JP2004002341A - 末端基の一つが水素である液晶性化合物、その組成物およびこれを含有する液晶表示素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】化合物(1)、この化合物を含有する組成物およびこの組成物を含有する液晶表示素子。
Raは炭素数1〜15のアルキルなどであり、A1、A2およびA3は独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンなどであり、Z1、Z2およびZ3は独立して単結合、−(CH2)2−などであり、nおよびmは独立して0または1であり、そして(F)Pを有するフェニルは、フェニル、2−フルオロフェニル、2,5−ジフルオロフェニル、2,3,5−トリフルオロフェニル、2,3,6−トリフルオロフェニル、または2,3,5,6−テトラフルオロフェニルである。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として液晶性化合物、液晶組成物および液晶表示素子に関する。さらに詳しくは末端基が水素である液晶性化合物、この化合物を含有する液晶組成物、およびこの組成物を含有する液晶表示素子に関する。
【0002】
液晶性化合物の用語は、液晶相を有する化合物および液晶相を有さないが液晶組成物の成分として有用な化合物の総称として用いる。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、素子と表記することがある。式(1)から式(12)で表わされる化合物をそれぞれ化合物(1)から化合物(12)と表記することがある。式(2)から式(12)において、六角形で囲んだB、D、Eなどの記号は環B、環D、環Eなどを示す。
【0003】
【従来の技術】
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)、IPS(in−plane switching)、STN(super twisted nematic)、OCB(optically compensated bend)、ECB(electrically controlled birefringence)、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。
【0004】
これらの素子は適切な特性を有する液晶組成物を含有する。素子に必要な一般的な特性を向上させるため、この組成物には次の一般的な特性が必要である。
No.組成物に必要な一般的な特性 素子に必要な一般的な特性
1. 熱に安定である 寿命が長い
2. 紫外線に安定である1) 寿命が長い
3. ネマチック相の範囲が広い 使用できる温度範囲が広い
4. 粘度が小さい2) 応答時間が短い
5. しきい値電圧が低い 消費電力が小さい
6. 比抵抗が高い 電圧保持率が高い 1)製造工程で紫外線を使用できる。
2)液晶セルに組成物を注入する時間が短い。
【0005】
AM素子に使う組成物ではNo.1〜6の特性が重要である。PM素子に使う組成物ではNo.1〜5の特性が重要である。これらの特性のほかに、光学異方性(Δn)、誘電率異方性(Δε)、弾性定数などの特性も重要である。
【0006】
最近では素子に使われる基板を作る技術が発達したので、基板のセルギャップ(cell gap)は小さくなる傾向にある。TNモード、OCBモードなどのAM素子においては、セルギャップを特に小さくする傾向にある。セルギャッは二枚の基板における間隔であり、液晶組成物の層の厚さと同じである。TNモードの素子において、セルギャップを小さくすると応答時間が短くなり、そしてリバースドメインが生じにくい。OCBモードにおいて、セルギャップを小さくするとスプレー配向からベンド配向に転移する時間(転移時間)が短くなり、そして印加電圧の変化によって液晶分子が配向を変えるのに要する時間(応答時間)が短くなる。
【0007】
これらのモードでは光学異方性(Δn)とセルギャップ(d)の積(Δn×d)は一定である。この場合、セルギャップを小さくすれば、光学異方性は大きくなる。そこで、光学異方性の大きな組成物が必要になる。このような組成物を調製するには大きな光学異方性を有する化合物を添加すればよい。この化合物の添加量は多い方が好ましい。しかし、単一の化合物を組成物に多量に添加した場合には低温で保管するあいだに結晶が析出することがある。これでは素子における表示ができない。したがって、大きな光学異方性を有し、さらに他の液晶性化合物との優れた相溶性を有する化合物が必要となった。
【0008】
本発明の化合物が関連する特許明細書は次のとおり。
【特許文献1】
特開昭58−121225号公報(US4808333)
【特許文献2】
特開昭60−051135号公報(US4594465)
【特許文献3】
特開平2−004725号公報(US5279764)
【特許文献4】
特開平5−286905号公報(US5849216)
【特許文献5】
特開平5−339573号公報(US5523127)
【特許文献6】
特表平5−500679号公報(US6180026)
【特許文献7】
特表平5−502433号公報(US5358663)
【特許文献8】
特開平6−263662号公報(US5525258)
【特許文献9】
特開平7−278546号公報
【特許文献10】
特開平9−249881号公報(GB2310669A)
【特許文献11】
特開2001−316346公報
【特許文献12】
独国特許出願公開第3839213号明細書
【特許文献13】
独国特許出願公開第4338266号明細書
【特許文献14】
独国特許出願公開第4338267号明細書
【特許文献15】
独国特許出願公開第4338540号明細書
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明における第一の課題は、大きな光学異方性および他の液晶性化合物との優れた相溶性を有し、組成物の成分として優れた化合物を提供することにある。第二の課題は、この化合物を含有し、そして組成物に必要な一般的な特性および大きな光学異方性を有する組成物と、この組成物を含有する液晶表示素子を提供することにある。組成物に必要な一般的な特性は、すでに記載した6項目を意味する。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは末端基が水素である化合物(1)が、次の特性を有することを見出した。この化合物は、熱と紫外線に対する良好な安定性、大きな光学異方性、小さな誘電率異方性、および他の液晶性化合物との優れた相溶性を有する。この化合物を含有する組成物は、組成物に必要とされる一般的な特性、大きな光学異方性および低温における良好な相溶性を有する。この組成物は小さいセルギャップを有する液晶表示素子に特に有用である。末端基が水素である化合物(1)は、末端基が極性基である対応する化合物に比較して熱と紫外線に対する良好な安定性、高い透明点、小さな粘度、そして低温における良好な相溶性を有する。
【0011】
本発明の課題を解決するための態様は下記のとおりである。この態様において、化合物(1)における末端基、環および結合基について、好ましい例も述べた。
【0012】
1. 下記の式(1)で表わされる化合物。
式(1)において、Raは炭素数1〜15のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられてもよい。
【0013】
「アルキルにおいて任意の−CH2−は−O−、−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。C4H9−において任意の−CH2−を−O−または−CH=CH−で置き換えた基の一部は、C3H7O−、CH3−O−(CH2)2−、CH3−O−CH2−O−、H2C=CH−(CH2)3−、CH3−CH=CH−(CH2)2−、およびCH3−CH=CH−CH2−O−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1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CH3−O−O−CH2−よりも、酸素と酸素とが隣接しないCH3−O−CH2−O−の方が好ましい。
【0014】
好ましいRaは、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、アルキルチオアルキル、アルキルチオアルコキシ、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、およびアルキニルオキシである。これらの基は分岐鎖よりも直鎖の方が好ましい。分岐したRaは化合物(1)が光学活性であるときに好ましい。特に好ましいRaはアルキル、アルコキシ、アルケニル、およびアルケニルオキシである。
【0015】
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。1−プロペニル、1−ブテニル、1−ペンテニル、1−ヘキセニル、3−ペンテニル、3−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはトランス配置が好ましい。2−ブテニル、2−ペンテニル、2−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはシス配置が好ましい。好ましい立体配置を有するアルケニルは、高い透明点または液晶相の広い温度範囲を有する。Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985,
131, 109.を参照。
【0016】
具体的なRaの例は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、メトキシメチル、メトキシエチル、メトキシプロピル、エトキシメチル、エトキシエチル、エトキシプロピル、プロポキシメチル、ビニル、1−プロペニル、2−プロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、3−ペンテニル、4−ペンテニル、2−プロペニルオキシ、2−ブテニルオキシ、2−ペンテニルオキシ、1−プロピニル、および1−ペンチニルである。特に好ましいRaは、エチル、プロピルおよびペンチルである。
【0017】
A1、A2およびA3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、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、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、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよいナフタレン−2,6−ジイル、または任意の−CH=が−CF=で置き換えられてもよい1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイルである
【0018】
任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンは、1,4−フェニレンおよびフッ素で置換された1,4−フェニレンである。フッ素の位置は、2位、2,3位、2,5位、2,6位、2,3,5位、または2,3,5,6位である。これらを下に図示した。
【0019】
任意の水素がフッ素で置き換えられてもよいナフタレン−2,6−ジイルは、ナフタレン−2,6−ジイルおよびフッ素で置換されたナフタレン−2,6−ジイルである。フッ素の位置は、1位、3位、4位、1,3位、1,5位、1,7位、1,8位、3,4位、3,8位、1,3,4位、1,3,5位,1,3,7位、1,3,8位、1,4,5位、1,4,7位、1,4,8位、1,3,4,5位、1,3,4,7位、1,3,4,8位である、1,3,4,5,7位、1,3,4,5,8位、または1,3,4,5,7,8位である。
【0020】
任意の−CH=が−CF=で置き換えられてもよい1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイルは、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイルおよびフッ素で置換された1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイルである。フッ素の位置は、5位、7位、8位、5,7位、5,8位、7,8位、または5,7,8位である。
【0021】
好ましいA1、A2またはA3は1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、ジフルオロ−1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、フルオロナフタレン−2,6−ジイル、ジフルオロナフタレン−2,6−ジイル、および1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−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−ジイルの立体配置においてシスよりもトランスが好ましい。
【0022】
Z1、Z2およびZ3は独立して単結合、−(CH2)2−、−(CF2)2−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−(CH2)4−、−(CH2)3O−、または−O(CH2)3−である。好ましいZ1、Z2またはZ3は単結合、−(CH2)2−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−、−C≡C−、および−(CH2)4−である。さらに好ましいZ1、Z2またはZ3は単結合、−(CH2)2−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、および−(CH2)4−である。特に好ましいZ1、Z2またはZ3は単結合、−(CH2)2−、−CH2O−、および−OCH2−である。特に好ましいZ1、Z2またはZ3は単結合および−(CH2)2−でもある。
【0023】
nおよびmは独立して0または1である。ここではナフタレン−2,6−ジイルおよびその類縁の2価基を1つの環として数える。mおよびnが0である化合物は二環を有する。mが1であり、nが0である化合物、またはmが0であり、nが1である化合物は三環を有する。mおよびnが1である化合物は四環を有する。化合物の物性に大きな差異がないので、化合物(1)は2H(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。
【0024】
上記の、(F)Pを有するフェニルは、フェニル、2−フルオロフェニル、2,5−ジフルオロフェニル、2,3,5−トリフルオロフェニル、2,3,6−トリフルオロフェニル、または2,3,5,6−テトラフルオロフェニルである。これらを下に図示した。
【0025】
好ましい(F)Pを有するフェニルは、フェニル、2−フルオロフェニルおよび2,5−ジフルオロフェニルである。
【0026】
ただし、A1、A2およびA3が、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Z1、Z2およびZ3が単結合である場合は、式(1)におけるフッ素の総数は少なくとも2である。
【0027】
2. 下記の式(1)で表わされる化合物。
式(1)において、Raは炭素数1〜15のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH2−は−O−または−CH=CH−で置き換えられてもよく;A1、A2およびA3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、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、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよいナフタレン−2,6−ジイルであり;Z1、Z2およびZ3は独立して単結合、−(CH2)2−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−、−C≡C−、または−(CH2)4−であり;nおよびmは独立して0または1であり;そして、(F)Pを有するフェニルは、フェニル、2−フルオロフェニル、2,5−ジフルオロフェニル、2,3,5−トリフルオロフェニル、2,3,6−トリフルオロフェニル、または2,3,5,6−テトラフルオロフェニルである。ただし、A1、A2およびA3が、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Z1、Z2およびZ3が単結合である場合は、式(1)におけるフッ素の総数は少なくとも2である。
【0028】
3. 式(1)において、(F)Pを有するフェニルが、フェニルである項1または項2に記載の化合物。
【0029】
4. 式(1)において、(F)Pを有するフェニルが、2−フルオロフェニルである項1または項2に記載の化合物。
【0030】
5. 式(1)において、(F)Pを有するフェニルが、2,5−ジフルオロフェニルである項1または項2に記載の化合物。
【0031】
6. 式(1)において、(F)Pを有するフェニルが、2,3,5−トリフルオロフェニルである項1または項2に記載の化合物。
【0032】
7. 式(1)において、(F)Pを有するフェニルが、2,3,6−トリフルオロフェニルである項1または項2に記載の化合物。
【0033】
8. 式(1)において、(F)Pを有するフェニルが、2,3,5,6−テトラフルオロフェニルである項1または項2に記載の化合物。
【0034】
9. 式(1)において、Z1、Z2およびZ3が独立して単結合、−(CH2)2−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、または−(CH2)4−である項1または項2に記載の化合物。
【0035】
10. 式(1)において、A1、A2およびA3は独立して任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよいナフタレン−2,6−ジイルであり;そしてZ1、Z2およびZ3は独立して単結合、−(CH2)2−、−CH2O−または−OCH2−である項1または項2に記載の化合物。
【0036】
11. 式(1)において、A1およびA2の少なくとも1つが1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、または2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Z1、Z2およびZ3は独立して単結合、−(CH2)2−、−CH2O−または−OCH2−であり;nが1でありそしてmが0であり;そして(F)Pを有するフェニルが、フェニル、2−フルオロフェニルまたは2,5−ジフルオロフェニルである項1または項2に記載の化合物。
【0037】
12. 式(1)において、A1、A2およびA3の少なくとも2つが、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、または2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Z1、Z2およびZ3は独立して単結合、−(CH2)2−、−CH2O−または−OCH2−であり;nは1でありそしてmは1であり;そして(F)Pを有するフェニルが、フェニル、2−フルオロフェニルまたは2,5−ジフルオロフェニルである項1または項2に記載の化合物。
【0038】
13. 式(1)において、A1、A2およびA3が独立して1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、または2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;(F)Pを有するフェニルが、フェニル、2−フルオロフェニルまたは2,5−ジフルオロフェニルである項1または項2に記載の化合物。
【0039】
14. 式(1)において、Z1、Z2およびZ3は単結合または−(CH2)2−である項13に記載の化合物。
【0040】
15. 式(1)において、(F)Pを有するフェニルが、フェニルである項14に記載の化合物。
【0041】
16. 式(1)において、(F)Pを有するフェニルが、2−フルオロフェニルである項14に記載の化合物。
【0042】
17. 式(1)において、(F)Pを有するフェニルが、2,5−ジフルオロフェニルである項14に記載の化合物。
【0043】
18. 下記の式のいずれか1つで表される化合物。
【0044】
【0045】
上記の式においてRaは炭素数1〜15のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH2−は−O−または−CH=CH−で置き換えられてもよい。好ましいRaは、炭素数1〜10のアルキル、1つの−CH2−が−O−で置き換えらたれ炭素数1〜10のアルキル、そして1つの−CH2−が−CH=CH−で置き換えらたれ炭素数1〜10のアルキルである。
【0046】
19. 項1〜項18のいずれか1項に記載した少なくとも1つの化合物を含有する液晶組成物。
【0047】
20. 下記の式(2)、(3)および(4)で表される化合物群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する項19に記載の組成物。
【0048】
式中、R1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−CH2−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;X1はフッ素、塩素、−OCF3、−OCHF2、−CF3、−CHF2、−CH2F、−OCF2CHF2、または−OCF2CHFCF3であり;環Bおよび環D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;Z4およびZ5は独立して−(CH2)2−、−(CH2)4−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−、または単結合であり;そしてL1およびL2は独立して水素またはフッ素である。
【0049】
21. 下記の式(5)および(6)で表される化合物群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する項19に記載の組成物。
【0050】
式中、R2およびR3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−CH2−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;X2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;Z6は−(CH2)2−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、または単結合であり;L3、L4およびL5は独立して水素またはフッ素であり;そしてb、cおよびdは独立して0または1である。
【0051】
22. 下記の式(7)、(8)および(9)で表される化合物群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する項19に記載の組成物。
【0052】
式中、R4およびR5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−CH2−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および環Pは独立して1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり;Z7およびZ8は独立して−(CH2)2−、−COO−または単結合であり;そしてL6およびL7は独立して水素またはフッ素であり、L6とL7の少なくとも1つはフッ素である。
【0053】
23. 下記の式(10)、(11)および(12)で表される化合物群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する項20に記載の組成物。
【0054】
式中、R6およびR7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−CH2−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Q、環Tおよび環U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Z9およびZ10は独立して−C≡C−、−COO−、−(CH2)2−、−CH=CH−、または単結合である。
【0055】
24. 項23に記載の式(10)、(11)および(12)で表される化合物群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する項21に記載の組成物。
【0056】
25. 項23に記載の式(10)、(11)および(12)で表される化合物群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する項22に記載の組成物。
【0057】
26. 項21に記載の式(5)および(6)で表される化合物群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する項23に記載の組成物。
【0058】
27. 少なくとも1つの光学活性化合物をさらに含有する項19〜項26のいずれか1項に記載の組成物。
【0059】
28. 項19〜項27のいずれか1項に記載の組成物を含有する液晶表示素子。
【0060】
化合物(2)から化合物(12)において、好ましい基は次のとおりである。分岐のアルキルよりも直鎖のアルキルが好ましい。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。「アルキルにおいて任意の−CH2−は−O−または−CH=CH−で置き換えられてもよい」の句の意味は、本発明の態様の項1において述べた。R1、環Bなどの記号を複数の化合物において用いたが、これらのR1(または環Bなど)は同一であってもよいし、お互いに異なってもよい。化合物の物性に大きな差異がないので、これらの化合物は2H(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。
【0061】
【発明の実施の態様】
第一に、本発明の化合物(1)をさらに説明する。化合物(1)の一方の末端基は水素である。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、大きな光学異方性と適切な誘電率異方性とを有し、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。この組成物を低温で保管しても、この化合物が固体として析出することがない。Raがアルキルである化合物(1)を含有する組成物は、両方の末端基がアルキルである化合物を含有する組成物より、低温における良好な相溶性を有する。
【0062】
化合物(1)の末端基、環および結合基を適当に選択することによって、化合物(1)の物性を調整することが可能である。末端基Ra、環A1、A2、A3、および結合基Z1、Z2、Z3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。化合物(1)を組成物に添加すると、化合物(1)の物性は組成物のそれに影響する。
【0063】
化合物(1)のRa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が分岐鎖であるときは他の液晶性化合物との相溶性がさらによい。Ra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。
【0064】
化合物(1)の環A1、A2、またはA3が、任意の水素がフッ素で置き換えられた1,4−フェニレン、または1,3−ジオキサン−2,5−ジイルのときは、誘電率異方性が大きい。この環が、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンのときは光学異方性が大きい。この環が、1,4−シクロヘキシレンまたは1,3−ジオキサン−2,5−ジイルのときは光学異方性が小さい。
【0065】
少なくとも2つの環が1,4−シクロヘキシレンであるときは、透明点が高く、光学異方性が小さく、そして粘度が小さい。少なくとも1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2つの環が1,4−フェニレンのときは、光学異方性が大きく、液晶相の温度範囲が広く、そして透明点が高い。
【0066】
結合基Z1、Z2またはZ3が単結合、−(CH2)2−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−、−CF=CF−、または−(CH2)4−のときは粘度が小さい。結合基が単結合、−(CH2)2−、−OCF2−、−CF2O−、−CH=CH−、または−(CH2)4−のときは粘度がより小さい。結合基が−CH=CH−または−CF=CF−のときは液晶相の温度範囲が広く、そして弾性定数比が大きい。結合基が−C≡C−のときは光学異方性が大きい。
【0067】
化合物(1)が二環または三環を有するときは粘度が小さく、三環または四環を有するときは透明点が高い。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。
【0068】
化合物(1)の好ましい例は化合物(a1)〜(a26)である。より具体的な化合物は、化合物(b1)〜(b61)である。これらの化合物におけるRa、Z1、Z2、Z3、および(F)Pを有するフェニル、の記号の意味は、前記のとおりである。(F)を有する1,4−フェニレンは、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンを示す。(F)を有するナフタレン−2,6−ジイルは、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよいナフタレン−2,6−ジイルを示す。(F)を有する1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイルは、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイルを示す。
【0069】
【0070】
【0071】
【0072】
【0073】
【0074】
【0075】
【0076】
【0077】
【0078】
化合物(1)は有機合成化学における手法を適当に組み合わせることにより合成できる。出発物質に目的の末端基、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)などに記載されている。
【0079】
結合基Z1、Z2またはZ3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、MSG1またはMSG2は少なくとも1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MSG1(またはMSG2)は、同一であってもよいし、お互いに異なってもよい。化合物(1A)から(1K)は化合物(1)に相当する。
【0080】
【0081】
【0082】
【0083】
【0084】
【0085】
(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。
【0086】
(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できる。
【0087】
(III)−CF2O−と−OCF2−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、−CF2O−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 トリフルオリドでフッ素化しても合成される。William H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768.を参照。この方法によって−OCF2−を有する化合物も合成できる。
【0088】
(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。
【0089】
(V)−(CH2)2−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。
【0090】
(VI)−(CH2)4−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−(CH2)2−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。
【0091】
(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。
【0092】
(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。
【0093】
(IX)−CH2O−または−OCH2−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。
【0094】
(X)−(CH2)3O−または−O(CH2)3−の生成
化合物(32)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。
【0095】
(XI)−(CF2)2−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−(CF2)2−を有する化合物を得る。
【0096】
第二に、本発明の組成物をさらに説明する。以下で述べる化合物の量(百分率)は組成物の全重量に基づいた重量%である。この組成物は化合物(1)から選ばれる複数の化合物のみを実質的な成分として含有してもよい。好ましい組成物は化合物(1)から選択された少なくとも1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)、(3)および(4)の群から選択された少なくとも1つの化合物、化合物(5)および(6)の群から選択された少なくとも1つの化合物、または化合物(7)、(8)および(9)の群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、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(10)、(11)および(12)の群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、物性を調整する目的で、その他の化合物をさらに含有してもよい。
【0097】
化合物(2)、(3)および(4)は、誘電率異方性が正で大きく、熱的安定性と化学的安定性が優れるので、主としてTN−TFTモード用の組成物に用いられる。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。液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、しきい値電圧を調整する、などの目的で化合物(10)、(11)または(12)を組成物にさらに添加してもよい。
【0098】
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、主としてSTNおよびTNモード用の組成物に用いられる。これらの化合物は組成物の液晶相の温度範囲を広げる、粘度と光学異方性とを調整する、しきい値電圧を下げる、しきい値電圧の急峻性を改良する、などの目的に使用される。STNまたはTNモード用の組成物において、化合物(5)または(6)の量は1〜99%の範囲である。好ましい量は10〜97%である。より好ましい量は40〜95%である。液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、またはしきい値電圧を調整する目的で化合物(10)、(11)または(12)を組成物にさらに添加してもよい。
【0099】
化合物(7)、(8)および(9)は誘電率異方性が負であるので、主としてVAモード用の組成物に用いられる。化合物(7)は粘度、光学異方性、およびしきい値電圧を調整する目的で使用される。化合物(8)は透明点を高くする、光学異方性を大きくする、しきい値電圧を下げる、などの目的に使用される。これらの化合物の量を増加させるとしきい値電圧が小さくなるが、粘度が大きくなる。従って、しきい値電圧の要求値を満たすかぎり、より少ない量が好ましい。これらの化合物は誘電率異方性が負であり、かつその絶対値は5以下であるので、好ましい量は40%以上である。より好ましい量は40〜80%である。弾性定数および電圧透過率曲線を調整する目的で、これらの化合物を誘電率異方性が正である組成物に添加してもよい。この場合の好ましい量は30%以下である。
【0100】
化合物(10)、(11)および(12)において、誘電率異方性の絶対値は小さい。化合物(10)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(11)および(12)は透明点をあ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(10)、(11)および(12)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。TN−TFTモード用の組成物において、これらの化合物の好ましい量は40%以下である。より好ましい量は35%以下である。STNまたはTNモード用の組成物において、これらの化合物の好ましい量は70%以下である。より好ましい量は60%以下である。
【0101】
好ましい化合物(2)から(12)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)〜(5−58)、化合物(6−1)〜(6−3)、化合物(7−1)〜(7−3)、化合物(8−1)〜(8−5)、化合物(9−1)〜(9−3)、化合物(10−1)〜(10−11)、化合物(11−1)〜(11−12)、および化合物(12−1)〜(12−6)である。これらの化合物において、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、X1、およびX2の記号の意味は、化合物(2)〜(12)における記号の意味と同一である。
【0102】
【0103】
【0104】
【0105】
【0106】
【0107】
【0108】
【0109】
【0110】
【0111】
【0112】
【0113】
【0114】
【0115】
【0116】
【0117】
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。組成物の物性は適当な添加物を加えることによって調整してもよい。このような添加物は当業者によく知られている。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−12)である。
【0118】
キラルドーパントを組成物に添加してねじれのピッチ(helical pitch)を調整する。TNおよびTN−TFTモード用の好ましいピッチは40〜200μmの範囲である。STNモード用の好ましいピッチは6〜20μmの範囲である。BTNモード用の好ましいピッチは1.5〜4μmの範囲である。PCモード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2つのキラルドーパントを添加してもよい。
【0119】
本発明の組成物は、TN、TN−TFT、STN、GH、DS、ECBなどのモード用に使用できる。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モード用の組成物を調製する。本発明の組成物は、ネマチック液晶をマイクロカプセル化して作製したNCAPおよび液晶中に三次元網目状高分子を形成させたポリマー分散型液晶表示素子(PD−LCD)、例えばポリマーネットワーク液晶表示素子(PN−LCD)など、にも使用できる。
【0120】
【実施例】
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。化合物(1)の合成を実施例1〜8に記載した。反応は窒素雰囲気下で行った。得られた化合物は核磁気共鳴スペクトル、質量スペクトルなどのデータに基づいて同定した。THFはテトラヒドフランを示す。化合物の相転移温度において、C、Sm、SmA、SmB、N、およびIは、それぞれ、結晶、スメクチック相、スメクチックA相、スメクチックB相、ネマチック相、および等方相である。かっこ内の相転移はそれがモノトロピックであることを示す。温度の単位は℃である。
【0121】
【0122】
本発明の代表的な組成物を実施例10〜48にまとめた。比較例1を最後に記載した。これらの例の最初に、組成物の成分である化合物とその量を示した。量は重量%である。化合物は上記の表1の取り決めに従い、左末端基、結合基、環構造、および右末端基の記号によって表示した。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トランスである。末端基の記号がない場合は、末端基が水素であることを意味する。次に組成物の物性値を示した。物性値の測定は、日本電子機械工業規格(Standard of Electronic 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に従った。
【0123】
ネマチック相−等方相の相転移温度(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相に変化したときの温度を測定した。この転位温度は透明点ともいう。
【0124】
粘度(η;20℃で測定;mPa・s):粘度の測定にはE型粘度計を用いた。
【0125】
光学異方性(屈折率異方性;Δn;25℃で測定):光学異方性は、波長が589nmの光によりアッベ屈折計を用いて測定した。
【0126】
誘電率異方性(Δε;25℃で測定)
1)Δεの値が正の組成物:2枚のガラス基板の間隔(ギャップ)が9μm、ツイスト角が80度の液晶セルに試料を入れた。このセルに20ボルトを印加して、液晶分子の長軸方向における誘電率(ε‖)を測定した。0.5ボルトを印加して、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。
【0127】
2)Δεの値が負の組成物:ホメオトロピック配向処理した液晶セルに試料を入れ、0.5ボルトを印加して誘電率(ε‖)を測定した。ホモジニアス配向処理した液晶セルに試料を入れ、0.5ボルトを印加して誘電率(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。
【0128】
しきい値電圧(Vth;25℃で測定;ボルト):2枚のガラス基板の間隔(ギャップ)が(0.5/Δn)μm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)の液晶表示素子に試料を入れた。Δnは上記の方法で測定した光学異方性の値である。この素子に周波数が32Hzである矩形波を印加した。矩形波の電圧を上昇させ、素子を通過する光の透過率が90%になったときの電圧の値を測定した。
【0129】
実施例1
2’,5’−ジフルオロ−4−ペンチルターフェニル(No.275)の合成
第1工程:4’−ブロモ−2’,5’−ジフルオロ−4−ペンチルビフェニルの合成
1−ブロモ−2,5−ジフルオロ−4−ヨードベンゼン(5.00g、15.68mmol)、4−ペンチルフェニルボロン酸(3.01g、15.67mmol)、炭酸カリウム(3.25g、23.51mmol)、テトラブチルアンモニウムブロミド(1.26g、3.91mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)(0.55g、0.79mmol)、トリフェニルホスフィン(0.41g、1.56mmol)、および混合溶媒(トルエン/水/エタノール=1/1/1、100ml)の混合物を32時間撹拌しながら還流した。得られた反応混合物をトルエン(200ml)で抽出した。抽出液を水(100ml)で2回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去して茶褐色の液体(5.72g)を得た。これを減圧蒸留し、さらにシリカゲルクロマトグラフィー(展開溶媒;ヘプタン、Rf=0.58)で精製し、無色液体(2.31g)を得た。
【0130】
第2工程;2’,5’−ジフルオロ−4−ペンチルターフェニルの合成
4’−ブロモ−2’,5’−ジフルオロ−4−ペンチルビフェニル(2.00g、5.90mmol)、フェニルボロン酸(1.01g、8.28mmol)、炭酸カリウム(1.22g、8.83mmol)、テトラブチルアンモニウムブロミド(0.48g、1.49mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.21g、0.18mmol)、および混合溶媒(トルエン/水/エタノール=1/1/1、90ml)の混合物を攪拌しながら4時間還流した。得られた反応混合物をトルエン(200ml)で抽出した。抽出液を水(100ml)で2回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去して黒褐色の固体(2.50g)を得た。これをシリカゲルクロマトグラフィー(展開溶媒;ヘプタン、Rf=0.25)で精製し、さらに混合溶媒(ソルミックス/ヘプタン=1/2)から再結晶して2’,5’−ジフルオロ−4−ペンチルターフェニル(1.53g、無色結晶)を得た。C 65.5 I。
【0131】
実施例2
2,5−ジフルオロ−(トランス−4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)ベンゼン(No.1488)の合成
第1工程:2,5−ジフルオロ(4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)−1−ヒドロキシシクロヘキシル)ベンゼンの合成
マグネシウム(1.44mmol)に2,5−ジフルオロブロモベンゼン(1.33mmol)のTHF(10ml)溶液を滴下する。滴下終了後、反応混合物を50℃で2時間撹拌する。この反応混合物に4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキサノン(1.03mmol)のTHF(10ml)溶液を滴下する。滴下終了後、反応混合物を50℃で2時間撹拌する。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液(10ml)を少量ずつ加え、水層を酢酸エチル100ml)で2回抽出する。抽出液を水洗した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で溶媒を留去して標題の化合物を得る。
【0132】
第2工程:2,5−ジフルオロ−(4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキセニル)ベンゼンの合成
反応にはディーン・スタークの装置を備えた三口フラスコを用いる。2,5−ジフルオロ−(4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)−1−ヒドロキシシクロヘキシル)ベンゼン(1.06mmol)、p−トルエンスルホン酸(0.106mmol)、およびトルエン(50ml)の混合物を7時間攪拌しながら還流させる。得られた反応混合物をトルエン(200ml)で2回抽出する。抽出液を炭酸水素ナトリウム水溶液(50ml)で3回、水(50ml)で3回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥する。トルエン溶液を減圧下で濃縮した後、シリカゲルカラムで精製して標題の化合物を得る。
第3行程:2,5−ジフルオロ−(トランス−4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキシル)ベンゼン(No.1488)の合成
2,5−ジフルオロ(4−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキセニル)ベンゼン(0.84mmol)、酢酸エチル(30ml)、および5%パラジウム炭素(0.013g)の混合物を水素雰囲気下で撹拌する。水素の吸収が止ったあと、反応混合物から5%パラジウム炭素を濾別する。濾液を減圧下で濃縮し、シリカゲルクロマトグラフィーで精製し、さらに再結晶して標題の化合物を得る。
【0133】
実施例3
2,5−ジフルオロ−4−エトキシフェニル ビフェニル−4−イルメチルエーテル(No.1101)の合成
2,5−ジフルオロ−4−エトキシフェノール(4.70mmol)、炭酸カリウム(5.60mmol)、およびN,N−ジメチルフォルムアミド(300ml)の混合物を加熱還流させる。還流させながら4−ヨードメチルビフェニル(9.4mmol)のDMF(50ml)溶液を滴下する。滴下終了後、反応混合物を5時間還流させる。得られた反応混合物を水に注ぎ、トルエン(200ml)で2回抽出する。抽出液を5%チオ硫酸ナトリウム水溶液、水(2回)、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(2回)、水(2回)、飽和塩化ナトリウム水溶液の順で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥する。溶液を減圧下に濃縮した後、シリカゲルクロマトグラフィーで精製し、さらに再結晶して標題の化合物を得る。
【0134】
実施例4
1−(エチルフェニル)−2−(2,2’,5’−トリフルオロビフェニル−4−イル)エタン(No.1140)の合成
1−エチル−4−ヨードメチルベンゼン(51.82mmol)、ヨウ化銅(10mmol)をTHF(100ml)に懸濁させ、氷浴で冷却しながら2,2’,5’−トリフルオロビフェニル−4−イルメチルリチウム(72.53mmol)のTHF(100ml)溶液を滴下し、さらに1時間攪拌する。室温で3時間撹拌したあと、希塩酸を加えて反応を停止させる。得られた反応混合物をトルエン(500ml)で抽出し、水(300ml)で2回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥する。トルエン溶液を減圧下で濃縮した後、シリカゲルクロマトグラフィーで精製し、さらに再結晶して標題の化合物を得る。
【0135】
実施例5
3−フルオロ−4−(トランス−4−ヘプチルシクロヘキシル)−α,α−ジフルオロベンジル 2−フルオロフェニルエーテル(No.1716)の合成
2−フルオロフェニル 3−フルオロ−4−(トランス−4−ヘプチルシクロヘキシル)ベンゼンチオエート(30.60mmol)のジクロロメタン(100ml)溶液にDAST(76.50mmol)を滴下する。滴下終了後、反応混合物を室温で20時間撹拌する。得られた反応混合物を飽和炭酸ナトリウム水溶液に注ぎ、ジクロロメタン(200ml)で抽出する。抽出液を水(150ml)で3回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥する。ジクロロメタン溶液を減圧下で濃縮した後、シリカゲルクロマトグラフィーで精製し、さらに再結晶して標題の化合物を得る。
【0136】
実施例6
2−フルオロ−4−(2−フルオロフェニル)フェニル 2,5−ジフルオロ−4−(4−ペンチルフェニル)ベンゾエート(No.1382)の合成
2,5−ジフルオロ−4−(4−ペンチルフェニル)安息香酸(28.40mmol)、2−フルオロ−4−(2−フルオロフェニル)フェノール(28.40mmol)、およびジクロロメタン(100ml)の混合物に4−ジメチルアミノピリジン(34.10mmol)を滴下する。続いて1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド(34.10mmol)のジクロロメタン(100ml)溶液を滴下する。滴下終了後、反応混合物を室温下で17時間撹拌する。生成した固体を濾別し、反応混合物に飽和塩化ナトリウム水溶液を滴下する。有機層を3N−塩酸(300ml)、水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(300ml)の順で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥する。ジクロロメタン溶液を減圧下で濃縮した後、シリカゲルクロマトグラフィーで精製し、さらに再結晶して標題の化合物を得る。
【0137】
実施例7
1−(2,5,3’−トリフルオロ−4’−ブトキシビフェニル−4−イル)−2−フェニルエテン(No.1728)の合成
ベンジルトリフェニルホスホニウムクロリド(102.1mmol)のTHF(150ml)溶液をドライアイス−アセトン浴で冷却し、カリウム−tert−ブトキシド(120.8mmol)を少量ずつ滴下する。次いで2,5−ジフルオロ−4−(3−フルオロ−4−ブトキシフェニル)ベンズアルデヒドのTHF(25ml)溶液を滴下する。滴下終了後、室温下で20時間撹拌する。得られた反応混合物を氷水に注いだ後、トルエン(200ml)で2回抽出する。抽出液を水(150ml)で3回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥する。トルエン溶液を減圧下で濃縮する。得られた反応混合物、スルフィン酸ナトリウム(153.2mmol)、6N−塩酸(50ml)、およびエタノール(200ml)の混合物を撹拌しながら3時間還流する。得られた反応混合物をトルエン(200ml)で2回抽出する。抽出液を水(150ml)で3回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥する。トルエン溶液を減圧下で濃縮した後、シリカゲルクロマトグラフィーで精製し、さらに再結晶して標題の化合物を得る。
【0138】
実施例8
1−(2’,3−ジフルオロビフェニル−4−イル)−2−(トランス−4−ヘプチルシクロヘキシル)アセチレン(No.1090)の合成
1−(トランス−4−ヘプチルシクロヘキシル)アセチレン(28.40mmol)、2’,3−ジフルオロ−4−ヨードビフェニル(28.40mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)ジクロロメタン(0.85mmol)、ヨウ化銅(1.43mmol)、およびジエチルアミン(200ml)の混合物を室温下で4時間撹拌する。得られた反応混合物をトルエン(200ml)で2回抽出する。抽出液を水(150ml)で3回洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥する。トルエン溶液を減圧下で濃縮した後、シリカゲルクロマトグラフィーで精製し、さらに再結晶して標題の化合物を得る。
【0139】
実施例9
実施例1〜8に記載した合成法にしたがい、さらに公知の反応を組み合わせて下記の化合物No.1〜No.1949を合成する。
【0140】
【0141】
【0142】
【0143】
【0144】
【0145】
【0146】
【0147】
【0148】
【0149】
【0150】
【0151】
【0152】
【0153】
【0154】
【0155】
【0156】
【0157】
【0158】
【0159】
【0160】
【0161】
【0162】
【0163】
【0164】
【0165】
【0166】
【0167】
【0168】
【0169】
【0170】
【0171】
【0172】
【0173】
【0174】
【0175】
【0176】
【0177】
【0178】
【0179】
【0180】
【0181】
【0182】
【0183】
【0184】
【0185】
【0186】
【0187】
【0188】
【0189】
【0190】
【0191】
【0192】
【0193】
【0194】
【0195】
【0196】
【0197】
【0198】
【0199】
【0200】
【0201】
【0202】
【0203】
【0204】
【0205】
【0206】
【0207】
【0208】
【0209】
【0210】
【0211】
【0212】
【0213】
【0214】
【0215】
【0216】
【0217】
【0218】
【0219】
【0220】
【0221】
【0222】
【0223】
【0224】
【0225】
【0226】
【0227】
【0228】
【0229】
【0230】
【0231】
【0232】
【0233】
【0234】
【0235】
【0236】
【0237】
【0238】
【0239】
【0240】
【0241】
【0242】
【0243】
【0244】
【0245】
【0246】
【0247】
【0248】
【0249】
【0250】
【0251】
【0252】
【0253】
【0254】
【0255】
【0256】
【0257】
【0258】
【0259】
【0260】
【0261】
【0262】
【0263】
【0264】
【0265】
【0266】
【0267】
【0268】
【0269】
【0270】
【0271】
【0272】
【0273】
【0274】
【0275】
【0276】
【0277】
【0278】
【0279】
【0280】
【0281】
【0282】
【0283】
【0284】
【0285】
【0286】
【0287】
【0288】
【0289】
【0290】
【0291】
【0292】
【0293】
【0294】
【0295】
【0296】
【0297】
【0298】
【0299】
【0300】
【0301】
【0302】
【0303】
【0304】
【0305】
【0306】
【0307】
【0308】
【0309】
【0310】
【0311】
【0312】
【0313】
【0314】
【0315】
【0316】
【0317】
【0318】
【0319】
【0320】
【0321】
【0322】
【0323】
【0324】
【0325】
【0326】
【0327】
【0328】
【0329】
【0330】
【0331】
【0332】
【0333】
【0334】
【0335】
【0336】
【0337】
【0338】
【0339】
【0340】
【0341】
【0342】
【0343】
【0344】
実施例10
5−BB(2F,5F)B(2F)(No. 429) 5.0%
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 10.0%
1V2−BEB(F,F)−C 5.0%
3−HB−C 15.0%
1−BTB−3 5.0%
2−BTB−1 5.0%
3−HH−4 11.0%
3−HHB−1 11.0%
3−HHB−3 9.0%
3−H2BTB−2 4.0%
3−H2BTB−3 4.0%
3−H2BTB−4 4.0%
3−HB(F)TB−2 6.0%
3−HB(F)TB−3 6.0%
NI=92.0(℃);η=23.2(mPa・s);Δn=0.168;
Δε=6.9;Vth=2.13(V).
【0345】
実施例11
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 4.0%
5−HHB(F)B(2F)(No. 796) 4.0%
2O1−BEB(F)−C 5.0%
3O1−BEB(F)−C 15.0%
4O1−BEB(F)−C 13.0%
5O1−BEB(F)−C 13.0%
2−HHB(F)−C 15.0%
3−HHB(F)−C 15.0%
3−HB(F)TB−2 4.0%
3−HB(F)TB−3 4.0%
3−HHB−1 8.0%
NI=91.5(℃);η=89.9(mPa・s);Δn=0.149;
Δε=31.3;Vth=0.85(V).
【0346】
実施例12
5−BB(2F,5F)B(No. 275) 3.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 5.0%
5−PyB−F 4.0%
3−PyB(F)−F 4.0%
2−BB−C 5.0%
4−BB−C 4.0%
5−BB−C 5.0%
2−PyB−2 2.0%
3−PyB−2 2.0%
4−PyB−2 2.0%
6−PyB−O6 3.0%
6−PyB−O7 3.0%
6−PyB−O8 3.0%
3−PyBB−F 6.0%
4−PyBB−F 6.0%
5−PyBB−F 6.0%
3−HHB−1 6.0%
3−HHB−3 8.0%
2−H2BTB−2 4.0%
2−H2BTB−3 4.0%
3−H2BTB−2 5.0%
3−H2BTB−3 5.0%
3−H2BTB−4 5.0%
NI=95.2(℃);η=37.7(mPa・s);Δn=0.201;
Δε=6.5;Vth=2.27(V).
【0347】
実施例13
5−BB(2F,5F)B(No. 275) 5.0%
5−BB(F)B(2F)(No.369) 2.0%
3−GB−C 10.0%
4−GB−C 10.0%
2−BEB−C 12.0%
3−BEB−C 4.0%
3−PyB(F)−F 6.0%
3−HEB−O4 8.0%
4−HEB−O2 6.0%
5−HEB−O1 6.0%
5−HEB−O2 4.0%
5−HEB−5 5.0%
4−HEB−5 5.0%
1O−BEB−2 2.0%
3−HHB−1 6.0%
3−HHEBB−C 3.0%
3−HBEBB−C 3.0%
5−HBEBB−C 3.0%
NI=68.6(℃);η=41.2(mPa・s);Δn=0.129;
Δε=11.6;Vth=1.28(V).
【0348】
実施例14
5−BB(2F,5F)B(No. 275) 3.0%
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 9.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 3.0%
5−HHB(F)B(2F)(No. 796) 5.0%
3−HB−C 9.0%
7−HB−C 3.0%
1O1−HB−C 10.0%
3−HB(F)−C 10.0%
2−PyB−2 2.0%
3−PyB−2 2.0%
4−PyB−2 2.0%
1O1−HH−3 7.0%
2−BTB−O1 4.0%
3−HHB−1 7.0%
3−HHB−F 4.0%
3−HHB−O1 2.0%
3−HHB−3 8.0%
3−H2BTB−2 3.0%
2−PyBH−3 4.0%
3−PyBB−2 3.0%
NI=79.1(℃);η=24.1(mPa・s);Δn=0.145;
Δε=8.0;Vth=1.75(V).
【0349】
実施例15
5−BB(2F,5F)B(2F)(No. 429) 9.0%
5−HHB(2F)(No. 1487) 5.0%
5−HH2B(2F)(No. 1744) 2.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 6.0%
2−BEB(F)−C 5.0%
3−BEB(F)−C 4.0%
4−BEB(F)−C 12.0%
1V2−BEB(F,F)−C 10.0%
3−HH−EMe 5.0%
3−HB−O2 9.0%
7−HEB−F 2.0%
3−HHEB−F 2.0%
5−HHEB−F 2.0%
3−HBEB−F 4.0%
2O1−HBEB(F)−C 2.0%
3−HB(F)EB(F)−C 2.0%
3−HBEB(F,F)−C 2.0%
3−HHB−F 2.0%
3−HHB−O1 4.0%
3−HHB−3 7.0%
3−HEBEB−F 2.0%
3−HEBEB−1 2.0%
NI=78.9(℃);η=48.1(mPa・s);Δn=0.132;
Δε=25.3;Vth=0.87(V).
【0350】
実施例16
5−BB(2F,5F)B(2F)(No.429) 5.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 8.0%
5−HHB(F)B(2F)(No. 796) 7.0%
2−BEB(F)−C 5.0%
3−BEB(F)−C 4.0%
4−BEB(F)−C 12.0%
1V2−BEB(F,F)−C 16.0%
3−HB−O2 5.0%
3−HH−4 3.0%
3−HHB−F 3.0%
3−HHB−1 4.0%
3−HHB−O1 4.0%
3−HBEB−F 4.0%
3−HHEB−F 7.0%
3−H2BTB−2 4.0%
3−H2BTB−3 4.0%
3−HB(F)TB−2 5.0%
NI=91.4(℃);η=49.9(mPa・s);Δn=0.154;
Δε=28.6;Vth=1.04(V).
【0351】
実施例17
5−BB(2F,5F)B(No. 275) 5.0%
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 14.0%
5−HHB(2F)(No. 1487) 4.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 3.0%
2−BEB−C 12.0%
3−BEB−C 4.0%
4−BEB−C 6.0%
3−HB−C 14.0%
3−HEB−O4 12.0%
4−HEB−O2 8.0%
5−HEB−O1 4.0%
3−HEB−O2 6.0%
3−HHB−1 4.0%
3−HHB−O1 4.0%
NI=63.4(℃);η=33.4(mPa・s);Δn=0.134;
Δε=9.8;Vth=1.38(V).
【0352】
実施例18
5−BB(2F,5F)B(2F)(No. 429) 10.0%
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 7.0%
5−HH2B(2F)(No. 1744) 6.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 4.0%
2−BEB−C 10.0%
5−BB−C 12.0%
1−BTB−3 7.0%
1O−BEB−2 10.0%
1O−BEB−5 12.0%
2−HHB−1 4.0%
3−HHB−F 4.0%
3−HHB−1 3.0%
3−HHB−O1 4.0%
3−HHB−3 7.0%
NI=65.1(℃);η=33.6(mPa・s);Δn=0.158;
Δε=6.7;Vth=1.74(V).
【0353】
実施例19
5−BB(2F,5F)B(2F)(No. 429) 7.0%
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 6.0%
5−HH2B(2F)(No.1744) 4.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 7.0%
2−HB−C 5.0%
3−HB−C 6.0%
3−HB−O2 8.0%
2−BTB−1 3.0%
3−HHB−1 4.0%
3−HHB−F 4.0%
3−HHB−O1 5.0%
3−HHB−3 7.0%
3−HHEB−F 4.0%
5−HHEB−F 4.0%
2−HHB(F)−F 7.0%
3−HHB(F)−F 7.0%
5−HHB(F)−F 7.0%
3−HHB(F,F)−F 5.0%
NI=99.5(℃);η=30.1(mPa・s);Δn=0.115;
Δε=4.9;Vth=2.49(V).
【0354】
実施例20
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 4.0%
5−HHB(2F)(No.1487) 7.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 1744) 7.0%
5−HHB(F)B(2F)(No. 792) 6.0%
3−BEB(F)−C 8.0%
3−HB−C 4.0%
V−HB−C 8.0%
1V−HB−C 8.0%
3−HB−O2 3.0%
3−HH−2V 7.0%
3−HH−2V1 7.0%
V2−HHB−1 8.0%
3−HHB−1 5.0%
3−HHEB−F 7.0%
3−H2BTB−2 6.0%
3−H2BTB−4 5.0%
NI=101.2(℃);η=27.3(mPa・s);Δn=0.136;
Δε=8.7;Vth=2.16(V).
【0355】
実施例21
5−BB(2F,5F)B(2F)(No. 429) 3.0%
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 18.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 5.0%
5−HHB(F)B(2F)(No. 796) 4.0%
V2−HB−C 6.0%
1V2−HB−C 12.0%
3−HB−C 12.0%
3−HB(F)−C 5.0%
2−BTB−1 2.0%
3−HH−4 8.0%
3−HH−VFF 3.0%
2−HHB−C 3.0%
3−HHB−C 6.0%
3−HB(F)TB−2 4.0%
3−H2BTB−3 5.0%
3−H2BTB−4 4.0%
NI=88.6(℃);η=28.9(mPa・s);Δn=0.165;
Δε=8.4;Vth=2.06(V).
【0356】
実施例22
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 5.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 8.0%
5−HHB(F)B(2F)(No. 796) 2.0%
5−BEB(F)−C 5.0%
V−HB−C 6.0%
5−PyB−C 6.0%
4−BB−3 11.0%
3−HH−2V 10.0%
5−HH−V 11.0%
V−HHB−1 4.0%
V2−HHB−1 15.0%
3−HHB−1 9.0%
1V2−HBB−2 5.0%
3−HHEBH−3 3.0%
NI=92.0(℃);η=20.4(mPa・s);Δn=0.120;
Δε=4.7;Vth=2.38(V).
【0357】
実施例23
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 12.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 4.0%
5−HHB(F)B(2F)(No. 796) 4.0%
1V2−BEB(F,F)−C 8.0%
3−HB−C 5.0%
V2V−HB−C 7.0%
V2V−HH−3 19.0%
3−HB−O2 4.0%
3−HHB−1 10.0%
3−HHB−3 15.0%
3−HB(F)TB−3 4.0%
3−H2BTB−2 4.0%
3−H2BTB−4 4.0%
NI=101.1(℃);η=23.4(mPa・s);Δn=0.133;
Δε=7.7;Vth=2.13(V).
【0358】
実施例24
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 5.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 3.0%
5−HHB(F)B(2F)(No. 796) 5.0%
V2−HB−TC 10.0%
3−HB−TC 10.0%
3−HB−C 5.0%
5−HB−C 7.0%
5−BB−C 3.0%
2−BTB−1 10.0%
2−BTB−O1 5.0%
3−HH−4 5.0%
3−HHB−1 10.0%
3−HHB−3 11.0%
3−H2BTB−3 3.0%
3−HB(F)TB−2 3.0%
5−BTB(F)TB−3 5.0%
NI=101.6(℃);η=18.7(mPa・s);Δn=0.194;
Δε=6.6;Vth=2.14(V).
【0359】
実施例25
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 9.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 4.0%
1V2−BEB(F,F)−C 6.0%
3−HB−C 9.0%
2−BTB−1 10.0%
5−HH−VFF 30.0%
1−BHH−VFF 8.0%
1−BHH−2VFF 11.0%
3−H2BTB−2 5.0%
3−H2BTB−3 4.0%
3−HHB−1 4.0%
NI=82.3(℃);η=16.0(mPa・s);Δn=0.135;
Δε=6.3;Vth=2.11(V).
【0360】
実施例26
5−BB(2F,5F)B(2F)(No. 429) 5.0%
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 9.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 5.0%
5−HBCF2OB(F,F)−C 3.0%
3−HB(F,F)CF2OB(F,F)−C 3.0%
3−HB−C 9.0%
2−BTB−1 5.0%
5−HH−VFF 30.0%
1−BHH−VFF 8.0%
1−BHH−2VFF 11.0%
3−H2BTB−3 4.0%
3−H2BTB−4 4.0%
3−HHB−1 4.0%
NI =84.7(℃);η=21.1(mPa・s);Δn=0.129;
Δε=4.3;Vth=2.59(V).
【0361】
実施例27
5−BB(2F,5F)B(No. 275) 5.0%
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 6.0%
5−HH2B(2F)(No. 1744) 5.0%
2−HHB(F)−F 17.0%
3−HHB(F)−F 17.0%
5−HHB(F)−F 16.0%
2−H2HB(F)−F 5.0%
3−H2HB(F)−F 5.0%
5−H2HB(F)−F 5.0%
3−HBB(F)−F 6.0%
5−HBB(F)−F 13.0%
NI=98.1(℃);η=28.3(mPa・s);Δn=0.105;
Δε=5.0;Vth=2.18(V).
【0362】
実施例28
5−BB(2F,5F)B(No. 275) 3.0%
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 9.0%
5−HHB(2F)(No. 1487) 4.0%
5−HH2B(2F)(No. 1744) 10.0%
7−HB(F,F)−F 3.0%
3−HB−O2 4.0%
2−HHB(F)−F 10.0%
3−HHB(F)−F 10.0%
3−HBB(F)−F 9.0%
5−HBB(F)−F 16.0%
3−HBB−F 4.0%
5−HBB−F 3.0%
3−HBB(F,F)−F 5.0%
5−HBB(F,F)−F 10.0%
NI =82.9(℃);η=30.8(mPa・s);Δn=0.123;
Δε=5.6;Vth=2.01(V).
【0363】
実施例29
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 3.0%
5−HHB(F)B(2F)(No. 796) 3.0%
5−HB−CL 16.0%
3−HH−4 12.0%
3−HH−5 4.0%
3−HHB−F 4.0%
4−HHB−CL 4.0%
3−HHB(F)−F 10.0%
4−HHB(F)−F 9.0%
5−HHB(F)−F 9.0%
7−HHB(F)−F 8.0%
5−HBB(F)−F 4.0%
5−HBBH−1O1 3.0%
3−HHBB(F,F)−F 2.0%
4−HHBB(F,F)−F 3.0%
5−HHBB(F,F)−F 3.0%
3−HH2BB(F,F)−F 3.0%
NI=115.1(℃);η=20.4(mPa・s);Δn=0.092;
Δε=3.7;Vth=2.57(V).
【0364】
実施例30
5−BB(2F,5F)B(No.275) 10.0%
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 10.0%
5−HHB(2F)(No. 1487) 4.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 4.0%
5−HHB(F)B(2F)(No. 796) 4.0%
3−HHB(F,F)−F 9.0%
3−H2HB(F,F)−F 8.0%
4−H2HB(F,F)−F 4.0%
5−H2HB(F,F)−F 4.0%
3−HBB(F,F)−F 11.0%
5−HBB(F,F)−F 10.0%
3−H2BB(F,F)−F 10.0%
5−HHBB(F,F)−F 3.0%
5−HHEBB−F 2.0%
3−HH2BB(F,F)−F 3.0%
4−HBBH−1O1 4.0%
NI=97.6(℃);η=38.6(mPa・s);Δn=0.138;
Δε=8.0;Vth=1.85(V).
【0365】
実施例31
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 10.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 4.0%
5−HB−F 12.0%
6−HB−F 9.0%
7−HB−F 7.0%
2−HHB−OCF3 7.0%
3−HHB−OCF3 7.0%
4−HHB−OCF3 7.0%
5−HHB−OCF3 5.0%
5−HH2B−OCF3 4.0%
3−HHB(F,F)−OCF3 5.0%
3−HBB(F)−F 10.0%
3−HH2B(F)−F 3.0%
3−HB(F)BH−3 3.0%
5−HBBH−3 3.0%
3−HHB(F,F)−OCF2H 4.0%
NI=83.4(℃);η=18.7(mPa・s);Δn=0.103;
Δε=4.5;Vth=2.37(V).
【0366】
実施例32
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 11.0%
5−HHB(2F)(No. 1487) 2.0%
2−HHB(F)−F 3.0%
2−HBB(F)−F 7.0%
3−HBB(F)−F 7.0%
5−HBB(F)−F 15.0%
2−H2BB(F)−F 10.0%
3−H2BB(F)−F 10.0%
3−HBB(F,F)−F 11.0%
5−HBB(F,F)−F 6.0%
2−HHBB(F,F)−F 5.0%
3−HHBB(F,F)−F 5.0%
4−HHBB(F,F)−F 5.0%
3−HHB−F 3.0%
NI=96.2(℃);η=34.7(mPa・s);Δn=0.146;
Δε=7.0;Vth=1.95(V).
【0367】
実施例33
5−BB(2F,5F)B(2F)(No. 429) 5.0%
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 10.0%
5−HHB(F)B(2F)(No. 796) 3.0%
5−HB−CL 6.0%
3−HH−4 8.0%
3−HBB(F,F)−F 10.0%
5−HBB(F,F)−F 15.0%
3−HHB(F,F)−F 8.0%
3−HHEB(F,F)−F 10.0%
4−HHEB(F,F)−F 3.0%
5−HHEB(F,F)−F 3.0%
2−HBEB(F,F)−F 3.0%
3−HBEB(F,F)−F 5.0%
5−HBEB(F,F)−F 3.0%
3−HHBB(F,F)−F 3.0%
3−HHB−1 5.0%
NI=80.9(℃);η=26.8(mPa・s);Δn=0.119;
Δε=8.3;Vth=1.58(V).
【0368】
実施例34
5−BB(2F,5F)B(No. 275) 2.0%
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 11.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 4.0%
5−HHB(F)B(2F)(No. 796) 4.0%
7−HB(F)−F 6.0%
5−H2B(F)−F 6.0%
3−HB−O2 4.0%
3−HH−4 12.0%
3−HHB(F)−F 11.0%
5−HHB(F)−F 11.0%
3−HBB(F)−F 2.0%
5−HBB(F)−F 4.0%
3−HBB(F,F)−F 3.0%
3−HHBB(F,F)−F 5.0%
5−HHEB−F 4.0%
3−HHB−1 7.0%
3−HHB−F 4.0%
NI=98.1(℃);η=23.1(mPa・s);Δn=0.107;
Δε=4.3;Vth=2.29(V).
【0369】
実施例35
3−BB(2F,5F)B(No. 273) 10.0%
5−BB(2F,5F)B(No. 275) 10.0%
3−BB(F)B(2F)(No. 368) 10.0%
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 10.0%
3−HH−4 4.0%
3−H2HB(F,F)−F 10.0%
4−H2HB(F,F)−F 10.0%
5−H2HB(F,F)−F 8.0%
3−HBB(F,F)−F 13.0%
5−HBB(F,F)−F 12.0%
3−HHBB(F,F)−F 3.0%
NI=61.4(℃);η=33.4(mPa・s);Δn=0.142;
Δε=7.0;Vth=1.57(V).
【0370】
実施例36
5−BB(2F,5F)B(No. 275) 5.0%
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 3.0%
5−HHB(F)B(2F)(No. 796) 3.0%
7−HB(F,F)−F 5.0%
3−H2HB(F,F)−F 12.0%
4−H2HB(F,F)−F 5.0%
3−HHB(F,F)−F 10.0%
4−HHB(F,F)−F 5.0%
3−HBB(F,F)−F 10.0%
3−HHEB(F,F)−F 10.0%
5−HHEB(F,F)−F 3.0%
2−HBEB(F,F)−F 3.0%
3−HBEB(F,F)−F 5.0%
5−HBEB(F,F)−F 3.0%
3−HGB(F,F)−F 15.0%
3−HHBB(F,F)−F 3.0%
NI=72.7(℃);η=35.1(mPa・s);Δn=0.096;
Δε=12.8;Vth=1.38(V).
【0371】
実施例37
5−BB(2F,5F)B(2F)(No. 429) 4.0%
5−HHB(2F)(No. 1487) 5.0%
5−H4HB(F,F)−F 7.0%
5−H4HB−OCF3 15.0%
3−H4HB(F,F)−CF3 8.0%
5−H4HB(F,F)−CF3 10.0%
3−HB−CL 6.0%
2−H2BB(F)−F 5.0%
3−H2BB(F)−F 5.0%
5−H2HB(F,F)−F 5.0%
3−HHB−OCF3 5.0%
3−H2HB−OCF3 5.0%
V−HHB(F)−F 5.0%
3−HHB(F)−F 5.0%
5−HHB(F)−F 5.0%
3−HBEB(F,F)−F 5.0%
NI=70.7(℃);η=29.1(mPa・s);Δn=0.099;
Δε=8.0;Vth=1.79(V).
【0372】
実施例38
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 5.0%
5−HHB(2F)(No. 1487) 3.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 4.0%
5−HB−CL 17.0%
7−HB(F,F)−F 3.0%
3−HH−4 10.0%
3−HH−5 5.0%
3−HB−O2 15.0%
4−H2HB(F,F)−F 5.0%
3−HHB(F,F)−F 6.0%
2−HHB(F)−F 4.0%
3−HHB(F)−F 7.0%
5−HHB(F)−F 7.0%
3−HHB−1 4.0%
3−HHB−O1 5.0%
NI=70.9(℃);η=16.6(mPa・s);Δn=0.084;
Δε=2.7;Vth=2.02(V).
【0373】
実施例39
5−BB(2F,5F)B(2F)(No. 429) 2.0%
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 11.0%
5−HH2B(2F)(No. 1744) 9.0%
5−HHB(F)B(2F)(No. 796) 3.0%
5−HB−CL 2.0%
4−HHB(F)−F 10.0%
5−HHB(F)−F 9.0%
3−HHB(F,F)−F 8.0%
4−HHB(F,F)−F 3.0%
3−H2HB(F,F)−F 12.0%
3−HBB(F,F)−F 11.0%
2−HHBB(F,F)−F 3.0%
3−GHB(F,F)−F 3.0%
4−GHB(F,F)−F 8.0%
5−GHB(F,F)−F 6.0%
NI=79.1(℃);η=35.1(mPa・s);Δn=0.103;
Δε=8.0;Vth=1.28(V).
【0374】
実施例40
5−BB(2F,5F)B(No. 275) 7.0%
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 11.0%
5−HHB(F)B(2F)(No. 796) 5.0%
2−HHB(F)−F 7.0%
3−HHB(F)−F 8.0%
3−HHB(F,F)−F 8.0%
3−HBB(F,F)−F 10.0%
3−H2HB(F,F)−F 10.0%
3−HHEB(F,F)−F 5.0%
4−HHEB(F,F)−F 3.0%
2−HBEB(F,F)−F 2.0%
3−HBEB(F,F)−F 3.0%
3−GHB(F,F)−F 3.0%
4−GHB(F,F)−F 7.0%
5−GHB(F,F)−F 7.0%
3−HHBB(F,F)−F 4.0%
NI=79.0(℃);η=40.7(mPa・s);Δn=0.114;
Δε=10.2;Vth=1.13(V).
【0375】
実施例41
5−HHB(2F)(No. 1487) 5.0%
5−HH2B(2F)(No. 1744) 8.0%
7−HB(F)−F 7.0%
5−HB−CL 3.0%
3−HH−4 9.0%
3−HH−EMe 18.0%
3−HHEB(F,F)−F 10.0%
4−HHEB(F,F)−F 5.0%
3−HHEB−F 4.0%
5−HHEB−F 4.0%
4−HGB(F,F)−F 5.0%
5−HGB(F,F)−F 6.0%
2−H2GB(F,F)−F 4.0%
3−H2GB(F、F)−F 5.0%
5−GHB(F,F)−F 7.0%
NI=74.7(℃);η=22.8(mPa・s);Δn=0.063;
Δε=5.6;Vth=1.47(V).
【0376】
実施例42
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 15.0%
3−H2HB(F,F)−F 5.0%
5−H2HB(F,F)−F 5.0%
3−HBB(F,F)−F 15.0%
5−HBB(F,F)−F 30.0%
5−HBB(F)B−2 10.0%
5−HBB(F)B−3 10.0%
3−BB(F)B(F,F)−F 5.0%
5−B2B(F,F)B(F)−F 5.0%
NI=104.8(℃);η=51.5(mPa・s);Δn=0.166;
Δε=9.8;Vth=1.76(V).
【0377】
実施例43
5−BB(2F,5F)B(2F)(No. 429) 3.0%
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 8.0%
5−HHB(2F)(No. 1487) 7.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 6.0%
3−HB(F,F)CF2OB(F,F)−F 11.0%
5−HB(F,F)CF2OB(F,F)−F 11.0%
5−HB−CL 4.0%
3−HH−4 7.0%
2−HH−5 4.0%
3−HHB−1 4.0%
5−HHEB−F 6.0%
3−HHB(F,F)−F 6.0%
4−HHB(F,F)−F 3.0%
4−HHEB(F,F)−F 3.0%
5−HHEB(F,F)−F 2.0%
2−HBEB(F,F)−F 3.0%
3−HBEB(F,F)−F 3.0%
5−HBEB(F,F)−F 3.0%
2−HHBB(F,F)−F 3.0%
3−HHBB(F,F)−F 3.0%
NI=80.3(℃);η=29.4(mPa・s);Δn=0.100;
Δε=8.3;Vth=1.24(V).
【0378】
実施例44
5−BB(F)B(2F)(No. 369) 4.0%
5−HHB(F)B(2F)(No. 796) 3.0%
3−BB(F,F)CF2OB(F,F)−F 35.0%
3−HH−4 8.0%
3−HHB(F,F)−F 10.0%
3−H2HB(F,F)−F 5.0%
3−HBB(F,F)−F 15.0%
2−HHBB(F,F)−F 3.0%
3−HHBB(F,F)−F 3.0%
3−HH2BB(F,F)−F 4.0%
3−HHB−1 3.0%
5−HBBH−1O1 7.0%
NI=80.6(℃);η=30.5(mPa・s);Δn=0.123;
Δε=12.5;Vth=1.36(V).
【0379】
実施例45
5−HHB(2F)(No. 1487) 9.0%
3−HEB−O4 28.0%
4−HEB−O2 20.0%
5−HEB−O1 20.0%
3−HEB−O2 9.0%
5−HEB−O2 14.0%
NI=76.9(℃);η=20.6(mPa・s);Δn=0.087.
【0380】
実施例46
5−HH2B(2F)(No. 1744) 12.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 7.0%
3−HH−2 5.0%
3−HH−4 6.0%
3−HH−O1 4.0%
3−HH−O3 5.0%
5−HH−O1 4.0%
3−HB(2F,3F)−O2 12.0%
5−HB(2F,3F)−O2 11.0%
3−HHB(2F,3F)−O2 7.0%
5−HHB(2F,3F)−O2 15.0%
3−HHB(2F,3F)−2 12.0%
NI=87.6(℃);Δn=0.081;Δε=−4.4.
【0381】
実施例47
5−HHB(2F)(No. 1487) 2.0%
5−HH2B(2F)(No. 1744) 5.0%
5−HHB(2F,5F)B(No. 792) 6.0%
3−HH−5 5.0%
3−HH−4 5.0%
3−HH−O1 6.0%
3−HH−O3 6.0%
3−HB−O1 5.0%
3−HB−O2 5.0%
3−HB(2F,3F)−O2 10.0%
5−HB(2F,3F)−O2 10.0%
3−HHB(2F,3F)−O2 6.0%
5−HHB(2F,3F)−O2 13.0%
3−HHB(2F,3F)−2 2.0%
2−HHB(2F,3F)−1 4.0%
3−HHEH−3 5.0%
4−HHEH−3 5.0%
NI=84.2(℃);Δn=0.080;Δε=−3.4.
【0382】
実施例48
2−HHB(F)−F 13.3%
3−HHB(F)−F 13.3%
5−HHB(F)−F 13.3%
2−H2HB(F)−F 13.3%
3−H2HB(F)−F 6.7%
5−H2HB(F)−F 13.3%
2−HB(F)−F 6.7%
3−HB(F)−F 6.7%
5−HB(F)−F 13.4%
上記の9つの化合物からなる組成物(F−Mix)を調製した。この組成物(F−Mix)と化合物(No.275)とを下記の割合で混合したところ、物性値は下記のとおりであった。この組成物を−20℃のフリーザー中に保管した。30日後に観察したところ、この組成物はネマチック相のままであり、スメクチック相または結晶に変化しなかった。
5−BB(2F,5F)B(No. 275) 10.0%
F−Mix 90.0%
η=29.2(mPa・s);Δn=0.105;Δε=4.2;
Vth=2.35(V).Tc>
【0383】
比較例1
2−BB(2F,5F)B−2 10.0%
F−Mix 90.0%
η=27.8(mPa・s);Δn=0.107;Δε=4.2;
Vth=2.33(V).
比較のため、2−BB(2F,5F)B−2と組成物(F−Mix)とを混合した。この組成物を−20℃のフリーザー中に保管したところ、14日後に結晶が析出した。
【0384】
実施例48と比較例1とを比較する。化合物No.275と2−BB(2F,5F)B−2との差異は末端基にあるが、これらの分子量はほぼ等しい。一方、2つの組成物の物性は類似している。粘度、光学異方性、誘電率異方性、およびしきい値電圧の値はほぼ等しい。しかし、低温における相溶性に関しては、2つの化合物の間に大きな差異があった。本発明の化合物は低温における優れた相溶性を有した。
【0385】
上記の実施例10において、組成物に基づいて0.8重量%の光学活性化合物(Op−4)を組成物に添加したところ、ねじれのピッチは11.2μmであった。上記の実施例27において、組成物に基づいて0.3重量%の光学活性化合物(Op−8)を添加したところねじれのピッチは79.2μmであった。
【0386】
【発明の効果】
化合物(1)は、熱と紫外線に対する良好な安定性、大きな光学異方性、小さな誘電率異方性、および他の液晶性化合物との優れた相溶性を有する。この化合物を含有する組成物は、組成物に必要とされる一般的な特性、大きな光学異方性および低温における良好な相溶性を有する。この組成物は小さいセルギャップを有する液晶表示素子に特に有用である。
Claims (28)
- 下記の式(1)で表わされる化合物。
式(1)において、Raは炭素数1〜15のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH2−は−O−、−S−、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられてもよく;A1、A2およびA3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、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル、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、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよいナフタレン−2,6−ジイル、または任意の−CH=が−CF=で置き換えられてもよい1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイルであり;Z1、Z2およびZ3は独立して単結合、−(CH2)2−、−(CF2)2−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−、−(CH2)4−、−(CH2)3O−、または−O(CH2)3−であり;nおよびmは独立して0または1であり;そして(F)Pを有するフェニルは、フェニル、2−フルオロフェニル、2,5−ジフルオロフェニル、2,3,5−トリフルオロフェニル、2,3,6−トリフルオロフェニル、または2,3,5,6−テトラフルオロフェニルである。ただし、A1、A2およびA3が、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Z1、Z2およびZ3が単結合である場合は、式(1)におけるフッ素の総数は少なくとも2である。 - 下記の式(1)で表わされる化合物。
式(1)において、Raは炭素数1〜15のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−CH2−は−O−または−CH=CH−で置き換えられてもよく;A1、A2およびA3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、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、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよいナフタレン−2,6−ジイルであり;Z1、Z2およびZ3は独立して単結合、−(CH2)2−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−、−C≡C−、または−(CH2)4−であり;nおよびmは独立して0または1であり;そして(F)Pを有するフェニルは、フェニル、2−フルオロフェニル、2,5−ジフルオロフェニル、2,3,5−トリフルオロフェニル、2,3,6−トリフルオロフェニル、または2,3,5,6−テトラフルオロフェニルである。ただし、A1、A2およびA3が、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Z1、Z2およびZ3が単結合である場合は、式(1)におけるフッ素の総数は少なくとも2である。 - 式(1)において、(F)Pを有するフェニルが、フェニルである請求項1または2に記載の化合物。
- 式(1)において、(F)Pを有するフェニルが、2−フルオロフェニルである請求項1または2に記載の化合物。
- 式(1)において、(F)Pを有するフェニルが、2,5−ジフルオロフェニルである請求項1または2に記載の化合物。
- 式(1)において、(F)Pを有するフェニルが、2,3,5−トリフルオロフェニルである請求項1または2に記載の化合物。
- 式(1)において、(F)Pを有するフェニルが、2,3,6−トリフルオロフェニルである請求項1または2に記載の化合物。
- 式(1)において、(F)Pを有するフェニルが、2,3,5,6−テトラフルオロフェニルである請求項1または2に記載の化合物。
- 式(1)において、Z1、Z2およびZ3が独立して単結合、−(CH2)2−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、または−(CH2)4−である請求項1または2に記載の化合物。
- 式(1)において、A1、A2およびA3は独立して任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよいナフタレン−2,6−ジイルであり;そしてZ1、Z2およびZ3は独立して単結合、−(CH2)2−、−CH2O−または−OCH2−である請求項1または2に記載の化合物。
- 式(1)において、A1およびA2の少なくとも1つが1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、または2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Z1、Z2およびZ3は独立して単結合、−(CH2)2−、−CH2O−または−OCH2−であり;nが1でありそしてmが0であり;そして(F)Pを有するフェニルが、フェニル、2−フルオロフェニルまたは2,5−ジフルオロフェニルである請求項1または2に記載の化合物。
- 式(1)において、A1、A2およびA3の少なくとも2つが、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、または2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Z1、Z2およびZ3は独立して単結合、−(CH2)2−、−CH2O−または−OCH2−であり;nは1でありそしてmは1であり;そして(F)Pを有するフェニルが、フェニル、2−フルオロフェニルまたは2,5−ジフルオロフェニルである請求項1または2に記載の化合物。
- 式(1)において、A1、A2およびA3が独立して1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、または2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;(F)Pを有するフェニルが、フェニル、2−フルオロフェニルまたは2,5−ジフルオロフェニルである請求項1または2に記載の化合物。
- 式(1)において、Z1、Z2およびZ3は単結合または−(CH2)2−である請求項13に記載の化合物。
- 式(1)において、(F)Pを有するフェニルが、フェニルである請求項14に記載の化合物。
- 式(1)において、(F)Pを有するフェニルが、2−フルオロフェニルである請求項14に記載の化合物。
- 式(1)において、(F)Pを有するフェニルが、2,5−ジフルオロフェニルである請求項14に記載の化合物。
- 請求項1〜18のいずれか1項に記載した少なくとも1つの化合物を含有する液晶組成物。
- 下記の式(2)、(3)および(4)で表される化合物群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する請求項19に記載の組成物。
式中、R1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−CH2−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;X1はフッ素、塩素、−OCF3、−OCHF2、−CF3、−CHF2、−CH2F、−OCF2CHF2、または−OCF2CHFCF3であり;環Bおよび環D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;Z4およびZ5は独立して−(CH2)2−、−(CH2)4−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−、または単結合であり;そしてL1およびL2は独立して水素またはフッ素である。 - 下記の式(5)および(6)で表される化合物群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する請求項19に記載の組成物。
式中、R2およびR3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−CH2−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;X2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;Z6は−(CH2)2−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、または単結合であり;L3、L4およびL5は独立して水素またはフッ素であり;そしてb、cおよびdは独立して0または1である。 - 下記の式(10)、(11)および(12)で表される化合物群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する請求項20に記載の組成物。
式中、R6およびR7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−CH2−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Q、環Tおよび環U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Z9およびZ10は独立して−C≡C−、−COO−、−(CH2)2−、−CH=CH−、または単結合である。 - 請求項23に記載の式(10)、(11)および(12)で表される化合物群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する請求項21に記載の組成物。
- 請求項23に記載の式(10)、(11)および(12)で表される化合物群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する請求項22に記載の組成物。
- 請求項21に記載の式(5)および(6)で表される化合物群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する請求項23に記載の組成物。
- 少なくとも1つの光学活性化合物をさらに含有する請求項19〜26のいずれか1項に記載の組成物。
- 請求項19〜27のいずれか1項に記載の組成物を含有する液晶表示素子。
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