WO2013172162A1 - 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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- C09K2019/3422—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having oxygen as hetero atom the heterocyclic ring being a six-membered ring
Definitions
- the present invention relates to a compound having a 2-fluorophenyloxymethane structure, which is useful as an organic electronic material or medical pesticide, particularly as a material for a liquid crystal display element.
- Liquid crystal display elements are used in various measuring instruments, automobile panels, word processors, electronic notebooks, printers, computers, televisions, clocks, advertisement display boards, etc., including watches and calculators.
- Typical liquid crystal display methods include TN (twisted nematic) type, STN (super twisted nematic) type, vertical alignment type using TFT (thin film transistor), and IPS (in-plane switching) type.
- Etc The liquid crystal compositions used in these liquid crystal display elements are stable against external factors such as moisture, air, heat, and light, and the liquid crystal phase (nematic phase, smectic phase) in the widest possible temperature range centering on room temperature. Phase, blue phase, etc.), low viscosity, and low driving voltage. Further, the liquid crystal composition must have optimum values of dielectric anisotropy ( ⁇ ), refractive index anisotropy ( ⁇ n) and the like in accordance with individual display elements.
- ⁇ dielectric anisotropy
- ⁇ n refractive index
- a liquid crystal composition having a positive ⁇ is used in a horizontal alignment type display such as a TN type, STN type, or IPS type.
- a driving method has been reported in which a liquid crystal composition having a positive ⁇ is vertically aligned when no voltage is applied and a lateral electric field is applied to display the liquid crystal composition. Yes.
- an improvement in response speed is required in all driving systems, and in order to solve this problem, a liquid crystal composition having a viscosity lower than that of the present is required.
- it is effective to reduce the viscosity of the individual compounds constituting the liquid crystal composition.
- it is calculated
- the molecular skeleton has a structure in which a plurality of ring structures are directly bonded without a linking group, that is, a so-called straight ring structure.
- the value of ⁇ is positive, and compounds having a straight ring structure composed of three or more ring structures generally have high crystallinity, and crystals of the compound precipitate when the liquid crystal composition containing the compound is stored for a long period of time. There was a problem to do. In order to improve the storage stability of such compounds, compounds into which various linking groups have been introduced have been studied.
- the problem to be solved by the present invention is to provide a compound having high miscibility with other liquid crystal compounds and having a low viscosity ( ⁇ ), a high storage stability and a high Ti-i when used as a liquid crystal composition. And it is providing the liquid crystal composition and liquid crystal display element which use the said compound as a structural member collectively.
- the present invention is represented by the general formula (1)
- R 1 represents an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms, and one —CH 2 — or two non-adjacent groups present in these groups.
- the above -CH 2 - may be independently replaced by -O-, -S-, -COO-, -OCO- or -CO-
- a 1 and A 2 are each independently (A) 1,4-cyclohexylene group (the one present in the group -CH 2 - or nonadjacent two or more -CH 2 - are each independently over O- or -S- May be replaced by.)
- B 1,4-phenylene group (one —CH ⁇ present in this group or two or more non-adjacent —CH ⁇ may be replaced by —N ⁇ , present in this group)
- the hydrogen atom to be substituted may be replaced by a fluorine atom.
- a 3 represents the general formula (A
- W represents a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, a trifluoromethyl group, a trifluoromethoxy group or a difluoromethoxy group
- Y 2 , Y 3 and Y 4 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom or a chlorine atom.
- Z 1 and Z 2 are each independently —CH 2 O—, —OCH 2 —, —CF 2 O—, —OCF 2 —, —COO—, —OCO—, —CH 2 CH 2 —, —CF 2 CF 2 —, —CH ⁇ CH—, —CF ⁇ CF—, —C ⁇ C— or a single bond
- Y 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom or a chlorine atom
- m and n each independently represents 0, 1, 2 or 3
- m + n represents 3,
- a liquid crystal composition containing the compound and a liquid crystal display device using the liquid crystal composition are provided.
- the compound represented by the general formula (1) provided by the present invention has high miscibility with other liquid crystal compounds, low viscosity ( ⁇ ), high storage stability and high when used as a liquid crystal composition. both the T -i.
- a liquid crystal composition exhibiting a liquid crystal phase in a low viscosity and a wide temperature range and having high storage stability can be obtained. For this reason, it is very useful as a component of a liquid crystal composition for a liquid crystal display element that requires a high-speed response.
- R is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms in order to reduce the viscosity. Particularly preferred is an alkyl group of 1 to 5 or an alkenyl group of 2 to 5 carbon atoms. Moreover, it is preferable that it is linear.
- a 1 and A 2 are each independently preferably a trans-1,4-cyclohexylene group or an unsubstituted 1,4-phenylene group for decreasing the viscosity, and trans-1,4-cyclohexyl group is preferable.
- trans-1,4-cyclohexyl group is preferable.
- it is more preferable that it is a silene group.
- Z 1 and Z 2 are each independently —CH 2 O—, —OCH 2 —, —CF 2 O—, —OCF 2 —, —CF ⁇ CF— or a single bond for decreasing the viscosity. It is preferably a —CF 2 O—, —OCF 2 —, —CH 2 O—, —OCH 2 — or a single bond.
- Y 1 is preferably a hydrogen atom or a fluorine atom for decreasing the viscosity, preferably a fluorine atom for increasing ⁇ , and a fluorine atom for improving the solubility. preferable.
- M is preferably 3 when emphasizing viscosity, preferably 2 or 3 when emphasizing ⁇ , and preferably 1 or 2 when emphasizing solubility.
- n is preferably 0 when emphasizing viscosity, preferably 0 or 1 when emphasizing ⁇ , and preferably 0 or 1 when emphasizing solubility.
- R 1 represents the same meaning as R 1 in the general formula (1).
- the lower limit value in the liquid crystal composition is 1% (% in the composition is% by mass).
- the upper limit is preferably 50%, more preferably 30%, still more preferably 20%, and particularly preferably 10%.
- the compound represented by General formula (1) can also be used by 1 type, you may use 2 or more types of compounds simultaneously.
- a compound other than the compound represented by the general formula (1) may be used.
- a compound having a liquid crystal phase a compound having no liquid crystal phase may be used as necessary. It can also be added.
- the general component (1) At least one compound represented by the formula (2), but it is preferable to contain at least one of the following second to sixth components as other components.
- the second component is a so-called fluorine-based (halogen-based) p-type liquid crystal compound, and examples thereof include compounds represented by the following general formulas (A1) to (A3).
- R b represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, which may be linear or branched, and has a 3- to 6-membered cyclic structure. Any —CH 2 — present in the group may be replaced by —O—, —CH ⁇ CH—, —CH ⁇ CF—, —CF ⁇ CH—, —CF ⁇ CF— or —C ⁇ C—.
- Any hydrogen atom present in the group may be substituted by a fluorine atom or a trifluoromethoxy group, but a linear alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, 2 to A linear 1-alkenyl group having 7 carbon atoms, a linear 3-alkenyl group having 4 to 7 carbon atoms, and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms at the end.
- the compound may be optically active or racemic.
- Ring A, Ring B and Ring C may each independently be substituted with a trans-1,4-cyclohexylene group, a transdecahydronaphthalene-trans-2,6-diyl group, or one or more fluorine atoms.
- An optional naphthalene-2,6-diyl group or a 1,4-phenylene group optionally substituted by 1 to 2 fluorine atoms is preferred.
- ring A when ring B is a trans-1,4-cyclohexylene group or a transdecahydronaphthalene-trans-2,6-diyl group, ring A may be a trans-1,4-cyclohexylene group.
- ring C when ring C is a trans-1,4-cyclohexylene group or a transdecahydronaphthalene-trans-2,6-diyl group, ring B and ring A are trans-1,4-cyclohexylene groups.
- ring A3 is preferably a trans-1,4-cyclohexylene group.
- L a , L b and L c are each a linking group and each independently represents a single bond, an ethylene group (—CH 2 CH 2 —), a 1,2-propylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 — and —CH 2 CH (CH 3 ) —), 1,4-butylene group, —COO—, —OCO—, —OCF 2 —, —CF 2 O—, —CH ⁇ CH—, —CH ⁇ CF—, — CF ⁇ CH—, —CF ⁇ CF—, —C ⁇ C— or —CH ⁇ NN ⁇ CH—, each represents a single bond, ethylene group, 1,4-butylene group, —COO—, —OCF 2 —, —CF 2 O—, —CF ⁇ CF— or —C ⁇ C— is preferable, and a single bond or an ethylene group is particularly preferable. Further, it is preferable that at least one of (A2) represents a single bond and at least two of (A3) represent
- Ring Z is an aromatic ring and represents any one of the following general formulas (La) to (Lc).
- Y a to Y j each independently represent a hydrogen atom or a fluorine atom.
- at least one of Y a and Y b is preferably a fluorine atom
- at least one of Y d to Y f is preferably a fluorine atom, more preferably Y d is more preferably a fluorine atom
- at least one of Y h and Y i is a fluorine atom
- Y h is more preferably a fluorine atom.
- Terminal group P a represents a fluorine atom, a chlorine atom, trifluoromethoxy group, difluoromethoxy group, trifluoromethyl group or difluoromethyl group, two or more carbon atoms substituted by fluorine atoms 2 or 3 alkoxy groups, 2 An alkyl group having 2 or 3 carbon atoms substituted by 2 or more fluorine atoms, an alkenyl group having 2 or 3 carbon atoms substituted by 2 or more fluorine atoms, or a carbon substituted by 2 or more fluorine atoms Although an alkenyloxy group having 2 or 3 atoms is represented, a fluorine atom, a trifluoromethoxy group or a difluoromethoxy group is preferable, and a fluorine atom is particularly preferable.
- the third component is a so-called cyano p-type liquid crystal compound, and examples thereof include compounds represented by the following general formulas (B1) to (B3).
- R c represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, which may be linear or branched, and has a 3- to 6-membered cyclic structure. Any —CH 2 — present in the group may be replaced by —O—, —CH ⁇ CH—, —CH ⁇ CF—, —CF ⁇ CH—, —CF ⁇ CF— or —C ⁇ C—.
- Any hydrogen atom present in the group may be substituted by a fluorine atom or a trifluoromethoxy group, but a linear alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, 2 to A linear 1-alkenyl group having 7 carbon atoms, a linear 3-alkenyl group having 4 to 7 carbon atoms, and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms at the end.
- the compound may be optically active or racemic.
- Ring D, Ring E and Ring F may each independently be substituted with a trans-1,4-cyclohexylene group, a transdecahydronaphthalene-trans-2,6-diyl group, or one or more fluorine atoms.
- the good naphthalene-2,6-diyl group or 1 to 2 fluorine atoms also may be substituted 1,4-phenylene group is preferred.
- ring D when ring E is a trans-1,4-cyclohexylene group or a transdecahydronaphthalene-trans-2,6-diyl group, ring D may be a trans-1,4-cyclohexylene group.
- Ring F is a trans-1,4-cyclohexylene group or a transdecahydronaphthalene-trans-2,6-diyl group
- Ring D and Ring E are trans-1,4-cyclohexylene groups.
- ring D is preferably a trans-1,4-cyclohexylene group.
- L d , L e and L f are each a linking group and each independently represents a single bond, an ethylene group (—CH 2 CH 2 —), a 1,2-propylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 — and ) —CH 2 CH (CH 3 ) —), 1,4-butylene group, —COO—, —OCO—, —OCF 2 —, —CF 2 O—, —CH ⁇ CH—, —CH ⁇ CF—, —CF ⁇ CH—, —CF ⁇ CF—, —C ⁇ C—, —OCH 2 —, —CH 2 O— or —CH ⁇ NN ⁇ CH— represents a single bond, an ethylene group, —COO—, —OCF 2 —, —CF 2 O—, —CF ⁇ CF— or —C ⁇ C— are preferred, and a single bond, an ethylene group or —COO— is particularly preferred.
- at least one of them preferably represents a
- P b represents a cyano group
- Ring Y is an aromatic ring and represents any one of the following general formulas (Ld) to (Lf).
- Y k to Y q each independently represent a hydrogen atom or a fluorine atom.
- at least one of Y k and Y l is preferably a fluorine atom
- Y m to Y o are preferably fluorine atoms, particularly Y m is more preferably a fluorine atom
- at least one of Y p and Y q is a fluorine atom.
- Y p is a fluorine atom.
- the fourth component is a so-called nonpolar liquid crystal compound having a dielectric anisotropy of about 0, and examples thereof include compounds represented by the following general formulas (C1) to (C3).
- R d and Pe each independently represent an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, which may be linear or branched, and may be a 3- to 6-membered ring
- Any —CH 2 — that may have a cyclic structure and is present in the group is —O—, —CH ⁇ CH—, —CH ⁇ CF—, —CF ⁇ CH—, —CF ⁇ CF— or Any hydrogen atom present in the group may be substituted by —C ⁇ C— and may be substituted by a fluorine atom or a trifluoromethoxy group, but a linear alkyl having 1 to 7 carbon atoms A straight-chain 1-alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, a straight-chain 3-alkenyl group having 4 to 7 carbon atoms, a straight-chain alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, or a terminal having the number of carbon atoms A linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with 1 to 3 alkoxy
- Ring G, Ring H, Ring I and Ring J are each independently a trans-1,4-cyclohexylene group, a transdecahydronaphthalene-trans-2,6-diyl group, 1 to 2 fluorine atoms or 1,4-phenylene group optionally substituted by a methyl group, naphthalene-2,6-diyl group optionally substituted by one or more fluorine atoms, substituted by 1 or 2 fluorine atoms
- the other ring is a trans-1,4-cyclohexylene group or a 1,4-phenylene group optionally substituted by 1 to 2 fluorine atoms or a methyl group.
- the total number of fluorine atoms present in ring G, ring H, ring I and ring J is preferably 2 or less, and preferably 0 or 1.
- L g , L h and Li are each a linking group and each independently represents a single bond, an ethylene group (—CH 2 CH 2 —), a 1,2-propylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 — and ) —CH 2 CH (CH 3 ) —), 1,4-butylene group, —COO—, —OCO—, —OCF 2 —, —CF 2 O—, —CH ⁇ CH—, —CH ⁇ CF—, —CF ⁇ CH—, —CF ⁇ CF—, —C ⁇ C— or —CH ⁇ NN ⁇ CH—, each represents a single bond, ethylene group, 1,4-butylene group, —COO—, —OCO—, —OCF 2 —, —CF 2 O—, —CF ⁇ CF—, —C ⁇ C— or —CH ⁇ NN ⁇ CH— are preferred, and in general formula (C2), at least one of them is represented by formula (C3 ), At least two of them preferably represent
- the compounds represented by the general formulas (C1) to (C3) exclude the compounds represented by the general formulas (A1) to (A3) and the compounds represented by the general formulas (B1) to (B3).
- the fifth component is an optically active compound used for inducing a helical structure in the liquid crystal composition.
- a compound having an asymmetric carbon atom is preferable, and a compound having a 1-methylheptyloxy group is more preferable.
- the sixth component is a compound having a polymerizable functional group that can be polymerized by ultraviolet irradiation or heating, which is added to improve the response speed or improve the orientation of the liquid crystal composition.
- the polymerizable group is preferably an acryloxy group or a methacryloxy group, and more preferably a methacryloxy group.
- a 2 represents a 1,4-phenylene group which may be substituted with one or more fluorine atoms
- Z 2 , n and A 3 each independently have the same meaning as in the general formula (1).
- X represents a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom.
- a 2 represents a 1,4-phenylene group which may be substituted with one or more fluorine atoms
- Z 2 , n and A 3 each independently represent the same meaning as in the general formula (1).
- the benzaldehyde derivative represented by this can be obtained.
- ether solvents such as tetrahydrofuran and diethyl ether are preferred.
- the metal or alkyl metal used in preparing the organic metal may be any metal as long as the reaction proceeds suitably, but the metal is preferably metal magnesium, metal lithium or metal zinc, and the alkyl metal is normal. Butyl lithium, secondary butyl lithium, tertiary butyl lithium or lithium diisopropylamide is preferred.
- the reaction temperature for preparing the organometallic may be any temperature that allows the reaction to proceed suitably, but is preferably such that the solvent is refluxed from ⁇ 78 ° C.
- the reaction temperature at the time of reacting with dimethylformamide may be any temperature that allows the reaction to proceed suitably, but is preferably a temperature from ⁇ 78 ° C. to room temperature, and further a temperature from ⁇ 40 ° C. to 10 ° C. preferable.
- Any solvent may be used as long as it allows the reaction to proceed suitably, but an ether solvent such as diethyl ether or tetrahydrofuran is preferred.
- the reaction temperature may be any temperature that allows the reaction to proceed suitably, but a range from ⁇ 40 ° C. to room temperature is preferred.
- the base is preferably a metal hydride such as sodium hydride, an alkali metal alkoxide such as sodium methoxide, sodium ethoxide or tertiary butoxide, or an alkyl lithium such as normal butyl lithium or secondary butyl lithium.
- a metal hydride such as sodium hydride
- an alkali metal alkoxide such as sodium methoxide, sodium ethoxide or tertiary butoxide
- an alkyl lithium such as normal butyl lithium or secondary butyl lithium.
- the compound represented by the general formula (71) is reduced with a reducing agent to reduce the carbonyl group, and the general formula (73)
- lithium aluminum hydrides such as lithium aluminum hydride and bis (methoxyethoxy) aluminum lithium dihydride
- borohydrides such as sodium tetrahydroboron and lithium tetrahydroboron are preferable.
- any solvent may be used as long as the reaction proceeds suitably, but an ether solvent such as tetrahydrofuran or diethyl ether is preferable.
- any solvent may be used as long as the reaction proceeds suitably, but ether solvents such as tetrahydrofuran and diethyl ether or alcohol solvents such as methanol and ethanol are preferable, and a small amount It is more preferable to add water.
- the reaction temperature may be any temperature that allows the reaction to proceed suitably, but is preferably a temperature at which the solvent refluxes from 0 ° C.
- R 1 , A 1 , Z 1 , m and Y 1 each independently represents the same meaning as in the general formula (1)
- an organic metal such as phenyl lithium
- ether solvents such as tetrahydrofuran and diethyl ether are preferred.
- the reaction temperature for the induction to phenyllithiums may be any temperature that allows the reaction to proceed suitably, but is preferably ⁇ 78 ° C. to ⁇ 10 ° C., more preferably ⁇ 40 ° C. to ⁇ 20 ° C. .
- the reaction temperature at the time of reacting with the boric acid ester may be any temperature that allows the reaction to proceed suitably, but is preferably -40 ° C to -10 ° C.
- the temperature at the time of oxidation may be any temperature that allows the reaction to proceed suitably, but is preferably from ⁇ 10 ° C. to 40 ° C.
- any base can be used as long as it allows the reaction to proceed suitably, but alkyllithiums such as normal butyllithium and secondary butyllithium, or lithium amides such as lithium diisopropylamide and lithium dibutylamide are preferred.
- the borate esters may be any as long as they allow the reaction to proceed appropriately, but trimethyl borate or triisopropyl borate is preferred.
- the oxidizing agent may be any one that allows the reaction to proceed suitably, but hydrogen peroxide, formic acid, peracetic acid, or perbenzoic acid is preferred.
- the solvent may be any as long as it allows the reaction to proceed suitably, but is preferably an ether solvent such as tetrahydrofuran or diethyl ether, or a chlorine solvent such as dichloromethane or chloroform.
- the reaction temperature may be any temperature that allows the reaction to proceed suitably, but is preferably ⁇ 20 ° C. to room temperature.
- Any azodicarboxylic acid ester may be used as long as it allows the reaction to proceed appropriately, but diethyl azodicarboxylate and diisopropyl azodicarboxylate are preferred.
- the present compound exhibits excellent storage stability when added to a liquid crystal composition.
- “High storage stability” means that when the liquid crystal composition is stored, no crystal precipitation or separation occurs, and a uniform liquid crystal state is maintained.
- the phase transition temperature was measured using a polarizing microscope equipped with a temperature control stage and a differential scanning calorimeter (DSC).
- T n-i nematic phase - represents the transition temperature of the isotropic phase.
- THF Tetrahydrofuran
- DMF N, N-dimethylformamide
- DIAD Diisopropyl azodicarboxylate
- TPP Triphenylphosphine Pr: n-propyl group
- Bu n-butyl group (Example 1) [2,6-difluoro-4- (2 -Fluoro-4- (trans-4-propylphenyl) phenyl) phenyloxy]-[4- (3,4,5-trifluorophenyl) phenyl] methane (12-3)
- trimethylboric acid (20.9 g) was added at such a rate that the internal temperature did not become ⁇ 35 ° C. or higher, and then the temperature was slowly raised to room temperature.
- 10% Hydrochloric acid was added for liquid separation, and the aqueous layer was extracted with THF and hexane. The organic layers were combined and washed with a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution. 15% hydrogen peroxide (49.4 g) was added to the obtained organic layer, and the mixture was stirred at 35 ° C. for 15 hours. Ice-cooled, 10% aqueous sodium sulfite solution was added, and toluene was added to separate the layers.
- Phenyloxy]-[4- (3,5-difluoro-4- (3,4,5-trifluorophenyl) phenyl) phenyl] methane was obtained as colorless crystals in an amount of 3.5 g.
- the organic layer was separated, the aqueous layer was extracted with ethyl acetate, the organic layers were combined, and washed twice with saturated brine.
- the solvent was distilled off under reduced pressure, methanol (300 mL) and 10% aqueous sodium hydroxide solution (20 mL) were added to the residue, and the mixture was stirred at 5 to ⁇ 15 ° C. for 1 hr. After neutralizing with 10% hydrochloric acid, water (300 mL), THF (200 mL) and ethyl acetate (400 mL) were added, and the organic layer was washed twice with saturated brine and then dried over anhydrous sodium sulfate.
- reaction solution was slowly poured into 10% hydrochloric acid (450 mL) and stirred for a while, the organic layer was separated, the aqueous layer was extracted with ethyl acetate, and the organic layers were combined and washed twice with saturated brine. After drying over anhydrous sodium sulfate, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 110 g of trans-4- (3,5-difluorophenyl) cyclohexylmethanol as a pale yellow oil.
- water (100 mL) and toluene (100 mL) are added to separate the layers, and toluene (100 mL) is added to the aqueous layer for extraction, and the organic layers are combined, and water (100 mL) and saturated brine ( 100 mL) and dried over anhydrous sodium sulfate.
- a liquid crystal composition (MA) comprising 10% of (3,4,5-trifluorophenyl) phenyl] methane (12-3) was prepared.
- the physical properties of this composition are as follows.
- T n ⁇ i 126.4 ° C.
- ⁇ 6.11 ⁇ n: 0.104 ⁇ 20 : 24.6 mPa ⁇ s
- Example 8 Preparation of Liquid Crystal Composition-2
- the base liquid crystal (H) is 95% and [2,6-difluoro-4- (2-fluoro-4- (trans-propylcyclohexyl) phenyl) phenyloxy]-[3,5-difluoro obtained in Example 2 is used.
- a liquid crystal composition (MB) comprising 5% of -4- (4-trifluoromethoxyphenyl) phenyl] methane was prepared. The physical property values of this composition are as follows.
- Example 9 Preparation of liquid crystal composition-3
- the base liquid crystal (H) was 95%, and [2,6-difluoro-4 (trans-4-propylcyclohexyl) phenyloxy]-[4- (3,5-difluoro-4- (3) obtained in Example 3 was used.
- a liquid crystal composition (MC) was prepared.
- the physical property values of this composition are as follows.
- the prepared liquid crystal composition (MC) maintained a uniform nematic liquid crystal state at room temperature for 2 weeks or more.
- Example 10 Preparation of Liquid Crystal Composition-4
- the base liquid crystal (H) was 95% and [trans-4- (3,5-difluoro-4- (3,5-difluoro-4- (3,4,5-trifluorophenylmethyl) obtained in Example 4].
- a liquid crystal composition (MD) comprising 5% of (oxy) phenyl) phenyl) cyclohexyl]-(2,6-difluoro-4-propylphenyloxy) methane was prepared.
- the physical property values of this composition are as follows.
- T n ⁇ i 117.6 ° C. ⁇ : 6.22 ⁇ n: 0.0937 ⁇ 20 : 21.9 mPa ⁇ s [Trans-4- (3,5-difluoro-4- (3,5-difluoro-4- (3,4,5-trifluorophenylmethyloxy) phenyl) phenyl) cyclohexyl]-(2,6-difluoro-
- the prepared liquid crystal composition (MD) maintained a uniform nematic liquid crystal state at room temperature for 2 weeks or more.
- Example 11 Preparation of Liquid Crystal Composition-5
- the base liquid crystal (H) was 95% and [2,6-difluoro-4- (2-fluoro-4- (trans-4-propylcyclohexyl) phenyl) phenyloxy]-[4- (
- a liquid crystal composition (ME) comprising 5% of 5,6,7-trifluoro-2-naphthyl) phenyl] methane was prepared.
- the prepared liquid crystal composition (ME) maintained a uniform nematic liquid crystal state at room temperature for 2 weeks or more.
- Example 12 Preparation of Liquid Crystal Composition-6
- the base liquid crystal (H) was 95% and [2,6-difluoro-4- (4- (trans-5-propyltetrahydropyran-2-yl) phenyl) phenyloxy]-[4-
- a liquid crystal composition (MF) comprising 5% of (3,4,5-trifluorophenyl) phenyl] methane was prepared.
- the prepared liquid crystal composition (MF) maintained a uniform nematic liquid crystal state at room temperature for 2 weeks or more.
- a liquid crystal composition (ME) comprising 10% was prepared.
- T n ⁇ i 118.2 ° C.
- ⁇ 8.71 ⁇ n: 0.1053 ⁇ 20 : 23.7 mPa ⁇ s 4- [Difluoro [(2,3 ′, 4 ′, 5′-tetrafluoro [1,1′-biphenyl] -4-yl) oxy] methyl] -4 ′′ -pentyl-2 ′, 3,5-
- the present invention compounds is found that increasing sufficiently large T n-i than the comparative compound. Moreover, by comparing Example 7 and Example 9 with Comparative Example 2, it can be seen that the compound of the present invention has a greater effect of suppressing the increase in viscosity than the comparative compound. Moreover, it turned out that the liquid-crystal composition which uses the compound represented by General formula (1) as a structural component shows a stable nematic phase over a long period of time.
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Abstract
Description
A1及びA2はそれぞれ独立して、
(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-は各々独立してー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、
A3は、一般式(A-1)又は(A-2)
Y2、Y3及びY4はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子又は塩素原子を表す。)で表される基であり、
Z1及びZ2はそれぞれ独立して-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-又は単結合を表し、
Y1は水素原子、フッ素原子又は塩素原子を表し、
m及びnはそれぞれ独立して0、1、2又は3を表すが、m+nは3を表し、
A1が複数存在する場合には同じであっても異なっていても良く、A2が複数存在する場合には同じであっても異なっていても良く、Z1が複数存在する場合には同じであっても異なっていても良く、Z2が複数存在する場合には同じであっても異なっていても良い。)で表される化合物を提供し、併せて、当該化合物を含有する液晶組成物及び当該液晶組成物を用いた液晶表示素子を提供する。
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)
一般式(70)
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
Pr:n-プロピル基
Bu:n-ブチル基
(実施例1)[2,6-ジフルオロ-4-(2-フルオロ-4-(trans-4-プロピルフェニル)フェニル)フェニルオキシ]-[4-(3,4,5-トリフルオロフェニル)フェニル]メタン(12-3)の製造
(1-2) 窒素雰囲気下、(1-1)で得られた3,5-ジフルオロ-[2-フルオロ-4-(4-プロピルフェニル)フェニル]ベンゼン(18.7g)をTHF(90mL)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(40mL)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(7.1g)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(50mL)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、30%過酸化水素水(8.4g)をゆっくりと加えた後、40℃にて14時間撹拌した。氷冷した後、10%亜硫酸ナトリウム水溶液を内温が20℃を超えない速度で加え、有機層を分取した。水層にトルエンを加えて抽出し、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、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、ヘキサンから再結晶する事で2,6-ジフルオロ-4-[2-フルオロ-4-(4-プロピルフェニル)フェニル]フェノール(A)を14.6g得た。
(1-3) 乾燥窒素雰囲気下、4-ブロモベンジルアルコール(30g)、無水炭酸カリウム(33.1g)及びテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)(0.93g)をエタノール(100mL)に溶解させ、70℃に加熱した。加熱下、3,4,5-トリフルオロフェニルホウ酸(29.6g)をエタノール(90mL)に溶解させた溶液を加え、70℃にて6時間撹拌した。室温まで冷却後、不溶物を濾過により除去し、溶媒を減圧下留去し、トルエン及び水を加えて分液した。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た。無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥し、溶媒を減圧留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、トルエンとヘキサンの混合溶媒から再結晶する事で、4-(3,4,5-トリフルオロフェニル)ベンジルアルコールを白色固体として29.2g得た。
(1-4) 乾燥窒素雰囲気下、(1-3)で得られた4-(3,4,5-トリフルオロフェニル)ベンジルアルコール(2.8g)、(1-2)で得られた(A)(4.0g)及びトリフェニルホスフィン(3.7g)をTHF(20mL)に溶解させ、氷冷した。氷冷下、DIAD(2.6g)を内温が15℃以上にならない速度で加えた後、室温にて1時間撹拌した。水(1mL)を加えた後、溶媒を減圧留去した。残渣にメタノール(150mL)及び70%tert-ブチルヒドロぺルオキシド溶液(1g)を加え、室温にて2時間撹拌した。析出物を濾過により分取し、固形分を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、アセトンから再結晶する事で、白色固体として[2,6-ジフルオロ-4-(2-フルオロ-4-(4-プロピルフェニル)フェニル)フェニルオキシ]-[4-(3,4,5-トリフルオロフェニル)フェニル]メタンを3.4g得た。
MS m/z:562[M+]
相転移温度(℃):Cr 131 N 229 Iso
1HNMR(CDCl3、TMS内部標準)δ(ppm)=7.56-7.50(6H,m),7.45-7.34(3H,m),7.27(2H,d,j=8.0Hz),7.23-7.15(4H,m),5.26(2H,s),2.64(2H,t,j=7.6Hz),1.68(2H,sextet,j=7.6Hz),0.98(3H,t,j=7.2Hz)
(実施例2)[2,6-ジフルオロ-4-(2-フルオロ-4-(trans-プロピルシクロヘキシル)フェニル)フェニルオキシ]-[3,5-ジフルオロ-4-(4-トリフルオロメトキシフェニル)フェニル]メタン(18-1)の製造
(2-2) 乾燥窒素下、ジイソプロピルアミン(65.5g)をTHF(130mL)に溶解させ、-76℃に冷却した。冷却下、1.6mol/Lのn-ブチルリチウム/ヘキサン溶液(375mL)を内温が-65℃以上とならない速度で加えた後、-76℃にてさらに30分間撹拌した。続いて、3,5-ジフルオロベンゾニトリル(60g)をTHF(180mL)に溶解させた溶液を、内温が-65℃以上とならない速度で加え、-76℃にてさらに1時間撹拌した。続いて、ヨウ素(115.0g)をTHF(230mL)に溶解させた溶液を、内温が-60℃以上とならない速度で加えた後、ゆっくりと室温まで昇温した。15%亜硫酸ナトリウム水溶液(500mL)を加え分液し、水層にトルエンを加えて抽出し、有機層を併せ、飽和食塩水にて二回洗浄した。無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した後、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する事で、微褐色固体として3,5-ジフルオロ-4-ヨードベンゾニトリル(70.7g)を得た。
(2-3) 乾燥窒素下、(2-2)で得られた3,5-ジフルオロ-4-ヨードベンゾニトリル(70.7g)をジクロロメタン(350mL)に溶解し、-10℃に冷却した。冷却下、1.5mol/Lのジイソブチル水素化アルミニウム(180mL)を内温が0℃を超えない速度で加えた後、室温にて1時間撹拌した。反応液を6N塩酸に加えて30分間撹拌した後、分液し、有機層を10%塩酸、飽和食塩水にて洗浄し、硫酸ナトリウムにて乾燥した。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する事で、微黄色固体として3,5-ジフルオロ-4-ヨードベンズアルデヒド(57.9g)を得た。
(2-4) (2-3)で得られた3,5-ジフルオロ-4-ヨードベンズアルデヒド(57.9g)、エタノール(240mL)及び水(50mL)を混合し、氷冷した。氷冷下、テトラヒドロホウ酸ナトリウム(2.45g)を加えた後、室温にて1時間撹拌した。10%塩酸とジクロロメタンを加えて分液し、水層にジクロロメタンを加えて抽出し、有機層を併せ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液及び飽和食塩水にて洗浄した。無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥し、溶媒を減圧留去する事で、黄色固体として粗製3,5-ジフルオロ-4-ヨードベンジルアルコールを53.7g得た。
(2-5) 乾燥窒素下、(2-4)で得られた粗製3,5-ジフルオロ-4-ヨードベンジルアルコール(15.0g)、無水炭酸カリウム(11.5g)及びテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)(2.6g)をDMF(75mL)に懸濁させ、100℃に加熱した。加熱下、4-トリフルオロメトキシフェニルホウ酸(19.8g)をDMF(60mL)に溶解させた溶液を加えた後、100℃にてさらに8時間撹拌した。室温まで放冷した後、トルエン及び水を加えて分液し、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た。無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥し、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する事で微黄色固体として3,5-ジフルオロ-4-(4-トリフルオロメトキシフェニル)ベンジルアルコールを20.0g得た。
(2-6) 乾燥窒素下、(2-1)で得られた(B)(5.5g)、(2-5)で得られた3,5-ジフルオロ-4-(4-トリフルオロメトキシフェニル)ベンジルアルコール(4.8g)及びトリフェニルホスフィン(5.0g)をTHF(25mL)に溶解させ、氷冷した。氷冷下、DIAD(3.5g)を内温が15℃以上とならない速度で加えた後、室温にてさらに1時間撹拌した。水(1mL)を加えた後、溶媒を減圧留去し、メタノール(80mL)及び水(40mL)を加え、氷冷下30分撹拌した。沈殿を濾過により取り出し、固形分を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/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[2,6-ジフルオロ-4-(2-フルオロ-4-(trans-プロピルシクロヘキシル)フェニル)フェニルオキシ]-[3,5-ジフルオロ-4-(4-トリフルオロメトキシフェニル)フェニル]メタン4.0g得た。
相転移温度(℃):Cr 83 SmA 185 N 239 Iso
MS m/z:634[M+]
1HNMR(CDCl3、TMS内部標準)δ(ppm)=7.51(2H,d,J=8.6Hz),7.31-7.27(3H,m),7.18-7.11(4H,m)、7.07-6.98(2H,m),5.21(2H,s),2.53-2.47(1H,m),1.90(4H,t,j=12.1Hz),1.52-1.19(7H,m),1.11-1.01(2H,m),0.91(3H,t,J=7.1Hz)
(実施例3)[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]-[4-(3,5-ジフルオロ-4-(3,4,5-トリフルオロフェニル)フェニル)フェニル]メタン(37-1)の製造
(3-2) 3,4,5-トリフルオロフェニルホウ酸の代わりに、3,5-ジフルオロホウ酸を使用する以外は、(1-3)に記載の方法と同様にして、4-(3,5-ジフルオロフェニル)ベンジルアルコールを白色固体として8.2g得た。
(3-3) 乾燥窒素下、(3-2)で得られた4-(3,5-ジフルオロフェニル)ベンジルアルコール(8.2g)、(2-2)で得られた(C)(9.5g)及びトリフェニルホスフィン(11.3g)をTHF(50mL)に溶解し、氷冷した。氷冷下、DIAD(8.3g)を内温が15℃を超えない速度で加えた後、室温にてさらに1時間撹拌した。水(1mL)を加えた後、溶媒を減圧留去し、ヘキサン(200mL)、メタノール(150mL)及び水(100mL)を加えて分液した。水層にヘキサンを加えて抽出し、有機層を併せ、水及び飽和食塩水にて洗浄した後、無水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、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、さらにアセトン/エタノール混合溶媒から再結晶する事で、[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]-[4-(3,5-ジフルオロフェニル)フェニル]メタンを白色結晶として6.3g得た。
(3-4) 乾燥窒素下、(3-3)で得られた[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]-[4-(3,5-ジフルオロフェニル)フェニル]メタン(6.3g)をTHF(70mL)に溶解し、-74℃に冷却した。冷却下、1.6mol/Lのn-ブチルリチウム/ヘキサン溶液(10mL)を内温が-65℃を超えない速度で加え、-74℃にてさらに1時間撹拌した。続いて、ヨウ素(4.2g)をTHF(20mL)に溶解した溶液を内温が-65℃以上とならない速度で加えた後、ゆっくりと室温へ昇温した。10%亜硫酸ナトリウム水溶液及びヘキサンを加えて分液し、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。無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥し、溶媒を減圧留去する事で、粗製[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]-[4-(3,5-ジフルオロ-4-ヨードフェニル)フェニル]メタンを黄色固体として8.1g得た。
(3-5) 乾燥窒素下、(3-4)で得られた[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]-[4-(3,5-ジフルオロ-4-ヨードフェニル)フェニル]メタン(8.1g)、3,4,5-トリフルオロフェニルホウ酸(4.1g)、無水炭酸カリウム(2.9g)及びテトラキストリフェニルホスフィン(0)(0.32g)をDMF(40mL)に懸濁させ、100℃にて11時間撹拌した。室温まで放冷した後、トルエン及び水を加えて分液し、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た。無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥し、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後、アセトンから再結晶する事で、[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]-[4-(3,5-ジフルオロ-4-(3,4,5-トリフルオロフェニル)フェニル)フェニル]メタンを無色結晶として3.5g得た。
相転移温度(℃):Cr 121.6 N 192.0 Iso
MS m/z:586[M+]
1HNMR(CDCl3、TMS内部標準)δ(ppm)=7.58(4H,d,J=2.4Hz),7.26-7.15(4H,m),6.75(2H,d,J=9.6Hz),5.17(2H,s),2.41-2.35(1H,m),1.86(4H,d,j=11.0Hz),1.40-1.17(7H,m),1.06-0.96(2H,m),0.90(3H,t,J=7.2Hz)
(実施例4) [trans-4-(3,5-ジフルオロ-4-(3,5-ジフルオロ-4-(3,4,5-トリフルオロフェニルメチルオキシ)フェニル)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(44-1)の製造
(4-2) 窒素雰囲気下、金属マグネシウム(1.2g)をTHF(3mL)に懸濁させ、そこに(4-1)で得られた(4-ブロモ-2,6-ジフルオロフェニルオキシ)-(3,4,5-トリフルオロフェニル)メタン(14.4g)をTHF(45mL)に溶解させた溶液を穏やかに還流する速度で加えた後、60℃にて1時間撹拌した。反応液を氷冷し、ホウ酸トリメチル(4.7g)をTHF(10mL)に溶解させた溶液を内温が10℃以上とならない速度で加えた後、室温にてさらに1時間撹拌した。溶液を氷冷し、10%塩酸(100mL)及びトルエン(100mL)を加えて撹拌し、有機層を分取した。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た。無水硫酸マグネシウム(30g)及びネオペンチルグリコール(5.5g)を加え、室温にて1時間撹拌した。不溶物を濾過により除去し、得られた溶液を減圧下濃縮する事で、褐色固体として5,5-ジメチル-2-[3,5-ジフルオロ-4-(3,4,5-トリフルオロフェニルメチルオキシ)フェニル]-[1,3,2]ジオキサボリナン(D)を17.0g得た。
(4-3) 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℃にてホウ酸トリメチル(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((E)、123g)を得た。
(4-4) アルゴン雰囲気下、マグネシウム20.3gをTHF(40mL)に懸濁し、3,5-ジフルオロブロモベンゼン(149g)のTHF(450mL)溶液を内温40~65℃で滴下した。室温で1時間攪拌後、1,4-シクロヘキサンジオンモノエチレンケタール(100g)のTHF(300mL)溶液を内温40~60℃で滴下し、室温で1時間攪拌した。水(250mL)、10%塩酸(200mL)、トルエン750mLの順で加え、室温で30分撹拌後、有機層を分取した。これを飽和食塩水で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、淡黄色固体として4-(3,5-ジフルオロフェニル)-4-ヒドロキシシクロヘキサノンエチレンケタールを178g得た。
(4-5) アルゴン雰囲気下、(4-4)にて得られた4-(3,5-ジフルオロフェニル)-4-ヒドロキシシクロヘキサノンエチレンケタール(178g)およびピリジン120gをトルエン700mLに溶解し、トリホスゲン68gのトルエン(276mL)溶液を内温22℃以下で滴下した。内温20~25℃で2時間攪拌後、水(800mL)にあけた。有機層を水(300mL)で2回、飽和食塩水(300mL)2回の順で洗浄し、1-(3,5-ジフルオロフェニル)-4-シクロへキセノンエチレンケタールのトルエン溶液を得た。
(4-6) (4-5)で得られた溶液に5%パラジウム炭素(50%含水品)15gを加え、オートクレーブ中、水素圧0.4MPa、外温40℃で4時間撹拌した。触媒をろ別し、得られた溶液をある程度濃縮し、4-(3,5-ジフルオロフェニル)シクロヘキサノンエチレンケタールのトルエン溶液を得た。
(4-7) (4-6)で得られた溶液にギ酸500mLを加え、内温40℃で4時間撹拌した。水500mLを加えて撹拌し、有機層を飽和食塩水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去し、淡黄色固体として4-(3,5-ジフルオロフェニル)シクロヘキサノンを119g得た。
(4-8) アルゴン雰囲気下、メトキシメチルトリフェニルホスホニウムクロリド(263g)をTHF(800mL)に懸濁し、カリウム-t-ブトキシド90gを内温0℃以下で加え、内温0℃で20分撹拌した。(4-7)で得られた4-(3,5-ジフルオロフェニル)シクロヘキサノン(119g)のTHF(300mL)溶液を内温5℃以下で加え、内温-5~8℃で30分撹拌した。水(10mL)を加えた後溶媒を減圧留去し、残渣に水(400mL)、メタノール(400mL)、ヘキサン(500mL)および70%t-ブチルヒドロペルオキシド水溶液7.3gを加え、室温で1時間撹拌した。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、水2回の順で洗浄し、溶媒を減圧留去した。得られた残渣に10%塩酸(400mL)およびTHF(400mL)を加え、1時間加熱還流した。有機層を分取し、水層を酢酸エチルで抽出した後有機層を合わせ、飽和食塩水で2回洗浄した。溶媒を減圧留去し、残渣にメタノール(300mL)および10%水酸化ナトリウム水溶液(20mL)を加えて5~-15℃で1時間撹拌した。10%塩酸で中和した後、水(300mL)、THF(200mL)および酢酸エチル(400mL)を加え、有機層を飽和食塩水で2回洗浄した後無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧留去し、淡黄色オイルとしてトランス-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を112g得た。
(4-9) (4-8)で得られたトランス-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)および水(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)にゆっくりあけてしばらく撹拌した後、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、淡黄色オイルとしてトランス-4-(3,5-ジフルオロフェニル)シクロヘキシルメタノールを110g得た。
(4-10) アルゴン雰囲気下、(4-3)で得られた(E)(70g)、(4-9)で得られたトランス-4-(3,5-ジフルオロフェニル)シクロヘキシルメタノール(82.6g)及び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10分攪拌後水10mLを加え、溶媒を減圧留去した。残渣にヘキサン(200mL)、水(200mL)、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(200mL)で2回、飽和食塩水(200mL)の順で洗浄した。得られた溶液をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル/へキサン)で精製し、溶媒を減圧留去して淡黄色固体132.4gを得た。これをエタノール(200mL)から再結晶し、無色固体として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)メタンを80.2g得た。
(4-11) アルゴン雰囲気下、(4-10)で得られた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、1.6mol/Lのn-ブチルリチウム/ヘキサン溶液(70mL)を内温-50~-60℃で滴下した。-40℃に昇温した後再び冷却し、よう素(32g)のTHF(80mL)溶液を-50℃以下で滴下した。内温0℃まで昇温後、10%亜硫酸ナトリウム水溶液(100mL)を滴下し、室温で1時間撹拌し、有機層を分取した。水層を酢酸エチルで抽出し、有機層を合わせて5%亜硫酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水2回で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去して、淡黄色固体として4-(3,5-ジフルオロ-4-ヨードフェニル)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)メタンを52.8g得た。
(4-12) アルゴン雰囲気下、4-11で得られた4-(3,5-ジフルオロ-4-ヨードフェニル)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(6.0g)、無水炭酸カリウム(2.5g)及びテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)(0.67g)をDMF(30mL)に懸濁させ、100℃に加熱した。加熱下、(4-2)で得られた(D)(6.9g)をDMF(20mL)に溶解させた溶液を加え、100℃にてさらに13時間撹拌した。室温まで放冷した後、トルエン及び水を加えて分液し、有機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た。無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥して乾燥した後、溶媒を減圧留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、さらにエタノールから再結晶する事で、白色固体として[trans-4-(3,5-ジフルオロ-4-(3,5-ジフルオロ-4-(3,4,5-トリフルオロフェニルメチルオキシ)フェニル)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)メタンを2.5g得た。
相転移温度(℃):Cr 114 N 175 Iso
MS m/z:652[M+]
1HNMR(CDCl3、TMS内部標準)δ(ppm)=7.16-7.04(4H,m),6.86(2H,d,J=9.2Hz),6.71(2H,d,J=9.0Hz),5.13(2H,s),3.94(2H,d,J=6.3Hz),2.58-2.48(3H,m),2.10-1.97(4H,m),1.88-1.80(1H,m),1.66-1.43(4H,m),1.31-1.21(2H,m),0.93(3H,t,J=7.1Hz)
(実施例5)[2,6-ジフルオロ-4-(2-フルオロ-4-(trans-4-プロピルシクロヘキシル)フェニル)フェニルオキシ]-[4-(5,6,7-トリフルオロ-2-ナフチル)フェニル]メタン(50-3)の製造
(5-2) (2-1)で得られた2,6-ジフルオロ-4-[2-フルオロ-4-(trans-4-プロピルシクロヘキシル)フェニル]フェノール(10g)、4-ブロモベンジルブロマイド(7.2g)、無水炭酸カリウム(5.9g)をDMF(50mL)に溶解させ、70℃にて2時間撹拌した。室温まで放冷した後、水(100mL)及びトルエン(100mL)を加えて分液し、水層にトルエン(100mL)を加えて抽出し、有機層を併せ、水(100mL)及び飽和食塩水(100mL)にて洗浄し、無水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、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/アセトン混合溶媒から再結晶する事で、白色固体として[2,6-ジフルオロ-4-(2-フルオロ-4-(trans-4-プロピルシクロヘキシル)フェニル)フェニルオキシ]-(4-ブロモフェニル)メタンを14.0g得た。
(5-3) 窒素雰囲気下、(5-2)で得られた[2,6-ジフルオロ-4-(2-フルオロ-4-(trans-4-プロピルシクロヘキシル)フェニル)フェニルオキシ]-(4-ブロモフェニル)メタン(14.0g)をTHF(140mL)に溶解させ、-60℃に冷却した。続いて、1.6mol/Lのn-ブチルリチウム/ヘキサン溶液(20mL)を、内温が-55℃以上とならない速度で加えた後、さらに-60℃にて1時間撹拌した。続いて、ホウ酸トリメチル(3.7g)を内温が-55℃以上とならない速度で加えた後、室温までゆっくりと昇温した。水(70mL)を加えて分液し、水層にトルエン(100mL)を加えて抽出し、有機層を併せ、飽和食塩水(100mL)にて2回洗浄した。無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥し、溶媒を減圧留去した。残渣をヘキサン/トルエンの混合溶媒から再結晶する事で、4-[2,6-ジフルオロ-4-(2-フルオロ-4-(trans-4-プロピルシクロヘキシル)フェニル)フェニルオキシメチル]フェニルボロン酸を微黄色固体として11.1g得た。
(5-4) 窒素雰囲気下、(5-1)で得られたトリフルオロメタンスルホン酸5,6,7-トリフルオロ-ナフタレン-2-イル(6.9g,(F))、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)(0.24g)、2M炭酸カリウム水溶液(16mL)及びTHF(35mL)を混合し、40℃に加熱した。続いて、(5-3)で得られた4-[2,6-ジフルオロ-4-(2-フルオロ-4-(trans-4-プロピルシクロヘキシル)フェニル)フェニルオキシメチル]フェニルボロン酸(11.1g)をTHF(55mL)に溶解させた溶液を穏やかに還流する速度で加えた後、さらに1時間40℃にて撹拌した。室温まで放冷後、水(100mL)及びトルエン(150mL)を加えて分液し、水層にトルエン(100mL)を加えて抽出し、有機層を併せ、飽和食塩水(150mL)にて2回洗浄した。無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥し、溶媒を減圧留去し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、アセトン及びヘキサン/トルエン混合溶媒から再結晶する事で、白色固体として[2,6-ジフルオロ-4-(2-フルオロ-4-(trans-4-プロピルシクロヘキシル)フェニル)フェニルオキシ]-[4-(5,6,7-トリフルオロ-2-ナフチル)フェニル]メタンを7.0g得た。
MS m/z:618[M+]
(実施例6)[2,6-ジフルオロ-4-(4-(trans-5-プロピルテトラヒドロピランー2-イル)フェニル)フェニルオキシ]-[4-(3,4,5-トリフルオロフェニル)フェニル]メタン(62-4)
MS m/z:552[M+]
(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)90%と、実施例1で得られた[2,6-ジフルオロ-4-(2-フルオロ-4-(trans-4-プロピルフェニル)フェニル)フェニルオキシ]-[4-(3,4,5-トリフルオロフェニル)フェニル]メタン(12-3)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。
Δε:6.11
Δn:0.104
η20:24.6mPa・s
[2,6-ジフルオロ-4-(2-フルオロ-4-(trans-4-プロピルフェニル)フェニル)フェニルオキシ]-[4-(3,4,5-トリフルオロフェニル)フェニル]メタンの添加による効果として、Tn-iが大きく上昇し(外挿Tn-i=209℃)、Δεが正に大きくなり(外挿Δε=21.7)、Δnが大きく上昇し(外挿Δn=0.234)更に粘度上昇を比較的小さく抑える事が出来る(外挿η20=63.3mPa・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2週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、実施例2で得られた[2,6-ジフルオロ-4-(2-フルオロ-4-(trans-プロピルシクロヘキシル)フェニル)フェニルオキシ]-[3,5-ジフルオロ-4-(4-トリフルオロメトキシフェニル)フェニル]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:5.05
Δn:0.0923
η20:21.5mPa・s
[2,6-ジフルオロ-4-(2-フルオロ-4-(trans-プロピルシクロヘキシル)フェニル)フェニルオキシ]-[3,5-ジフルオロ-4-(4-トリフルオロメトキシフェニル)フェニル]メタンの添加による効果として、Tn-iが大きく上昇し(外挿Tn-i=207℃)、Δεが正に大きくなり(外挿Δε=17.8)、Δnが大きく上昇し(外挿Δn=0.138)更に粘度上昇を比較的小さく抑える事が出来る(外挿η20=43.9mPa・s)ことが分かった。また、調製した液晶組成物(M-B)は、室温にて2週間以上均一なネマチック液晶状態を維持した。
(実施例9) 液晶組成物の調製-3
母体液晶(H)95%と、実施例3で得られた[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]-[4-(3,5-ジフルオロ-4-(3,4,5-トリフルオロフェニル)フェニル)フェニル]メタン5%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:5.73
Δn:0.0950
η20:22.9mPa・s
[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]-[4-(3,5-ジフルオロ-4-(3,4,5-トリフルオロフェニル)フェニル)フェニル]メタンの添加による効果として、Tn-iが大きく上昇し(外挿Tn-i=186℃)、Δεが正に大きくなり(外挿Δε=30.3)、Δnが大きく上昇し(外挿Δn=0.250)更に粘度上昇を比較的小さく抑える事が出来る(外挿η20=77.5mPa・s)ことが分かった。また、調製した液晶組成物(M-C)は、室温にて2週間以上均一なネマチック液晶状態を維持した。
(実施例10) 液晶組成物の調製-4
母体液晶(H)95%と、実施例4で得られた[trans-4-(3,5-ジフルオロ-4-(3,5-ジフルオロ-4-(3,4,5-トリフルオロフェニルメチルオキシ)フェニル)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-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:6.22
Δn:0.0937
η20:21.9mPa・s
[trans-4-(3,5-ジフルオロ-4-(3,5-ジフルオロ-4-(3,4,5-トリフルオロフェニルメチルオキシ)フェニル)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)メタンの添加による効果として、Tn-iが大きく上昇し(外挿Tn-i=128℃)、Δεが正に大きくなり(外挿Δε=40.1)、Δnが大きく上昇し(外挿Δn=0.224)更に粘度上昇を比較的小さく抑える事が出来る(外挿η20=55.9mPa・s)ことが分かった。また、調製した液晶組成物(M-D)は、室温にて2週間以上均一なネマチック液晶状態を維持した。
(実施例11) 液晶組成物の調製-5
母体液晶(H)95%と、実施例5で得られた[2,6-ジフルオロ-4-(2-フルオロ-4-(trans-4-プロピルシクロヘキシル)フェニル)フェニルオキシ]-[4-(5,6,7-トリフルオロ-2-ナフチル)フェニル]メタン5%からなる液晶組成物(M-E)を調製した。調製した液晶組成物(M-E)は、室温にて2週間以上均一なネマチック液晶状態を維持した。また、液晶組成物(M-E)を用いて作製した液晶表示装置は、優れた表示特性を示し、長期にわたり安定な表示特性を保った。
(実施例12) 液晶組成物の調製-6
母体液晶(H)95%と、実施例6で得られた[2,6-ジフルオロ-4-(4-(trans-5-プロピルテトラヒドロピランー2-イル)フェニル)フェニルオキシ]-[4-(3,4,5-トリフルオロフェニル)フェニル]メタン5%からなる液晶組成物(M-F)を調製した。調製した液晶組成物(M-F)は、室温にて2週間以上均一なネマチック液晶状態を維持した。また、液晶組成物(M-F)を用いて作製した液晶表示装置は、優れた表示特性を示し、長期にわたり安定な表示特性を保った。
(比較例1) 液晶組成物の調製-5
母体液晶(H)90%と4-[ジフルオロ[(2,3',4',5'-テトラフルオロ[1,1'-ビフェニル]-4-イル)オキシ]メチル]-4''-ペンチル-2',3,5-トリフルオロ-1,1',4',1''-ターフェニル(WO2008-105286号に記載の方法にて製造した。)
Δε:8.71
Δn:0.1053
η20:23.7mPa・s
4-[ジフルオロ[(2,3',4',5'-テトラフルオロ[1,1'-ビフェニル]-4-イル)オキシ]メチル]-4''-ペンチル-2',3,5-トリフルオロ-1,1',4',1''-ターフェニル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=127.2℃)、Δεを正に大きくし(外挿Δε=47.7)、Δnを大きく上昇させ(外挿Δn=0.244)、粘度上昇を比較的抑える事が出来る(外挿η20=53.5mPa・s)事がわかる。また、調製した液晶組成物(M-E)は、室温にて2週間放置したところ結晶が析出している事がわかった。
Claims (10)
- 一般式(1)
(式中、R1は炭素原子数1から15のアルキル基又は炭素原子数2から15のアルケニル基を表し、これらの基中に存在する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-、-S-、-COO-、-OCO-又は-CO-により置き換えられても良く、
A1及びA2はそれぞれ独立して、
(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-は各々独立してー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、
A3は、一般式(A-1)又は(A-2)
(式中、Wはフッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又はジフルオロメトキシ基を表し、
Y2、Y3及びY4はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子又は塩素原子を表す。)で表される基であり、
Z1及びZ2はそれぞれ独立して-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-CF2CF2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-又は単結合を表し、
Y1は水素原子、フッ素原子又は塩素原子を表し、
m及びnはそれぞれ独立して0、1、2又は3を表すが、m+nは3を表し、
A1が複数存在する場合には同じであっても異なっていても良く、A2が複数存在する場合には同じであっても異なっていても良く、Z1が複数存在する場合には同じであっても異なっていても良く、Z2が複数存在する場合には同じであっても異なっていても良い。)で表される化合物。 - 一般式(1)において、Y1がフッ素原子を表す請求項1又は2に記載の化合物。
- 一般式(1)において、A3が一般式(A-2)で表される基であり、Y4が水素原子を表す請求項1から3のいずれか一項に記載の化合物。
- 一般式(1)において、存在するZ1及びZ2がそれぞれ独立して、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-又は単結合を表す請求項1から4のいずれか一項に記載の化合物。
- 一般式(1)において、Y2及びY3の少なくとも一方がフッ素原子を表す請求項1から5のいずれか一項に記載の化合物。
- 一般式(1)において、Y2及びY3が共にフッ素原子を表す請求項1から5のいずれか一項に記載の化合物。
- 一般式(1)において、Wがフッ素原子、トリフルオロメトキシ基又はトリフルオロメチル基を表す請求項1から7のいずれか一項に記載の化合物。
- 請求項1から8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9記載の液晶組成物を使用した液晶表示素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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