説明

ベンゼン環にアルキル基を有する化合物、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含有する液晶表示素子

【課題】 化合物に必要な一般的物性、熱、光などの対する安定性、小さな粘度、適切な光学異方性、適切な誘電率異方性、ネマチック相の広い温度範囲、および他の液晶性化合物との優れた相溶性を有する液晶性化合物であり、特にネマチック相の広い温度範囲を有する液晶性化合物を提供する。
【解決手段】 下記の式(1)で表される化合物とする。



例えば、RaおよびRbは独立して炭素数1〜20のアルキルであり;環Aは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり;Zは単結合または炭素数1〜4のアルキレンであり;Yは水素またはハロゲンであり;Rcは炭素数1〜4のアルキルであり;mは0、1または2であり、複数のmの和は0、1または2である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は液晶性化合物、液晶組成物および液晶表示素子に関する。さらに詳しくはスチレン化合物、これを含有し、そしてネマチック相を有する液晶組成物およびこの組成物を含有する液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示素子において、液晶の動作モードに基づいた分類は、PC(phase change)、TN(twisted nematic)、STN(super twisted nematic)、BTN(Bistable twisted nematic)、ECB(electrically controlled birefringence)、OCB(optically compensated bend)、IPS(in-plane switching)、VA(vertical alignment)などである。素子の駆動方式に基づいた分類は、PM(passive matrix)とAM(active matrix)である。PM(passive matrix)はスタティック(static)とマルチプレックス(multiplex)などに分類され、AMはTFT(thin film transistor)、MIM(metal insulator metal)などに分類される。
【0003】
これらの素子は、適切な物性を有する組成物を含有する。素子の特性を向上させるには、この組成物が適切な物性を有するのが好ましい。組成物の成分である化合物に必要な一般的物性は、次のとおりである。(1)化学的な安定性と物理的な安定性。(2)高い透明点。透明点は、液晶相−等方相の転移温度である。(3)液晶相の低い下限温度。液晶相は、ネマチック相、スメクチック相などを意味する。(4)小さな粘度。(5)適切な光学異方性。(6)適切な誘電率異方性。大きな誘電率異方性を有する化合物は、大きな粘度を有することが多い。(7)大きな比抵抗。
【0004】
組成物は多くの化合物を混合して調製される。したがって、化合物は他の化合物とよく混和するのが好ましい。素子を氷点下の温度で使うこともあるので、低い温度で良好な相溶性を有する化合物が好ましい。高い透明点または液晶相の低い下限温度を有する化合物は、組成物におけるネマチック相の広い温度範囲に寄与する。好ましい組成物は、小さな粘度と素子のモードに適した光学異方性を有する。化合物の大きな誘電率異方性は、組成物の低いしきい値電圧に寄与する。このような組成物によって、使用できる温度範囲が広い、応答時間が短い、コントラスト比が大きい、駆動電圧が小さい、消費電力が小さい、電圧保持率が大きいなどの特性を有する素子を得ることができる。
【0005】
従来、ベンゼン環にアルキル基を有する化合物として、例えば下記の化合物(A)が報告されている。しかしこれらの化合物の液晶性は乏しい(例えば特許文献1参照。)


【0006】
従来の技術は下記のとおりである。さらに好ましい液晶性化合物、液晶組成物および液晶表示素子が望まれている。
【0007】
【特許文献1】特開平10−291945
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の第一の目的は、化合物に必要な一般的物性、熱、光などの対する安定性、小さな粘度、適切な光学異方性、適切な誘電率異方性、ネマチック相の広い温度範囲、および他の液晶性化合物との優れた相溶性を有する液晶性化合物であり、特にネマチック相の広い温度範囲を有する液晶性化合物を提供することである。第二の目的は、この化合物を含有し、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、および低いしきい値電圧を有する液晶組成物であり、特にネマチック相の高い上限温度およびネマチック相の低い下限温度を有する液晶組成物を提供することである。第三の目的は、この組成物を含有し、使用できる広い温度範囲、短い応答時間、小さな消費電力、大きなコントラスト、および低い駆動電圧を有する液晶表示素子を提供することにあり、特に、使用できる広い温度範囲を有する液晶表示素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は下記の項などである。化合物(1)における末端基、環および結合基に関して好ましい例も述べる。
1. 下記の式(1)で表される化合物。


式(1)において、RaおよびRbは独立して水素または炭素数1〜20のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は、−O−、−S−、−CO−、または−SiH−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【0010】
「アルキルにおいて任意の−CH−は−O−などで、任意の−(CH−は−CH=CH−などで置き換えられてもよい」の句の意味を一例で示す。CH(CH−において任意の−CH−を−O−で、または任意の−(CH−を−CH=CH−で置き換えた基の例は、CH(CHO−、CH−O−(CH−、CH−O−CH−O−、HC=CH−(CH−、CH−CH=CH−CH−、CH−CH=CH−O−などである。このように「任意の」語は、「区別なく選択された少なくとも一つの」を意味する。化合物の安定性を考慮して、酸素と酸素とが隣接したCH−O−O−CH−よりも、酸素と酸素とが隣接しないCH−O−CH−O−の方が好ましい。
【0011】
RaまたはRbの例は、水素、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルコキシ、アルキルチオ、アルキルチオアルコキシ、アシル、アシルアルキル、アシルオキシ、アシルオキシアルキル、アルコキシカルボニル、アルコキシカルボニルアルキル、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルオキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルキニル、アルキニルオキシ、シラアルキル、およびジシラアルキルである。少なくとも一つの水素がハロゲンで置き換えられたこれらの基も好ましい。好ましいハロゲンはフッ素および塩素である。さらに好ましいハロゲンはフッ素である。これらの基において分岐よりも直鎖の方が好ましい。RaおよびRbが分岐の基であっても光学活性であるときは好ましい。
【0012】
好ましいRaまたはRbはアルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルケニル、ポリフルオロアルキル、およびポリフルオロアルコキシである。
さらに好ましいRaまたはRbはアルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルケニル、−CHF、および−OCHFである。
最も好ましいRaまたはRbはアルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、およびアルケニルである。
【0013】
アルケニルにおける−CH=CH−の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。−CH=CHCH、−CH=CHC、−CH=CHC、−CH=CHC、−CCH=CHCH、および−CCH=CHCのような奇数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはトランス配置が好ましい。−CHCH=CHCH、−CHCH=CHC、および−CHCH=CHCのような偶数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはシス配置が好ましい。
【0014】
アルキルの具体的な例は、−CH、−C、−C、−C、−C10、−C13、−C15、および−C17である。アルコキシの具体的な例は、−OCH、−OC、−OC、−OC、−OC10、−OC13、および−OC15、である。アルコキシアルキルの具体的な例は、−CHOCH、−CHOC、−CHOC、−(CHOCH、−(CHOC、−(CHOC、−(CHOCH、−(CHOCH、および−(CHOCHである。
【0015】
アルケニルの具体的な例は、−CH=CH、−CH=CHCH、−CHCH=CH、−CH=CHC、−CHCH=CHCH、−(CHCH=CH、−CH=CHC、−CHCH=CHC、−(CHCH=CHCH、および−(CHCH=CHである。アルケニルオキシの具体的な例は、−OCHCH=CH、−OCHCH=CHCH、および−OCHCH=CHCである。アルキニルの具体的な例は、−C≡CCH、および−C≡CCである。
【0016】
少なくとも一つの水素がハロゲンで置き換えられたアルキルの具体的な例は、−CHF、−CHF、−CF、−(CHF、−CFCHF、−CFCHF、−CHCF、−CFCF、−(CHF、−(CFCF、−CFCHFCF、および−CHFCFCFである。少なくとも一つの水素がハロゲンで置き換えられたアルコキシの具体的な例は、−OCF、−OCHF、−OCHF、−OCFCF、−OCFCHF、−OCFCHF、−OCFCFCF、−OCFCHFCF、および−OCHFCFCFである。少なくとも一つの水素がハロゲンで置き換えられたアルケニルの具体的な例は、−CH=CHF、−CH=CF、−CF=CHF、−CH=CHCHF、−CH=CHCF、および−(CHCH=CFである。
【0017】
好ましいRaまたはRbの具体的な例は、−CH、−C、−C、−C、−C10、−OCH、−OC、−OC、−OC、−OC10、−CHOCH、−(CHOCH、−(CHOCH、−CH=CH、−CH=CHCH、−CHCH=CH、−CH=CHC、−CHCH=CHCH、−(CHCH=CH、−CH=CHC、−CHCH=CHC、−(CHCH=CHCH、−(CHCH=CH、−OCHCH=CH、−OCHCH=CHCH、−OCHCH=CHC、−CF、−CHF、−CHF、−OCF、−OCHF、−OCHF、−OCFCF、−OCFCHF、−OCFCHF、−OCFCFCF、−OCFCHFCF、および−OCHFCFCFである。
【0018】
さらに好ましいRaまたはRbの具体的な例は、−CH、−C、−C、−C、−C10、−OCH、−OC、−OC、−OC、−OC10、−CHOCH、−CH=CH、−CH=CHCH、−CHCH=CH、−CH=CHC、−CHCH=CHCH、−(CHCH=CH、−CH=CHC、−CHCH=CHC、−(CHCH=CHCH、−(CHCH=CH、−CHF、および−OCHFである。
【0019】
最も好ましいRaまたはRbの具体的な例は、−CH、−C、−C、−C、−C10、−OCH、−OC、−OC、−CHOCH、−CH=CH、−CH=CHCH、−(CHCH=CH、および−(CHCH=CHCHである。
【0020】
環Aは独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、ピリジン−2,5−ジイル、ピリダジン−3,6−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、またはナフタレン−2,6−ジイルであり、これらの環において任意の−CH−は、−O−、−S−、−CO−、または−SiH−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく、そしてこれらの環において任意の水素はハロゲン、−CF、−CHF、−CHF、−OCF、−OCHF、または−OCHFで置き換えられてもよい。
【0021】
「これらの環において任意の−CH−は、−O−、−S−、−CO−、または−SiH−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく」を適用した環の例は、下記の環(15−1)〜(15−48)である。好ましい例は、環(15−1)、(15−2)、(15−3)、(15−4)、(15−15)、(15−23)、(15−31)、(15−32)、(15−33)、(15−40)、(15−43)、および(15−48)である。
【0022】

【0023】

【0024】
「これらの環において任意の水素はハロゲン、−CF、−CHF、−CHF、−OCF、−OCHF、または−OCHFで置き換えられてもよく」を適用した環の例は、下記の環(16−1)〜(16−71)である。好ましい例は、環(16−1)、(16−2)、(16−3)、(16−4)、(16−6)、(16−10)、(16−11)、(16−12)、(16−13)、(16−14)、(16−15)、(16−54)、(16−55)、(16−56)、(16−57)、(16−58)、および(16−59)である。
【0025】

【0026】

【0027】

【0028】
環Aの例は、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,3,5−トリフルオロ−1,4−フェニレン、ピリジン−2,5−ジイル、6−フルオロピリジン−2,5−ジイル、ピリダジン−2,5−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、およびナフタレン−2,6−ジイルである。1,4−シクロヘキシレンおよび1,3−ジオキサン−2,5−ジイルの立体配置はシスよりもトランスが好ましい。1,3−ジオキサン−2,5−ジイルは、4,6−ジオキサン−2,5−ジイルと構造的に同一であるので、後者は例示しなかった。この規則は、2−フルオロ−1,4−フェニレンや2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンなどにも適用される。
【0029】
好ましい環Aは、1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレン、ピリジン−2,5−ジイル、6−フルオロピリジン−2,5−ジイル、およびピリダジン−2,5−ジイルである。
【0030】
さらに好ましい環Aは、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、および2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンである。
【0031】
最も好ましい環Aは、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、および2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンである。
【0032】
は独立して単結合または炭素数1〜4のアルキレンであり、アルキレンにおいて任意の−CH−は−O−、−S−、−CO−、または−SiH−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【0033】
の例は、単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−CH=CF−、−CF=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CHCO−、−COCH−、−CHSiH−、−SiHCH−、−(CH−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHCFO−、−(CHOCF−、−CFO(CH−、−OCF(CH−、−CH=CH−CHO−、および−OCH−CH=CH−である。−CH=CH−、−CF=CF−、−CH=CH−CHO−、および−OCH−CH=CH−のような結合基の二重結合に関する立体配置はシスよりもトランスが好ましい。
【0034】
好ましいZは、単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CHCO−、−COCH−、−CHSiH−、−SiHCH−、および−(CH−である。
さらに好ましいZは、単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、および−C≡C−である。
最も好ましいZは、単結合、および−(CH−である。
【0035】
Wは炭素数2〜4のアルキレンであり、アルキレンにおいて任意の−CH−は−O−、−S−、−CO−、または−SiH−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【0036】
Wの例は−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−CH=CF−、−CF=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CHCO−、−COCH−、−CHSiH−、−SiHCH−、−(CH−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHCFO−、−(CHOCF−、−CFO(CH−、−OCF(CH−、−CH=CH−CHO−、および−OCH−CH=CH−である。−CH=CH−、−CF=CF−、−CH=CH−CHO−、および−OCH−CH=CH−のような結合基の二重結合に関する立体配置はシスよりもトランスが好ましい。
【0037】
好ましいWは、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CHCO−、−COCH−、−(CHCFO−、−OCF(CH−、および−(CH−である。
さらに好ましいWは、−(CH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−(CHCFO−、−OCF(CH、および−CH=CH−である。
最も好ましいWは−(CH−および−CHO−である。
【0038】
は独立して水素、ハロゲン、−CN、−CF、−CHF、−CHF、−OCF、−OCHF、または−OCHFであるが、Yの一方はハロゲン、−CF、−CHF、−CHF、−OCF、−OCHF、または−OCHFである。好ましいハロゲンはフッ素および塩素である。最も好ましいハロゲンはフッ素である。好ましいYは水素、フッ素、塩素、−CF、−CHF、−CHF、−OCF、−OCHF、および−OCHFである。さらに好ましいYは水素、フッ素、塩素、−CF、−CHF、−OCF、および−OCHFである。最も好ましいYは水素、フッ素および−CFである。
【0039】
式(1)の部分構造である式(17)において、Yの組み合わせの好ましい例は(17−1)〜(17−41)である。さらに好ましい例は、(17−1)〜(17−8)、(17−18)〜(17−26)、および(17−32)〜(17−41)である。最も好ましい例は、(17−1)〜(17−3)である。
【0040】

【0041】

【0042】

【0043】
Rcは炭素数1〜4のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は、−O−、−S−、−CO−、または−SiH−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられてもよい。
【0044】
Rcの例は、水素、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルコキシ、アルキルチオ、アルキルチオアルコキシ、アシル、アシルアルキル、アシルオキシ、アシルオキシアルキル、アルコキシカルボニル、アルコキシカルボニルアルキル、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルオキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルキニル、アルキニルオキシ、シラアルキル、およびジシラアルキルである。これらの基において分岐よりも直鎖の方が好ましい。
【0045】
好ましいRcはアルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、およびアルケニルである。さらに好ましいRcはアルキル、アルコキシ、およびアルケニルである。最も好ましいRcはアルキルである。
【0046】
アルキルの具体的な例は、−CH、−C、−C、および−Cである。アルコキシの具体的な例は、−OCH、−OCおよび−OCである。アルコキシアルキルの具体的な例は、−CHOCH、−CHOCおよび−(CHOCHである。
【0047】
アルケニルの具体的な例は、−CH=CH、−CH=CHCH、−CHCH=CH、−CH=CHC、−CHCH=CHCH、−(CHCH=CH、および−CH=CHCH=CHである。アルケニルオキシの具体的な例は、−OCH=CHおよび−OCHCH=CHである。アルキニルの具体的な例は、−C≡CHである。
【0048】
好ましいRcの具体的な例は、−CH、−C、−C、−C、−OCH、−OC、−OC、−CHOCH、−CHOC、−(CHOCH、−CH=CH、−CH=CHCH、−CHCH=CH、−CH=CHC、−CHCH=CHCH、−(CHCH=CH、−OCH=CH、および−OCHCH=CHである。
【0049】
さらに好ましいRcの具体的な例は、−CH、−C、−OCH、および−CH=CHである。最も好ましいRcの具体的な例は−CHである。
【0050】
mは独立して0、1または2であり、そして複数のmの和は0、1または2である。化合物の物性に大きな差異がないので、化合物(1)はH(重水素)、13Cなどの同位体を天然存在比の量より多く含んでもよい。
【0051】
2. 式(1)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜20のアルキル、炭素数1〜19のアルコキシ、炭素数2〜19のアルコキシアルキル、炭素数2〜20のアルケニル、炭素数1〜20のポリフルオロアルキル、または炭素数1〜19のポリフルオロアルコキシであり;環Aが独立して1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレン、ピリジン−2,5−ジイル、6−フルオロピリジン−2,5−ジイル、またはピリダジン−3,6−ジイルであり;Zが独立して単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CHCO−、−COCH−、−CHSiH−、−SiHCH−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHCFO−、−OCF(CH−、−(CHO−、−O(CH−または−(CH−であり;Wは−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CFO−、−OCF−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHO−、−O(CH−、−(CHCFO−、−OCF(CH−または−(CH−、であり;Yが独立して水素、フッ素、塩素、−CF、−CHF、−CHF、−OCF、−OCHF、または−OCHFであり、そしてYの一方はフッ素、塩素、−CF、−CHF、−CHF、−OCF、−OCHF、または−OCHFであり;そしてRcが炭素数2〜4のアルキル、炭素数2〜3のアルコキシ、炭素数2〜3のアルコキシアルキル、または炭素数2〜4のアルケニルである、項1に記載の化合物。
【0052】
3. 式(1)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜20のアルキル、炭素数1〜19のアルコキシ、炭素数2〜19のアルコキシアルキル、炭素数2〜20のアルケニル、炭素数1〜20のポリフルオロアルキル、または炭素数1〜19のポリフルオロアルコキシであり;環Aが独立して1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレン、ピリジン−2,5−ジイル、6−フルオロピリジン−2,5−ジイル、またはピリダジン−3,6−ジイルであり;Zが独立して単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CHCO−、−COCH−、−CHSiH−、−SiHCH−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHCFO−、−OCF(CH−、−(CHO−、−O(CH−または−(CH−であり;Wは−(CH−であり;Yが独立して水素、フッ素、塩素、−CF、−CHF、−CHF、−OCF、−OCHF、または−OCHFであり、そしてYの一方が、塩素、−CF、−CHF、−CHF、−OCF、−OCHF、または−OCHFであり;そしてRcが炭素数2〜4のアルキル、炭素数2〜3のアルコキシ、炭素数2〜3のアルコキシアルキル、または炭素数2〜4のアルケニルである、項1に記載の化合物。
【0053】
4. 式(1)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜8のアルキル、炭素数1〜7のアルコキシ、炭素数2〜7のアルコキシアルキル、または炭素数2〜8のアルケニルであり;環Aが独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、または2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zが独立して単結合または−(CH−であり;Wが−(CH−、−CHO−、−OCH−、−CH=CH−または−C≡C−であり;Yが独立して水素、フッ素、−CFHまたは−CFであり、そしてYの一方がフッ素、−CHFまたは−CFであり;Rcが−CHである項1に記載の化合物。
【0054】
5. 式(1)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜8のアルキル、炭素数1〜7のアルコキシ、炭素数2〜7のアルコキシアルキル、または炭素数2〜8のアルケニルであり;環Aが独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、または2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zが独立して単結合または−(CH−であり;Wが−(CH−であり;Yが独立して水素、フッ素、−CFHまたは−CFであり、そしてYの一方が−CFHまたは−CFであり;Rcが−CHである項1に記載の化合物。
【0055】
6. 下記の式(1−1)から式(1−6)のいずれか1つの式で表される化合物。


式(1−1)から式(1−6)において、RaおよびRbは独立して水素または炭素数1〜10のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;環A1は独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、またはナフタレン−2,6−ジイルであり、これらの環において任意の−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく、そしてこれらの環において任意の水素はハロゲン、−CF、−CHF、または−CHFで置き換えられてもよく;Z1は独立して単結合または炭素数1〜4のアルキレンであり、アルキレンにおいて任意の−CH−は−O−または−CO−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;Wは−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CFO−、−OCF−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHO−、−O(CH−、−(CHCFO−、−OCF(CH−または−(CH−、であり;Yは独立して水素、ハロゲン、−CF、−CHF、または−CHFであり;Rcは炭素数1〜4のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよい。
【0056】
7. 式(1−1)から式(1−6)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜9のアルコキシ、炭素数2〜9のアルコキシアルキル、炭素数2〜10のアルケニル、炭素数1〜10のポリフルオロアルキル、または炭素数2〜10のポリフルオロアルコキシであり;環Aが独立して1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zが独立して単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHCFO−、−OCF(CH−、−(CHO−、−O(CH−または−(CH−であり;Wは−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CFO−、−OCF−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHO−、−O(CH−、−(CHCFO−、−OCF(CH−または−(CH−、であり;Yが独立して水素、フッ素、塩素、−CF、−CHF、または−CHFであり、そしてYの一方が塩素、−CF、−CHF、または−CHFであり;そしてRcが炭素数1〜4のアルキル、炭素数2〜4のアルコキシ、炭素数2〜4のアルコキシアルキル、または炭素数2〜4のアルケニルである、項6に記載の化合物。
【0057】
8. 式(1−1)から式(1−6)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜9のアルコキシ、炭素数2〜9のアルコキシアルキル、炭素数2〜10のアルケニル、炭素数1〜10のポリフルオロアルキル、または炭素数2〜10のポリフルオロアルコキシであり;環Aが独立して1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zが独立して単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHCFO−、−OCF(CH−、−(CHO−、−O(CH−または−(CH−であり;Wは−(CH−であり;Yが独立して水素、フッ素、塩素、−CF、−CHF、または−CHFであり、Yの一方が塩素、−CF、−CHFまたは−CHFであり;そしてRcが炭素数1〜4のアルキル、炭素数2〜4のアルコキシ、炭素数2〜4のアルコキシアルキル、または炭素数2〜4のアルケニルである、項6に記載の化合物。
【0058】
9. 式(1−1)から式(1−6)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜9のアルコキシ、炭素数2〜9のアルコキシアルキル、炭素数2〜10のアルケニル、−CHF、または−OCHFであり;環Aが独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、または2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zが独立して単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−または−C≡C−であり;Wは−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHO−、−O(CH−または−(CH−であり;独立してYがフッ素、塩素、−CF、または−CHFであり、Yの一方が、塩素、−CF、または−CHFであり;Rcが炭素数1〜4のアルキルである項7に記載の化合物。
【0059】
10. 式(1−1)から式(1−6)において、炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜9のアルコキシ、炭素数2〜9のアルコキシアルキル、または炭素数2〜10のアルケニルであり;RaおよびRbが独立して炭素数1〜8のアルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、またはアルケニルであり;環Aが独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、または2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zが独立して単結合または−(CH−であり;Wが−(CH−、−CHO−、−OCH−、−CH=CH−または−C≡C−であり;Yが独立してフッ素、水素、−CFHまたは−CFであり、Yの一方がフッ素、−CFHまたは−CFであり;Rcが−CHである項7に記載の化合物。
【0060】
11. 式(1−1)から式(1−6)において、Wが−CHO−であり;Yが独立してフッ素、−CF、または−CFHである項7に記載の化合物。
【0061】
12. 式(1−1)から式(1−6)において、Wが−CHO−であり;Yが共にフッ素である項7に記載の化合物。
【0062】
13. 式(1−1)から式(1−6)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜9のアルコキシ、炭素数2〜9のアルコキシアルキル、炭素数2〜10のアルケニル、−CHF、または−OCHFであり;環Aが独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、または2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zが独立して単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−または−C≡C−であり;Yが独立してフッ素、塩素、−CF、または−CHFであり、Yの一方が塩素、−CF、または−CHFであり;Rcがアルキルである項8に記載の化合物。
【0063】
14. 式(1−1)から式(1−6)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜8のアルキル、炭素数1〜7のアルコキシ、炭素数2〜7のアルコキシアルキル、または炭素数2〜8のアルケニルであり;環Aが独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、または2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zが独立して単結合または−(CH−であり;Yが独立して水素、フッ素または−CFであり、Yの一方が−CFであり;Rcが−CHである項8に記載の化合物。
【0064】
15. 下記の式(I)から式(IX)のいずれか1つの式で表される化合物。


式(I)から式(IX)において、RaおよびRbは独立して水素または炭素数1〜10のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;Zが独立して単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHCFO−、−(CHO−、−O(CH−または−(CH−であり;Wは−(CH−、−(CH−、−CHO−、−OCH−、−CH=CH−または−C≡C−であり;Yは独立して水素、フッ素、塩素、−CF、または−CFHである。
【0065】
16. 式(I)から式(IX)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜9のアルコキシまたは炭素数2〜10のアルケニルであり;Zが独立して単結合、−(CH−、−CH=CH−、または−(CH−であり;Wが−CHO−または−CH=CH−であり;Yが独立して水素、フッ素、塩素、−CFまたは−CHFであり、そしてYの一方が、フッ素、塩素、−CFまたは−CHFである、項15に記載の化合物。
【0066】
17. 式(I)から式(IX)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜9のアルコキシまたは炭素数2〜10のアルケニルであり;Zが独立して単結合、−(CH−、−CH=CH−、または−(CH−であり;Wが−(CH−であり;Yが独立して水素、フッ素、−CF、または−CFHであり、Yの一方が−CFまたは−CFHである、項15に記載の化合物。
【0067】
18. 式(I)から式(IX)において、Zが独立して単結合または−CH=CH−であり;Wが−CHO−であり;Yが独立して水素、フッ素または−CFであり、そしてYの一方がフッ素または−CFである、項16に記載の化合物。
【0068】
19. 式(I)から式(IX)において、;Zが単結合であり;Yが独立してフッ素または−CFである、項16に記載の化合物。
【0069】
20. 式(I)から式(IX)において、Zが単結合であり;Yが共にフッ素である、項16に記載の化合物。
【0070】
21. 式(I)から式(IX)において、Zが単結合であり;Yが共に−CFである、項16に記載の化合物。
【0071】
22. 式(I)および式(III)において、Raが炭素数1〜6のアルキル、アルケニルであり、Rbが炭素数1〜4のアルコキシであり;Zが単結合であり;Wが−CHO−であり;Yが共にフッ素である、項16に記載された化合物。
【0072】
23. 項1〜22のいずれか1項に記載した化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する液晶組成物。
【0073】
24. 下記の式(2)、(3)および(4)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する項23に記載の液晶組成物。


式中、Rは炭素数1〜10のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は−O−または−CH=CH−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく;Xはフッ素、塩素、−OCF、−OCHF、−CF、−CHF、−CHF、−OCFCHF、または−OCFCHFCFであり;環Bは独立して1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンであり、環Eは1,4−シクロヘキシレンまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンであり;Zは独立して−(CH)−、−(CH)−、−COO−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、または単結合であり;そしてLは独立して水素またはフッ素である。
【0074】
25. 下記の式(5)および(6)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する項23に記載の液晶組成物。


式中、Rは独立して炭素数1〜10のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は−O−または−CH=CH−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく;Xは−CNまたは−C≡C−CNであり;環Gは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−ジイルであり;環Jは1,4−シクロヘキシレン、ピリミジン−2,5−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンであり;環Kは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり;Zは−(CH−、−COO−、−CFO−、−OCF−、または単結合であり;Lは独立して水素またはフッ素であり;そしてbは独立して0または1である。
【0075】
26. 下記の式(7)、(8)、(9)、(10)、および(11)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する項23に記載の液晶組成物。


式中、Rは炭素数1〜10のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は−O−または−CH=CH−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく;Rはフッ素または炭素数1〜10のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は−O−または−CH=CH−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく;環Mは独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンまたはデカヒドロ−2,6−ナフタレンであり;Zは独立して−(CH−、−COO−または単結合であり;そしてLは独立して水素またはフッ素であり、Lの少なくとも一つはフッ素である。
【0076】
27. 下記の式(12)、(13)および(14)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する項23に記載の液晶組成物。


式中、Rは独立して炭素数1〜10のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は−O−または−CH=CH−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく;環Jは独立して1,4−シクロヘキシレン、ピリミジン−2,5−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンであり;そしてZは独立して−C≡C−、−COO−、−(CH−、−CH=CH−、または単結合である。
【0077】
28. 項25に記載の式(5)および(6)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する項24に記載の組成物。
【0078】
29. 項27に記載の式(12)、(13)および(14)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する項24に記載の組成物。
【0079】
30. 項27に記載の式(12)、(13)および(14)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する項25に記載の組成物。
【0080】
31. 項27に記載の式(12)、(13)および(14)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する項26に記載の組成物。
【0081】
32. 少なくとも一つの光学活性化合物をさらに含有する項23〜31のいずれか1項に記載の液晶組成物。
【0082】
33. 項23〜32のいずれか1項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。
【発明の効果】
【0083】
本発明の化合物は、化合物に必要な一般的物性、熱、光などに対する安定性、小さな年度、適切な光学異方性、適切な誘電率異方性、ネマチック相の広い温度範囲、および他の液晶性化合物との優れた相溶性を有する。特に、ネマチック相の広い温度範囲を有する。本発明の液晶組成物は、これらの化合物の少なくとも一つを含有し、そしてネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、低いしきい値電圧を有する。特に、ネマチック相の高い上限温度およびネマチック相の低い下限温度を有する。本発明の液晶表示素子は、この組成物を含有し、そして使用できる広い温度範囲、短い応答時間、小さな消費電力、大きなコントラスト比、および低い駆動電圧を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0084】
この明細書における用語の使い方は次のとおりである。液晶性化合物は、ネマチック相、スメクチック相などの液晶相を有する化合物および液晶相を有しないが液晶組成物の成分として有用な化合物の総称である。液晶性化合物、液晶組成物、液晶表示素子をそれぞれ化合物、組成物、素子と略すことがある。液晶表示素子は液晶表示パネルおよび液晶表示モジュールの総称である。ネマチック相の上限温度はネマチック相−等方相の相転移温度であり、そして単に上限温度と略すことがある。ネマチック相の下限温度を単に下限温度と略すことがある。式(1)で表わされる化合物を化合物(1)と略すことがある。この略記は式(2)などで表される化合物にも適用することがある。式(1)から式(14)において、六角形で囲んだA、B、Eなどの記号はそれぞれ環A、環B、環Eなどに対応する。百分率で表した化合物の量は組成物の全重量に基づいた重量百分率(重量%)である。A、Y、Bなど複数の同じ記号を同一の式または異なった式に記載したが、これらはそれぞれが同一であってもよいし、または異なってもよい。以下に本発明をさらに説明する。
【0085】
第一に、本発明の化合物(1)をさらに説明する。ナフタレン環などの縮合環は一環と数える。化合物(1)は炭素数2以上のアルキル基を有する二環、三環および四環の化合物である。この化合物は、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極めて安定であり、そして他の液晶性化合物との相溶性がよい。この化合物を含有する組成物は素子が通常使用される条件下で安定である。この組成物を低い温度で保管しても、この化合物が結晶(またはスメクチック相)として析出することがない。この化合物は、化合物に必要な一般的物性、適切な光学異方性、そして適切な誘電率異方性を有する。
【0086】
化合物(1)の末端基、環および結合基を適切に選択することによって、光学異方性、誘電率異方性などの物性を任意に調整することが可能である。末端基RaおよびRb、環A、および結合基Zの種類が、化合物(1)の物性に与える効果を以下に説明する。
【0087】
化合物(1)は、誘電率異方性が負で大きい。負で大きな誘電率異方性を有する化合物は、組成物のしきい値電圧を下げるための成分である。RaおよびRbが水素、アルキルまたはアルコキシなどであり、そしてYがハロゲンなどであるとき、この化合物の誘電率異方性は負で大きい。
【0088】
RaまたはRbが直鎖であるときは液晶相の温度範囲が広くそして粘度が小さい。RaまたはRbが分岐鎖であるときは他の液晶性化合物との相溶性がよい。RaまたはRbが光学活性基である化合物は、キラルドーパントとして有用である。この化合物を組成物に添加することによって、素子に発生するリバース・ツイスト・ドメイン(Reverse twisted domain)を防止することができる。RaまたはRbが光学活性基でない化合物は組成物の成分として有用である。RaまたはRbがアルケニルであるとき、好ましい立体配置は二重結合の位置に依存する。好ましい立体配置を有するアルケニル化合物は、高い上限温度または液晶相の広い温度範囲を有する。Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 109およびMol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 327に詳細な説明がある。
【0089】
環Aが、2位および3位の水素がハロゲンなどで置き換えられた1,4−フェニレンであるときは負で大きな誘電率異方性を有する。環Aが、任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい1,4−フェニレン、ピリジン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、またはピリダジン−3,6−ジイルであるときは光学異方性が大きい。環Aが、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレンまたは1,3−ジオキサン−2,5−ジイルであるときは光学異方性が小さい。
【0090】
少なくとも二つの環が1,4−シクロヘキシレンであるときは、上限温度が高く、光学異方性が小さく、そして粘度が小さい。少なくとも一つの環が1,4−フェニレンのときは、光学異方性が比較的大きく、そして配向秩序パラメーター(orientational order parameter)が大きい。少なくとも二つの環が1,4−フェニレンであるときは、光学異方性が大きく、液晶相の温度範囲が広く、そして上限温度が高い。
【0091】
結合基Zが単結合、−(CH22−、−CH2O−、−OCH2−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−CF=CF−、または−(CH2−であるときは粘度が小さい。結合基が単結合、−(CH22−、−CFO−、−OCF−、または−CH=CH−であるときは粘度がより小さい。結合基が−CH=CH−であるときは液晶相の温度範囲が広く、そして弾性定数比K33/K11(K33:ベンド弾性定数、K11:スプレイ弾性定数)が大きい。結合基が−C≡C−のときは光学異方性が大きい。
【0092】
結合基Wが−(CH22−、−CH2O−、−OCH2−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−CF=CF−、または−(CH2−であるときは粘度が小さい。結合基Wが−(CH22−、−CFO−、−OCF−、または−CH=CH−であるときは、より粘度が小さい。結合基Wが−CH=CH−であるときは、液晶相の温度範囲はより広く、かつその透明点は高く、負に大きなΔεを示し、粘度は小さく、そして弾性定数比K33/K11(K33:ベンド弾性定数、K11:スプレイ弾性定数)が大きい。結合基Wが−(CH22−であるときは液晶相の温度範囲が広く、かつその透明点は高く、負に大きなΔεを示し、粘度が小さい。結合基Wが−CH2O−であるときは液晶相の温度範囲がより広く、かつその透明点は高く、負に大きなΔεを示し、より粘度が小さい。
【0093】
置換基Yの一方が水素であり、Yの一方がハロゲン、−CN、−CF、−CFH、−OCF、または−OCFHであるときは誘電率異方性値が負に大きい。置換基Yの両方がハロゲン、−CN、−CF、−CFH、−OCF、または−OCFHであるときは誘電率異方性値がさらに負に大きい。Yがハロゲン、−CFまたは−CFHであるときは液晶相の温度範囲が広い。
【0094】
化合物(1)が二環または三環を有するときは粘度が小さい。化合物(1)が三環または四環を有するときは上限温度が高い。以上のように、末端基、環および結合基の種類、環の数を適当に選択することにより目的の物性を有する化合物を得ることができる。したがって、化合物(1)はPC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VAなどの素子に用いられる組成物の成分として有用である。
【0095】
化合物(1)の好ましい例は、本発明の項6に記載した化合物(1−1)〜(1−6)である。より具体的な例は、下記の化合物(1−1−1)〜(1−6−3)である。これらの化合物におけるRa、Rb、A1、およびZの記号の意味は、項6に記載した記号の意味と同一である。Yはハロゲン、−CN、−CF、−CHF、−CHF、−OCF、−OCHF、または−OCHFである。Reは炭素数1〜4のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は、−O−、−S−、−CO−、または−SiH−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよい。
【0096】

【0097】

【0098】

【0099】
化合物(1)は有機合成化学における手法を適切に組み合わせることにより合成する。出発物に目的の末端基、環および結合基を導入する方法は、オーガニックシンセシス(Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc)、オーガニック・リアクションズ(Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc)、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス(Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press)、新実験化学講座(丸善)などの成書に記載されている。
【0100】
結合基Zを生成する方法の一例に関して、最初にスキームを示し、次に項(I)〜項(XI)でスキームを説明する。このスキームにおいて、MSGまたはMSGは少なくとも一つの環を有する1価の有機基である。スキームで用いた複数のMSG(またはMSG)は、同一であってもよいし、または異なってもよい。化合物(1A)から(1K)は化合物(1)に相当する。
【0101】

【0102】

【0103】

【0104】

【0105】

【0106】
(I)単結合の生成
アリールホウ酸(21)と公知の方法で合成される化合物(22)とを、炭酸塩水溶液とテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムのような触媒の存在下で反応させて化合物(1A)を合成する。この化合物(1A)は、公知の方法で合成される化合物(23)にn−ブチルリチウムを、次いで塩化亜鉛を反応させ、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウムのような触媒の存在下で化合物(22)を反応させることによっても合成される。
【0107】
(II)−COO−と−OCO−の生成
化合物(23)にn−ブチルリチウムを、続いて二酸化炭素を反応させてカルボン酸(24)を得る。化合物(24)と、公知の方法で合成されるフェノール(25)とをDDC(1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド)とDMAP(4−ジメチルアミノピリジン)の存在下で脱水させて−COO−を有する化合物(1B)を合成する。この方法によって−OCO−を有する化合物も合成する。
【0108】
(III)−CFO−と−OCF−の生成
化合物(1B)をローソン試薬のような硫黄化剤で処理して化合物(26)を得る。化合物(26)をフッ化水素ピリジン錯体とNBS(N−ブロモスクシンイミド)でフッ素化し、−CFO−を有する化合物(1C)を合成する。M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 1992,827.を参照。化合物(1C)は化合物(26)を(ジエチルアミノ)サルファートリフルオリド(DAST)でフッ素化しても合成される。W. H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768.を参照。この方法によって−OCF−を有する化合物も合成する。Peer. Kirsch et al., Anbew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1480.に記載の方法によってこれらの結合基を生成させることも可能である。
【0109】
(IV)−CH=CH−の生成
化合物(23)をn−ブチルリチウムで処理した後、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)などのホルムアミドと反応させてアルデヒド(28)を得る。公知の方法で合成されるホスホニウム塩(27)をカリウムt−ブトキシドのような塩基で処理して発生させたリンイリドを、アルデヒド(28)に反応させて化合物(1D)を合成する。反応条件によってはシス体が生成するので、必要に応じて公知の方法によりシス体をトランス体に異性化する。
【0110】
(V)−(CH−の生成
化合物(1D)をパラジウム炭素のような触媒の存在下で水素化することにより、化合物(1E)を合成する。
【0111】
(VI)−(CH−の生成
ホスホニウム塩(27)の代わりにホスホニウム塩(29)を用い、項(IV)の方法に従って−(CH−CH=CH−を有する化合物を得る。これを接触水素化して化合物(1F)を合成する。
【0112】
(VII)−C≡C−の生成
ジクロロパラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下で、化合物(23)に2−メチル−3−ブチン−2−オールを反応させたのち、塩基性条件下で脱保護して化合物(30)を得る。ジクロロパラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下、化合物(30)を化合物(22)と反応させて、化合物(1G)を合成する。
【0113】
(VIII)−CF=CF−の生成
化合物(23)をn−ブチルリチウムで処理したあと、テトラフルオロエチレンを反応させて化合物(31)を得る。化合物(22)をn−ブチルリチウムで処理したあと化合物(31)と反応させて化合物(1H)を合成する。
【0114】
(IX)−CHO−または−OCH−の生成
化合物(28)を水素化ホウ素ナトリウムなどの還元剤で還元して化合物(32)を得る。これを臭化水素酸などでハロゲン化して化合物(33)を得る。炭酸カリウムなどの存在下で、化合物(33)を化合物(25)と反応させて化合物(1J)を合成する。
【0115】
(X)−(CH23O−または−O(CH23−の生成
化合物(28)の代わりに化合物(34)を用いて、項(IX)の方法に従って化合物(1K)を合成する。
【0116】
(XI)−(CF22−の生成
J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 5414.に記載された方法に従い、ジケトン(−COCO−)をフッ化水素触媒の存在下、四フッ化硫黄でフッ素化して−(CF22−を有する化合物を得る。
【0117】
第二に、本発明の組成物をさらに説明する。この組成物の成分は化合物(1)から選ばれた複数の化合物のみであってもよい。好ましい組成物は化合物(1)から選択された少なくとも一つの化合物を1〜99%の割合で含有する。この組成物は化合物(2)〜(14)の群から選択された成分を主として含有する。組成物を調製するときには、化合物(1)の誘電率異方性を考慮して成分を選択する。
【0118】
誘電率異方性が正で大きい化合物(1)を含有する好ましい組成物は次のとおりである。この好ましい組成物は化合物(2)、(3)および(4)の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する。別の好ましい組成物は、化合物(5)および(6)の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する。別の好ましい組成物は、このような二つの群のそれぞれから選択された少なくとも二つの化合物を含有する。これらの組成物は、液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、しきい値電圧などを調整する目的で、化合物(12)、(13)および(14)の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。これらの組成物は、物性をさらに調整する目的で、化合物(7)〜(11)の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。これらの組成物は、AM−TN素子、STN素子などに適合させる目的で、その他の液晶性化合物、添加物などの化合物をさらに含有してもよい。
【0119】
別の好ましい組成物は化合物(12)、(13)および(14)の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する。この組成物は、物性をさらに調整する目的で、化合物(7)〜(11)の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、AM−TN素子、STN素子などに適合させる目的で、その他の液晶性化合物、添加物などの化合物をさらに含有してもよい。
【0120】
誘電率異方性が負で大きい化合物(1)を含有する好ましい組成物は次のとおりである。好ましい組成物は化合物(7)〜(11)の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する。この組成物は、化合物(12)、(13)および(14)の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、物性をさらに調整する目的で、化合物(2)〜(6)の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、VA素子などに適合させる目的で、その他の液晶性化合物、添加物などの化合物をさらに含有してもよい。
【0121】
別の好ましい組成物は、化合物(12)、(13)および(14)の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する。この組成物は、化合物(7)〜(11)の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、化合物(2)〜(6)の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物はその他の液晶性化合物、添加物などの化合物をさらに含有してもよい。
【0122】
誘電率異方性が小さい化合物(1)を含有する好ましい組成物は次のとおりである。好ましい組成物は化合物(2)、(3)および(4)の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する。別の好ましい組成物は、化合物(5)および(6)の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する。別の好ましい組成物は、このような二つの群のそれぞれから選択された少なくとも二つの化合物を含有する。これらの組成物は、液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、しきい値電圧などを調整する目的で、化合物(12)、(13)および(14)の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、物性をさらに調整する目的で、化合物(7)〜(11)の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、AM−TN素子、STN素子などに適合させる目的で、その他の液晶性化合物、添加物などの化合物をさらに含有してもよい。
【0123】
別の好ましい組成物は、化合物(7)〜(11)の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する。この組成物は、化合物(12)、(13)および(14)の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、物性をさらに調整する目的で、化合物(2)〜(6)の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、VA素子などに適合させる目的で、その他の液晶性化合物、添加物などの化合物をさらに含有してもよい。
【0124】
化合物(2)、(3)および(4)は、誘電率異方性が正で大きいので、AM−TN素子用の組成物に主として用いられる。この組成物において、これらの化合物の量は1〜99%である。好ましい量は10〜97%である。より好ましい量は40〜95%である。この組成物に化合物(12)、(13)または(14)をさらに添加する場合、この化合物の好ましい量は60%以下である。より好ましい量は40%以下である。
【0125】
化合物(5)および(6)は、誘電率異方性が正で非常に大きいので、STN素子用の組成物に主として用いられる。この組成物において、これらの化合物の量は1〜99%である。好ましい量は10〜97%である。より好ましい量は40〜95%である。この組成物に化合物(12)、(13)または(14)をさらに添加する場合、この化合物の好ましい量は60%以下である。より好ましい量は40%以下である。
【0126】
化合物(7)、(8)、(9)、(10)、および(11)は、誘電率異方性が負であるので、VA素子用の組成物に主として用いられる。これらの化合物の好ましい量は80%以下である。より好ましい量は40〜80%である。この組成物に化合物(12)、(13)または(14)をさらに添加する場合、この化合物の好ましい量は60%以下である。より好ましい量は40%以下である。
【0127】
化合物(12)、(13)および(14)の誘電率異方性は小さい。化合物(12)は粘度または光学異方性を調整する目的で主に使用される。化合物(13)および(14)は上限温度を上げて液晶相の温度範囲を広げる、または光学異方性を調整する目的で使用される。化合物(12)、(13)および(14)の量を増加させると組成物のしきい値電圧が高くなり、粘度が小さくなる。したがって、組成物のしきい値電圧の要求値を満たすかぎり多量に使用してもよい。
【0128】
好ましい化合物(2)〜(14)は、それぞれ化合物(2−1)〜(2−9)、化合物(3−1)〜(3−97)、化合物(4−1)〜(4−33)、化合物(5−1)〜(5−56)、化合物(6−1)〜(6−3)、化合物(7−1)〜(7−4)、化合物(8−1)〜(8−6)、化合物(9−1)〜(9−4)、化合物(10−1)、化合物(11−1)、化合物(12−1)〜(12−11)、化合物(13−1)〜(13−21)、および化合物(14−1)〜(14−6)である。これらの化合物において、R1、R、X1、およびXの記号の意味は、化合物(2)〜(14)におけるこれらの記号の意味と同一である。
【0129】

【0130】

【0131】

【0132】

【0133】

【0134】

【0135】

【0136】

【0137】

【0138】

【0139】

【0140】

【0141】

【0142】

【0143】

【0144】

【0145】

【0146】
本発明の組成物は公知の方法によって調製される。例えば、成分である化合物を混合し、加熱によって互いに溶解させる。組成物に適当な添加物を加えて組成物の物性を調整してもよい。このような添加物は当業者によく知られている。メロシアニン、スチリル、アゾ、アゾメチン、アゾキシ、キノフタロン、アントラキノン、テトラジンなどの化合物である二色性色素を添加してGH素子用の組成物を調製してもよい。一方、液晶のらせん構造を誘起して必要なねじれ角を与える目的でキラルドーパントが添加される。キラルドーパントの例は上記の光学活性化合物(Op−1)〜(Op−13)である。
【0147】
キラルドーパントを組成物に添加してねじれのピッチを調整する。TN素子およびTN−TFT素子用の好ましいピッチは40〜200μmの範囲である。STN素子用の好ましいピッチは6〜20μmの範囲である。BTN素子用の好ましいピッチは1.5〜4μmの範囲である。PC素子用の組成物にはキラルドーパントを比較的多量に添加する。ピッチの温度依存性を調整する目的で少なくとも二つのキラルドーパントを添加してもよい。
【0148】
また、紫外線や酸化などによる組成物の劣化防止の目的で安定剤を添加してもよい。安定剤の例は安定剤(Sb−1)〜(Sb−32)である。

【0149】

【0150】

【0151】
本発明の組成物は、PC、TN、STN、BTN,ECB、OCB、IPS、VAなどの素子に使用できる。これらの素子は駆動方式がPMであってもよいし、またはAMであってもよい。この組成物をマイクロカプセル化して作製したNCAP(nematic curvilinear aligned phase)素子や、組成物中に三次元の網目状高分子を形成させたPD(polymer dispersed)素子、例えばPN(polymer network)素子にも使用できる。
【実施例】
【0152】
第三に、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例によって制限されない。No.1などの化合物番号は、実施例14において示した化合物のそれと対応する。得られる化合物は核磁気共鳴スペクトル、質量スペクトルなどで同定する。核磁気共鳴スペクトルにおいて、sはシングレット、dはダブレット、tはトリプレット、qはカルテット、mはマルチプレットである。
【0153】
成分または液晶性化合物の割合(百分率)は、液晶性化合物の全重量に基づいた重量百分率(重量%)である。組成物は、液晶性化合物などの成分の重量を測定してから混合することによって調製される。したがって、成分の重量%を算出するのは容易である。しかし、組成物をガスクロマト分析することによって成分の割合を正確に算出するのは容易でない。補正係数が液晶性化合物の種類に依存するからである。幸いなことに補正係数はほぼ1である。さらに、成分化合物における1重量%の差異が組成物の特性に与える影響は小さい。したがって、本発明においてはガスクロマトグラフにおける成分ピークの面積比を成分化合物の重量%と見なすことができる。つまり、ガスクロマト分析の結果(ピークの面積比)は、補正することなしに液晶性化合物の重量%と等価であると考えてよいのである。
【0154】
特性値の測定において、化合物単体をそのまま試料として用いる場合、化合物を母液晶に混合し試料として用いる場合、そして組成物をそのまま試料として用いる場合の3通りの方法がある。化合物を母液晶に混合する場合は、次の方法をとる。15重量%の化合物および85重量%の母液晶を混合することによって試料を調製した。測定によって得られた値から外挿法よって化合物の特性値を算出した。外挿値=(試料の測定値−0.85×母液晶の測定値)/0.15。この割合でスメクチック相(または結晶)が25℃で析出するときは、化合物と母液晶の割合を10重量%:90重量%、5重量%:95重量%、1重量%:99重量%の順に変更した。
【0155】
測定で得られた値のうち、化合物単体をそのまま試料として用い得られた値と、組成物をそのまま試料として用いて得られた値は、そのままの値を実験データとして記載する。化合物を母液晶に混合し試料として用い得られた値は、そのままの値を実験データとして記載する場合もあるし、外挿法で得られた値を記載する場合もある。
【0156】
化合物を母液晶に混合し試料として用いる場合、その母液晶は複数存在する。誘電率異方性が正である化合物のとき、母液晶の一例は母液晶Aである。誘電率異方性が負である化合物のとき、母液晶の一例は母液晶Bである。母液晶AとBの組成は、次のとおりである。
【0157】
母液晶A:

【0158】
母液晶B:

【0159】
特性値の測定は下記の方法にしたがった。それらの多くは、日本電子機械工業会規格(Standard of Electric Industries Association of Japan)EIAJ・ED−2521Aに記載された方法、またはこれを修飾した方法である。測定に用いたTN素子またはVA素子には、TFTを取り付けなかった。
【0160】
転移温度(℃):次のいずれかの方法で測定した。1)偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート(メトラー社FP−52型ホットステージ)に試料を置き、1℃/分の速度で加熱した。試料が相変化したときの温度を測定した。2)パーキンエルマー社製走査熱量計DSC−7システムおよびDiamond DSCシステムを用い3℃/分速度で測定した。
【0161】
結晶はCと表した。結晶の区別がつく場合は、それぞれCまたはCと表した。スメクチック相はSと表した。液体(アイソトロピック)はIsoと表した。ネマチック相はNと表した。スメクチック相の中で、スメクチックB相、スメクチックC相またはスメクチックA相の区別がつく場合は、それぞれS、SまたはSと表した。転移温度の表記として、「C 92.9 N 196.9 Iso」とは、結晶からネマチック相への転移温度(CN)が92.9℃であり、ネマチック相から液体への転移温度(NI)が196.9℃であることを示す。他の表記も同様である。
【0162】
ネマチック相の上限温度(NI;℃):偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、1℃/分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略すことがある。
【0163】
低温相溶性(TC;重量%):母液晶に化合物を20重量%、15重量%、10重量%、5重量%、3重量%および1重量%混合した試料をガラス瓶に入れ、−20℃のフリーザー中に30日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、20重量%混合したときの試料が結晶またはスメクチックで、15重量%混合したときの試料がネマチック相であった場合、TC=15重量%と記載した。
【0164】
粘度(η;20℃で測定;mPa・s):測定にはE型回転粘度計を用いた。
【0165】
回転粘度(γ1;25℃で測定;mPa・s):
1)誘電率異方性が正である試料:測定はM. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った。ツイスト角が0°であり、そして2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が5μmであるTN素子に試料を入れた。TN素子に16ボルトから19.5ボルトの範囲で0.5ボルト毎に段階的に印加した。0.2秒の無印加のあと、ただ1つの矩形波(矩形パルス;0.2秒)と無印加(2秒)の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流(transient current)のピーク電流(peak current)とピーク時間(peak time)を測定した。これらの測定値とM. Imaiらの論文、40頁の計算式(8)とから回転粘度の値を得た。この計算で必要な誘電率異方性の値は、この回転粘度の測定で使用した素子にて、下記の誘電率異方性の測定方法で求めた。
【0166】
2)誘電率異方性が負である試料:測定はM. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が20μmのVA素子に試料を入れた。この素子に30ボルトから50ボルトの範囲で1ボルト毎に段階的に印加した。0.2秒の無印加のあと、ただ1つの矩形波(矩形パルス;0.2秒)と無印加(2秒)の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流(transient current)のピーク電流(peak current)とピーク時間(peak time)を測定した。これらの測定値とM. Imaiらの論文、40頁の計算式(8)とから回転粘度の値を得た。この計算に必要な誘電率異方性は、下記の誘電率異方性で測定した値を用いた。
【0167】
光学異方性(屈折率異方性;Δn;25℃で測定):測定は、波長589nmの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率n‖は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率n⊥は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。光学異方性の値は、Δn=n‖−n⊥、の式から計算した。
【0168】
誘電率異方性(Δε;25℃で測定):
1)誘電率異方性が正である試料:2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が9μmであり、そしてツイスト角が80度であるTN素子に試料を入れた。この素子にサイン波(10V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率(ε‖)を測定した。この素子にサイン波(0.5V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率(ε⊥)を測定した。誘電率異方性の値は、Δε=ε‖−ε⊥、の式から計算した。
【0169】
2)誘電率異方性が負である試料:2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が20μmであるVA素子に試料を入れた。この素子にサイン波(0.5V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率(ε‖)を測定した。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が9μmであり、ツイスト角が80度であるTN素子に試料を入れた。この素子にサイン波(0.5V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率(ε⊥)を測定した。誘電率異方性の値は、Δε=ε‖−ε⊥、の式から計算した。
【0170】
しきい値電圧(Vth;25℃で測定;V):この項目は、誘電率異方性が正である試料のみを測定した。測定には大塚電子株式会社製のLCD5100型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプである。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が9.0μmであり、ツイスト角が80度であるノーマリーホワイトモード(normally white mode)のTN素子に試料を入れた。この素子に印加する電圧(32Hz、矩形波)は0Vから10Vまで0.02Vずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率100%であり、この光量が最小であったときが透過率0%である電圧−透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が90%になったときの電圧である。
【0171】
電圧保持率(VHR;25℃で測定;%):測定に用いたTN素子はポリイミド配向膜を有し、そして2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)は6μmである。この素子は試料を入れたあと紫外線によって重合する接着剤で密閉した。このTN素子にパルス電圧(5Vで60マイクロ秒)を印加して充電した。減衰する電圧を高速電圧計で16.7ミリ秒のあいだ測定し、単位周期における電圧曲線と横軸との間の面積Aを求めた。面積Bは減衰しなかったときの面積である。電圧保持率は面積Bに対する面積Aの百分率である。
【0172】
H−NMR分析:測定は、DRX−500(ブルカーバイオスピン(株)製)を用いた。CDClなど重水素化されたサンプルが可溶な溶媒に溶解させた溶液を、室温にて核磁気共鳴装置を用いて測定した。なお、δ値のゼロ点の基準物質にはテトラメチルシラン(TMS)を用いた。
【0173】
ガスクロマト分析:測定には島津製作所製のGC−14B型ガスクロマトグラフを用いた。キャリアーガスはヘリウム(2ml/分)である。試料気化室を280℃に、検出器(FID)を300℃に設定した。成分化合物の分離には、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムDB−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm;固定液相はジメチルポリシロキサン;無極性)を用いた。このカラムは、200℃で2分間保持したあと、5℃/分の割合で280℃まで昇温した。試料はアセトン溶液(0.1重量%)に調製したあと、その1μLを試料気化室に注入した。記録計は島津製作所製のC−R5A型Chromatopac、またはその同等品である。得られたガスクロマトグラムは、成分化合物に対応するピークの保持時間およびピークの面積を示した。
【0174】
試料を希釈するための溶媒は、クロロホルム、ヘキサンなどを用いてもよい。成分化合物を分離するために、次のキャピラリカラムを用いてもよい。Agilent Technologies Inc.製のHP−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、Restek Corporation製のRtx−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、SGE International Pty. Ltd製のBP−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)。化合物ピークの重なりを防ぐ目的で島津製作所製のキャピラリーカラムCBP1−M50−025(長さ50m、内径0.25mm、膜厚0.25μm)を用いてもよい。ガスクロマトグラムにおけるピークの面積比は成分化合物の割合に相当する。成分化合物の重量%は各ピークの面積比と完全には同一ではない。しかし、本発明においては、これらのキャピラリカラムを用いるときは、成分化合物の重量%は各ピークの面積比と同一であると見なしてよい。成分化合物における補正係数に大きな差異がないからである。
【0175】
実施例1
1−エトキシ−2,3−ジフルオロ−4−(2−(4−プロピルシクロヘキシル)エチル)−5−メチルベンゼン(化合物1−1−3−4)の合成


【0176】
第1工程
窒素雰囲気下、乾燥させたマグネシウム12.5gへテトラヒドロフラン(THF)150mLに溶解させた3,4−ジフルオロブロモベンゼン(1)82.5gを滴下し、滴下終了後1時間加熱還流させた。この溶液を、ヨウ化メチル91.5g、ヨウ化銅(I)12.3gを加えたTHF15mLへ氷浴で冷却しながら滴下した。終夜撹拌した後、飽和塩化アンモニウム水溶液を加え反応を停止し、水層をジエチルエーテルで抽出有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。その後蒸留し、37.6gの2,3−ジフルオロトルエン(2)を得た。
【0177】
第2工程
窒素雰囲気下、THF240mLに溶解させた(2)30gを−78℃に冷却し、そこへ284mLのsec−BuLi(1M/L)を加え同温にて2時間撹拌した。さらに同温にてTHF120mLへ溶解させたホウ酸トリメチル48.7gを滴下し、同温で1時間撹拌後室温まで昇温させ、終夜撹拌した。氷浴で冷却しながら3N−塩酸200mLを加え、水層をジエチルエーテルで抽出し、有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、48.8gの2,3−ジフルオロ−5−メチルフェニルホウ酸(3)を精製せず、次の工程へ用いた。
【0178】
第3工程
氷浴で冷却しながら、THF300mLに溶解させた(3)へ過酸化水素水53.1gをゆっくりと滴下し、その後室温にて3時間撹拌した。氷浴で冷却しながら飽和亜硫酸水素ナトリウム水溶液100mLを滴下し反応を停止させ、水層をジエチルエーテルで抽出し、有機層を合わせ、飽和亜硫酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去し、22.7gの2,3−ジフルオロ−5−メチルフェノール(4)を得た。
【0179】
第4工程
メチルエチルケトン(MEK)200mLに溶解させた(4)へ炭酸カリウム21.7g、MEK100mLに溶解させたヨウ化エチル36.6gを加え、3時間加熱還流した。水を加え反応を停止し、水層をジエチルエーテルで抽出し、2N−水酸化ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去し、19.2gの2,3−ジフルオロ−5−メチルエトキシベンゼン(5)を得た。
【0180】
第5工程
窒素雰囲気下、THF100mLに溶解させた(5)10.0gを−78℃に冷却し、そこへsec−BuLi(1M/L)72.6mLを加え同温にて2時間撹拌した。その後同温にてTHF10mLに溶解させた2−(4−プロピルシクロヘキシル)アセトアルデヒド11.7gを滴下し、同温で1時間、室温まで昇温させた後終夜撹拌した。飽和塩化アンモニウム水溶液を加え反応を停止させ、水層を酢酸エチルで抽出し、有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、1−(2,3−ジフルオロ−4−エトキシ−6−メチルフェニル)−2−(4−プロピルシクロヘキシル)エタノール(6)を精製することなく次の工程に用いた。
【0181】
第6工程
トルエン120mLに溶解させた(6)へp−トルエンスルホン酸1水和物0.55gを加えDean−Storkトラップを用いて水が共沸しなくなるまで加熱撹拌した。水を加え反応を停止させ、水層をトルエンで抽出し、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後再結晶を行い、2.01gの1−(2,3−ジフルオロ4−エトキシ−6−メチルフェニル)−2−(4−プロピルシクロヘキシル)エテン(化合物1−1−3−17)を無色結晶として得た。
【0182】
H−NMR(CDCl):δ(ppm);6.51(d,1H)、6.15(d,1H)、6.08(dd,1H)、4.08(q,2H)、2.25(s,3H)、2.09−2.03(m,1H)、1.85−1.78(m,4H)、1.43(t,3H)、1.36−1.29(m,2H)、1.25−1.16(m,5H)、0.957(q,2H)、0.886(t,3H).
【0183】
第7工程
トルエン20mL、ソルミックス20mLに溶解させた化合物(1−1−3−17)にPd/C0.1g加え、水素雰囲気下、水素を吸収しなくなるまで室温にて撹拌した。Pd/Cを取り除き溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー、再結晶で精製し、2.01gの1−(2,3−ジフルオロ4−エトキシ−6−メチルフェニル)−2−(4−プロピルシクロヘキシル)エタン(化合物1−2−3−4)を無色結晶として得た。相転移点(℃)C 34.4 Iso
【0184】
H−NMR(CDCl):δ(ppm);6.51(d,1H)、4.07(q,2H)、2.58−2.54(m,2H)、2.23(s,3H)、1.82−1.73(m,4H)、1.42(t,3H)、1.36−1.29(m,4H)、1.27−1.13(m,4H)、0.957−0.950(m,7H).
【0185】
実施例2
1−エトキシ−2,3−ジフルオロ−4−(2−(4−ペンチルシクロヘキシル)エチル)−5−メチルベンゼン(化合物1−1−3−5)の合成


【0186】
第1工程
窒素雰囲気下、THF100mLに溶解させた(5)10.0gを−78℃に冷却し、そこへsec−BuLi(1M/L)72.6mLを加え同温にて2時間撹拌した。その後同温にてTHF13.3mLに溶解させた2−(4−ペンチルシクロヘキシル)アセトアルデヒド13.3gを滴下し、同温で1時間、室温まで昇温させた後終夜撹拌した。飽和塩化アンモニウム水溶液を加え反応を停止させ、水層を酢酸エチルで抽出し、有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、1−(2,3−ジフルオロ−4−エトキシ−6−メチルフェニル)−2−(4−ペンチルシクロヘキシル)エタノール(7)を精製することなく次の工程に用いた。
【0187】
第2工程
トルエン120mLに溶解させた(7)へp−トルエンスルホン酸1水和物0.55gを加えDean−Storkトラップを用いて水が共沸しなくなるまで加熱撹拌した。水を加え反応を停止させ、水層をトルエンで抽出し、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後再結晶を行い、6.53gの1−(2,3−ジフルオロ4−エトキシ−6−メチルフェニル)−2−(4−ペンチルシクロヘキシル)エテン(化合物1−1−3−18)を無色結晶として得た。
【0188】
H−NMR(CDCl):δ(ppm);6.51(d,1H)、6.15(d,1H)、6.08(dd,1H)、4.08(q,2H)、2.25(s,3H)、2.09−2.03(m,1H)、1.85−1.78(m,4H)、1.43(t,3H)、1.36−1.29(m,2H)、1.25−1.16(m,7H)、0.957−0.950(m,7H).
【0189】
第3工程
トルエン50mL、ソルミックス50mLに溶解させた6.53gの化合物(1−1−3−18)に0.27gのPd/C加え、水素雰囲気下、水素を吸収しなくなるまで室温にて撹拌した。Pd/Cを取り除き溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー、再結晶で精製し、1.8gの1−(2,3−ジフルオロ4−エトキシ−6−メチルフェニル)−2−(4−ペンチルシクロヘキシル)エタン(化合物1−1−3−5)を無色結晶として得た。相転移点(℃)C 41.8 Iso
【0190】
H−NMR(CDCl):δ(ppm);6.51(d,1H)、4.07(q,2H)、2.57−2.54(m,2H)、2.23(s,3H)、1.82−1.73(m,4H)、1.42(t,3H)、1.36−1.23(m,8H)、1.17−1.15(m,4H)、0.957−0.950(m,7H).
【0191】
実施例3
1−エトキシ−2,3−ジフルオロ−4−(2−(4−(4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)エチル)−5−メチルベンゼン(化合物1−3−3−1)の合成


【0192】
第1工程
窒素雰囲気下、THF100mLに溶解させた(5)10.0gを−78℃に冷却し、そこへsec−BuLi(1M/L)72.6mLを加え同温にて2時間撹拌した。その後同温にてTHF18mLに溶解させた2−(4−(4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)アセトアルデヒド17.5gを滴下し、同温で1時間、室温まで昇温させた後終夜撹拌した。飽和塩化アンモニウム水溶液を加え反応を停止させ、水層を酢酸エチルで抽出し、有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、1−(2,3−ジフルオロ−4−エトキシ−6−メチルフェニル)−2−(4−(4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)エタノール(8)を精製することなく次の工程に用いた。
【0193】
第2工程
トルエン120mLに溶解させた(8)へp−トルエンスルホン酸1水和物0.55gを加えDean−Storkトラップを用いて水が共沸しなくなるまで加熱撹拌した。水を加え反応を停止させ、水層をトルエンで抽出し、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後再結晶を行い、11.2gの1−(2,3−ジフルオロ4−エトキシ−6−メチルフェニル)−2−(4−(4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)エテン(化合物1−3−3−9)を無色結晶として得た。
相転移温度C 92.9 N 196.9 Iso
【0194】
H−NMR(CDCl):δ(ppm);6.51(d,1H)、6.15(d,1H)、6.07(dd,1H)、4.08(q,2H)、2.26(s,3H)、2.09−2.02(m,1H)、1.85(d,2H)、1.79−1.70(m,4H)、1.43(t,3H)、1.34−1.27(m,2H)、1.21−0.94(m,11H)、0.957(q,2H)、0.871(t,3H)、0.886−0.811(m,2H).
【0195】
第3工程
トルエン50mL、ソルミックス50mLに溶解させた化合物(1−3−3−9)6.20gにPd/C0.31g加え、水素雰囲気下、水素を吸収しなくなるまで室温にて撹拌した。Pd/Cを取り除き溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー、再結晶で精製し、5.03gの1−(2,3−ジフルオロ4−エトキシ−6−メチルフェニル)−2−(4−(4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)エタン(化合物1−3−3−1)を無色結晶として得た。
相転移点(℃)C 68.6 C 87.1 N 127.4 Iso
【0196】
H−NMR(CDCl):δ(ppm);6.51(d,1H)、4.07(q,2H)、2.57−2.54(m,2H)、2.22(s,3H)、1.83(d,2H)、1.75−1.68(m,6H)、1.42(t,3H)、1.35−1.26(m,4H)、1.22−1.12(m,4H)、1.01−0.903(m,8H)、0.881−0.801(m,5H).
【0197】
実施例4
1−エトキシ−2,3−ジフルオロ−4−(2−(4−(4−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)エチル)−5−メチルベンゼン(化合物1−3−3−2)の合成


【0198】
第1工程
窒素雰囲気下、THF70mLに溶解させた(5)7.0gを−78℃に冷却し、そこへsec−BuLi(1M/L)48.8mLを加え同温にて2時間撹拌した。その後同温にてTHF13mLに溶解させた2−(4−(4−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)アセトアルデヒド13.6gを滴下し、同温で1時間、室温まで昇温させた後終夜撹拌した。飽和塩化アンモニウム水溶液を加え反応を停止させ、水層を酢酸エチルで抽出し、有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、1−(2,3−ジフルオロ−4−エトキシ−6−メチルフェニル)−2−(4−(4−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)エタノール(9)を精製することなく次の工程に用いた。
【0199】
第2工程
トルエン60mLに溶解させた(9)へp−トルエンスルホン酸1水和物0.16gを加えDean−Storkトラップを用いて水が共沸しなくなるまで加熱撹拌した。水を加え反応を停止させ、水層をトルエンで抽出し、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後再結晶を行い、11.2gの1−(2,3−ジフルオロ4−エトキシ−6−メチルフェニル)−2−(4−(4−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)エテン(化合物1−3−3−10)を無色結晶として得た。
【0200】
第3工程
トルエン12.5mL、ソルミックス12.5mLに溶解させた化合物(1−3−3−10)1.65gにPd/C0.08g加え、水素雰囲気下、水素を吸収しなくなるまで室温にて撹拌した。Pd/Cを取り除き溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー、再結晶で精製し、0.83gの1−(2,3−ジフルオロ4−エトキシ−6−メチルフェニル)−2−(4−(4−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)エタン(化合物1−3−3−2)を無色結晶として得た。
相転移点(℃)C 63.93 (SmB 63.3) N 131.8 Iso
【0201】
H−NMR(CDCl):δ(ppm);6.51(d,1H)、4.07(q,2H)、2.57−2.54(m,2H)、2.22(s,3H)、1.83(d,2H)、1.76−1.68(m,6H)、1.42(t,3H)、1.35−1.18(m,8H)、1.16−1.07(m,4H)、1.01−0.924(m,8H)、0.881−0.801(m,5H).
【0202】
実施例5
1−エトキシ−2,3−ジフルオロ−4−(2−(4−(4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)メトキシ)−5−メチルベンゼン(化合物1−3−3−5)の合成


【0203】
第1工程
窒素雰囲気下、THF30mLに溶解させた(5)5.0gを−78℃に冷却し、そこへ35.2mLのsec−BuLi(1M/L)を加え同温にて2時間撹拌した。さらに同温にてTHF15mLへ溶解させたホウ酸トリメチル6.03gを滴下し、同温で1時間撹拌後室温まで昇温させ、終夜撹拌した。氷浴で冷却しながら3N−塩酸25mLを加え、水層をジエチルエーテルで抽出し、有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、6.19gの2,3−ジフルオロ−4−エトキシ−6−メチルフェニルホウ酸(10)を精製せず、次の工程へ用いた。
【0204】
第2工程
氷浴で冷却しながら、THF37mLに溶解させた(10)へ過酸化水素水6.57gをゆっくりと滴下し、その後室温にて3時間撹拌した。氷浴で冷却しながら飽和亜硫酸水素ナトリウム水溶液20mLを滴下し反応を停止させ、水層をジエチルエーテルで抽出し、有機層を合わせ、飽和亜硫酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去し、3.84gの2,3−ジフルオロ−5−メチルフェノール(11)を得た。
【0205】
第3工程
1−(4−(4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)−4−ブロモメタン5.0g、化合物(11)2.5g、テトラブチルアンモニウムブロミド(TBAB)0.22gをN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)70mLに溶解させ、炭酸カリウム2.3gを加え3時間加熱還流を行った。水を加え反応を停止させ、水層をトルエンで抽出し有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー、再結晶で精製し、3.78gの1−エトキシ−2,3−ジフルオロ−4−(2−(4−(4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)メトキシ)−5−メチルベンゼン(化合物1−3−3−5)を無色結晶として得た。
相転移点(℃)C 33.0 C 61.7 N 128.9 Iso
【0206】
H−NMR(CDCl):δ(ppm);6.49(dd,1H)、4.05(q,2H)、3.73(d,2H)、2.20(s,3H)、1.94(d,2H)、1.78−1.70(m,8H)、1.41(t,3H)、1.32−1.27(m,2H)、1.15−1.13(m,2H)、1.04−0.936(m,8H)、0.869(t,3H)0.854−0.808(m,2H).
【0207】
実施例6
1−エトキシ−2,3−ジフルオロ−4−(2−(4−(4−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)メトキシ)−5−メチルベンゼン(化合物1−3−3−6)の合成


【0208】
第1工程
1−(4−(4−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)−4−ブロモメタン10.9g、化合物(11)5.0g、テトラブチルアンモニウムブロミド(TBAB)0.44gをN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)140mLに溶解させ、炭酸カリウム4.6gを加え3時間加熱還流を行った。水を加え反応を停止させ、水層をトルエンで抽出し有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー、再結晶で精製し、4.43gの1−エトキシ−2,3−ジフルオロ−4−(2−(4−(4−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)メトキシ)−5−メチルベンゼン(化合物1−3−3−6)を無色結晶として得た。
相転移点(℃)C 63.1 N 130.0 Iso
【0209】
H−NMR(CDCl):δ(ppm);6.49(dd,1H)、4.05(q,2H)、3.73(d,2H)、2.20(s,3H)、1.94(d,2H)、1.78−1.70(m,8H)、1.41(t,3H)、1.31−1.23(m,6H)、1.15−1.13(m,2H)、1.04−0.936(m,8H)、0.869(t,3H)0.854−0.808(m,2H).
【0210】
実施例7
1−エトキシ−2,3−ジフルオロ−4−(2−(4−(4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)−1,1−ジフルオロメトキシ)−5−メチルベンゼン(化合物1−3−3−7)の合成


【0211】
第1工程
窒素雰囲気下、クロロホルム180mLに溶解させた(12)25.6gを−30℃に冷却し、そこへクロロホルム18mLに溶解させた臭素16.7gを滴下し、同温にて30分撹拌した。水を加え、水層をヘプタンで抽出した後、有機層を合わせ、飽和亜硫酸水素ナトリウム水溶液、水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、37.5gの1−ブロモ−1−ブロモジフルオロメチル−4−(4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキサン(13)を得た。
【0212】
第2工程
化合物(11)5.0g、炭酸カリウム7.73g、TBAB0.43gをDMF35mLに溶解させた。110℃まで昇温させた後、同温にてDMF30mLに溶解させた化合物(13)を滴下し、同温にて4時間加熱撹拌した。室温まで冷却させた後水を加え反応を停止し、トルエンで抽出した。有機層を合わせ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去し、6.22gの5−エトキシ−3,4−ジフルオロ−1−メチル−2−(4−(4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキセニル)ジフルオロメトキシベンゼン(14)を得た。
【0213】
第3工程
トルエン50mL、ソルミックス50mLに溶解させた化合物(14)6.22gへ0.31gのPd/Cを加え、水素雰囲気下、水素を吸収しなくなるまで室温にて撹拌した。Pd/Cをろ別し、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、再結晶で精製し、1.75gの1−エトキシ−2,3−ジフルオロ−4−(2−(4−(4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)ジフルオロメトキシ)−5−メチルベンゼン(化合物1−3−3−7)を無色結晶として得た。
相転移点(℃)C 92.5 N 143.9 Iso
【0214】
H−NMR(CDCl):δ(ppm);6.58(dd,1H)、4.08(q,2H)、2.21(s,3H)、2.11−2.03(m,3H)、1.85(d,2H)、1.77−1.70(m,4H)、1.43(t,3H)、1.46−1.38(m,2H)、1.34−1.27(m,2H)、1.14(t,3H)、1.09−0.94(m,6H)、0.872(t,3H)0.886−0.815(m,2H).
【0215】
実施例8
1−(1,1−ジフルオロ−1−(2,3−ジフルオロ−4−エトキシ−6−メチルフェニル)メトキシ)−4−(4−プロピルシクロヘキシル)ベンゼン(化合物1−3−3−15)の合成


【0216】
第1工程
窒素雰囲気下、THF280mLに溶解させた(5)20.0gを−78℃に冷却し、140.0mLのsec−BuLi(1M/L)を加え同温にて2時間撹拌した。そこへドライアイス塊を加え−78℃にて1時間撹拌後、室温まで昇温させた後、終夜撹拌した。3N塩酸100mLを加え、水層をエーテルで抽出した後、有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去した後、アセトンで再結晶を行い、12.7gの2,3−ジフルオロ−4−エトキシ−6−メチル安息香酸(15)を得た。
【0217】
第2工程
10.0gの化合物(15)および10.1gの4−(4−プロピルシクロヘキシル)フェノールを500mLのジクロロメタンに溶解し、そこへ4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)6.2gを加え、室温で1時間撹拌した。そこへ室温にてジクロロメタン200mLに溶解させた10.5gのN,N−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)を加え、室温して終夜撹拌した。反応液にエーテル100mLを加え析出したウレアをろ別し、ろ液に飽和食塩水500mLを加え、3時間撹拌した。有機層を分液し、3N−塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去し、19.9gの2,3−ジフルオロ−4−エトキシ−6−メチル安息香酸 4−(4−プロピルシクロヘキシル)(16)を得た。
【0218】
第3工程
メシチレン180mLに溶解させた17.9gの化合物(16)へ34.8gのローソン試薬を加え、加熱還流下4時間撹拌した。反応液を室温に戻した後水を加え、水層をトルエンで抽出し、有機層を合わせ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2.34gの2,3−ジフルオロ−4−エトキシ−6−メチルチオ安息香酸 O−4−(4−プロピルシクロヘキシル)(17)を得た。
【0219】
第4工程
ジクロロメタン20mLに溶解させた1.93gのN−ブロモスクシンイミド(NBS)へ−78℃にてフッ化水素ピリジン2.32gを滴下し、同温にて20分撹拌した。−78℃にて反応液へジクロロメタン10mLに溶解させた化合物(17)2.34gを滴下し、同温にて3時間撹拌した。飽和炭酸水素ナトリウム水溶液へ反応液を注ぎ込み、室温にて終夜撹拌した。水層をジクロロメタンで抽出し、有機層を合わせ、飽和亜硫酸水素ナトリウム水溶液、3N−塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー、再結晶で精製し、1.86gの1−(1,1−ジフルオロ−1−(2,3−ジフルオロ−4−エトキシ−6−メチルフェニル)メトキシ)−4−(4−プロピルシクロヘキシル)ベンゼン(化合物1−3−3−15)を無色結晶として得た。
相転移点(℃)C 78.1 Iso
【0220】
H−NMR(CDCl):δ(ppm);7.17(m,4H)、6.56(d,1H)、4.13(q,2H)、2.50(s,3H)、2.48−2.42(m,1H)1.89−1.84(m,4H)、1.45(t,3H)、1.46−1.18(m,7H)、1.07−0.99(m,2H)、0.899(t,3H).
【0221】
実施例9
1−エトキシ−2,3−ジフルオロ−4−(2−(4−プロピルシクロヘキシル)メトキシ)−5−メチルベンゼン(化合物1−1−3−11)の合成

【0222】
第1工程
1−(4−プロピルシクロヘキシル)−4−ブロモメタン5.14g、化合物(11)4.0g、TBAB0.34gをDMF140mLに溶解させ、炭酸カリウム3.24gを加え3時間加熱還流を行った。水を加え反応を停止させ、水層をトルエンで抽出し有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー、再結晶で精製し、4.39gの1−エトキシ−2,3−ジフルオロ−4−(2−(4−プロピルシクロヘキシル)メトキシ)−5−メチルベンゼン(化合物1−1−3−11)を無色結晶として得た。
相転移点(℃)C 29.9 Iso
【0223】
H−NMR(CDCl):δ(ppm);6.49(dd,1H)、4.04(q,2H)、3.74(d,2H)、2.20(s,3H)、1.93−1.79(m,4H)、1.76−1.68(m,1H)、1.41(t,3H)、1.36−1.28(m,2H)、1.25−1.15(m,3H)、1.11−1.03(m,2H)、0.976−0.922(m,2H)0.882(t,3H).
【0224】
実施例10
1−エトキシ−2,3−ジフルオロ−4−(2−(4−ペンチルシクロヘキシル)メトキシ)−5−メチルベンゼン(化合物1−1−3−12)の合成


第1工程
1−(4−ペンチルシクロヘキシル)−4−ブロモメタン5.78g、化合物(11)4.0g、TBAB0.34gをDMF140mLに溶解させ、炭酸カリウム3.24gを加え3時間加熱還流を行った。水を加え反応を停止させ、水層をトルエンで抽出し有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー、再結晶で精製し、5.89gの1−エトキシ−2,3−ジフルオロ−4−(2−(4−ペンチルシクロヘキシル)メトキシ)−5−メチルベンゼン(化合物1−1−3−12)を無色結晶として得た。
相転移点(℃)C 31.6 Iso
【0225】
H−NMR(CDCl):δ(ppm);6.49(dd,1H)、4.05(q,2H)、3.74(d,2H)、2.20(s,3H)、1.93−1.79(m,4H)、1.76−1.68(m,1H)、1.41(t,3H)、1.34−1.17(m,9H)、1.11−1.03(m,2H)、0.974−0.922(m,2H)0.885(q,3H).
【0226】
実施例11
2−(2−(4−(4−プロピルシクロヘキシル)フェニル)エチル)−2,3−ジフルオロ−4−エトキシトルエン(化合物1−3−3−12)の合成


【0227】
第1工程
窒素雰囲気下、THF180mLに溶解させた(5)15.0gを−78℃に冷却し、105.0mLのsec−BuLi(1M/L)を加え同温にて2時間撹拌した。そこへTHF120mLに溶解させたDMF8.28gを加え−78℃にて1時間撹拌後、室温まで昇温させた後、終夜撹拌した。3N塩酸80mLを加え、水層をトルエンで抽出した後、有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、12.0gの2,3−ジフルオロ−4−エトキシ−6−メチルベンズアルデヒド(18)を得た。
【0228】
第2工程
乾燥させた1−(4−(4−プロピルシクロヘキシル)フェニル)メチルトリフェニルホスホニウムブロミド18.7gへTHF60mLを加え、窒素雰囲気下−60℃に冷却した。その懸濁液へカリウムt−ブトキシド3.70gを加え、1時間撹拌した。さらにその懸濁液へTHF60mLへ溶解させた6.0gの化合物(18)を滴下し、同温で1時間撹拌させた後、室温にて終夜撹拌した。反応液をシリカゲル層へ通し、ろ液の溶媒を減圧下留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、10.6gの2−(2−(4−(4−プロピルシクロヘキシル)フェニル)エテニル)−2,3−ジフルオロ−4−エトキシトルエン(19)を得た。
【0229】
第3工程
トルエン100mL、ソルミックス100mLに溶解させた化合物(19)10.6gへ0.53gのPd/Cを加え、水素雰囲気下、水素を吸収しなくなるまで室温にて撹拌した。Pd/Cをろ別し、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、再結晶で精製し、6.90gの2−(2−(4−(4−プロピルシクロヘキシル)フェニル)エチル)−2,3−ジフルオロ−4−エトキシトルエン(化合物1−3−3−12)を無色結晶として得た。
相転移点(℃)C 82.4 Iso
【0230】
H−NMR(CDCl):δ(ppm);7.14−7.10(m,4H)、6.51(dd,1H)、4.08(q,2H)、2.86−2.83(m,2H)、2.75−2.71(m,2H)、2.47−2.41(m,1H)、2.15(s,3H)、1.89−1.84(m,4H)、1.48−1.19(m,1H)、1.43(t,3H)、1.08−1.00(m,2H)、0.901(t,3H).
【0231】
実施例12
2−(2−(4−(4−プロピルフェニル)フェニル)エチル)−2,3−ジフルオロ−4−エトキシトルエン(化合物1−3−3−22)の合成


【0232】
第1工程
乾燥させた1−(4−(4−プロピルフェニル)フェニル)メチルトリフェニルホスホニウムブロミド12.1gへTHF40mLを加え、窒素雰囲気下−60℃に冷却した。その懸濁液へカリウムt−ブトキシド2.47gを加え、1時間撹拌した。さらにその懸濁液へTHF40mLに溶解させた4.0gの化合物(18)を滴下し、同温で1時間撹拌させた後、室温にて終夜撹拌した。反応液をシリカゲル層へ通し、ろ液の溶媒を減圧下留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、7.29gの2−(2−(4−(4−プロピルフェニル)フェニル)エテニル)−2,3−ジフルオロ−4−エトキシトルエン(20)を得た。
【0233】
第2工程
トルエン100mL、ソルミックス100mLに溶解させた化合物(20)7.29gへ0.36gのPd/Cを加え、水素雰囲気下、水素を吸収しなくなるまで室温にて撹拌した。Pd/Cをろ別し、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、再結晶で精製し、6.00gの2−(2−(4−(4−プロピルフェニル)フェニル)エチル)−2,3−ジフルオロ−4−エトキシトルエン(化合物1−3−3−22)を無色結晶として得た。
相転移点(℃)C 80.8 Iso
【0234】
H−NMR(CDCl):δ(ppm);7.50(d,4H)7.24−7.21(m,4H)、6.50(dd,1H)、4.07(q,2H)、2.90−2.86(m,2H)、2.82−2.79(m,2H)、2.62(t、2H)、2.15(s,3H)、1.71−1.63(m,2H)、1.42(t,3H)、0.968(t,3H).
【0235】
実施例13
2−(4−プロピルフェニル)エチル−2,3−ジフルオロ−4−(4−ペンチルフェニル)トルエン(化合物1−2−3−3)の合成

【0236】
第1工程
窒素雰囲気下、THF70mLに溶解させた(2)10.0gを−78℃に冷却し、85.0mLのsec−BuLi(1M/L)を加え同温にて2時間撹拌した。そこへTHF35mLに溶解させたヨウ素23.8gを加え−78℃にて1時間撹拌後、室温まで昇温させた後、終夜撹拌した。水40mLを加え、水層をエーテルで抽出した後、有機層を合わせ、飽和亜硫酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、20.0gの3−ヨード−4,5−ジフルオロトルエン(21)を得た。
【0237】
第2工程
トルエン50mLとソルミックス50mLの混合溶媒に溶解させた9.04gの化合物(21)、6.84gの4−ペンチルフェニルホウ酸に5.74gのTBAB、9.84gの炭酸カリウム、0.76gのPd/Cを加え、4時間加熱還流下にて撹拌した。ろ過によりPd/Cを取り除いた後、ろ液を分液し、水層をトルエンで抽出し有機層を合わせ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、8.93gの3,4−ジフルオロ−5−(4−ペンチルフェニル)トルエン(22)を得た。
【0238】
第3工程
窒素雰囲気下、THF66mLに溶解させた(22)8.93gを−78℃に冷却し、39.0mLのsec−BuLi(1M/L)を加え同温にて2時間撹拌した。そこへTHF44mLに溶解させたDMF3.56gを加え−78℃にて1時間撹拌後、室温まで昇温させた後、終夜撹拌した。3N塩酸20mLを加え、水層をトルエンで抽出した後、有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、7.61gの2,3−ジフルオロ−4−(4−ペンチルフェニル)−6−メチルベンズアルデヒド(23)を得た。
【0239】
第4工程
乾燥させた1(4−プロピルフェニル)メチルトリフェニルホスホニウムブロミド10.5gへTHF40mLを加え、窒素雰囲気下−60℃に冷却した。その懸濁液へカリウムt−ブトキシド2.47gを加え、1時間撹拌した。さらにその懸濁液にTHF40mLへ溶解させた6.0gの化合物(23)を滴下し、同温で1時間撹拌させた後、室温にて終夜撹拌した。反応液をシリカゲル層へ通し、ろ液の溶媒を減圧下留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、6.50gの2−(4−プロピルフェニル)エテニル−2,3−ジフルオロ−4−(4−ペンチルフェニル)トルエン(24)を得た。
【0240】
第5工程
トルエン100mL、ソルミックス100mLに溶解させた化合物(24)6.50gへ0.33gのPd/Cを加え、水素雰囲気下、水素を吸収しなくなるまで室温にて撹拌した。Pd/Cをろ別し、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、再結晶で精製し、3.94gの2−(4−プロピルフェニル)エチル−2,3−ジフルオロ−4−(4−ペンチルフェニル)トルエン(化合物1−2−3−3)を無色結晶として得た。
相転移点(℃)C 47.1 Iso
【0241】
H−NMR(CDCl):δ(ppm);7.45−7.23(m,4H)、7.14−7.10(m、4H)、6.95(d,1H)、2.95−2.92(m,2H)、2.82−2.79(m,2H)、2.64(t、2H)、2.56(t、2H)、2.22(s,3H)、1.68−1.59(m,4H)、1.36−1.33(m,4H)、0.935(t,3H)、0.905(t,3H).
【0242】
実施例14
実施例1〜実施例13、さらに記載した合成法をもとに、下記の化合物1−1−1−1〜1−9−3−10を合成する。実施例1〜実施例13で得られる化合物(1−1−3−4、1−1−3−5、1−1−3−11、1−1−3−12、1−2−3−3、1−3−3−1、1−3−3−2、1−3−3−5、1−3−3−6、1−3−3−7、1−3−3−9、1−3−3−12、1−3−3−15および1−3−3−22)も再掲した。上限温度、粘度、光学異方性および誘電率異方性の測定手順は実施例15で説明する。
【0243】

【0244】

【0245】

【0246】

【0247】

【0248】


【0249】

【0250】

【0251】

【0252】

【0253】

【0254】

【0255】

【0256】

【0257】

【0258】

【0259】

【0260】

【0261】
実施例15
5つの化合物を混合して、ネマチック相を有する組成物A(母液晶B)を調製した。5つの化合物は、4−エトキシフェニル=4−プロピルシクロヘキサンカルボキシレート(17.2%)、4−ブトキシフェニル=4−プロピルシクロヘキサンカルボキシレート(27.6%)、4−エトキシフェニル=4−ブチルシクロヘキサンカルボキシレート(20.7%)、4−メトキシフェニル=4−ペンチルシクロヘキサンカルボキシレート(20.7%)、および4−エトキシフェニル=4−ペンチルシクロヘキサンカルボキシレート(13.8%)である。組成物Aの物性は次のとおりであった。上限温度(NI)=74.0℃;粘度(η20)=18.9mPa・s;光学異方性(Δn)=0.087;誘電率異方性(Δε)=−1.3。
【0262】
この組成物Aの85%と実施例3で得られる1−エトキシ−2,3−ジフルオロ−4−(2−(4−(4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)エチル)−5−メチルベンゼン(化合物No.1−3−3−1)の15%とからなる組成物Bを調製した。組成物Bの物性値は次のとおりである。光学異方性(Δn)=0.088;誘電率異方性(Δε)=−1.93。化合物No.1−3−3−1を加えることによって、誘電率異方性が負に大きくなり、液晶表示素子にしたときに低い駆動電圧を有することが分かった。
【0263】
実施例16
実施例15に記載した組成物Aの85%と実施例6で得られる1−エトキシ−2,3−ジフルオロ−4−(2−(4−(4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)メトキシ)−5−メチルベンゼン(化合物No.1−3−3−5)の15%とからなる組成物Cを調製した。組成物Cの物性は次のとおりである。光学異方性(Δn)=0.087;誘電率異方性(Δε)=−1.83。化合物No.1−3−3−5を加えることによって、誘電率異方性が負に大きくなり、液晶表示素子にしたときに低い駆動電圧を有することが分かった。
【0264】
比較例1
特許文献1(特開平10−291945)に報告されているベンゼン環にアルキル基を有する化合物の物性値と、類似の構造である実施例5(化合物1−3−3−5)、実施例6(化合物1−3−3−6)にて合成した化合物の物性値の比較を行った。その結果、従来報告されているベンゼン環にアルキル基を有する化合物は液晶相を発現しないか、もしく液晶相を発現しても2.5℃程度と非常に狭い。それに比べ本願化合物は液晶相(ネマチック相)を発現し、かつその温度範囲は60℃程度と広い事が比較より確認された。
【0265】

【0266】
比較例2
特許文献1(特開平10−291945)に報告されているベンゼン環にアルキル基を有する化合物の物性値と、類似の構造である実施例3(化合物1−3−3−1)、実施例4(化合物1−3−3−2)にて合成した化合物の物性値の比較を行った。その結果、従来報告されているベンゼン環にアルキル基を有する化合物は液晶相を発現しないか、もしく液晶相を発現しても2.5℃程度と非常に狭い。それに比べ本願化合物は液晶相(ネマチック相)を発現し、かつその温度範囲は40℃〜60℃と広い事が比較より確認された。
【0267】

【0268】
比較例3
特許文献1(特開平10−291945)に報告されているベンゼン環にアルキル基を有する化合物の物性値と、類似の構造である実施例5(化合物1−3−3−5)、実施例6(化合物1−3−3−6)にて合成した化合物を母液晶Bに対する室温での相溶性の比較を行った。その結果、従来報告されているベンゼン環にアルキル基を有する化合物は母液晶に対し、5%または10%しか溶解しなかった。それに対して本願化合物は母液晶に対し少なくとも15%は溶解しており、相溶性に優れていることが比較より確認された。
【0269】

【0270】
比較例4
特許文献1(特開平10−291945)に報告されているベンゼン環にアルキル基を有する化合物の物性値と、類似の構造である実施例3(化合物1−3−3−1)、実施例4(化合物1−3−3−2)にて合成した化合物を母液晶Bに対する室温での相溶性の比較を行った。その結果、従来報告されているベンゼン環にアルキル基を有する化合物は母液晶に対し、5%、10%のしか溶解しなかった。それに対して本願化合物は母液晶に対し少なくとも15%は溶解しており、相溶性に優れていることが比較より確認された。
【0271】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記の式(1)で表される化合物。


式(1)において、RaおよびRbは独立して水素または炭素数1〜20のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は、−O−、−S−、−CO−、または−SiH−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;環Aは独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、ピリジン−2,5−ジイル、ピリダジン−3,6−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、またはナフタレン−2,6−ジイルであり、これらの環において任意の−CH−は、−O−、−S−、−CO−、または−SiH−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく、そしてこれらの環において任意の水素はハロゲン、−CF、−CHF、−CHF、−OCF、−OCHF、または−OCHFで置き換えられてもよく;Zは独立して単結合または炭素数1〜4のアルキレンであり、このアルキレンにおいて任意の−CH−は−O−、−S−、−CO−、または−SiH−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;Wは炭素数2〜4のアルキレンであり、アルキレンにおいて任意の−CH−は−O−、−S−、−CO−、または−SiH−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;Yは独立して水素、ハロゲン、−CN、−CF、−CHF、−CHF、−OCF、−OCHF、または−OCHFであり、そしてYの一方はハロゲン、−CF、−CHF、−CHF、−OCF、−OCHF、または−OCHFであり;Rcは炭素数1〜4のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は−O−、−S−、−CO−、または−SiH−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;そして、mは独立して0、1または2であり、複数のmの和は0、1または2である。
【請求項2】
式(1)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜20のアルキル、炭素数1〜19のアルコキシ、炭素数2〜19のアルコキシアルキル、炭素数2〜20のアルケニル、炭素数1〜20のポリフルオロアルキル、または炭素数1〜19のポリフルオロアルコキシであり;環Aが独立して1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレン、ピリジン−2,5−ジイル、6−フルオロピリジン−2,5−ジイル、またはピリダジン−3,6−ジイルであり;Zが独立して単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CHCO−、−COCH−、−CHSiH−、−SiHCH−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHCFO−、−OCF(CH−、−(CHO−、−O(CH−または−(CH−であり;Wは−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CFO−、−OCF−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHO−、−O(CH−、−(CHCFO−、−OCF(CH−または−(CH−、であり;Yが独立して水素、フッ素、塩素、−CF、−CHF、−CHF、−OCF、−OCHF、または−OCHFであり、そしてYの一方はフッ素、塩素、−CF、−CHF、−CHF、−OCF、−OCHF、または−OCHFであり;そしてRcが炭素数2〜4のアルキル、炭素数2〜3のアルコキシ、炭素数2〜3のアルコキシアルキル、または炭素数2〜4のアルケニルである、請求項1に記載の化合物。
【請求項3】
式(1)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜20のアルキル、炭素数1〜19のアルコキシ、炭素数2〜19のアルコキシアルキル、炭素数2〜20のアルケニル、炭素数1〜20のポリフルオロアルキル、または炭素数1〜19のポリフルオロアルコキシであり;環Aが独立して1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレン、ピリジン−2,5−ジイル、6−フルオロピリジン−2,5−ジイル、またはピリダジン−3,6−ジイルであり;Zが独立して単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CHCO−、−COCH−、−CHSiH−、−SiHCH−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHCFO−、−OCF(CH−、−(CHO−、−O(CH−または−(CH−であり;Wは−(CH−であり;Yが独立して水素、フッ素、塩素、−CF、−CHF、−CHF、−OCF、−OCHF、または−OCHFであり、そしてYの一方が、塩素、−CF、−CHF、−CHF、−OCF、−OCHF、または−OCHFであり;そしてRcが炭素数2〜4のアルキル、炭素数2〜3のアルコキシ、炭素数2〜3のアルコキシアルキル、または炭素数2〜4のアルケニルである、請求項1に記載の化合物。
【請求項4】
式(1)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜8のアルキル、炭素数1〜7のアルコキシ、炭素数2〜7のアルコキシアルキル、または炭素数2〜8のアルケニルであり;環Aが独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、または2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zが独立して単結合または−(CH−であり;Wが−(CH−、−CHO−、−OCH−、−CH=CH−または−C≡C−であり;Yが独立して水素、フッ素、−CFHまたは−CFであり、そしてYの一方がフッ素、−CHFまたは−CFであり;Rcが−CHである請求項1に記載の化合物。
【請求項5】
式(1)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜8のアルキル、炭素数1〜7のアルコキシ、炭素数2〜7のアルコキシアルキル、または炭素数2〜8のアルケニルであり;環Aが独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、または2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zが独立して単結合または−(CH−であり;Wが−(CH−であり;Yが独立して水素、フッ素、−CFHまたは−CFであり、そしてYの一方が−CFHまたは−CFであり;Rcが−CHである請求項1に記載の化合物。
【請求項6】
下記の式(1−1)から式(1−6)のいずれか1つの式で表される化合物。


式(1−1)から式(1−6)において、RaおよびRbは独立して水素または炭素数1〜10のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;環Aは独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、またはナフタレン−2,6−ジイルであり、これらの環において任意の−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく、そしてこれらの環において任意の水素はハロゲン、−CF、−CHF、または−CHFで置き換えられてもよく;Zは独立して単結合または炭素数1〜4のアルキレンであり、アルキレンにおいて任意の−CH−は−O−または−CO−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;Wは−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CFO−、−OCF−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHO−、−O(CH−、−(CHCFO−、−OCF(CH−または−(CH−、であり;Yは独立して水素、ハロゲン、−CF、−CHF、または−CHFであり;Rcは炭素数1〜4のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよい
【請求項7】
式(1−1)から式(1−6)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜9のアルコキシ、炭素数2〜9のアルコキシアルキル、炭素数2〜10のアルケニル、炭素数1〜10のポリフルオロアルキル、または炭素数2〜10のポリフルオロアルコキシであり;環Aが独立して1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zが独立して単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHCFO−、−OCF(CH−、−(CHO−、−O(CH−または−(CH−であり;Wは−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−CFO−、−OCF−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHO−、−O(CH−、−(CHCFO−、−OCF(CH−または−(CH−、であり;Yが独立して水素、フッ素、塩素、−CF、−CHF、または−CHFであり、そしてYの一方が塩素、−CF、−CHF、または−CHFであり;そしてRcが炭素数1〜4のアルキル、炭素数2〜4のアルコキシ、炭素数2〜4のアルコキシアルキル、または炭素数2〜4のアルケニルである、請求項6に記載の化合物。
【請求項8】
式(1−1)から式(1−6)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜9のアルコキシ、炭素数2〜9のアルコキシアルキル、炭素数2〜10のアルケニル、炭素数1〜10のポリフルオロアルキル、または炭素数2〜10のポリフルオロアルコキシであり;環Aが独立して1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zが独立して単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHCFO−、−OCF(CH−、−(CHO−、−O(CH−または−(CH−であり;Wは−(CH−であり;Yが独立して水素、フッ素、塩素、−CF、−CHF、または−CHFであり、Yの一方が塩素、−CF、−CHFまたは−CHFであり;そしてRcが炭素数1〜4のアルキル、炭素数2〜4のアルコキシ、炭素数2〜4のアルコキシアルキル、または炭素数2〜4のアルケニルである、請求項6に記載の化合物。
【請求項9】
式(1−1)から式(1−6)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜9のアルコキシ、炭素数2〜9のアルコキシアルキル、炭素数2〜10のアルケニル、−CHF、または−OCHFであり;環Aが独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、または2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zが独立して単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−または−C≡C−であり;Wは−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHO−、−O(CH−または−(CH−であり;独立してYがフッ素、塩素、−CF、または−CHFであり、Yの一方が、塩素、−CF、または−CHFであり;Rcが炭素数1〜4のアルキルである請求項7に記載の化合物。
【請求項10】
式(1−1)から式(1−6)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜9のアルコキシ、炭素数2〜9のアルコキシアルキル、または炭素数2〜10のアルケニル、であり;環Aが独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、または2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zが独立して単結合または−(CH−であり;Wが−(CH−、−CHO−、−OCH−、−CH=CH−または−C≡C−であり;Yが独立してフッ素、水素、−CFHまたは−CFであり、Yの一方がフッ素、−CFHまたは−CFであり;Rcが−CHである請求項7に記載の化合物。
【請求項11】
式(1−1)から式(1−6)において、Wが−CHO−であり;Yが独立してフッ素、−CF、または−CFHである請求項7に記載の化合物。
【請求項12】
式(1−1)から式(1−6)において、Wが−CHO−であり;Yが共にフッ素である請求項7に記載の化合物。
【請求項13】
式(1−1)から式(1−6)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜9のアルコキシ、炭素数2〜9のアルコキシアルキル、炭素数2〜10のアルケニル、−CHF、または−OCHFであり;環Aが独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、または2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zが独立して単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−または−C≡C−であり;Yが独立してフッ素、塩素、−CF、または−CHFであり、Yの一方が塩素、−CF、または−CHFであり;Rcがアルキルである請求項8に記載の化合物。
【請求項14】
式(1−1)から式(1−6)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜8のアルキル、炭素数1〜7のアルコキシ、炭素数2〜7のアルコキシアルキル、または炭素数2〜8のアルケニルであり;環Aが独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、または2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Zが独立して単結合または−(CH−であり;Yが独立して水素、フッ素または−CFであり、Yの一方が−CFであり;Rcが−CHである請求項8に記載の化合物。
【請求項15】
下記の式(I)から式(IX)のいずれか1つの式で表される化合物。


式(I)から式(IX)において、RaおよびRbは独立して水素または炭素数1〜10のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は、−O−で置き換えられてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−で置き換えられてもよく;Zが独立して単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHCFO−、−(CHO−、−O(CH−または−(CH−であり;Wは−(CH−、−(CH−、−CHO−、−OCH−、−CH=CH−または−C≡C−であり;Yは独立して水素、フッ素、塩素、−CF、または−CFHである。
【請求項16】
式(I)から式(IX)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜9のアルコキシまたは炭素数2〜10のアルケニルであり;Zが独立して単結合、−(CH−、−CH=CH−、または−(CH−であり;Wが−CHO−または−CH=CH−であり;Yが独立して水素、フッ素、塩素、−CFまたは−CHFであり、そしてYの一方が、フッ素、塩素、−CFまたは−CHFである、請求項15に記載の化合物。
【請求項17】
式(I)から式(IX)において、RaおよびRbが独立して炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜9のアルコキシまたは炭素数2〜10のアルケニルであり;Zが独立して単結合、−(CH−、−CH=CH−、または−(CH−であり;Wが−(CH−であり;Yが独立して水素、フッ素、−CF、または−CFHであり、Yの一方が−CFまたは−CFHである、請求項15に記載の化合物。
【請求項18】
式(I)から式(IX)において、Zが独立して単結合または−CH=CH−であり;Wが−CHO−であり;Yが独立して水素、フッ素または−CFであり、そしてYの一方がフッ素または−CFである、請求項16に記載の化合物。
【請求項19】
式(I)から式(IX)において、;Zが単結合であり;Yが独立してフッ素または−CFである、請求項16に記載の化合物。
【請求項20】
式(I)から式(IX)において、Zが単結合であり;Yが共にフッ素である、請求項16に記載の化合物。
【請求項21】
式(I)から式(IX)において、Zが単結合であり;Yが共に−CFである、請求項16に記載の化合物。
【請求項22】
式(I)および式(III)において、Raが炭素数1〜6のアルキル、アルケニルであり、Rbが炭素数1〜4のアルコキシであり;Zが単結合であり;Wが−CHO−であり;Yが共にフッ素である、請求項16に記載された化合物。
【請求項23】
請求項1〜22のいずれか1項に記載した化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物を含有する液晶組成物。
【請求項24】
下記の式(2)、(3)および(4)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する請求項23に記載の液晶組成物。


式中、Rは炭素数1〜10のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は−O−または−CH=CH−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく;Xはフッ素、塩素、−OCF、−OCHF、−CF、−CHF、−CHF、−OCFCHF、または−OCFCHFCFであり;環Bは独立して1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンであり、環Eは1,4−シクロヘキシレンまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンであり;Zは独立して−(CH)−、−(CH)−、−COO−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、または単結合であり;そしてLは独立して水素またはフッ素である。
【請求項25】
下記の式(5)および(6)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する請求項23に記載の液晶組成物。


式中、Rは独立して炭素数1〜10のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は−O−または−CH=CH−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく;Xは−CNまたは−C≡C−CNであり;環Gは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−ジイルであり;環Jは1,4−シクロヘキシレン、ピリミジン−2,5−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンであり;環Kは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり;Zは−(CH−、−COO−、−CFO−、−OCF−、または単結合であり;Lは独立して水素またはフッ素であり;そしてbは独立して0または1である。
【請求項26】
下記の式(7)、(8)、(9)、(10)、および(11)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する請求項23に記載の液晶組成物。


式中、Rは炭素数1〜10のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は−O−または−CH=CH−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく;Rはフッ素または炭素数1〜10のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は−O−または−CH=CH−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく;環Mは独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンまたはデカヒドロ−2,6−ナフタレンであり;Zは独立して−(CH−、−COO−または単結合であり;そしてLは独立して水素またはフッ素であり、Lの少なくとも一つはフッ素である。
【請求項27】
下記の式(12)、(13)および(14)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する請求項23に記載の液晶組成物。


式中、Rは独立して炭素数1〜10のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH−は−O−または−CH=CH−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく;環Jは独立して1,4−シクロヘキシレン、ピリミジン−2,5−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンであり;そしてZは独立して−C≡C−、−COO−、−(CH−、−CH=CH−、または単結合である。
【請求項28】
請求項25に記載の式(5)および(6)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する請求項24に記載の組成物。
【請求項29】
請求項27に記載の式(12)、(13)および(14)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する請求項24に記載の組成物。
【請求項30】
請求項27に記載の式(12)、(13)および(14)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する請求項25に記載の組成物。
【請求項31】
請求項27に記載の式(12)、(13)および(14)で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する請求項26に記載の組成物。
【請求項32】
少なくとも一つの光学活性化合物をさらに含有する請求項23〜31のいずれか1項に記載の液晶組成物。
【請求項33】
請求項23〜32のいずれか1項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。

【公開番号】特開2006−160727(P2006−160727A)
【公開日】平成18年6月22日(2006.6.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−311128(P2005−311128)
【出願日】平成17年10月26日(2005.10.26)
【出願人】(000002071)チッソ株式会社 (658)
【出願人】(596032100)チッソ石油化学株式会社 (309)
【Fターム(参考)】