JP2829435B2 - シクロヘキセンフツ素化合物 - Google Patents

シクロヘキセンフツ素化合物

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JP2829435B2
JP2829435B2 JP2217545A JP21754590A JP2829435B2 JP 2829435 B2 JP2829435 B2 JP 2829435B2 JP 2217545 A JP2217545 A JP 2217545A JP 21754590 A JP21754590 A JP 21754590A JP 2829435 B2 JP2829435 B2 JP 2829435B2
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    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/0403Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit the structure containing one or more specific, optionally substituted ring or ring systems

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、新規なシクロヘキセンフツ素化合物および
該化合物を有効成分として含有する液晶組成物に関す
る。
〔従来の技術とその問題点〕
液晶を利用した表示素子は時計、電卓等に広く使用さ
れている。これらの液晶表示素子は液晶物質の光学異方
性および誘電率異方性を利用したものである。液晶相に
はネマチツク液晶相、スメクチツク液晶相、コレステリ
ツク液晶相があり、そのうちネマチツク液晶相を利用し
たものが最も広く実用化されている。
それらには液晶表示に応用されている電気光学効果に
対応して、TN(ねじれネマチツク)型、DS(動的散乱)
型、ゲスト・ホスト型、DAP型等の表示素子があり、そ
れぞれに使用される液晶物質の性質は異る。しかし、い
ずれの液晶物質も水分、空気、熱、光等に安定であるこ
とが必要であることは共通しており、又、室温を中心と
してできるだけ広い温度範囲で液晶相を示し、更に表示
素子の種類によつて異る最適な誘電率異方性値(△ε)
を有するようにしなければならない。しかし、現在のと
ころ単一の液晶物質でそのような条件をみたす物質はな
く、数種の液晶物質またはさらに非液晶物質を混合して
実用に供している。
最近は特に液晶表示素子の表示品位の高いものが要求
されている。その要求に応えるためにTFT(薄膜トラン
ジスタ)を応用した表示素子が開発されている。このTF
T型液晶表示素子に要求される液晶組成物は比抵抗値の
大きいものが要求されている。一般に△εが正の値を示
す液晶性化合物としてシアノ基をもつ化合物が多く使わ
れている。しかし、シアノ基は高電圧がかかるTFT型液
晶表示素子で使用すると分解が起ることが知られてい
る。本発明者らは先に特開昭57−67527号で次式の化合
を開示した。しかしこの化合物の△εは+2程度であ
り、動作電圧が高い。従つて、更に動作電圧が低く、か
つ電気的に安定な化合物が要求されている。
〔発明が解決しようとしている課題〕
本発明の目的は低粘性で、△εが+5程度以上と大き
く、又電気的に安定な液晶性化合物及び液晶組成物を提
供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は一般式 (上式中、Rは炭素数1〜15の直鎖又は分岐アルキル基
を、X、Yはそのいずれか一方がF原子を、他方がCF3
基を示す) で表わされるシクロヘキセンフツ素化合物及び少なくと
もその一種を有効成分として含有することを特徴とする
液晶組成物である。
本発明の化合物は大きい正の誘電率異方性を示し、比
較的低粘性で電気的に安定な化合物であるのでTFT型液
晶表示素子に用いる液晶組成物を得るのに極めて有用な
化合物である。
つぎに本発明の化合物の製造法を示すと、2−フルオ
ロ−4−ブロモベンゾトリフロリド又は2−フルオロ−
5−ブロモベンゾトリフロリドをマグネシウム末とテト
ラヒドロフラン溶媒(THFと略す)中で反応し、グリニ
ヤール試薬を製造した。つぎにこのグリンヤール試薬と
トランス−4−(トランス−4−アルキルシクロヘキシ
ル)シクロヘキサノンと反応し、アルコール体(II)を
製造した。この(II)をp−トルエンスルホン酸を触媒
にして脱水反応をして目的の1,2−置換−4−〔4−
(トランス−4−アルキルシクロヘキシル)シクロヘキ
セン−1−イル〕ベンゼン(I)を製造した。
〔発明の作用、効果〕 本発明の化合物は他の多くの液晶性化合物、すなわち
エステル系、シツフ塩素系、ビフエニル系、フエニルシ
クロヘキサン系、複素環系等の液晶性化合物との相溶性
がよく、本発明の化合物を液晶組成物の成分として加え
ることにより、粘度をそれ程上昇させずに△εの大き
い、電気的に安定な液晶組成物を得ることができ、液晶
表示素子の動作電圧を下げることができる。従つて、本
発明の化合物は特にTFT型液晶表示素子用の液晶組成物
の成分として好適な化合物であると云える。
〔実施例〕
以下に述べる実施例により本発明の化合物につきさら
に詳細に説明する。
実施例1 1−フルオロ−2−トリフルオロメチル−4−〔4−
(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキ
セン−1−イル〕ベンゼン((I)式でRがC3H7、Xが
F、YがCF3のもの)の製造 フラスコにマグネシウム粉2.6g(0.108モル)とテト
ラヒドロフラン10mlを入れて、これに2−フルオロ−5
−ブロモベンゾトリフロリド25.0g(0.103モル)のテト
ラヒドロフラン溶液50mlを氷冷下30分間で滴下し、その
後室温で反応した。このようにしてできたものが3−ト
リフルオロメチル−4−フルオロフエニルマグネシウム
ブロミドである。このグリニヤール試薬に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2
4.0g(0.108モル)のテトラヒドロフラン溶液50mlを氷
冷下5℃に保ちながら40分間で滴下し、後に40℃にて1
時間反応した。反応終了後、氷冷した2N−塩酸300mlへ
そそぎ込んだ。析出した油状物をトルエン200mlで抽出
し、トルエン層を中性になるまで水洗した。その後減圧
で溶媒を留去して、黄色液体を得た。これが1−(3−
トリフルオロメチル−4−フルオロフエニル)−4−
(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキ
サン−1−オールである(収量36.0g、収率92%)。
次に、この1−(3−トリフルオロメチル−4−フル
オロフエニル)−4−(トランス−4−プロピルシクロ
ヘキシル)シクロヘキサン−1−オールを精製せずに、
そのままトルエン100mlに溶解し、p−トルエンスルホ
ン酸1.0gを加え、3時間加熱還流し、脱水反応を行つ
た。反応終了後、室温まで放冷し、反応液を2N−水酸化
ナトリウムで洗浄、続いて、中性になるまで水で洗浄し
た。その後、減圧で溶媒を留去し、茶かつ色の油状物を
得た。この油状物をエタノールとノルマルヘプタン混合
溶媒で再結晶して、無色結晶の1−フルオロ−2−トリ
フルオロメチル−4−〔4−(トランス−4−プロピル
シクロヘキシル)シクロヘキセン−4−イル〕ベンゼン
を製造した(収量22.0g、収率64%、融点64.8〜65.
8)。
上記と全く同様の操作で4−(トランス−4−プロピ
ルシクロヘキシル)シクロヘキサノンの代りにアルキル
基の異なる4−(トランス−4−アルキルシクロヘキシ
ル)シクロヘキサノンを用いてつぎの化合物を製造でき
る。
1−フルオロ−2−トリフルオロメチル−4−〔4−
(トランス−4−メチルシクロヘキシル)シクロヘキセ
ン−1−イル〕ベンゼン、 1−フルオロ−2−トリフルオロメチル−4−〔4−
(トランス−4−エチルシクロヘキシル)シクロヘキセ
ン−1−イル〕ベンゼン、 1−フルオロ−2−トリフルオロメチル−4−〔4−
(トランス−4−ブチルシクロヘキシル)シクロヘキセ
ン−1−イル〕ベンゼン、 1−フルオロ−2−トリフルオロメチル−4−〔4−
(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキ
セン−1−イル〕ベンゼン、 1−フルオロ−2−トリフルオロメチル−4−〔4−
(トランス−4−ヘキシルシクロヘキシル)シクロヘキ
セン−1−イル〕ベンゼン、 1−フルオロ−2−トリフルオロメチル−4−〔4−
(トランス−4−ヘプチルシクロヘキシル)シクロヘキ
セン−1−イル〕ベンゼン、 1−フルオロ−2−トリフルオロメチル−4−〔4−
(トランス−4−オクチルシクロヘキシル)シクロヘキ
セン−1−イル〕ベンゼン、 1−フルオロ−2−トリフルオロメチル−4−〔4−
(トランス−4−ノニルシクロヘキシル)シクロヘキセ
ン−1−イル〕ベンゼン、 1−フルオロ−2−トリフルオロメチル−4−〔4−
(トランス−4−デシルシクロヘキシル)シクロヘキセ
ン−1−イル〕ベンゼン、 1−フルオロ−2−トリフルオロメチル−4−〔4−
(トランス−4−ウンデシルシクロヘキシル)シクロヘ
キセン−1−イル〕ベンゼン、 1−フルオロ−2−トリフルオロメチル−4−〔4−
(トランス−4−ドテシルシクロヘキシル)シクロヘキ
セン−1−イル〕ベンゼン、 1−フルオロ−2−トリフルオロメチル−4−〔4−
(トランス−4−トリデシルシクロヘキシル)シクロヘ
キセン−1−イル〕ベンゼン、 1−フルオロ−2−トリフルオロメチル−4−〔4−
(トランス−4−テトラデシルシクロヘキシル)シクロ
ヘキセン−1−イル〕ベンゼン、 1−フルオロ−2−トリフルオロメチル−4−〔4−
(トランス−4−ペンタデシルシクロヘキシル)シクロ
ヘキセン−1−イル〕ベンゼン。
実施例2 1−トリフルオロメチル−2−フルオロ−4−〔4−
(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキ
セン−1−イル〕ベンゼン、((I)式でRがC3H7、X
がCF3、YがFのもの)の製造 実施例1と全く同様の操作により2−フルオロ−5−
ブロモベンゾトリフロリドの代りに、2−フルオロ−4
−ブロモベンゾトリフロリドを用いて1−トリフルオロ
メチル−2−フルオロ−4−〔4−(トランス−4−プ
ロピルシクロヘキシル)シクロヘキセン−1−イル〕ベ
ンゼンを得た。
同様の操作で4−(トランス−4−プロピルシクロヘ
キシル)シクロヘキサノンの代りに、アルキル基の異な
る4−(トランス−4−アルキルシクロヘキシル)シク
ロヘキサノンを用いて、次の化合物を製造できる。
1−トリフルオロメチル−2−フルオロ−4−〔4−
(トランス−4−メチルシクロヘキシル)シクロヘキセ
ン−1−イル〕ベンゼン、 1−トリフルオロメチル−2−フルオロ−4−〔4−
(トランス−4−エチルシクロヘキシル)シクロヘキセ
ン−1−イル〕ベンゼン、 1−トリフルオロメチル−2−フルオロ−4−〔4−
(トランス−4−ブチルシクロヘキシル)シクロヘキセ
ン−1−イル〕ベンゼン、 1−トリフルオロメチル−2−フルオロ−4−〔4−
(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキ
セン−1−イル〕ベンゼン、 1−トリフルオロメチル−2−フルオロ−4−〔4−
(トランス−4−ヘキシルシクロヘキシル)シクロヘキ
セン−1−イル〕ベンゼン、 1−トリフルオロメチル−2−フルオロ−4−〔4−
(トランス−4−ヘプチルシクロヘキシル)シクロヘキ
セン−1−イル〕ベンゼン、 1−トリフルオロメチル−2−フルオロ−4−〔4−
(トランス−4−オクチルシクロヘキシル)シクロヘキ
セン−1−イル〕ベンゼン、 1−トリフルオロメチル−2−フルオロ−4−〔4−
(トランス−4−ノニルシクロヘキシル)シクロヘキセ
ン−1−イル〕ベンゼン、 1−トリフルオロメチル−2−フルオロ−4−〔4−
(トランス−4−デシルシクロヘキシル)シクロヘキセ
ン−1−イル〕ベンゼン、 1−トリフルオロメチル−2−フルオロ−4−〔4−
(トランス−4−ウンデシルシクロヘキシル)シクロヘ
キセン−1−イル〕ベンゼン、 1−トリフルオロメチル−2−フルオロ−4−〔4−
(トランス−4−ドデシルシクロヘキシル)シクロヘキ
セン−1−イル〕ベンゼン、 1−トリフルオロメチル−2−フルオロ−4−〔4−
(トランス−4−トリデシルシクロヘキシル)シクロヘ
キセン−1−イル〕ベンゼン、 1−トリフルオロメチル−2−フルオロ−4−〔4−
(トランス−4−テトラデシルシクロヘキシル)シクロ
ヘキセン−1−イル〕ベンゼン、 1−トリフルオロメチル−2−フルオロ−4−〔4−
(トランス−4−ペンタデシルシクロヘキシル)シクロ
ヘキセン−1−イル〕ベンゼン。
実施例3(組成物) トランス−4−プロピル−(4−シアノフエニル)シ
クロヘキサン 30重量% トランス−4−ペンチル−(4−シアノフエニル)シ
クロヘキサン 40重量% トランス−4−ヘプチル−(4−シアノフエニル)シ
クロヘキサン 30重量% なる組成の液晶混合物(A)のN−I点は52.3℃、△ε
は10.7、20℃における粘度は21.7mPa・s、△nは0.119
である。液晶セルとして、酸化ケイ素をコーテイング
し、ラビング処理した酸化スズ透明電極を有する基板を
対向させて組立てた、電極間距離が9μmのものを用意
し、上記の液晶組成物(A)を封入して20℃でその特性
を測定したところ、しきい電圧(以下、Vthと略記す
る)は1.60Vであつた。
この液晶組成物(A)85重量%に本発明の化合物の1
つである実施例1で製造した1−フルオロ−2−トリフ
ルオロメチル−4−〔4−(トランス−4−プロピルシ
クロヘキシル)シクロヘキセン−1−イル〕ベンゼン15
重量%を添加した液晶組成物のN−I点は42.8℃、△ε
は+9.9、△nは0.107、20℃における粘度は28.9mPa・
s、Vthは1.33Vであつた。
このことより、この化合物の△εは+5.4(外挿値)
で、 の△εの+2より大きく、シアノ基を有する化合物の含
有量を組成物から減らすことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07C 25/18 C09K 19/30 G02F 1/13 CA(STN)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式 (上式中、Rは炭素数1〜15の直鎖又は分岐アルキル基
    を、X、Yはそのいずれか一方がF原子を、他方がCF3
    基を示す) で表わされるシクロヘキセンフツ素化合物。
  2. 【請求項2】請求項1記載の(I)式で表わされるシク
    ロヘキセンフツ素化合物を有効成分として含有する液晶
    組成物。
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