JPH0692924A - 2−フルオロベンゾニトリル誘導体 - Google Patents
2−フルオロベンゾニトリル誘導体Info
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Abstract
アルキル基を示し、Xは水素またはフッ素原子、ビニル
基はトランス配置である)で表されるベンゾニトリル誘
導体、並びにそれを含有する液晶組成物。 【効果】 これらの化合物は比較的低粘性でありながら
高い誘電率異方性値を有し、液晶表示素子を低電圧で駆
動出来る。室温付近から二百度付近までの広い温度範囲
で液晶相を示すほか、他の多くの液晶性化合物、すなわ
ちエステル系、シッフ塩基系、ビフェニル系、フェニル
シクロヘキサン系、複素環系、フッソ系等の液晶化合物
との相溶性が良く、特に低温における相溶性が良好であ
るところから改良された液晶材料を提供出来る。また、
これらの化合物を液晶組成物の成分として加えることに
より、粘度を上昇させずに液晶組成物の使用温度範囲を
著しく拡大することができる。
Description
リル誘導体に関し、さらに詳しくは4ー[トランスー4
ー〔(E)ー2ー(トランスー4ーアルキルシクロヘキ
シル)ビニル〕シクロヘキシル]ー2ーフルオロベンゾ
ニトリル誘導体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。
性および誘電率異方性を利用したものであるが、その表
示方法としてはTN型(ねじれネマチック型)、スーパ
ーツイストネマチック型 (STN型)、動的散乱型
(DS型)、ゲスト・ホスト型(G−H型)、DAP型
等が知られている。また、これらの駆動方式にはスタテ
ィック駆動方式、時分割駆動方式、アクティブマトリッ
クス駆動方式、2周波駆動方式などが用いられている。
これら種々の液晶表示素子に用いられる液晶物質の性質
は種々異なるが、いずれの液晶物質も水分、空気、熱、
光等に安定であることは共通しており、また、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、粘性
が小さく、表示素子中においては、速い応答速度、高コ
ントラスト、さらに駆動電圧が低いことが要求される。
また、表示素子の種類によっては適切な誘電率異方性
(△ε)を有するようにしなければならない。しかし、
これらの特性を単一成分で満足する液晶化合物は現在の
ところ知られておらず、数種の液晶化合物や非液晶化合
物を混合して得られる液晶組成物を使用しているのが現
状である。
化合物が開示されている。
Xは水素またはフッ素原子を表わす)化合物(イ)に関
しては特開昭61ー215336において実施例が全く
無いが、発明者らの検討では、誘電率異方性の割には粘
度が高く、他の液晶性化合物との相溶性が悪いという欠
点を有する。また化合物(ロ)に関しても誘電率異方性
値△εが小さいほか、液晶相を示す温度範囲が狭いとい
う欠点を有する。
シルエチレンの部分構造に2ーフルオロベンゾニトリル
誘導体の導入を検討した結果、低粘性で著しく広い温度
範囲でネマチック相を示し、高い誘電率異方性値を有
し、かつ他の液晶性化合物との低温における相溶性が良
好な請求項に掲げる新規液晶性物質を発明するに至った
率の異方性が大きく、広い温度範囲で液晶相を示し、か
つ他の既知の液晶化合物との低温における相溶性が良好
な新規な液晶化合物およびこれを含有する液晶組成物を
提供することにある。
鎖または分岐アルキル基を示し、Xは水素またはフッ素
原子、ビニル基はトランス配置である)で表される2ー
フルオロベンゾニトリル誘導体および該化合物を有効成
分として含有する液晶組成物である。本発明により提供
される液晶組成物は、(I)式で表される化合物を少な
くとも一つ含む成分(A)と、好ましくは△ε≧5であ
る高誘電率異方性の化合物を一つ以上含む成分(B)、
|△ε|<5である低誘電率異方性の化合物を一つ以上
含む成分(C)、80℃を越える透明点を有する化合物
を一つ以上含む成分(D)、およびその他の成分(E)
から選ばれた1種以上の成分からなる液晶誘電体であ
る。
に好ましい化合物を以下に示す。
またはアルケニル基を表し、該基の1つまたは隣合わな
い2つの炭素原子は酸素原子によって置き換えられても
よい。成分(C)として特に好ましい化合物を以下に示
す。
キル基またはアルケニル基を表し、該基の1つまたは隣
合わない2つの炭素原子は酸素原子によって置き換えら
れてもよい。成分(D)として特に好ましい化合物を以
下に示す。
キル基またはアルケニル基を表し、該基の1つまたは隣
合わない2つの炭素原子は酸素原子によって置き換えら
れてもよい。成分(E)として特に好ましい化合物を以
下に示す。
またはアルケニル基を表し、該基の1つまたは隣合わな
い2つの炭素原子は酸素原子によって置き換えられても
よい。本発明の化合物(I)の好ましい態様は、次の一
般式群により表される化合物である。
鎖または分岐アルキル基を示し、ビニル基はトランス配
置である)分子内のジシクロヘキシルエチレンの部分構
造はネマチック相の温度範囲を拡大する効果があること
は知られているが、2ーフルオロベンゾニトリル誘導体
と組合わされた場合、その効果が著しく向上し、化合物
(Iーa)、(Iーb)とも室温付近から二百度付近ま
での幅広い温度範囲でネマチック液晶相を示すことが判
明した。また、両化合物とも3環系化合物としては比較
的低粘性でありながら正の大きな誘電率異方性値(△
ε)を有し、特に化合物(Iーb)においては著しく大
きな誘電率異方性値(△ε)を有することから液晶表示
素子を低電圧で駆動させることができ、液晶表示素子の
材料として最適であることが判った。
かつ、熱、空気、光等にも安定な化合物で、広い温度範
囲で液晶相を示し、高い誘電率異方性値を有する。 さ
らに本発明の化合物はその他の液晶性化合物との相溶性
も良好で、特に低温における相溶性が良好な化合物であ
り改良された特性を有する液晶材料を提供することがで
きる。 〔化合物の製法〕次に、本発明の化合物の製造法を示
す。製造方法は製造原料である1ーホルミルー4ー(3
ーフルオロー4ーシアノフェニル)シクロヘキサンの製
造と、これを用いた各化合物の製造とに分けられる。
フルオロー4ーシアノフェニル)シクロヘキサンの製造
は3ーフルオロブロモベンゼン(1)より調製したGrig
nard試薬に1、4ーシクロヘキサンジオンモノエチレン
ケタールを反応させアルコール体(2)としたのち、酸
触媒(例えばp−トルエンスルホン酸、硫酸水素カリウ
ム、塩酸、硫酸、イオン交換樹脂等)にて脱水してシク
ロヘキセン誘導体(3)に誘導する。次にこれをPd、
NiあるいはPt系等の触媒下、接触水素添加反応を行
い、さらに酸性水溶液(例えば酢酸、塩酸、ぎ酸等)で
脱保護し、シクロヘキサノン誘導体(5)を得る。次
に、化合物(5)に塩化アルミニウム存在下オキサリル
クロリドを作用させアシル化を行い、酸クロリド誘導体
(6)としたのち、アンモニア水を作用させアミド体
(7)とし、さらにこれにピリジン中、塩化ベンゼンス
ルホニルを作用させ4ー(3ーフルオロー4ーシアノフ
ェニル)シクロヘキサノン(8)を得る。得られたシク
ロヘキサノン誘導体にメトキシメチルホスホニウムクロ
リドを塩基(例えばn−ブチルリチウム、カリウムーt
−ブトキシド等)で処理して得られたイリドを反応さ
せ、さらに酸性水溶液中で処理することによって目的の
1ーホルミルー4ー(3ーフルオロー4ーシアノフェニ
ル)シクロヘキサンを得ることができる。1ーホルミル
ー4ー(3、5ージフルオロー4ーシアノフェニル)シ
クロヘキサンに関しても3、5ージフルオロブロモベン
ゼンを原料に上記同様の操作で製造できる。
(3ーフルオロー4ーシアノフェニル)シクロヘキサン
を用いて目的とする4ー[トランスー4ー〔(E)ー2
ー(トランスー4ーアルキルシクロヘキシル)ビニル〕
シクロヘキシル]ー2ーフルオロベンゾニトリル誘導体
を以下の製造方法にて製造することができる。すなわ
ち、アルキルシクロヘキシルメチルブロミドとトリフェ
ニルホスフィンから誘導した4級塩(9)に塩基(例え
ばn−ブチルリチウム、カリウムーt−ブトキシド等)
を作用させてイリドを発生させたのち、これにアルデヒ
ド誘導体(8)を反応させジシクロヘキシルエチレン誘
導体(10)とする。(10)はE体とZ体との混合物
であり、その比はおよそZ/E=95/5である。この
Z体をE体へ変換して本発明化合物(I−a)を得る。
すなわちZ、E混合物をジクロロメタン中m−クロロ過
安息香酸等の過酸化物で酸化し、オキシラン誘導体(1
1)とし、次にジブロモトリフェニルホスホランで臭素
化して、ジブロモ体(12)とする。このものはエリス
ロ、スレオの両混合物であることから適切な溶媒から、
再結晶させエリスロ体のみを分離したのち、亜鉛粉末に
て還元することによって本発明化合物4ー[トランスー
4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ーアルキルシクロヘ
キシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー2ーフルオロベン
ゾニトリル誘導体が得られる。また、本発明化合物4ー
[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ーアル
キルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー2、
6ージフルオロベンゾニトリル誘導体についても1ーホ
ルミルー4ー(3、5ージフルオロー4ーシアノフェニ
ル)シクロヘキサンを原料に同様の製造方法にて製造で
きる。
鎖または分岐アルキル基を示し、Xは水素またはフッ素
原子)
でありながら高い誘電率異方性を示し、液晶表示素子を
低電圧で駆動することができる。また、USP5,055,220記
載の化合物(B)(R=n−C3 H7 、X=F)のネマ
チック相ー等方性液体相転移点は39.0〜131.8℃である
のに比較し本発明化合物((I)式においてR=n-C
3 H7 、X=Hのもの)のそれは48.0〜215.5 ℃と著し
く広い温度範囲で液晶相を示す。さらに本発明化合物は
他の多くの液晶性化合物、すなわちエステル系、シッフ
塩基系、ビフェニル系、フェニルシクロヘキサン系、複
素環系、フッソ系等の液晶化合物との相溶性が良く、特
に低温における相溶性が良好であるところから改良され
た液晶材料を提供することが出来る。また、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
を上昇させずに液晶組成物の使用温度範囲を著しく拡大
することができる。
えた三つ口フラスコに削り状マグネシウム20.5g(0.844
mol)およびテトラヒドロフラン(以下THFと略す)1
0mlを添加し、かくはんしながら、3ーフルオロブロモ
ベンゼン134.5g(0.77mol)のTHF溶液250mlを系内が
50℃を保つように1時間を要して滴下した。滴下終了後
さらに温浴中同温度で2時間熟成させ、3ーフルオロフ
ェニルマグネシウムブロミドを調製した。次に調製した
Grignard試薬の中にシクロヘキサンジオンモノエチレン
ケタール100g(0.64mol)のTHF溶液200mlを同様に反
応系内が50℃を保つように1時間を要して滴下し、さら
に温浴中同温度に保ちながら3時間かくはんし、熟成さ
せた。熟成終了後反応溶液中に飽和塩化アンモニウム水
溶液200mlを添加したのち、不溶物をセライトろ過後、
トルエン(1000ml)で抽出した。抽出層は水洗(1500m
l)後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下トル
エンを留去し、茶褐色結晶物165.1gを得た。これがアル
コール誘導体である。アルコール誘導体はそのまま次の
工程に使用した。
スタークの装置を備えた2Lの3つ口フラスコに1)の
操作で得たアルコール誘導体165.1gを900mlのトルエン
に溶解添加し、酸触媒としてイオン交換樹脂アンバーリ
スト8.3gを添加して、かくはんしながら1時間加熱還流
を行った。反応溶液は室温まで放冷したのち、触媒をろ
別後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、トルエンを減
圧下留去して黄褐色油状物を165.1g得た。これがシクロ
ヘキセン誘導体である。シクロヘキセン誘導体は減圧蒸
留で精製を行い、158〜163℃/3mmHgの留分を112.5g得
た。シクロヘキセン誘導体は次に接触水素添加を行っ
た。すなわち1Lのナスフラスコ中シクロヘキセン誘導
体112.5gをソルミックス500mlに溶解し、5%ーPd/C触
媒を10g添加して、室温下水素圧5〜10Kg/cm2で5時
間接触水素添加を行った。反応終了後、触媒を分別した
のち溶媒を減圧下留去、濃縮して藍色油状物111.1gを得
た。得られた反応物はそのまま脱保護に使用した。1L
ナスフラスコ中還元精製物111.1gをトルエン150mlに溶
解し、98%-ぎ酸132.4g(2.82mol)を添加し加熱還流を
4時間行った。室温まで放冷したのち反応溶液を500ml
の氷冷水に注ぎ込み、トルエン(800ml)で抽出した。
抽出層は水洗(400ml)後、飽和炭酸ナトリウム水溶液
(300ml)、および水(900ml)で順次洗浄後、無水硫酸
マグネシウムで乾燥させ茶褐色油状物102.3gを得た。反
応混合物は減圧蒸留を行い、145〜148℃/4mmHgの留分を
分取し、4ー(3ーフルオロフェニル)シクロヘキサノ
ン(無色油状物)82.1gを得た。
入管および滴下ロートを備えた3つ口フラスコに塩化ア
ルミニウム106.8g(0.80mol)およびジクロロメタン600
mlを添加し、塩氷冷下-5℃まで冷却後、かくはんしなが
ら4ー(3ーフルオロフェニル)シクロヘキサノン51.3
g(0.27mol)を添加した。次に窒素雰囲気下オキサリル
クロリド94.8g(0.75mol)を-5〜-2℃を保ちながら2時
間を要して滴下した。滴下終了後反応温度を10℃まで上
昇させ、10℃を保ちながら4時間かくはんした。反応終
了後反応溶液は2000mlの氷水中に徐々に滴下し、未反応
のオキサリルクロリドを分解したのち、ジクロロメタン
層を分離し、さらに水層をジクロロメタン500mlで抽出
した。抽出層を混合後、水洗(1000ml)し、無水硫酸マ
グネシウムで乾燥させたのち、溶媒を減圧下留去して茶
褐色油状物62.9gを得た。酸クロリド誘導体はジオキサ
ン100mlに懸濁させ氷冷下0℃まで冷却後、25%-アンモ
ニア水100mlを10℃を越えないように20分を要して徐々
に滴下し、滴下終了後10℃にて2時間かくはんした。反
応溶液から析出したアミド体をろ別後、水洗(500ml)
し、減圧下乾燥させて、褐色結晶物39.1gを得た。
フラスコ中アミド体39.1gをピリジン200mlおよびトルエ
ン300mlに溶解し、塩化ベンゼンスルホニル43.9g(0.25
mol)を添加して2時加熱還流を行った。反応溶液は室
温まで冷却後、水300mlを添加したのちトルエン層を分
離後、水層をさらにトルエン400mlで抽出した。抽出層
を混合後、6N-塩酸水溶液200ml、水400ml、飽和炭酸ナ
トリウム水溶液300mlおよび水800mlで順次洗浄後、無水
硫酸マグシウムで乾燥し、トルエンを減圧下留去して黄
褐色結晶物を32.3g得た。反応混合物はトルエン/酢酸
エチル系混合溶媒を展開溶媒に用いたシリカゲルカラム
クロマトグラフィーで精製し、4ー(3ーフルオロー4
ーシアノフェニル)シクロヘキサノン(淡黄色結晶物)
30.8gを得た。
を備えた3つ口フラスコに窒素雰囲気下メトキシメチル
トリフェニルホスフィンクロリド61.9g(0.18mol)をT
HF250mlに懸濁させ、かくはんしながら氷冷下、0℃
まで冷却したのち、カリウム-t-ブトキシド21.5g(0.19
mol)を添加し、徐々に室温(20℃)まで昇温しながら
3時間かくはんした。再度氷冷下0℃まで冷却したの
ち、4ー(3ーフルオロー4ーシアノフェニル)シクロ
ヘキサノン24.5g(0.11mol)のTHF溶液50mlを0℃を
保つように20分を要して滴下し、徐々に室温まで昇温し
ながら20時間かくはんした。水300mlを添加し反応を終
了後、反応溶液はTHF層を分離後、水層をさらに酢酸
エチル(300ml)で抽出した。抽出層を混合後、水洗(9
00ml)し、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下溶媒
を留去して反応混合物を得た。反応混合物はトルエンを
展開溶媒として用いたシリカゲルカラムクロマトグラフ
ィーにて精製し、無色油状物22.3gを得た。反応物は窒
素雰囲気下THF600mlに溶解し、2N-塩酸水溶液165ml
を添加して室温下20時間かくはんした。反応溶液は酢酸
エチル500mlで抽出し、抽出層を水(300ml)、飽和炭酸
ナトリウム水溶液(300ml)および水(900ml)で順次洗
浄したのち、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下
溶媒を留去して目的物1ーホルミルー4ー(3ーフルオ
ロー4ーシアノフェニル)シクロヘキサン(無色油状
物)を17.3g得た。
ノフェニル)シクロヘキサンの製造〕 1)温度計、かくはん機、冷却管および滴下ロートを備
えた三つ口フラスコに削り状マグネシウム13.9g(0.57m
ol)およびテトラヒドロフラン10mlを添加し、かくはん
しながら、3、5ージフルオロブロモベンゼン100.0g
(0.52mol)のTHF溶液150mlを系内が50℃保つように
1時間を要して滴下した。滴下終了後さらに温浴中同温
度で2時間熟成させ、3、5ージフルオロフェニルマグ
ネシウムブロミドを調製した。次に調製したGrignard試
薬の中にシクロヘキサンジオンモノエチレンケタール6
2.3g(0.40mol)のTHF溶液100mlを同様に反応系内が
50℃を保つように1時間を要して滴下し、さらに温浴中
同温度に保ちながら3時間かくはんし、熟成させた。熟
成終了後反応溶液中に飽和塩化アンモニウム水溶液200m
lを添加したのち、不溶物をろ別後、トルエン(1000m
l)で抽出した。抽出層は水洗(1500ml)後、無水硫酸
マグネシウムで乾燥させ、減圧下トルエンを留去して茶
褐色結晶物110.8gを得た。これがアルコール誘導体であ
る。アルコール誘導体はそのまま次の工程に使用した。
スタークの装置を備えた2Lの3つ口フラスコに1)の
操作で得たアルコール誘導体110.8gを600mlのトルエン
に溶解添加し、酸触媒としてイオン交換樹脂アンバーリ
スト5.5gを添加して、かくはんしながら1時間加熱還流
を行った。反応溶液は室温まで放冷したのち、触媒をろ
別後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、トルエンを減
圧下留去してシクロヘキセン誘導体(黄褐色油状物)を
105.1g得た。このものは減圧蒸留で精製を行い、111.0
〜129.0℃/1.5mmHgの留分を76.4g得た。シクヘキセン誘
導体は次に接触水素添加を行った。すなわち1Lのナス
フラスコ中シクロヘキセン誘導体76.4gをソルミックス5
00mlに溶解し、5%ーPd/C触媒を7.0g添加して、室温水
素圧5〜10Kg/cm2で5時間接触水素添加を行った。反
応終了後、触媒をろ別したのち溶媒を減圧下留去して藍
色油状物76.6gを得た。得られた反応物はそのまま脱保
護に使用した。1Lナスフラスコ中還元精製物76.6gを
トルエン100mlに溶解し、98%-ぎ酸94.0g(2.04mol)を添
加し4時間加熱還流を行った。室温まで放冷したのち反
応溶液を500mlの氷水に注ぎ込み、トルエン(800ml)で
抽出した。抽出層は水洗(400ml)後、飽和炭酸ナリウ
ム水溶液(300ml)、および水(900ml)で順次洗浄後、
無水硫酸マグネシウムで乾燥させ茶褐色結晶物69.8gを
得た。このものはヘプタン/酢酸エチル混合溶媒から再
結晶して4ー(3、5ージフルオロフェニル)シクロヘ
キサノン(無色結晶物)53.3gを得た。
入管および滴下ロートを備えた3つ口フラスコに塩化ア
ルミニウム110.08g(0.83mol)およびジクロロメタン60
0mlを添加し、塩氷冷下-5℃まで冷却後、かくはんしな
がら4ー(3、5ージフルオロフェニル)シクロヘキサ
ノン53.3g(0.25mol)を添加したのち窒素雰囲気下オキ
サリルクロリド95.2g(0.75mol)-5〜-2℃を保ちながら
2時間を要して滴下した。滴下終了後反応温度を10℃ま
で上昇させ、10℃を保ちながら4時間かくはんした。反
応終了後反応溶液は2000mlの氷水中に徐々に滴下し、未
反応のオキサリルクロリドを分解したのち、ジクロロメ
タン層を分離し、さらに水層をジクロロメタン500mlで
抽出した。抽出層を混合後、水洗(1000ml)し、無水硫
酸マグネシウムで乾燥させたのち、溶媒を減圧下留去し
て酸クロリド誘導体(茶褐色油状物)67.2gを得た。酸ク
ロリド誘導体はそのままジオキサン100mlに懸濁させ氷
冷下0℃まで冷却後、25%-アンモニア水100mlを10℃を越
えないように20分を要して徐々に滴下し、滴下終了後10
℃にて2時間かくはんした。反応溶液から析出したアミ
ド体をろ別後、水洗(500ml)し、減圧下乾燥させて、褐
色結晶物60.1gを得た。
フラスコ中アミド体60.1gをピリジン300mlおびトルエン
300mlに溶解し、塩化ベンゼンスルホニル62.9g(0.36mo
l)を添加して、加熱還流を2時間行った。反応溶液は
室温まで冷却後、水300mlを添加したのちトルエン層を
分離後、水層をさらにトルエン400mlで抽出した。抽出
層を混合後、6N-塩酸水溶液200ml、水400ml、飽和炭酸ナ
トリウム水溶液300mlおよび水800mlで順次洗浄後、無水
硫酸マグシウムで乾燥し、トルエンを減圧下留去して黄
褐色結晶物を40.3g得た。反応混合物はトルエン/酢酸
エチル系混合溶媒を展開溶媒に用いたシリカゲルカラム
クロマトグラフィーで精製し、4ー(3、5ージフルオ
ロー4ーシアノフェニル)シクロヘキサノン(淡黄色結
晶物)33.4gを得た。
を備えた3つ口フラスコに窒素雰囲気下メトキシメチル
トリフェニルホスフィンクロリド73.1g(0.21mol)をT
HF300mlに懸濁させ、かくはんしながら氷冷下、0℃ま
で冷却したのち、カリウム-t-ブトキシド27.1g(0.24mo
l)を添加し、徐々に室温(20℃)まで昇温しながら3
時間かくはんした。再度氷冷下0℃まで冷却したのち、
4ー(3、5ージフルオロー4ーシアノフェニル)シク
ロヘキサノン33.4g(0.14mol)のTHF溶液60mlを0℃
を保つように20分を要して滴下し、徐々室温まで昇温し
ながら20時間かくはんした。水300mlを添加し反応を終
了後、反応溶液はTHF層を分離後、水層をさらに酢酸
エチル(300ml)で抽出した。抽出層を混合後、水洗(9
00ml)し、無水硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下溶媒
を留去して反応混合物を得た。反応混合物はトルエンを
展開溶媒として用いたシリカゲルカラムクロマトグラフ
ィーにて精製し、無色油状物34.5gを得た。反応物は窒
素雰囲気下THF850mlに溶解し、2N-塩酸水溶液240ml
を添加して室温下20時間かくはんした。反応溶液は酢酸
エチル500mlで抽出し、抽出層を水(300ml)、飽和炭酸
ナトリウム水溶液(300ml)および水(900ml)順次洗浄
したのち、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下溶
媒を留去して目的物である1ーホルミルー4ー(3、5
ージフルオロー4ーシアノフェニル)シクロヘキサン
(無色油状物)を32.3g得た。
エチルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー2
ーフルオロベンゾニトリル ((I)式においてR=n
−C2 H5 、X=Hのもの)の製造 1)かくはん機、温度計、冷却管および窒素導入管を備
えた3つ口フラスコにトランスー4ーエチルシクロヘキ
シルメチルブロミド13.4g(65.1mmol)、トリフェニル
ホスフィン20.5g(78.1mmol)およびキシレン10mlを添
加し、160℃に加熱かくはんしながら20時間反応させ
た。室温まで放冷、冷却したのち、THF250ml、カリ
ウム-t-ブトキシド6.8g(60.8mmol)を順次添加し、そ
のまま室温下3時間かくはんしながらイリドを調製し
た。次に実施例1で合成した1ーホルミルー4ー(3ー
フルオロー4ーシアノフェニル)シクロヘキサン10g(4
3.4mmol)のTHF溶液35mlをイリド溶液中に室温下20
分を要して滴下し、さらに室温にて20時間かくはん熟成
させた。反応溶液に水300mlを添加し反応を終了後、反
応溶液を酢酸エチル(700ml)で抽出した。抽出層を水
(1000ml)で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、
溶媒を減圧下留去して反応混合物を得た。得られた反応
物はトルエンを展開溶媒にシリカゲルカラムクロマトグ
ラフィーで精製し、茶黄色油状物を11.4g得た。これが
4ー[トランスー4ー〔(E、Z)ー2ー(トランスー
4ーエチルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]
ー2ーフルオロベンゾニトリルである。E体、Z体の生
成比はガスクロマトグラフィーの分析結果からE体/Z
体=5/95である。
を備えた3つ口フラスコ中、m−クロロ過安息香酸11.6
g(67.2mmol)および炭酸カリウム23.2g(167.9mmol)
をジクロロメタン200mlに懸濁させ、氷冷下かくはんしな
がら、0℃まで冷却後、1)の操作で合成した4ー[ト
ランスー4ー〔(E、Z)ー2ー(トランスー4ーエチ
ルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー2ーフ
ルオロベンゾニトリル11.4g(33.6mmol)のTHF溶液5
0mlを0℃を保ちながら30分を要して滴下した。滴下終
了後室温まで昇温させ、そのまま20時間かくはんした。
反応溶液を10%チオ硫酸ナトリウム水溶液に注ぎ込んだ
のち、ジクロロメタン層を分離後、さらに水層をジクロ
ロメタン200mlで抽出した。抽出層を混合後、飽和炭酸
ナトリウム水溶液600ml、水(600ml)で順次洗浄後、無
水硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧下留去、濃縮
してオキシラン誘導体(白色結晶物)11.2gを得た。
えたナスフラスコに2)で得たオキシラン誘導体11.2g
(31.0mmol)、ジブロモトリフェニルホスホラン21.2g
(50.1mmol)およびトルエン300mlを添加し、9時間加
熱還流を行った。反応溶液を氷冷水中に注ぎ込んだの
ち、トルエン不溶物をセライトろ過除去後、新たにトル
エン300mlを添加し、抽出した。抽出層を水(600ml)、
飽和炭酸ナトリウム水溶液(300ml)および水(600ml)
で順次洗浄したのち、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、
減圧下溶媒を留去して反応混合物を25.3g得た。得られ
た反応混合物はトルエンを展開溶媒に用いたシリカゲル
カラムクロマトグラフィーさらにトルエンからエリスロ
体のみを再結晶で精製し、ジブロモ誘導体(無色結晶
物)2.53gを得た。
窒素雰囲気下3)で合成したジブロモ体2.53g(2.5mmo
l)を酢酸30mlに懸濁させ、亜鉛粉末2.2g(32.9mmol)
を添加し、室温下17時間かくはんした。反応溶液は不溶
物をろ別したのち、水100mlを添加し、酢酸エチル(200
ml)で抽出した。抽出層は水(200ml)、飽和炭酸ナトリ
ウム水溶液(100ml)および水(400ml)で順次洗浄し、
無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を減圧下留去し
て反応生成物1.7gを得た。反応物はヘプタンを展開溶媒
にシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、
さらに酢酸エチルから再結晶して最終目的物4ー[トラ
ンスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ーエチルシク
ロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー2ーフルオロ
ベンゾニトリル(無色結晶物)を0.59g得た。
プロピルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー
2ーフルオロベンゾニトリル ((I)式においてR=
n-C3H7、X=Hのもの)の製造 1)かくはん機、温度計、冷却管および窒素導入管を備
えた3つ口フラスコにトランスー4ープロピルシクロヘ
キシルメチルブロミド15.2g(69.5mmol)、トリフェニ
ルホスフィン21.8g(83.4mmol)およびキシレン10mlを
添加し、160℃に加熱かくはんしながら20時間反応させ
た。室温まで放冷、冷却したのち、THF300ml、カリ
ウム-t-ブトキシド7.3g(65.1mmol)を順次添加し、そ
のまま室温下3時間かくはんしながらイリドを調製し
た。次に実施例1で合成した1ーホルミルー4ー(3ー
フルオロー4ーシアノフェニル)シクロヘキサン10g(4
3.4mmol)のTHF溶液35mlをイリド溶液中に室温下20
分を要して滴下し、さらに室温にて20時間かくはん熟成
させた。反応溶液に水300mlを添加し反応を終了後、反
応溶液を酢酸エチル(700ml)で抽出した。抽出層を水
(1000ml)で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、
溶媒を減圧下留去して反応混合物を得た。得られた反応
物はトルエンを展開溶媒にシリカゲルカラムクロマトグ
ラフィーで精製し、茶黄色油状物を10.1g得た。これが
4ー[トランスー4ー〔(E、Z)ー2ー(トランスー
4ープロピルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシ
ル]ー2ーフルオロベンゾニトリルである。E体、Z体
の生成比はガスクロマトグラフィーの分析結果からE体
/Z体=5/95である。
を備えた3つ口フラスコ中、m−クロロ過安息香酸9.8g
(56.8mmol)および炭酸カリウム19.6g(142.0mmol)を
ジクロロメタン150mlに懸濁させ、氷冷下かくはんしなが
ら、0℃まで冷却後、1)の操作で合成した4ー[トラ
ンスー4ー〔(E、Z)ー2ー(トランスー4ープロピ
ルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー2ーフ
ルオロベンゾニトリル10.1g(28.4mmol)のTHF溶液3
0mlを0℃を保ちながら40分を要して滴下した。滴下終
了後室温まで昇温させ、そのまま20時間かくはんした。
反応溶液を10%チオ硫酸ナトリウム水溶液(300ml)に注
ぎ込んだのち、ジクロメタン層を分離後、さらに水層を
ジクロロメタン200mlで抽出した。抽出層を混合後、飽
和炭酸ナトリウム水溶液600ml、水(600ml)で順次洗浄
後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧下留去
してオキシラン誘導体(白色結晶物)8.33gを得た。
えたナスフラスコに2)で得たオキシラン誘導体8.33g
(16.2mmol)、ジブロモトリフェニルホスホラン10.9g
(25.9mmol)およびトルン300mlを添加し、6時間加熱
還流を行った。反応溶液を氷冷水中に注ぎ込んだのち、
トルエン不溶物をセライトろ過除去後、新たにトルエン
200mlを添加し、抽出した。抽出層は水(600ml)、飽和
炭酸ナトリウム水溶液(300ml)および水(600ml)で順
次洗浄したのち、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧
下溶媒を留去して反応混合物を8.8g得た。得られた反応
混合物はトルエンを展開溶媒に用いたシリカゲルカラム
クロマトグラフィー、さらにトルエンからエリスロ体の
みを再結晶で精製し、ジブロモ誘導体(無色結晶物)3.
8gを得た。
窒素雰囲気下3)で合成したジブロモ体3.8g(7.4mmo
l)を酢酸40mlに懸濁させ、亜鉛粉末3.1g(47.8mmol)
を添加し、室温下17時間かくはんした。反応溶液は不溶
物をろ別したのち、反応溶液を酢酸エチル(200ml)で
抽出した。抽出層は水(200ml)、飽和炭酸ナトリウム
水溶液(100ml)および水(400ml)で順次洗浄し、無水
硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を減圧下留去して反
応生成物2.5gを得た。反応物はヘプタンを展開溶媒にシ
リカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、さら
に酢酸エチルから再結晶して最終目的物4ー[トランス
ー4ー〔(E)ー2ー (トランスー4ープロピルシク
ロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー2ーフルオロ
ベンゾニトリル(無色結晶物)を1.2g得た。
キシルメチルブロミドにかえてアルキル基の異なる4ー
アルキルシクロヘキシルメチルブロミドを用いて以下の
4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ー
アルキルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー
2ーフルオロベンゾニトリルを製造することができる。
ランスー4ーメチルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘ
キシル]ー2ーフルオロベンゾニトリル 4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ー
ブチルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー2
ーフルオロベンゾニトリル 4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ー
ペンチルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー
2ーフルオロベンゾニトリル CN点 48.5〜49.2℃ NI点 176.2〜181.8℃ 4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ー
ヘキシルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー
2ーフルオロベンゾニトリル 4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ー
ヘプチルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー
2ーフルオロベンゾニトリル 4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ー
オクチルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー
2ーフルオロベンゾニトリル 4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ー
ノニルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー2
ーフルオロベンゾニトリル 4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ー
デシルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー2
ーフルオロベンゾニトリル 実施例5 4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ー
プロピルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー
2、6ージフルオロベンゾニトリル ((I)式におい
てR=n−C3 H7、X=Fのもの)の製造 1)かくはん機、温度計、冷却管および窒素導入管を備
えた3つ口フラスコにトランスー4ープロピルシクロヘ
キシルメチルブロミド15.2g(69.5mmol)、トリフェニ
ルホスフィン21.8g(83.4mmol)およびキシレン10mlを
添加し、160℃に加熱かくはんしながら20時間反応させ
た。室温まで放冷、冷却したのち、THF300ml、カリ
ウム-t-ブトキシド7.3g(65.1mmol)を順次添加し、そ
のまま室温下3時間かくはんしながらイリドを調製し
た。次に実施例2で合成した1ーホルミルー4ー(3、
5ージフルオロー4ーシアノフェニル)シクロヘキサン1
1.2g(45.0mmol)のTHF溶液35mlをイリド溶液中に室
温下20分を要して滴下し、さらに室温にて20時間かくは
ん熟成させた。反応溶液に水300mlを添加し反応を終了
後、反応溶液を酢酸エチル(700ml)で抽出した。抽出
層を水(1000ml)で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾
燥し、溶媒を減圧下留去して反応混合物を得た。得られ
た反応物はトルエンを展開溶媒にシリカゲルカラムクロ
マトグラフィーで精製し、茶黄色油状物を11.5g得た。
これが4ー[トランスー4ー〔(E、Z)ー2ー(トラ
ンスー4ープロピルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘ
キシル]ー2、6ージフルオロベンゾニトリルである。
E体、Z体の生成比はガスクロマトグラフィーの分析結
果からE体/Z体=5/95である。
を備えた3つ口フラスコ中、m−クロロ過安息香酸10.7
g(61.9mmol)および炭酸カリウム21.4g(154.8mmol)
をジクロロメタン150mlに懸濁させ、氷冷下かくはんしな
がら、0℃まで冷却後、1)の操作で合成した4ー[ト
ランスー4ー〔(E、Z)ー2ー(トランスー4ープロ
ピルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー2、
6ージフルオロベンゾニトリル11.5g(30.9mmol)のT
HF溶液30mlを0℃を保ちながら40分を要して滴下し
た。滴下終了後室温まで昇温させ、そのまま20時間かく
はんした。反応溶液を10%チオ硫酸ナトリウム水溶液(3
00ml)に注ぎ込んだのち、ジクロロメタン層を分離後、
さらに水層をジクロロメタン200mlで抽出した。抽出層
を混合後、飽和炭酸ナトリウム水溶液600ml、水(600m
l)で順次洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、溶
媒を減圧下留去してオキシラン誘導体(白色結晶物)9.
80gを得た。
えたナスフラスコに2)で得たオキシラン誘導体9.80g
(25.2mmol)、ジブロモトリフェニルホスホラン17.0g
(40.3mmol)およびトルン300mlを添加し、6時間加熱
還流を行った。反応溶液を氷冷水中に注ぎ込んだのち、
トルエン不溶物をセライトろ過除去後、新たにトルエン
200mlを添加し、抽出した。抽出層は水(600ml)、飽和
炭酸ナトリウム水溶液(300ml)および水(600ml)で順
次洗浄したのち、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧
下溶媒を留去して反応混合物を10.5g得た。得られた反
応混合物はトルエンを展開溶媒に用いたシリカゲルカラ
ムクロマトグラフィーさらにトルエンからエリスロ体の
みを再結晶で精製し、ジブロモ誘導体(無色結晶物)4.
5gを得た。
窒素雰囲気下3)で合成したジブロモ体3.8g(7.4mmo
l)を酢酸45mlに懸濁させ、亜鉛粉末3.6g(55.4mmol)
を添加し、室温下17時間かくはんした。反応溶液は不溶
物をろ別したのち、反応溶液を酢酸エチル(200ml)で
抽出した。抽出層は水(200ml)、飽和炭酸ナトリウム
水溶液(100ml)および水(400ml)で順次洗浄し、無水
硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を減圧下留去して反
応生成物2.9gを得た。反応物はヘプタンを展開溶媒にシ
リカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、さら
に酢酸エチルから再結晶して最終目的物4ー[トランス
ー4ー〔(E)ー2ー (トランスー4ープロピルシク
ロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー2、6ージフ
ルオロベンゾニトリル(無色結晶物)を1.6g得た。
キシルメチルブロミドにかえてアルキル基の異なる4ー
アルキルシクロヘキシルメチルブロミドを用いて、以下
の4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4
ーアルキルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]
ー2、6ージフルオロベンゾニトリルを製造することが
できる。
ランスー4ーメチルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘ
キシル]ー2、6ージフルオロベンゾニトリル 4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ー
エチルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー
2、6ージフルオロベンゾニトリル 4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ー
ブチルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー
2、6ージフルオロベンゾニトリル 4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ー
ペンチルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー
2、6ージフルオロベンゾニトリル 4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ー
ヘキシルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー
2、6ージフルオロベンゾニトリル 4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ー
ヘプチルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー
2、6ージフルオロベンゾニトリル 4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ー
オクチルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー
2、6ージフルオロベンゾニトリル 4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ー
ノニルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー
2、6ージフルオロベンゾニトリル 4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ー
デシルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー
2、6ージフルオロベンゾニトリル 実施例6(使用例1) 4ー(4ープロピルシクロヘキシル)ベンゾニトリル
30%(重量、以下同じ) 4ー(4ーペンチルシクロヘキシル)ベンゾニトリル
40% 4ー(4ーヘプチルシクロヘキシル)ベンゾニトリル
30% なる組成の液晶組成物のネマチック液晶の透明点(C
p)は52.3℃である。この液晶組成物をセル厚9μmの
TNセル(ねじれネマチックセル)に封入したものの動
作しきい値電圧(V10)は1.60V、誘電率異方性値(△
ε)は+10.7、屈折率異方性値(△n)は0.119、また
粘度(η20)は21.7cPであった。この液晶組成物を母
液晶としてその85wt%に実施例3に示した4ー[トラ
ンスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ーエチルシク
ロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー2ーフルオロ
ベンゾニトリル15%を混合し、その物性値を測定し
た。その結果Cp:65.0℃、△ε:11.5、△n:0.12
2、η20:24.6cP、V10:1.49であった。また、この
組成物をー20℃のフリーザーに20日間放置したが結
晶の析出は認められなかった。
4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ー
プロピルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー
2ーフルオロベンゾニトリル15%を混合し、その物性
値を測定した。その結果Cp:68.8℃、△ε:11.7、△
n:0.123、η20:25.0cP、V10:1.57であった。ま
た、この組成物を−20℃のフリーザーに20日間放置
したが結晶の析出は認められなかった。
成物Aにそれぞれ15重量部加えて得た2つの液晶組成
物のしきい値電圧(V10)、誘電率異方性値(△ε)お
よび粘度(cP)を実施例6、7の結果と共に表1に示
す。
またはアルケニル基を表し、該基の1つまたは隣合わな
い2つの炭素原子は酸素原子によって置き換えられても
よい。 本発明の液晶組成物の成分(C)として好ましい
化合物を以下に示す。
キル基またはアルケニル基を表し、該基の1つまたは隣
合わない2つの炭素原子は酸素原子によって置き換えら
れてもよい。本発明の液晶組成物(D)として好ましい
化合物を示す。
キル基またはアルケニル基を表し、該基の1つまたは隣
合わない2つの炭素原子は酸素原子によって置き換えら
れてもよい。本発明の液晶組成物の成分(E)として好
ましい化合物を以下に示す。
またはアルケニル基を表し、該基の1つまたは隣合わな
い2つの炭素原子は酸素原子によって置き換えられても
よい。 本発明による組成物は式(I)で示される化合物
の1種または2種以上を0.1〜40重量%の割合で含
有することが液晶特性の優良である点で好ましい。本発
明の化合物 (I) の好ましい態様は、次の一般式群によ
り表される化合物である。
Claims (4)
- 【請求項1】 一般式 【化1】 (式中Rは水素または炭素数1〜10の直鎖または分岐
アルキル基を示し、Xは水素またはフッ素原子、ビニル
基はトランス配置である)で表されるベンゾニトリル誘
導体。 - 【請求項2】 請求項1において、Xが水素で表される
4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4ー
アルキルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]ー
2ーフルオロベンゾニトリル誘導体。 - 【請求項3】 請求項1において、Xがフッ素で表され
る4ー[トランスー4ー〔(E)ー2ー(トランスー4
ーアルキルシクロヘキシル)ビニル〕シクロヘキシル]
ー2、6ージフルオロベンゾニトリル誘導体。 - 【請求項4】 請求項1記載の化合物を少なくとも1種
含有する2種以上の成分からなることを特徴とする液晶
組成物。
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