WO2006088177A1

WO2006088177A1 - トリフルオロナフタレン誘導体及び当該化合物を含有する液晶組成物

Info

Publication number: WO2006088177A1
Application number: PCT/JP2006/302935
Authority: WO
Inventors: Yutaka Nagashima
Original assignee: Dainippon Ink And Chemicals, Inc.
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2006-08-24
Also published as: KR101210461B1; EP1852411A4; CN101119954A; EP1852411A1; CN101119954B; US7662442B2; DE602006018114D1; US20090121186A1; KR20070104891A; TWI381039B; TW200639240A; EP1852411B1

Abstract

　誘電率異方性が負であってその絶対値が大きな液晶組成物及び表示素子を提供し、また誘電率異方性が負であってその絶対値が大きな化合物を提供することである。　一般式(I) 【化１】で表されるトリフルオロナフタレン誘導体及びこれを含む液晶組成物及びこれを用いた表示素子を提供する。本願発明の液晶組成物は誘電率異方性の絶対値が大きい特徴を有し、当該液晶組成物を構成部材とする液晶表示素子は垂直配向方式、IPS等の液晶表示素子として有用である。

Description

明細書

トリフルォロナフタレン誘導体及び当該化合物を含有する液晶組成物技術分野

[0001] 本願発明は、液晶組成物の構成部材として有用なトリフルォロナフタレン系液晶化合物及び当該化合物を含有する誘電率異方性が負でその絶対値が大きい液晶組成物及びそれを用、た液晶表示素子に関する。

背景技術

[0002] 液晶表示素子は、低電圧作動、薄型表示等の優れた特徴から現在広く用いられている。従来の液晶表示素子の表示方式には TN (ねじれネマチック)、 STN (超ねじれネマチック)、又は TNをベースにしたアクティブマトリックス (TFT:薄膜トランジスタ)等があり、これらは誘電率異方性値が正の液晶組成物を利用するものである。しかし、これら表示方式の欠点の一つとして視野角の狭さがあり、近年高まっている液晶パネルの大型化の要求に伴!、、その改善が大きな課題となって!、る。

[0003] この解決策として近年、垂直配向方式、 IPS (インプレーンスイッチング)等の表示方式が新たに実用化されてきた。垂直配向方式は液晶分子の垂直配向を利用して視野角の改善を図った方式であり、誘電異方性値が負の液晶組成物が使用される。また IPSは、ガラス基板に対して水平方向の横電界を用いて液晶分子をスイッチングさせることで視野角の改善を図った方法であり、誘電異方性値が正又は負の液晶組成物が使用される。このように、視野角改善のために有効な表示方式である垂直配向方式及び IPSには誘電率異方性値が負である液晶化合物ならびに液晶組成物が必要であり、強く要望されるようになってきた。従来、誘電率異方性が負の液晶組成物は、 2,3-ジフルオロフェ-レン基を有する化合物が主として用いられてきた (特許文献 Doし力しながら、この化合物を用いた液晶組成物は誘電率異方性の絶対値が十分大きくない問題を有して、た (特許文献 2)。

[0004] 絶対値の大き!/、負の誘電率異方性を有する化合物としてトリフルォロナフタレン誘導体が有り、多くの化合物を含む一般的な開示は既にされている (特許文献 3)。しかし、トリフルォロナフタレン骨格の製造は必ずしも容易ではなぐ当該引用文献においては開示する全ての範囲でィ匕合物が開示されているとは認められない。さらに、当該弓 I用文献は強誘電性液晶組成物に使用することを念頭に置、ており、誘電率異方性が負のネマチック液晶組成物として広い開示範囲のどの化合物を具体的に使用し、どの様な化合物を併用しまたその効果がどの様なものであるかについての開示は無い。

[0005] 一方、トリフルォロナフタレン系の化合物及び当該化合物を含有する液晶組成物は既に知られている力ナフタレン環の 6位にシクロへキシルメトキシ基を有する化合物を用いた液晶組成物にっヽては開示がな!ヽ (特許文献 4、 5及び 6参照)。

[0006] また、ベンゼン環の 2位にアルコキシ基を有し 6位にシクロへキシルメトキシ基を有する化合物が化学的に不安定で使用できないとの知見により、ナフタレン環の 2位にァルコキシ基を有し、 6位にシクロへキシルメトキシ基を有する化合物についても、化学的に不安定で液晶材料として使用できな、ものと考えられて、たため、当該化合物の液晶材料としての開発は進行して、な力つた。（非特許文献 1)

特許文献 1：特表平 2— 503441号公報 (8頁実施例）

特許文献 2：特開平 10— 176167号公報（10頁実施例）

特許文献 3 :独国特許出願公開第 19522195号明細書 (12頁製造方法）特許文献 4:特開 2001— 40354号公報

特許文献 5：特開 2004 - 250668号公報

特許文献 6：特開 2004 - 204133号公報

非特許文献 1 :沼田、「液晶材料の動向」、月刊ディスプレイ、 1998年 3月、第 4卷、第 3号 (5頁）

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 誘電率異方性が負であってその絶対値が大き!/、液晶組成物及び表示素子を提供することであり、誘電率異方性が負であってその絶対値が大きい化合物を提供することである。

課題を解決するための手段

[0008] 本発明者は、トリフルォロナフタレン誘導体及びこれを用いたネマチック液晶組成物、表示素子を検討した結果、本件発明を完成するに至った。

[0009] 本発明は、一般式 (I)

[化 1]

(式中、 R^aは炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基又は炭素原子数 2から 7の直鎖状ァルケ-ル基を表し、 R^bは炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基、炭素原子数 1から 7の直鎖状アルコキシル基、炭素原子数 2から 7の直鎖状アルケニル基又は炭素原子数 2から 7の直鎖状アルケ-ルォキシ基を表し、 M^a及び M^Pはそれぞれ独立的に単結合、 CH CH―、— OCH―、— CH 0—、— OCF―、又 ίま— CF 0—を表し、 G^a及び G^b【まそ

2 2 2 2 2 2

れぞれ独立的にトランス- 1,4-シクロへキシレン基又は 1,4-フエ-レン基を表し、 pi及び p2はそれぞれ独立的に 0又は 1を表す力 pi及び p2の合計は 0又は 1である。）で表されるトリフルォロナフタレン誘導体を提供し、一般式 (I)で表されるトリフルォロナフタレン誘導体を 1種又は 2種以上含有し、一般式 (II)

[化 2]

(式中、は炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基又は炭素原子数 2から 7の直鎖状ァルケ-ル基を表し、 R^dは炭素原子数 1から 12の直鎖状アルキル基、炭素原子数 2から 12の直鎖状アルケニル基、炭素原子数 1から 12の直鎖状アルコキシル基又は炭素原子数 3から 12の直鎖状アルケ-ルォキシ基を表し、 p3は 0又は 1を表し、 M^b及び M^e はそれぞれ独立的に単結合、 - OCO-、 - COO-又は- CH CH -を表し、 G^eはトランス-

2 2

1,4-シクロへキシレン基又は 1,4-フエ-レン基を表す。）で表される化合物を 1種又は 2 種以上含有する誘電率異方性が負のネマチック液晶組成物及び当該化合物を構成部材とする液晶表示素子を提供する。

発明の効果

[0010] 本発明の液晶組成物は誘電率異方性が負であってその絶対値が大き!/、特徴を有し、これを用いた表示素子は垂直配向方式、インプレーンスイッチング (IPS)方式等の液晶表示素子として有用である。また、本発明のトリフルォロナフタレン誘導体は誘電率異方性が負であって、その絶対値が大きぐ垂直配向方式、 IPS方式等向けの液晶組成物の構成部材として有用である。

発明を実施するための最良の形態

[0011] 一般式 (I)において、 R^aは炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基が好ましぐメチル基、ェチル基、プロピル基、ブチル基又はペンチル基がより好ましい。 R^bは炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基又は炭素原子数 1から 7の直鎖状アルコキシル基が好ましぐメチル基、ェチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、メトキシ基、ェトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基又はペンチルォキシ基がより好ましぐメトキシ基、ェトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基又はペンチルォキシ基が特に好ましい。 pi及び p 2は 0を表すことが好ましい。 p2が 1を表す場合、 M^aは単結合、 -CH CH -、 - OCH -又

2 2 2 は- OCF -が好ましぐ -CH CH -又は- OCH -がより好ましい。 piが 1を表す場合、 M^P

2 2 2 2

は単結合又は- CH CH -が好ましぐ単結合がより好ましい。 pi又は p2力 ^を表す場

2 2

合、存在する G^a又は G^bはトランス- 1,4-シクロへキシレン基が好ましい。

[0012] 一般式 (I)で表される化合物は、具体的には以下の一般式 (1-1)で表される化合物が特に好ましい。

[ 3]

(式中、 R^aは炭素原子数 1から 5の直鎖状アルキル基を表し、 R^bは炭素原子数 1から 5 の直鎖状アルキル基又は炭素原子数 1から 5の直鎖状アルコキシル基を表す。）

[0013] 一般式 (II)において、は炭素原子数 2から 7の直鎖状アルキル基、炭素原子数 2から 5の 1-アルケニル基又は炭素原子数 4から 5の 3-アルケニル基が好ましぐ直鎖状ァルキル基としてはェチル基、プロピル基、ブチル基又はペンチル基がより好ましぐ 1- ァルケ-ル基としてはビュル基又はトランス- 1-プロべ-ル基がより好ましぐ 3-ァルケ -ル基としては 3-ブテニル基又はトランス- 3-ペンテ-ル基がより好ま U、。 R^dは炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基、炭素原子数 2から 5の 1-ァルケ-ル基、炭素原子数 4から 5の 3-ァルケ-ル基、炭素原子数 1から 3の直鎖状アルコキシル基、が好ましい。 M^bが存在する場合には、 M^b及びの少なくとも一方は単結合が好ましい。

[0014] 一般式 (II)で表される化合物としては以下の一般式 (II-1)から一般式 (11-14)で表される化合物が好ましぐ一般式 (11-1)、一般式 (11-2)、一般式 (11-3)、一般式 (11-4)、一般式 (Π-5)又は一般式 (Π-6)で表される化合物がより好ましぐ一般式 (11-1)、一般式 (Π-3

)又は一般式 (Π-6)で表される化合物が特に好ましい。

[0015] [ 4]

(式中、 R¹及び R²はそれぞれ独立的に炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基、炭素原子数 2から 3の 1-ァルケ-ル基又は炭素原子数 4から 5の 3-ァルケ-ル基を表し、 R³ は炭素原子数 1から 5の直鎖状アルキル基又は炭素原子数 3から 4の直鎖状 2-ァルケ -ル基を表し、 R⁴は炭素原子数 1から 3の直鎖状アルキル基又は炭素原子数 4力 5 の 3-アルケニル基を表し、 R⁵は炭素原子数 1から 3の直鎖状アルキル基又は炭素原子数 3から 4の直鎖状 2-アルケニル基を表す。 )

[0016] 本発明の液晶組成物においては一般式 (I)で表される化合物を組成物中に 1質量 % (以下組成物中の％は質量％を表す)以上 50%以下含有することが好ましぐ 2%から 40%含有することがより好ましぐ 4から 30%含有することがさらに好ましい。一般式（ II)で表される化合物を 10%から 70%含有することが好ましぐ 20%力 50%含有することがより好ましい。

[0017] 本発明の液晶組成物にぉ、て一般式 (III)

5]

(式中、 R^eは炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基を表し、 R^fは炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基、炭素原子数 1から 7の直鎖状アルコキシル基又は炭素原子数 3から 7の直鎖状アルケ-ルォキシ基を表し、 p4は 0又は 1を表し、 M^d及び M^eはそれぞれ独立的に単結合、 -CH CH -、 -OCH -、 -CH 0-、 - OCF -、 - CF 0-、 - OCO-又は-

2 2 2 2 2 2

COO-を表し、 G^dはトランス- 1,4-シクロへキシレン基あるいは 1から 2個のフッ素により置換されて、てもよヽ 1 ,4-フエ-レン基を表す。）で表される 2,3-ジフルォロ- 1 ,4-フエ二レン誘導体の 1種又は 2種以上を含有して、ても良、。

[0018] 一般式 (III)において、は炭素原子数 2から 7の直鎖状アルキル基が好ましい。 R^fは炭素原子数 1から 5の直鎖状アルキル基又は炭素原子数 1から 5の直鎖状アルコキシル基が好ましぐ炭素原子数 1から 4の直鎖状アルキル基、炭素原子数 1から 4の直鎖状アルコキシル基が特に好ましい。 M^d及び M^eのうち一方は単結合であり、他方は単結合、 - CH CH -、 - COO-又は CF Oであることが好ましい。

2 2 2

[0019] 一般式 (III)には多くの化合物が含まれるが、以下の一般式 (III-1)から一般式 (ΠΙ-7) で表される化合物が好まし、。

[0020]

上式中、 R⁶は炭素原子数 2から 7の直鎖状アルキル基を表し、 R⁷は炭素原子数 1から 5の直鎖状アルキル基又は炭素原子数 1から 4の直鎖状アルコキシル基を表す。

[0021] また、本発明の液晶組成物において、一般式 (IV)から一般式 (VIII)

(式中、、 R R^k及び R^mはそれぞれ独立的に炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基を表し、 R^h、 R 及び Rⁿはそれぞれ独立的に炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基、炭素原子数 1から 7の直鎖状アルコキシル基又は炭素原子数 3から 7の直鎖状ァルケニルォキシ基を表し、 R¹は炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基を表し、は炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基、炭素原子数 1から 7の直鎖状アルコキシル基又は炭素原子数 2から 7の直鎖状アルケニル基、炭素原子数 3から 7の直鎖状アルケニルォキシ基を表し、は炭素原子数 1から ₇の直鎖状アルキル基又は炭素原子数 2から 7の直鎖状アルケ-ル基を表し、 X^a及び X^bはそれぞれ独立的に水素原子又はフッ素原子を表し、 p5、 p6、 p7及び p8はそれぞれ独立的に 0又は 1を表し、 p9及び p 10はそれぞれ独立的に 0、 1又は 2を表し、 p9及び plOの合計は 1又は 2であり、 M^f、 M^g 、 -、

-CH 0-、 -OCF -、 -CF 0-、 - OCO-又は- COO-を表し、 M。は単結合又は- CH CH

2 2 2 2 5

-を表し、 G G^f、 G^g、 G^h、 G¹及び G^jはそれぞれ独立的にトランス- 1,4-シクロへキシレン基又は 1から 2個のフッ素により置換されていてもよい 1,4-フエ-レン基を表し、 G G^j、 Mⁿ及び M°が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。 ) で表される化合物の 1種又は 2種以上を含有して、ても良、。

一般式 (IV)力も一般式 (VIII)において、 R^g、 R^m及び R^Pは炭素原子数 2から 7の直鎖状アルキル基が好ましい。 Rⁿ及び R。は炭素原子数 1から 5の直鎖状アルキル基、直鎖状アルコキシル基が好ましい。 R¹は炭素原子数 1から 3の直鎖状アルキル基が好ましい。 M^f及び M^g、 M^h及び M^j及び M^k、 M¹及び M^mはそれぞれ独立的に単結合、 -CH CH -、 -OCH -、 -CH 0-、 - OCF -、 - CF 0-又は- COO-を表すが、

2 2 2 2 2 2

一方は単結合であり、他方は単結合、 -CH CH -又は- COO-であることが好ましい。

2 2

Mⁿは単結合、 - CH CH -、 -CH〇-又は- CF〇-が好ましい。

2 2 2 2

[0023] 力べして得られる本願発明の液晶組成物においてそのネマチック相上限温度 (T )

N-I が 70°C以上、より好ましくは 75°C以上であり、ネマチック相下限温度 (T )が- 20°C以

>N

下である。

[0024] 本発明において、一般式 (1-1)で表される化合物について、製造例を以下に挙げる。勿論本発明の主旨、及び適用範囲は、これら製造例により制限されるものではない

[0025] (製法 1) 一般式 (IX)で表されるカルボン酸

[化 8]

(式中、 R M\ G^a及び piは一般式 (I)におけると同じ意味を表す。）を酸触媒存在下、アルコールと作用させて、一般式 (X)

[ 9]

(式中、 R^a、 M^p、 G^a及び piは一般式 (I)におけると同じ意味を表し、はメチル、ェチル、プロピル、ブチル、ペンチル等のアルキル基を表す。）で表されるエステルを得た後、水素化アルミニウムリチウム、水素化ビス (2-メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウムなどの還元剤を作用させて還元することにより、一般式 (XI)

[化 10]

(式中、 R^a、 M^p、 G^a及び piは一般式 (I)におけると同じ意味を表す。）で表されるアルコールを得る。これに、ピリジン、トリエチルァミン、 4-(N,N-ジメチルァミノ)ピリジン、ジァザビシクロオクタンなどの塩基存在下、塩化ベンゼンスルホ -ル、塩化 P-トルエンスルホニル、塩化メタンスルホ-ル又は塩化トリフルォロメタンスルホ-ルなどを作用させるか、あるいは硫酸酸性下、臭化水素酸、ヨウ化水素酸を作用させる力、あるいは塩ィ匕チォニル、臭化チォニルを作用させる力あるいは三塩化リン、五塩化リン、三臭化リンを作用させる力、あるいはトリフエニルホスフィン存在下、四塩化炭素、四臭化炭素を作用させるなどして、一般式 (XII)

[化 11]

(式中、 R^a、 M^P、 G^a及び piは一般式 (I)におけると同じ意味を表し、 Xは塩素、臭素、ョゥ素、ベンゼンスルホ-ル基、 p-トルエンスルホ-ル基、メタンスルホ -ル基又はトリフルォロメタンスルホ-ル基などの脱離基を表す。）で表される化合物を得る。得られた一般式 (XII)と一般式 (XIII)で表されるナフトール

[化 12]

(式中、 R^bは一般式 (I)におけると同じ意味を表す。）を金属ナトリウム、金属カリウム、金属セシウム、あるいはその炭酸塩、水酸化物、水素化物などの存在下、反応させることにより、一般式 (I)で表される化合物を得ることができる。

(製法 2) ケトン (XIV)

[化 13]

(式中、 R M\ G^a及び piは一般式 (I)におけると同じ意味を表す。）に塩化メトキシメチルトリフエニルホスホ-ゥム力調製したイリドを作用させた後、加水分解することにより、一般式 (XV)

[化 14]

(式中、 R M G^a及び piは一般式 (I)におけると同じ意味を表す。）で表されるアルデヒドを得る。これを水素化ホウ素ナトリウム、水素化アルミニウムリチウム、水素化ビス (2 -メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウムなどの還元剤を作用させて還元することにより

、一般式 (XI)

[化 15]

(式中、 R^a、 M^p、 G^a及び piは一般式 (I)におけると同じ意味を表す。）で表されるアルコ一ルイ匕合物を得ることができる。これを、製法 1における一般式 (XI)の代わりに用い、同様の反応を行うことで、一般式 (I)で表される化合物を得ることもできる。

(製法 3) 一般式 (XI)

[化 16]

(式中、 R^a、 M^p、 G^a及び piは一般式 (I)におけると同じ意味を表す。）で表されるアルコールと一般式 (XIII)

[化 17]

(式中、 R^bは一般式 (I)におけると同じ意味を表す。）で表されるナフトールをァゾジカルボン酸エステル、トリフエニルホスフィン存在下、反応させることにより、一般式 (I)で表されるィ匕合物を得ることちできる。

(製法 4) 一般式 (I)において、 p2が 1を表すィ匕合物は、前述の製法 1から 3に用いられた一般式 (ΧΙΠ)にお!/、て、 R^bとして M^a— G^b— R^b

(式中、 R^b、 M^a及び G^bは一般式 (I)におけると同じ意味を表す。）を表すィ匕合物を用いること〖こより製造することができる。

実施例以下、実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。化合物の構造は、核磁気共鳴スペクトル (NMR)、質量スペクトル (MS)等により確認した。また、以下の実施例及び比較例の糸且成物における「％」は『質量 %』を意味する。

化合物記載に下記の略号を使用する。

Me ：メチル基

Et ：ェチル基

Pr ：プロピル基

Bu ：ブチル基

Pen ：ペンチル基

SBMEA ：水素化ビス (2-メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウム

Ms ：メタンスルホ -ル基

Py ：ピリジン

実施例 1

[0029] 7-エトキシ- 1,2,8-トリフルォロ- 3- (4-トランス- 4- (2- (トランス- 4-プロビルシクロへキシル)ェチル)シクロへキシルメトキシ)ナフタレン（I-A)の合成

[化 18]

[0030] (1-1)トランス- 4-(2- (トランス- 4-プロビルシクロへキシル)ェチル)シクロへキサンカルボン酸ェチルの合成

トランス- 4-(2- (トランス- 4-プロビルシクロへキシル)ェチル)シクロへキサンカルボン酸 50.0 gのエタノール 150 mL懸濁溶液に、濃硫酸 5.0 mLをカ卩えた後、 6時間加熱還流した。室温まで冷却し、水を加えて反応を停止させた。有機層を酢酸ェチルで抽出し、集めた有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗條し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し、微黄色の固体 55.1 gを得た。 [0031] (1-2)トランス- 4-(2- (トランス- 4-プロビルシクロへキシル)ェチル)シクロへキシルメタノールの合成

トランス- 4-(2- (トランス- 4-プロビルシクロへキシル)ェチル)シクロへキサンカルボン酸ェチル 55.1 gのトルエン 100 mL溶液に、 70%水素化ビス (2-メトキシエトキシ)アルミ -ゥムナトリウムトルエン溶液 60.0 gを滴下して加えた後、発熱が収まり室温に冷却なるまで攪拌を続けた。反応液を氷水に加えて反応を停止させた後、トルエンを加え、析出した固体が溶解するまで濃塩酸を加えた。有機層を分離し、水層からトルエンで抽出し、集めた有機層を水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗條し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、微黄色の固体 47.3 gを得た

[0032] (1-3)メタンスルホン酸 (トランス- 4-(2- (トランス- 4-プロビルシクロへキシル)ェチル)シクロへキシル)メチルの合成

トランス- 4-(2- (トランス- 4-プロビルシクロへキシル)ェチル)シクロへキシルメタノール 47.3 gのジクロロメタン 200 mL溶液に、水冷下、メタンスルホユルクロリド 15.0 mLを滴下してカ卩えた後、さらにその温度を保ったままピリジン 17.0 mLを滴下してカ卩えた。室温にした後、 4- (Ν,Ν-ジメチルァミノ)ピリジン 2.6 gを加え、室温で 16時間攪拌を続けた。反応液に 3 M塩酸を加えて反応を停止させた後、有機層を分離し、水層からジクロロメタンで抽出した。集めた有機層を 3 M塩酸、水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗條し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去し、微黄色の固体を得た。得られた固体をカラム (アルミナ、トルエン)を用いて精製し、さらに再結晶 (トルエン Zへキサン)することにより、無色鱗片状結晶 51.5 gを得た。

[0033] (1-4) 7-エトキシ- 1,2,8-トリフルォロ- 3- (4-トランス- 4- (2- (トランス- 4-プロビルシクロへキシル)ェチル)シクロへキシルメトキシ)ナフタレン (I-A)の合成

6-エトキシ -3,4,5-トリフルォロ- 2-ナフトール 10.2 gの Ν,Ν-ジメチルホルムアミド 100 mL溶液に、炭酸ナトリウム 4.5 gをカ卩えた後、メタンスルホン酸 (トランス- 4-(2- (トランス -4-プロビルシクロへキシル)ェチル)シクロへキシル)メチル 15.0 gのテトラヒドロフラン 5 0 mL溶液を滴下してカ卩えた。 10時間加熱還流した後、室温まで冷却し、水を滴下して加えて反応を停止させた。有機層をトルエンで抽出し、集めた有機層を 3 M塩酸、水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗條し、無水硫酸マグネシゥムで乾燥した。溶媒を留去し、黄色の固体を得た。カラム (シリカゲル、トルエン)を用いて精製し、得られた固体を再結晶 (へキサン Z酢酸ェチル)することにより、白色結晶 6.9 gを得た。

純度 99.9 %(GC)

相転移温度 (°C) Cry 105 N 190 Iso

^JH-NMR (400 MHz, CDC1 ) δ /ppm 0.78 - 1.36 (m, 18 H), 0.87 (t, J = 6.8 Hz, 3 H)

3

, 1.14 (t, J = 6.4 Hz, 3 H), 1.64 - 2.02 (m, 10 H), 3.88 (d, J = 6.0 Hz, 2 H), 4.23 (q, J = 7.2 Hz, 2 H), 6.90 (d, J = 7.2 Hz, 1 H) , 7.21 (t, J = 8.4 Hz, 1 H), 7.38 (d, J = 9.2 Hz, 1 H)

実施例 2

1,2,8-トリフルォロ- 7-プロポキシ -3- (4-トランス- 4- (2- (トランス- 4-プロビルシクロへキシル)ェチル)シクロへキシルメトキシ)ナフタレン（I-B)の合成

[ 19]

実施例 1における 6-エトキシ- 3,4,5-トリフルォロ- 2-ナフトールの代わりに、 3,4,5-トリフルォロ- 6-プロポキシ -2-ナフトールを用いることにより、 1,2,8-トリフルォロ- 7-プロポキシ -3-(4-トランス- 4-(2- (トランス- 4-プロビルシクロへキシル)ェチル)シクロへキシルメトキシ)ナフタレンを得た。

[0036] 相転移温度 (°C) Cr 117.5 N 183 I

1H-NMR (400 MHz, CDC1 ) δ /ppm 0.78 - 1.40 (m, 20 H), 0.87 (t, J = 5.6 Hz, 3 H)

3

, 1.07 (t, J = 7.6 Hz, 3 H), 1.65 - 2.06 (m, 10 H), 3.88 (d, J = 6.0 Hz, 2 H), 4.11 (t, J = 6.8 Hz, 2 H), 6.90 (d, J = 6.8 Hz, 1 H) , 7.21 (t, J = 8.4 Hz, 1 H), 7.39 (d, J = 8.8 Hz, 1 H)

実施例 3

[0037] 7-ブトキシ- 1,2,8-トリフルォロ- 3- (4-トランス- 4- (2- (トランス- 4-プロビルシクロへキシル)ェチル)シクロへキシルメトキシ)ナフタレン（I-C)の合成 (Ηΐ 'ΖΗ 0 = Ζ[ '^ΖΗ VS = Ιί 'ΡΡ) 8S"Z '(Ηΐ '^Η ΖΊ =

Ζ[ '^ΖΗ VS = Ιί 'ΡΡ) Ζτΐ '(Ηΐ 'ΖΗ τΐ = ί 'Ρ) 6·9 '(Η Ζ '^ΖΗ V9 = ί 'Ρ) 06·ε '{ΗΖ '^ζ

Η 0 = Ζ[ '^ΖΗ Z'L = If '^Ρ) ZVZ '(Η Ζ\ 'ω) 00 - 99·ΐ '(Η Ζ '^Η 9"Ζ = f ' ) 00·ΐ '( Η S 'ΖΗ Z'L = f '；) 88 '(Η 8ΐ 'ω) 0 ·ΐ - 6Ζ d/ 9 (εΐつ αつ '^ζ 00，） Η顺— Ηΐ

^0SI 93ΐ N 66 VS 08 っ (0_ο)¾¾ ¾@Ψ [0^00]

Ζ- ΰ / fH- 8 ΐ コ W :、 ¾ί¾ 一 4 - ci / fH- - /

[

/^^ρ Ε^/^ べ 4)- S)- べ έ - ε- ci l- Ζ- ΰ / fH- [6S00]

(H ΐ 'ZH 8·8

= f 'P) LZ'L '(H ΐ 'ZH 8·8 = f IZ'L ' (H ΐ '^Η Z'L = f 'Ρ) 68·9 '(Η Z '^H 0·9 = f

SI' '(H Z ^<ZH ·9 = f 'Ρ) 88·ε '(Η 0ΐ 'ω) 86·ΐ - 99·ΐ '(H S '^Η 9"Z = f 66 '

(H S 'ZH Z'L = f Ζ8 '(H ZZ 'ω) 9S"T - 6Ζ d/ g ( IOQD 'z 00 ) 顺- H_T

^0SI 8Ζΐ Ν ΐ2ΐ っ (0_ο)¾¾ ¾@Ψ [8S00]

。ペ : ( ^：

コ W :、 ¾ί¾ 一 4 - ci / fH- S S-

SC6Z0C/900Zdf/X3d ..Ϊ880/900Ζ OAV 実施例 5

[0041] 液晶組成物の調製 (1)

以下の組成カゝらなるホスト液晶組成物 (H) (以下、母体液晶 (H)ということがある。 ) [化 22]

(H)

を調製した。ここで (H)の物性値は以下の通りである。

ネマチック相上限温度 (T ): 103.2°C

N-I

誘電率異方性 (Δ ε): 0.03

屈折率異方性 (Δη): 0.099

この母体液晶 (Η)90%と実施例 1で得られた式 (Ι-Α)10%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。

ネマチック相上限温度 (T ): 111.5°C

N-I

誘電率異方性 (Δ ε): -0.74

屈折率異方性 (Δη): 0.103

[0042] 本発明の化合物 (Ι-Α)を含有する液晶組成物 (M-1)は、母体液晶 (Η)に比べ、誘電率異方性 (Δ ε )は大きく減少して負の値となった。このことから、本発明の化合物 0-Α )は、誘電率異方性が負であり、その絶対値が極めて大きいことがわかる。

[0043] また、液晶組成物 (Μ-Α)の電圧保持率を 80°Cで測定したところ、ホスト液晶組成物（ H)の電圧保持率に対して 98%以上と高、値を示した。このことから本発明の化合物 (I- A)は安定性の面からも液晶表示材料として十分使用可能であることがわかる。

実施例 6

[0044] 液晶組成物の調製 (2)

実施例 5で調製した母体液晶 (H)90%と実施例 2で得られた式 (I-B)10%からなる液晶組成物 (Μ-Β)を調製した。この組成物の物性値は以下の通りである。

ネマチック相上限温度 (Τ ): 111.5°C 誘電率異方性 ( Δ ε ) :

屈折率異方性 ( Δ η) :

[0045] 本発明の化合物 (Ι-Β)を含有する液晶組成物 (Μ-Β)は、母体液晶 (Η)に比べ、誘電率異方性 ( Δ ε )は大きく減少して負の値となった。このことから、本発明の化合物 (Ι-Β )は、誘電率異方性が負であり、その絶対値が極めて大きいことがわかる。

[0046] また、液晶組成物 (Μ- Β)の電圧保持率を 80°Cで測定したところ、ホスト液晶組成物（ H)の電圧保持率に対して 98%以上と高、値を示した。このことから本発明の化合物 (I- B)は安定性の面からも液晶表示材料として十分使用可能であることがわかる。

実施例 7

[0047] 液晶組成物の調製 (3)

実施例 5で調製した母体液晶 (H)90%と実施例 3で得られた化合物 (I-C)10%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。

ネマチック相上限温度 (T ) : 111.0°C

N-I

誘電率異方性 ( Δ ε ) : -0.73

屈折率異方性 ( Δ η) : 0.103

[0048] 本発明の化合物 (I-C)を含有する液晶組成物 (M-C)は、母体液晶 (H)に比べ、誘電率異方性 ( Δ ε )は大きく減少して負の値となった。このことから、本発明の化合物 (I-C )は、誘電率異方性が負であり、その絶対値が極めて大きいことがわかる。

[0049] また、液晶組成物 (M-C)の電圧保持率を 80°Cで測定したところ、ホスト液晶組成物（ H)の電圧保持率に対して 98%以上と高、値を示した。このことから本発明の化合物 (I- B)は安定性の面からも液晶表示材料として十分使用可能であることがわかる。

(比較例 1)

[0050] 液晶組成物の調製 (4)

実施例 5で調製した母体液晶 (H)90%と特許文献 1記載の化合物（R-1)

[ 23]

10%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ネマチック相上限温度 (T ): 109.6°C

N-I

誘電率異方性 (Δ ε): -0.42

屈折率異方性 (Δη):

[0051] 特許文献 1記載の化合物（R-1)を含有する液晶組成物 (Μ- D)は、実施例 5記載の液晶組成物 (Μ-Α)、実施例 6記載の液晶組成物 (Μ-Β)及び実施例 7記載の液晶組成物 (M-C)と比べ、誘電率異方性の絶対値が小さぐまたネマチック相上限温度 (Τ )も低

Ν-Ι 下したことがわかる。

(比較例 2)

[0052] 液晶組成物の調製 (5)

実施例 5で調製した母体液晶 (Η)90%と特許文献 4記載の化合物（R-2) [化 24]

10%からなる液晶組成物 (Μ-Ε)を調製した。この組成物の物性値は以下の通りであるネマチック相上限温度 (Τ ): 113.1°C

N-I

誘電率異方性 (Δ ε): 0.53

屈折率異方性 (Δη): 0.104

[0053] 特許文献 1記載の化合物（R-2)を含有する液晶組成物 (Μ- Ε)は、実施例 4記載の液晶組成物 (Μ-Α)、実施例 6記載の液晶組成物 (Μ-Β)及び実施例 7記載の液晶組成物 (M-C)と比べ、誘電率異方性の絶対値が小さ!/、ことがわかる。

実施例 8

[0054] 液晶組成物の調製 (6)

以下の組成力なる液晶組成物 (M-F)を調製した。

[化 25]

この (M-F)の物性値は以下の通りであった。

ネマチック相上限温度 (T ): 83.1°C

N-I

誘電率異方性 (Δ ε): 3.60

屈折率異方性 (Δη): 0.096

[0055] ここで作製した組成物を用いて、電圧保持率を測定したところ 80°Cで 98%と高、値を示し、優れた表示特性を示す液晶表示装置を作成することができた。

実施例 9

[0056] 液晶組成物の調製 (7)

以下の組成力もなる液晶組成物 (M-G)を調製した。

[化 26]

この (M-G)の物性値は以下の通りであった。

ネマチック相上限温度 (T ): 114.5°C 誘電率異方性 (Δ ε): -2.81

屈折率異方性 (Δη): 0.092

[0057] ここで作製した組成物を用いて、電圧保持率を測定したところ 80°Cで 98%と高、値を示し、優れた表示特性を示す液晶表示装置を作成することができた。

産業上の利用可能性

[0058] 本発明の液晶組成物、表示素子及び化合物は、垂直配向方式、 IPS等の液晶表示素子の構成部材として有用である。

Claims

請求の範囲

一般式 (I)

[ 27]

(式中、 R^aは炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基又は炭素原子数 2から 7の直鎖状ァルケ-ル基を表し、 R^bは炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基、炭素原子数 1から 7の直鎖状アルコキシル基、炭素原子数 2から 7の直鎖状アルケニル基又は炭素原子数 2から 7の直鎖状アルケ-ルォキシ基を表し、 M^a及び M^Pはそれぞれ独立的に単結合、 CH CH―、— OCH―、— CH 0—、— OCF―、又 ίま— CF 0—を表し、 G^a及び G^b【まそれぞれ独立的にトランス- 1,4-シクロへキシレン基又は 1,4-フエ-レン基を表し、 pi及び p2はそれぞれ独立的に 0又は 1を表す力 pi及び p2の合計は 0又は 1である。）で表されるトリフルォロナフタレン誘導体。

[2] 一般式 (I)において、 pi及び p2が 0を表す請求項 1記載のトリフルォロナフタレン誘導体。

[3] 一般式 (I)において、が炭素原子数 1から 5の直鎖状アルキル基を表し、 R^bが炭素原子数 1から 5の直鎖状アルキル基又は炭素原子数 1から 5の直鎖状アルコキシル基を表す、請求項 1記載のトリフルォロナフタレン誘導体。

[4] 一般式 (I)

[ 28]

(式中、 R^aは炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基又は炭素原子数 2から 7の直鎖状ァルケ-ル基を表し、 R^bは炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基、炭素原子数 1から 7の直鎖状アルコキシル基、炭素原子数 2から 7の直鎖状アルケニル基又は炭素原子数 2から 7の直鎖状アルケ-ルォキシ基を表し、 M^a及び M^Pはそれぞれ独立的に単結合、― CH CH―、― OCH―、― CH 0—、― OCF―、又 ίま— CF 0—を表し、 G^a及び G^b【まそれぞれ独立的にトランス- 1,4-シクロへキシレン基又は 1,4-フエ-レン基を表し、 pi及び p2はそれぞれ独立的に 0又は 1を表す力 pi及び p2の合計は 0又は 1である。）で表される化合物を 1種又は 2種以上含有し、一般式 (II)

[化 29]

2 2

1,4-シクロへキシレン基又は 1,4-フエ-レン基を表す。）で表される化合物を 1種又は 2 種以上含有する誘電率異方性が負のネマチック液晶組成物。

一般式 (III)

[化 30]

(式中、は炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基を表し、 R^fは炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基、炭素原子数 1から 7の直鎖状アルコキシル基又は炭素原子数 3から 7の直鎖状アルケ-ルォキシ基を表し、 p4は 0又は 1を表し、 M^d及び M^eはそれぞれ独立的に単結合、 - CH CH -、 - OCH -、 - CH 0-、 - OCF -、 - CF 0-、 - OCO-又は-

2 2 2 2 2 2

COO-を表し、 G^dはトランス- 1,4-シクロへキシレン基あるいは 1から 2個のフッ素により置換されていてもよい 1,4-フエ-レン基を表す。）で表される化合物を 1種又は 2種以上含有する請求項 4記載の液晶組成物。

一般式 (IV)、一般式 (V)、一般式 (VI)、一般式 (VII)及び一般式 (VIII)

[化 31]

(式中、、 R R^k及び R^mはそれぞれ独立的に炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基を表し、 R^h、 R 及び Rⁿはそれぞれ独立的に炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基、炭素原子数 1から 7の直鎖状アルコキシル基又は炭素原子数 3から 7の直鎖状ァルケニルォキシ基を表し、 R¹は炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基を表し、は炭素原子数 1から 7の直鎖状アルキル基、炭素原子数 1から 7の直鎖状アルコキシル基又は炭素原子数 2から 7の直鎖状アルケニル基、炭素原子数 3から 7の直鎖状アルケニルォキシ基を表し、は炭素原子数 1から ₇の直鎖状アルキル基又は炭素原子数 2から 7の直鎖状アルケ-ル基を表し、 X^a及び X^bはそれぞれ独立的に水素原子又はフッ素原子を表し、 p5、 p6、 p7及び p8はそれぞれ独立的に 0又は 1を表し、 p9及び p 10はそれぞれ独立的に 0、 1又は 2を表し、 p9及び plOの合計は 1又は 2であり、 M^f、 M^g 、 -、 - OCH -、

2 2

-を表し、 G^e、 G^f、 G^g、 G^h、 G¹及び G^jはそれぞれ独立的にトランス- 1,4-シクロへキシレン基又は 1から 2個のフッ素により置換されていてもよい 1,4-フエ-レン基を表し、 G G^j、 Mⁿ及び M°が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。 ) で表される化合物からなる群より選ばれる 1種又は 2種以上の化合物を含有する請求項 4記載の液晶組成物。

[7] 一般式 (IV)、一般式 (V)、一般式 (VI)、一般式 (VII)及び一般式 (VIII) で表される化合物からなる群より選ばれる 1種又は 2種以上の化合物を含有する請求項 5記載の液晶組成物。

[8] 一般式 (III)で表される化合物を 2種以上含有し、一般式 (IV)、一般式 (V)、一般式 (VI)

、一般式 (VII)及び一般式 (VIII)で表される化合物群から選ばれる 2種以上を含有する請求項 7記載の液晶組成物。

[9] ネマチック相上限温度が 70°C以上であり、一般式 (I)で表される化合物の含有量が 1 力 50質量％の範囲である請求項 8記載の液晶組成物。

[10] 請求項 4から 9の何れか一項に記載の液晶組成物を使用した液晶表示素子。

[11] アクティブマトリックス駆動される請求項 10記載の液晶表示素子。

[12] 垂直配向モードで表示される請求項 11記載の液晶表示素子。