應，從而合成化合物(1H)。
(IX)-CH2 O-或-OCH2 -的生成
將化合物(9)以氫化硼鈉(sodium borohydride)等還原劑進行還原而獲得化合物(13)。接著將該化合物(13)以氫溴酸(hydrobromic acid)等進行鹵化而獲得化合物(14)。然後於碳酸鉀(potassium carbonate)等的存在下，使化合物(14)與化合物(6)進行反應，從而合成化合物(1I)。
(X)-(CH2 )3 O-或-O(CH2 )3 -的生成
使用化合物(15)來替代化合物(9)，並利用與前項(IX)相同的方法來合成化合物(1J)。
1-4-2環A1 、環A2 、環A3 、環A4 、環A5 及環A6 的合成方法
關於1,4-伸環己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基、2,6-二氟-1,4-伸苯基、2,3,5,6-四氟-1,4-伸苯基等的環，市售有起始物質，或者其合成法已眾所周知。
1-4-3-1化合物(1)的合成方法
由式(1)所表示的化合物的合成方法有多種，此處列出其例子。使甲氧基甲基三苯基氯化膦(methoxymethyltriphenyl phosphonium chloride)與第三丁氧化鉀作用於苯甲醛(benzaldehyde)衍生物(18)而進行維蒂希反應(Wittig reaction)，獲得甲氧基乙烯苯(methoxy vinylbenzene)衍生物(19)後，以甲酸進行處理而衍生為醛衍生物(20)。然後使三苯基膦與氯二氟乙酸鈉作用於該醛衍生物(20)而獲得3,3-二氟烯丙苯(3,3-difluoroallyl benzene)衍生物(21)後，使溴作用而衍生為2,3-二溴-3,3-二氟丙苯(2,3-dibromo-3,3-difluoropropyl benzene)衍生物(22)。接著，使該2,3-二溴-3,3-二氟丙苯衍生物(22)與醇衍生物(23)進行醚化，從而可衍生為化合物(1)。
於該些式中，環A1 ～環A6 、Z1 ～Z6 、L1 ～L4 、R1 、X1 、l、m、n、o、p及q的定義與項[1]相同。
1-4-3-2作為合成原料的醇衍生物(23)的合成方法
作為化合物(1)的合成原料的醇衍生物(23)例如是根據以下方法合成。
於式(23)中，當o及p均為0時，使硼酸三烷基酯(trialkyl borate)作用於由溴苯衍生物(24)製備的格林納試劑(Grignard reagent)而獲得硼酸酯衍生物，將該硼酸酯衍生物以過乙酸(peracetic acid)進行氧化(R.L. Kidwell等人，有機合成，第5卷，P918(1973))，或者將利用硼酸酯的酸水解(acid hydrolysis)而容易獲得的硼酸衍生物(25)以過乙酸進行氧化，由此可容易製造作為目標的醇衍生物(23-1)。
於該式中，L1 、L2 及X1 的定義與項[1]相同。
於式(23)中，當Z4 及Z5 均為單鍵且o為1、p為0時，或者o及p均為1時，例如以四(三苯基膦)鈀為觸媒，於鹼存在下使苯甲醚(anisole)衍生物(27)作用於硼酸衍生物(26)而進行偶合(coupling)，藉此獲得化合物(28)(鈴木章等人，有機合成化學協會雜誌，第46卷第9號，848(1988))。接著，使三溴化硼作用於該化合物(28)而進行去甲基化(demethylation)，藉此可合成作為目標的酚衍生物(23-2)。
於該式中，環A4 為1,4-伸苯基、或者任意的氫被氟取代的1,4-伸苯基，環A5 、環A6 、L1 、L2 、o、p及X1 的定義與項[1]相同。
於式(23)中，當o及p均為0時，亦可利用以下方法合成。使正丁基鋰或第二丁基鋰於四氫呋喃(tetrahydrofuran，THF)中、-70℃或-70℃以下作用於苄基醚(benzyl ether)衍生物(29)，接著使硼酸三烷酯作用，將所獲得的硼酸酯衍生物或者將該硼酸酯衍生物進行酸水解而獲得的硼酸衍生物以過乙酸進行氧化，藉此獲得酚衍生物(30)，將該酚衍生物(30)以氫化鈉製成酚鹽(phenolate)後，使氟烷基溴化物(fluoroalkyl bromide)作用而進行醚化，然後供給至催化氫還原而進行去保護，藉此可合成作為目標的酚衍生物(23-3)。
於式中，L1 及L2 表示與項[1]相同的定義，Rf表示除三氟甲基以外的氟烷基。
[實例]
以下，根據實例來更詳細地說明本發明，但本發明不受該些實例的限制。另外，只要未特別說明，則「%」意指「重量百分比(wt%)」。
所獲得的化合物是藉由以1 H-核磁共振(1 H-nuclear magnetic resonance，1 H-NMR)分析獲得的核磁共振譜(nuclear magnetic resonance spectrum)、以氣相層析法(Gas Chromatography，GC)分析獲得的氣相層析圖(gas chromatogram)等進行鑑定，因此首先對分析方法進行說明。
1 H-NMR分析：測定裝置是使用DRX-500(Bruker BioSpin(股)公司製造)。測定是將實例等中製造的樣品溶解於CDCl3 等可溶解樣品的氘化溶劑中，並於室溫、500 MHz、累計次數24次的條件下進行。另外，於所獲得的核磁共振譜的說明中，s意指單峰(singlet)，d意指雙峰(doublet)，t意指三重峰(triplet)，q意指四重峰(quartet)，m意指多重峰(multiplet)。另外，化學位移(chemical shift)δ值的零點的基準物質是使用四甲基矽烷(tetramethylsilane，TMS)。
GC分析：測定裝置是使用島津製作所製造的GC-14B型氣相層析儀(gas chromatograph)。管柱(column)是使用島津製作所製造的毛細管柱(capillary column)CBP1-M25-025(長度25 m，內徑0.22 mm，膜厚0.25 μm；固定液相為二甲基聚矽氧烷(dimethyl polysiloxane；無極性)。載體氣體(carrier gas)是使用氦氣，流量調整為1 ml/min。將試樣氣化室的溫度設定為300℃，將檢測器(火焰游離偵檢器，flame ionization detector，FID)部分的溫度設定為300℃。
試樣是溶解於甲苯中，製備成1 wt%的溶液，並將所獲得的溶液1 μl注入至試樣氣化室內。
記錄儀是使用島津製作所製造的C-R6A型Chromatopac或其同等品。於所獲得的氣相層析圖中，表示有與成分化合物相對應的波峰的保持時間以及波峰的面積值。
另外，試樣的稀釋溶劑例如亦可使用：氯仿(chloroform)、己烷(hexane)。此外，管柱亦可使用：Agilent Technologies Inc.製造的毛細管柱DB-1(長度30 m，內徑0.32 mm，膜厚0.25 μm)、Agilent Technologies Inc.製造的HP-1(長度30 m，內徑0.32 mm，膜厚0.25 μm)、Restek Corporation製造的Rtx-1(長度30 m，內徑0.32 mm，膜厚0.25 μm)、SGE International Pty. Ltd製造的BP-1(長度30 m，內徑0.32 mm，膜厚0.25 μm)等。
氣相層析圖中的波峰的面積比相當於成分化合物的比例。通常，分析樣品的成分化合物的重量百分比與分析樣品的各波峰的面積百分比並不完全相同，但於本發明中使用上述管柱時，實質上修正係數為1，因此分析樣品中的成分化合物的重量百分比與分析樣品中的各波峰的面積百分比大致對應。其原因在於：成分的化合物中的修正係數上不存在較大差異。為了利用氣相層析圖更準確地計算出組成物中的化合物的組成比，而利用使用氣相層析圖的內標準法(internal standard method)。對準確秤取固定量的各化合物成分(被檢成分)及成為基準的化合物(基準物質)同時進行氣相層析測定，預先計算出所得被檢成分的波峰與基準物質的波峰的面積比的相對強度。若使用各成分相對於基準物質的波峰面積的相對強度進行修正，則可由氣相層析分析更準確地計算出組成物中的化合物的組成比。
[化合物等的物性值的測定試樣]
測定液晶化合物的物性值的試樣有以化合物本身為試樣的情況、以及將化合物與母液晶混合而作為試樣的情況。
當使用將化合物與母液晶混合而成的試樣的後者情況時，藉由以下方法進行測定。首先，將所獲得的液晶化合物15 wt%與母液晶85 wt%混合而製作試樣。然後，由所得試樣的測定值，根據基於下述式所示的式子的外推法(extrapolation)，來計算外推值。將該外推值設為該化合物的物性值。
＜外推值＞=(100×＜試樣的測定值＞-＜母液晶的重量百分比＞×＜母液晶的測定值＞)/＜液晶化合物的重量百分比＞
當即便化合物與母液晶的比例為上述比例，亦於25℃下析出層列相或結晶時，將化合物與母液晶的比例依序變更為10 wt%：90 wt%、5 wt%：95 wt%、1 wt%：99 wt%，而以於25℃下未析出層列相或結晶的組成來測定試樣的物性值，並根據該式計算出外推值，將該外推值作為化合物的物性值。
測定時使用的母液晶有各種種類，例如母液晶A的組成(wt%)如下。
母液晶A：
[化合物等的物性值的測定方法]
物性值的測定是利用下述方法進行。該些測定方法的大部分是日本電子機械工業會規格(Standard of Electric Industries Association of Japan)EIAJ‧ED-2521A所揭示的方法，或者將該方法加以修飾的方法。另外，於測定時使用的TN元件中未安裝有TFT。
於測定值中，當以化合物本身為試樣時，將所獲得的值記載為實驗資料。當將化合物與母液晶的混合物用作試樣時，將利用外推法所獲得的值記載為實驗資料。
相結構及相轉移溫度(℃)：利用以下(1)及(2)的方法進行測定。
(1)　於包括偏光顯微鏡(polarizing microscope)的熔點測定裝置的加熱板(hot plate)(Mettler公司FP-52型高溫載台(hot stage))上放置化合物，一面以3℃/min的速度進行加熱，一面利用偏光顯微鏡來觀察相狀態及其變化，從而確定液晶相的種類。
(2)　使用珀金埃爾默(Perkin Elmer)公司製造的掃描熱量計(scanning calorimeter)DSC-7系統或Diamond DSC系統，以3℃/min速度進行升溫降溫，利用外推法求出伴隨試樣相變化的吸熱波峰或發熱波峰的起點(onset)，從而決定相轉移溫度。
以下，將結晶表示為C，需進一步區別結晶時，分別表示為C1 或C2 。另外，將層列相表示為S，將向列相表示為N。將液體(各向同性(isotropic))表示為I。於層列相中，當需區別層列A相、層列B相、層列C相、或層列F相時，分別表示為SA 、SB 、SC 或SF 。作為相轉移溫度的表述，例如所謂「C 50.0 N 100.0 I」係指自結晶至向列相的相轉移溫度(CN)為50.0℃，自向列相至液體的相轉移溫度(NI)為100.0℃。其他表述亦相同。
向列相的上限溫度(TNI ；℃)：於包括偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板(Mettler公司FP-52型高溫載台)上放置試樣(化合物與母液晶的混合物)，一面以1℃/min的速度進行加熱，一面觀察偏光顯微鏡。將試樣的一部分自向列相轉變成各向同性液體時的溫度設為向列相的上限溫度。以下，有時將向列相的上限溫度僅簡稱為「上限溫度」。
低溫相容性：將母液晶與化合物，以化合物達到20 wt%、15 wt%、10 wt%、5 wt%、3 wt%以及1 wt%的量的方式加以混合而製作試樣，並將試樣放入玻璃瓶內。將該玻璃瓶於-10℃或-20℃的冷凍器(freezer)中保管固定期間後，觀察結晶或層列相是否析出。
黏度(整體黏度(bulk viscosity)；η；於20℃下測定；mPa‧s)：對化合物與母液晶的混合物使用E型旋轉黏度計(rotating viscometer)進行測定。
光學各向異性(折射率各向異性；Δn)：測定是於25℃的溫度下，使用波長為589 nm的光，利用接目鏡(eyepiece)上安裝有偏光板的阿貝折射計(Abbe refractometer)來進行。將主稜鏡(prism)的表面沿一方向摩擦(rubbing)後，將試樣(化合物與母液晶的混合物)滴下至主稜鏡上。折射率(n∥)是於偏光方向與摩擦方向平行時進行測定。折射率(n⊥)是於偏光方向與摩擦方向垂直時進行測定。光學各向異性(Δn)的值是根據Δn=n∥-n⊥的式子來計算。
介電各向異性(Δε；於25℃下測定)：於2片玻璃基板的間隔(間隙)為約9 μm且扭轉角(angle of twiwt)為80度的液晶單元中放入試樣(化合物與母液晶的混合物)。對該單元施加20伏特而測定液晶分子的長軸方向上的介電常數(ε∥)。施加0.5伏特而測定液晶分子的短軸方向上的介電常數(ε⊥)。介電各向異性的值是根據Δε=ε∥-ε⊥的式子來計算。
[實例1]
(E)-4-[3,3-二氟-3-(3,4,5-三氟苯氧基)-1-丙烯基]-3-氟-4'-丙基聯苯(1-1-2)的合成
[化合物(T-2)的合成]
向氮氣環境下的反應器中添加27.0 g的3-氟-4'-丙基聯苯(T-1)與270 ml的THF，冷卻至-74℃為止。向其中，於-74℃至-65℃的溫度範圍內滴下1.07 M第二丁基鋰、環己烷、正己烷溶液141 ml，進而攪拌120分鐘。接著，於-74℃至-67℃的溫度範圍內滴下19.5 ml的N,N-二甲基甲醯胺(DMF)，進而攪拌60分鐘。使所獲得的反應混合物恢復至25℃後，注入至300 ml的0.1 N鹽酸中，加以混合。然後添加300 ml的甲苯，分離成有機層與水層而進行萃取操作後，將所獲得的有機層以水、飽和碳酸氫鈉水溶液、水依序清洗，並使用無水硫酸鎂進行乾燥。將所獲得的溶液於減壓下進行濃縮，將殘渣利用管柱層析儀(column chromatography)(矽膠(slica gel)；庚烷(heptane)/甲苯(=1/1(容量比)))進行純化，從而獲得29.6 g的3-氟-4'-丙基聯苯-4-甲醛(T-2)。來自化合物(T-1)的產率為97%。
[化合物(T-3)的合成]
向氮氣環境下的反應器中添加35.2 g的甲氧基甲基三苯基氯化膦以及140 ml的THF，冷卻至-30℃為止。向其中緩慢添加第三丁氧化鉀11.1 g的THF 140 ml溶液，攪拌30分鐘。接著，於-30℃至-25℃的溫度範圍內滴下上述所獲得的化合物(T-2) 20.0 g的THF 40.0 ml溶液，恢復至室溫且反應3小時。使所獲得的反應混合物恢復至25℃後，注入至350 ml的冰水中，加以混合。然後添加350 ml的甲苯，分離成有機層與水層而進行萃取操作後，將所獲得的有機層以水、1 N鹽酸、飽和碳酸氫鈉水溶液、水依序清洗，並使用無水硫酸鎂進行乾燥。將所獲得的溶液於減壓下進行濃縮，將殘渣利用管柱層析儀(矽膠；庚烷/乙酸乙酯(=10/1(容量比)))進行純化，從而獲得20.9 g的3-氟-4-(2-甲氧基乙烯基)-4'-丙基聯苯(T-3)。來自化合物(T-2)的產率為94%。
[化合物(T-4)的合成]
向氮氣環境下的反應器中添加20.9 g的上述所獲得的化合物(T-3)、100 ml的甲酸以及100 ml的甲苯，於加熱回流下攪拌3小時。使所獲得的反應混合物恢復至25℃後，注入至100 ml的冰水中，加以混合。然後添加200 ml的甲苯，分離成有機層與水層而進行萃取操作後，將所獲得的有機層以水、飽和碳酸氫鈉水溶液、水依序清洗，並使用無水硫酸鎂進行乾燥。將所獲得的溶液於減壓下進行濃縮，將殘渣利用管柱層析儀(矽膠；甲苯)進行純化。進而，藉由利用庚烷的再結晶而進行純化，從而獲得15.4 g的2-(3-氟-4'-丙基聯苯-4-基)乙醛(T-4)。來自化合物(T-3)的產率為78%。
[化合物(T-5)的合成]
向氮氣環境下的反應器中添加15.4 g的上述所獲得的化合物(T-4)、15.4 g的三苯基膦以及100 ml的DMF，加熱至90℃。向其中緩慢添加氯二氟乙酸鈉18.3 g的DMF 130 ml溶液後，升溫至115℃，進而攪拌60分鐘。使所獲得的反應混合物恢復至25℃後，注入至250 ml的冰水中，加以混合。然後添加250 ml的甲苯，分離成有機層與水層而進行萃取操作後，將所獲得的有機層以水、1 N鹽酸、飽和碳酸氫鈉水溶液、水依序清洗，並使用無水硫酸鎂進行乾燥。將所獲得的溶液於減壓下進行濃縮，將殘渣利用管柱層析儀(矽膠；庚烷)進行純化，從而獲得7.66 g的4-(3,3-二氟烯丙基)-3-氟-4'-丙基聯苯(T-5)。來自化合物(T-4)的產率為44%。
[化合物(T-6)的合成]
向氮氣環境下的反應器中添加3.78 g的上述所獲得的化合物(T-5)與30.0 ml的氯仿，冷卻至-10℃為止。向其中緩慢滴下溴2.70 g的氯仿10.0 ml溶液，進而攪拌180分鐘。將所獲得的反應混合物以水、飽和硫代硫酸鈉(sodium thiosulfate)水溶液、水依序清洗，並使用無水硫酸鎂進行乾燥。將所獲得的溶液於減壓下進行濃縮，將殘渣利用管柱層析儀(矽膠；庚烷)進行純化，從而獲得4.96 g的4-(2,3-二溴-3,3-二氟丙基)-3-氟-4'-丙基聯苯(T-6)。來自化合物(T-5)的產率為85%。
[化合物(1-1-2)的合成]
向氮氣環境下的反應器中添加1.71 g的3,4,5-三氟苯酚、4.57 g的碳酸鉀、60.0 ml的DMF，於90℃下攪拌30分鐘。接著，滴下上述所獲得的化合物(T-6)4.96 g的DMF 40.0 ml溶液，並於90℃下攪拌2小時。使所獲得的反應混合物恢復至25℃後，注入至100 ml的冰水中，加以混合。然後添加100 ml的甲苯，分離成有機層與水層而進行萃取操作後，將所獲得的有機層以水、飽和碳酸氫鈉水溶液、水依序清洗，並使用無水硫酸鎂進行乾燥。將所獲得的溶液於減壓下進行濃縮，將殘渣利用管柱層析儀(矽膠；庚烷)進行純化。進而，藉由利用庚烷/Solmix A-11(=1/2(容量比))混合溶劑的再結晶而進行純化，從而獲得2.15 g的(E)-4-[3,3-二氟-3-(3,4,5-三氟苯氧基)-1-丙烯基]-3-氟-4'-丙基聯苯(1-1-2)。來自化合物(T-6)的產率為45%。
1 H-NMR分析的化學位移如下所述，可鑑定出所獲得的化合物為(E)-4-[3,3-二氟-3-(3,4,5-三氟苯氧基)-1-丙烯基]-3-氟-4'-丙基聯苯。
化學位移δ(ppm;CDCl3 ): 7.57-7.49(m,3H),7.41(dd,J=8.10 Hz,J=1.60 Hz,1H),7.38-7.25(m,4H),6.98-6.91(m,2H),6.43(dt,J=16.3 Hz,J=6.85 Hz,1H),2.64(t,J=7.45 Hz,2H),1.74-1.63(m,2H),0.97(t,7.45 Hz,3H)。
所獲得的化合物(1-1-2)的相轉移溫度如下所述。
相轉移溫度：C 47.9 N 64.2 I。
[實例2]
[化合物(1-1-2)的物性]
上述母液晶A的物性如下所述。
上限溫度(TNI )=71.7℃；光學各向異性(Δn)=0.137；介電各向異性(Δε)=11.0。
製備由85 wt%的母液晶A及15 wt%的實例1中獲得的(E)-4-[3,3-二氟-3-(3,4,5-三氟苯氧基)-1-丙烯基]-3-氟-4'-丙基聯苯(1-1-2)所構成的組成物B。對所得組成物B的物性進行測定，藉由外推測定值而計算出化合物(1-1-2)的物性值。其結果如下所述。
上限溫度(TNI )=57.0℃；光學各向異性(Δn)=0.184；介電各向異性(Δε)=25.0。
根據該些情況可知，化合物(1-1-2)是具有較大光學各向異性且介電各向異性大的化合物。
[實例3]
(E)-4-[3,3-二氟-3-(3,4,5-三氟苯氧基)-1-丙烯基]-4"-丙基-2',3,5-三氟-1,1',4',1"-聯三苯(1-2-5)的合成
[化合物(T-7)的合成]
向氮氣環境下的反應器中添加11.1 g的化合物(T-1)與160 ml的THF，冷卻至-74℃為止。向其中，於-74℃至-65℃的溫度範圍內滴下1.01 M第二丁基鋰、環己烷、正己烷溶液61.0 ml，進而攪拌180分鐘。接著，於-75℃至-68℃的溫度範圍內滴下碘16.9 g的THF 170 ml溶液，進而攪拌60分鐘。使所獲得的反應混合物恢復至25℃後，注入至350 ml的冰水中，加以混合。然後添加350 ml的甲苯，分離成有機層與水層而進行萃取操作後，將有機層以硫代硫酸鈉水溶液、水依序清洗，並使用無水硫酸鎂進行乾燥。將所獲得的溶液於減壓下進行濃縮，將殘渣利用管柱層析儀(矽膠；庚烷)進行純化。進而，藉由利用Solmix A-11的再結晶而進行純化，從而獲得12.7 g的3-氟-4-碘-4'-丙基聯苯(T-7)。來自化合物(T-1)的產率為73%。
[化合物(T-8)的合成]
向氮氣環境下的反應器中添加12.7 g的上述所獲得的化合物(T-7)、6.49 g的3,5-二氟苯基硼酸、15.5 g的碳酸鉀、0.0794 g的Pd/C(NX型)、65.0 ml的甲苯、65.0 ml的Solmix A-11以及65.0 ml的水，加熱回流3小時。將所獲得的反應混合物冷卻至25℃為止後，注入至200 ml的水中，加以混合。然後添加200 ml的甲苯，分離成有機層與水層而進行萃取操作後，將有機層以水進行清洗，並使用無水硫酸鎂進行乾燥。將所獲得的溶液於減壓下進行濃縮，將殘渣利用管柱層析儀(矽膠；庚烷)進行純化。進而，藉由利用Solmix A-11的再結晶而進行純化，從而獲得10.6 g的4"-丙基-2',3,5-三氟-1,1',4',1"-聯三苯(T-8)。來自化合物(T-7)的產率為86%。
[化合物(T-9)的合成]
向氮氣環境下的反應器中添加10.0 g的上述所獲得的化合物(T-8)與200 ml的THF，冷卻至-74℃為止。向其中，於-74℃至-65℃的溫度範圍內滴下1.66 M正丁基鋰、正己烷溶液20.3 ml，進而攪拌60分鐘。接著，於-74℃至-67℃的溫度範圍內滴下DMF 4.70 ml的THF 10.0 ml溶液，進而攪拌60分鐘。使所獲得的反應混合物恢復至25℃後，注入至0.1 N鹽酸200 ml中，加以混合。然後添加200 ml的甲苯，分離成有機層與水層而進行萃取操作後，將所獲得的有機層以水、飽和碳酸氫鈉水溶液、水依序清洗，並使用無水硫酸鎂進行乾燥。將所獲得的溶液於減壓下進行濃縮，將殘渣利用管柱層析儀(矽膠；甲苯)進行純化。進而，藉由利用庚烷/甲苯(=2/1(容量比))混合溶劑的再結晶而進行純化，從而獲得8.06 g的4"-丙基-2',3,5-三氟-1,1',4',1"-聯三苯-4-甲醛(T-9)。來自化合物(T-8)的產率為75%。
[化合物(T-10)的合成]
將8.06 g的上述所獲得的化合物(T-9)用作原料，並藉由與實例1的化合物(T-3)的合成相同的方法，獲得8.48 g的4-(2-甲氧基乙烯基)-4"-丙基-2',3,5-三氟-1,1',4',1"-聯三苯(T-10)。來自化合物(T-9)的產率為98%。
[化合物(T-11)的合成]
將8.48 g的上述所獲得的化合物(T-10)用作原料，並藉由與實例1的化合物(T-4)的合成相同的方法，獲得6.94 g的2-(4"-丙基-2',3,5-三氟-1,1',4',1"-聯三苯-4-基)乙醛(T-11)。來自化合物(T-10)的產率為85%。
[化合物(T-12)的合成]
將6.94 g的上述所獲得的化合物(T-11)用作原料，並藉由與實例1的化合物(T-5)的合成相同的方法，獲得4.27 g的4-(3,3-二氟烯丙基)-4"-丙基-2',3,5-三氟-1,1',4',1"-聯三苯(T-12)。來自化合物(T-11)的產率為56%。
[化合物(T-13)的合成]
將4.00 g的上述所獲得的化合物(T-12)用作原料，並藉由與實例1的化合物(T-6)的合成相同的方法，獲得1.43 g的4-(2,3-二溴-3,3-二氟丙基)-4"-丙基-2',3,5-三氟-1,1',4',1"-聯三苯(T-13)。來自化合物(T-12)的產率為26%。
[化合物(1-2-5)的合成]
將1.43 g的上述所獲得的化合物(T-13)用作原料，並藉由與實例1的化合物(1-1-2)的合成相同的方法，獲得0.853 g的(E)-4-[3,3-二氟-3-(3,4,5-三氟苯氧基)-1-丙烯基]-4"-丙基-2',3,5-三氟-1,1',4',1"-聯三苯(1-2-5)。來自化合物(T-13)的產率為59%。
1 H-NMR分析的化學位移如下所述，可鑑定出所獲得的化合物為(E)-4-[3,3-二氟-3-(3,4,5-三氟苯氧基)-1-丙烯基]-4"-丙基-2',3,5-三氟-1,1',4',1"-聯三苯。
化學位移δ(ppm;CDCl3 ): 7.58-7.39(m,5H),7.32-7.21(m,5H),6.99-6.92(m,2H),6.69(dt,J=16.5 Hz,J=6.85 Hz,1H),2.65(t,J=7.45 Hz,2H),1.74-1.64(m,2H),0.98(t,7.35 Hz,3H)。
所獲得的化合物(1-2-5)的相轉移溫度如下所述。
相轉移溫度：C 70.8 SC 83.0 SA 125 N 198 I。
[實例4]
[化合物(1-2-5)的物性]
製備由85 wt%的母液晶A及15 wt%的實例3中獲得的(E)-4-[3,3-二氟-3-(3,4,5-三氟苯氧基)-1-丙烯基]-4"-丙基-2',3,5-三氟-1,1',4',1"-聯三苯(1-2-5)所構成的組成物C。對所獲得的組成物C的物性進行測定，藉由外推測定值而計算出化合物(1-2-5)的物性值。其結果如下所述。
上限溫度(TNI )=136℃；光學各向異性(Δn)=0.264；介電各向異性(Δε)=40.8。
根據該些情況可知，化合物(1-2-5)是液晶相的溫度範圍廣，尤其是上限溫度(TNI )高，具有較大的光學各向異性，且介電各向異性極大的化合物。
[實例5]
(E)-4-[3,3-二氟-3-(3,4,5-三氟苯氧基)-1-丙烯基]-4'''-戊基-2',2",3,5-四氟-1,1',4',1",4",1'''-聯四苯(1-5-1)的合成
[化合物(T-15)的合成]
向氮氣環境下的反應器中添加45.0 g的3-氟-4-碘-4'-戊基聯苯(T-14)、20.5 g的3-氟苯基硼酸、50.6 g的碳酸鉀、0.260 g的Pd/C(NX型)、150 ml的甲苯、150 ml的Solmix A-11以及150 ml的水，加熱回流3小時。將所獲得的反應混合物冷卻至25℃為止後，注入至400 ml的水中，加以混合。然後添加400 ml的甲苯，分離成有機層與水層而進行萃取操作後，將有機層以水進行清洗，並使用無水硫酸鎂進行乾燥。將所獲得的溶液於減壓下進行濃縮，將殘渣利用管柱層析儀(矽膠；庚烷)進行純化。進而，藉由利用Solmix A-11的再結晶而進行純化，從而獲得32.4 g的2',3-二氟-4"-戊基-1,1',4',1"-聯三苯(T-15)。來自化合物(T-14)的產率為79%。
[化合物(T-16)的合成]
將25.0 g的上述所獲得的化合物(T-15)用作原料，並藉由與實例3的化合物(T-7)的合成相同的方法，獲得33.7 g的2',3-二氟-4-碘-1,1',4',1"-聯三苯(T-16)。來自化合物(T-15)的產率為98%。
[化合物(T-17)的合成]
將25.0 g的上述所獲得的化合物(T-16)用作原料，並藉由與實例3的化合物(T-8)的合成相同的方法，獲得16.3 g的4'''-戊基-2',2",3,5-四氟-1,1',4',1",4",1'''-聯四苯(T-17)。來自化合物(T-16)的產率為67%。
[化合物(T-18)的合成]
將16.3 g的上述所獲得的化合物(T-17)用作原料，並藉由與實例3的化合物(T-9)的合成相同的方法，獲得15.8 g的4'''-戊基-2',2",3,5-四氟-1,1',4',1",4",1'''-聯四苯-4-甲醛(T-18)。來自化合物(T-17)的產率為91%。
[化合物(T-19)的合成]
將10.0 g的上述所獲得的化合物(T-18)用作原料，並藉由與實例1的化合物(T-3)的合成相同的方法，獲得10.2 g的4-(2-甲氧基乙烯基)-4'''-戊基-2',2",3,5-四氟-1,1',4',1",4",1'''-聯四苯(T-19)。來自化合物(T-18)的產率為96%。
[化合物(T-20)的合成]
將10.2 g的上述所獲得的化合物(T-19)用作原料，並藉由與實例1的化合物(T-4)的合成相同的方法，獲得8.89 g的2-(4'''-戊基-2',2",3,5-四氟-1,1',4',1",4",1'''-聯四苯-4-基)乙醛(T-20)。來自化合物(T-19)的產率為90%。
[化合物(T-21)的合成]
將8.89 g的上述所獲得的化合物(T-20)用作原料，並藉由與實例1的化合物(T-5)的合成相同的方法，獲得6.05 g的4-(3,3-二氟烯丙基)-4'''-戊基-2',2",3,5-四氟-1,1',4',1",4",1'''-聯四苯(T-21)。來自化合物(T-20)的產率為64%。
[化合物(T-22)的合成]
將5.00 g的上述所獲得的化合物(T-21)用作原料，並藉由與實例1的化合物(T-6)的合成相同的方法，獲得5.80 g的4-(2,3-二溴-3,3-二氟丙基)-4'''-戊基-2',2",3,5-四氟-1,1',4',1",4",1'''-聯四苯(T-22)。來自化合物(T-21)的產率為89%。
[化合物(1-5-1)的合成]
將5.80 g的上述所獲得的化合物(T-22)用作原料，並藉由與實例1的化合物(1-1-2)的合成相同的方法，獲得1.35 g的(E)-4-[3,3-二氟-3-(3,4,5-三氟苯氧基)-1-丙烯基]-4'''-戊基-2',2",3,5-四氟-1,1',4',1",4",1'''-聯四苯(1-5-1)。來自化合物(T-22)的產率為24%。
1 H-NMR分析的化學位移如下所述，可鑑定出所獲得的化合物為(E)-4-[3,3-二氟-3-(3,4,5-三氟苯氧基)-1-丙烯基]-4'''-戊基-2',2",3,5-四氟-1,1',4',1",4",1'''-聯四苯。
化學位移δ(ppm;CDCl3 ): 7.60-7.40(m,8H),7.34-7.23(m,5H),7.00-6.93(m,2H),6.70(dt,J=16.5 Hz,J=6.85 Hz,1H),2.67(t,J=7.75 Hz,2H),1.72-1.62(m,2H),1.42-1.29(m,4H),0.92(t,6.90 Hz,3H)。
所獲得的化合物(1-5-1)的相轉移溫度如下所述。
相轉移溫度：C 82.6 SA 247 N 305 I。
[實例6]
[化合物(1-5-1)的物性]
製備由90 wt%的母液晶A及10 wt%的實例5中獲得的(E)-4-[3,3-二氟-3-(3,4,5-三氟苯氧基)-1-丙烯基]-4'''-戊基-2',2",3,5-四氟-1,1',4',1",4",1'''-聯四苯(1-5-1)所構成的組成物D。對所獲得的組成物D的物性進行測定，藉由外推測定值而計算出化合物(1-5-1)的物性值。其結果如下所述。
上限溫度(TNI )=194℃；光學各向異性(Δn)=0.307；介電各向異性(Δε)=26.6。
根據該些情況可知，化合物(1-5-1)是液晶相的溫度範圍廣，尤其是上限溫度(TNI )極高，光學各向異性極大，介電各向異性大的化合物。
[實例7]
根據實例1、實例3、實例5以及進而揭示的合成法，可合成以下所示的化合物(1-1-1)～化合物(1-1-14)、化合物(1-2-1)～化合物(1-2-28)、化合物(1-3-1)～化合物(1-3-28)、化合物(1-4-1)～化合物(1-4-42)、以及化合物(1-5-1)～化合物(1-5-42)。附注的資料是依據上述方法所求出的值。上限溫度(TNI )、介電各向異性(Δε)以及光學各向異性(Δn)是如實例2、實例4及實例6所揭示般，根據將化合物混合至母液晶A中而成的試樣的測定值，利用外推法所計算出的物性值。
[比較例1]
合成WO96/11897A1所揭示的具有CF2 O結合基的三環液晶化合物、即4-[二氟(3,4,5-三氟苯氧基)甲基]-3,5-二氟-4'-丙基聯苯(S-1)，作為比較例。
1 H-NMR分析的化學位移如下所述，可鑑定出所獲得的化合物為4-[二氟(3,4,5-三氟苯氧基)甲基]-3,5-二氟-4'-丙基聯苯。
化學位移δ(ppm；CDCl3 )：7.49(d,J=8.00Hz,2H),7.29(d,J=8.00Hz,2H),7.21(d,J=10.5Hz,2H),7.03-6.94(m,2H),2.65(t,J=7.50Hz,2H),1.75-1.64(m,2H),0.97(t,J=7.50Hz,3H)。
所獲得的比較化合物(S-1)的相轉移溫度如下所述。
相轉移溫度：C 46.1 I。
製備由85wt%的母液晶A及15wt%的比較化合物(S-1)所構成的組成物E。對所獲得的組成物E的物性值進行測定，藉由外推測定值而計算出比較化合物(S-1)的物性值。其結果如下所述。
上限溫度(TNI )=-3.60℃；光學各向異性(△n)=0.110；介電各向異性(△ε)=27.7。
對比較化合物(S-1)與實例所示的本發明化合物(1-1-2)進行比較。首先，若將各自的相轉移溫度加以比較，則(1-1-2)的液晶相的溫度範圍較廣。尤其是相對於比較化合物(S-1)不表現液晶相而言，化合物(1-1-2)具有向列相。
其次，若對比較例化合物(S-1)與化合物(1-1-2)的物性的外推值進行比較，則化合物(1-1-2)具有較高的透明點且光學各向異性大。由此，可認為化合物(1-1-2)是可於較廣的溫度範圍內使用、且光學各向異性大的優異液晶化合物。
[比較例2]
進而，合成WO96/11897A1所揭示的具有CF2 O結合基的四環液晶化合物、即4-[二氟(3,4,5-三氟苯氧基)甲基]-4"-丙基-2',3,5-三氟-1,1',4',1"-聯三苯(S-2)，來作為比較例。
1 H-NMR分析的化學位移如下所述，可鑑定出所獲得的化合物為4-[二氟(3,4,5-三氟苯氧基)甲基]-4"-丙基-2',3,5-三氟-1,1',4',1"-聯三苯。
化學位移δ(ppm;CDCl3 ): 7.54(d,J=8.10 Hz,2H),7.52-7.46(m,2H),7.42(d,J=12.2 Hz,2H),7.34-7.25(m,3H),7.04-6.95(m,2H),2.65(t,J=7.45 Hz,2H),1.77-1.64(m,2H),0.98(t,J=7.35 Hz,3H)。
所獲得的比較化合物(S-2)的相轉移溫度如下所述。
相轉移溫度：C 79.4 SA 82.3 N 128 I。
製備由85 wt%的母液晶A及15 wt%的比較化合物(S-2)所構成的組成物F。對所獲得的組成物F的物性值進行測定，藉由外推測定值而計算出比較化合物(S-2)的物性值。其結果如下所述。
上限溫度(TNI )=96.4℃；介電各向異性(Δε)=34.0；光學各向異性(Δn)=0.210。
對比較化合物(S-2)與實例所示的本發明化合物(1-2-5)進行比較。首先，將各自的相轉移溫度加以比較，則(1-2-5)的液晶相的溫度範圍廣。
其次，若對比較化合物(S-2)與本發明化合物的物性的外推值進行比較，則化合物(1-2-5)具有較高的透明點且介電各向異性及光學各向異性大。由此，可認為化合物(1-2-5)是可於較廣的溫度範圍內使用且介電各向異性、光學各向異性大的優異液晶化合物。
[比較例3]
進而，合成JP2002/53513A所揭示的具有-CH=CH-CF2 O-結合基的三環化合物、即(E)-4-[3,3-二氟-3-(3,4,5-三氟苯氧基)-1-丙烯基]-3,5-二氟-4'-丙基聯苯(S-3)，來作為比較例。
1 H-NMR分析的化學位移如下所述，可鑑定出所獲得的化合物為(E)-4-[3,3-二氟-3-(3,4,5-三氟苯氧基)-1-丙烯基]-3,5-二氟-4'-丙基聯苯。
化學位移δ(ppm；CDCl3 )：7.49(d,J=8.10Hz,2H),7.32-7.24(m,3H),7.18(d,J=10.1Hz,2H),6.98-6.90(m,2H),6.65(dt,J=16.5Hz,J=6.80Hz,1H),2.64(t,J=7.40Hz,2H),1.73-1.61(m,2H),0.97(t,7.40Hz,3H)。
所獲得的比較化合物(S-3)的相轉移溫度如下所述。
相轉移溫度：C 47.4 N 51.5 I。
製備由85wt%的母液晶A及15wt%的比較化合物(S-3)所構成的液晶組成物G。對所獲得的組成物G的物性值進行測定，藉由外推測定值而計算出比較化合物(S-3)的物性值。其結果如下所述。
上限溫度(TNI )=50.4℃；介電各向異性(△ε)=31.6；光學各向異性(△n)=0.184。
對比較化合物(S-3)與實例所示的本發明的化合物(1-1-2)進行比較。首先，將各自的相轉移溫度加以比較，則化合物(1-1-2)的液晶相的溫度範圍較廣，且具有較高的透明點。
其次，若對比較化合物(S-3)與本發明化合物的物性的外推值進行比較，則化合物(1-1-2)具有較高的透明點。由此，可認為化合物(1-1-2)是可於較廣的溫度區域內使用的優異液晶化合物。
[產業上之可利用性]
本發明可提供一種液晶化合物，其具有化合物所必需的一般物性、對熱及光等的穩定性、液晶相的較廣溫度範圍、較高透明點，且具有與其他化合物的良好相容性、較 大的光學各向異性以及較大的介電各向異性；當將上述液晶化合物用於液晶顯示元件中時，可於較廣的溫度範圍內使用，可進行低電壓驅動，且可獲得急遽的電光學特性，因此可廣泛用於鐘錶、計算器、文字處理器等的顯示器中。

Claims (7)

  1. 一種化合物，其是由式(1)所表示： 於式(1)中，R1 為碳數為1~20的烷基，該烷基中的任意-CH2 -可被-O-、-S-或-CH=CH-取代；環A1 及環A4 獨立為1,4-伸環己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、或者任意的氫被鹵素取代的1,4-伸苯基；Z1 及Z4 獨立為單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CF=CF-、-(CH2 )4 -、-(CH2 )2 CF2 O-、-(CH2 )2 OCF2 -、-CF2 O(CH2 )2 -、-OCF2 (CH2 )2 -、-CH=CH-(CH2 )2 -、或-(CH2 )2 -CH=CH-；L1 、L2 、L3 及L4 獨立為氫、氟或氯；X1 為氟、氯、-C≡N、-N=C=S、-SF5 、-CF3 、-CHF2 、-CH2 F、-OCF3 、-OCHF2 或-OCH2 F；l及o獨立為0至3的整數，l與o的和為小於等於3；以及，當l為1、o為0、環A1 為1,4-伸苯基且X1 為氟時，L1 、L2 、L3 及L4 中的至少一者為氫。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其中於式(1)中，R1 為碳數為1~20的烷基、碳數為2~21的烯基、碳數為1~19的烷氧基、碳數為2~20的烯氧基、或碳數為1~19的烷硫基。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其中於式 (1)中，R1 為碳數為1~12的烷基、碳數為2~12的烯基、碳數為1~12的烷氧基、或碳數為2~12的烯氧基，Z1 及Z4 獨立為單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-CF2 O-、-CH2 O-、或-OCH2 -，X1 為氟、氯、-C≡N、-CF3 、-CHF2 、-CH2 F、-OCF3 、-OCHF2 、或-OCH2 F。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其中於式(1)中，R1 為碳數為1~12的烷基、碳數為2~12的烯基、碳數為1~12的烷氧基，Z1 及Z4 獨立為單鍵、-CH2 CH2 -、-CH=CH-，X1 為氟、氯、-CF3 、或-OCF3 。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其中該化合物是由式(1-1)~式(1-5)中的任一者所表示： 於該些式中，R1 為碳數為1~12的烷基、或碳數為2~12的烯基；環A1 、環A2 、環A3 及環A4 獨立為1,4-伸環己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、四氫吡喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、或者任意的氫被鹵素取代的1,4-伸苯基；L1 、L2 、L3 及L4 獨立為氫、氯或氟；X1 為氟、氯、-CF3 或-OCF3 ；以及，於式(1-1)中，當環A1 為1,4-伸苯基且X1 為氟時，L1 、L2 、L3 及L4 中的至少一者為氫。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其中該化合物是由式(1-6)~式(1-38)中的任一者所表示： 於該些式中，R1 為碳數為1~12的烷基；L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L8 及L9 獨立為氫、氯或氟；X1 為氟、氯、-CF3 或-OCF3 ；以及，於式(1-6)中，當X1 為氟時，L1 、L2 、L3 及L4 中的至少一者為氫。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其中該化合物是由式(1-39)~式(1-49)中的任一者所表示： 於該些式中，R1 為碳數為1~12的烷基；L1 、L2 、L3 、L4 、L5 、L6 、L7 、L8 及L9 獨立為氫或氟；X1 為氟、氯、-CF3 或-OCF3 ；以及，於式(1-39)中，當X1 為氟時，L1 、L2 、L3 及L4 中的至少一者為氫。
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