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JPH1112199A - シクロヘキサン誘導体及び液晶媒体 - Google Patents

シクロヘキサン誘導体及び液晶媒体

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Publication number
JPH1112199A
JPH1112199A JP10170551A JP17055198A JPH1112199A JP H1112199 A JPH1112199 A JP H1112199A JP 10170551 A JP10170551 A JP 10170551A JP 17055198 A JP17055198 A JP 17055198A JP H1112199 A JPH1112199 A JP H1112199A
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JP
Japan
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formula
group
compounds
carbon atoms
alkyl
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JP10170551A
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Peer Kirsch
ピール・キルシュ
Kazuaki Tarumi
和明 樽見
Joachim Krause
ヨアヒム・クラウゼ
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Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 液晶媒体の成分、特にTFTとSTNディス
プレイに好適であり、負又はわずかに正の誘電異方性を
もつ安定な新規液晶化合物又はメソゲン化合物を見出
し、特にねじれセルの法則、ゲスト−ホスト効果、整列
相の変形の効果(DAP)、電気的に制御された複屈折
(ECB)、動的散乱の効果に基づくディスプレイの液
晶媒体の成分として好適な液晶化合物、及びそれを含む
液晶媒体、液晶表示素子を提供する。 【解決するための手段】 一般式Iのシクロヘキサン誘
導体、 一般式Iの化合物の具体例には4′−ペンチル−4−プ
ロピルビシクロヘキシル−4−オールがある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規なシクロヘキ
サン誘導体化合物、液晶媒体の成分としての該化合物の
使用、該液晶媒体を含有する電気光学的表示素子に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ねじれセルの法則、ゲスト−ホスト効
果、整列相の変形の効果(DAP)、電気的に制御され
た複屈折(ECB)、動的散乱の効果に基づくディスプ
レイの液晶媒体の成分として使用されている従来の物質
はすべて、熱、光、電場への暴露に対する安定性の欠
如、又は好ましくない弾性及び/又は誘電性といった欠
点を有している。ハロシクロヘキサン単位又はニトリロ
シクロヘキサン単位を含んだ化合物が、例えば、JP
05125002、JP 05229979、EP 0
107759に開示されている。しかし、アキシアル位
置でF、Cl、又はCNの側鎖置換をもつシクロヘキサ
ン環を含む式Iの化合物はこれらの文献には記載されて
いない。DE 3510432に記載されている側鎖置
換をもつシクロヘキサン誘導体は、好ましくはエクアト
リアル置換をもつ。この文献は低粘度の化合物に関す
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、液晶
媒体の成分、特にTFTとSTNディスプレイに好適で
あり、負又はわずかに正の誘電異方性をもつ、安定な新
規液晶化合物又はメソゲン化合物を見出すことにある。
特にねじれセルの法則、ゲスト−ホスト効果、整列相の
変形効果(DAP)、電気的に制御された複屈折(EC
B)、動的散乱の効果に基づくディスプレイの液晶媒体
の成分として好適な液晶化合物、及びそれを含む液晶媒
体、液晶表示素子を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】ここに、式Iのシクロヘ
キサン誘導体が、液晶媒体成分として非常に好適である
ことが見出された。
【化3】 式中、Yは、未置換かハロゲンにより少なくとも単置換
された、1から10個の炭素原子をもつアルキル又はア
ルコキシ基、未置換か−CN、−CF3又は−Fにより
少なくとも単置換された、炭素原子を2から10個もつ
アルケニル又はアルケニルオキシ基であるか、又はYは
−CN、−F、−OCHF2、−OCF3、−OCHFC
3又は−OCF2CF3であり、X1、X2とX3は、それ
ぞれ互いに独立して、アキシアル位置でH、F、Cl又
はCNであり、ここでX1とX3は同時にHではなく、R
1は、Hであるか、未置換かCN又はCF3によって単置
換されているか又はハロゲンによって少なくとも単置換
されている1から12個の炭素原子をもつアルキル又は
アルケニル基であり、これらの基中1つ又は2以上の隣
接しないCH2基は又、それぞれ互いに独立して
【0005】
【化4】 −O−CO−O−により置き換えられていてもよく、A
1とA2は、互いに独立して a)トランス−1,4−シクロへキシレン基であり、こ
こで1つ又は2以上の隣接しないCH2基は−O−、及
び/又は−S−で置き換えられていてもよく、 b)1,4−フェニレン基であり、ここで1又は2つの
CH基がNによって置き換えられていてもよく、 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−ジイル及び1,
2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル
からなる群の基であり、 d)1,4−シクロヘキセニレンであり、ここでa)、
b)及びd)基はCN、Cl又はFで置換されていても
よく、Z1、Z2及びZ3はそれぞれ互いに独立して−C
O−O−、−O−CO−、−CH2O−、−O−、−O
−CH2−、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡
C−又は単結合であり、nとmは、互いに独立で0、
1、2又は3であり、pは、0、1、2又は3であり、
ここで、m+n+pは、1、2、3又は4である。
【0006】式Iの化合物は、特にねじれセルの法則、
ゲスト−ホスト効果、整列相の変形効果(DAP)、電
気的に制御された複屈折(ECB)、動的散乱の効果に
基づくディスプレイの液晶媒体の成分として使用でき
る。又式Iの化合物は液晶媒体の安定性を与えるのに役
立ち、特にTFTとSTNディスプレイに好適である。
特に、高保持率にとって有利な高温安定性を特徴とし、
好適な透明点を示す。式Iの好適な化合物は、負の誘電
異方性をもち、それ故に整列相の変化効果(DAP)に
基づくディスプレイに特に好適である。式Iの化合物の
提供により、液晶混合物の調製のために様々な応用的視
点からみて、好適な液晶物質の幅が一般に著しく拡が
る。
【0007】式1の化合物は広い応用範囲を有する。置
換基の選択により、これらの化合物は液晶媒体の主成分
となる基材として使用することが可能であるが、他のク
ラスの液晶基材成分へ式Iの化合物を加えることによ
り、例えば、そのタイプの誘電体の誘電異方性及び/又
は光学的異方性を改良したり、しきい電圧及び/又は粘
性を最適化することなども可能である。式Iには、式I
の化合物に関連する化学元素のすべての同位体を含む。
鏡像異性的に純粋又はかなり高度に純粋な形では、式I
の化合物はまたカイラルドーパントとして、また一般的
にカイラルな中間相を達成するために好適である。
【0008】純粋状態では式Iの化合物は、無色であ
り、電気光学的使用のために好適に位置する温度幅にお
いて液晶中間形成相を形成する。それらは化学安定性、
温度安定性及び光安定性を有する。
【0009】それ故に、本発明は式Iの化合物につい
て、並びに液晶媒体の成分としてのこれらの化合物の使
用に関する。本発明は、さらに式Iの少なくとも1つの
化合物を含有した液晶媒体、そして液晶表示素子、特に
このタイプの媒体を含有した電気光学的表示素子に関す
る。
【0010】本明細書中において、n、m、p、R1
1、X2、X3、Z1、Z2、Z3、A1、A2及びYは、と
くに断りがない限り以上で定義されたとおりである。明
細書中にX1基が2回以上現れる場合、それは同じか異
なるものを意味することが可能である。同じことが
2、X3、A1、A2、Z1、Z2及びZ3についてもいえ
る。簡潔にするために、以下Cycは1,4−シクロへ
キシレン基、Cheは1,4−シクロヘキセニレン基、
Dioは1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、Di
tは1,3−ジチアン−2,5−ジイル基、Pheは
1,4−フェニレン基、Pydはピリジン−2,5−ジ
イル基、Pyrはピリミジン−2,5−ジイル基、Bc
oはビシクロ[2.2.2]オクチレン基を表し、ここ
でCyc及び/又はPheは未置換か、又はCl,F又
はCNで単置換又は多置換されていてもよい。
【0011】Wは次の構造単位を示す。
【化5】 p、X1、X2、X3及びZ2は以上で定義されたとおりで
ある。
【0012】式Iは付属式Iaの化合物を含む。 R1−W−Y Ia 付属式Ib、IcとIdの化合物
【化6】 付属式1eから1iの化合物
【化7】
【0013】及び付属式Ijから付属式Irの化合物
【化8】 これらのうち、特に好適なのは付属式Ia、Ib、I
d、Ie、If、Ih、Ii及びIjである。
【0014】付属式Ibの好適な化合物は、付属式Ib
aと付属式Ibbを含む。
【化9】 付属式Icの好適な化合物は、付属式IcaとIcbを
含む。
【化10】 付属式Idの好適な化合物は、付属式IdaとIdbを
含む。
【化11】
【0015】付属式Ieの好適な化合物は、付属式Ie
aからIegを含む。
【化12】 これらのうち、付属式Iea、Ieb、Iec及びIe
eは特に好適である。
【0016】付属式Ifの好適な化合物は、付属式If
aからIfgを含む。
【化13】
【0017】付属式Igの好適な化合物は、付属式Ig
aからIghを含む。
【化14】 これらのうち付属式Iga、Igb、Igc及びIge
は特に好適である。
【0018】付属式Ihの好適な化合物は、付属式Ih
aからIheを含む。
【化15】
【0019】付属式Iiの好適な化合物は、付属式Ii
aからIieを含む。
【化16】
【0020】付属式Ijから付属式Irの好適な化合物
は、付属式IsからIzを含む。
【化17】
【0021】Yは好ましくは−CN、−F、−OC
3、1から10個の炭素原子をもつ直鎖アルキル又は
アルコキシ基であり、又は2から10個の炭素原子をも
つアルケニル及びアルケニルオキシ基であって、特にC
N、F、アルキル、アルコキシ又はアルケニル基が好ま
しく、さらに好ましいのはアルキル及びアルケニル基で
ある。X1 、X2及びX3はF又はCN、特にFが好まし
い。
【0022】本明細書中の式の化合物について、R1
好ましくは1から10個の炭素原子をもつ直鎖アルキ
ル、又は2から10個の炭素原子をもつアルケニル基、
さらに1から10個の炭素原子をもつアルコキシ基であ
る。A1は好ましくはPhe、Cyc、Che、Py
d、Pyr又はDioであって、特にCyc又はDio
である。式Iの化合物はBco、Pyd、Pyr、Di
o及びDitの少なくとも1つを含むことが好ましい。
1が1,4−フェニレン基のF又はCNによる単置換
又は2置換をもつ式I及びすべての付属式の化合物も好
適である。
【0023】A1は好ましくは、
【化18】 である。
【0024】nは好ましくは0又は1であり、特に好ま
しくは0である。m及びpは、好ましくは0、1又は
2、特に好ましくは0又は1である。Z1、Z2及びZ3
は互いに独立して、好ましくは−CH2CH2−、−CH
=CH−又は単結合であり、特に好ましくは単結合又は
−CH2CH2−である。R1とYは同時に1から10個
の炭素原子をもつアルキル基であり、nが0でmが1で
ある式Iの化合物が好ましい。特に好ましいのはR1
1から10個の炭素原子をもつ直鎖のアルキル、又はア
ルコキシ基、又は2から10個の炭素原子をもつアルケ
ニル基、そしてYは1から10個の炭素原子をもつアル
キル基、2から10個の炭素原子アルケニル基、そして
Yは1から10個の炭素原子をもつアルキル基、2から
10個の炭素原子をもつアルケニル基、−CN、−F、
−OCHF2、−OCF3、であることを特徴とする式I
の化合物である。
【0025】1,4−シクロヘキセニレン基は好ましく
は次の構造をもつ。
【化19】 下記付属式I1からI37の化合物の群は、本発明のさ
らに好適な態様を示す。
【0026】
【化20】
【0027】
【化21】
【0028】
【化22】
【0029】
【化23】 式中、n、m、R1、Z1、Z2、Z3、A1、A2及びY
は、上で定義されたとおりである。特に好適なのは、下
記の群の付属式I38からI89の化合物である。
【0030】
【化24】
【0031】
【化25】
【0032】
【化26】
【0033】
【化27】
【0034】
【化28】
【0035】
【化29】
【0036】
【化30】 式中、R1 、Z1、Z2、Z3及びYは上で定義されたとお
りである。L1 、L2及びL3はそれぞれ互いに独立して
F又はHであり、L1とL2はFが好適であり、L3はH
が好適である。
【0037】本明細書中の式中のR1がアルキル基及び
/又はアルコキシ基であるとき、これは直鎖又は分枝鎖
であることが可能である。好ましくは直鎖であり、2、
3、4、5、6、又は7炭素原子を持ち、従って、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、ヘプトキシ、さらにメチル、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
キシ又はテトラデコキシである。オキサアルキルは、好
ましくは直鎖の2−オキサプロピル(=メトキシメチ
ル)、2−(=エトキシメチル)又は3−オキサブチル
(=2−メトキシエチル)、2−、3−又は4−オキサ
ペンチル、2−、3−、4−又は5−オキサヘキシル、
2−、3−、4−、5−又は6−オキサヘプチル、2
−、3−、4−、5−、6−又は7−オキサオクチル、
2−、3−、4−、5−、6−、7−又は8−オキサノ
ニル又は2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−又
は9−オキサデシルである。
【0038】R1がアルキル基で、1つのCH2基が−C
H=CH−に置き換えられている場合、これは直鎖又は
分枝鎖であることが可能である。好ましくは2から10
個の炭素原子をもつ直鎖である。従って、それは特に、
ビニル、プロプ−1−又は−2−エニル(prop−1
−or−2−enyl)、ブト−1−、−2−又は−3
−エニル、ペント−1−、−2−、−3−又は−4−エ
ニル、ヘキサ−1−、−2−、−3−、−4−又は−5
−エニル、ヘプト−1−、−2−、−3−、−4−、−
5−又は−6−エニル、オクト−1−、−2−、−3
−、−4−、−5−、−6−又は−7−エニル、ノン−
1−、−2−、−3−、−4−、−5−、−6−、−7
−又は−8−エニル又はデク−1−、−2−、−3−、
−4−、−5−、−6−、−7−、−8−又は−9−エ
ニルである。
【0039】R1がアルキル基で、その中の1つのCH2
基が−O−に、そして1つのCH2基が−CO−に置き
換えられている場合、これは隣接していることが好まし
い。従ってこれらは1つのアシルオキシ基−CO−O又
は1つのオキシカルボニル基−O−CO−を含む。これ
らは好ましくは直鎖であり、2から6個の炭素原子をも
つ。
【0040】従ってそれらは特に、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
ピル又は4−(メトキシカルボニル)ブチルである。R
1がアルキル基で、その中の1つのCH2基が未置換か、
−CH=CH−で置き換えられており、そして隣接した
CH2基がCO又はCO−O又はO−CO−で置き換え
られている場合、これは直鎖又は分枝鎖であることが可
能である。好ましくは直鎖で4から13個の炭素原子を
もつ。
【0041】従ってそれは特に、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、及び9−メタアクリルオキシノニル
である。
【0042】R1がCN又はCF3により単置換された、
アルキル又はアルケニル基である場合、この基は好まし
くは直鎖であり、CN又はCF3の置換はω−位置であ
る。R1がハロゲンにより少なくとも単置換されている
アルキル又はアルケニルである場合、この基は好ましく
は直鎖であり、ハロゲンは好ましくはF又はClであ
る。複数置換の場合、ハロゲンは好ましくはFである。
結果としてこの基はパーフルオロ基を含む。単置換の場
合、フッ素又は塩素置換基はいかなる部位にあってもよ
いが好ましくはω−位置である。分枝鎖基R1基をもつ
式Iの化合物は、従来の液晶基材成分への良好な溶解性
のために、場合によっては特にそれらが光学的に活性を
もつ場合カイラルドーパントとして重要である。この種
のスメクティック化合物は強誘電性材料の成分として好
適である。
【0043】この種の分枝鎖基は、一般的には1つより
多くの側鎖を含まない。好適な分枝鎖基R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−メチルヘキソキシ及び1−メチルヘプト
キシである。
【0044】式Iはこれらの化合物のラセミ体、光学的
鏡像異性体と、それらの混合物を含む。式Iと付属式の
これらの化合物のうち、好ましい化合物はそこに存在す
る基の少なくとも1つが好適な基として挙げられた基の
うちの1つを含む化合物である。式Iの化合物におい
て、好適なのはCycとピペリジンの環をトランス−
1,4−で2置換された立体異性体である。1又は2以
上のPyd、Pyr及び/又はDio基を含む上述の式
は、それぞれの場合の2つの2,5−位での異性体を含
む。
【0045】式Iの化合物の特に好適なより少数の基
は、付属式I90からI99である。
【化31】 1は以上で定義されたとおりであり、そしてY′はア
ルキル、アルコキシ、アルケニル又はアルケニルオキシ
基である。特に好適なこの群からの化合物は式I90、
I91、I92、I94、I96及びI98である。
【0046】式Iの化合物は、刊行物(例えば、Houben
-Weyl,Methoden der Organischen Chemie[有機化学の
方法]、Georg-thieme-Verlag, Stuttgart)のような、
標準的学術書において記載された自体公知の方法で製造
され、公知の適切な反応条件下で正確に行われる。自体
公知の変法も採用される。しかしここでは詳細には触れ
ない。
【0047】式Iの新規なアキシアルフッ素置換化合物
は、加圧下でのフッ化水素の使用又はアミンフッ化水素
付加体によって合成される。(例えば、A.V.Grosse, C.
B.Linn, J.Org.Chem.3, (1938) 26; G.A.Olah, M.Nojim
a, I.Kerekes, Synthesis, (1973) 779; G.A.Olah, X-
Y.Li, Q.Wang, G.K.S.Prakash, Synthesis, (1993) 69
3)
【0048】本発明による化合物は、例えば、次の反応
スキームに従って製造することができる。スキーム1
【化32】 a)1.R1 MgBr、THF; 2.トルエン、触媒 TsOH、水分離器 b)1.THF/BH3 2.NaOH、H22 c)DAST、CH2Cl2
【0049】スキーム2
【化33】 a)1.トルエン、触媒 TsOH、水分離器; b)1.NBS、CCl4、触媒 ジベンゾイル パー
オキシド 2.K2CO3、H2 、アセトン c)MCPBA、CH2Cl2 d)R1 MgBr、触媒 CuI、THF e)DAST、CH2Cl2
【0050】スキーム3
【化34】 a)1.R MgBr、THF 2.トルエン、触媒 TsOH、水分離器; b)1.THF/BH3 2.NaOH、H22 c)DAST、CH2Cl2 d)98% HCOOH、トルエン e)R=CH2CH2OBn 1.H2、Pd−C、THF 2.MsCl、CH2Cl2、NEt3 3.KI、アセトン 4.PPh3、アセトニトリル
【0051】スキーム4
【化35】 a)1.KotBu、THF b)1.触媒 CBr4/PPh3、アセトン 2.RbCH2PPh 3 Br、KOtBu、THF c)70% HF/ピリジン、CH2Cl2(R1=Rb
2
【0052】スキーム5
【化36】 a)1.NBS、CCl4、触媒 ジベンゾイル パー
オキシド 2.K2CO2、H2O、アセトン b)MCPBA、CH2Cl2 c)RMgBr、触媒 CuI d)DAST、CH2Cl2 e)98% HCOOH、トルエン f)R=CH2CH2OBn 1.H2、Pd−C、THF、 2.MsCl、CH2Cl2、NET3 3.KI、アセトン 4.PPh3、アセトニトリル
【0053】スキーム6
【化37】 a)1.KotBu、THF b)1.触媒 CBr4/PPh3、アセトン 2.RbCH2PPh 3 Br、KOtBu、THF c)70% HF/ピリジン、CH2Cl2(R1=Rb
2
【0054】スキーム7
【化38】 a)SOCl2、CH2Cl2、ピリジン b)MsCl、CH2Cl2、ピリジン c)KCN、DMSO
【0055】スキーム8
【化39】 a)1.CH3OCH2PPh3+Br-、KotBu、T
HF 2.H+/H2O b)1.CH3PPh 3 Br、KOtBu、THF Ra:メソゲン基
【0056】式Iのエステルは、カルボン酸(又はそれ
らの反応性誘導体)とアルコール又はフェノール(又は
それらの誘導体)を用いることにより、又はDCC法
(DCC=ジシクロヘキシルカルボジイミド)によりエ
ステル化することによっても得ることが可能である。カ
ルボン酸とアルコール又はフェノールの反応は、公知
か、公知の方法と同様にして調製することが可能であ
る。ニトリルは、シアン化銅又はシアン化アルカリ金属
により、ハロゲンを置換することで得ることが可能であ
る。
【0057】Z1、Z2又はZ3が−CH=CH−である
式I化合物のさらなる調製の方法については、ハロゲン
化アリールを3級アミンの存在下、そしてパラジウム触
媒(cf.R.F.Heck, Acc.Chem.Res.12 (1979) 146)存在
下でオレフィンと反応させる。好適なハロゲン化アリー
ルの例としては、塩化物、臭化物、ヨウ化物が挙げら
れ、特に臭化物とヨウ化物が好ましい。カップリング反
応の成功に必要な3級アミン、例えばトリエチルアミン
のようなものは溶媒としても好適である。好適なパラジ
ウム触媒の例としてはパラジウム塩が挙げられ、特に酢
酸パラジウム(II)及び、例えばトリアリールホスフ
ィンのような有機リン(III)化合物である。反応は
不活性な溶媒の存在下又は不在下、0℃から150℃、
好ましくは20℃から100℃の温度で行うことが可能
であり、好適な溶媒の例としては、アセトニトリルのよ
うなニトリル、又はベンゼン又はトルエンのような炭化
水素が挙げられる。開始成分として用いられるハロゲン
化アリール及びオレフィンは、しばしば商業的に入手可
能であり、文献から公知の方法により調製することが可
能であり、例えば対応する親化合物のハロゲン化又は対
応するアルコール又はハロゲン化物の除去反応によるも
のである。この方法により、例えばスチルベン誘導体は
調製可能である。スチルベンは、さらにWittig法
により4−置換されたベンズアルデヒドと、対応したリ
ンイリドを反応させることにより調製される。しかしな
がら、オレフィンの代わりに単置換されたアセチレンを
使用することによって式Iのトランを調製することも可
能である(Synthesis 627 (1980)又はTetrahedron Let
t. 27, 1171 (1986))。
【0058】さらに芳香族化合物のカップリングは、ハ
ロゲン化アリールとアリールスズ化合物を反応させるこ
とにより行うことが可能である。これらの反応は、好ま
しくは例えばパラジウム(0)錯体のような触媒を加
え、炭化水素のような不活性な溶媒中で、例えば保護ガ
ス下における沸騰キシレンのように高温で行われる。ア
ルキニル化合物とハロゲン化アリールのカップリング反
応は、A.O.King, E. Negishi, F.J.Villani及びA.Silve
ira in J.Org.Chem.43, 358 (1978)に記載された方法と
同様に行うことが可能である。
【0059】Z1又はZ2が−CH≡CH−である式Iの
トランは、Fritsch-Buttenberg-Wiechell転位(Ann. 27
9, 319, 1984)によっても調製することが可能である。
1,1−ジアリール−2−ハロゲン化エチレンは、強塩
基存在下で転位され、ジアリールアセチレンが得られ
る。式Iのトランは、対応するスチルベンを臭素化し、
そしてその時生成物に脱ハロゲン化水素を行うことによ
り製造することも可能である。自体公知であるこの反応
で生成する変形方法も採用可能であるが、ここでは詳細
には触れない。
【0060】式Iのエーテルは、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、をエステル化
することによって得られ、ヒドロキシル化合物は有利に
まず、対応する金属誘導体に変換され、例えばNaH、
NaNH2、NaOH、KOH、Na2CO3又はK2CO
3処理によって相当するアルカリ金属アルコキシド又は
アルカリ金属フェノキシドに変成される。このアルコキ
シド又はフェノキシドは、適したアルキルハロゲン化
物、アルキルスルフォネート又はジアルキル硫酸と、有
利には例えばアセトン、1,2−ジメトキシエタン、D
MF又はジメチルスルフォキサイドのような不活性な溶
媒中で、又は代わりに過剰の水又は水−アルコール性N
aOH又はKOHで、約20℃から100℃の間の温度
で反応させることが可能である。出発物質はそれぞれ公
知であるか、又は公知の化合物と同様に製造することが
可能である。
【0061】本発明による液晶媒体は、本発明による1
つ又は2以上の化合物の他にも、さらなる成分として2
から40,好ましくは4から30を含み、これらの媒体
は、本発明による1つ又はそれ以上の化合物の他にも、
最も特に好ましくは7から25の成分を含む。これらの
さらなる成分は、好ましくはネマティック又はネマトゲ
ニック(モノトロピック又はアイソトロピック)基体か
ら選択され、特にアゾキシベンゼン、ベンジリデンアニ
リン、ビフェニル、ターフェニル、フェニル又はシクロ
ヘキシル安息香酸、シクロヘキサンカルボン酸のフェニ
ル又はシクロヘキシルエステル、シクロヘキシル安息香
酸のフェニル又はシクロヘキシルエステル、シクロヘキ
シルシクロヘキサンカルボン酸のフェニル又はシクロヘ
キシルエステル、安息香酸のシクロヘキシルフェニルエ
ステル、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、そして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、フェニ
ルシクロヘキサン、シクロヘキシルビフェニル、フェニ
ルシクロヘキシルシクロヘキサン、シクロヘキシルシク
ロヘキサン、シクロヘキシルシクロヘキシルシクロヘキ
サン、1,4−ビス−シクロヘキシルベンゼン、4,
4′−ビス−シクロヘキシルビフェニル、フェニル−又
はシクロヘキシルピリミジン、フェニル−又はシクロヘ
キシルピリジン、フェニル又はシクロヘキシルジオキサ
ン、フェニル又はシクロヘキシル−1,3ジチアン、
1,2−ジフェニルエタン、1,2−ジシクロヘキシル
エタン、1−フェニル−2−シクロヘキシルエタン、1
−シクロヘキシル−2−(4−フェニルシクロヘキシ
ル)−エタン、1−シクロヘキシル−2−ビフェニルエ
タン、1−フェニル−2−シクロヘキシルフェニルエタ
ン、任意にハロゲン化スチルベン、ベンジルフェニルエ
ーテル、トラン及び置換された桂皮酸の基体である。こ
れらの化合物の1,4−フェニレン基はフッ素化されて
いてもよい。
【0062】本発明による媒体のさらなる成分として好
適な、最も重要な化合物は、式1、2、3、4及び5に
特徴づけられる; 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−CH≡CH−E−R″ 5 式1、2、3、4及び5において、同じか異なっていて
もよいL及びEは、それぞれ互いに独立して、−Phe
−、−Cyc−、−Phe−Phe−、−Phe−Cy
c−、−Cyc−Cyc−、−Pyr−、−Dio−、
−G−Phe−及び−G−Cyc−及びそれらの鏡像体
の群から構成される2価の基であり、ここでPheは未
置換か、又はフッ素置換された1,4−フェニレン、C
ycはトランス−1,4−シクロへキシレン又は1,4
−シクロヘキセニレン、Pyrはピリミジン−2,5−
ジイル又はピリジン−2,5−ジイル、Dioは1,3
−ジオキサン−2,5−ジイル及び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−ジイル又は1,3−ジ
オキサン−2,5−ジイルである。
【0063】L基及びE基の1つは好ましくはCyc、
Phe又はPyrである。Eは好ましくはCyc、Ph
e又はPhe−Cycである。本発明による媒体は、好
ましくは、L及びEがCyc、Phe及びPyrからな
る群から選択された、式1、2、3、4及び5の化合物
より選択された1つ又は2以上の化合物と、L及びEの
うちの一つの基がCyc、Phe及びPyrからなる群
から選択され、他の一つの基が基が−Phe−Phe
−、−Phe−Cyc−、−Cyc−Cyc−、−G−
Phe−及び−G−Cyc−からなる群から選択された
式1、2、3、4及び5の化合物より選択された1つ又
は2以上の化合物とを同時に含み、また任意に1つ又は
2以上の成分をL及びEが−Phe−Cyc−、−Cy
c−Cyc−、−G−Phe−及び−G−Cyc−から
なる群から選択された、式1,2,3,4及び5の化合
物より選択された1つ又は2以上の化合物を含む。
【0064】式1、2、3、4及び5の化合物のより下
位の付属群において、R′及びR″はそれぞれの場合互
いに独立で、炭素原子を8個までもつアルキル、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
キシ又はアルカノイルオキシである。この下位の付属群
は、以下ではA群と呼ばれ、そしてその化合物は式1
a、2a、3a、4a及び5aと分類する。これらの化
合物の大部分において、R′及びR″は異なっており、
これらの基の1つはしばしばアルキル、アルケニル、ア
ルコキシ又はアルコキシアルキルである。B群として分
類される式1、2、3、4及び5の化合物の他の下位の
付属群において、R″は−F、−Cl、−NCS又は−
(O)iCH3-(k+l)kCllであり、iは0又は1、k
とlは1、2又は3である。R″がこの意味をもつ化合
物は付属式1b、2b、3b、4b及び5bと分類され
る。特に好ましくはR″が−F、−Cl、−NCS、−
CF3、−OCHF2又は−OCF3である付属式1b,
2b,3b,4b及び5bの化合物である。
【0065】付属式1b、2b、3b、4b及び5bの
化合物において、R′は付属式1aから付属式5aで定
義され、好ましくはアルキル、アルケニル、アルコキシ
又はアルコキシアルキルである。式1、2、3、4及び
5の化合物の、さらに下位の付属群において、R″は−
CNでこの付属群は以下でC群として知られる。そして
この付属群の化合物は付属式1c、2c、3c、4c及
び5cにより対応して記載される。付属式1c、2c、
3c、4c及び5cの化合物において、R′は付属式1
aから5aの化合物として定義され、好ましくはアルキ
ル、アルコキシ又はアルケニルである。さらにA、B及
びC群の好適な化合物において、提案された置換基の他
の派生体をもつ式1、2、3、4及び5の他の化合物も
従来どおりである。これらの基体のすべては文献により
公知な又はそれに対して同様の方法で得ることが可能で
ある。
【0066】本発明による式Iの化合物の他に、本発明
による媒体は、好ましくはA群及び/又はB群及び/又
はC群から選択された1つ又は2以上の化合物を含む。
本発明による媒体における、これらの群からの化合物の
重量比率は好適には、 A群:0%から90%、好ましくは20%から90%
で、特に30%から90% B群:0%から80%、好ましくは10%から80%
で、特に10%から65% C群:0%から80%、好ましくは5%から80%で、
特に5%から50% であり、本発明による特定の媒体に存在するA群及び/
又はB群及び/又はC群の化合物の重量比率の合計は、
好ましくは0%から90%、特に5%から90%であ
る。
【0067】本発明による媒体は、好ましくは本発明に
よる化合物の1%から40%、特に好ましくは5%から
30%を含む。さらに好適な媒体としては、本発明によ
る化合物の40%以上、特に45%から90%を含む。
当媒体は好ましくは、本発明による3、4又は5つの化
合物を含む。
【0068】本発明による媒体は、それ自体従来の方法
で製造される。一般的にその成分は、好適な加温条件下
で互いに溶解する。好適な添加手段により、従来開示さ
れている液晶表示素子のすべての種に使用され得る方法
によって本発明に従い液晶相は改良することが可能であ
る。この種の添加物は、当業者にとって公知であり、文
献(H.Kelker/R.Hatz, 液晶のハンドブック、Verlag Ch
emie Weinheim, 1980)に詳細に記載されている。例え
ば多色性色素はゲスト−ホスト系の製造物に添加するこ
とが可能であり、又は基体は誘電異方性、粘度及び/又
はネマティック相の配向を改良するために加えることが
可能である。
【0069】その例を以下に図示するが、本発明はこれ
に限定されるものではない。本明細書において、パーセ
ントデータは重量パーセントである。温度は℃で示す。
m.p=融点、cl.p=透明点である。さらにC=結
晶状態、N=ネマティック相、S=スメクティック相、
及びI=等方性相を示す。2つの記号の間の数字は℃に
おける相転移温度を示す。Δnは光学的異方性(589
nm、20℃)を示す。粘度(mm2 /sec)は20
℃で決定する。慣用の仕上げ処理とは、必要ならば水を
加え、液晶混合物を塩化メチレン、ジエチルエーテル又
はトルエンで抽出し、有機相を分離し、乾燥して脱水
し、生成物を減圧下での蒸留又は結晶化及び/又はクロ
マトグラフィーによって精製することを意味する。
【0070】次の略号を使用する。 THF テトラヒドロフラン KOtBu カリウム tert−ブトオキサイド RT 室温 MTBエーテル メチル tert−ブチルエーテル
【0071】
【実施例】例1 4′−ペンチル−4−プロピルビシクロヘキシル−4−
オール;THF200ml中にマグネシウム片21.9
gを加えた懸濁液を60℃に加温し、THF200ml
に80mlのブロモプロパン溶液の10%を滴下するこ
とにより加えた。反応開始時に溶液の残りを還流下で3
0分間滴下することにより加えた。その混合物を70℃
で1時間以上攪拌した。4′−ペンチルビシクロヘキシ
ル−4−オン200gをTHF400mlに溶解して還
流下で滴下することにより加えた。その混合物は30分
間攪拌され、RTに冷却し、そして希塩酸を用いて加水
分解した。その一群はMTBエーテルで抽出した。水相
を分離し、そして有機相を水で2回洗浄した。水相を再
びMTBエーテルで抽出した。それを合わせた有機相は
硫酸ナトリウムを用いて乾燥し、残留物を得るために濾
過して脱水し4′−ペンチル−4−プロピルビシクロヘ
キシル−4−オールを得た。
【0072】例2 4′−ペンチル−4−プロピルビシクロヘキシル−3−
エン;4′−ペンチル−4−プロピルビシクロヘキシル
−4−オール 236.0g、トルエン1.5リットル
及び硫酸5mlを水分離器を用いながら1.5時間還流
した。混合物は次にRTに冷却し、飽和炭酸水素ナトリ
ウム溶液、それから水で洗浄した。水相を分離し、トル
エンで抽出した。それらを合わせた有機相を蒸留した。
粗製生成物をヘキサンに溶解し、シリカゲルカラムで濾
過した。得られた分画を蒸留し真空蒸留にかけて、0.
1ミリバールで148℃の沸点をもつ4′−ペンチル−
4−プロピルビシクロヘキシル−3−エンを得た。
【0073】例3 4′−ペンチル−4−プロピルビシクロヘキシル−3−
オール;4′−ペンチル−4−プロピルビシクロヘキシ
ル−3−エン56.0gをTHF500mlに溶解し、
そして溶液を+2℃に冷却した。ボラン/THF錯体
(1M)220mlを撹拌しながら30分間以上になる
ようにして滴下により加えた。混合物を+2℃で1時間
以上撹拌し、さらにRTで再び1時間撹拌した。溶液を
加温している間、エタノール54mlを滴下することに
より加えた。水40mlに水酸化ナトリウム12gを加
えた溶液を滴下することにより加えた。30%過酸化水
素溶液72mlを滴下することにより加え、そして混合
物は撹拌しながら2時間還流し再びRTに冷却し、それ
から水250mlを加え混合物を20分間撹拌した。水
相を分離しMTBエーテルで2回抽出した。それらを合
わせた有機相を飽和炭酸水素ナトリウム溶液、それから
水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し濾過して、残留物
を得るために蒸留した。粗製生成物をヘプタン/MTB
エーテルに溶解し、シリカゲルカラムを通して濾過し
た。小分画が初めに分離され、除去された。主分画の結
晶化により4′−ペンチル−4−プロピルビシクロヘキ
シル−3−オールを得た。
【0074】例4 3−フルオロ−4′−ペンチル−4−プロピルビシクロ
ヘキシル;4′−ペンチル−4−プロピルビシクロヘキ
シル−3−オール17.5gをジクロロメタン700m
lに溶解した。混合物を−20℃に冷却し、そしてジク
ロロメタン30ml中に3フッ化ジエチルアミノ硫化物
10.0ml溶液を加えたものを−20℃で約20分間
以上かけて滴下することにより加えた。混合物を3時間
以上撹拌した。溶液を2回、飽和炭酸水素ナトリウムと
水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥して、留去して残留
物とした。残留物はアセトンで抽出し、過マンガン酸カ
リウムを加えて、0.5℃で1.5時間撹拌した。水を
溶液に加え、そして混合物をヘプタンで抽出した。有機
相を乾燥し、そして留去して残留物とした。残留物をヘ
プタンから再結晶し、3−フルオロ−4′−ペンチル−
4−プロピルビシクロヘキシル(C 3 SmB 67
I,Δε:−0.9,Δn:0.046)を得た。
【0075】本発明により以下の化合物を対応する前駆
物質から同様にして得た。例5から19
【表1】
【0076】例20から34
【表2】
【0077】例35から44
【表3】
【0078】例45から54
【表4】
【0079】例55から64
【表5】
【0080】例65から74
【表6】
【0081】例75から84
【表7】
【0082】例85から94
【表8】
【0083】例95から104
【表9】
【0084】例105から114
【表10】
【0085】例125から134
【表11】
【0086】例135から144
【表12】
【0087】例145から149
【表13】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C07C 43/21 C07C 43/21 43/225 43/225 C 69/753 69/753 D 69/773 69/773 C09K 19/30 C09K 19/30 G02F 1/13 500 G02F 1/13 500 (71)出願人 591032596 Frankfurter Str. 250, D−64293 Darmstadt,Fed eral Republic of Ge rmany (72)発明者 ピール・キルシュ ドイツ連邦共和国 デー−64293 ダルム シュタット フランクフルター シュトラ ーセ 250 (72)発明者 樽見 和明 ドイツ連邦共和国 デー−64293 ダルム シュタット フランクフルター シュトラ ーセ 250 (72)発明者 ヨアヒム・クラウゼ ドイツ連邦共和国 デー−64293 ダルム シュタット フランクフルター シュトラ ーセ 250

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式Iのシクロヘキサン誘導体; 【化1】 式中、Yは、未置換かハロゲンにより少なくとも単置換
    された、1から10個の炭素原子をもつアルキル又はア
    ルコキシ基であるか、未置換か又は−CN、−CF3
    は−Fにより少なくとも単置換された、炭素原子を2か
    ら10個もつアルケニル又はアルケニルオキシ基である
    か、又はYは−CN、−F、−OCHF2、−OCF3
    −OCHFCF3又は−OCF2CF3であり、X1、X2
    及びX3は、それぞれ互いに独立して、アキシアル位置
    でH、F、Cl又はCNであり、ここでX1とX3は同時
    にHではなく、R1は、Hであるか、未置換かCN又は
    CF3によって単置換されているか又はハロゲンによっ
    て少なくとも単置換されている1から12個の炭素原子
    をもつアルキル又はアルケニル基であり、これらの基中
    1つ又は2以上の隣接しないCH2基は又、それぞれ互
    いに独立して 【化2】 −O−CO−O−により置き換えられていてもよく、A
    1 及びA2は、互いに独立して a)トランス−1,4−シクロへキシレン基であり、こ
    こで1つ又は2以上の隣接しないCH基は−O−、及び
    /又は−S−で置き換えられていてもよく、 b)1,4−フェニレン基であり、ここで1又は2つの
    CH基がNによって置き換えられていてもよく、 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−ジイル及び1,
    2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル
    からなる群の基であり、又は d)1,4−シクロヘキセニレンであり、ここでa)、
    b)及びd)基は、CN、Cl又はFで置換されていて
    もよく、Z1、Z2及びZ3は、それぞれ互いに独立して
    −CO−O−、−O−CO−、−CH2O−、−O−、
    −O−CH2−、−CH2CH2−、−CH=CH−、−
    C≡C−又は単結合であり、nとmは、互いに独立して
    0、1、2又は3であり、pは、0、1、2又は3であ
    り、ここで、m+n+pは、1、2、3又は4である。
  2. 【請求項2】 nが0又は1で、mとpが0、1又は2
    であることを特徴とする、請求項1に記載の式Iのシク
    ロヘキサン誘導体。
  3. 【請求項3】 Z1、Z2及びZ3が、互いに独立して−
    CH2CH2−、−CH=CH−又は単結合であることを
    特徴とする、請求項1又は2に記載の式Iのシクロヘキ
    サン誘導体。
  4. 【請求項4】 R1 が1から10個の炭素原子をもつ直
    鎖のアルキル又はアルコキシ基、又は2から10個の炭
    素原子をもつアルケニル基であり、かつYが1から10
    個の炭素原子をもつアルキル基、2から10個の炭素原
    子をもつアルケニル基、−CN、−F、−OCHF2
    は−OCF3であることを特徴とする、請求項1、2又
    は3に記載の式Iのシクロヘキサン誘導体。
  5. 【請求項5】 R1とYが同時に1から10個の炭素原
    子をもつアルキル基であり、nが0であり、かつmが1
    であることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに
    記載の式Iのシクロヘキサン誘導体。
  6. 【請求項6】 液晶媒体の成分としての請求項1から5
    のいずれかに記載の式Iの化合物の使用。
  7. 【請求項7】 式Iの化合物の少なくとも1つを含有す
    ることを特徴とする、少なくとも2つの液晶成分を含有
    する液晶媒体。
  8. 【請求項8】 請求項7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。
  9. 【請求項9】 請求項7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、電気光学的表示素子。
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