JP2019156840A - 液晶化合物及びそれを含む液晶組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】低温環境で安定する新しい液晶化合物の提供。【解決手段】式Ｉに示されている液晶化合物。（Ｒ１及びＲ２は夫々独立にＦ、Ｈ、Ｃ１〜１５直鎖アルキル基、Ｃ３〜１５分岐アルキル基等；Ｒ３はＣ１〜８直鎖アルキル基又はＣ３〜８分岐アルキル基；ｎは０〜４の整数；環Ａ１は１,４−フェニレン基又は１,４−シクロヘキシレン基；環Ａ２及び環Ａ３は夫々独立に１,４−フェニレン基、１,４−シクロヘキシレン基等；Ｚ１及びＺ２は夫々独立に単結合、−ＣＨ２−ＣＨ２−等）【選択図】なし

Description

本発明は、液晶化合物及びそれを含む液晶組成物に関し、特に２−非極性置換基−１,４−フェニレン基の末端基グループを含む液晶化合物及びそれを含む液晶組成物に関する。

液晶ディスプレイの使い道が広がる一方、液晶ディスプレイに使う液晶化合物にはさまざまの性質が求められている。例えば、低駆動電圧（ｌｏｗ ｄｒｉｖｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ）、高応答速度、高電圧保持率（ｖｏｌｔａｇｅ ｈｏｌｄｉｎｇ ｒａｔｉｏ、ＶＨＲ）、低回転粘度、広い操作温度範囲などの性質が求められている。従って、各応用領域に適用する新しい液晶化合物または液晶混合物を開発している。

例えば、引用文献１には、少なくとも２種の異方性化合物(ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄ)を含む液晶混合物が記載されている。２種の異方性化合物のうちの少なくとも１者は下記式Ａに示されているものである。

式Ａにおいて、Ｚ^１１及びＺ^１２は、単結合または−ＣＨ_２ＣＨ_２−であり、Ｘは、フッ素、塩素またはメチル基であり、Ｒ^１１及びＲ^１２は、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルキル基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルコキシ基、Ｃ_１〜Ｃ_１２アルカノイルオキシ基（ａｌｋａｎｏｙｌｏｘｙ）またはＣ_１〜Ｃ_１２アルキルアミノ基（ａｌｋｙｌａｍｉｎｏ）である。上記式Ａに示されている液晶化合物はネマティック液晶であり、高い誘電率異方性（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）などの性質を有する。

誘電性質以外、液晶化合物には、広い温度範囲において低電圧で駆動でき、且つ、低温環境で（例えば−２０℃または−３０℃以下）既存の性質を維持しながら安定に保存できる性質が求められている。例えば、引用文献２には、下記式Ｂに示されている液晶化合物が記載されている。

式Ｂにおいて、Ｒ^１３は、水素またはＣ_１〜Ｃ_１５アルキル基であり、Ｘ^１は、フッ素、塩素、ＣＮ、ＮＣＳまたはフルオロアルキル基（ｆｌｕｏｒｏａｌｋｙｌ）であり、Ｙ^１は、水素またはフッ素であり、環Ａ^１１及び環Ａ^１２のそれぞれは、独立に

からなる群より選ばれるものであり、Ｚ^１３は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ_２ＣＦ_２−、−ＣＨＦＣＨＦ−、−ＣＦ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨＦ−、−ＣＨＦＣＦ_２−、−Ｃ_２Ｆ_４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−または−ＯＣＦ_２−であり、ｎ^１１は、０または１である。

引用文献３には、下記式Ｃに示されている液晶化合物が記載されている。

式Ｃにおいて、Ｘ^２は、フッ素、塩素、ＯＣＦ_３、ＣＮ、ＮＣＳまたは１〜３つのフッ素置換基を有するＣ_１〜Ｃ_５アルキル基であり、Ｒ^１４は、水素またはＣ_１〜Ｃ_１５アルキル基であり、ｎ^１２は、０、１または２であり、環Ａ^１３及び環Ａ^１４のそれぞれは、

である。

米国特許第４８０８３３３号明細書 中国特許出願公開第１０６１９０１７３Ａ号明細書 中国特許出願公開第１０６２５６８７３Ａ号明細書

上記の液晶化合物以外、さらに低温環境で安定する新しい液晶化合物が求められている。

従って、本発明は、低温環境で安定する新しい液晶化合物及びそれを含む液晶組成物の提供を課題とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、下記式Ｉに示されている液晶化合物であって、

該式Ｉにおいて、Ｒ^１及びＲ^２のそれぞれは、独立にフッ素、塩素、水素、Ｃ_１〜Ｃ_１５直鎖アルキル基、Ｃ_３〜Ｃ_１５分岐アルキル基、Ｃ_１〜Ｃ_１５直鎖アルコキシ基、Ｃ_３〜Ｃ_１５分岐アルコキシ基からなる群より選ばれるものであり、且つ、該アルキル基または該アルコキシ基において、−ＣＨ_２−を有する場合、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、選択的に−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または−ＯＯＣ−により置換でき、且つ、少なくとも１つの水素は、選択的にハロゲンにより置換でき、Ｒ^３は、Ｃ_１〜Ｃ_８直鎖アルキル基またはＣ_３〜Ｃ_８分岐アルキル基であり、環Ａ^１は、１,４−フェニレン基または１,４−シクロヘキシレン基であり、環Ａ^２及び環Ａ^３のそれぞれは、独立に１,４−フェニレン基、１,４−シクロヘキシレン基、２−フルオロ−１,４−フェニレン基、３−フルオロ−１,４−フェニレン基、２,６−ジフルオロ−１,４−フェニレン基、３,５−ジフルオロ−１,４−フェニレン基、２,３−ジフルオロ−１,４−フェニレン基、１,３−シクロペンチレン基、１,３−シクロブチレン基、ピリジン−２,５−ジイル、ピリミジン−２,５−ジイル、ベンゾフラン−２,５−ジイル、１,３−ジオキサン−２,５−ジイル、テトラヒドロピラン−２,５−ジイルからなる群より選ばれるものであり、Ｚ^１及びＺ^２のそれぞれは、独立に単結合、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＯＣ−、−ＣＦ_２−ＣＦ_２−、−ＣＦ＝ＣＦ−からなる群より選ばれるものであり、ｎは、０〜４の範囲内の整数にあり、環Ａ２及び環Ａ３のうち少なくとも１者は、２−フルオロ−１,４−フェニレン基、３−フルオロ−１,４−フェニレン基、２,６−ジフルオロ−１,４−フェニレン基、３,５−ジフルオロ−１,４−フェニレン基、２,３−ジフルオロ−１,４−フェニレン基からなる群より選ばれるものであるという条件で、ｎは２、３または４である場合、複数の環Ａ^２は、相同または相異するものであり、ｎは０である場合、環Ａ^３は２,３−ジフルオロ−１,４−フェニレン基ではなく、Ｚ^２は−ＣＦ_２Ｏ−であり、且つ、環Ａ^３は２,６−ジフルオロ−１,４−フェニレン基である場合、ｎが２且つ

は

であることを特徴とする液晶化合物を提供する。

また、上記の液晶化合物を含むことを特徴とする液晶組成物を提供する。

本発明の液晶化合物によると、本発明の液晶化合物は特定の構造設計を有するので、それを含む液晶組成物は、より優れた低温安定（貯蔵）性を有する。

本発明の液晶化合物は、下記式Ｉに示されている液晶化合物である。

該式Ｉにおいて、Ｒ^１及びＲ^２のそれぞれは、独立にフッ素、塩素、水素、Ｃ_１〜Ｃ_１５直鎖アルキル基、Ｃ_３〜Ｃ_１５分岐アルキル基、Ｃ_１〜Ｃ_１５直鎖アルコキシ基、Ｃ_３〜Ｃ_１５分岐アルコキシ基からなる群より選ばれるものである。且つ、該アルキル基または該アルコキシ基において、−ＣＨ_２−を有する場合、少なくとも１つのＣＨ_２は、選択的に−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または−ＯＯＣ−により置換できる。且つ、該アルキル基または該アルコキシ基における少なくとも１つの水素は、選択的にハロゲンにより置換できる。

Ｒ^３は、Ｃ_１〜Ｃ_８直鎖アルキル基またはＣ_３〜Ｃ_８分岐アルキル基である。

環Ａ^１は、１,４−フェニレン基または１,４−シクロヘキシレン基である。

環Ａ^２及び環Ａ^３のそれぞれは、独立に１,４−フェニレン基、１,４−シクロヘキシレン基、２−フルオロ−１,４−フェニレン基、３−フルオロ−１,４−フェニレン基、２,６−ジフルオロ−１,４−フェニレン基、３,５−ジフルオロ−１,４−フェニレン基、２,３−ジフルオロ−１,４−フェニレン基、１,３−シクロペンチレン基、１,３−シクロブチレン基、ピリジン−２,５−ジイル、ピリミジン−２,５−ジイル、ベンゾフラン−２,５−ジイル、１,３−ジオキサン−２,５−ジイル、テトラヒドロピラン−２,５−ジイルからなる群より選ばれるものである。

Ｚ^１及びＺ^２のそれぞれは、独立に単結合、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＯＣ−、−ＣＦ_２−ＣＦ_２−、−ＣＦ＝ＣＦ−からなる群より選ばれるものである。

ｎは、０〜４の範囲内の整数である。

環Ａ^２及び環Ａ^３のうち少なくとも１者は、２−フルオロ−１,４−フェニレン基、３−フルオロ−１,４−フェニレン基、２,６−ジフルオロ−１,４−フェニレン基、３,５−ジフルオロ−１,４−フェニレン基、２,３−ジフルオロ−１,４−フェニレン基からなる群より選ばれるものであるという条件で、ｎが２、３または４である場合、複数の環Ａ^２は、相同または相異するものであり、ｎが０である場合、環Ａ^３は２,３−ジフルオロ−１,４−フェニレン基ではなく、Ｚ^２が−ＣＦ_２Ｏ−であり、且つ、環Ａ^３が２,６−ジフルオロ−１,４−フェニレン基である場合、ｎが２且つ

は

である。

本発明に使用するピリジン−２,５−ジイル（ｐｙｒｉｄｉｎｅ−２,５−ｄｉｙｌ）は、

の構造を含むものであり、ピリミジン−２,５−ジイル（ｐｙｒｉｍｉｄｉｎｅ−２,５−ｄｉｙｌ）は、

の構造を含むものであり、ベンゾフラン−２,５−ジイル（ｂｅｎｚｏｆｕｒａｎ−２,５−ｄｉｙｌ）は、

の構造を含むものであり、１,３−ジオキサン−２,５−ジイル（１,３−ｄｉｏｘａｎｅ−２,５−ｄｉｙｌ）は、

の構造を含むものであり、テトラヒドロピラン−２,５−ジイル（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｐｙｒａｎ−２,５−ｄｉｙｌ）は、

の構造を含むものである。

更に、前記式Ｉにおいて、Ｒ³は、メチル基であることが好ましく、Ｚ^１は、単結合であることが好ましく、Ｚ^２は、単結合、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−からなる群より選ばれるものであることが好ましい。

また、前記式Ｉに示されている液晶化合物は、下記の式Ｉ−１、式Ｉ−２、式Ｉ−３、式Ｉ−４、式Ｉ−５、式Ｉ−６、式Ｉ−７、式Ｉ−８に示されている液晶化合物からなる群より選ばれるものであることが好ましい。

前記式Ｉ−１〜式Ｉ−８におけるＲ^３は、メチル基であることが好ましく、前記式Ｉ−１〜式Ｉ−８におけるＲ^１は、Ｃ_１〜Ｃ_５直鎖アルキル基またはＣ_３〜Ｃ_５分岐アルキル基であることが好ましく、前記式Ｉ−１〜式Ｉ−８におけるＲ^２は、フッ素、Ｃ_１〜Ｃ_５直鎖アルキル基、Ｃ_３〜Ｃ_５分岐アルキル基、Ｃ_１〜Ｃ_５直鎖アルコキシ基、Ｃ_３〜Ｃ_５分岐アルコキシ基からなる群より選ばれるものであることが好ましい。

本発明の具体例において、前記式Ｉ−１に示されている液晶化合物は、式Ｉ−１ａ、式Ｉ−１ｂ、式Ｉ−１ｃに示されている液晶化合物からなる群より選ばれるものである。

本発明の具体例において、前記式Ｉ−２に示されている液晶化合物は、式Ｉ−２ａである。

本発明の具体例において、前記式Ｉ−３に示されている液晶化合物は、式Ｉ−３ａである。

本発明の具体例において、前記式Ｉ−４に示されている液晶化合物は、式Ｉ−４ａである。

本発明の具体例において、前記式Ｉ−５に示されている液晶化合物は、式Ｉ−５ａである。

本発明の具体例において、前記式Ｉ−６に示されている液晶化合物は、式Ｉ−６ａである。

本発明の具体例において、前記式Ｉ−７に示されている液晶化合物は、式Ｉ−７ａである。

本発明の具体例において、前記式Ｉ−８に示されている液晶化合物は、式Ｉ−８ａまたは式Ｉ−８ｂである。

前記式１に示されている化合物は、公知の方法で合成できる。例えば、下記の反応式Ａ又は反応式Ｂにより合成できる。反応式Ａ及び反応式Ｂにおいて、出発物質Ｓ１〜Ｓ４は、実際に使用する化合物で、公知の合成方法により製造することができる。

なお、上記反応式Ａ及び反応式Ｂにおける各置換基は、式Ｉと同じ定義である。

本発明の液晶組成物は、少なくとも１つの前記式Ｉに示されている液晶化合物を含む組成物であり、前記式Ｉに示されている液晶化合物は、前記の式Ｉ−１、前記式Ｉ−２、前記式Ｉ−３、前記式Ｉ−４、前記式Ｉ−５、前記式Ｉ−６、前記式Ｉ−７、前記式Ｉ−８に示されている液晶化合物からなる群より選ばれるものであることが好ましい。

本発明の液晶組成物は、少なくとも１つの下記式ＩＩに示されている液晶化合物を更に含むことが好ましい。

該式ＩＩにおいて、Ｒ^４及びＲ^５のそれぞれは、独立に水素、ハロゲン、Ｃ_１〜Ｃ_１５直鎖アルキル基、Ｃ_３〜Ｃ_１５分岐アルキル基、Ｃ_２〜Ｃ_１５直鎖アルケニル基、Ｃ_４〜Ｃ_１５分岐アルケニル基からなる群より選ばれるものである。

且つ、該Ｃ_１〜Ｃ_１５直鎖アルキル基、該Ｃ_３〜Ｃ_１５分岐アルキル基、該Ｃ_２〜Ｃ_１５直鎖アルケニル基、該Ｃ_４〜Ｃ_１５分岐アルケニル基は、置換されていないか、または、置換されたものである。上記置換されたものである場合は、（ａ）少なくとも１つの水素がハロゲンにより置換されたもの、及び（ｂ）−ＣＨ_２−を有する場合、少なくとも１つの−ＣＨ_２−が、−Ｏ−同士が直接に連結されないように、−Ｏ−により置換されたもの、のいずれか一方または両方である。

環Ａ^４、環Ａ^５及び環Ａ^６のそれぞれは、独立に１,４−フェニレン基、１,４−シクロヘキシレン基、ベンゾフラン−２,５−ジイル、１,３−ジオキサン−２,５−ジイル、テトラヒドロピラン−２,５−ジイル、二価ジオキサビシクロ[２．２．２]オクタン官能基、二価トリオキサビシクロ[２．２．２]オクタン官能基、インダン−２,５−ジイルからなる群より選ばれるものである。

且つ、該１,４−シクロヘキシレン基及び下述するインダン−２,５−ジイル以外の基は、置換されていないか、或は、少なくとも１つの水素がフッ素により置換されたものである。

また、該インダン−２,５−ジイルは、置換されていないか、または、置換されたものである。上記置換されたものである場合は、（ｃ）少なくとも１つの水素がハロゲンまたはＣＮにより置換されたもの、及び（ｄ）少なくとも１つの−ＣＨ_２−が、−Ｏ−、−Ｎ−、−Ｓ−が互いに直接に連結されないように、−Ｏ−、−Ｎ−または−Ｓ−により置換されたもの、のいずれか一方または両方である。

なお、−Ｏ−、−Ｎ−、−Ｓ−が互いに直接に連結されないとは、−Ｏ−同士、−Ｎ−同士、−Ｓ−同士が連結されない状況、及び、−Ｏ−と−Ｎ−、−Ｏ−と−Ｓ−、−Ｎ−と−Ｓ−が連結されない状況を含む。また、本明細書における他の「互いに直接に連結されない」も同じく、挙げられた基の同士が連結されない状況及び挙げられた基における相異の基が連結されないない状況を含む。

Ｚ^３及Ｚ^４のそれぞれは、独立に単結合、Ｃ_１〜Ｃ_４アルキレン基、Ｃ_２〜Ｃ_４アルケニレン基、Ｃ_２〜Ｃ_４アルキニレン基、からなる群より選ばれるものである。

且つ、該Ｃ_１〜Ｃ_４アルキレン基、該Ｃ_２〜Ｃ_４アルケニレン基、該Ｃ_２〜Ｃ_４アルキニレン基は、置換されていないか、または、置換されたものである。上記置換されたものである場合は、（ｅ）少なくとも１つの水素がＣＮにより置換されたもの、及び（ｆ）−ＣＨ_２−を有する場合、少なくとも１つの−ＣＨ_２−が、−Ｏ−、−Ｓ−が互いに直接に連結されないように、−Ｏ−または−Ｓ−により置換されたもの、のいずれか一方または両方である。

ｎ^１は、０〜２の範囲内の整数にある。

ｎ^１が２である場合、２つの環Ａ⁴は、相同または相異するものである。

本発明に使用する二価ジオキサ―ビシクロ[２．２．２]オクタン官能基（ｄｉｖａｌｅｎｔ ｄｉｏｘａ−ｂｉｃｙｃｌｏ[２.２．２]ｏｃｔａｎｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕｐ）は、

の構造を含むものであり、二価トリオキサ―ビシクロ[２．２．２]オクタン官能基（ｄｉｖａｌｅｎｔ ｔｒｉｏｘａ−ｂｉｃｙｃｌｏ[２.２．２]ｏｃｔａｎｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｒｏｕｐ）は、

の構造を含むものであり、インダン−２,５−ジイルは、

の構造を含むものである。

前記式ＩＩに示されている液晶化合物として、例えば３ＣＣＶ、３ＣＣＶ１、３ＰＴＰＯ１、Ｖ２ＰＴＰ２Ｖ、３ＰＧＢ２、２ＰＧＢ２、３ＣＰＴＰ２、３ＣＣＰ１、ＶＣＣＰ１、３ＣＰＰ２、３ＣＰＰＣ３、３ＣＰＴＰＯ２、２ＣＰＹＯ２、３ＣＣＹＯ１、３ＰＹＯ２、２ＰＹＯ２、３ＣＹＯ４、３ＣＣＹＯ２、２ＣＣ１ＯＹＯ２、３ＣＣ５、３ＣＰＰＦ、３ＣＰＧＦ、５ＣＣＧＦ、３ＣＣＧＦ、５ＣＣＰＯＣＦ３、４ＣＣＰＯＣＦ３、３ＣＣＰＯＣＦ３、３ＣＣＰＧＦ、３ＣＣＰＦ、３ｄｏＰＵＯＶＦ２、３ｄｏＰＵＦ、１ＲＩＧＵＯＶＦ２、２ｄｏＰＵＯＶＦ２などが挙げられる。上記コードネームで示される化合物の構造は、下記の表１に記載されている。

前記式ＩＩに示されている液晶化合物は、例として、粘度希釈剤として適用する液晶化合物（例えば３ＣＣＶ、３ＣＣＶ１、３ＣＣ５など）、高Δｎを提供する液晶化合物（例えば３ＰＴＰＯ１、３ＰＧＢ２など）及び誘電率異方性値が負の液晶性化合物（例えば３ＰＹＯ２、２ＣＰＹＯ２、３ＣＹＯ４など）、高Δεを提供する液晶化合物（例えば３ｄｏＰＵＯＶＦ２、３ｄｏＰＵＦ、１ＲＩＧＵＯＶＦ２、２ｄｏＰＵＯＶＦ２など）の液晶化合物を含むことができる。従って、前記式ＩＩに示されている液晶化合物の含有量を調整することにより、本発明の液晶組成物の粘度、Δn、Δεの少なくともいずれかを調整できる。

本発明の液晶組成物は、少なくとも１つの下記式ＩＩＩに示されている液晶化合物を更に含むことが好ましい。

該式ＩＩＩにおいて、Ｒ^６は、水素、Ｃ_１〜Ｃ_１０直鎖アルキル基、Ｃ_３〜Ｃ_１０分岐アルキル基、Ｃ_２〜Ｃ_１０直鎖アルケニル基、Ｃ_４〜Ｃ_１０分岐アルケニル基からなる群より選ばれるものである。

且つ、該Ｃ_１〜Ｃ_１０直鎖アルキル基、該Ｃ_３〜Ｃ_１０分岐アルキル基、該Ｃ_２〜Ｃ_１０直鎖アルケニル基、該Ｃ_４〜Ｃ_１０分岐アルケニル基は、置換されていないか、または、置換されたものである。上記置換されたものである場合は、（ｇ）少なくとも１つの水素がハロゲン、ＣＮまたはＣＦ_３により置換されたもの、及び（ｈ）−ＣＨ_２−を有する場合、少なくとも１つの−ＣＨ_２−が、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−が互いに直接に連結されないように、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により置換されたもの、のいずれか一方または両方である。

Ｒ^７は、フッ素、塩素、−ＣＨ_３、−ＣＦ_３、−ＯＣＨ＝ＣＦ_２、−ＯＣＦ_３からなる群より選ばれるものである。

環Ａ^７、環Ａ^８、環Ａ^９及び環Ａ^１０のそれぞれは、独立に１,４−フェニレン基、１,４−シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン−２,５−ジイル、二価ジオキサビシクロ[２．２．２]オクタン官能基、二価トリオキサビシクロ[２．２．２]オクタン官能基、インダン−２,５−ジイルからなる群より選ばれるものである。

且つ、該１,４−フェニレン基、該１,４−シクロヘキシレン基、該インダン−２,５−ジイルは、置換されていないか、または、置換されたものである。上記置換されたものである場合は、（ｉ）少なくとも１つの水素がハロゲンまたはＣＮにより置換されたもの、及び（ｊ）−ＣＨ_２−を有する場合、少なくとも１つの−ＣＨ_２−が、−Ｏ−、−Ｎ−、−Ｓ−が互いに直接に連結されないように、−Ｏ−、−Ｎ−または−Ｓ−により置換されたもの、のいずれか一方または両方である。

Ｚ^５、Ｚ^６及びＺ^７のうち少なくとも１者は、−ＣＦ_２−Ｏ−または−Ｏ−ＣＦ_２−であるという条件で、Ｚ^５、Ｚ^６及びＺ^７のそれぞれは、独立に単結合、Ｃ_１〜Ｃ_４アルキレン基、Ｃ_２〜Ｃ_４アルケニレン基、Ｃ_２〜Ｃ_４アルキニレン基、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−からなる群より選ばれるものである。

且つ、該Ｃ_１〜Ｃ_４アルキレン基、該Ｃ_２〜Ｃ_４アルケニレン基、該Ｃ_２〜Ｃ_４アルキニレン基は、置換されていないか、または、置換されたものである。上記置換されたものである場合は、（ｋ）少なくとも１つの水素がハロゲンにより置換されたもの、及び（ｌ）−ＣＨ_２−を有する場合、少なくとも１つの−ＣＨ_２−が、−Ｏ−、−Ｓ−が互いに直接に連結されないように、−Ｏ−または−Ｓ−により置換されたもの、のいずれか一方または両方である。

ｎ^２、ｎ^３、ｎ^４及びｎ^５のそれぞれは、独立に０〜３の範囲内の整数にあり、且つ、ｎ^２＋ｎ^３＋ｎ^４＋ｎ^５≧３になり、ｎ^２、ｎ^３、ｎ^４、ｎ^５のうち少なくとも１者が、２または３である場合、複数になった環Ａ^７、環Ａ^８、環Ａ^９、環Ａ^１０のそれぞれは、相同または相異するものである。

例えば、前記式ＩＩＩに示されている液晶化合物は、例として、３ＰＧＵＱＵＦ、４ＰＧＵＱＵＦ、５ＰＧＵＱＵＦ、２ＲＩＧＵＱＵＦ、３ＲＩＧＵＱＵＦ、３ｄｏＰＵＱＵＦ、２ｔｏＵＱＵＯＶＦ２、３ＲＩＧＵＱＵＦ、２ＲＩＧＵＱＵＦを含むことができる。上記コードネームで示される化合物の構造は、下記の表１に記載されている。

前記式ＩＩＩに示されている液晶化合物において、Ｚ^５、Ｚ^６及Ｚ^７のいずれかが−ＣＦ_２Ｏ−または−ＯＣＦ_２−の構造ユニットであると、本発明の液晶組成物の回転粘度(γ1)を下げると共に、誘電率異方性(Δε)を上げることができる。回転粘度は応答速度に比例しているので、回転粘度が下がると、ディスプレイに電圧を印加する際の液晶分子応答速度が上がる。従って、−ＣＦ_２Ｏ−または−ＯＣＦ_２−の構造ユニットを有する液晶化合物を前記式ＩＩＩに示されている液晶化合物として使用することにより、液晶組成物の回転粘度及び誘電率異方性を改善できる。

更に、前記式ＩＩＩに示されている液晶化合物において、環Ａ^７、環Ａ^８、環Ａ^９及び環Ａ^１０のいずれかがＲＩ、ｔｏ、ｄｏ（上記コードネームで示される化合物の構造は、下記の表１に記載されている）の構造ユニットであると、誘電率異方性をより向上できる。従って、前記式ＩＩＩに示されている液晶化合物における環Ａ^７、環Ａ^８、環Ａ^９及び環Ａ^１０の構造ユニットを適宜に選択することにより、液晶組成物の回転粘度及び誘電率異方性を所望の範囲内に調整できる。

本発明の液晶組成物は、特定の構造を有する式Ｉに示されている液晶化合物を含むので、優れた低温貯蔵性を有する。また、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が知られているように、本発明の液晶組成物は、上記式１、上記式２及び上記式３以外の液晶化合物や、一般的に使用されている添加剤などを更に含むことができ、例えば、カイラル(ｃｈｉｒａｌ、対掌性の)成分、ＵＶ安定剤、抗酸化剤、遊離基浄化剤、ナノ粒子などを更に含むこともできる。

本発明の液晶組成物において、上記式Ｉ〜式ＩＩＩに示されている液晶化合物の含有量は必要に応じて調整できる。液晶組成物の総重量を１００ｗｔ％として、上記式Ｉに示されている液晶化合物の含有量は０．１〜５０ｗｔ％の範囲内にあることが好ましく、上記式ＩＩに示されている液晶化合物の含有量は１０〜９０ｗｔ％の範囲内にあることが好ましく、上記式ＩＩＩに示されている液晶化合物の含有量は１〜５０ｗｔ％の範囲内にあることが好ましい。

以下、本発明の実施例について説明する。これらの実施例は、例示的かつ説明的なものであり、本発明を限定するものと解釈されるべきではないことを理解されたい。

＜実施例１＞式Ｉ−１ａに示されている液晶化合物

上記反応式により、化合物１（１ｇ、５．４ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン(５０ｍＬ)、水(１０ｍＬ)及び炭酸カリウム(３．４ｇ、２４．６ｍｍｏｌ)を２５０ｍＬの反応瓶に添加して攪拌することにより混合し、そして、反応瓶内の酸素を除去するために、窒素ガスを反応瓶に導入し、３０分後、化合物２(２．１ｇ、８．１ｍｍｏｌ)及びテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム［ｔｅｔｒａｋｉｓ(ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ) ｐａｌｌａｄｉｕｍ(０)、０．３１ ｇ、０．２６８ ｍｍｏｌ] を該反応瓶に添加して混合物を得た。該混合物を５時間加熱還流させ、反応が完了した後、酢酸エチル及び水で反応後の混合物を抽出しながら有機層を収集して、ロータリーエバポレーター（ｒｏｔａｒｙ ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）を用いて有機層における溶媒を除去して粗産物を得た。該粗産物をカラムクロマトグラフィー（ｃｏｌｕｍｎ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）により純化して、白色を呈する固体である式Ｉ−１ａに示されている化合物を得た。

核磁気共鳴分光計（ＮＭＲ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）で該白色を呈する固体である式Ｉ−１ａに示されている化合物を測定した結果は、^１Ｈ−ＮＭＲ(ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ)、δ(ｐｐｍ)：０．９９(ｔ、Ｊ＝７．６Ｈｚ、３Ｈ)、１．６５−１．７４(ｍ、２Ｈ)、２．３４(ｄ、Ｊ＝６．８Ｈｚ、６Ｈ)、２．６５(ｔ、Ｊ＝７．６Ｈｚ、２Ｈ)、７．２２−７．５５(ｍ、１０Ｈ)であった。

＜実施例２＞式Ｉ−１ｂに示されている液晶化合物

上記反応式により、２−メチル−４−ブロモ−ヨードベンゼン（２−ｍｅｔｈｙｌ−４−ｂｒｏｍｏ−ｉｏｄｏｂｅｎｚｅｎｅ）（６．０ｇ、２０．２ｍｍｏｌ）及びテトラヒドロフラン(無水)(４０ｍＬ)を１００ｍＬの反応瓶に添加して攪拌することにより混合し、２−メチル−４−ブロモ−ヨードベンゼンが完全に溶解した後、該反応瓶を−７８℃まで冷却し、且つＮ−ブチルリチウム(２．５Ｍ、１０ｍＬ、２６．３ｍｍｏｌ)を徐々に添加し、１時間反応させた後、−７８℃で１−ヨードブタン(５．６ｇ、３０．３ｍｍｏｌ)を添加し、２０℃〜３０℃で反応瓶内の混合物を２時間反応させた。反応完了後、該反応瓶に希塩酸(１Ｎ、３０ｍＬ)を添加して、反応混合物を得た。そして、酢酸エチル及び水で反応混合物を抽出し、有機層を収集して、ロータリーエバポレーターを用いて有機層における溶媒を除去して粗産物を得た。該粗産物をカラムクロマトグラフィーにより純化して、無色液体である化合物３を得た。

化合物１を化合物３に変えた以外、実施例１と同じ手順及び条件で式Ｉ−１ｂに示されている化合物を得た。

核磁気共鳴分光計で式Ｉ−１ｂに示されている化合物を測定した結果は、^１Ｈ−ＮＭＲ(ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ)、δ(ｐｐｍ)：０．９６−１．００(ｍ、６Ｈ)、１．４０−１．４９(ｍ、２Ｈ)、１．５８−１．７４(ｍ、４Ｈ)、２．３８(ｓ、３Ｈ)、２.６２−２．６７(ｍ、４Ｈ)、７．２１−７．５５(ｍ、１０Ｈ)であった。

＜実施例３＞式Ｉ−１ｃに示されている液晶化合物

化合物２を化合物４に変えた以外、実施例１と同じ手順及び条件で式Ｉ−１ｃに示されている化合物を得た。

核磁気共鳴分光計で式Ｉ−１ｃに示されている化合物を測定した結果は、^１Ｈ−ＮＭＲ(ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ)、δ(ｐｐｍ)：０．９２(ｍ、３Ｈ)、１．３４−１．３８(ｍ、４Ｈ)、１．６３−１．７０(ｍ、２Ｈ)、２．３３(ｄ、Ｊ＝６．８ Ｈｚ、６Ｈ)、２．６６(ｔ、Ｊ＝７．６ Ｈｚ、２Ｈ)、７．２２−７．５５(ｍ、１０Ｈ)であった。

＜実施例４＞式Ｉ−２ａに示されている液晶化合物

化合物２を化合物５に変えた以外、実施例１と同じ手順及び条件で式Ｉ−２ａに示されている化合物を得た。

核磁気共鳴分光計で式Ｉ−２ａに示されている化合物を測定した結果は、^１Ｈ−ＮＭＲ(ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ)、δ(ｐｐｍ)：０．９１(ｔ、Ｊ＝７．２Ｈｚ、３Ｈ)、１．０４−１．５１(ｍ、９Ｈ)、１．８６−１．９５(ｍ、４Ｈ)、２．３１(ｄ、Ｊ＝４．８ Ｈｚ、６Ｈ)、２．４６−２．５０(ｍ、１Ｈ)、６．９６−７．０４(ｍ、２Ｈ)、７．１９(ｄ、Ｊ＝８．０ Ｈｚ、１Ｈ)、７．２７−７．３４(ｍ、３Ｈ)であった。

＜実施例５＞式Ｉ−３ａに示されている液晶化合物

化合物１（１０ｇ、５４．０５ｍｍｏｌ）及びテトラヒドロフラン(無水)(１００ｍＬ)を２５０ｍＬの反応瓶に添加して攪拌することにより混合し、化合物１が完全に溶解した後、該反応瓶を−７８℃まで冷却し、そして、Ｎ−ブチルリチウム(２．５Ｍ、３２．４ ｍＬ、８１．０８ｍｍｏｌ)を徐々に添加し、０．５時間反応させ、−７８℃でほう酸トリイソプロピル（ｔｒｉｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ｂｏｒａｔｅ、２０．３ｇ、１０８．１ｍｍｏｌ)を該反応瓶に添加し、０℃で反応瓶内の混合物を１時間反応させた。反応完了後、該反応瓶に希塩酸(１Ｎ、８０ ｍＬ)を添加して、２０℃〜３０℃で０．５時間攪拌して反応混合物を得た。そして、酢酸エチル及び水で反応混合物を抽出し、有機層を収集して、ロータリーエバポレーターを用いて有機層における溶媒を除去して粗産物を得た。該粗産物をカラムクロマトグラフィーにより純化して、白色を呈する固体である化合物６を得た。

上記反応式により、１,４−ジブロモベンゼン（１,４−ｄｉｂｒｏｍｏｂｅｎｚｅｎｅ、３ｇ、１２．７ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン(８０ｍＬ)、水(１５ｍＬ)及び炭酸カリウム(７．９ｇ、５７．２ｍｍｏｌ)を２５０ｍＬの反応瓶に添加して攪拌することにより混合し、そして、反応瓶内の酸素を除去するために、窒素ガスを反応瓶に導入し、３０分後、化合物６(１．９ｇ、１２．７ｍｍｏｌ)及びテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０．３７ｇ、０．３２０ｍｍｏｌ）を該反応瓶に添加して混合物を得た。該混合物を５時間加熱還流させ、反応が完了後、酢酸エチル及び水で反応後の混合物を抽出し、有機層を収集して、ロータリーエバポレーターを用いて有機層における溶媒を除去して粗産物を得た。該粗産物をカラムクロマトグラフィーにより純化して、白色を呈する固体である化合物７を得た。

化合物１を化合物７に変え、且つ化合物２を化合物８に変えた以外、実施例１を同じ手順及び条件で式Ｉ−３ａに示されている化合物を得た。

核磁気共鳴分光計で式Ｉ−３ａに示されている化合物を測定した結果は、^１Ｈ−ＮＭＲ(ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ)、δ(ｐｐｍ)：０．９９(ｔ、Ｊ＝７．２Ｈｚ、３Ｈ),１．６５−１．７２(ｍ、２Ｈ)、２．３３(ｄ、Ｊ＝１１．６Ｈｚ、６Ｈ)、２.６３(ｔ、Ｊ＝７．６Ｈｚ、２Ｈ)、６．９８−７．０５(ｍ、２Ｈ)、７．２２(ｄ、Ｊ＝７．６Ｈｚ、１Ｈ)、７．３７−７．４２(ｍ、３Ｈ)、７．６０−７．６６(ｍ、４Ｈ)であった。

＜実施例６＞式Ｉ−４ａに示されている液晶化合物

化合物２を化合物９に変えた以外、実施例１と同じ手順及び条件で白色を呈する固体である化合物１０を得た。

カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｔｅｒｔ−ｂｕｔｏｘｉｄｅ、２．０２ｇ、１８．０ｍｍｏｌ）及びテトラヒドロフラン(無水)(４０ｍＬ)を２５０ｍＬの反応瓶に添加して攪拌することにより混合し、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシドが完全に溶解した後、該反応瓶を−７８℃まで冷却し、且つＮ−ブチルリチウム(２．５Ｍ、９．６ｍＬ、２４．０ｍｍｏｌ)を徐々に添加し、０．５時間反応させた後、−７８℃で化合物１０溶液（３．０ｇ(１５．０ｍｍｏｌ)の化合物１０を１０ｍＬのテトラヒドロフラン(無水)に溶解することにより得た）を該反応瓶に添加し、０℃で反応瓶内の混合物を１時間反応させ、そして、−７８℃でほう酸トリイソプロピル（５．６ｇ、３０ｍｍｏｌ）を該反応瓶に添加し、０℃で１時間反応させた。反応完了後、該反応瓶に希塩酸(１Ｎ、３０ｍＬ)を添加して、２０℃〜３０℃で０．５時間攪拌して反応混合物を得た。そして、酢酸エチル及び水で反応混合物を抽出し、有機層を収集して、ロータリーエバポレーターを用いて有機層における溶媒を除去して粗産物を得た。該粗産物をカラムクロマトグラフィーにより純化して、無色液体である化合物１１を得た。

化合物１を化合物１２に変え、且つ化合物２を化合物１１に変えた以外、実施例１と同じ手順及び条件で白色を呈する固体である式Ｉ−４ａに示されている化合物を得た。

核磁気共鳴分光計で式Ｉ−４ａに示されている化合物を測定した結果は、^１Ｈ−ＮＭＲ(ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ)、δ(ｐｐｍ)：０．９９(ｔ、Ｊ＝７．６Ｈｚ、３Ｈ),１．６５−１．７５(ｍ、２Ｈ)、２．３３(ｄ、Ｊ＝１１．２Ｈｚ、６Ｈ)、２．６５(ｔ、Ｊ＝７．６Ｈｚ、２Ｈ)、７．２１−７．４９(ｍ、１０Ｈ)であった。

＜実施例７＞式Ｉ−５ａに示されている液晶化合物

化合物１を化合物１３に変え、且つ化合物２を化合物１１に変えた以外、実施例１と同じ手順及び条件で式Ｉ−５ａに示されている化合物を得た。

核磁気共鳴分光計で式Ｉ−５ａに示されている化合物を測定した結果は、^１Ｈ−ＮＭＲ(ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ)、δ(ｐｐｍ)：１．３１(ｔ、Ｊ＝７．６Ｈｚ、３Ｈ)、２．３４(ｄ、Ｊ＝１１．６Ｈｚ、６Ｈ、２．７６(ｑ、Ｊ＝７．６Ｈｚ、２Ｈ)、７．１４−７．２４(ｍ、３Ｈ)、７．３６−７．４９(ｍ、６Ｈ)、８．０５(ｔ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、１Ｈ)であった。

＜実施例８＞式Ｉ−６ａに示されている液晶化合物

化合物１を化合物７に変え、且つ化合物２を化合物１４に変えた以外、実施例１と同じ手順及び条件で式Ｉ−６ａに示されている化合物を得た。

核磁気共鳴分光計で式Ｉ−６ａに示されている化合物を測定した結果は、^１Ｈ−ＮＭＲ(ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ)、δ(ｐｐｍ)：１．００(ｔ、Ｊ＝７．２Ｈｚ、３Ｈ)、１．４９−１．５８(ｍ、２Ｈ)、１．８０−１．８７(ｍ、２Ｈ)、２．３４(ｄ、Ｊ＝１１．２Ｈｚ、６Ｈ)、４．０９(ｔ、Ｊ＝６．４Ｈｚ、２Ｈ)、６．７９−６．８３(ｍ、１Ｈ)、７．１１−７．１６(ｍ、１Ｈ)、７．２２(ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、１Ｈ)、７．３６−７．４２(ｍ、２Ｈ)、７．５５−７．５７(ｍ、２Ｈ)、７．６３−７．６６(ｍ、２Ｈ)であった。

＜実施例９＞式Ｉ−７ａに示されている液晶化合物

上記反応式により、水素化ナトリウム（ＮａＨ、１．４３ｇ、５９．６ｍｍｏｌ）、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ、４０ｍＬ）を１００ｍＬの反応瓶に添加して攪拌することにより混合し、そして、該反応瓶を氷浴して、化合物１６(４．０ｇ、１９．８ｍｍｏｌ)を徐々に該反応瓶に添加し、氷浴で０．５時間反応させ、更に氷浴で化合物１５(７．４ｇ、２９．７ｍｍｏｌ)を該反応瓶に添加し、該反応瓶を１００℃で、反応瓶内の混合物を５時間反応させ、反応完了後、酢酸エチル及び水で反応後の混合物を抽出し、有機層を収集して、ロータリーエバポレーターを用いて有機層における溶媒を除去して粗産物を得た。該粗産物をカラムクロマトグラフィーにより純化して、白色を呈する固体である化合物１７を得た。

化合物１７（１．７ｇ、４．６ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン(４０ｍＬ)、水(８ｍＬ)及び炭酸カリウム(３．５ｇ、２５．４ｍｍｏｌ)を２５０ｍＬの反応瓶に添加して攪拌することにより混合し、そして、反応瓶内の酸素を除去するために、窒素ガスを反応瓶に導入し、３０分後、化合物６(１．４ｇ、９．３ｍｍｏｌ)及びテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０．３０ｇ、０．２６０ｍｍｏｌ）を該反応瓶に添加して混合物を得た。該混合物を５時間加熱還流させ、反応が完了後、酢酸エチル及び水で反応後の混合物を抽出し、有機層を収集して、ロータリーエバポレーターを用いて有機層における溶媒を除去して粗産物を得た。該粗産物をカラムクロマトグラフィーにより純化して、白色を呈する固体である式Ｉ−７ａに示されている化合物を得た。

核磁気共鳴分光計で式Ｉ−７ａに示されている化合物を測定した結果は、^１Ｈ−ＮＭＲ(ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ)、δ(ｐｐｍ)：０．９７(ｔ、Ｊ＝７．２Ｈｚ、３Ｈ)、１．４４−１．５４(ｍ、２Ｈ)、１．７３−１．８０(ｍ、２Ｈ)、２．３２(ｄ、Ｊ＝１０．０ Ｈｚ、６Ｈ)、３．９８(ｔ、Ｊ＝６．４Ｈｚ、２Ｈ)、５．１１(ｓ、２Ｈ)、６．５８−６．６２(ｍ、１Ｈ)、６．６５−６．７０（ｍ、１Ｈ)、７．２０(ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、１Ｈ)、７．３２−７．３７(ｍ、２ Ｈ)、７．４６(ｄ、Ｊ＝８.０Ｈｚ、２Ｈ)、７．５９(ｄ、Ｊ＝６．４Ｈｚ、２Ｈ)であった。

＜実施例１０＞式Ｉ−８ａに示されている液晶化合物

化合物１（４．１ｇ、２２．２ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン(６５ｍＬ)、水(１６ｍＬ)及び炭酸カリウム(１３．８ｇ、１００．０ｍｍｏｌ)を２５０ｍＬの反応瓶に添加して攪拌することにより混合し、そして、反応瓶内の酸素を除去するために、窒素ガスを反応瓶に導入し、３０分後、化合物１８（７．０ｇ、４４．３ｍｍｏｌ）及びテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（１．０ｇ、０．８６６ｍｍｏｌ）を該反応瓶に添加して混合物を得た。該混合物を５時間加熱還流させ、反応が完了後、酢酸エチル及び水で反応後の混合物を抽出し、有機層を収集して、ロータリーエバポレーターを用いて有機層における溶媒を除去して粗産物を得た。該粗産物をカラムクロマトグラフィーにより純化して、化合物１９を得た。

カリウムｔｅｒｔ−ブトキシド（３．７ｇ、３３．４ｍｍｏｌ）及びテトラヒドロフラン(無水)(１００ｍＬ)を２５０ｍＬの反応瓶に添加して攪拌することにより混合し、カリウムｔｅｒｔ−ブトキシドが完全に溶解した後、該反応瓶を−７８℃まで冷却し、且つＮ−ブチルリチウム（２．５Ｍ、１４．３ｍＬ、３５．８ｍｍｏｌ）を徐々に添加し、０．５時間反応させた後、−７８℃で化合物１９溶液（５．２ｇ（２３．９ｍｍｏｌ）の化合物１９を１０ｍＬのテトラヒドロフラン(無水)に溶解することにより得た。)を該反応瓶に添加して、１時間反応させ、そして、−７８℃でほう酸トリイソプロピル（９．０ｇ、４７．７ｍｍｏｌ）を該反応瓶に添加し、０℃で１時間反応させた。反応完了後、該反応瓶に希塩酸（１Ｎ、４０ｍＬ）を添加して、２０℃〜３０℃で０．５時間攪拌して反応混合物を得た。そして、酢酸エチル及び水で反応混合物を抽出し、有機層を収集して、ロータリーエバポレーターを用いて有機層における溶媒を除去して粗産物を得た。該粗産物をカラムクロマトグラフィーにより純化して、化合物２０を得た。

化合物２１（３．９６ｇ、１０．２ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン(５０ｍＬ)、水(１０ｍＬ)及び炭酸カリウム(６．３ｇ、４５．７ｍｍｏｌ)を２５０ｍＬの反応瓶に添加して攪拌することにより混合し、そして、反応瓶内の酸素を除去するために、窒素ガスを反応瓶に導入し、３０分後、化合物２０（４．０ｇ、１５．３ｍｍｏｌ）及びテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０．３０ｇ、０．２６０ｍｍｏｌ）を該反応瓶に添加して混合物を得た。該混合物を５時間加熱還流させ、反応が完了後、酢酸エチル及び水で反応後の混合物を抽出し、有機層を収集して、ロータリーエバポレーターを用いて有機層における溶媒を除去して粗産物を得た。該粗産物をカラムクロマトグラフィーにより純化して、白色を呈する固体である式Ｉ−８ａに示されている化合物を得た。

核磁気共鳴分光計で式Ｉ−８ａに示されている化合物を測定した結果は、^１Ｈ−ＮＭＲ(ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ)、δ(ｐｐｍ)：２．３４(ｄ、Ｊ＝５．２Ｈｚ、６Ｈ)、６．９７−７．０２(ｍ、２Ｈ)、７．２１−７．３６(ｍ、７Ｈ)であった。

＜実施例１１＞式Ｉ−８ｂに示されている液晶化合物

上記反応式により、化合物２０を化合物２２に変えた以外、実施例１０と同じ手順及び条件で白色を呈する固体である式Ｉ−８ｂに示されている化合物を得た。

核磁気共鳴分光計で式Ｉ−８ｂに示されている化合物を測定した結果は、^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、４００ＭＨｚ）、δ(ｐｐｍ)：０．９８(ｔ、Ｊ＝７．２ Ｈｚ、３Ｈ)、１．３９−１．４９(ｍ、２Ｈ)、１．５７−１．６４(ｍ、２Ｈ)、２．３８(ｓ、３Ｈ)、２．６６(ｔ、Ｊ＝７．６Ｈｚ、２Ｈ)、６．９７−７．０２(ｍ、２Ｈ)、７．２１−７．３５(ｍ、７Ｈ)であった。

＜比較例１＞
比較例１は、下式に示されている化合物ＣＥ１である。

下記反応式により、化合物１を化合物２５に変え、且つ化合物２を化合物２６に変えた以外、実施例１と同じ手順及び条件で比較例１の化合物ＣＥ１を得た。

＜比較例２＞
比較例２は、下式に示されている化合物ＣＥ２である。

化合物１を化合物２７に変えた以外、下記反応式により、実施例５における化合物６の製造と同じ手順及び条件で化合物２８を得た。

下記反応式により、化合物１を化合物２９に変え、且つ化合物２を化合物２８に変えた以外、実施例１と同じ手順及び条件で化合物３０を得た。そして、化合物３０を水素化反応（ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ）させて、比較例２の化合物ＣＥ２を得た。

本明細書で使用した化合物の構造を示すコードネームは下表１の通りである。

＜性質測定＞
実施例、比較例、応用例及び比較応用例のそれぞれにおいて下記の方法で性質測定を行う。

１.透明点温度（Ｔｎｉ、℃）：示差走査熱量計（ＤＳＣ）システムを用いて、の液晶組成物（またはサンプル液）をアルミ盤に置いて０．５ｍｇ〜１０ｍｇの液晶組成物（またはサンプル液）を精秤し、液晶組成物（またはサンプル液）が相変化によって生じる吸熱ピーク及び放熱ピークの開始点で相変化温度を確定する。相変化は以下のように示されており、結晶相はＣで表し、スメクチック相はＳで表し、ネマチック相はＮで表し、液体はＩで表す。ネマチック相から液体に変化する温度が透明点温度（Ｔｎｉ）である。
２.回転粘度（γ１、ｍＰａ・Ｓ)：液晶組成物（またはサンプル液）を液晶セルに入れて、温度２５℃で、液晶セルに２０Ｖの電圧を印加し、自動液晶テスター（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｔｅｓｔｅｒ、ＩＮＳＴＥＣ ＡＬＣＴ４）で誘電率異方性（Δε）を算出して、算出した誘電率異方性（Δε）を加えて自動液晶テスターで計算して、回転粘度γ１が得られる。
３.Ｋ_１１弾性定数(「スプレイ（splay）」、２０℃におけるｐＮ)：液晶組成物（またはサンプル液）を液晶セルに入れて、温度２５℃で、液晶セルに２０Ｖの電圧を印加し、自動液晶テスターで誘電率異方性（Δε）を算出して、算出した誘電率異方性（Δε）を加えて自動液晶テスターで計算して、Ｋ_１１が得られる。
４.屈折率異方性（Δｎ）：接眼レンズに偏光板が設置されているアッベ(Ａｂｂｅ)屈折計(メーカー：ＡＴＡＧＯ、型番：ＤＲ−Ｍ２)を用いて、液晶組成物（またはサンプル液）を測定する。先ず、アッベ屈折計の主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、液晶組成物（またはサンプル液）を主プリズムに滴下する。そして、温度２５℃で、透過波長が５８９ｎｍのフィルターを通過した波長が５８９ｎｍの光で屈折率異方性を測定する。偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した屈折率がｎ‖であり、偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した屈折率がｎ⊥であり、屈折率異方性(Δｎ)＝ｎ‖−ｎ⊥である。
５.低温貯蔵日数（ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｏｒａｇｅ、略称ＬＴＳ、單位：日）：
液晶組成物（またはサンプル液）０．３ｇを７ｍＬのガラス瓶に入れ、該ガラス瓶を−２０℃の定温低温冷凍庫に入れて、液晶が析出された日数が低温貯蔵日数である。低温貯蔵日数は長いほど好ましい。

＜液晶化合物の性質測定＞
先ず、表２の成分及び重量比に従って、液晶化合物を混合し、得られた混合液を透明になるまで加熱したあと室温まで冷却して母液Ａを得た。

そして、実施例１〜７及び比較例１〜２で製造された液晶化合物のそれぞれを母液Ａと混合して、それぞれのサンプル液を得た。

次いで、前記５つの性質測定の方法で実施例１〜７及び比較例１〜２のサンプル液の性質を測定し、母液Ａの性質が既知であること及び外挿法を利用して実施例１〜７及び比較例１〜２で得られた液晶化合物の測定結果を得た。その測定結果は表３に示されている。

表３に記載されている結果によれば、低温貯蔵日数が１日の比較例1に対して、実施例１〜７の低温貯蔵日数は全て４日以上であり、最長８日に至った。従って、本発明の式Ｉに示されている液晶化合物は、良好の低温貯蔵性を有する。

また、下記の表４の内容に参照して、実施例１を比較例1と比較すると、メチル基の導入により低温貯蔵日数が効果的に延びることが分かる。また、実施例１を比較例２と比較すると、メチル基の置換位置も低温貯蔵日数に影響し、メチル基の置換位置が液晶化合物の構造における末端フェニル基の第２の位置（即ち、オルト位置）にあると、低温貯蔵日数が効果的に延びることが分かる

＜応用例１及び応用例２、比較応用例１＞液晶組成物
応用例１及び応用例２の液晶組成物と比較応用例１の液晶組成物は、表５に示されている化合物の種類及びその量に従って、液晶化合物を混合することにより得られたものである。その後、上記の性質測定の方法で応用例１及び応用例２の液晶組成物と比較応用例１の液晶組成物の性質を測定した。その結果は表５に記載されている。

母液Ｂの化合物の組成は表６に示されている。先ず表６に示されている化合物の組成を製造し、そして、液晶組成物の総重量に対して９３．２ｗｔ％の母液Ｂを表５に示されている他の化合物の組成と混合する。

表５に記載されている結果によれば、本発明の液晶化合物１ＭＧＢ２を含む液晶組成物は、より優れた低温貯蔵性を有する。

＜応用例３〜応用例５、比較応用例２〜比較応用例３＞液晶組成物
応用例３〜応用例５の液晶組成物と比較応用例２〜比較応用例３の液晶組成物は、表７に示されている化合物の種類及びその量に従って、液晶化合物を混合することにより得られたものである。その後、上記の性質測定の方法で応用例３〜応用例５の液晶組成物と比較応用例２〜比較応用例３の液晶組成物の性質を測定した。その結果は表７に示されている。

表７に記載されている結果によれば、本発明の液晶化合物１ＭＧ’Ｐ３を含む液晶組成物は、より優れた低温貯蔵性を有する。

上記の内容によれば、本発明の液晶化合物は特定の構造設計を有するので、それを含む液晶組成物は、低温環境で安定していて、より優れた低温安定（貯蔵）性を有して、本発明の目的を達成する。

上記においては、説明のため、本発明の全体的な理解を促すべく多くの具体的な詳細が示された。しかしながら、当業者であれば、一またはそれ以上の他の実施形態が具体的な詳細を示さなくとも実施され得ることが明らかである。また、本明細書における「一つの実施形態」「一実施形態」を示す説明において、序数などの表示を伴う説明は全て、特定の態様、構造、特徴を有する本発明の具体的な実施に含まれ得るものであることと理解されたい。更に、本説明において、時には複数の変化例が一つの実施形態、図面、またはこれらの説明に組み込まれているが、これは本説明を合理化させるためのもので、また、本発明の多面性が理解されることを目的としたものである。

以上、本発明の好ましい実施形態及び変化例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、最も広い解釈の精神および範囲内に含まれる様々な構成として、全ての修飾および均等な構成を包含するものとする。

本発明の液晶化合物は、液晶ディスプレイに適用でき、特に低温環境で使用する液晶ディスプレイに好適である。

Claims (10)

1. 下記式Ｉに示されている液晶化合物であって、
   

   

   該式Ｉにおいて、
   Ｒ^１及びＲ^２のそれぞれは、独立にフッ素、塩素、水素、Ｃ_１〜Ｃ_１５直鎖アルキル基、Ｃ_３〜Ｃ_１５分岐アルキル基、Ｃ_１〜Ｃ_１５直鎖アルコキシ基、Ｃ_３〜Ｃ_１５分岐アルコキシ基からなる群より選ばれるものであり、且つ、該アルキル基または該アルコキシ基において、−ＣＨ_２−を有する場合、少なくとも１つの−ＣＨ_２−が、選択的に−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または−ＯＯＣ−により置換でき、且つ、少なくとも１つの水素が、選択的にハロゲンにより置換でき、
   Ｒ^３は、Ｃ_１〜Ｃ_８直鎖アルキル基またはＣ_３〜Ｃ_８分岐アルキル基であり、
   環Ａ^１は、１,４−フェニレン基または１,４−シクロヘキシレン基であり、
   環Ａ^２及び環Ａ^３のそれぞれは、独立に１,４−フェニレン基、１,４−シクロヘキシレン基、２−フルオロ−１,４−フェニレン基、３−フルオロ−１,４−フェニレン基、２,６−ジフルオロ−１,４−フェニレン基、３,５−ジフルオロ−１,４−フェニレン基、２,３−ジフルオロ−１,４−フェニレン基、１,３−シクロペンチレン基、１,３−シクロブチレン基、ピリジン−２,５−ジイル、ピリミジン−２,５−ジイル、ベンゾフラン−２,５−ジイル、１,３−ジオキサン−２,５−ジイル、テトラヒドロピラン−２,５−ジイルからなる群より選ばれるものであり、
   Ｚ^１及Ｚ^２のそれぞれは、独立に単結合、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＯＣ−、−ＣＦ_２−ＣＦ_２−、−ＣＦ＝ＣＦ−からなる群より選ばれるものであり、
   ｎは、０〜４の範囲内の整数にあり、
   環Ａ^２及び環Ａ^３のうち少なくとも１者は、２−フルオロ−１,４−フェニレン基、３−フルオロ−１,４−フェニレン基、２,６−ジフルオロ−１,４−フェニレン基、３,５−ジフルオロ−１,４−フェニレン基、２,３−ジフルオロ−１,４−フェニレン基からなる群より選ばれるものであるという条件で、
   ｎが２、３または４である場合、複数の環Ａ^２は、相同または相異するものであり、
   ｎが０である場合、環Ａ^３は２,３−ジフルオロ−１,４−フェニレン基ではなく、
   Ｚ^２が−ＣＦ_２Ｏ−であり、且つ、環Ａ^３が２,６−ジフルオロ−１,４−フェニレン基である場合、ｎが２であり且つ
   

   

   は
   

   

   であることを特徴とする液晶化合物。
2. 前記式Ｉにおいて、Ｒ³は、メチル基であることを特徴とする請求項１に記載の液晶化合物。
3. 前記式Ｉにおいて、Ｚ^１は、単結合であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶化合物。
4. 前記式Ｉにおいて、Ｚ^２は、単結合、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−からなる群より選ばれるものであることを特徴とする請求項３に記載の液晶化合物。
5. 前記式Ｉに示されている液晶化合物は、下記の式Ｉ−１、式Ｉ−２、式Ｉ−３、式Ｉ−４、式Ｉ−５、式Ｉ−６、式Ｉ−７、式Ｉ−８に示されている液晶化合物からなる群より選ばれるものであることを特徴とする請求項１に記載の液晶化合物。
   

   
6. 前記式Ｉ−１〜式Ｉ−８におけるＲ^３は、メチル基であることを特徴とする請求項５に記載の液晶化合物。
7. 前記式Ｉ−１〜式Ｉ−８におけるＲ^１は、Ｃ_１〜Ｃ_５直鎖アルキル基またはＣ_３〜Ｃ_５分岐アルキル基であり、
   前記式Ｉ−１〜式Ｉ−８におけるＲ^２は、フッ素、Ｃ_１〜Ｃ_５直鎖アルキル基、Ｃ_３〜Ｃ_５分岐アルキル基、Ｃ_１〜Ｃ_５直鎖アルコキシ基、Ｃ_３〜Ｃ_５分岐アルコキシ基からなる群より選ばれるものであることを特徴とする請求項５に記載の液晶化合物。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の液晶化合物を含むことを特徴とする液晶組成物。
9. 下記式ＩＩに示されている液晶化合物を更に含み、
   

   

   該式ＩＩにおいて、
   Ｒ^４及びＲ^５のそれぞれは、独立に水素、ハロゲン、Ｃ_１〜Ｃ_１５直鎖アルキル基、Ｃ_３〜Ｃ_１５分岐アルキル基、Ｃ_２〜Ｃ_１５直鎖アルケニル基、Ｃ_４〜Ｃ_１５分岐アルケニル基からなる群より選ばれるものであり、且つ、該Ｃ_１〜Ｃ_１５直鎖アルキル基、該Ｃ_３〜Ｃ_１５分岐アルキル基、該Ｃ_２〜Ｃ_１５直鎖アルケニル基、該Ｃ_４〜Ｃ_１５分岐アルケニル基は、置換されていないか、または、置換されたものであり、上記置換されたものである場合は、（ａ）少なくとも１つの水素がハロゲンにより置換されたもの、及び（ｂ）−ＣＨ_２−を有する場合、少なくとも１つの−ＣＨ_２−が、−Ｏ−同士が直接に連結されないように、−Ｏ−により置換されたもの、のいずれか一方または両方であり、
   環Ａ^４、環Ａ^５及び環Ａ^６のそれぞれは、独立に１,４−フェニレン基、１,４−シクロヘキシレン基、ベンゾフラン−２,５−ジイル、１,３−ジオキサン−２,５−ジイル、テトラヒドロピラン−２,５−ジイル、二価ジオキサビシクロ[２．２．２]オクタン官能基、二価トリオキサビシクロ[２．２．２]オクタン官能基、インダン−２,５−ジイルからなる群より選ばれるものであり、且つ、該１,４−シクロヘキシレン基及び該インダン−２,５−ジイル以外の基は、置換されていないか、或は、少なくとも１つの水素がフッ素により置換されたものであり、また、該インダン−２,５−ジイルは、置換されていないか、または、置換されたものであり、上記置換されたものである場合は、（ｃ）少なくとも１つの水素がハロゲンまたはＣＮにより置換されたもの、及び（ｄ）少なくとも１つの−ＣＨ_２−が、−Ｏ−、−Ｎ−、−Ｓ−が互いに直接に連結されないように、−Ｏ−、−Ｎ−または−Ｓ−により置換されたもの、のいずれか一方または両方であり、
   Ｚ^３及Ｚ^４のそれぞれは、独立に単結合、Ｃ_１〜Ｃ_４アルキレン基、Ｃ_２〜Ｃ_４アルケニレン基、Ｃ_２〜Ｃ_４アルキニレン基、からなる群より選ばれるものであり、且つ、該Ｃ_１〜Ｃ_４アルキレン基、該Ｃ_２〜Ｃ_４アルケニレン基、該Ｃ_２〜Ｃ_４アルキニレン基は、置換されていないか、または、置換されたものであり、上記置換されたものである場合は、（ｅ）少なくとも１つの水素がＣＮにより置換されたもの、及び（ｆ）−ＣＨ_２−を有する場合、少なくとも１つの−ＣＨ_２−が、−Ｏ−、−Ｓ−が互いに直接に連結されないように、−Ｏ−または−Ｓ−により置換されたもの、のいずれか一方または両方であり、
   ｎ^１は、０〜２の範囲内の整数にあり、
   ｎ^１が２である場合、２つの環Ａ^４は、相同または相異するものである ことを特徴とする請求項８に記載の液晶組成物。
10. 下記式ＩＩＩに示されている液晶化合物を更に含み、
    

    

    該式ＩＩＩにおいて、
    Ｒ^６は、水素、Ｃ_１〜Ｃ_１０直鎖アルキル基、Ｃ_３〜Ｃ_１０分岐アルキル基、Ｃ_２〜Ｃ_１０直鎖アルケニル基、Ｃ_４〜Ｃ_１０分岐アルケニル基からなる群より選ばれるものであり、且つ、該Ｃ_１〜Ｃ_１０直鎖アルキル基、該Ｃ_３〜Ｃ_１０分岐アルキル基、該Ｃ_２〜Ｃ_１０直鎖アルケニル基、該Ｃ_４〜Ｃ_１０分岐アルケニル基は、置換されていないか、または、置換されたものであり、上記置換されたものである場合は、（ｇ）少なくとも１つの水素がハロゲン、ＣＮまたはＣＦ_３により置換されたもの、及び（ｈ）−ＣＨ_２−を有する場合、少なくとも１つの−ＣＨ_２−が、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−が互いに直接に連結されないように、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−により置換されたもの、のいずれか一方または両方であり、
    Ｒ^７は、フッ素、塩素、−ＣＨ_３、−ＣＦ_３、−ＯＣＨ＝ＣＦ_２、−ＯＣＦ_３からなる群より選ばれるものであり、
    環Ａ^７、環Ａ^８、環Ａ^９及び環Ａ^１０のそれぞれは、独立に１,４−フェニレン基、１,４−シクロヘキシレン基、テトラヒドロピラン−２,５−ジイル、二価ジオキサビシクロ[２．２．２]オクタン官能基、二価トリオキサビシクロ[２．２．２]オクタン官能基、インダン−２,５−ジイルからなる群より選ばれるものであり、且つ、該１,４−フェニレン基、該１,４−シクロヘキシレン基、該インダン−２,５−ジイルは、置換されていないか、または、置換されたものであり、上記置換されたものである場合は、（ｉ）少なくとも１つの水素がハロゲンまたはＣＮにより置換されたもの、及び（ｊ）−ＣＨ_２−を有する場合、少なくとも１つの−ＣＨ_２−が、−Ｏ−、−Ｎ−、−Ｓ−が互いに直接に連結されないように、−Ｏ−、−Ｎ−または−Ｓ−により置換されたもの、のいずれか一方または両方であり、
    Ｚ^５、Ｚ^６及びＺ^７のうち少なくとも１者が−ＣＦ_２−Ｏ−または−Ｏ−ＣＦ_２−であるという条件で、Ｚ^５、Ｚ^６及びＺ^７のそれぞれは、独立に単結合、Ｃ_１〜Ｃ_４アルキレン基、Ｃ_２〜Ｃ_４アルケニレン基、Ｃ_２〜Ｃ_４アルキニレン基、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−からなる群より選ばれるものであり、且つ、該Ｃ_１〜Ｃ_４アルキレン基、該Ｃ_２〜Ｃ_４アルケニレン基、該Ｃ_２〜Ｃ_４アルキニレン基は、置換されていないか、または、置換されたものであり、上記置換されたものである場合は、（ｋ）少なくとも１つの水素がハロゲンにより置換されたもの、及び（ｌ）−ＣＨ_２−を有する場合、少なくとも１つの−ＣＨ_２−が、−Ｏ−、−Ｓ−が互いに直接に連結されないように、−Ｏ−または−Ｓ−により置換されたもの、のいずれか一方または両方であり、
    ｎ^２、ｎ^３、ｎ^４及びｎ^５のそれぞれは、独立に０〜３の範囲内の整数にあり、且つ、ｎ^２＋ｎ^３＋ｎ^４＋ｎ^５≧３になり、ｎ^２、ｎ^３、ｎ^４、ｎ^５のうち少なくとも１者が、２または３である場合、複数になった環Ａ^７、環Ａ^８、環Ａ^９、環Ａ^１０のそれぞれは、相同または相異するものであることを特徴とする請求項８に記載の液晶組成物。