JPWO2013099754A1 - 2−フルオロフェニルオキシメタン構造を持つ化合物 - Google Patents
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Abstract
Description
A1は
(a)1,4−シクロへキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は各々独立してO−又は−S−に置き換えられても良い。)
(b)1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられても良く、この基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良い。)
からなる群より選ばれる基であり、
Z1は−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2CH2−、−CF2CF2−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表し、
Y4は水素原子、フッ素原子又は塩素原子を表し、
mは0又は1を表す。)で表される化合物と、一般式(3)
A3は1,4−フェニレン基(この基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良い。)を表し、
X1はヒドロキシ基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、トシルオキシ基、メシルオキシ基又はトリフルオロメタンスルホニルオキシ基を表し、
X2は塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子表すが、A3が(A−1)又は(A−2)
Z2は一般式(2)におけるZ1と同様な意味を表し、
nは0又は1を表す。)で表される化合物を、X1がヒドロキシル基である場合は脱水縮合剤の存在下縮合させ、又はX1が塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、トシルオキシ基、メシルオキシ基又はトリフルオロメタンスルホニルオキシ基である場合は塩基の存在下エーテル化反応させる事により、一般式(4)
X3はMgX4、Li、ZnX4、CuX4(式中、X4は塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。)を表すか一般式(B−1)又は(B−2)
Eは基中に存在する一つ以上の水素原子が各々独立してメチル基に置換されていても良い−(CH2)p−を表し、
pは2、3又は4を表す。)で表す置換基を表す。)
で表される化合物へ誘導した後、一般式(6)
X5はトリフルオロメタンスルホニルオキシ基、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。)で表される化合物と遷移金属触媒存在下反応させる一般式(1)
A1は
(a)1,4−シクロへキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は各々独立してO−又は−S−に置き換えられても良い。)
(b)1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられても良く、この基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良い。)
からなる群より選ばれる基であり、
Z1は−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2CH2−、−CF2CF2−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表し、
Y4は水素原子、フッ素原子又は塩素原子を表し、
mは0又は1を表す。)で表される化合物と、一般式(3)
A3は1,4−フェニレン基(この基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良い。)を表し、
X1はヒドロキシ基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、トシルオキシ基、メシルオキシ基又はトリフルオロメタンスルホニルオキシ基を表し、
X2は塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子表すが、A3が(A−1)又は(A−2)
Z2は一般式(2)におけるZ1と同様な意味を表し、
nは0又は1を表す。)で表される化合物を、X1がヒドロキシル基である場合は脱水縮合剤の存在下縮合させ、又はX1が塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、トシルオキシ基、メシルオキシ基又はトリフルオロメタンスルホニルオキシ基である場合は塩基の存在下エーテル化反応させる事により、一般式(4)
X3はMgX4、Li、Na、ZnX4又はCuX4(式中、X4は塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。)を表すか一般式(B−1)又は(B−2)
Eは基中に存在する一つ以上の水素原子が各々独立してメチル基に置換されていても良い−(CH2)p−を表し、
pは2、3又は4を表す。)で表す置換基を表す。)
で表される化合物を製造する事が出来る。次工程の収率を考慮した場合、X3はX4が臭素原子又は塩素原子であるMgX4又はZnX4であるか、R2及びR3が水素原子である一般式(B−1)又はpが2又は3である一般式(B−2)である事が好ましい。
一般式(6)
X5はトリフルオロメタンスルホニルオキシ基、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。)で表される化合物と遷移金属触媒存在下反応させる一般式(1)
本発明の液晶組成物において一般式(1)で表される化合物の含有量が少ないとその効果が現れないため、液晶組成物中に下限値として、1%(組成物中の%は質量%を表す。)が好ましく、2%が好ましく、5%が更に好ましい。又、含有量が多いと析出等の問題を引き起こすため、上限値としては、50%が好ましく、30%がより好ましく、20%が更に好ましく、10%が特に好ましい。一般式(1)で表される化合物は1種のみで使用することもできるが、2種以上の化合物を同時に使用してもよい。
(製法1)脱水縮合剤を用いる一般式(4)で表される化合物の製造方法
一般式(2)
(製法2)塩基を用いるエーテル化による、一般式(4)で表される化合物の製造方法
一般式(2)で表される化合物を、一般式(3)で表される化合物と、塩基の存在下反応させる事で一般式(4)で表される化合物を得る事が出来る。
(a)使用する全ての原料及び溶媒を室温にて混合し必要に応じて加熱する。
(b)一般式(2)で表される化合物と塩基の溶液又は懸濁溶液を必要に応じて加熱しておき、そこに一般式(3)で表される化合物の溶液を加える。
のどちらで行っても良い。(a)で製造する場合の反応温度は、反応を円滑に進行させる温度であればいずれでも構わないが、室温から溶媒が環流するまでの温度が好ましい。(b)で製造する場合の反応温度は、反応を円滑に進行させる温度であればいずれでも構わないが、0℃から溶媒が環流するまでの温度が好ましく、特に塩基に水素化アルカリ金属類を用いる場合に於いて一般式(3)で表される化合物を加える際には0℃から20℃である事が好ましく、0℃から10℃である事が更に好ましく、一般式(3)で表される化合物を加えた後は室温から溶媒が環流するまでのいずれかの温度が好ましい。
(製法3)フェニルグルニャール試薬を経由する一般式(5)で表される化合物の製造方法
一般式(4)で表される化合物を、金属マグネシウムと反応させて得られるフェニルグリニャール試薬をホウ酸エステル類と反応させ、加水分解又はさらに必要に応じてアルコール又はグリコール類と反応させることにより、一般式(5)
Eは基中に存在する一つ以上の水素原子が各々独立してメチル基に置換されていても良い−(CH2)p−を表し、
pは2、3又は4を表す。)を表す。)で表される化合物を得る事が出来る。
(製法4)フェニルリチウム類を経由する一般式(5)で表される化合物の製造方法−1
一般式(4)で表される化合物を、有機金属類と反応させて得られるフェニルリチウム類をホウ酸エステル類と反応させ、加水分解又はさらに必要に応じてアルコール又はグリコール類と反応させることにより、一般式(5)で表される化合物を得る事が出来る。
(製法5)フェニルリチウム類を経由する一般式(5)で表される化合物の製造方法−2
一般式(4)において、X2が水素原子でありかつA3が一般式(B−1)又は(B−2)で表される基である化合物を、フェニルリチウム誘導体とした後、(製法4)と同様の製造方法により、一般式(5)で表される化合物を得る事が出来る。
(製法6)一般式(5)で表される化合物から一般式(1)で表される化合物の製造方法
一般式(5)において、X3が一般式(B−1)又は(B−2)であるフェニルホウ酸誘導体と一般式(6)
(a)使用する原料及び溶媒を全て混合しておき加熱する。
(b)一般式(5)で表されるフェニルホウ酸誘導体以外の原料及び溶媒を混合しておき、必要に応じて加熱しながら、一般式(5)で表されるフェニルホウ酸誘導体の溶液を加える。
のどちらの方法で行っても良く、(a)及び(b)共に反応温度は0℃から溶媒が還流する範囲までの温度が好ましく、40℃から110℃までが更に好ましい。
(製法7)一般式(4)で表される化合物から一般式(1)で表される化合物の製造方法−1
一般式(4)において、X2が塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子であるエーテル化合物を、金属マグネシウムと反応させて得られる一般式(5)においてX3がMgX4であるフェニルグリニャール試薬とした後、一般式(6)で表される化合物と遷移金属触媒存在下反応させ、一般式(1)で表される化合物を得る事が出来る。
(製法8)一般式(4)で表される化合物から一般式(1)で表される化合物の製造方法−2
一般式(4)において、X2は塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であるエーテル化合物を、アルキル金属類と反応させて得られる一般式(5)においてX3がLiであるフェニルリチウム類を製造した後、得られた化合物をそのまま用いるか又は必要に応じて金属交換反応により金属種を変換した後に、一般式(6)で表されるフッ素化ナフタレン誘導体と遷移金属触媒存在下反応させる事で、一般式(1)で表される化合物を得る事が出来る。
(製法9)一般式(4)で表される化合物から一般式(1)で表される化合物の製造方法−3
一般式(4)において、X2は水素原子でありかつA3が一般式(B−1)又は(B−2)である化合物を、塩基と反応させて得られるフェニルリチウム類を、そのまま用いるか又は必要に応じて金属交換反応により金属種を変換した後に一般式(6)で表される化合物と遷移金属触媒存在下反応させる事で、一般式(1)で表される化合物を得る事が出来る。
DMF:N,N−ジメチルホルムアミド
DIAD:アゾジカルボン酸ジイソプロピル
TPP:トリフェニルホスフィン
Me:メチル基、Pr:n−プロピル基、Bu:n−ブチル基
Tf:トリフルオロメタンスルホニル基
LDA:リチウムジイソプロピルアミド
(実施例1)[4−(5,6,7−トリフルオロナフタレン−2−イル)フェニル]−(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メタンの製造
(1−2) 窒素雰囲気下、3,5−ジフルオロプロピルベンゼン(134g,Molecular Crystals and Liquid Crystals、1995、260、93−106と同様な方法で合成した。)をTHF(650mL)に溶解させ、−40℃以下に冷却した。内温が−35℃以上の温度にならない速度で、1.6mol/Lのn−ブチルリチウム/ヘキサン溶液(640mL)を加え、−40℃にてさらに1時間撹拌した。続いて、−40℃にてトリメチルホウ酸(116g)をTHF(350mL)に溶解させた溶液を、内温が−35℃以上にならない速度で加えた。ゆっくりと室温まで昇温し、室温にて更に30分撹拌した後、氷冷下10%塩酸(400mL)を加えて有機層を分取し、飽和食塩水にて洗浄した。続いて、15%過酸化水素水(215g)をゆっくりと加えた後、40℃に加熱下6時間撹拌した。氷冷した後、20%亜硫酸ナトリウム水溶液(300mL)を内温が20℃を超えない速度で加え、有機層を分取した。水層に酢酸エチル(500mL)を加えて抽出し、有機層を併せて飽和食塩水にて洗浄し、硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。溶媒を減圧留去した後、ヘキサン(800mL)を加えて不溶物を濾過により除去し、ろ過液を減圧濃縮する事で、黄色液体として2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェノール(123g)を得た。
MS m/z:172[M+]
1HNMR(CDCl3、TMS内部標準)δ(ppm)=6.86(2H,d,J=8.4Hz),2.49(2H,t,J=7.2Hz),1.59(2H, quinted,j=7.4Hz),0.92(3H,t,J=7.3Hz)
(1−3) 2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェノール(50g)、4−ブロモベンジルアルコール(54.2g)、トリフェニルホスフィン(83.7g)をTHF(300mL)に溶解させ、−10℃に冷却した。内温が5℃以上とならない速度でDIAD(61.7g)を加えた後、室温にて3時間撹拌した。水(5mL)を加えた後、溶媒を減圧留去した後、ヘキサン(600mL)と70%tert−ブチルヒドロぺルオキシド(10g)を加え、室温にて2時間撹拌した。析出物を濾過により除去し、ろ過液に65%メタノール水溶液(600mL)を加えて分液し、有機層を分取した。有機層を65%メタノール水溶液(500mL)、飽和食塩水(500mL)の順に洗浄した。硫酸ナトリウムを加えて乾燥し、溶媒を留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製する事で、黄色液体として4−[(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メチル]ブロモベンゼン(83.6g)を得た。
MS m/z:340,342[M+]
1HNMR(CDCl3、TMS内部標準)δ(ppm)=7.47(2H,d,J=8.2Hz),7.31(2H,d,J=8.4Hz),6.68(4H,d,j=9.0Hz),5.05(2H,s),2.48(2H,t,J=7.3Hz),1.59(2H,quinted,j=7.5Hz),0.91(3H,t,J=7.2Hz)
(1−4) 窒素雰囲気下、マグネシウム6.3gとTHF20mLの懸濁溶液に(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)(4−ブロモフェニル)メタン(83.6g)をTHF(120mL)に溶解させた溶液を穏やかに還流する速度で滴下した。滴下後65℃にて3時間撹拌し、氷冷した。内温が10℃以上とならない速度でトリメチルホウ酸(28.0g)をTHF(100mL)に溶解させた溶液を加え、室温にて2時間撹拌した。10%塩酸を系内が酸性となるまで加え、室温にて30分撹拌した。有機層を分取し、水層にトルエンを加えて抽出し、有機層を併せ、飽和食塩水にて有機層を洗浄した。硫酸ナトリウムを加えて乾燥し、溶媒を減圧留去する事により、黄色液体として4−[(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メチル]フェニルホウ酸(64.0g)を得た。
1HNMR(CDCl3、TMS内部標準)δ(ppm)=7.58(2H,d,J=7.7Hz),7.48(2H,d,J=8.3Hz),6.70(2H,d,j=7.4Hz),5.11(2H,s), 2.49(2H,t,J=7.3Hz),1.59(2H,quinted,j=7.5Hz),0.92(3H,t,J=7.2Hz)
(1−5) 窒素雰囲気下、4−[(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メチル]フェニルホウ酸4−プロピルブロモベンゼン(8.0g)、(1−1)で得られたA(7.8g)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)(0.55g)、2M炭酸カリウム水溶液(18mL)及びTHF40mLを混合させた溶液を60℃にて4時間撹拌した。放冷後、水、トルエンを加え分液し、有機層を飽和食塩水にて洗浄し、硫酸ナトリウムを加えて乾燥し、溶媒を減圧留去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、エタノールから再結晶する事で、白色固体として[4−(5,6,7−トリフルオロナフタレン−2−イル)フェニル]−(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メタン(2.8g)を得た。
MS m/z:442[M+]
相転移温度(℃):Cr 57.8 N 67.3 Iso
1HNMR(CDCl3、TMS内部標準)δ(ppm)=8.05(1H,d,J=8.7Hz),7.88(1H,s),7.75(1H,d,j=8.7Hz),7.65(2H,d,j=8.0Hz),7.56(2H,d,j=8.0Hz),7.40−7.35(1H,m),6.70(2H,d,j=8.5Hz),5.17(2H,s),2.49(2H,t,7.7Hz),1.59(2H,quintet,j=7.4Hz),0.92(3H,t,j=7.4Hz)
(実施例2)[3,5−ジフルオロ−4−(5,6,7−トリフルオロナフタレン−2−イル)フェニル]−(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メタンの製造
MS m/z:298[M+]
1HNMR(CDCl3、TMS内部標準)δ(ppm)=6.99(2H,d,J=6.2Hz),6.78−6.68(3H,m),5.08(2H,s),2.50(2H,t,J=7.2Hz),1.60(2H, quinted,j=7.4Hz),0.92(3H,t,J=7.3Hz)
(2−2) 1,3−ジフルオロ−5−[(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メチル]ベンゼン(10.0g)をTHF(50mL)に溶解させ、−70℃に冷却した。内温が−60℃以上とならない速度で1.6mol/Lのn−ブチルリチウム/ヘキサン溶液(23mL)を加え、−70℃にて30分間撹拌した。続いて、内温が−60℃を超えない速度で、トリメチルホウ酸(4.2g)をTHF(20mL)に溶解させた溶液を加えた後、ゆっくりと室温まで昇温させ、室温にて30分間撹拌した。氷冷し、10%塩酸、トルエンを加えて有機層を分取し、水層にトルエンを加えて抽出した。有機層を併せ、飽和食塩水にて洗浄し、硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。溶媒を減圧留去する事で明黄色固体として、2,6−ジフルオロ−4−[(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メチル]フェニルホウ酸(11.4g)を得た。
1HNMR(CDCl3、TMS内部標準)δ(ppm)=6.95(2H,d,J=6.8Hz),6.71(2H,d,j=8.7Hz),5.07(2H,s),2.50(2H,t,J=7.4Hz),1.61(2H, quinted,j=7.4Hz),0.93(3H,t,J=7.4Hz)
(2−3) 窒素雰囲気下、2,6−ジフルオロ−4−[(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メチル]フェニルホウ酸(10.0g)、実施例1の(1−1)で得られたA(8.0g)、無水炭酸カリウム(5.0g)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)(0.56g)をアセトン(40mL)に溶解させ、加熱還流下6時間撹拌した。放冷後、水、トルエンを加えて有機層を分取し、水層にトルエンを加えて抽出し、有機層を併せ、飽和食塩水にて洗浄し、硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、エタノールとアセトンの混合溶媒から再結晶する事で、白色固体として[3,5−ジフルオロ−4−(5,6,7−トリフルオロナフタレン−2−イル)フェニル]−(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メタン(2.3g)を得た。
相転移温度(℃):Cr 128 Iso
1HNMR(CDCl3、TMS内部標準)δ(ppm)=8.11(1H,d,J=8.7Hz),7.87(1H,s),7.62(1H,d,j=8.64Hz),7.45−7.40(1H,m),7.14(2H,d,j=7.9Hz),6.74(2H,d,j=9.0Hz),5.14(1H,s),2.52(2H,t,j=7.3Hz),1.61(2H,quinted,j=7.5Hz),0.93(3H,t,j=7.3Hz)
(実施例3)[trans−4−(4−(5,6,7−トリフルオロナフタレン−2−イル)−3,5−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メタンの製造
(3−2) trans−4−(3,5−ジフルオロフェニル)シクロヘキサンカルバルデヒド(112g)をエタノール(224mL)、THF(30mL)及び水(30mL)に溶解し、外温5℃で水素化ほう素ナトリウム(9.4g)をゆっくり加え、外温5℃で10分撹拌した。反応溶液を10%塩酸(450mL)にゆっくりあけて30分間撹拌した後、有機層を分取し、水層を酢酸エチルで抽出し、有機層を合わせて飽和食塩水で2回洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥した後溶媒を減圧留去し、淡黄色液体として[trans−4−(3,5−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル]メタノール(110g)を得た。
(3−3) 窒素雰囲気下、実施例1の(1−2)で得られた2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェノール(70g)、[trans−4−(3,5−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル]メタノール(83g)、トリフェニルホスフィン(110g)をTHF(400mL)に溶解し、DIAD(81.2g)を内温23℃以下で滴下した。室温で2時間攪拌後水(10mL)を加え、溶媒を減圧留去した。残渣にヘキサン(200mL)、水(20mL)、メタノール(300mL)を加え、有機層を分取し、水層をヘキサンで抽出した後有機層を合わせ、50%メタノール水溶液2回、飽和食塩水の順で洗浄した。得られた溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した後、エタノールから再結晶する事で、無色固体として[trans−4−(3,5−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メタン(80g)を得た。
(3−4) 窒素雰囲気下、[trans−4−(3,5−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メタン(40g)をTHF(400mL)に溶解し−60℃に冷却し、内温が−40℃以上にならない速度で1.6mol/Lのn−ブチルリチウム/ヘキサン溶液(70mL)を加え、−60℃にてさらに1時間撹拌した。続いて、ホウ酸トリメチル(13g)をTHF(50mL)に溶解させた溶液を内温が−40℃以上にならない速度で滴下した。内温0℃まで昇温後、10%塩酸を加えて酸性とした後、有機層を分取した。水層に酢酸エチルを加えて抽出し、有機層を合わせて飽和食塩水で2回洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧留去して、淡黄色固体として2,6−ジフルオロ−4−[trans−4−(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシメチル)シクロヘキシル]フェニルホウ酸(44g)を得た。
(3−5) 窒素雰囲気下、2,6−ジフルオロ−4−[trans−4−(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシメチル)シクロヘキシル]フェニルホウ酸(15g)、実施例1の(1−1)で得られたA(11.6g)、無水炭酸カリウム(7.3g)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)(0.82g)をアセトン(60mL)に溶解させ、加熱還流下8時間撹拌した。放冷後、水、トルエンを加えて有機層を分取し、水層にトルエンを加えて抽出し、有機層を併せ、飽和食塩水にて洗浄し、硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、エタノールとアセトンの混合溶媒から再結晶する事で、白色固体としてtrans−4−(4−(5,6,7−トリフルオロナフタレン−2−イル)−3,5−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メタン(13.3g)を得た。
相転移温度(℃):Cr 125 N 192 Iso
1HNMR(CDCl3、TMS内部標準)δ(ppm)=8.10(1H,d,J=8.80Hz),7.87(1H,s),7.63(1H,d,=8.72Hz),7.43−7.39(1H,m),6.90(2H,d,J=8.88Hz),6.71(2H,d,J=8.96Hz),3.95(2H,d,J=6.28Hz),2.61−2.49(3H,m),2.12−2.01(4H,m),1.91−1.81(1H,m),1.65−1.46(4H,m),1.33−1.22(2H,m),0.93(3H,t,J=7.44Hz)
(実施例4) [4−(3,5−ジフルオロ−4−(5,6,7−トリフルオロナフタレン−2−イル)フェニル)フェニル]−(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メタンの製造
(4−2) 窒素雰囲気下、4−[(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メチル]ブロモベンゼン(48.1g)、酢酸パラジウム(II)(1.6g)、トリフェニルホスフィン(3.7g)をエタノール(480mL)に溶解させ、60℃に加熱した。3,5−ジフルオロフェニルホウ酸(26.7g)をエタノール(80mL)に溶解させた溶液をゆっくりと加え、60℃にてさらに5時間撹拌した。室温まで放冷後、反応液に水(1L)及びトルエン(400mL)を加え、有機層を分取した。有機層を飽和食塩水にて3回洗浄し、硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。溶媒を減圧留去後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、エタノール・アセトンの混合溶媒から再結晶する事で、白色固体として[4−(3,5−ジフルオロフェニル)フェニル]−(3,5−ジフルオロ−4−プロピルフェニル)メタン(40.6g)を得た。
(4−3) 窒素雰囲気下、ジイソプロピルアミン(14.3g)をTHF(140mL)に溶解し、−40℃に冷却した。内温が−35℃以上とならない速度で、1.6mol/Lのn−ブチルリチウム/ヘキサン溶液(75mL)を加え、−40℃にてさらに30分間撹拌した。内温が−35以上とならない速度で[4−(3,5−ジフルオロフェニル)フェニル]−(3,5−ジフルオロ−4−プロピルフェニル)メタン(40.6g)をTHF(200mL)に溶解させた溶液を加え、−40℃にてさらに1時間撹拌した。内温が−35℃以上とならない速度で塩化亜鉛(17.7g)をゆっくりと加え、−40℃にてさらに30分間撹拌し、ゆっくりと室温まで昇温する事で、有機亜鉛試薬を調製した。別の反応容器に窒素雰囲気下、実施例1の(1−1)で得られたA(39.4g)及びテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)(2.5g)をTHF(200mL)に溶解し、先に調製した有機亜鉛試薬溶液を加え、室温にて10時間撹拌した。氷冷下、反応液に10%塩酸(300mL)をゆっくりと加え、トルエン(300mL)を加え、有機層を分取した。水層にトルエンを加えて分液し、有機層を併せ、有機層を飽和食塩水にて3回洗浄した。硫酸ナトリウムを加えて乾燥し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、さらにエタノール及びヘキサンから再結晶する事で、白色固体として[4−(3,5−ジフルオロ−4−(5,6,7−トリフルオロナフタレン−2−イル)フェニル)フェニル]−(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メタン(34.2g)を得た。
(実施例5) [4−(5,6,7−トリフルオロナフタレン−2−イル)フェニル]−[2,6−ジフルオロ−4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)フェニルオキシ]メタンの製造
(5−2) 窒素雰囲気下、粗製1−(1−ヒドロキシ−4−プロピルシクロヘキシル)−3,5−ジフルオロベンゼン(132g)及びp−トルエンスルホン酸1水和物(2.99g)をトルエン(250mL)に溶解させ、還流下生成する水を除去しながら2時間撹拌した。室温まで放冷後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水にて有機層を洗浄し、硫酸ナトリウムを加えて乾燥し、溶媒を減圧留去した。続いて、得られた全量を酢酸エチル(280mL)に溶解し、5%パラジウム/炭素(7.1g)を加え、水素雰囲気下5MPaにて6時間撹拌した。パラジウム触媒をろ過別した後、溶媒を減圧留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。続いて、得られた全量及びtert−ブトキシカリウム(3.4g)をDMF(350mL)に溶解させ、室温にて4時間撹拌した。水とヘキサンを加え分液し、有機層を分取した。水層にヘキサンを加えて抽出し、有機層を併せ、飽和食塩水にて洗浄した。硫酸ナトリウムを加えて乾燥し、溶媒を留去し、減圧蒸留(206Pa、b.p.=110〜112℃)する事により、無色透明液体として1−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)−3,5−ジフルオロベンゼン(58.1g)を得た。
(5−3) 窒素雰囲気下、1−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)−3,5−ジフルオロベンゼン(58.1g)をTHF(300mL)に溶解させ−40℃に冷却し、内温が−35℃を超えない速度で1.6mol/Lのn−ブチルリチウム/ヘキサン溶液(170mL)を加えた。−40℃にてさらに1時間撹拌した後、内温が−35以上とならない速度でホウ酸トリメチル(30.4g)をTHF(100mL)に溶解させた溶液を加え、−40℃にてさらに1時間撹拌した後、内温を室温まで昇温させた。氷冷した後、10%塩酸を系内が酸性となるまで加え、有機層を分取した。有機層を氷冷し、15%過酸化水素水溶液(60.8g)を加えた後、40℃に加熱して更に15時間撹拌した。10%亜硫酸ナトリウム水溶液を用いて過剰の過酸化水素を失活させた後、有機層を飽和食塩水に洗浄し、硫酸ナトリウムを加えて乾燥し、溶媒を減圧留去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、さらにヘキサンから再結晶する事により2,6−ジフルオロ−4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)フェノール(52.5g)を得た。
(5−4) 以下の工程は、実施例1における4−[(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メチル]ブロモベンゼンに変えて2,6−ジフルオロ−4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)フェノールを用いる事以外は実施例1と同様な方法により反応を行う事で、白色固体として[4−(5,6,7−トリフルオロナフタレン−2−イル)フェニル]−[2,6−ジフルオロ−4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)フェニルオキシ]メタン(54.4g)を得た。
相転移温度(℃):Cr 71 N 197 Iso
1HNMR(CDCl3、TMS内部標準)δ(ppm)=8.11(1H,d,J=8.80Hz),7.95(1H,s),7.80(1H,d,J=8.80Hz),7.69(2H,d,J=8.04Hz),7.59(2H,d,J=8.04Hz),7.46−7.41(1H,m),6.75(2H,d,J=9.6Hz),5.18(2H,s),2.42−2.36(1H,m),1.86(4H,d,J=11Hz),1.40−1.17(7H,m),1.06−0.97(2H,m),0.90(3H,t,J=7.28Hz)
(実施例6) [4−(5,6−ジフルオロナフタレン−2−イル)フェニル]−(2−フルオロ−4−メチルフェニルオキシ)メタン
(6−2) 実施例4の(4−1)における、2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェノールの代わりに2−フルオロ−4−メチルフェノールを用いる以外は実施例4−1と同様な方法にてエーテル化を実施し、微黄色液体として4−[(2−フルオロ−4−メチルフェニルオキシ)メチル]ブロモベンゼン(23.5g)を得た。
(6−3) 実施例1の(1−4)における、4−[(2−フルオロ−4−メチルフェニルオキシ)メチル]ブロモベンゼンの代わりに4−[(2−フルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メチル]ブロモベンゼンを用いる以外は実施例1−4と同様な方法にて反応を実施し、黄色液体として粗製4−[(2−フルオロ−4−メチルフェニルオキシ)メチル]フェニルボロン酸(17.7g)を得た。
(6−4) 実施例1の(1−5)における、4−[(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メチル]フェニルホウ酸の代わりに4−[(2−フルオロ−4−メチルフェニルオキシ)メチル]フェニルボロン酸を用い、実施例1で製造方法を示したAの代わりにBを用いる以外は、実施例1の(1−5)と同様な方法にて反応を実施し、白色固体として[4−(5,6−ジフルオロナフタレン−2−イル)フェニル]−(2−フルオロ−4−メチルフェニルオキシ)メタン(11.7g)を得た。
(比較例1) 4−[4−(5,6,7−トリフルオロ−ナフタレン−2−イル)3−フルオロフェニル]プロピルベンゼンの製造
(実施例7) 液晶組成物の調製−1
以下の組成からなるホスト液晶組成物(H)
誘電率異方性(Δε):4.38
屈折率異方性(Δn):0.0899
粘度(η20):20.3mPa・s
この母体液晶(H)80%と、実施例1で得られた[4−(5,6,7−トリフルオロナフタレン−2−イル)フェニル]−(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メタン20%からなる液晶組成物(M−A)を調製した。この組成物の物性値は以下の通りである。
Δε:9.20
Δn:0.1132
η20:25.9mPa・s
[4−(5,6,7−トリフルオロナフタレン−2−イル)フェニル]−(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メタンの添加による効果として、Tn−iの低下が比較的小さく(外挿Tn−i=65.6℃)、Δεが正に大きくなり(外挿Δε=28.5)、Δnが大きく上昇し(外挿Δn=0.206)更に粘度上昇を比較的小さく抑える事が出来る(外挿η20=48.3mPa・s)ことが分かった。また、調製した液晶組成物(M−A)は、室温にて一ヶ月間以上均一なネマチック液晶状態を維持したことから、液晶組成物への高い混和性を示す事がわかった。
(実施例8) 液晶組成物の調製−2
母体液晶(H)95%と比較例3にて得られた[trans−4−(4−(5,6,7−トリフルオロナフタレン−2−イル)−3,5−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メタン5%からなる液晶組成物(M−B)を調製した。この組成物の物性値は以下の通りである。
Δε:5.93
Δn:0.0949
η20:23.8mPa・s
[trans−4−(4−(5,6,7−トリフルオロナフタレン−2−イル)−3,5−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−(2,6−ジフルオロ−4−プロピルフェニルオキシ)メタンの添加の効果として、Tn−iを上昇させる事ができ(外挿Tn−i=137.9℃)、Δεを正に大きくし(外挿Δε=33.9)、Δnを大きく上昇させ(外挿Δn=0.237)、粘度上昇を比較的抑える事が出来る(外挿η20=101.1mPa・s)事がわかる。また、調製した液晶組成物(M−B)は、室温にて一ヶ月間以上均一なネマチック液晶状態を維持したことから、液晶組成物への高い混和性を示す事がわかった。
(実施例9) 液晶組成物の調製−3
母体液晶(H)80%と比較例5にて得られた[4−(5,6,7−トリフルオロナフタレン−2−イル)フェニル]−[2,6−ジフルオロ−4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)フェニルオキシ]メタン20%からなる液晶組成物(M−C)を調製した。この組成物の物性値は以下の通りである。
Δε:8.10
Δn:0.1131
η20:30.5mPa・s
[4−(5,6,7−トリフルオロナフタレン−2−イル)フェニル]−[2,6−ジフルオロ−4−(trans−4−プロピルシクロヘキシル)フェニルオキシ]メタンの添加の効果として、Tn−iを大きく上昇させる事ができ(外挿Tn−i=186.6℃)、Δεを正に大きくし(外挿Δε=22.7)、Δnを大きく上昇させ(外挿Δn=0.216)、粘度上昇を比較的抑える事が出来る(外挿η20=73.7mPa・s)事がわかる。また、調製した液晶組成物(M−C)は、室温にて一ヶ月間以上均一なネマチック液晶状態を維持したことから、液晶組成物への高い混和性を示す事がわかった。
(比較例2) 液晶組成物の調製−2
母体液晶(H)85%と比較例1にて得られた4−[4−(5,6,7−トリフルオロ−ナフタレン−2−イル)3−フルオロフェニル]プロピルベンゼン15%からなる液晶組成物(M−D)を調製した。この組成物の物性値は以下の通りである。
Δε:7.10
Δn:0.1208
η20:26.0mPa・s
4−[4−(5,6,7−トリフルオロ−ナフタレン−2−イル)3−フルオロフェニル]プロピルベンゼンの添加の効果として、Tn−iを上昇させる事ができ(外挿Tn−i=139.9℃)、Δεを正に大きくし(外挿Δε=22.5)、Δnを極めて大きく上昇させ(外挿Δn=0.296)、粘度上昇を比較的抑える事が出来る(外挿η20=58.2mPa・s)事がわかる。しかしながら、調製した液晶組成物(M−D)は、室温にて三日後に結晶が析出したことから、ホスト液晶への混和性が比較的低い事が確認できた。
Claims (19)
- 一般式(2)
A1は
(a)1,4−シクロへキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は各々独立してO−又は−S−に置き換えられても良い。)
(b)1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられても良く、この基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良い。)
からなる群より選ばれる基であり、
Z1は−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2CH2−、−CF2CF2−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表し、
Y4は水素原子、フッ素原子又は塩素原子を表し、
mは0又は1を表す。)で表される化合物と、一般式(3)
A3は1,4−フェニレン基(この基中に存在する水素原子はフッ素原子に置換されても良い。)を表し、
X1はヒドロキシ基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、トシルオキシ基、メシルオキシ基又はトリフルオロメタンスルホニルオキシ基を表し、
X2は塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子表すが、A3が(A−1)又は(A−2)
Z2は一般式(2)におけるZ1と同様な意味を表し、
nは0又は1を表す。)で表される化合物を、X1がヒドロキシル基である場合は脱水縮合剤の存在下縮合させ、又はX1が塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、トシルオキシ基、メシルオキシ基又はトリフルオロメタンスルホニルオキシ基である場合は塩基の存在下エーテル化反応させる事により、一般式(4)
X3はMgX4、Li、Na、ZnX4又はCuX4(式中、X4は塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。)を表すか一般式(B−1)又は(B−2)
Eは基中に存在する一つ以上の水素原子が各々独立してメチル基に置換されていても良い−(CH2)p−を表し、
pは2、3又は4を表す。)で表す置換基を表す。)
で表される化合物へ誘導した後、一般式(6)
X5はトリフルオロメタンスルホニルオキシ基、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。)で表される化合物と遷移金属触媒存在下反応させる一般式(1)
- 請求項1に記載の一般式(4)で表される化合物をアルカリ金属類、アルカリ土類金属類又は有機リチウム類と反応させることによる請求項1に記載の一般式(5)で表される化合物の製造方法。
- 請求項1に記載の一般式(2)で表される化合物と請求項1に記載の一般式(3)で表される化合物を脱水縮合剤としてアゾジカルボン酸類を用い、更にホスフィン類を用いて縮合させる請求項1記載の一般式(4)で表される化合物の製造方法。
- 請求項1に記載の一般式(2)で表される化合物と請求項1に記載の一般式(3)で表される化合物を塩基として水酸化アルカリ金属塩類、水酸化アルカリ土類金属塩類又は炭酸アルカリ金属塩類を用いてエーテル化させる請求項1記載の一般式(4)で表される化合物の製造方法。
- X2が塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子である請求項1に記載の一般式(4)で表される化合物を、金属リチウム、金属ナトリウム、金属マグネシウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム又はtert−ブチルリチウムと反応させて、X3がMgX4、Li又はNa(式中、X4は塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。)である請求項1記載の一般式(5)で表される化合物とした後、更にホウ酸エステル類と反応させる事で得られるX3が一般式(B−1)又は(B−2)で表される官能基である請求項1に記載の一般式(5)で表される化合物の製造方法。
- X2が水素原子である請求項1に記載の一般式(4)で表される化合物をn−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム又はジイソプロピルリチウムアミドと反応させて、X3がLiである請求項1記載の一般式(5)で表される化合物とした後、更にホウ酸エステル類と反応させる事で得られるX3が一般式(B−1)又は(B−2)で表される官能基である請求項1に記載の一般式(5)で表される化合物の製造方法。
- 一般式(5)で表される化合物と一般式(6)で表される化合物を遷移金属触媒としてパラジウム系遷移金属触媒又はニッケル系遷移金属触媒を用い、更に塩基を添加する請求項1に記載の一般式(1)で表される化合物の製造方法。
- 一般式(1)において、Y4がフッ素原子を表す請求項10又は11に記載の化合物。
- 一般式(1)において、Y3が水素原子を表す請求項10から12のいずれか一項に記載の化合物。
- 一般式(1)において、Y1及びY2がフッ素原子を表す請求項10から13のいずれか一項に記載の化合物。
- 一般式(1)において、mが0を表す請求項10から14のいずれか一項に記載の化合物。
- 一般式(1)において、nが1を表す請求項10から15のいずれか一項に記載の化合物。
- 一般式(1)において、nが0を表す請求項12から15のいずれか一項に記載の化合物。
- 請求項10から17のいずれか一項に記載の化合物を一種又は二種以上含有する液晶組成物。
- 請求項18記載の液晶組成物を使用した液晶表示素子。
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