テトラフルオロエチレン骨格を有する化合物の製造方法
【課題】液晶材料等機能性材料として有用なＣＦ2ＣＦ2連結基を有する化合物を製造するための汎用性が高く簡便かつ効率的な製造方法の提供。
【解決手段】特定構造の化合物（１）および化合物（２）を金属存在下、カップリング反応により反応させることによる、特定構造のテトラフルオロエチレン骨格を有する化合物（３）の製造方法。
【解決手段】特定構造の化合物（１）および化合物（２）を金属存在下、カップリング反応により反応させることによる、特定構造のテトラフルオロエチレン骨格を有する化合物（３）の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テトラフルオロエチレン骨格を有する化合物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶素子は携帯電話やＰＤＡのような携帯機器、複写機やパソコンモニタのようなＯＡ機器用表示装置、液晶テレビなどの家電製品用表示装置をはじめ、時計、電卓、測定器、自動車用計器、カメラなどの用途に使用されており、広い動作温度範囲、低動作電圧、高速応答性、化学的安定性等の種々の性能が要求されている。
このような液晶素子には液晶相を示す材料が使用されているが、従来、上記のような特性の全てを単独で満たす化合物は存在せず、優れた特性を備える液晶化合物や非液晶性化合物を複数混合することで、要求性能を満たす液晶組成物を得ていた。
【０００３】
また、上記のような液晶組成物に使用される化合物に要求される種々の特性において、他の液晶材料または非液晶材料との相溶性に優れ、化学的にも安定であり、液晶素子に用いた場合に広い温度範囲で高速応答性に優れ、低電圧駆動できる性質が重要である。
【０００４】
このような性質を備えるものとして、テトラフルオロエチレン骨格（以下、ＣＦ2ＣＦ2連結基とも記す。）の両側にフェニル基またはシクロヘキシル基を有する化合物の使用が検討されている。この化合物は、液晶素子に用いた場合に広い動作温度範囲、低動作電圧、高速応答性、化学的安定性等の種々の要求性能を満たすのに必要な化合物である。中でも、ＣＦ2ＣＦ2連結基の両側にシクロヘキシル基を有する化合物は、特に優れた化学的安定性と、高い透明点を有し液晶素子に適した化合物である。
【０００５】
また、最近になって、以下に示すようなＣＦ2ＣＦ2連結基の両側にシクロヘキシル基またはフェニル基を有する化合物の合成方法も報告されるようになった。
【０００６】
例えば特許文献１には、次の式（５０）に示す合成方法が記載されている。
【０００７】
【化１】
式（５０）中、ＭＧ1およびＭＧ2は、１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基などの骨格を有するメソゲン基である。
【０００８】
また、例えば特許文献２には、次の式（５１）に示す合成方法が記載されている。
【０００９】
【化２】
式（５１）中、Ａ1〜Ａ4は、トランス−１，４−ジ置換シクロへキシレン基または１，４−ジ置換フェニレン基であり、Ｙ1、Ｙ2は、−ＣＯＯ−，−ＯＣＯ−，−ＣＨ2ＣＨ2−などの連結基である。
【００１０】
また、例えば特許文献３には、次の式（５２）に示す合成方法が記載されている。
【００１１】
【化３】
【００１２】
また、例えば非特許文献１には、次の式（５３）に示す合成方法が記載されている。
【００１３】
【化４】
【００１４】
また、例えば非特許文献２には、ＣＦ＝ＣＦ基の両側にフェニル基を有する化合物を、ＣＦＣｌ3などの溶媒中でフッ素ガスを用いてフッ素化して、ＣＦ2ＣＦ2連結基の両側にフェニル基を有する化合物を合成する反応が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】独国特許発明第４０１５６８１号公報
【特許文献２】特開平０５−３３１０８４号公報
【特許文献３】国際公開第０２／５１７７４号パンフレット
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．，Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．１２３，Ｎｏ．２３，ｐ．５４１４−５４１７（２００１）．
【非特許文献２】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｌｕｏｒｉｎｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２５（１９８４）ｐ．１６９−１９３．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかし、特許文献１に記載されるＤＡＳＴによるフッ素化方法は、カルボニル基に結合するＭＧ1基がシクロヘキシル基である場合、フッ素化は進行しない。
特許文献２に記載された方法は、フッ素化試薬（フッ素化ヨウ素）の入手、取り扱いが容易ではなく、反応副生物が多く、収率は満足できるものではない。
特許文献３に記載された合成方法では、両端がシクロヘキサン環のフッ素化前駆体の合成は困難であり、ＣＦ2ＣＦ2連結基に結合する環構造はベンゼン環に限られ、さらに、合成できる化合物は左右対称構造のものに限られる。
非特許文献１における両端がシクロヘキシル基のジケトンのフッ素化は、通常のフッ素化試薬では進行せず、反応性は高いが毒性が強いＳＦ4を用いる必要があり、危険性が高く、スケ−ルアップが容易でなく、かつ収率が低いといった問題がある。
非特許文献２の方法は、合成される化合物がＣＦ2ＣＦ2連結基の両側にフェニル基を有する化合物に限られている。
【００１８】
本発明は、上記に記載のような特許文献１〜３ならびに非特許文献１および２の問題点を克服した、液晶材料等機能性材料として有用なＣＦ2ＣＦ2連結基を有する化合物を製造するための汎用性が高く、簡便かつ効率的な製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明者らは、前述した課題を解決すべく鋭意検討した結果、金属存在下、特定構造を備える２種類の化合物のカップリング反応を利用することで、特定構造を備えるテトラフルオロエチレン骨格を有する化合物を、高収率かつ少ない工程数で得られることを見出した。
【００２０】
本発明は、下式（１）で表される化合物と、下式（２）で表される化合物とを金属存在下、カップリング反応により反応させることによる、下記式（３）で表される化合物の製造方法を提供する。
【００２１】
【化５】
【００２２】
式（１）、式（２）および式（３）中の記号は、以下の意味を有する。
Ｒ1：水素原子、ハロゲン原子、−ＣＮ、−ＮＣＳ、−ＳＦ5、炭素数１〜１８のアルキル基、または下記式（Ｃ１２）で表される基。前記アルキル基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素で置換されていてもよい。
【００２３】
【化６】
式（Ｃ１２）中、Ｑは−ＣＨ2−または−ＣＨ2ＣＨ2−であり、基中の水素原子はアルキル基で置換されていてもよい。
【００２４】
Ｒ2：水素原子、ハロゲン原子、−ＣＮ、−ＮＣＳ、−ＳＦ5、炭素数１〜１８のアルキル基、または下記式（Ｃ４２）で表される基。前記アルキル基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素で置換されていてもよい。
【００２５】
【化７】
式（Ｃ４２）においてＱは、式（Ｃ１２）におけるＱと同じ意味を示す。
【００２６】
Ａ1、Ａ2、Ａ3およびＡ4：相互に独立して、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，３−シクロブチレン基、１，２−シクロプロピレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、または１，４−フェニレン基。Ａ1〜Ａ4の基中の１つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、当該基中に存在する１個または２個の＝ＣＨ−基は窒素原子で置換されていてもよく、１個または２個の−ＣＨ2−基はエーテル性酸素原子またはエーテル性硫黄原子で置換されていてもよい。
【００２７】
Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3およびＺ4：相互に独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレン基であり、基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。
【００２８】
Ｘ1、Ｘ2：相互に独立して、ヨウ素原子または臭素原子。
ａ、ｂ、ｃ、ｄ：相互に独立して０または１である。ただし、０≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦２を満たす。ただし、式（１）および式（３）において、ａ＝ｂ＝０の場合に下記式（Ｃ１）で表される基：
【００２９】
【化８】
は、前記式（Ｃ１２）で表される基と同一であってもよい。
また、式（２）および式（３）において、ｃ＝ｄ＝０の場合に下記式（Ｃ２）で表される基：
【００３０】
【化９】
は、下記式（Ｃ２２）で表される基：
【００３１】
【化１０】
であってもよい。
【００３２】
前述のカップリング反応は、テトラフルオロエチレン骨格を有する化合物を得るために非常に有用である。すなわち、例えば、本発明の式（１）で表される化合物を、下式（Ｓ１）で表される化合物に代えた場合、カップリング反応は進行しない。また、本発明の式（２）で表される化合物を、下式（Ｓ２）で表される化合物に代えた場合も、カップリング反応は進行しない。
このように、本発明の反応は、連結基となる部分やそれに隣接する環基が類似の構造である場合は進行せず、式（１）や式（２）で特定する構造である場合にのみ進行するという特徴を有する反応である。
【００３３】
【化１１】
【００３４】
【化１２】
【００３５】
また、本発明は、下記第１工程および第２工程からなる、下式（４）で表される１，２−ジシクロヘキシルテトラフルオロエチレン骨格を有する化合物の製造方法も提供する。
第１工程：下記式（１）で表される化合物を金属存在下、下記式（２）で表される化合物とカップリング反応により反応させて下記式（３）で表される化合物を製造する工程。
第２工程：下記式（３）で表される化合物を水素還元し、下記式（４）で表される化合物へと変換する工程。
【００３６】
【化１３】
式（１）、式（２）、式（３）および式（４）中の記号は、前記と同じ意味を示す。ただし、式（４）において、ｃ＝ｄ＝０の場合に下記式（Ｃ１）で表される基：
【００３７】
【化１４】
は、前記式（Ｃ４２）で表される基と同一であってもよい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の製造方法によれば、テトラフルオロエチレン骨格を有する化合物を汎用性が高く工業的にも容易に簡便かつ効率的に製造することができる。
また、本発明の製造方法によって得られる式（３）で表される化合物は液晶として用いることができるとともに、式（４）で表される化合物の原料としても有用である。また、式（４）で表される化合物は、他の液晶材料または非液晶材料との相溶性に優れ、化学的にも安定であり、かつ液晶電気光学素子に用いた場合に広い温度範囲で高速応答性に優れ、低電圧駆動できる。
また、本発明の製造方法によって得られる化合物は、当該化合物を構成する環基、置換基および連結基を適宜選択することにより、液晶素子に要求される様々な性能、具体的には、例えば広い動作温度範囲、低動作電圧、高速応答性、化学的安定性等を満たした液晶組成物を調製できる。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本明細書においては、式（１）で表される化合物を化合物（１）と記す場合がある。また、他の式で表される化合物も同様に記す場合がある。
【００４０】
本発明の製造方法は、金属存在下、下記式（１）で表わされる化合物（化合物（１））と、下記式（２）で表わされる化合物（化合物（２））とをカップリング反応により反応させて、下記式（３）で表わされる化合物（化合物（３））を製造する工程を特徴とする。
【００４１】
【化１５】
式（１）、式（２）および式（３）中の記号は、前記と同じ意味を示す。
【００４２】
化合物（１）および化合物（３）において、Ｒ1は、水素原子、ハロゲン原子、−ＣＮ、−ＮＣＳ、−ＳＦ5、炭素数１〜１８のアルキル基、または前記式（Ｃ１２）で表される基である。前記アルキル基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素で置換されていてもよい。なお、フッ素原子の置換と、エーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子の置換とは、アルキル基に対して同時に行われていてもよい。
【００４３】
化合物（２）および化合物（３）において、Ｒ2は水素原子、ハロゲン原子、−ＣＮ、−ＮＣＳ、−ＳＦ5、炭素数１〜１８のアルキル基または前記式（Ｃ４２）で表される基である。前記アルキル基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素で置換されていてもよい。なお、フッ素原子の置換と、エーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子の置換とは、アルキル基に対して同時に行われていてもよい。
【００４４】
以下、エーテル性酸素原子、チオエーテル性硫黄原子およびフッ素原子の少なくとも１つに置換されたアルキル基を「置換アルキル基」とも記す。
置換アルキル基としては、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルキルチオ基、アルキルチオアルキル基、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基等が挙げられる。
Ｒ1としては、反応性や副反応が生じにくいことから、水素原子、−ＳＦ5、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数１〜１８の置換アルキル基、または前記式（Ｃ１２）で表される基が好ましい。
Ｒ2としては、反応性や副反応が生じにくいことから、水素原子、−ＳＦ5、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数１〜１８の置換アルキル基、または前記式（Ｃ４２）で表される基が好ましい。
【００４５】
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ペンチル基が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基が挙げられる。
アルコキシアルキル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基が挙げられる。
アルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基が挙げられる。
アルキルチオアルキル基としては、メチルチオメチル基、エチルチオメチル基が挙げられる。
フルオロアルキル基として、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基が挙げられる。
フルオロアルコキシ基としては、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基が挙げられる。
【００４６】
Ｒ1としては、水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０の置換アルキル基または前記式（Ｃ１２）で表される基が特に好ましい。
Ｒ2としては、水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０の置換アルキル基または前記式（Ｃ４２）で表される基が特に好ましい。
【００４７】
化合物（１）、化合物（２）および化合物（３）において、Ａ1、Ａ2、Ａ3およびＡ4は、相互に独立して、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，３−シクロブチレン基、１，２−シクロプロピレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、または１，４−フェニレン基である。
【００４８】
Ａ1〜Ａ4の基中の１つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、当該基中に存在する１個または２個の＝ＣＨ−基は窒素原子で置換されていてもよく、１個または２個の−ＣＨ2−基はエーテル性酸素原子またはエーテル性硫黄原子で置換されていてもよい。なお、ハロゲン原子の置換と、窒素原子または酸素原子の置換とは、同一の基に対して同時に行われていてもよい。
【００４９】
Ａ1、Ａ2、Ａ3およびＡ4が１，４−フェニレン基である場合、置換するハロゲン原子の数は１〜４個であり、１個または２個が好ましい。環基がトランス−１，４−シクロヘキシレン基である場合、置換するハロゲン原子の数は１〜４個である。また、ハロゲン原子はシクロヘキシレン基の１位または４位の炭素原子に結合していてもよい。
１，４−フェニレン基の基中に存在する１個または２個の＝ＣＨ−基が窒素原子に置換された基としては、２，５−ピリミジニレン基または２，５−ピリジニレン基が挙げられる。
トランス−１，４−シクロへキシレン基の基中に存在する１個または２個の−ＣＨ2−基はエーテル性酸素原子またはエーテル性硫黄原子に置換された基としては、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、１，３−ジチアン−２，５−ジイル基が挙げられる。
【００５０】
以下、ハロゲン原子および窒素原子の少なくとも１つに置換された１，４−フェニレン基を「置換１，４−フェニレン基」とも記し、ハロゲン原子、エーテル性酸素原子およびチオエーテル性硫黄原子の少なくとも１つに置換された１，４−シクロヘキシレン基を「置換トランス−１、４−シクロヘキシレン基」とも記す。
【００５１】
Ａ1、Ａ2、Ａ3およびＡ4としては、反応性や原料入手の関係から、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、置換トランス−１，４−シクロへキシレン基、および置換１，４−フェニレン基が好ましい。
中でも、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、および１個または２個のフッ素原子で置換された１，４−フェニレン基が好ましい。
【００５２】
これらの環基は、１位および４位に結合手を有する。なお、本明細書においては、環基の右側を１位とし、左側を４位とする。例えば、化合物（１）中のＡ1は、Ｚ1と結合する側が１位であり、Ｒ1と結合する側が４位である。
【００５３】
化合物（１）、化合物（２）および化合物（３）において、Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3およびＺ4は、相互に独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレン基であり、基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されてもよい。なお、フッ素原子の置換と、エーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子の置換とは、同一の基に対して同時に行われてもよい。
【００５４】
基中の１つ以上の水素原子がフッ素原子で置換されたアルキレン基としては、−ＣＦ2ＣＦ2−、−ＣＦ2ＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＦ2−、−ＣＨＦＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨＦ−、−ＣＦ2ＣＨＦ−、−ＣＨＦＣＦ2−が挙げられる。
基中の１個以上の−ＣＨ2−がエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子に置換されたアルキレン基としては、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＨ2Ｓ−、−ＳＣＨ2−が挙げられる。
また、これらのフッ素原子の置換とエーテル性酸素原子の置換が同時に行われた基としては、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−が挙げられる。
【００５５】
Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3およびＺ4としては、合成の容易さ等から、単結合、炭素数１〜４のアルキレン基、炭素数１〜４の基中の１つ以上の水素原子がフッ素原子で置換されたアルキレン基、および炭素数１〜４の基中の１個以上の−ＣＨ2−がエーテル性酸素原子で置換されたアルキレン基が好ましい。中でも、単結合および炭素数１〜４のアルキレン基が特に好ましい。
【００５６】
化合物（１）および化合物（２）において、Ｘ1およびＸ2はヨウ素原子または臭素原子である。Ｘ1およびＸ2としては反応性からヨウ素原子が好ましい。
【００５７】
化合物（１）、化合物（２）および化合物（３）において、ａ、ｂ、ｃおよびｄは相互に独立して０または１である。ただし、０≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦２である。
ａ、ｂ、ｃおよびｄは化合物に要求特性に応じて適宜選択することができる。
例えば後述の化合物（４）が低粘性であること、あるいは該化合物が他の液晶材料または非液晶材料との相溶性に優れている点を重視する場合、０≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦１であることが好ましい。一方、化合物の高い液晶温度範囲を重視する場合、１≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦２であることが好ましい。なお、化合物（３）を液晶として用いる場合も同様である。
【００５８】
化合物（１）、化合物（２）および化合物（３）において、Ｑは−ＣＨ2−または−ＣＨ2ＣＨ2−であり、基中の水素原子はアルキル基で置換されていてもよい。
基中の炭素原子がアルキル基で置換された基としては、−ＣＨ2Ｃ（ＣＨ3）2−などが挙げられる。
Ｑとしては、原料の入手の容易さから、−ＣＨ2−または−ＣＨ2ＣＨ2−が好ましい。
【００５９】
また、式（１）において、ａ＝ｂ＝０の場合、前記Ｒ1の好適構造に加えて、前記式（Ｃ１）で表される基が前記式（Ｃ１２）で表される基であるのが好ましい。
また、式（２）および式（３）において、ｃ＝ｄ＝０の場合、前記Ｒ2の好適構造に加えて、前記（Ｃ２）で表される基が前記式（Ｃ２２）で表される基であるのが好ましい。
【００６０】
本発明の製造方法は、前記化合物（１）と化合物（２）とから化合物（３）を得る工程（下記第１工程）と、それに続く下記第２工程により化合物（４）を得ることも特徴とする。
第１工程：金属存在下、化合物（１）と化合物（２）をカップリング反応により反応させ化合物（３）を得る工程。
第２工程：化合物（３）を水素還元し、化合物（４）へと変換する工程。
【００６１】
【化１６】
式（１）〜式（４）中の記号は、前記と同じ意味を示す。化合物（４）において、各基の好ましい態様は前記化合物（１）、化合物（２）および化合物（３）と同じである。
ただし、ｃ＝ｄ＝０の場合に下記式（Ｃ４）で表される基：
【００６２】
【化１７】
は、前記式（Ｃ４２）で表される基であってもよい。
【００６３】
第１工程は金属存在下、化合物（１）と化合物（２）とのカップリング反応により化合物（３）を得る工程である。
【００６４】
本発明の出発物質である化合物（１）のＸ1はヨウ素または臭素であるが、ヨウ素がより好ましい。化合物（１）は、例えば、特開２００２−１２８７７６号公報記載の方法で得ることができる。
また、シクロヘキセニルハライド誘導体化合物（２）は、市販品あるいは新実験科学講座（丸善株式会社出版）等、有機合成の成書に記載されている方法にて容易に得られる。
化合物（２）の使用量は化合物（１）１モルに対し、１〜３モルが好ましく、１〜２モルがより好ましい。
【００６５】
第１工程は溶媒中で実施するのが好ましい。溶媒としてはジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、アセトン等の非プロトン性極性溶媒、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素系溶媒、または前記溶媒の適当な混合溶媒等を用いることができる。これらの中でも、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドが好ましい。
【００６６】
前記溶媒の量は、化合物（１）の質量（[ｇ]）に対して、０．１〜１００倍の体積（ｍｌ）使用するのが好ましく、０．５〜２０倍量使用するのがより好ましい。例えば、化合物（１）が１ｇであれば、溶媒は０．１〜１００ｍｌ使用するのが好ましく、０．５〜２０ｍｌ使用するのがより好ましいということになる。
【００６７】
反応温度は２０〜２００℃が好ましく、７０〜１８０℃がより好ましい。
【００６８】
反応時間は１〜２４時間が好ましく、１．５〜５時間がより好ましい。
【００６９】
金属としては、パラジウムまたは銅が好ましい。これらの中でも、銅がより好ましい。
金属の使用量としては、化合物（１）に対して２〜１０当量が好ましく、２〜４当量がより好ましい。
【００７０】
第２工程は化合物（３）を水素還元し、化合物（４）を合成する工程である。
【００７１】
水素還元の具体的方法は特に限定されないが、水素雰囲気における常圧から加圧状態において金属触媒を使用して行うことが好ましい。触媒としては、ロジウム系、白金系、ルテニウム系、パラジウム系、ニッケル系などが好ましい。触媒の使用量は化合物（３）の質量に対して１〜５０質量％の範囲が好ましい。
【００７２】
溶媒は被還元部位がなく、還元反応の妨げにならない溶媒であれば使用できるが、アルコール系、エーテル系、炭化水素系、エステル系が好ましく、メタノール、エタノール、２−プロパノール、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、メチルｔ−ブチルエーテル、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、酢酸エチルなどが挙げられ、溶媒は単一種で用いてもよく、複数種類を混合して用いてもよい。
【００７３】
溶媒の使用量は化合物（３）が溶解し、安全かつ定常的に反応を進行させることができれば構わず、化合物（３）の質量（ｇ）に対して０．５〜１００倍の体積（ｍｌ）の範囲が好ましい。
【００７４】
水素圧は化合物の構造や用いる金属触媒の種類により大きく異なるが、水素圧は０．０１ＭＰａ〜２０ＭＰａの範囲が好ましい。
【００７５】
反応温度は化合物の構造や溶媒の種類や用いる金属触媒の種類により大きく異なるが、低温側は反応液が固化せず、高温側は溶媒の蒸気圧が水素圧を上回らなければ構わなく−４０〜２００℃の範囲が好ましく、０〜８０℃の範囲がより好ましい。
【００７６】
第２工程により得られる化合物（４）は、Ｒ1が式（Ｃ１２）で表される基である場合、Ｒ2が式（Ｃ４２）で表される基である場合、ａ＝ｂ＝０であり式（Ｃ１）で表される基が前記式（Ｃ１２）で表される基である場合、およびｃ＝ｄ＝０であり式（Ｃ２）で表される基が式（Ｃ４２）で表される基である場合には、液晶化合物の合成中間体として有用である。
【００７７】
第１工程としては、化合物（１）が化合物（１−１）であり、化合物（２）が化合物（２−１）であり、化合物（３）が化合物（３−１）である場合が好ましい。
【００７８】
【化１８】
【００７９】
ただし、式（１−１）、式（２−１）および式（３−１）中の記号は以下の意味を示す。
【００８０】
Ｒ11：水素原子、−ＳＦ5、炭素数１〜１８のアルキル基、または前記式（Ｃ１２）で表される基。当該基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素で置換されていてもよい。
【００８１】
Ｒ21：水素原子、−ＳＦ5、炭素数１〜１８のアルキル基、または前記式（Ｃ４２）で表される基。当該基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素で置換されていてもよい。
【００８２】
Ａ11、Ａ21、Ａ31およびＡ41：相互に独立して、トランス−１，４−シクロへキシレン基、または１，４−フェニレン基。当該基中の１つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、基中に存在する１個または２個の＝ＣＨ−基は窒素原子で置換されていてもよく、１個または２個の−ＣＨ2−基はエーテル性酸素原子またはエーテル性硫黄原子で置換されていてもよい。
【００８３】
Ｚ11、Ｚ21、Ｚ31およびＺ41：相互に独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレン基であり、基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。
【００８４】
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、Ｘ1およびＸ2は前記と同じ意味である。
【００８５】
ただし、ａ＝ｂ＝０の場合、下記式（Ｃ１−１）で表される基は、前記式（Ｃ１２）で表される基であってもよい。
【００８６】
【化１９】
【００８７】
また、ｃ＝ｄ＝０の場合、下記式（Ｃ２−１）で表される基は、前記式（Ｃ２２）で表される化合物であってもよい。
【化２０】
【００８８】
また、第１工程としては、化合物（１）が化合物（１−２）であり、化合物（２）が化合物（２−２）であり、化合物（３）が化合物（３−２）である場合が好ましい。
【００８９】
【化２１】
【００９０】
ただし、式（１−２）、式（２−２）および式（３−２）中の記号は、以下の意味を示す。
Ｒ12：炭素数１〜１０のアルキル基、または前記式（Ｃ１２）で表される基。当該アルキル基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素で置換されていてもよい。
【００９１】
Ｒ22：炭素数１〜１０のアルキル基、または前記式（Ｃ２２）で表される基。当該アルキル基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素で置換されていてもよい。
【００９２】
Ａ12、Ａ22、Ａ32およびＡ42：相互に独立して、トランス−１，４−シクロへキシレン基、または１，４−フェニレン基。当該基中の１つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよい。
【００９３】
Ｚ12、Ｚ22、Ｚ32、Ｚ42：相互に独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレン基。
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、Ｘ1およびＸ2は前記と同じ意味である。
【００９４】
ただし、ａ＝ｂ＝０の場合、下記式（Ｃ１−２）で表される基は、前記式（Ｃ１２）で表される基であってもよい。
【００９５】
【化２２】
【００９６】
また、ｃ＝ｄ＝０の場合、下記式（Ｃ２−２）で表される基は、前記式（Ｃ２２）で表される化合物であってもよい。
【００９７】
【化２３】
【００９８】
第２工程としては、化合物（３）が化合物（３−１）であり、化合物（４）が化合物（４−１）である場合が好ましい。
【化２４】
ただし、式（３−１）および式（４−１）中の記号は前記と同じ意味を示す。
また、ａ＝ｂ＝０の場合、前記式（Ｃ１−１）で表される基は、前記式（Ｃ１２）で表される基であってもよい。
また、化合物（３−１）において、ｃ＝ｄ＝０の場合、前記式（Ｃ２−１）で表される基は、前記式（Ｃ２２）で表される基であってもよい。
また、化合物（４−１）において、ｃ＝ｄ＝０の場合、下記式（Ｃ４−１）で表される基は、前記式（Ｃ４２）で表される基であってもよい。
【００９９】
【化２５】
【０１００】
また、第２工程としては、化合物（３）が化合物（３−２）であり、化合物（４）が化合物（４−２）である場合が特に好ましい。
【０１０１】
【化２６】
ただし、式（３−２）および式（４−２）中の記号は前記と同じ意味を示す。
また、ａ＝ｂ＝０の場合、前記式（Ｃ１−１）で表される基は、前記式（Ｃ１２）で表される基であってもよい。
また、化合物（３−２）において、ｃ＝ｄ＝０の場合、前記式（Ｃ２−１）で表される基は、前記式（Ｃ２２）で表される基であってもよい。
また、化合物（４−２）において、ｃ＝ｄ＝０の場合、下記式（Ｃ４−２）で表される基は、前記式（Ｃ４２）で表される基であってもよい。
【０１０２】
【化２７】
【０１０３】
化合物（４）の具体例としては以下の化合物が挙げられる。以下の式中、各記号は、以下の意味を示す。
Ｃｙ：トランス−１，４−シクロヘキシレン基
Ｐｈ：１，４−フェニレン基
Ｐｈ2-F：２−フルオロ−１，４−フェニレン基
Ｐｈ3-F：３−フルオロ−１，４−フェニレン基
Ｐｈ2,3-FF：２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン基
Ｐｈ2,6-FF：２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン基
Ｐｈ3,5-FF：３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基
【０１０４】
ＣＨ3−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｃ5Ｈ11
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｃ5Ｈ11
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ5Ｈ11
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ5Ｈ11
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2-F−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ3-F−Ｃ5Ｈ11
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2,6-FF−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ3,5-FF−Ｃ5Ｈ11
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2,3-FF−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ5Ｈ11
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2-F−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ3-F−Ｃ5Ｈ11
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2,6-FF−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ3,5-FF−Ｃ5Ｈ11
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2,3-FF−Ｃ3Ｈ7
【０１０５】
化合物（４）の他の具体例は以下のとおりである。化合物（４）を液晶化合物の合成中間体として用いる場合、次のような態様であると好ましい。
ＣＨ3−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｃｙk
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｃｙk
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙk
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｃｙk
Ｃｙk−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ3Ｈ7
Ｃｙk−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ5Ｈ11
Ｃｙk−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2-F−Ｃ3Ｈ7
Ｃｙk−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ3-F−Ｃ5Ｈ11
Ｃｙk−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2,6-FF−Ｃ3Ｈ7
Ｃｙk−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ3,5-FF−Ｃ5Ｈ11
Ｃｙk−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2,3-FF−Ｃ3Ｈ7
Ｃｙk−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ3Ｈ7
Ｃｙk−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ5Ｈ11
Ｃｙk−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2-F−Ｃ3Ｈ7
Ｃｙk−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ3-F−Ｃ5Ｈ11
Ｃｙk−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2,6-FF−Ｃ3Ｈ7
Ｃｙk−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ3,5-FF−Ｃ5Ｈ11
Ｃｙk−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2,3-FF−Ｃ3Ｈ7
式中の記号Ｃｙｋは以下の意味を示す。
【０１０６】
【化２８】
【実施例】
【０１０７】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。なお以下の例は、本発明を制限することなく、本発明を例示しようとするものである。
【０１０８】
（実施例１）化合物（３Ａ）の合成
【０１０９】
【化２９】
窒素雰囲気下、化合物（１Ａ）（１０ｇ）と４−プロピルシクロヘキセニルアイオダイド（７．１ｇ）と銅粉末（４．２ｇ）とジメチルスルホキシド（１２０ｍＬ）とを混合し、攪拌しながら、反応液を１３０℃に加熱した。４時間後、反応液を冷却し１Ｍ塩酸（１２５ｍＬ）を加えた後、ろ過を行い、固形分をろ別した。得られたろ液にヘキサン（１２０ｍＬ）を加え、有機相を分離した。得られた有機相を水で洗浄したのち、溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物（３Ａ）を、収率５４％にて得た。
【０１１０】
19Ｆ−ＮＭＲ（ＣＨＣｌ3，ＣＦＣｌ3）：δ−１１５．１１ａｎｄ−１１５．１４（ｍｃ，２Ｆ，ＣＦ2），δ−１２２．６７ａｎｄ−１２２．７４（ｍｃ，２Ｆ，ＣＦ2）
【０１１１】
（実施例２）化合物（４Ａ）の合成
【０１１２】
【化３０】
【０１１３】
化合物（３Ａ）（５ｇ）のエタノール（５０ｍＬ）溶液に５％パラジウム炭素（０．５ｇ）を加えて、水素圧０．７５ＭＰａで７５℃にて２時間撹拌した。触媒をろ別した後、濾液を減圧濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーおよび再結晶にて精製し、化合物（４Ａ）を収率３１％にて得た。
【０１１４】
19Ｆ−ＮＭＲ（ＣＨＣｌ3，ＣＦＣｌ3）：δ−１１６．７３（ｍｃ，４Ｆ，ＣＦ2ＣＦ2）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テトラフルオロエチレン骨格を有する化合物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶素子は携帯電話やＰＤＡのような携帯機器、複写機やパソコンモニタのようなＯＡ機器用表示装置、液晶テレビなどの家電製品用表示装置をはじめ、時計、電卓、測定器、自動車用計器、カメラなどの用途に使用されており、広い動作温度範囲、低動作電圧、高速応答性、化学的安定性等の種々の性能が要求されている。
このような液晶素子には液晶相を示す材料が使用されているが、従来、上記のような特性の全てを単独で満たす化合物は存在せず、優れた特性を備える液晶化合物や非液晶性化合物を複数混合することで、要求性能を満たす液晶組成物を得ていた。
【０００３】
また、上記のような液晶組成物に使用される化合物に要求される種々の特性において、他の液晶材料または非液晶材料との相溶性に優れ、化学的にも安定であり、液晶素子に用いた場合に広い温度範囲で高速応答性に優れ、低電圧駆動できる性質が重要である。
【０００４】
このような性質を備えるものとして、テトラフルオロエチレン骨格（以下、ＣＦ2ＣＦ2連結基とも記す。）の両側にフェニル基またはシクロヘキシル基を有する化合物の使用が検討されている。この化合物は、液晶素子に用いた場合に広い動作温度範囲、低動作電圧、高速応答性、化学的安定性等の種々の要求性能を満たすのに必要な化合物である。中でも、ＣＦ2ＣＦ2連結基の両側にシクロヘキシル基を有する化合物は、特に優れた化学的安定性と、高い透明点を有し液晶素子に適した化合物である。
【０００５】
また、最近になって、以下に示すようなＣＦ2ＣＦ2連結基の両側にシクロヘキシル基またはフェニル基を有する化合物の合成方法も報告されるようになった。
【０００６】
例えば特許文献１には、次の式（５０）に示す合成方法が記載されている。
【０００７】
【化１】
式（５０）中、ＭＧ1およびＭＧ2は、１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基などの骨格を有するメソゲン基である。
【０００８】
また、例えば特許文献２には、次の式（５１）に示す合成方法が記載されている。
【０００９】
【化２】
式（５１）中、Ａ1〜Ａ4は、トランス−１，４−ジ置換シクロへキシレン基または１，４−ジ置換フェニレン基であり、Ｙ1、Ｙ2は、−ＣＯＯ−，−ＯＣＯ−，−ＣＨ2ＣＨ2−などの連結基である。
【００１０】
また、例えば特許文献３には、次の式（５２）に示す合成方法が記載されている。
【００１１】
【化３】
【００１２】
また、例えば非特許文献１には、次の式（５３）に示す合成方法が記載されている。
【００１３】
【化４】
【００１４】
また、例えば非特許文献２には、ＣＦ＝ＣＦ基の両側にフェニル基を有する化合物を、ＣＦＣｌ3などの溶媒中でフッ素ガスを用いてフッ素化して、ＣＦ2ＣＦ2連結基の両側にフェニル基を有する化合物を合成する反応が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】独国特許発明第４０１５６８１号公報
【特許文献２】特開平０５−３３１０８４号公報
【特許文献３】国際公開第０２／５１７７４号パンフレット
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．，Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．１２３，Ｎｏ．２３，ｐ．５４１４−５４１７（２００１）．
【非特許文献２】Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｌｕｏｒｉｎｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２５（１９８４）ｐ．１６９−１９３．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかし、特許文献１に記載されるＤＡＳＴによるフッ素化方法は、カルボニル基に結合するＭＧ1基がシクロヘキシル基である場合、フッ素化は進行しない。
特許文献２に記載された方法は、フッ素化試薬（フッ素化ヨウ素）の入手、取り扱いが容易ではなく、反応副生物が多く、収率は満足できるものではない。
特許文献３に記載された合成方法では、両端がシクロヘキサン環のフッ素化前駆体の合成は困難であり、ＣＦ2ＣＦ2連結基に結合する環構造はベンゼン環に限られ、さらに、合成できる化合物は左右対称構造のものに限られる。
非特許文献１における両端がシクロヘキシル基のジケトンのフッ素化は、通常のフッ素化試薬では進行せず、反応性は高いが毒性が強いＳＦ4を用いる必要があり、危険性が高く、スケ−ルアップが容易でなく、かつ収率が低いといった問題がある。
非特許文献２の方法は、合成される化合物がＣＦ2ＣＦ2連結基の両側にフェニル基を有する化合物に限られている。
【００１８】
本発明は、上記に記載のような特許文献１〜３ならびに非特許文献１および２の問題点を克服した、液晶材料等機能性材料として有用なＣＦ2ＣＦ2連結基を有する化合物を製造するための汎用性が高く、簡便かつ効率的な製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明者らは、前述した課題を解決すべく鋭意検討した結果、金属存在下、特定構造を備える２種類の化合物のカップリング反応を利用することで、特定構造を備えるテトラフルオロエチレン骨格を有する化合物を、高収率かつ少ない工程数で得られることを見出した。
【００２０】
本発明は、下式（１）で表される化合物と、下式（２）で表される化合物とを金属存在下、カップリング反応により反応させることによる、下記式（３）で表される化合物の製造方法を提供する。
【００２１】
【化５】
【００２２】
式（１）、式（２）および式（３）中の記号は、以下の意味を有する。
Ｒ1：水素原子、ハロゲン原子、−ＣＮ、−ＮＣＳ、−ＳＦ5、炭素数１〜１８のアルキル基、または下記式（Ｃ１２）で表される基。前記アルキル基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素で置換されていてもよい。
【００２３】
【化６】
式（Ｃ１２）中、Ｑは−ＣＨ2−または−ＣＨ2ＣＨ2−であり、基中の水素原子はアルキル基で置換されていてもよい。
【００２４】
Ｒ2：水素原子、ハロゲン原子、−ＣＮ、−ＮＣＳ、−ＳＦ5、炭素数１〜１８のアルキル基、または下記式（Ｃ４２）で表される基。前記アルキル基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素で置換されていてもよい。
【００２５】
【化７】
式（Ｃ４２）においてＱは、式（Ｃ１２）におけるＱと同じ意味を示す。
【００２６】
Ａ1、Ａ2、Ａ3およびＡ4：相互に独立して、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，３−シクロブチレン基、１，２−シクロプロピレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、または１，４−フェニレン基。Ａ1〜Ａ4の基中の１つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、当該基中に存在する１個または２個の＝ＣＨ−基は窒素原子で置換されていてもよく、１個または２個の−ＣＨ2−基はエーテル性酸素原子またはエーテル性硫黄原子で置換されていてもよい。
【００２７】
Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3およびＺ4：相互に独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレン基であり、基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。
【００２８】
Ｘ1、Ｘ2：相互に独立して、ヨウ素原子または臭素原子。
ａ、ｂ、ｃ、ｄ：相互に独立して０または１である。ただし、０≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦２を満たす。ただし、式（１）および式（３）において、ａ＝ｂ＝０の場合に下記式（Ｃ１）で表される基：
【００２９】
【化８】
は、前記式（Ｃ１２）で表される基と同一であってもよい。
また、式（２）および式（３）において、ｃ＝ｄ＝０の場合に下記式（Ｃ２）で表される基：
【００３０】
【化９】
は、下記式（Ｃ２２）で表される基：
【００３１】
【化１０】
であってもよい。
【００３２】
前述のカップリング反応は、テトラフルオロエチレン骨格を有する化合物を得るために非常に有用である。すなわち、例えば、本発明の式（１）で表される化合物を、下式（Ｓ１）で表される化合物に代えた場合、カップリング反応は進行しない。また、本発明の式（２）で表される化合物を、下式（Ｓ２）で表される化合物に代えた場合も、カップリング反応は進行しない。
このように、本発明の反応は、連結基となる部分やそれに隣接する環基が類似の構造である場合は進行せず、式（１）や式（２）で特定する構造である場合にのみ進行するという特徴を有する反応である。
【００３３】
【化１１】
【００３４】
【化１２】
【００３５】
また、本発明は、下記第１工程および第２工程からなる、下式（４）で表される１，２−ジシクロヘキシルテトラフルオロエチレン骨格を有する化合物の製造方法も提供する。
第１工程：下記式（１）で表される化合物を金属存在下、下記式（２）で表される化合物とカップリング反応により反応させて下記式（３）で表される化合物を製造する工程。
第２工程：下記式（３）で表される化合物を水素還元し、下記式（４）で表される化合物へと変換する工程。
【００３６】
【化１３】
式（１）、式（２）、式（３）および式（４）中の記号は、前記と同じ意味を示す。ただし、式（４）において、ｃ＝ｄ＝０の場合に下記式（Ｃ１）で表される基：
【００３７】
【化１４】
は、前記式（Ｃ４２）で表される基と同一であってもよい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の製造方法によれば、テトラフルオロエチレン骨格を有する化合物を汎用性が高く工業的にも容易に簡便かつ効率的に製造することができる。
また、本発明の製造方法によって得られる式（３）で表される化合物は液晶として用いることができるとともに、式（４）で表される化合物の原料としても有用である。また、式（４）で表される化合物は、他の液晶材料または非液晶材料との相溶性に優れ、化学的にも安定であり、かつ液晶電気光学素子に用いた場合に広い温度範囲で高速応答性に優れ、低電圧駆動できる。
また、本発明の製造方法によって得られる化合物は、当該化合物を構成する環基、置換基および連結基を適宜選択することにより、液晶素子に要求される様々な性能、具体的には、例えば広い動作温度範囲、低動作電圧、高速応答性、化学的安定性等を満たした液晶組成物を調製できる。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本明細書においては、式（１）で表される化合物を化合物（１）と記す場合がある。また、他の式で表される化合物も同様に記す場合がある。
【００４０】
本発明の製造方法は、金属存在下、下記式（１）で表わされる化合物（化合物（１））と、下記式（２）で表わされる化合物（化合物（２））とをカップリング反応により反応させて、下記式（３）で表わされる化合物（化合物（３））を製造する工程を特徴とする。
【００４１】
【化１５】
式（１）、式（２）および式（３）中の記号は、前記と同じ意味を示す。
【００４２】
化合物（１）および化合物（３）において、Ｒ1は、水素原子、ハロゲン原子、−ＣＮ、−ＮＣＳ、−ＳＦ5、炭素数１〜１８のアルキル基、または前記式（Ｃ１２）で表される基である。前記アルキル基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素で置換されていてもよい。なお、フッ素原子の置換と、エーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子の置換とは、アルキル基に対して同時に行われていてもよい。
【００４３】
化合物（２）および化合物（３）において、Ｒ2は水素原子、ハロゲン原子、−ＣＮ、−ＮＣＳ、−ＳＦ5、炭素数１〜１８のアルキル基または前記式（Ｃ４２）で表される基である。前記アルキル基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素で置換されていてもよい。なお、フッ素原子の置換と、エーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子の置換とは、アルキル基に対して同時に行われていてもよい。
【００４４】
以下、エーテル性酸素原子、チオエーテル性硫黄原子およびフッ素原子の少なくとも１つに置換されたアルキル基を「置換アルキル基」とも記す。
置換アルキル基としては、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルキルチオ基、アルキルチオアルキル基、フルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基等が挙げられる。
Ｒ1としては、反応性や副反応が生じにくいことから、水素原子、−ＳＦ5、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数１〜１８の置換アルキル基、または前記式（Ｃ１２）で表される基が好ましい。
Ｒ2としては、反応性や副反応が生じにくいことから、水素原子、−ＳＦ5、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数１〜１８の置換アルキル基、または前記式（Ｃ４２）で表される基が好ましい。
【００４５】
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ペンチル基が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基が挙げられる。
アルコキシアルキル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基が挙げられる。
アルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基が挙げられる。
アルキルチオアルキル基としては、メチルチオメチル基、エチルチオメチル基が挙げられる。
フルオロアルキル基として、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基が挙げられる。
フルオロアルコキシ基としては、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基が挙げられる。
【００４６】
Ｒ1としては、水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０の置換アルキル基または前記式（Ｃ１２）で表される基が特に好ましい。
Ｒ2としては、水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０の置換アルキル基または前記式（Ｃ４２）で表される基が特に好ましい。
【００４７】
化合物（１）、化合物（２）および化合物（３）において、Ａ1、Ａ2、Ａ3およびＡ4は、相互に独立して、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，３−シクロブチレン基、１，２−シクロプロピレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、または１，４−フェニレン基である。
【００４８】
Ａ1〜Ａ4の基中の１つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、当該基中に存在する１個または２個の＝ＣＨ−基は窒素原子で置換されていてもよく、１個または２個の−ＣＨ2−基はエーテル性酸素原子またはエーテル性硫黄原子で置換されていてもよい。なお、ハロゲン原子の置換と、窒素原子または酸素原子の置換とは、同一の基に対して同時に行われていてもよい。
【００４９】
Ａ1、Ａ2、Ａ3およびＡ4が１，４−フェニレン基である場合、置換するハロゲン原子の数は１〜４個であり、１個または２個が好ましい。環基がトランス−１，４−シクロヘキシレン基である場合、置換するハロゲン原子の数は１〜４個である。また、ハロゲン原子はシクロヘキシレン基の１位または４位の炭素原子に結合していてもよい。
１，４−フェニレン基の基中に存在する１個または２個の＝ＣＨ−基が窒素原子に置換された基としては、２，５−ピリミジニレン基または２，５−ピリジニレン基が挙げられる。
トランス−１，４−シクロへキシレン基の基中に存在する１個または２個の−ＣＨ2−基はエーテル性酸素原子またはエーテル性硫黄原子に置換された基としては、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、１，３−ジチアン−２，５−ジイル基が挙げられる。
【００５０】
以下、ハロゲン原子および窒素原子の少なくとも１つに置換された１，４−フェニレン基を「置換１，４−フェニレン基」とも記し、ハロゲン原子、エーテル性酸素原子およびチオエーテル性硫黄原子の少なくとも１つに置換された１，４−シクロヘキシレン基を「置換トランス−１、４−シクロヘキシレン基」とも記す。
【００５１】
Ａ1、Ａ2、Ａ3およびＡ4としては、反応性や原料入手の関係から、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、置換トランス−１，４−シクロへキシレン基、および置換１，４−フェニレン基が好ましい。
中でも、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、および１個または２個のフッ素原子で置換された１，４−フェニレン基が好ましい。
【００５２】
これらの環基は、１位および４位に結合手を有する。なお、本明細書においては、環基の右側を１位とし、左側を４位とする。例えば、化合物（１）中のＡ1は、Ｚ1と結合する側が１位であり、Ｒ1と結合する側が４位である。
【００５３】
化合物（１）、化合物（２）および化合物（３）において、Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3およびＺ4は、相互に独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレン基であり、基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されてもよい。なお、フッ素原子の置換と、エーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子の置換とは、同一の基に対して同時に行われてもよい。
【００５４】
基中の１つ以上の水素原子がフッ素原子で置換されたアルキレン基としては、−ＣＦ2ＣＦ2−、−ＣＦ2ＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＦ2−、−ＣＨＦＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨＦ−、−ＣＦ2ＣＨＦ−、−ＣＨＦＣＦ2−が挙げられる。
基中の１個以上の−ＣＨ2−がエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子に置換されたアルキレン基としては、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＨ2Ｓ−、−ＳＣＨ2−が挙げられる。
また、これらのフッ素原子の置換とエーテル性酸素原子の置換が同時に行われた基としては、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−が挙げられる。
【００５５】
Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3およびＺ4としては、合成の容易さ等から、単結合、炭素数１〜４のアルキレン基、炭素数１〜４の基中の１つ以上の水素原子がフッ素原子で置換されたアルキレン基、および炭素数１〜４の基中の１個以上の−ＣＨ2−がエーテル性酸素原子で置換されたアルキレン基が好ましい。中でも、単結合および炭素数１〜４のアルキレン基が特に好ましい。
【００５６】
化合物（１）および化合物（２）において、Ｘ1およびＸ2はヨウ素原子または臭素原子である。Ｘ1およびＸ2としては反応性からヨウ素原子が好ましい。
【００５７】
化合物（１）、化合物（２）および化合物（３）において、ａ、ｂ、ｃおよびｄは相互に独立して０または１である。ただし、０≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦２である。
ａ、ｂ、ｃおよびｄは化合物に要求特性に応じて適宜選択することができる。
例えば後述の化合物（４）が低粘性であること、あるいは該化合物が他の液晶材料または非液晶材料との相溶性に優れている点を重視する場合、０≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦１であることが好ましい。一方、化合物の高い液晶温度範囲を重視する場合、１≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦２であることが好ましい。なお、化合物（３）を液晶として用いる場合も同様である。
【００５８】
化合物（１）、化合物（２）および化合物（３）において、Ｑは−ＣＨ2−または−ＣＨ2ＣＨ2−であり、基中の水素原子はアルキル基で置換されていてもよい。
基中の炭素原子がアルキル基で置換された基としては、−ＣＨ2Ｃ（ＣＨ3）2−などが挙げられる。
Ｑとしては、原料の入手の容易さから、−ＣＨ2−または−ＣＨ2ＣＨ2−が好ましい。
【００５９】
また、式（１）において、ａ＝ｂ＝０の場合、前記Ｒ1の好適構造に加えて、前記式（Ｃ１）で表される基が前記式（Ｃ１２）で表される基であるのが好ましい。
また、式（２）および式（３）において、ｃ＝ｄ＝０の場合、前記Ｒ2の好適構造に加えて、前記（Ｃ２）で表される基が前記式（Ｃ２２）で表される基であるのが好ましい。
【００６０】
本発明の製造方法は、前記化合物（１）と化合物（２）とから化合物（３）を得る工程（下記第１工程）と、それに続く下記第２工程により化合物（４）を得ることも特徴とする。
第１工程：金属存在下、化合物（１）と化合物（２）をカップリング反応により反応させ化合物（３）を得る工程。
第２工程：化合物（３）を水素還元し、化合物（４）へと変換する工程。
【００６１】
【化１６】
式（１）〜式（４）中の記号は、前記と同じ意味を示す。化合物（４）において、各基の好ましい態様は前記化合物（１）、化合物（２）および化合物（３）と同じである。
ただし、ｃ＝ｄ＝０の場合に下記式（Ｃ４）で表される基：
【００６２】
【化１７】
は、前記式（Ｃ４２）で表される基であってもよい。
【００６３】
第１工程は金属存在下、化合物（１）と化合物（２）とのカップリング反応により化合物（３）を得る工程である。
【００６４】
本発明の出発物質である化合物（１）のＸ1はヨウ素または臭素であるが、ヨウ素がより好ましい。化合物（１）は、例えば、特開２００２−１２８７７６号公報記載の方法で得ることができる。
また、シクロヘキセニルハライド誘導体化合物（２）は、市販品あるいは新実験科学講座（丸善株式会社出版）等、有機合成の成書に記載されている方法にて容易に得られる。
化合物（２）の使用量は化合物（１）１モルに対し、１〜３モルが好ましく、１〜２モルがより好ましい。
【００６５】
第１工程は溶媒中で実施するのが好ましい。溶媒としてはジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、アセトン等の非プロトン性極性溶媒、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素系溶媒、または前記溶媒の適当な混合溶媒等を用いることができる。これらの中でも、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドが好ましい。
【００６６】
前記溶媒の量は、化合物（１）の質量（[ｇ]）に対して、０．１〜１００倍の体積（ｍｌ）使用するのが好ましく、０．５〜２０倍量使用するのがより好ましい。例えば、化合物（１）が１ｇであれば、溶媒は０．１〜１００ｍｌ使用するのが好ましく、０．５〜２０ｍｌ使用するのがより好ましいということになる。
【００６７】
反応温度は２０〜２００℃が好ましく、７０〜１８０℃がより好ましい。
【００６８】
反応時間は１〜２４時間が好ましく、１．５〜５時間がより好ましい。
【００６９】
金属としては、パラジウムまたは銅が好ましい。これらの中でも、銅がより好ましい。
金属の使用量としては、化合物（１）に対して２〜１０当量が好ましく、２〜４当量がより好ましい。
【００７０】
第２工程は化合物（３）を水素還元し、化合物（４）を合成する工程である。
【００７１】
水素還元の具体的方法は特に限定されないが、水素雰囲気における常圧から加圧状態において金属触媒を使用して行うことが好ましい。触媒としては、ロジウム系、白金系、ルテニウム系、パラジウム系、ニッケル系などが好ましい。触媒の使用量は化合物（３）の質量に対して１〜５０質量％の範囲が好ましい。
【００７２】
溶媒は被還元部位がなく、還元反応の妨げにならない溶媒であれば使用できるが、アルコール系、エーテル系、炭化水素系、エステル系が好ましく、メタノール、エタノール、２−プロパノール、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、メチルｔ−ブチルエーテル、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、酢酸エチルなどが挙げられ、溶媒は単一種で用いてもよく、複数種類を混合して用いてもよい。
【００７３】
溶媒の使用量は化合物（３）が溶解し、安全かつ定常的に反応を進行させることができれば構わず、化合物（３）の質量（ｇ）に対して０．５〜１００倍の体積（ｍｌ）の範囲が好ましい。
【００７４】
水素圧は化合物の構造や用いる金属触媒の種類により大きく異なるが、水素圧は０．０１ＭＰａ〜２０ＭＰａの範囲が好ましい。
【００７５】
反応温度は化合物の構造や溶媒の種類や用いる金属触媒の種類により大きく異なるが、低温側は反応液が固化せず、高温側は溶媒の蒸気圧が水素圧を上回らなければ構わなく−４０〜２００℃の範囲が好ましく、０〜８０℃の範囲がより好ましい。
【００７６】
第２工程により得られる化合物（４）は、Ｒ1が式（Ｃ１２）で表される基である場合、Ｒ2が式（Ｃ４２）で表される基である場合、ａ＝ｂ＝０であり式（Ｃ１）で表される基が前記式（Ｃ１２）で表される基である場合、およびｃ＝ｄ＝０であり式（Ｃ２）で表される基が式（Ｃ４２）で表される基である場合には、液晶化合物の合成中間体として有用である。
【００７７】
第１工程としては、化合物（１）が化合物（１−１）であり、化合物（２）が化合物（２−１）であり、化合物（３）が化合物（３−１）である場合が好ましい。
【００７８】
【化１８】
【００７９】
ただし、式（１−１）、式（２−１）および式（３−１）中の記号は以下の意味を示す。
【００８０】
Ｒ11：水素原子、−ＳＦ5、炭素数１〜１８のアルキル基、または前記式（Ｃ１２）で表される基。当該基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素で置換されていてもよい。
【００８１】
Ｒ21：水素原子、−ＳＦ5、炭素数１〜１８のアルキル基、または前記式（Ｃ４２）で表される基。当該基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素で置換されていてもよい。
【００８２】
Ａ11、Ａ21、Ａ31およびＡ41：相互に独立して、トランス−１，４−シクロへキシレン基、または１，４−フェニレン基。当該基中の１つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、基中に存在する１個または２個の＝ＣＨ−基は窒素原子で置換されていてもよく、１個または２個の−ＣＨ2−基はエーテル性酸素原子またはエーテル性硫黄原子で置換されていてもよい。
【００８３】
Ｚ11、Ｚ21、Ｚ31およびＺ41：相互に独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレン基であり、基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。
【００８４】
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、Ｘ1およびＸ2は前記と同じ意味である。
【００８５】
ただし、ａ＝ｂ＝０の場合、下記式（Ｃ１−１）で表される基は、前記式（Ｃ１２）で表される基であってもよい。
【００８６】
【化１９】
【００８７】
また、ｃ＝ｄ＝０の場合、下記式（Ｃ２−１）で表される基は、前記式（Ｃ２２）で表される化合物であってもよい。
【化２０】
【００８８】
また、第１工程としては、化合物（１）が化合物（１−２）であり、化合物（２）が化合物（２−２）であり、化合物（３）が化合物（３−２）である場合が好ましい。
【００８９】
【化２１】
【００９０】
ただし、式（１−２）、式（２−２）および式（３−２）中の記号は、以下の意味を示す。
Ｒ12：炭素数１〜１０のアルキル基、または前記式（Ｃ１２）で表される基。当該アルキル基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素で置換されていてもよい。
【００９１】
Ｒ22：炭素数１〜１０のアルキル基、または前記式（Ｃ２２）で表される基。当該アルキル基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素で置換されていてもよい。
【００９２】
Ａ12、Ａ22、Ａ32およびＡ42：相互に独立して、トランス−１，４−シクロへキシレン基、または１，４−フェニレン基。当該基中の１つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよい。
【００９３】
Ｚ12、Ｚ22、Ｚ32、Ｚ42：相互に独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレン基。
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、Ｘ1およびＸ2は前記と同じ意味である。
【００９４】
ただし、ａ＝ｂ＝０の場合、下記式（Ｃ１−２）で表される基は、前記式（Ｃ１２）で表される基であってもよい。
【００９５】
【化２２】
【００９６】
また、ｃ＝ｄ＝０の場合、下記式（Ｃ２−２）で表される基は、前記式（Ｃ２２）で表される化合物であってもよい。
【００９７】
【化２３】
【００９８】
第２工程としては、化合物（３）が化合物（３−１）であり、化合物（４）が化合物（４−１）である場合が好ましい。
【化２４】
ただし、式（３−１）および式（４−１）中の記号は前記と同じ意味を示す。
また、ａ＝ｂ＝０の場合、前記式（Ｃ１−１）で表される基は、前記式（Ｃ１２）で表される基であってもよい。
また、化合物（３−１）において、ｃ＝ｄ＝０の場合、前記式（Ｃ２−１）で表される基は、前記式（Ｃ２２）で表される基であってもよい。
また、化合物（４−１）において、ｃ＝ｄ＝０の場合、下記式（Ｃ４−１）で表される基は、前記式（Ｃ４２）で表される基であってもよい。
【００９９】
【化２５】
【０１００】
また、第２工程としては、化合物（３）が化合物（３−２）であり、化合物（４）が化合物（４−２）である場合が特に好ましい。
【０１０１】
【化２６】
ただし、式（３−２）および式（４−２）中の記号は前記と同じ意味を示す。
また、ａ＝ｂ＝０の場合、前記式（Ｃ１−１）で表される基は、前記式（Ｃ１２）で表される基であってもよい。
また、化合物（３−２）において、ｃ＝ｄ＝０の場合、前記式（Ｃ２−１）で表される基は、前記式（Ｃ２２）で表される基であってもよい。
また、化合物（４−２）において、ｃ＝ｄ＝０の場合、下記式（Ｃ４−２）で表される基は、前記式（Ｃ４２）で表される基であってもよい。
【０１０２】
【化２７】
【０１０３】
化合物（４）の具体例としては以下の化合物が挙げられる。以下の式中、各記号は、以下の意味を示す。
Ｃｙ：トランス−１，４−シクロヘキシレン基
Ｐｈ：１，４−フェニレン基
Ｐｈ2-F：２−フルオロ−１，４−フェニレン基
Ｐｈ3-F：３−フルオロ−１，４−フェニレン基
Ｐｈ2,3-FF：２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン基
Ｐｈ2,6-FF：２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン基
Ｐｈ3,5-FF：３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基
【０１０４】
ＣＨ3−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｃ5Ｈ11
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｃ5Ｈ11
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ5Ｈ11
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ5Ｈ11
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2-F−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ3-F−Ｃ5Ｈ11
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2,6-FF−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ3,5-FF−Ｃ5Ｈ11
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2,3-FF−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ5Ｈ11
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2-F−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ3-F−Ｃ5Ｈ11
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2,6-FF−Ｃ3Ｈ7
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ3,5-FF−Ｃ5Ｈ11
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2,3-FF−Ｃ3Ｈ7
【０１０５】
化合物（４）の他の具体例は以下のとおりである。化合物（４）を液晶化合物の合成中間体として用いる場合、次のような態様であると好ましい。
ＣＨ3−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｃｙk
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｃｙk
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙk
Ｃ3Ｈ7−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｃｙk
Ｃｙk−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ3Ｈ7
Ｃｙk−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ5Ｈ11
Ｃｙk−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2-F−Ｃ3Ｈ7
Ｃｙk−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ3-F−Ｃ5Ｈ11
Ｃｙk−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2,6-FF−Ｃ3Ｈ7
Ｃｙk−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ3,5-FF−Ｃ5Ｈ11
Ｃｙk−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2,3-FF−Ｃ3Ｈ7
Ｃｙk−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ3Ｈ7
Ｃｙk−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ5Ｈ11
Ｃｙk−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2-F−Ｃ3Ｈ7
Ｃｙk−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ3-F−Ｃ5Ｈ11
Ｃｙk−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2,6-FF−Ｃ3Ｈ7
Ｃｙk−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ3,5-FF−Ｃ5Ｈ11
Ｃｙk−Ｃｙ−ＣＦ2ＣＦ2−Ｃｙ−Ｐｈ2,3-FF−Ｃ3Ｈ7
式中の記号Ｃｙｋは以下の意味を示す。
【０１０６】
【化２８】
【実施例】
【０１０７】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。なお以下の例は、本発明を制限することなく、本発明を例示しようとするものである。
【０１０８】
（実施例１）化合物（３Ａ）の合成
【０１０９】
【化２９】
窒素雰囲気下、化合物（１Ａ）（１０ｇ）と４−プロピルシクロヘキセニルアイオダイド（７．１ｇ）と銅粉末（４．２ｇ）とジメチルスルホキシド（１２０ｍＬ）とを混合し、攪拌しながら、反応液を１３０℃に加熱した。４時間後、反応液を冷却し１Ｍ塩酸（１２５ｍＬ）を加えた後、ろ過を行い、固形分をろ別した。得られたろ液にヘキサン（１２０ｍＬ）を加え、有機相を分離した。得られた有機相を水で洗浄したのち、溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物（３Ａ）を、収率５４％にて得た。
【０１１０】
19Ｆ−ＮＭＲ（ＣＨＣｌ3，ＣＦＣｌ3）：δ−１１５．１１ａｎｄ−１１５．１４（ｍｃ，２Ｆ，ＣＦ2），δ−１２２．６７ａｎｄ−１２２．７４（ｍｃ，２Ｆ，ＣＦ2）
【０１１１】
（実施例２）化合物（４Ａ）の合成
【０１１２】
【化３０】
【０１１３】
化合物（３Ａ）（５ｇ）のエタノール（５０ｍＬ）溶液に５％パラジウム炭素（０．５ｇ）を加えて、水素圧０．７５ＭＰａで７５℃にて２時間撹拌した。触媒をろ別した後、濾液を減圧濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーおよび再結晶にて精製し、化合物（４Ａ）を収率３１％にて得た。
【０１１４】
19Ｆ−ＮＭＲ（ＣＨＣｌ3，ＣＦＣｌ3）：δ−１１６．７３（ｍｃ，４Ｆ，ＣＦ2ＣＦ2）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で表される化合物と、下記式（２）で表される化合物とを金属存在下、カップリング反応により反応させることによる、下記式（３）で表される化合物の製造方法。
【化１】
式（１）、式（２）および式（３）中の記号は、以下の意味を有する。
Ｒ1：水素原子、ハロゲン原子、−ＣＮ、−ＮＣＳ、−ＳＦ5、炭素数１〜１８のアルキル基、または下記式（Ｃ１２）で表される基。前記アルキル基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素で置換されていてもよい。
【化２】
式（Ｃ１２）中、Ｑは−ＣＨ2−または−ＣＨ2ＣＨ2−であり、基中の水素原子はアルキル基で置換されていてもよい。
Ｒ2：水素原子、ハロゲン原子、−ＣＮ、−ＮＣＳ、−ＳＦ5、炭素数１〜１８のアルキル基または下記式（Ｃ４２）で表される基。前記アルキル基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素で置換されていてもよい。
【化３】
式（Ｃ４２）においてＱは、式（Ｃ１２）におけるＱと同じ意味を示す。
Ａ1、Ａ2、Ａ3およびＡ4：相互に独立して、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，３−シクロブチレン基、１，２−シクロプロピレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、または１，４−フェニレン基。Ａ1〜Ａ4の基中の１つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、当該基中に存在する１個または２個の＝ＣＨ−基は窒素原子で置換されていてもよく、１個または２個の−ＣＨ2−基はエーテル性酸素原子またはエーテル性硫黄原子で置換されていてもよい。
Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3およびＺ4：相互に独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレン基であり、基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。
Ｘ1、Ｘ2：相互に独立して、ヨウ素原子または臭素原子。
ａ、ｂ、ｃ、ｄ：相互に独立して０または１である。ただし、０≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦２を満たす。ただし、式（１）および式（３）においてａ＝ｂ＝０の場合に、下記式（Ｃ１）で表される基：
【化４】
は、前記式（Ｃ１２）で表される基と同一であってもよい。
また、式（２）および式（３）においてｃ＝ｄ＝０の場合に、下記式（Ｃ２）で表される基：
【化５】
は、下記式（Ｃ２２）で表される基：
【化６】
であってもよい。
【請求項２】
下記第１工程および第２工程からなる、下式（４）で表される化合物の製造方法。
第１工程：下記式（１）で表される化合物と下記式（２）で表される化合物とを反応させて下記式（３）で表される化合物を製造する工程。
第２工程：下記式（３）で表される化合物を水素還元し、下記式（４）で表される化合物へと変換する工程。
【化７】
式（１）、式（２）、式（３）、および式（４）中の記号は、請求項１における記号と同じ意味を示す。
ただし、式（４）において、ｃ＝ｄ＝０の場合に下記式（Ｃ４）で表される基
【化８】
は、前記式（Ｃ４２）で表される基と同一であってもよい。
【請求項１】
下記式（１）で表される化合物と、下記式（２）で表される化合物とを金属存在下、カップリング反応により反応させることによる、下記式（３）で表される化合物の製造方法。
【化１】
式（１）、式（２）および式（３）中の記号は、以下の意味を有する。
Ｒ1：水素原子、ハロゲン原子、−ＣＮ、−ＮＣＳ、−ＳＦ5、炭素数１〜１８のアルキル基、または下記式（Ｃ１２）で表される基。前記アルキル基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素で置換されていてもよい。
【化２】
式（Ｃ１２）中、Ｑは−ＣＨ2−または−ＣＨ2ＣＨ2−であり、基中の水素原子はアルキル基で置換されていてもよい。
Ｒ2：水素原子、ハロゲン原子、−ＣＮ、−ＮＣＳ、−ＳＦ5、炭素数１〜１８のアルキル基または下記式（Ｃ４２）で表される基。前記アルキル基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素で置換されていてもよい。
【化３】
式（Ｃ４２）においてＱは、式（Ｃ１２）におけるＱと同じ意味を示す。
Ａ1、Ａ2、Ａ3およびＡ4：相互に独立して、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，３−シクロブチレン基、１，２−シクロプロピレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、または１，４−フェニレン基。Ａ1〜Ａ4の基中の１つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていてもよく、当該基中に存在する１個または２個の＝ＣＨ−基は窒素原子で置換されていてもよく、１個または２個の−ＣＨ2−基はエーテル性酸素原子またはエーテル性硫黄原子で置換されていてもよい。
Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3およびＺ4：相互に独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレン基であり、基中の１個以上の−ＣＨ2−はエーテル性酸素原子またはチオエーテル性硫黄原子で置換されていてもよく、また基中の１つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。
Ｘ1、Ｘ2：相互に独立して、ヨウ素原子または臭素原子。
ａ、ｂ、ｃ、ｄ：相互に独立して０または１である。ただし、０≦ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≦２を満たす。ただし、式（１）および式（３）においてａ＝ｂ＝０の場合に、下記式（Ｃ１）で表される基：
【化４】
は、前記式（Ｃ１２）で表される基と同一であってもよい。
また、式（２）および式（３）においてｃ＝ｄ＝０の場合に、下記式（Ｃ２）で表される基：
【化５】
は、下記式（Ｃ２２）で表される基：
【化６】
であってもよい。
【請求項２】
下記第１工程および第２工程からなる、下式（４）で表される化合物の製造方法。
第１工程：下記式（１）で表される化合物と下記式（２）で表される化合物とを反応させて下記式（３）で表される化合物を製造する工程。
第２工程：下記式（３）で表される化合物を水素還元し、下記式（４）で表される化合物へと変換する工程。
【化７】
式（１）、式（２）、式（３）、および式（４）中の記号は、請求項１における記号と同じ意味を示す。
ただし、式（４）において、ｃ＝ｄ＝０の場合に下記式（Ｃ４）で表される基
【化８】
は、前記式（Ｃ４２）で表される基と同一であってもよい。
【公開番号】特開２０１０−２８５３８４（Ｐ２０１０−２８５３８４Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４１２９５（Ｐ２００９−１４１２９５）
【出願日】平成２１年６月１２日（２００９．６．１２）
【出願人】（０００１０８０３０）ＡＧＣセイミケミカル株式会社 (130)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１２日（２００９．６．１２）
【出願人】（０００１０８０３０）ＡＧＣセイミケミカル株式会社 (130)
【Ｆターム（参考）】
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