JP2004123755A - フッ素置換トラン誘導体類 - Google Patents
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Abstract
【目的】 良好な化学的、光化学的および熱的安定性、ならびに電場に対する良好な安定性、短い応答時間、低い閾値電位および高いコントラストを有する液晶材料を得ること。
【構成】 式(I):
【化12】
(式中、Rは、C1-12の、アルキルもしくはアルコキシ、またはC2-12の、アルケニルもしくはアルケニルオキシなど;Y1 およびY2 は、それぞれ独立して、フッ素または水素;Zは、−O(CH2)3 −など;Aは、トランス−1,4−シクロヘキシレン、フッ素置換1,4−フェニレンなど;Xは、C1-6 の、アルキルもしくはアルコキシ、C2-6 の、アルケニル、アルケニルオキシもしくはアルコキシアルキル、−CH=CF2 など)で示される化合物及びそれを含む液晶混合物。
【選択図】 なし
【構成】 式(I):
【化12】
(式中、Rは、C1-12の、アルキルもしくはアルコキシ、またはC2-12の、アルケニルもしくはアルケニルオキシなど;Y1 およびY2 は、それぞれ独立して、フッ素または水素;Zは、−O(CH2)3 −など;Aは、トランス−1,4−シクロヘキシレン、フッ素置換1,4−フェニレンなど;Xは、C1-6 の、アルキルもしくはアルコキシ、C2-6 の、アルケニル、アルケニルオキシもしくはアルコキシアルキル、−CH=CF2 など)で示される化合物及びそれを含む液晶混合物。
【選択図】 なし
Description
本発明は、新規な液晶である多置換フッ素化トラン誘導体、それらの製法、このような化合物を含有する液晶混合物ならびに電気光学目的のためのこれらの化合物および混合物の用途に関するものである。
液晶は、このような物質の光学的性質が印加電圧により影響され得るために、主として表示装置における誘導体として使用される。液晶に基づく電気光学装置は、当業者によく知られておりそして種々な効果に基づくことができる。このような装置は、例えば動的散乱を有するセル、DAPセル(配向した相の変形)、ゲスト/ホストセル、ツイストネマチック構造を有するTNセル、STNセル(“超ツイストネマチック”)、SBEセル(“超複屈折効果”)およびOMIセル(“光学モード干渉”)である。高い密度の情報を有するディスプレーに対して、受動的に制御されるマルチプレックスセルに加えて、能動的に制御されるセル、例えばTFTセル(“薄膜トランジスター”)が、最近特に重要となっている。もっとも普通の表示装置は、シャット−ヘルフリッヒ効果に基づいておりそしてツイストネマチック構造を有している。
液晶材料は、良好な化学的、光化学的および熱的安定性、ならびに電場に対する良好な安定性を有していなければならない。さらに、液晶材料は、可能な限り広い範囲にわたる適当な中間相(例えば、上述したセルに対するネマチックまたはコレステリック相)を有しているだけでなく、また、十分に低い粘度を有していなければならず、そしてセルにおいて、短い応答時間、低い閾値電位および高いコントラストを与えなければならない。さらに、電導度、誘電異方性および光学異方性のような性質は、適用分野およびセルの型に依存する種々な必要条件をみたさなければならない。例えばツイストネマチック構造を有するセルに対する材料は、可能な限り高い正の誘電異方性を有していなければならず、そして同時に可能な限り低い電導度を有していなければならない。この後者の性質は、特に主としてTFTセルに対して重要である。しかしながら、不幸にして、高い誘電異方性を有する化合物は、イオン性不純物を溶解する化合物の改善された能力の結果として、主として混合物の電導度を増加させる。したがって、可能な限り低い電導度とともに可能な限り高い誘電異方性により特徴づけられる構成要素が求められている。
このような化合物は、本発明により提供される。
本発明は、一般式(I):
(式中、Rは、それぞれ、1〜12個の炭素原子を有する、アルキルもしくはアルコキシ、または2〜12個の炭素原子を有する、アルケニルもしくはアルケニルオキシ(これらの基において、2個の酸素原子は直接に隣接していないということを条件として、1個のCH2 基は酸素により置換されていてもよくおよび/または1個またはそれ以上の水素原子はフッ素原子により置換されていてもよい)を表し;Y1 およびY2 は、それぞれ独立して、フッ素または水素を表し;Zは、共有単結合、−CH2 CH2 −、−OCH2 −、−CH2 O−、−(CH2)4 −、−O(CH2)3 −、−(CH2)3 O−、または環Aが飽和環を示す場合は、トランス形態の−(CH2)2 CH=CH−もしくは−CH2 OCH=CH−をも表し;Aは、トランス−1,4−シクロヘキシレン、または場合によってはフッ素により置換されていてもよい1,4−フェニレンを表し;Xは、それぞれ、1〜6個の炭素原子を有する、アルキルもしくはアルコキシ、2〜6個の炭素原子を有するアルケニル、アルケニルオキシもしくはアルコキシアルキル、または−CH=CF2 、またはトランス−1,4−シクロヘキシレン上においては、−CH=CHClもしくは−CH=CHF、または1,4−フェニレン上においては、フッ素、塩素、−CF3 、−OCF3 もしくは−OCHF2 をも表す)で示される化合物に関する。
本発明による化合物は、これらの化合物が等方性である場合でさえも、混合物にわづかに取るに足りない澄明点の低下を与えるにすぎない顕著なネマチックな傾向を有する液晶である。これらの化合物は、高い誘電異方性、比較的低い回転粘度そしてそれ故に比較的低い閾値電位および短い応答時間により特徴づけられる。電導度は、高い誘電異方性にもかかわらず比較的低い。さらに、多数の側置換にもかかわらず、化合物の澄明点は、比較的低い融点および小さい融解エンタルピーとともに、驚くほど高い。比較的高い異方性は、必要に応じて、Aに対する飽和環または芳香環の適当な選択によって低下または増加させることができる。
本発明による化合物は、混合物中においておよび広い濃度範囲において、非常に良好な溶解性を有している。これらの化合物は、低い閾値電位の場合において、例えば投影表示装置に対して要求されるような小さい層密度を有するかまたは特に高いコントラストを有する、例えばTN、STNまたはTFTセルに対するような、低い電導度および同時に比較的高い光学異方性を有していなければならない混合物に使用するのに特に適している。
“それぞれ、1〜12個の炭素原子を有する、アルキルもしくはアルコキシ、または2〜12個の炭素原子を有する、アルケニルもしくはアルケニルオキシ(これらの基において、2個の酸素原子は直接に隣接していないということを条件として、1個のCH2 基は酸素により置換されていてもよくおよび/または1個またはそれ以上の水素原子はフッ素原子により置換されていてもよい)”なる用語は、本発明の範囲内で、それぞれ、1〜12個の炭素原子を有する直鎖状または分枝鎖状の場合によってはキラルな、アルキルもしくはアルコキシ、または2〜12個の炭素原子を有する直鎖状または分枝鎖状の場合によってはキラルな、アルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキル、アルケニルオキシアルキルおよびアルキルオキシアルケニル基(これらの基は、1個または複数個のフッ素により置換されていてもよい)を包含する。それぞれ、1〜6個または2〜6個の炭素原子を有する置換されていない直鎖状の基が好ましい。好ましいアルケニル基は、二重結合がE配置を有しそしてC(3)位に位置しているか、または環A1 が飽和環を示す場合は、C(1)位に位置しているか、または末端にある基である。好ましいアルケニルオキシ基は、C(2)位にE配置の二重結合を有する基または末端二重結合を有する基である。このような基の例は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、ブチルオキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ビニル、1E−プロペニル、1E−ブテニル、1E−ペンテニル、1E−ヘキセニル、3−ブテニル、3E−ペンテニル、3E−ヘキセニル、4−ペンテニル、5−ヘキセニル、アリルオキシ、2E−ブテニルオキシ、3−ブテニルオキシ、メトキシメチル、エトキシメチル、プロピルオキシメチル、アリルオキシメチル、メトキシエチル、エトキシエチル、プロピルオキシエチル、メトキシプロピル、エトキシプロピル、メトキシ−1E−プロペニル、エトキシ−1E−プロペニルなどである。
“場合によってはフッ素により置換されていてもよい1,4−フェニレン”なる用語は、環Aに関して、置換されていないか、または1個または2個のフッ素で置換されている1,4−フェニレンを包含する。
架橋員Zは、好ましくは、共有単結合、−CH2 CH2 −、−OCH2 −または−CH2 O−、特に共有単結合または−CH2 CH2 −を示す。
Xがアルキル、アルコキシまたはアルコキシアルキルを表す一般式(I)の化合物においては、それぞれ、1〜6個または2〜6個の炭素原子を有する直鎖状の基、特に1〜3個または2〜3個の炭素原子を有する直鎖状の基、例えばメチル、エチル、プロピル、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、メトキシメチル、エトキシメチル、メトキシエチルなどが好ましい。
Xがアルケニルまたはアルケニルオキシを表す一般式(I)の化合物においては、2〜6個の炭素原子を有する直鎖状の基が好ましい。好ましいアルケニル基は、二重結合が末端にあるか、またはE配置を有しそしてC(3)位に位置するか、またはトランス−1,4−シクロヘキシレン環上においては、またC(1)位に位置している基である。好ましいアルケニルオキシ基は、C(2)位にE配置の二重結合を有する基または末端二重結合を有する基である。このような基の例は、ビニル、1E−プロペニル、1E−ブテニル、1E−ペンテニル、1E−ヘキセニル、3−ブテニル、3E−ペンテニル、3E−ヘキセニル、4−ペンテニル、5−ヘキセニル、アリルオキシ、2E−ブテニルオキシ、3−ブテニルオキシなどである。
式(I)の化合物の特に好ましい下位−群は、一般式(I−1)、(I−2)または(I−3):
(式中、Rは、それぞれ、1〜6個の炭素原子を有する直鎖状の、アルキルもしくはアルコキシ、または2〜6個の炭素原子を有する直鎖状の、アルケニルもしくはアルケニルオキシ(これらの基において、2個の酸素原子は直接に隣接していないということを条件として、1個のCH2 基は酸素により置換されていてもよい)を表し;Y1 およびY2 は、それぞれ独立して、フッ素または水素を表し;Xは、それぞれ、1〜3個の炭素原子を有する、アルキルもしくはアルコキシ、2〜3個の炭素原子を有する、アルケニルもしくはアルケニルオキシ、−CH=CF2 、−CH=CHClまたは−CH=CHFを表し;X1 は、フッ素、塩素、−OCF3 、−OCHF2 、−CH=CF2 、または、それぞれ、1〜3個の炭素原子を有するアルキルもしくはアルコキシ、2〜3個の炭素原子を有する、アルケニルもしくはアルケニルオキシを表し;yは、0、1または2を表す;すなわち、フェニル環;
は、置換されていないかまたは下記:
で示されるように置換されている)で示される化合物である。
式(I)ならびに式(I−1)および(I−2)において定義された置換分Y1 およびY2 は、相互に異なっていてもよい。これらの置換分の一方が水素を示し、そして他方がフッ素または水素を示す化合物が好ましい。しかしながら、Y1 のみでなく、Y2 もまた水素を示す化合物が特に好ましい。
式(I)ならびに式(I−1)および(I−2)の特に好ましい化合物は、Xが1〜3個の炭素原子を有するアルキルもしくは2〜3個の炭素原子を有するアルケニル、または−CH=CF2 、−CH=CHCl、もしくは−CH=CHFを示す化合物である。
式(I−3)の特に好ましい化合物は、X1 がフッ素、塩素、または1〜3個の炭素原子を有するアルキルを示す化合物である。
式(I−3)の特に好ましい化合物は、X1 がフッ素、塩素、または1〜3個の炭素原子を有するアルキルを示す化合物である。
さらに、特に好ましい式(I)の化合物は、Xが1〜3個の炭素原子を有するアルキルまたは2〜3個の炭素原子を有するアルケニル、例えばメチル、エチル、プロピル、ビニル、1E−プロペニル、または−CH=CF2 、−CH=CHCl、もしくは−CH=CHFを表す、式(I−1)および(I−2)の化合物である。
式(I)の化合物の製造は、それ自体公知の方法で行うことができる。それはスキーム1において記載する通りであり、スキーム1において、式(I)〜(III )に記載した置換分は、上述した意義を有す。式(III )の化合物を与える臭素またはヨウ素による化合物IIaのハロゲン化は、好ましくは低温度(例えば−70℃〜−40℃)で不活性溶剤(例えばテトラヒドロフラン、エーテル、ジメトキシエタンなど)中において実施される。
式(III )の化合物から式(I)の化合物を製造するためのスキームに示されたアセチレンとフェニル化合物との金属−触媒カップリングは、実質的に、文献、例えばC. Pogh およびV. Percey, Mol. Cryit. Liq. Cryst. (1990) 178, 193から知られている。すでに述べたように、これらは、ブロマイドまたはアイオダイド、ある場合においては、トリフルオロスルホネートまたはクロライドを使用して実施することができる。すなわち、はじめに、上昇した温度(好ましくは、反応混合物の還流温度)でトリエチルアミンの存在下において、触媒量のビストリフェニルホスフィン−パラジウムクロライド、ヨウ化銅(I)およびトリフェニル−ホスフィンを使用して、例えばテトラヒドロフランのような不活性溶剤中で式(III )の化合物を例えば2−メチル−3−ブチン−2−オールと反応させる。その後、水酸化カリウムおよび硫酸水素テトラブチルアンモニウムならびにIIb型の化合物を与えそして反応が終了するまで上昇した温度で反応させる。IIb型の化合物の場合において、ブロマイドの代りに、実質的に同様なアイオダイド、トリフルオロメチルスルホネートおよび同族のポリフルオロアルキルスルホネートを使用することもできる。通常、モノ−カップリングしたアセチレン(IIIa)を単離し、保護基(この場合においてはイソプロピルオキシ)を開裂しそして次の工程において、一般式(IIb)の化合物とのカップリングを実施する。しかしながら、式(I)の化合物への式(III )の中間体の変換は、一工程で、すなわち、式(III a)の化合物の中間の単離なしに実施することもできる。
式(IIa)の出発物質は、公知であるかまたは公知の化合物の類似体である。これらの化合物は、それ自体公知の方法によって、例えば商業的に入手できる3,5−ジフルオロベンズアルデヒドからウイッチヒ反応およびその後の水素添加によってまたは同様に商業的に入手できる3,5−ジフルオロフェノールのエーテル化によって製造することができる。式(IIb)の適当な置換フェニル誘導体は多くの場合において商業的に入手することができるかまたは当業者に知られている方法により、購入し得る前駆体から容易に変換させることができる。
本発明による液晶性混合物は、少なくとも1種の成分が式(I)の化合物である少なくとも2種の成分を含有する。第2の成分および場合によってはさらに他の成分は、式(I)の追加的な化合物および/または他の液晶成分であることができる。
式(I)の化合物は特にネマチック混合物に対して適しており、または混合物の少なくとも1種の成分が光学的に活性である限りにおいては、またコレステリック混合物に対しても適している。好ましい適用の分野は、TNセル、STNセルおよびTFTセルのようなツイストネマチック液晶構造を有する液晶表示装置における誘電体としての用途である。それ故に、好ましい混合物は、正の誘電異方性を有する1種または2種以上の化合物をさらに含有するものである。
他の液晶材料中への式(I)の化合物の良好な溶解性および式(I)の化合物の相互の良好な混和性を顧慮した場合、本発明による混合物中の式(I)の化合物の含量は、比較的高くすることができそして例えば約1〜70重量%にすることができる。一般に、式(I)の化合物の約3〜40重量%、特に5〜30重量%の含量が好ましい。
本発明による混合物は、好ましくは、式(I)の1種またはそれ以上の化合物のほかに、一般式(IV)〜(XXII):
(上記式中、R1 およびR4 は、アルキル、アルコキシアルキル、3E−アルケニル、4−アルケニル、または飽和環上においては、1E−アルケニルをも表し;nは、0または1を表し;環Bは、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、トランス−1,4−シクロヘキシレンまたはトランス−1,3−ジオキサン−2,5−ジイルを表し;R2 は、シアノ、イソチオシアナート、フッ素、アルキル、3E−アルケニル、4−アルケニル、アルコキシ、2E−アルケニルオキシ、3−アルケニルオキシまたは1−アルキニルを表し;環Cは、1,4−フェニレンまたはトランス−1,4−シクロヘキシレンを表し;R3 は、アルキル、3E−アルケニル、4−アルケニル、またはトランス−1,4−シクロヘキシレン上においては、1E−アルケニル、または1,4−フェニレン上においては、シアノ、イソチオシアナート、アルコキシ、2E−アルケニルオキシまたは3−アルケニルオキシを表し;R5 は、アルキル、1E−アルケニル、3E−アルケニルまたは4−アルケニルを表し;R6 は、シアノ、アルキル、1E−アルケニル、3E−アルケニル、4−アルケニル、アルコキシ、2E−アルケニルオキシ、3−アルケニルオキシ、アルコキシメチルまたは(2E−アルケニル)オキシメチルを表し;Z1 およびZ2 は、それぞれ独立して、共有単結合または−CH2 CH2 −を表すが、但し2個の芳香環は常に共有単結合により結合されており;R7 は、水素、フッ素または塩素を表し;R8 は、シアノ、フッ素または塩素を表し;R9 は、水素またはフッ素を表し;そしてR10は、フッ素または塩素を表す)で示される化合物の群からの1種または2種以上の化合物を含有する。
“飽和環”なる上記用語は、トランス−1,4−シクロヘキシレンおよびトランス−1,3−ジオキサン−2,5−ジイルを包含する。
基:R1 〜R6 のそれぞれは、好ましくは1〜12個の炭素原子、特に1〜7個の炭素原子を有している。一般に、直鎖状の基が好ましい。
“アルキル”なる用語は、好ましくはこの点に関して、1〜12個の炭素原子、好ましくは1〜7個の炭素原子を有する直鎖状の基、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルまたはヘプチルなどを意味する。
“アルキルオキシアルキル”なる用語は、好ましくはこの点に関して、1〜12個の炭素原子、特に1〜7個の炭素原子を有する直鎖状の基、例えばメトキシメチル、エトキシメチル、プロピルオキシメチル、ブチルオキシメチル、メトキシプロピルなどを意味する。
“アルキルオキシ”なる用語は、好ましくはこの点に関して、1〜12個の炭素原子、特に1〜7個の炭素原子を有する直鎖状の基、例えば、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、ブチルオキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシなどを意味する。
“1E−アルケニル”なる用語は、好ましくはこの点に関して、二重結合が1−位に位置している2〜12個の炭素原子、特に2〜7個の炭素原子を有する直鎖状のアルケニル基、例えばビニル、1E−プロペニル、1E−ブテニル、1E−ペンテニル、1E−ヘキセニル、1E−ヘプテニルなどを意味する。
“3E−アルケニル”なる用語は、好ましくは、この点に関して、二重結合が3−位に位置している4〜12個の炭素原子、特に4〜7個の炭素原子を有する直鎖状のアルケニル基、例えば3−ブテニル、3E−ペンテニル、3E−ヘキセニル、3E−ペプテニルなどを意味する。
“4−アルケニル”なる用語は、好ましくはこの点に関して、二重結合が4−位に位置している5〜12個の炭素原子を有する直鎖状のアルケニル基、例えば4−ペンテニル、4−ヘキセニル、4−ヘプテニルなどを意味する。
“2E−または3Z−アルケニルオキシ”なる用語は、好ましくはこの点に関して、二重結合が2−位またはそれぞれ3−位に位置しそしてEまたはZが好ましい配置を示す、それぞれ、3〜12個または4〜12個の炭素原子、特に、それぞれ、3〜7個または4〜7個の炭素原子を有する直鎖状のアルケニルオキシ基、例えばアリルオキシ、2E−ブテニルオキシ、2E−ペンテニルオキシ、2E−ヘキセニルオキシ、2E−ヘプテニルオキシ、3−ブテニルオキシ、3Z−ペンテニルオキシ、3Z−ヘキセニルオキシ、3Z−ヘプテニルオキシ、4−ペンテニルオキシ、5−ヘキセニルオキシ、6−ヘプテニルオキシなどを意味する。
“1−アルキニル”なる用語は、好ましくはこの点に関して、三重結合が1−位に位置している2〜12個の炭素原子、特に2〜7個の炭素原子を有する直鎖状のアルキニル基、例えばエチニル、1−プロピニル、1−ブチニル、1−ペンチニルなどを意味する。
液晶性混合物および電気光学装置の製造は、それ自体公知の方法で行うことができる。
本発明は、以下の例によってより詳細に説明される。以下の例において、Cは、結晶性相を意味し、Nはネマチック相を意味し、Sはスメクチック相を意味しそしてIは等方性相を意味する。V10は、10%透過に対する電圧を示す。tonおよびtoff は、それぞれスイッチ−オン時間およびスイッチ−オフ時間を示す。△nは光学異方性を示す。
例1
(a)ヘキサン中の1.6N ブチルリチウム溶液22mlを、30分の間に、−70℃の乾燥テトラヒドロフラン50ml中の1−プロピル−3,5−ジフルオロベンゼン5g の溶液に滴下し、−70℃で1時間反応させた。次いで、乾燥テトラヒドロフラン20ml中のヨウ素8.95g の溶液を、10分以内に−60℃で滴下し、混合物を、さらに、30分以内に、室温に徐々に加温した。それから得られた黄色の溶液を、10%重炭酸ナトリウム水溶液40mlで処理しエーテルで抽出した。このエーテル溶液を、飽和塩化ナトリウム溶液および水で数回洗浄し、硫酸マグネシウム上で乾燥し、ろ過し、濃縮した。残留物を、ヘキサンを使用してシリカゲル200g 上でクロマトグラフィー処理して、無色の液体として1−プロピル−3,5−ジフルオロ−4−ヨードベンゼンを得た。
(a)ヘキサン中の1.6N ブチルリチウム溶液22mlを、30分の間に、−70℃の乾燥テトラヒドロフラン50ml中の1−プロピル−3,5−ジフルオロベンゼン5g の溶液に滴下し、−70℃で1時間反応させた。次いで、乾燥テトラヒドロフラン20ml中のヨウ素8.95g の溶液を、10分以内に−60℃で滴下し、混合物を、さらに、30分以内に、室温に徐々に加温した。それから得られた黄色の溶液を、10%重炭酸ナトリウム水溶液40mlで処理しエーテルで抽出した。このエーテル溶液を、飽和塩化ナトリウム溶液および水で数回洗浄し、硫酸マグネシウム上で乾燥し、ろ過し、濃縮した。残留物を、ヘキサンを使用してシリカゲル200g 上でクロマトグラフィー処理して、無色の液体として1−プロピル−3,5−ジフルオロ−4−ヨードベンゼンを得た。
(b)1−プロピル−3,5−ジフルオロ−4−ヨードベンゼン2g 、2−メチル−3−ブチン−2−オール0.626g 、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.164g 、トリエチルアミン10mlおよびヨウ化銅(1)0.054g の混合物を、90℃で2時間撹拌した。次いで、冷却した反応混合物を、水とエーテルとの間に分配し、エーテル相を水で数回洗浄し、硫酸マグネシウム上で乾燥し、セライトを通してろ過しそして回転蒸発器上で溶媒を蒸発させた。次いで、残留物を、シリカゲル75g 上でクロマトグラフィー処理(溶離剤:ヘキサン中の10%酢酸エチル)し、そして再び溶媒を蒸発させた。黄色の液体として、4−(4−プロピル−2,6−ジフルオロフェニル)−2−メチルブチン−2−オール1.5g を得た。
(c)4−(4−プロピル−2,6−ジフルオロフェニル)−2−メチルブチン−2−オール0.551g 、1−ブロモ−4−(4−トランス−エチルシクロヘキシル)ベンゼン0.68g 、水酸化カリウム195g 、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.054g およびトリエチルアミン5mlの混合物を、還流下で16時間反応させた。次いで、冷却した反応混合物を水とエーテルとの間に分配し、エーテル相を水で数回洗浄し、硫酸マグネシウム上で乾燥し、セライトを通してろ過しそして回転蒸発器上で溶媒を蒸発させた。次いで、残留物を、ヘキサンを使用してシリカゲル100g 上でクロマトグラフィー処理した。ヘキサンからの2回の結晶化によって、2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−エチルシクロヘキシル)トラン0.37g を得た。m.p.55.6℃、cl.p.(N/I)161.8℃。
同様にして、以下の化合物を製造することができた。
2,6−ジフルオロ−4−エチル−4′−(4−エチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−エチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−3′−フルオロ−4′−(4−エチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−(4−エチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−(3−ブテニル)−4′−(4−エチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−(4−エチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−(4−ペンテニル)−4′−(4−エチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピロキシ−4′−(4−エチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−(3−ブテニロキシ)−4′−(4−エチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−エチル−4′−(4−プロピルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−エチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−3′−フルオロ−4′−(4−エチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−(4−エチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−(3−ブテニル)−4′−(4−エチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−(4−エチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−(4−ペンテニル)−4′−(4−エチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピロキシ−4′−(4−エチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−(3−ブテニロキシ)−4′−(4−エチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−エチル−4′−(4−プロピルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−プロピルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−(4−プロピルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−メトキシフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−(4−エトキシフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(3−フルオロ−4−エチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(3−フルオロフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(3−クロロフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(3,4−ジフルオロフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−(3,4−ジフルオロフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−(3,4−ジフルオロフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−(4−プロピルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−メトキシフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−(4−エトキシフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(3−フルオロ−4−エチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(3−フルオロフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(3−クロロフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(3,4−ジフルオロフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−(3,4−ジフルオロフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−(3,4−ジフルオロフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−(4−ペンテニル)−4′−(3,4−ジフルオロフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トリフルオロメチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(3−フルオロ−4−トリフルオロメチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(3−フルオロ−4−クロロフェニル)トラン、m.p.(C/N) 70.7℃、cl.p.(N/I)165.9℃;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−ジフルオロメトキシフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(3−フルオロ−4−ジフルオロメトキシフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トリフルオロメトキシフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔4−2,2−ジフルオロビニル)フェニル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔4−2−フルオロビニル)フェニル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−3′−フルオロ−4′−〔4−2,2−ジフルオロビニル)フェニル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トリフルオロメチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(3−フルオロ−4−トリフルオロメチルフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(3−フルオロ−4−クロロフェニル)トラン、m.p.(C/N) 70.7℃、cl.p.(N/I)165.9℃;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−ジフルオロメトキシフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(3−フルオロ−4−ジフルオロメトキシフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トリフルオロメトキシフェニル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔4−2,2−ジフルオロビニル)フェニル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔4−2−フルオロビニル)フェニル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−3′−フルオロ−4′−〔4−2,2−ジフルオロビニル)フェニル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−3′−フルオロ−4′−〔4−(2−フルオロビニル)フェニル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−(4−トランス−エチルシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−(4−トランス−エチルシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピルオキシ−4′−(4−トランス−エチルシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−ビニルシクロヘキシル)トラン、m.p.(C/N) 56.3℃、cl.p.(N/I)184.9℃;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔4−トランス−(2,2−ジフルオロビニル)シクロヘキシル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔4−トランス−(2−フルオロビニル)シクロヘキシル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔4−トランス−(2−E−クロロビニル)シクロヘキシル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−プロピルシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔4−トランス−(1−E−プロペニル)シクロヘキシル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−(4−トランス−エチルシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−(4−トランス−エチルシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピルオキシ−4′−(4−トランス−エチルシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−ビニルシクロヘキシル)トラン、m.p.(C/N) 56.3℃、cl.p.(N/I)184.9℃;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔4−トランス−(2,2−ジフルオロビニル)シクロヘキシル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔4−トランス−(2−フルオロビニル)シクロヘキシル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔4−トランス−(2−E−クロロビニル)シクロヘキシル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−プロピルシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔4−トランス−(1−E−プロペニル)シクロヘキシル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−ブチルシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔4−トランス−(3−ブテニル)シクロヘキシル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−(4−トランス−プロピルシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−(4−トランス−プロピルシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−アリルオキシ−4′−(4−トランス−プロピルシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−メトキシシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−エトキシシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−(4−トランス−エトキシシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−(4−トランス−メトキシシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−アリルオキシシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔4−トランス−(3−ブテニル)シクロヘキシル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−(4−トランス−プロピルシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−(4−トランス−プロピルシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−アリルオキシ−4′−(4−トランス−プロピルシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−メトキシシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−エトキシシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−(4−トランス−エトキシシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−(4−トランス−メトキシシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−アリルオキシシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−メトキシメチルシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−(4−トランス−メトキシメチルシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−(4−トランス−メトキシメチルシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔2−(4−トランス−エチルシクロヘキシル)エチル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−〔2−(4−トランス−エチルシクロヘキシル)エチル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−〔2−(4−トランス−エチルシクロヘキシル)エチル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔2−(4−トランス−ビニルシクロヘキシル)エチル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−{2−〔4−トランス−(2,2−ジフルオロビニル)シクロヘキシル〕エチル}トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−{2−〔4−トランス−(2−フルオロビニル)シクロヘキシル〕エチル}トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−{2−〔4−トランス−(2,2−ジフルオロビニル)シクロヘキシル〕エチル}トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−(4−トランス−メトキシメチルシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−(4−トランス−メトキシメチルシクロヘキシル)トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔2−(4−トランス−エチルシクロヘキシル)エチル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−〔2−(4−トランス−エチルシクロヘキシル)エチル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−〔2−(4−トランス−エチルシクロヘキシル)エチル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔2−(4−トランス−ビニルシクロヘキシル)エチル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−{2−〔4−トランス−(2,2−ジフルオロビニル)シクロヘキシル〕エチル}トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−{2−〔4−トランス−(2−フルオロビニル)シクロヘキシル〕エチル}トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−{2−〔4−トランス−(2,2−ジフルオロビニル)シクロヘキシル〕エチル}トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−{2−〔4−トランス−(2−フルオロビニル)シクロヘキシル〕エチル}トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−{2−〔4−トランス−(2,2−ジフルオロビニル)シクロヘキシル〕エチル}トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−{−〔4−トランス−(2−フルオロビニル)シクロヘキシル〕エチル}トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−{2−〔4−トランス−(2−E−クロロビニル)シクロヘキシル〕エチル}トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔2−(4−トランス−メトキシシクロヘキシル)エチル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−〔2−(4−トランス−メトキシシクロヘキシル)エチル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−〔2−(4−トランス−メトキシシクロヘキシル)エチル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔2−(4−トランス−エトキシシクロヘキシル)エチル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔2−(4−トランス−メトキシメチルシクロヘキシル)エチル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−{2−〔4−トランス−(2,2−ジフルオロビニル)シクロヘキシル〕エチル}トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−{−〔4−トランス−(2−フルオロビニル)シクロヘキシル〕エチル}トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−{2−〔4−トランス−(2−E−クロロビニル)シクロヘキシル〕エチル}トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔2−(4−トランス−メトキシシクロヘキシル)エチル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ブチル−4′−〔2−(4−トランス−メトキシシクロヘキシル)エチル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−ペンチル−4′−〔2−(4−トランス−メトキシシクロヘキシル)エチル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔2−(4−トランス−エトキシシクロヘキシル)エチル〕トラン;
2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−〔2−(4−トランス−メトキシメチルシクロヘキシル)エチル〕トラン;
例2
混合物中の式(I)の化合物の特性を調べるために、4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ベンゾニトリルとの二成分混合物(BM)を調製した。閾値電位ならびに応答時間を、8mmプレート分離を有するTNセル(低バイアスチルト)において22℃で測定した。閾値電位(V10)の2.5倍の値を作動電圧として選択した。4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ベンゾニトリルに相当するデータは、次のとおりであった。
cl.p.(N/I)=54.6℃、V10=1.62V 、ton=22ms、toff =42ms、△n=0.120。
混合物中の式(I)の化合物の特性を調べるために、4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ベンゾニトリルとの二成分混合物(BM)を調製した。閾値電位ならびに応答時間を、8mmプレート分離を有するTNセル(低バイアスチルト)において22℃で測定した。閾値電位(V10)の2.5倍の値を作動電圧として選択した。4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ベンゾニトリルに相当するデータは、次のとおりであった。
cl.p.(N/I)=54.6℃、V10=1.62V 、ton=22ms、toff =42ms、△n=0.120。
BM−1
4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ベンゾニトリル90重量%と2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(3−フルオロ−4−クロロフェニル)トラン10重量%との混合物。
cl.p.(N/I)=59℃、V10=1.54V 、ton=28ms、toff =46ms、△n=0.143。
4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ベンゾニトリル90重量%と2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(3−フルオロ−4−クロロフェニル)トラン10重量%との混合物。
cl.p.(N/I)=59℃、V10=1.54V 、ton=28ms、toff =46ms、△n=0.143。
BM−2
4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ベンゾニトリル80重量%と2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(3−フルオロ−4−クロロフェニル)トラン20重量%との混合物。
cl.p.(N/I)=64.9℃、V10=1.54V 、ton=29ms、toff =48ms、△n=0.155。
4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ベンゾニトリル80重量%と2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(3−フルオロ−4−クロロフェニル)トラン20重量%との混合物。
cl.p.(N/I)=64.9℃、V10=1.54V 、ton=29ms、toff =48ms、△n=0.155。
BM−3
4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ベンゾニトリル90重量%と2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−エチルシクロヘキシル)トラン10重量%との混合物。
cl.p.(N/I)=59.6℃、V10=1.52V 、ton=27ms、toff =42ms、△n=0.133。
4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ベンゾニトリル90重量%と2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−エチルシクロヘキシル)トラン10重量%との混合物。
cl.p.(N/I)=59.6℃、V10=1.52V 、ton=27ms、toff =42ms、△n=0.133。
BM−4
4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ベンゾニトリル80重量%と2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−エチルシクロヘキシル)トラン20重量%との混合物。
cl.p.(N/I)=66.5℃、V10=1.58V 、ton=28ms、toff =43ms、△n=0.144。
4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ベンゾニトリル80重量%と2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−エチルシクロヘキシル)トラン20重量%との混合物。
cl.p.(N/I)=66.5℃、V10=1.58V 、ton=28ms、toff =43ms、△n=0.144。
BM−5
4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ベンゾニトリル90重量%と2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−ビニルシクロヘキシル)トラン10重量%との混合物。
cl.p.(N/I)=61.6℃、V10=1.50V 、ton=25ms、toff =40ms、△n=0.135。
4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ベンゾニトリル90重量%と2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−ビニルシクロヘキシル)トラン10重量%との混合物。
cl.p.(N/I)=61.6℃、V10=1.50V 、ton=25ms、toff =40ms、△n=0.135。
BM−6
4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ベンゾニトリル80重量%と2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−ビニルシクロヘキシル)トラン20重量%との混合物。
cl.p.(N/I)=70.1℃、V10=1.70V 、ton=26ms、toff =42ms、△n=0.148。
4−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ベンゾニトリル80重量%と2,6−ジフルオロ−4−プロピル−4′−(4−トランス−ビニルシクロヘキシル)トラン20重量%との混合物。
cl.p.(N/I)=70.1℃、V10=1.70V 、ton=26ms、toff =42ms、△n=0.148。
Claims (9)
- 一般式(I):
(式中、Rは、それぞれ、1〜12個の炭素原子を有する、アルキルもしくはアルコキシ、または2〜12個の炭素原子を有する、アルケニルもしくはアルケニルオキシ(これらの基において、2個の酸素原子は直接に隣接していないということを条件として、1個のCH2 基は酸素により置換されていてもよくおよび/または1個またはそれ以上の水素原子はフッ素原子により置換されていてもよい)を表し;Y1 およびY2 は、それぞれ独立して、フッ素または水素を表し;Zは、−O(CH2)3 −、−(CH2)3 O−、または環Aが飽和環を示す場合は、トランス形態の、−(CH2)2 CH=CH−もしくは−CH2 OCH=CH−をも表し;Aは、トランス−1,4−シクロヘキシレン、または場合によってはフッ素により置換されていてもよい1,4−フェニレンを表し;Xは、それぞれ、1〜6個の炭素原子を有する、アルキルもしくはアルコキシ、2〜6個の炭素原子を有する、アルケニル、アルケニルオキシもしくはアルコキシアルキル、または−CH=CF2 、またはトランス−1,4−シクロヘキシレン上においては、−CH=CHClもしくは−CH=CHF、または1,4−フェニレン上においては、フッ素、塩素、−CF3 、−OCF3 もしくは−OCHF2 をも表す)で示される化合物。 - 式(I−1)、(I−2)または(I−3):
(式中、Rは、それぞれ、1〜6個の炭素原子を有する直鎖状の、アルキルもしくはアルコキシ、または2〜6個の炭素原子を有する直鎖状の、アルケニルもしくはアルケニルオキシ(これらの基において、2個の酸素原子は直接に隣接していないということを条件として、1個のCH2 基は酸素により置換されていてもよい)を表し;Y1 およびY2 は、それぞれ独立して、フッ素または水素を表し;Xは、−CH=CF2 、−CH=CHClもしくは−CH=CHFを表し;X1 は、−CH=CF2を示し;yは、0、1または2を表す;すなわち、フェニル環:
は、置換されていないか、または下記:
で示されるように置換されている)で示される化合物。 - 置換基Y1 およびY2 のうちの一方が、水素を表し、他方が水素またはフッ素を表す請求項1または2記載の化合物。
- 置換基Y1 およびY2 の両方が、水素を表す請求項3記載の化合物。
- 少なくとも二種の成分を含む液晶混合物であって、少なくとも一種の成分が請求項1に定義された式(I)の化合物である液晶混合物。
- 請求項1に定義された式(I)の化合物の含有量が、3〜40重量%である請求項5記載の液晶混合物。
- 請求項1に定義された式(I)の化合物の含有量が、5〜30重量%である請求項5または6記載の液晶混合物。
- 電気光学目的のために、請求項1に定義された式(I)の化合物を使用する方法。
- 電気光学目的のために、請求項5〜7のいずれか1項記載の液晶混合物を使用する方法。
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