JPH10298119A - フルオロシクロヘキサン誘導体および液晶媒体 - Google Patents
フルオロシクロヘキサン誘導体および液晶媒体Info
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Abstract
およびそれらの製造方法を提供する。 【解決手段】下記式I 具体的には、例えば で表わされるフルオロシクロヘキサン誘導体およびその
製造方法
Description
クロヘキサン誘導体、これらの化合物の液晶成分として
の使用およびこれらの化合物を含有する液晶媒体、なら
びにこれらの液晶媒体を含有する液晶表示素子および電
気光学表示素子に関する。
合物は、例えばJP05125002、JP05229
979およびEP0107759に記載されている。し
かしながら、これらの刊行物には2個または3個以上の
フルオロシクロヘキサン単位を有する化合物は記載され
ていない。
TFTおよびSTNディスプレイ用の液晶成分として適
する、新規で安定な液晶化合物またはメソゲン化合物を
提供することにある。本発明のもう一つの課題は、この
ような化合物の製造方法を提供することにある。
解決するため、鋭意研究を重ねたところ、液晶媒体、と
くにTFT及びSTNディスプレイ用の液晶媒体の成分
として適する、安定な液晶化合物またはメソゲン化合物
を見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は
新規な下記式Iで表わされるフルオロシクロヘキサン誘
導体に関する:
はアルコキシ基であり、この基は未置換であるか、また
は置換基として少なくとも1個のハロゲンを有してお
り、あるいはYは炭素原子2〜10個を有するアルケニ
ル基またはアルケニルオキシ基であり、この基は未置換
であるか、置換基として少なくとも1個の−CN、−C
F3または−Fを有しており、あるいはYは−CN、−
F、−CF3、−OCHF2、−OCF3、−OCHFC
F3または−OCF2CF3であり、
アキシャル位置に存在するHまたはFであり、ただしX
1およびX2 はX1およびX2により置換されている各個
のシクロヘキサン環において同時にHではなく、R1は
Hであるか、または炭素原子1〜12個または2〜12
個をそれぞれ有するアルキル基またはアルケニル基であ
り、この基は未置換であるか、または置換基として1個
のCNまたはCF3を有するか、または置換基として少
なくとも1個のハロゲンを有しており、これらの基中に
存在する1個または2個以上のCH2基はまたそれぞれ
相互に独立して、ヘテロ原子が相互に直接に結合しない
ものとして、
の基中に存在する1個のCH2基または隣接していない
2個以上のCH2基は−O−および(または)−S−に
より置き換えられていてもよく、または b)1,4−フェニレン基であり、この基中に存在する
1個または2個のCH基はNにより置き換えられていて
もよく、または c)1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン、ピペ
リジン−1,4−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイ
ル、デカヒドロナフタレン−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
からなる群からの基であり、または d)1,4−シクロヘキセニレン基であり、上記基
a)、b)およびd)は置換基として、CN、Clまた
はFを有していてもよく、
−CO−O−、−O−CO−、−CH2O−、−O−、
−O−CH2−、−CH2CH2−、−CH=CH−、−
C≡C−または単結合であり、nは1、2、3または4
であり、そしてmは0、1または2であり、ただしm+
nは1、2、3または4である。
液晶成分としての使用、ならびに本発明による液晶媒体
を含有する液晶表示素子および電気光学表示素子に関す
る。式Iで表わされる化合物は液晶媒体の成分として使
用することができ、特にねじれセルの原理、ゲスト−ホ
スト効果、整列相の変形の効果(DAP)または電気制
御複屈折の効果(ECB)あるいは動的散乱の効果に基
づくディスプレイ用の液晶媒体の成分として使用するこ
とができる。従来、この目的に使用されていた物質の全
部は或る種の欠点有し、例えば熱、光または電場にさら
された場合の不適当な安定性あるいは好ましくない弾性
および(または)誘電物性を有する。
媒体の成分として格別に適していることが見出された。
これらの化合物を使用するこしによって、特にTFTま
たはSTNディスプレイに適する安定な液晶媒体を得る
ことができる。これらの新規化合物は高い熱安定性の点
で際立っており、これは高い保持比にとって有利であ
る。さらにまた、これらの化合物は比較的低い回転粘度
値を有すると同時に好ましい透明点を示す。式Iで表わ
される化合物は、大きい負の誘電異方性を有し、従って
整列相の変形の効果に基くディスプレイに特に適してい
る。式Iで表わされる化合物を提供することによって、
各種用途の観点から、液晶混合物の調製に適する液晶物
質の範囲が非常に一般的に相当に拡大される。
有する。置換基を選択することによって、これらの化合
物は液晶媒体の主要な構成基材として使用することがで
きる;しかしながら、式Iで表わされる化合物はまた、
別の種類の化合物からの液晶基材に添加して、例えばこ
の種の誘電体の誘電異方性および(または)光学異方性
を変えることができ、および(または)そのしきい値電
圧および(または)その粘度を最適にすることができ
る。式Iで表わされる化合物は純粋な状態で無色であ
り、そして電気光学用途に対して好ましい温度範囲に位
置する液晶中間相を形成する。これらの化合物は化学物
質、熱および光に対して安定である。
物およびこれらの化合物を液晶媒体の成分として使用す
ることにも関する。本発明はまた、式Iで表わされる少
なくとも1種の化合物を含有する液晶媒体、およびまた
この種の媒体を含有する液晶表示素子、特に電気光学表
示素子に関する。本明細書の全体をとおして、n、m、
R1、X1、X1、Z1、Z2、A1およびYは、別段の記載
がないかぎり、上記定義のとおりである。
Cycは1,4−シクロヘキシレン基を表わし、Che
は1,4−シクロヘキセニレン基を表わし、Dioは
1,3−ジオキサン−2,5- ジイル基を表わし、Di
tは1,3−ジチアン−2,5−ジイル基を表わし、P
heは1,4−フェニレン基を表わし、Pydはピリジ
ン−2,5−ジイル基を表わし、Pyrはピリミジン−
2,5−ジイル基を表わし、そしてBcoはビシクロ
[2.2.2]オクチレン基を表わすものとする。これ
らのCycおよび(または)Pheは未置換あるいは置
換基として1個または2個以上のCl、FまたはCNを
有することができる。
ある)。
Iaで表わされる化合物: R1−W−Y Ia 下記の付属式IbおよびIcで表わされる化合物:
る化合物:
Ie、If、Ih、IiおよびIjで表わされる化合物
は、特に好適な化合物として挙げられる。付属式Ibで
表わされる好適化合物には、下記付属式IbaおよびI
bbで表わされる化合物が包含される:
caおよびIcbで表わされる化合物が包含される:
下記付属式Ida〜Idgで表わされる化合物が包含さ
れる:
deで表わされる化合物は、特に好適である。
下記付属式Iea〜Iegで表わされる化合物が包含さ
れる:
fa〜Ifhで表わされる化合物が包含される:
fcおよびIfeで表わされる化合物は、特に好適であ
る。付属式Igで表わされる好適化合物には、下記付属
式Iga〜Igeで表わされる化合物が包含される:
には、下記付属式Ip〜Iwで表わされる化合物が包含
される:
Ia1、Ib1、Ib2およびIe1で表わされる化合
物を包含する:
よびYは上記定義のとおりであり、そしてL1、L2およ
びL4はそれぞれ相互に独立して、FまたはHである。
Yは好ましくは、−CN、−F、−CF3、−OCF3ま
たは炭素原子1〜10個を有する直鎖状アルキル基また
は炭素原子2〜10個を有するアルケニル基である。n
の好適意味は1または2である。式Iにおいて、X1お
よびX2が、X1およびX2により置換されている各個の
シクロヘキサン環において同時にFではない化合物が好
ましい。前記および後記の式で表わされる化合物におい
て、R1は好ましくは、炭素原子1〜10個を有する直
鎖状アルキル基または炭素原子2〜10個を有するアル
ケニル基であり、さらにまた炭素原子1〜10個を有す
るアルコキシ基も好適である。
e、Pyd、PyrまたはDioである。式Iで表わさ
れる化合物は好ましくは、1個よりも多くない数で基B
co、Pyd、Pyr、DioおよびDitを含有す
る。1個よりも多くの環A1が存在する場合に、これら
2個の環は同一または相違する意味を有することができ
る。架橋基Z1とZ2およびX1とX2にも同じことが当て
はまる。式Iおよび全部の付属式において、A1が置換
基として1個または2個のFまたはCNを有する1,4
−フェニレンである化合物はまた、好ましい化合物とし
て挙げられる。A1は好ましくは、下記の基である:
くは0である。Z1およびZ2は相互に独立して、好まし
くは−CH2CH2−、−CH=CH−または単結合であ
り、特に好ましくは単結合である。式Iにおいて、R1
およびYが同時に、炭素原子1〜10個を有するアルキ
ル基であり、かつまたmが0である化合物は、好ましい
化合物として挙げられる。特に好ましい化合物として、
式Iにおいて、R1が炭素原子1〜10個を有する直鎖
状アルキル基またはアルコキシ基、あるいは炭素原子2
〜10個を有するアルケニル基であり、そしてYが炭素
原子1〜10個を有するアルキル基、炭素原子2〜10
個を有するアルケニル基、−CN、−F、−CHF2ま
たは−OCF3である化合物がまた挙げられる。
は、下記構造を有する:
はまた、本発明の好適態様を構成する:
A1、n、mおよびYは上記定義のとおりであり、L1、
L2およびL3はそれぞれ相互に独立して、FまたはHで
あり、そしてR2は炭素原子1〜10個を有するアルキ
ル基または炭素原子2〜10個を有するアルケニル基で
ある。下記グループの式I1a〜I8aで表わされる化
合物はまた、特に好適な化合物として挙げられる:
A1、n、mおよびYは上記定義のとおりであり、L1、
L2およびL3はそれぞれ相互に独立して、FまたはHで
あり、そしてR2は炭素原子1〜10個を有するアルキ
ル基または炭素原子2〜10個を有するアルケニル基で
ある。式Iで表わされる化合物の全部において、フルオ
ロシクロヘキサン単位に存在するフッ素原子はアキシャ
ルな位置にあり、一方他の置換基は相互にトランス−配
置にある。この関係は、一例として下記式I4aおよび
I5aで表わされる化合物を引用して例示することがで
きる:
ルキル基および(または)アルコキシ基である場合に、
この基は直鎖状または分枝鎖状であることができる。こ
の基は好ましくは、直鎖状であって、炭素原子2個、3
個、4個、5個、6個または7個を有し、従って好まし
くは、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシ
ル、ヘプチル、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペン
トキシ、ヘキソキシまたはヘプトキシであり、さらにま
たメチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ド
デシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、メ
トキシ、オクトキシ、ノノキシ、デコキシ、ウンデコキ
シ、ドデコキシ、トリデコキシまたはテトラデコキシで
あることができる。
−オキサプロピル(=メトキシメチル)、2−(=エト
キシメチル)または3−オキサブチル(=2- メトキシ
エチル)、2−、3−または4−オキサペンチル、2
−、3−、4−または5−オキサヘキシル、2−、3
−、4−、5−または6−オキサヘプチル、2−、3
−、4−、5−、6−または7−オキサオクチル、2
−、3−、4−、5−、6−、7−または8−オキサノ
ニルあるいは2−、3−、4−、5−、6−、7−、8
−または9−オキサデシルである。
在する1個のCH2が−CH=CH−により置き換えら
れている場合に、この基は直鎖状または分枝鎖状である
ことができる。この基は好ましくは、直鎖状であって、
炭素原子2〜10個を有する。従って、この基は特に、
ビニル、プロプ−1−または−2−エニル、ブト−1
−、−2−または−3−エニル、ペント−1−、−2
−、−3−または−4−エニル、ヘキシ−1−、−2
−、−3−、−4−または−5−エニル、ヘプト−1
−、−2−、−3−、−4−、−5−または−6−エニ
ル、オクト−1−、−2−、−3−、−4−、−5−、
−6−または−7−エニル、ノン−1−、−2−、−3
−、−4−、−5−、−6−、−7−または−8−エニ
ル、あるいはデク−1−、−2−、−3−、−4−、−
5−、−6−、−7−、−8−または−9−エニルであ
る。
在する1個のCH2基が−O−により置き換えられてい
る場合、および1個のCH2基が−CO−により置き換
えられている場合に、これらの基は好ましくは、隣接し
ている。従って、これらの基は1個のアシルオキシ基−
CO−O−または1個のオキシカルボニル基−O−CO
−を含有する。これらの基は好ましくは、直鎖状であっ
て、炭素原子2〜6個を有する。従って、この基は特
に、アセトキシ、プロピオニルオキシ、ブチリルオキ
シ、ペンタノイルオキシ、ヘキサノイルオキシ、アセト
キシメチル、プロピオニルオキシメチル、ブチリルオキ
シメチル、ペンタノイルオキシメチル、2−アセトキシ
エチル、2−プロピオニルオキシエチル、2−ブチリル
オキシエチル、3−アセトキシプロピル、3−プロピオ
ニルオキシプロピル、4−アセトキシブチル、メトキシ
カルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニ
ル、ブトキシカルボニル、ペントキシカルボニル、メト
キシカルボニルメチル、エトキシカルボニルメチル、プ
ロポキシカルボニルメチル、ブトキシカルボニルメチ
ル、2−(メトキシカルボニル)エチル、2−(エトキ
シカルボニル)エチル、2−(プロポキシカルボニル)
エチル、3−(メトキシカルボニル)プロピル、3−
(エトキシカルボニル)プロピルまたは4−(メトキシ
カルボニル)ブチルである。
在する1個のCH2基が未置換または置換基を有する−
CH=CH−により置き換えられている場合、および隣
接するCH2基がCOまたはCO−OまたはO−COに
より置き換えられている場合に、この基は直鎖状または
分枝鎖状であることができる。この基は好ましくは、直
鎖状であつて、炭素原子4〜13個を有する。従って、
この基は特に、アクリロイルオキシメチル、2−アクリ
ロイルオキシエチル、3−アクリロイルオキシプロピ
ル、4−アクリロイルオキシブチル、5−アクリロイル
オキシペンチル、6−アクリロイルオキシヘキシル、7
−アクリロイルオキシヘプチル、8−アクリロイルオキ
シオクチル、9−アクリロイルオキシノニル、10−ア
クリロイルオキシデシル、メタアクリロイルオキシメチ
ル、2−メタアクリロイルオキシエチル、3−メタアク
リロイルオキシプロピル、4−メタアクリロイルオキシ
ブチル、5−メタアクリロイルオキシペンチル、6−メ
タアクリロイルオキシヘキシル、7−メタアクリロイル
オキシヘプチル、8−メタアクリロイルオキシオクチル
および9−メタアクリロイルオキシノニルである。
って、1個のCNまたはCF3により置換されている場
合に、この基は好ましくは、直鎖状であり、CNまたは
CF3による置換は、ω−位置にある。R1がアルキル基
またはアルケニル基であって、少なくとも1個のハロゲ
ンにより置換されている場合に、この基は好ましくは、
直鎖状であり、そしてハロゲンは好ましくは、Fまたは
Clである。多置換されている場合に、ハロゲンは好ま
しくは、Fである。この生成基はまた、過フッ素化され
ている基が包含される。1個の置換基を有する場合に、
このフッ素または塩素置換基はいずれか所望の位置に存
在することができるが、好ましくはω−位に存在する。
れる化合物は、これらが慣用の液晶基材中で良好な溶解
性を有することから、場合により重要であるが、特にこ
れらが光学活性である場合に、カイラルドーピング剤と
して重要である。この種のスメクティック化合物は、強
誘電性材料用の成分として適している。
多くない側鎖を有する。好適な分枝鎖状基R1は、イソ
プロピル、2−ブチル(=1−メチルプロピル)、イソ
ブチル(=2−メチルプロピル)、2−メチルブチル、
イソペンチル(=3−メチルブチル)、2−メチルペン
チル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−
プロピルペンチル、イソプロポキシ、2−メチルプロポ
キシ、2−メチルブトキシ、3−メチルブトキシ、2−
メチルペントキシ、3−メチルペントキシ、2−エチル
ヘキソキシ、1−メチルヘキソキシおよび1−メチルヘ
プトキシである。式Iは、これらの化合物のラセミ体お
よび光学対掌体およびまたその混合物を包含する。式I
およびその付属式で表わされる化合物の中で、その分子
中に存在する基の少なくとも1個が前記の好適な意味の
一つを有する化合物は好ましい化合物として挙げられ
る。
立体異性体は、その分子中に存在する環Cycとピペリ
ジンとがトランス−1,4−ジ置換されている化合物で
ある。前記式において、その分子中に1個または2個以
上のPyd、Pyrおよび(または)Dio基を有する
化合物はそれぞれ、2種の2,5−位置異性体を包含す
る。式Iで表わされる化合物の若干の非常に特に好適な
小さいグループは下記付属式I17〜I42で表わされ
る:
nおよびYは上記定義のとおりである。このグループか
らの非常に特に好ましい化合物は、式I17、I26、
I27、I30、I38およびI39で表わされる化合
物である。式Iで表わされる化合物は、刊行物(例えば
Houben-WeylによるMethoden derOrganishen Chemie[有
機化学の方法]、Georg-Thieme出版社、Stuttgartなど
の標準的学術書)に記載されているようなそれ自体公知
の方法により、当該反応に適する公知の反応条件の下に
製造することができる。本明細書には詳細に記載されて
いないがそれ自体は公知である変法を使用することもで
きる。
素化されている化合物は一般的方法によって合成するこ
とができ、これらの方法はまた、本発明の主題である。
式II:
キサン化合物を製造するためのこの方法において、式I
II R3(CH2)q−(B)p−MG III で表わされる不飽和出発化合物にフッ化水素を付加す
る。
2個を有するアルキル基またはアルケニル基であり、こ
の基は未置換であるか、または置換基として1個のCN
またはCF3を有するか、または置換基として少なくと
も1個のハロゲンを有しており、これらの基中に存在す
る1個または2個以上のCH2基はまたそれぞれ相互に
独立して、ヘテロ原子が相互に直接に結合しないものと
して、
は1、2、3、4または5であり、qは0または1であ
り、そして
あり、そしてMGはメソゲン基である。この方法では、
エカトリアルにフッ素化されている化合物は生成されな
いか、または少量生成されるのみであり、特に多フッ素
化の場合に、分子内反応は生じない。「メソゲン基」の
用語は当業者に公知であり(例えば、H.Kelker、H.Hatz
によるHandbook of Liquid Crystals)、そして環員、
任意に存在する架橋基および側鎖基からなる棒状基を表
わす。Bが1つ以上存在する場合に、これらはそれぞれ
同一または相違する意味を有することができる。
とおりである)。pは好ましくは、1、2または3であ
り、そしてqは好ましくは、0である。
ロヘキサン化合物からのフルオロシクロヘキサン化合物
の製造は公知である(例えば、S.RozenおよびC.Galによ
るJ.Org.Chem.,52(1987)2769)。しかしながら、この反
応は低収率をもたらすのみである。さらにまた、フッ素
は極めて反応性であることから、官能性化された出発化
合物の場合に、望ましくない副反応が生じ、かつまた大
規模合成を技術的に格別に複雑にする。三級シクロヘキ
サノール化合物としてDAST(ジエチルアミノサルフ
ァトリフルオライド)を使用する場合に[この方法はフ
ルオロシクロヘキサン化合物の製造について種々の刊行
物(例えばJP05125002、JP0522997
9)に記載されている]、その毒性、爆発性およびDA
STが高価であることから、工業的規模では実行するこ
とはできない。さらにまた、フルオロシクロヘキサン化
合物は対応する不飽和出発化合物にフッ化水素を付加す
ることによって得ることができる。
ことによって、またはアミン/フッ化水素付加物を用い
ることによって達成することができる(例えば、A.V.Gr
osseおよびC.B.LinnによるJ.Org.Chem.,3(1938)26;G.A.
Olah、M.NojimaおよびI.KerekesによるSynthesis(1973),
779;G.A.Olah、X-Y.Li、Q.WangおよびG.K.S.Prakashによ
るSynthesis(1993)693)。しかしながら、一般に、適宜
に置換されている二重結合を有する出発化合物へのフッ
化水素の付加は、生成物の均一な配置を予想させるもの
ではない。すなわち、この式Iで表わされる化合物の製
造において、アキシャルにフッ素化された生成物および
エカトリアルにフッ素化された生成物の両方が生成さ
れ、従って所望のアキシャルにフッ素化された生成物の
収率は非常に低くなるものと言うことができる。
ある。2以上の二重結合を有する化合物は酸触媒反応に
おいて分子内炭素−炭素結合を形成する傾向を有するこ
とが知られている。従って、2以上の二重結合を有する
出発化合物の多フッ素化の場合に、フッ化水素の付加は
追加の望ましくない副生成物の生成をもたらし、これに
よってアキシャルにフッ素化された生成物の収率は減少
されるものと予想しなければならない。式IIで表わさ
れるアキシャルにフッ素化されたシクロヘキサン化合物
を、上記の欠点を伴うことなくいかにすれば製造するこ
とができるかについて開示している刊行物はない。従っ
て、本発明のもう一つの目的は、エカトリアルにフッ素
化されている化合物を生成させないか、あるいは少量で
のみ生成させ、かつまた多フッ素化の場合に、分子内反
応を生じさせない、式IIで表わされるアキシャルにフ
ッ素化されたシクロヘキサン化合物の製造方法を提供す
ることにある。この製造はできるだけ危険を伴わないも
のであるべきであり、経済的であるべきであり、かつま
た大規模工業規模で環境適応性であるべきである。
化合物にフッ化水素を付加することによって、式IIで
表わされるアキシャルにフッ素化されたシクロヘキサン
化合物を製造した場合に、エカトリアルにフッ素化化合
物は生成されないか、あるいは少量でのみ生成され、か
つまた多フッ素化の場合に、分子内反応が生じないこと
が見出された。この方法は実施が簡単である、すなわち
式IIIで表わされる出発化合物を純粋物質としてまた
は適当な溶媒中で、−78℃〜+50℃、好ましくは−
30℃〜+40℃の温度において反応させる。相違する
位置に二重結合を有する式IIIで表わされる化合物の
混合物から出発することもできる。好適溶媒は、ハロゲ
ン化炭化水素類あるいはエーテル類、特に好ましくは、
ジクロロメタン、トリクロロメタン、トリクロロエタ
ン、ジエチルエーテルまたはテトラヒドロフランであ
る。
なく低温および(または)加圧下に使用することがで
き、あるいは別法としてアミン付加物の形態で使用する
ことができる。好適アミン付加物は、ピリジン、ポリビ
ニルピリジンおよびトリアルキルアミン、例えばトリエ
チルアミンまたはトリブチルアミンの付加物である。ピ
リジン中のフッ化水素溶液は特に好ましいものとして挙
げられ、この場合のフッ化水素の重量割合は好ましく
は、当該溶液に基き70%である。この新規方法の好適
態様として、アルケンおよびフッ化水素を1.0〜10
のモル比で用いる態様が挙げられる。式Iで表わされる
化合物を製造するための出発物質は、所望により、これ
らを反応混合物から単離することなく、これらを式Iで
表わされる化合物に直ちにさらに変換することによっ
て、その場で生成することもできる。これらの新規化合
物は、例えば下記の反応経路に従い製造することができ
る: 経路 1:
KOtBu、THF b)HF/ピリジン、CH2Cl2
OtBu、THF b)HF/ピリジン、CH2Cl2 式Iで表わされるエステル化合物はまた、アルコール化
合物またはフェノール化合物(あるいはその反応性誘導
体)を用いて対応するカルボン酸化合物(あるいはその
反応性誘導体)をエステル化することによって、あるい
はDCC法(DCC=ジシクロヘキシルカルボジイミ
ド)によって得ることもできる。対応するカルボン酸化
合物およびアルコール化合物またはフェノール化合物は
公知であるか、または公知方法と同様にして製造するこ
とができる。
H−である化合物のもう一つの製造方法において、アリ
ールハライド化合物を三級アミンの存在およびパラジウ
ム触媒の存在の下に、オレフィンと反応させる(R.F.He
ckによるAcc.Chem.Res.,12(1979)146参照)。適当なア
リールハライド化合物の例は、クロライド、ブロマイド
およびアイオダイド、特にブロマイドおよびアイオダイ
ドである。このカプリング反応の達成に必要な三級アミ
ン、例えばトリエチルアミンなどはまた、溶媒としても
適している。適当なパラジウム触媒はパラジウム塩、特
にPd(II)アセテートおよび有機リン(III)化
合物、例えばトリアリールホスフィンである。この反応
は不活性溶媒の存在または不存在下に、0℃〜150
℃、好ましくは20℃〜100℃で行うことができる。
ニトリル類、あるいはベンゼンまたはトルエンなどの炭
化水素類である。出発物質として使用されるアリールハ
ライド化合物およびオレフィン化合物は多くが市販され
ており、あるいは刊行物から公知の方法によって、例え
ば対応する基本化合物のハロゲン化によって、あるいは
対応するアルコール化合物またはハロゲン化化合物を脱
離反応に付すことによって製造することができる。この
方法で、例えばスチルベン誘導体を製造することができ
る。スチルベン化合物はまた、Wittig法により4
−置換ベンズアルデヒドを対応するリンイリドと反応さ
せることによって製造することもできる。しかしなが
ら、オレフィンの代わりにモノ置換アセチレンを用いる
ことによって、式Iで表わされるトラン化合物を製造す
ることもできる(Synthesis,627(1980)またはTetrahedro
n Lett.,27,1171(1986))。
グは、アリールハライド化合物とアリールスズ化合物と
の反応によって行うこともできる。これらの反応は、例
えばパラジウム(0)錯体などの触媒を添加して、炭化
水素類などの不活性溶媒中で高温において、例えば沸騰
キシレン中で、保護気体雰囲気中において行うと好まし
い。アルキニル化合物とアリールハライド化合物とのカ
プリング反応は、A.O.King、E.Negishi、F.J.Villaniおよ
びA.SilveiraによりJ.Org.Chem.,43,358(1978)に記載の
方法と同様に行うことができる。式Iにおいて、Z1ま
たはZ2 が−C≡C−であるトラン化合物はまた、Frits
ch-Buttenberg-Wiechell転位(Ann.,279,319,1984)によ
って製造することもでき、この場合に1,1−ジアリー
ル−2−ハロエチレンを強塩基の存在下に転位させ、ジ
アリールアセチレンを生成させる。
応するスチルベン化合物を臭素化し、次いでこの生成物
を脱ヒドロハロゲン化に付すことによって製造すること
もできる。この方法で、ここでは詳細に説明されていな
いが、この反応のそれ自体公知の変法を使用することも
できる。式Iで表わされるエーテル化合物は、対応する
ヒドロキシル化合物、好ましくは対応するフェノール化
合物のエステル化によって得られる。この場合に、ヒド
ロキシル化合物を先ず、対応する金属誘導体に変換す
る、例えばNaH、NaNH2、NaOH、KOH、N
a2CO3またはK2CO3で処理することによって対応す
るアルカリ金属アルコキシドまたはアルカリ金属フェノ
キシドに変換すると有利である。このアルコキシドまた
はフェノキシドは次いで、有利には例えばアセトン、
1,2−ジメトキシエタン、DMFまたはジメチルスル
ホキシドなどの不活性溶媒中で約20℃〜100℃の温
度において、相当するアルキルハライド、アルキルスル
ホネートまたはジアルキル硫酸と、あるいは別法とし
て、過剰量の水性または水性−アルコール性NaOHま
たはKOHと反応させることができる。
化合物と同様に製造することができる。本発明による液
晶媒体は好ましくは、本発明による1種または2種以上
の化合物以外に、追加の構成成分として、2〜40種、
好ましくは4〜30種の成分を含有する。これらの媒体
は非常に特に好ましくは、本発明による1種または2種
以上の化合物以外に、7〜25種の成分を含有する。こ
れらの追加の構成成分は好ましくは、ネマティックまた
はネマティック相形成性(モノトロピックまたはアイソ
トロピック)物質、特にアゾキシベンゼン化合物、ベン
ジリデンアニリン化合物、ビフェニル化合物、ターフェ
ニル化合物、フェニルまたはシクロヘキシルベンゾエー
ト化合物、シクロヘキサンカルボン酸のフェニルまたは
シクロヘキシルエステル化合物、シクロヘキシル安息香
酸のフェニルまたはシクロヘキシルエステル化合物、シ
クロヘキシルシクロヘキサンカルボン酸のフェニルまた
はシクロヘキシルエステル化合物、安息香酸のシクロヘ
キシルフェニルエステル化合物、シクロヘキサンカルボ
ン酸のシクロヘキシルフェニルエステル化合物、シクロ
ヘキシルシクロヘキサンカルボン酸のシクロヘキシルフ
ェニルエステル化合物、
キシルビフェニル化合物、フェニルシクロヘキシルシク
ロヘキサン化合物、シクロヘキシルシクロヘキサン化合
物、シクロヘキシルシクロヘキシルシクロヘキセン化合
物、1,4−ビス−シクロヘキシルベンゼン化合物、
4,4´−ビス−シクロヘキシルビフェニル化合物、フ
ェニル−またはシクロヘキシル−ピリミジン化合物、フ
ェニル−またはシクロヘキシル−ピリジン化合物、フェ
ニル−またはシクロヘキシル−ジオキサン化合物、フェ
ニル−またはシクロヘキシル−1,3−ジチアン化合
物、1,2−ジフェニルエタン化合物、1,2−ジシク
ロヘキシルエタン化合物、1−フェニル−2−シクロヘ
キシルエタン化合物、1−シクロヘキシル−2−(4−
フェニルシクロヘキシル)エタン化合物、1−シクロヘ
キシル−2−ビフェニリルエタン化合物、1−フェニル
−2−シクロヘキシルフェニルエタン化合物、ハロゲン
化されていてもよいスチルベン化合物、ベンジルフェニ
ルエーテル化合物、トラン化合物および置換ケイ皮酸化
合物からなる群からの物質から選択される。これらの化
合物中に存在する、1,4−フェニレン基はまたフッ素
化されていてもよい。
る最も重要な化合物は、下記式1、2、3、4および5
で表わすことができる特徴を有する: R´−L−E−R´´ 1 R´−L−COO−E−R´´ 2 R´−L−OOC−E−R´´ 3 R´−L−CH2CH2−E−R´´ 4 R´−L−C≡C−E−R´´ 5
よびEは同一または異なっていてもよく、それぞれ相互
に独立して、−Phe−、−Cyc−、−Phe−Ph
e−、−Phe−Cyc−、−Cyc−Cyc−、−P
yr−、−Dio−、−G−Phe−および−G−Cy
c−から形成される群からの二価の基およびそれらの鏡
像基であり、これらの基において、Pheは未置換の、
またはフッ素置換されている1,4−フェニレンであ
り、Cycはトランス−1,4−シクロヘキシレンまた
は1,4−シクロヘキセニレンであり、Pyrはピリミ
ジン−2,5−ジイルまたはピリジン−2,5−ジイル
であり、Dioは1,3−ジオキサン−2,5−ジイル
であり、そしてGは2−(トランス−1,4−シクロヘ
キシル)エチル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジ
ン−2,5−ジイルまたは1,3−ジオキサン−2,5
−ジイルである。
Cyc、PheまたはPyrである。Eは好ましくは、
Cyc、PheまたはPhe- Cycである。本発明に
よる媒体は好ましくは、式1、2、3、4および5にお
いて、LおよびEがCyc、PheおよびPyrからな
る群から選ばれる化合物から選択される1種または2種
以上の成分、および同時に、式1、2、3、4および5
において、基LおよびEのうちの一方がCyc、Phe
およびPyrからなる群から選ばれ、他方の基が−Ph
e−Phe−、−Phe−Cyc−、−Cyc−Cyc
−、−G−Phe−および−G−Cyc−からなる群か
ら選ばれる化合物から選択される1種または2種以上の
成分、およびまた任意に、式1、2、3、4および5に
おいて、基LおよびEが−Phe−Cyc−、−Cyc
−Cyc−、−G−Phe−および−G−Cyc−から
なる群から選ばれる化合物から選択される1種または2
種以上の成分を含有する。
合物の狭い付属群において、R´およびR´´はそれぞ
れ相互に独立して、8個までの炭素原子を有するアルキ
ル、アルケニル、アルコキシ、アルコキシアルキル、ア
ルケニルオキシまたはアルカノイルオキシである。この
狭い付属群を以下でグループAと称し、これらの化合物
を付属式1a、2a、3a、4aおよび5aで識別す
る。これらの化合物の大部分において、R´およびR´
´は相互に相違しており、これらの基の一方は通常、ア
ルキル、アルケニル、アルコキシまたはアルコキシアル
キルである。
合物のもう一つの狭い付属群はグループBとして知られ
ており、これらの化合物において、R´´は、−F、−
Cl、−NCSまたは−(O) iCH3-(k+l)FkCl1で
ある(ここで、iは0または1であり、そしてk+lは
1、2または3である);R´´がこの意味を有する化
合物を付属式1b、2b、3b、4bおよび5bで識別
する。付属式1b、2b、3b、4bおよび5bで表わ
される化合物の中で、R´´が、−F、−Cl、−NC
S、−CF3 、−OCHF2または−OCF3である化合
物は特に好ましい化合物として挙げられる。付属式1
b、2b、3b、4bおよび5bで表わされる化合物に
おいて、R´は付属式1a〜5aで表わされる化合物に
ついて定義されているとおりであり、好ましくはアルキ
ル、アルケニル、アルコキシまたはアルコキシアルキル
である。
合物のさらにもう一つの狭い付属群において、R´´
は、−CNである;この付属群は下記のグループCとし
て知られており、この付属群の化合物を対応して、付属
式1c、2c、3c、4cおよび5cで表わす。この付
属式1c、2c、3c、4cおよび5cで表わされる化
合物において、R´は付属式1a〜5aで表わされる化
合物について定義されているとおりであり、好ましくは
アルキル、アルコキシまたはアルケニルである。グルー
プA、BおよびCの好適化合物に加えて、提案されてい
る他の種々の置換基を有する式1、2、3、4および5
で表わされる別の化合物も慣用である。これらの物質の
全部は刊行物から公知の方法もしくはその類似方法によ
り得ることができる。
よる式Iで表わされる化合物に加えて、グループAおよ
び(または)グループBおよび(または)グループCか
ら選択される1種または2種以上の化合物を含有する。
本発明による媒体中に存在するこれらのグループからの
化合物の重量割合は好ましくは、下記のとおりである: グループA:0〜90%、好ましくは20−90%、特
に30−90%、 グループB:0〜80%、好ましくは10−80%、特
に10−65%、 グループC:0〜80%、好ましくは5−80%、特に
5−50%。 本発明による特定の媒体中に存在するグループAおよび
(または)グループBおよび(または)グループCの成
分の重量割合の合計は好ましくは、5%〜90%、特に
0%〜90%である。
よる化合物を1−40%、特に好ましくは5−30%の
割合で含有する。さらに好ましい媒体は、本発明による
化合物を40%よりも多い割合で、特に45−90%の
割合で含有する。この媒体は好ましくは、3種、4種ま
たは5種の本発明による化合物を含有する。本発明によ
る媒体は、それ自体慣用の方法により製造することがで
きる。一般に、諸成分を、有利には高められた温度で、
相互に溶解する。液晶媒体は適当な添加剤を用いること
によって、これらの媒体を従来開示されている全ての型
式の液晶表示素子で使用することができるような方法で
本発明に従い変性することができる。この種の添加剤は
当業者に公知であり、刊行物に詳細に記載されている
(H.Kelker/R.HatzによるHandbook of Liquid Crystal
s,Verlag Chemie,Weinheim,1980)。例えば、着色ゲス
ト−ホスト系を製造するために多色性染料を添加するこ
とができ、誘電異方性、粘度および(または)ネマティ
ック相の配向を変える物質を添加することができる。
するものであり、本発明を制限するものではない。本明
細書全体をとおして、パーセントデータは重量パーセン
トである。温度は全部が摂氏度で示されている。m.
p.=融点であり、cl.p=透明点である。さらにま
た、C=結晶状態、N=ネマティック相、S=スメクテ
ィック相そしてI=アイソトロピック相である。2種の
記号間の数字は変換温度を摂氏度で示すものである。△
nは光学異方性を表わす(589nm、20℃)。粘度
(mm2 /秒)は20℃で測定した。
水を添加し、この混合物をメチレンクロライド、ジエチ
ルエーテルまたはトルエンにより抽出し、この有機相を
分離採取し、乾燥させ、次いで蒸発させ、この生成物を
減圧下で蒸留することによって、あるいは結晶化および
(または)クロマトグラフイによって精製することを意
味する。下記の略語を使用する: THF テトラヒドロフラン KOtBu カリウムtert−ブトキシド RT 室温
プロピルトリフェニルホスホニウムブロマイド123g
を、THF 300mlに懸濁した。この溶液を0℃に
冷却させ、次いでTHF 100ml中のカリウムte
rt−ブトキシド36gを滴下して添加し、この混合物
をRTで一夜にわたり撹拌した。慣用の仕上げ処理に付
し、4,4´−ジプロピリデンビシクロヘキシルを得
た。 例2 4,4´−ジプロピリデンビシクロヘキシル25gを、
ジクロロメタン50mlに溶解し、この溶液を、ピリジ
ン中のフッ化水素の−20℃に冷却した70%溶液に、
撹拌しながら滴下して添加した。この混合物をRTで一
夜にわたり撹拌し、次いで例35と同様に仕上げ処理
し、4,4´−ジフルオロ−4,4´−ジプロピルビシ
クロヘキシルを得た。対応する先駆化合物から同様にし
て、本発明による下記化合物が得られる:
4gおよびプロピルトリフェニルホスホニウムブロマイ
ド137.9gをTHF 500ml中に導入し、この
混合物を窒素雰囲気下に撹拌しながら−10℃に冷却さ
せた。THF400ml中のカリウムtert−ブトキ
シド40.17gの溶液を次いで、同一温度で撹拌化し
ながら滴下して添加し、この混合物を次いで、RTでさ
らに2時間撹拌した。慣用の仕上げ処理に付し、メチル
(4−プロピリデンシクロヘキシル)アセテートを得
た。 例31 水素化リチウムアルミニウム25.2gをTHF 10
0ml中に導入し、次いでTHF 200ml中のメチ
ル(4−プロピリデンシクロヘキシル)アセテート5
4.2gの溶液を、この反応混合物が穏やかに沸騰して
いるような速度で撹拌しながら滴下して添加した。この
混合物を次いで、さらに3時間還流させ、RTに冷却さ
せ、次いで水50mlを滴下して加水分解した。生成さ
れた沈殿が溶解されるまで18%塩酸を次いで添加し
た。慣用の仕上げ処理に付し、2−(4−プロピリデン
シクロヘキシル)エタノールを得た(沸点:10mmH
gで110℃)。
エタノール40.4g、トリフェニルホスフィン69.
5gおよびアセトニトリル500mlを−5℃に冷却さ
せた。アセトニトリル100ml中のテトラブロモメタ
ン99.5gを次いで、撹拌しながら添加し、この混合
物をRTで一夜にわたり撹拌した。溶媒を次いで除去
し、この残留物を慣用の仕上げ処理に付し、1−(2−
ブロモエチル)−4−プロピリデンシクロヘキサンを得
た。 例33 1−(2−ブロモエチル)−4−プロピリデンシクロヘ
キサン43.7g、トリフェニルホスフィン45.9g
およびトリエチルアミン0.5mlを、1,3−ジメチ
ルテトラヒドロピリミドン110ml中に溶解し、この
混合物を75℃で窒素雰囲気下に一夜にわたり撹拌し
た。慣用の仕上げ処理に付し、トリフェニル[2−(4
−プロピリデンシクロヘキシル)エチル]ホスホニウム
ブロマイドを得た。
ェニル[2−(4−プロピリデンシクロヘキシル)エチ
ル]ホスホニウムブロマイド25.0gを窒素雰囲気下
にTHF 150ml中に導入し、次いでこの混合物を
−10℃に冷却させた。THF 100ml中のカリウ
ムtert−ブトキシド5.61gの溶液を撹拌しなが
ら滴下して添加し、この混合物をRTでさらに2時間撹
拌した。慣用の仕上げ処理に付し、4−[2−(4−プ
ロピルシクロヘキシリデン)エチル]プロピリデンシク
ロヘキサンを得た。
ル]プロピリデンシクロヘキサン68.0gを、ジクロ
ロメタン30mlに溶解し、次いで−15℃に冷却した
ピリジン中フッ化水素の70%溶液を滴下して添加し
た。この混合物を10℃で10分間撹拌し、次いでこの
反応バッチを氷300gと炭酸水素ナトリウム50gと
の混合物に注ぎ入れた。ヘキサンにより抽出し、次いで
溶媒を除去した後に、残留物を短いシリカ−ゲルフリッ
トを用いて予備精製し(溶離液:石油エーテル/酢酸エ
チル 1/1)、この溶離液を蒸発させ、残留物を得
た。この残留物をヘキサンから再結晶させ、1−フルオ
ロ−4−[2−(1−フルオロ−4−プロピルシクロヘ
キシル)エチル]プロピルシクロヘキサンを得た(C
78 SmB 104 I、△ε −4.6、△n
0.048)。対応する先駆化合物から同様にして、本
発明による下記の化合物が得られる: 例36〜51
Claims (10)
- 【請求項1】下記式Iで表わされるフルオロシクロヘキ
サン誘導体: 【化1】 式中、 Yは炭素原子1〜10個を有するアルキル基またはアル
コキシ基であり、この基は未置換であるか、または置換
基として少なくとも1個のハロゲンを有しており、ある
いはYは炭素原子2〜10個を有するアルケニル基また
はアルケニルオキシ基であり、この基は未置換である
か、または置換基として少なくとも1個の−CN、−C
F3または−Fを有しており、あるいはYは−CN、−
F、−CF3、−OCHF2、−OCF3、−OCHFC
F3または−OCF2CF3であり、 X1およびX2はそれぞれ相互に独立して、アキシャル位
置に存在するHまたはFであり、ただしX1およびX2
はX1およびX2により置換されている各個のシクロヘキ
サン環において同時にHではなく、 R1 はHであるか、または炭素原子1〜12個または2
〜12個をそれぞれ有するアルキル基またはアルケニル
基であり、この基は未置換であるか、または置換基とし
て1個のCNまたはCF3を有するか、または置換基と
して少なくとも1個のハロゲンを有しており、これらの
基中に存在する1個または2個以上のCH2基はまたそ
れぞれ相互に独立して、ヘテロ原子が相互に直接に結合
しないものとして、 【化2】 −O−CO−O−により置き換えられていてもよく、 A1は、 a)トランス−1,4−シクロヘキシレン基であり、こ
の基中に存在する1個のCH2基または隣接していない
2個以上のCH2基は−O−および(または)−S−に
より置き換えられていてもよく、または b)1,4−フェニレン基であり、この基中に存在する
1個または2個のCH基はまたNにより置き換えられて
いてもよく、または c)1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン、ピペ
リジン−1,4−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイ
ル、デカヒドロナフタレン−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
からなる群からの基であり、または d)1,4−シクロヘキセニレン基であり、 上記基a)、b)およびd)は置換基として、CN、C
lまたはFを有していてもよく、 Z1およびZ2はそれぞれ相互に独立して、−CO−O
−、−O−CO−、−CH2O−、−O−、−O−CH2
−、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−また
は単結合であり、 nは1、2、3または4であり、そしてmは0、1また
は2であり、 ただしm+nは1、2、3または4である。 - 【請求項2】式Iにおいて、X1 およびX2は、X1 およ
びX2により置換されている各個のシクロヘキサン環に
おいて同時にFではないことを特徴とする、請求項1に
記載のフルオロシクロヘキサン誘導体。 - 【請求項3】式Iにおいて、Z1は−CH2CH2−、−
CH=CH−または単結合であることを特徴とする、請
求項1または2に記載のフルオロシクロヘキサン誘導
体。 - 【請求項4】式Iにおいて、R1は炭素原子1〜10個
を有する直鎖状アルキル基またはアルコキシ基あるいは
炭素原子2〜10個を有するアルケニル基であり、そし
てYは炭素原子1〜10個を有するアルキル基、炭素原
子2〜10個を有するアルケニル基、−CN、−F、−
OCHF2または−OCF3であることを特徴とする、請
求項1、2または3に記載のフルオロシクロヘキサン誘
導体。 - 【請求項5】式Iにおいて、R1およびYは同時に、炭
素原子1〜10個を有するアルキル基であり、そしてm
は0であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか
1項に記載のフルオロシクロヘキサン誘導体。 - 【請求項6】式II: 【化3】 で表わされるアキシャルにフッ素化されているシクロヘ
キサン化合物の製造方法であって、式III R3(CH2)q−(B)p−MG III で表わされる不飽和出発化合物フッ化水素を付加するこ
とを特徴とする、前記製造方法:上記各式中、Bは 【化4】 であり、 R3 はHであるか、または炭素原子1〜12個を有する
アルキル基またはアルケニル基であり、この基は未置換
であるか、または置換基として1個のCNまたはCF3
を有し、または置換基として少なくとも1個のハロゲン
を有しており、これらの基中に存在する1個または2個
以上のCH2基はまたそれぞれ相互に独立して、ヘテロ
原子が相互に直接に結合しないものとして、 【化5】 または−O−CO−O−により置き換えられていてもよ
く、 pは1、2、3、4または5であり、 qは0または1であり、そしてX1 、X2およびZ1は上
記定義のとおりであり、そしてMGはメソゲン基であ
る。 - 【請求項7】請求項1〜5に記載の式Iで表わされる化
合物の液晶媒体の成分としての使用。 - 【請求項8】少なくとも2種の液晶成分を含有する液晶
媒体であって、式Iで表わされる少なくとも1種の化合
物を含有することを特徴とする液晶媒体。 - 【請求項9】請求項8に記載の液晶媒体を含有すること
を特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項10】請求項8に記載の液晶媒体を誘電体とし
て含有することを特徴とする電気光学表示素子。
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