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JP3535545B2 - ジフルオロエチレン誘導体化合物、それを含有する液晶組成物および液晶電気光学素子 - Google Patents

ジフルオロエチレン誘導体化合物、それを含有する液晶組成物および液晶電気光学素子

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Publication number
JP3535545B2
JP3535545B2 JP27384693A JP27384693A JP3535545B2 JP 3535545 B2 JP3535545 B2 JP 3535545B2 JP 27384693 A JP27384693 A JP 27384693A JP 27384693 A JP27384693 A JP 27384693A JP 3535545 B2 JP3535545 B2 JP 3535545B2
Authority
JP
Japan
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group
liquid crystal
carbon
formula
compound
Prior art date
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Application number
JP27384693A
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JPH07126199A (ja
Inventor
修 横小路
環 清水
英昌 高
啓子 尾池
潤 入澤
勝利 町田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seimi Chemical Co Ltd
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Seimi Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd, Seimi Chemical Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP27384693A priority Critical patent/JP3535545B2/ja
Publication of JPH07126199A publication Critical patent/JPH07126199A/ja
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ジフルオロエチレン誘
導体化合物それを含有する液晶組成物および液晶電気
光学素子に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子は、時計、電卓をはじめ、
近年では測定器、自動車用計器、複写器、カメラ、OA
機器用表示装置、家電製品用表示装置等種々の用途に使
用され始めており、広い動作温度範囲、低動作電圧、高
速応答性、高コントラスト比、広視角、化学的安定性等
の種々の性能要求がなされている。
【0003】しかし、現在のところ、これら全ての特性
を単独で満たす化合物はなく、複数の液晶化合物、およ
び非液晶化合物を混合して液晶組成物として要求性能を
満たしている状態である。このため、各種特性のすべて
ではなく、一または二以上の特性に優れた液晶化合物
たは非液晶化合物の開発が望まれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】液晶表示素子分野にお
いては、低電圧駆動、高精細表示、高コントラスト比、
広視角特性、低温応答特性、広動作温度範囲等の性能向
が望まれており、これらはいずれかを向上させると他
のいずれかが犠牲になるという傾向がある。
【0005】特に、最近、電池駆動においては低電圧駆
動と高速応答、OA機器等においては高精細表示と高速
応答、自動車用表示等においては低温応答特性または広
動作温度範囲で高速応答というように、その応答速度の
向上が望まれている。
【0006】応答速度の向上のためには、いくつかの改
善方法が考えられるが、その一つとして低粘性の液晶組
成物の採用がある。即ち、液晶組成物の粘性が低下すれ
ば、応答速度は向上し、低温でも実用的な速度での表示
が可能になる。また、従来と同じ応答速度でよければ、
より低電圧で駆動できたり、より高いデューティ比の
動が可能、即ち、高精細駆動が可能になる。
【0007】このような目的のため、特開平3−410
37または特開平3−294386に示されるような
p,p’−二置換ジフルオロスチルベン化合物が提案さ
れている。この化合物は下式(3)でされる化学構造
を有る。
【0008】
【化1】
【0009】ただし、式(3)のRA、RBはn−アルキ
ル基、n−アルコキシ基、n−アルコキシカルボニル基
を意味する。
【0010】(3)で表される化合物は、低粘性で
り、フッ素置換されていないスチルベン化合物よりも光
に対する安定性が向上している。しかし、通常使用され
ている一般の液晶化合物に比しては、光に対する安定性
がまだ劣っており、使用環境が限定されたり、紫外線カ
ットフィルターを併用せざるを得ないことが多かった。
したがって、低粘性で光に対する安定性が高い液晶化合
が望まれていた。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決すべく、新規な化合物を提供するものであり、下式
(1)で表されるジフルオロエチレン誘導体化合物を提
する
【0012】R 1 -(A1)m-Y1-A2-CF=CF-A3-Y2-(A4)n-R2 (1)
【0013】ただし、式(1)中、A1、A2、A3
4、Y1、Y2、R1、R2、m、nは下記のものを示
す。
【0014】A3はトランス−1,4−シクロヘキシレ
ン基であり、A1、A2、A4は相互に独立してトランス
−1,4−シクロヘキシレン基、1,4−フェニレン
基、または1,4−シクロヘキセニレン基であり、これ
らの環基は夫々非置換であるかまたは置換基として1個
以上のハロゲン原子もしくはシアノ基を有し、これらの
環基中の環を構成する1個以上の=CH−基は窒素原子
に置換されていてもよく、環を構成する1個以上の−C
2−基は酸素原子または硫黄原子に置換されていても
よい。
【0015】Y1、Y2は相互に独立して−COO−、−
OCO−、−C≡C−、−CH2CH2−、−CH=CH
−、−OCH2−、−CH2O−または単結合を示す。
【0016】R1、R2は相互に独立して炭素数1〜10
のアルキル基、ハロゲン原子またはシアノ基を示し、ア
ルキル基の場合には、このアルキル基中の炭素−炭素結
合間またはこのアルキル基と環基との間の炭素−炭素結
合間に酸素原子、カルボニルオキシ基またはオキシカル
ボニル基が挿入されていてもよく、のアルキル基中の
炭素−炭素結合の一部が三重結合または二重結合にされ
ていてもよく、のアルキル基の1個の−CH2−基
がカルボニル基に置換されていてもよく、のアルキル
基中の水素原子の一部また全部がフッ素原子で置換さ
れていてもよく、しかも、R1、R2の少なくとも一方
は、塩素原子であるかまたは炭素−炭素結合の一部が三
重結合もしくは二重結合を有する基である。
【0017】m、nは相互に独立して0または1を示
す。
【0018】また、本発明は、下式)(ただし、式
)中A2、A3、R1およびR2については、式(1)
と同じものを示す)で表されるジフルオロエチレン誘
導体化合物を提供する
【0019】R 1 -A2-CF=CF-A3-R2 (4)
【0020】さらに、本発明は、式(1)または式
)の化合物を少なくとも1種含有する液晶組成物、
さらには、液晶組成物を電極付基板間に挟持してなる
液晶電気光学素子を提供する
【0021】本発明の式(1)の化合物は、比較的大き
い屈折率異方性(Δn)を有しており、低粘性であり、
かつ、他の液晶化合物または非液晶化合物との相溶性に
優れ、化学的にも安定な化合物である。
【0022】さらに、本発明の式(1)の化合物は、前
述した式(3)の化合物と比較し、光に対して安定であ
り耐久性が向上する、弾性係数(K33/K11)が増加し
高コントラス化する、液晶上限温度即ちN−I点(T
C)が上昇し液晶温度幅が増大する、粘度(η)が減少
し高速応答に有利になる等、各特性が改善された化合物
である。
【0023】特に高速スーパーツイストネマチック(
TN)型液晶電気光学素子用化合物として、式(3)の
化合物より優位性があり、有用である。
【0024】本発明の化合物としては、以下のような化
合物がある。環の数が2個の化合物として以下のような
化合物がある。
【0025】R 1 -A2-CF=CF-A3-R2 (4)
【0026】(4)の化合物としては、より具体的に
は、以下のような化合物がある。なお、以下の説明にお
いては、式(4)の化合物に限らず、「−Ph−」は
1,4−フェニレン基を表し、「−Cy−」はトランス
−1,4−シクロヘキシレン基を表し、「−Ch−」は
1,4−シクロヘキセニレン基を表し、「PhF
はモノフルオロ−1,4−フェニレン基またはポリフル
オロ−1,4−フェニレン基を表す
【0027】R 1 -Ph-CF=CF-Cy-R2 (4A) R1-Cy-CF=CF-Cy-R2 (4B) R1-Ch-CF=CF-Cy-R2 (4C) R1-PhF-CF=CF-Cy-R2 (4D)
【0028】また、環の数が3個の化合物として、以下
のような化合物がある。
【0029】R 1 -A1-A2-CF=CF-A3-R2 (51) R1-A2-CF=CF-A3-A4-R2 (52)
【0030】式(51)または式(52)の化合物とし
ては、より具体的には以下のような化合物がある。
【0031】R 1 -Ph-Cy-CF=CF-Ph-R2 (5A) R1-Ph-Cy-CF=CF-Cy-R2 (5B) R1-Ph-Cy-CF=CF-Ch-R2 (5C) R1-Cy-Cy-CF=CF-Ph-R2 (5D) R1-Cy-Cy-CF=CF-Cy-R2 (5E) R1-Cy-Cy-CF=CF-Ch-R2 (5F) R1-Ch-Cy-CF=CF-Ph-R2 (5G) R1-Ch-Cy-CF=CF-Cy-R2 (5H) R1-Ch-Cy-CF=CF-Ch-R2 (5I) R1-PhF-Cy-CF=CF-Ph-R2 (5J) R1-PhF-Cy-CF=CF-Cy-R2 (5K) R1-PhF-Cy-CF=CF-Ch-R2 (5L) R1-Ph-Cy-CF=CF-PhF-R2 (5M) R1-Cy-Cy-CF=CF-PhF-R2 (5N) R1-Ch-Cy-CF=CF-PhF-R2 (5O) R1-Cy-CF=CF-Ph-Ph-R2 (5P) R1-Cy-CF=CF-Ph-Cy-R2 (5Q) R1-Cy-CF=CF-Ph-Ch-R2 (5R) R1-Cy-CF=CF-Ch-Ph-R2 (5S) R1-Cy-CF=CF-Ch-Cy-R2 (5T) R1-Cy-CF=CF-Ch-Ch-R2 (5U) R1-Cy-CF=CF-PhF-Ph-R2 (5V) R1-Cy-CF=CF-PhF-Cy-R2 (5W) R1-Cy-CF=CF-PhF-Ch-R2 (5X)
【0032】また、環の数が4個の化合物として、以下
のような化合物がある。
【0033】R 1 -A1-A2-CF=CF-A3-A4-R2 (6)
【0034】(6)の化合物としては、より具体的に
は以下のような化合物がある。
【0035】R 1 -Ph-Cy-CF=CF-Ph-Ph-R2 (6A) R1-Ph-Cy-CF=CF-Cy-Cy-R2 (6B) R1-Ph-Cy-CF=CF-Ch-Ch-R2 (6C) R1-Ph-Cy-CF=CF-Ph-Cy-R2 (6D) R1-Ph-Cy-CF=CF-Ph-Ch-R2 (6E) R1-Ph-Cy-CF=CF-Cy-Ph-R2 (6F) R1-Ph-Cy-CF=CF-Cy-Ch-R2 (6G) R1-Ph-Cy-CF=CF-Ch-Ph-R2 (6H) R1-Ph-Cy-CF=CF-Ch-Cy-R2 (6I) R1-Cy-Cy-CF=CF-Ph-Ph-R2 (6J) R1-Cy-Cy-CF=CF-Cy-Cy-R2 (6K) R1-Cy-Cy-CF=CF-Ch-Ch-R2 (6L) R1-Cy-Cy-CF=CF-Ph-Cy-R2 (6M) R1-Cy-Cy-CF=CF-Ph-Ch-R2 (6N) R1-Cy-Cy-CF=CF-Cy-Ch-R2 (6O) R1-Cy-Cy-CF=CF-Ch-Ph-R2 (6P) R1-Cy-Cy-CF=CF-Ch-Cy-R2 (6Q) R1-Ch-Cy-CF=CF-Ph-Ph-R2 (6R)
【0036】R 1 -Ch-Cy-CF=CF-Ch-Ch-R2 (6S) R1-Ch-Cy-CF=CF-Ph-Cy-R2 (6T) R1-Ch-Cy-CF=CF-Ph-Ch-R2 (6U) R1-Ch-Cy-CF=CF-Cy-Ch-R2 (6V) R1-Ch-Cy-CF=CF-Ch-Ph-R2 (6W) R1-Ch-Cy-CF=CF-Ch-Cy-R2 (6X) R1-Ph-Cy-CF=CF-PhF-Ph-R2 (6Y) R1-Ph-Cy-CF=CF-PhF-Cy-R2 (6Z) R1-Ph-Cy-CF=CF-PhF-Ch-R2 (6a) R1-Cy-Cy-CF=CF-PhF-Ph-R2 (6b) R1-Cy-Cy-CF=CF-PhF-Cy-R2 (6c) R1-Cy-Cy-CF=CF-PhF-Ch-R2 (6d) R1-Ch-Cy-CF=CF-PhF-Ph-R2 (6e) R1-Ch-Cy-CF=CF-PhF-Cy-R2 (6f) R1-Ch-Cy-CF=CF-PhF-Ch-R2 (6g)
【0037】このほか、3環以上の化合物の場合、環と
環との間のY1、Y2を単結合以外に変更した以下のよう
な化合物もある。
【0038】R 1 -Ph-C ≡C-Ph-CF=CF-Cy-R2 (7A) R1-Ph-CH2CH2-Ph-CF=CF-Cy-R2 (7B) R1-Ph-OCH2-Ph-CF=CF-Cy-R2 (7C) R1-Ph-CH2O-Ph-CF=CF-Cy-R2 (7D) R1-Ph-COO-Ph-CF=CF-Cy-R2 (7E) R1-Ph-OCO-Ph-CF=CF-Cy-R2 (7F) R1-Ph-C ≡C-Cy-CF=CF-Ph-R2 (7G) R1-Ph-CH2CH2-Cy-CF=CF-Ph-R2 (7H) R1-Ph-OCH2-Cy-CF=CF-Ph-R2 (7I) R1-Ph-CH2O-Cy-CF=CF-Ph-R2 (7J) R1-Ph-COO-Cy-CF=CF-Ph-R2 (7K) R1-Ph-OCO-Cy-CF=CF-Ph-R2 (7L) R1-Ph-C ≡C-Cy-CF=CF-Cy-R2 (7M) R1-Ph-CH2CH2-Cy-CF=CF-Cy-R2 (7N) R1-Ph-OCH2-Cy-CF=CF-Cy-R2 (7O) R1-Ph-CH2O-Cy-CF=CF-Cy-R2 (7P) R1-Ph-COO-Cy-CF=CF-Cy-R2 (7Q) R1-Ph-OCO-Cy-CF=CF-Cy-R2 (7R) R1-Ph-C ≡C-Cy-CF=CF-Ch-R2 (7S) R1-Ph-CH2CH2-Cy-CF=CF-Ch-R2 (7T) R1-Ph-OCH2-Cy-CF=CF-Ch-R2 (7U) R1-Ph-CH2O-Cy-CF=CF-Ch-R2 (7V) R1-Ph-COO-Cy-CF=CF-Ch-R2 (7W) R1-Ph-OCO-Cy-CF=CF-Ch-R2 (7X)
【0039】R 1 -Ph-C ≡C-Ph-CF=CF-Cy-Ph-R2 (8A) R1-Ph-CH2CH2-Ph-CF=CF-Cy-Ph-R2 (8B) R1-Ph-OCH2-Ph-CF=CF-Cy-Ph-R2 (8C) R1-Ph-CH2O-Ph-CF=CF-Cy-Ph-R2 (8D) R1-Ph-COO-Ph-CF=CF-Cy-Ph-R2 (8E) R1-Ph-OCO-Ph-CF=CF-Cy-Ph-R2 (8F) R1-Ph-C ≡C-Ph-CF=CF-Cy-Cy-R2 (8G) R1-Ph-CH2CH2-Ph-CF=CF-Cy-Cy-R2 (8H) R1-Ph-OCH2-Ph-CF=CF-Cy-Cy-R2 (8I) R1-Ph-CH2O-Ph-CF=CF-Cy-Cy-R2 (8J) R1-Ph-COO-Ph-CF=CF-Cy-Cy-R2 (8K) R1-Ph-OCO-Ph-CF=CF-Cy-Cy-R2 (8L) R1-Ph-C ≡C-Ph-CF=CF-Cy-Ch-R2 (8M) R1-Ph-CH2CH2-Ph-CF=CF-Cy-Ch-R2 (8N) R1-Ph-OCH2-Ph-CF=CF-Cy-Ch-R2 (8O) R1-Ph-CH2O-Ph-CF=CF-Cy-Ch-R2 (8P) R1-Ph-COO-Ph-CF=CF-Cy-Ch-R2 (8Q) R1-Ph-OCO-Ph-CF=CF-Cy-Ch-R2 (8R)
【0040】また、A3をトランス−1,4−シクロヘ
キシレン基の水素原子の一部をハロゲン原子またはシア
ノ基に置換した基にしてもよい。また、A1、A2、A4
の環基の水素原子の一部をハロゲン原子もしくはシアノ
基に置換した基にしたり、環を構成する=CH−基の一
部を窒素原子に置換したり、または、環を構成する−C
2−基の一部を酸素原子もしくは硫黄原子に置換した
例として以下のような化合物が挙げられる。
【0041】
【化2】
【0042】本発明の式(1)の化合物は、その少なく
とも1種を他の液晶化合物および/または非液晶化合物
と混合して液晶組成物にして使用される。それによ
り、液晶組成物を低粘性とすることができ、液晶電気
光学素子とした場合に高速応答が可能になる。
【0043】本発明の化合物と混合させる化合物として
は、例えば以下のようなものがある。なお、以下の式で
のRC、RDはアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原
子、シアノ基等の基を表す。また、「−NON−」はア
ゾキシ基を表す。
【0044】R C -Cy-Cy-RD RC-Cy-Ph-RD RC-Ph-Ph-RD RC-Cy-COO-Ph-RD RC-Ph-COO-Ph-RD RC-Cy-CH=CH-Ph-RD RC-Ph-CH=CH-Ph-RD RC-Cy-CH2CH2-Ph-RD RC-Ph-CH2CH2-Ph-RD RC-Ph-N=N-Ph-RD RC-Ph-NON-Ph-RD RC-Cy-COS-Ph-RD RC-Cy-Ph-Ph-RD RC-Cy-Ph-Ph-Cy-RD RC-Ph-Ph-Ph-RD RC-Cy-COO-Ph-Ph-RD RC-Cy-Ph-COO-Ph-RD RC-Cy-COO-Ph-COO-Ph-RD RC-Ph-COO-Ph-COO-Ph-RD RC-Ph-COO-Ph-OCO-Ph-RD
【0045】
【化3】
【0046】なお、これらの化合物は単なる例示であ
、環構造または末端基の水素原子をハロゲン原子、シ
アノ基、メチル基等に置換してもよく、シクロヘキサン
環、ベンゼン環他の六員環、五員環、例えば、ピリジ
ン環、ジオキサン環等に置換してもよく、さらに環と環
の間の結合基を変更することもでき、所望の性能に合わ
せて種々の化合物が選択使用されればよい。
【0047】本発明の液晶組成物は、液晶セルに注入す
る等して、電極付の基板間に挟持され、液晶電気光学素
子を構成する。
【0048】代表的な液晶電気光学素子としては、ツイ
ストネマチック(TN)型液晶電気光学素子がある。な
お、ここで液晶電気光学素子と表現しているのは、表示
用途以外、例えば、調光窓、光シャッター、偏光交換素
子等にも使用できるためである。
【0049】上記液晶電気光学素子は、TN方式、ゲス
ト・ホスト(GH)方式、動的散乱方式、フェーズチェ
ンジ方式、DAP方式、二周波駆動方式、強誘電性液晶
表示方式等種々のモードで使用できる。
【0050】以下に、液晶電気光学素子の構成および製
法の具体例を示す。プラスチック、ガラス等の基板の表
に、必要に応じてSiO2、Al23等のアンダーコ
ート層やカラーフィルター層を形成する。そして、In
23−SnO2(ITO)、SnO2等の電極を設け、パ
ターニングした後、必要に応じてポリイミド、ポリアミ
ド、SiO2、Al23等のオーバーコート層を形成
し、配向処理する。これにシール材を印刷し、電極面が
相対向するように配して周辺をシールし、シール材を硬
化して空セルを形成する。
【0051】この空セルに、本発明の液晶組成物を注入
し、注入口を封止剤で封止して液晶セルを構成する。こ
の液晶セルに必要に応じて偏光板、カラー偏光板、光
源、カラーフィルター、半透過反射板、反射板、導光
板、紫外線カットフィルター等を積層する、文字、図形
等を印刷する、ノングレア加工する等して液晶電気光学
素子とする。
【0052】なお、上述の説明は、本発明の液晶電気光
学素子の基本的な構成および製法を示したものであり
その他例えば2層電極を用いた基板、2層の液晶層を形
成した2層液晶セル、TFT、MIM等の能動素子を形
成したアクティブマトリクス基板を用いたアクティブマ
トリクス素子等、種々の構成のものが挙げられる。
【0053】本発明の液晶組成物を液晶電気光学素子
用いることにより、高デューティ比の駆動を行っても、
高速応答が期待できる。このため、近年注目されている
高ツイスト角のSN型液晶電気光学素子に好適であ
る。その他、多色性色素を用いたGH型液晶表示素子、
強誘電性液晶電気光学素子等にも使用できる。
【0054】本発明の式(1)の化合物は、例えば、次
の方法に従って製造される。
【0055】
【化4】
【0056】なお、式中の記号については前記したもの
と同じ意味を示す。
【0057】
【0058】
【0059】式(10)のカルボン酸誘導体をリチウム
アルミニウムヒドリドによって還元して式(11)のア
ルコール誘導体とする。次に、この(11)の化合物
をピリジウムクロロクロメートにて酸化して、式(1
2)のアルデヒド誘導体とする。
【0060】そして、得られた(12)の化合物をジ
ブロモジフルオロメタンおよびトリスジメチルアミノホ
スフィンと反応させて、式(13)の1,1−ジフルオ
ロエチレン化合物とする。次いで、三フッ化コバルトに
よってフッ素化して、式(14)の1,1,1,2−テ
トラフルオロエタン化合物とし、これをt−ブチルリチ
ウムにて脱HFして式(15)のトリフルオロエチレン
化合物とする。最後に式(16)のリチウム化合物と反
応させることによって、式(1)のジフルオロエチレン
誘導体化合物を得ることができる。
【0061】また、式(1)の化合物のR1、R2にアシ
ル基を導入するは、R1、R2が水素原子である式
(1)の化合物とアシルハライドとのフリーデル・クラ
フツ反応を用いればよい。また、シアノ基を導入する
は、R1、R2が臭素原子またはヨウ素原子である式
(1)の化合物をCuCNと反応させればよい。また
(1)の化合物のY1にビニン基(−C=C−)を
導入するは、R1、R2が塩素原子または臭素原子また
はヨウ素原子である式(1)の化合物とアルケニルグリ
ニア化合物とのカップリング反応を用いればよい。ま
、式(1)の化合物のY1にエチニレン基(−C≡C
−)を導入するは、R1、R2が臭素原子またはヨウ素
原子である式(1)の化合物とアルキニルリチウム化合
物とのカップリング反応を用いればよい。
【0062】
【実施例】以下において、例1〜4、6および9は実施
例、例5、7および8は比較例である。 [例 1] <第1ステップ> 1リットルの四ツ口フラスコにリチウムアルミニウム
ヒドリドを22.3g(0.588mol)およびテト
ラヒドロフラン(THF)を300ml入れ、0℃に冷
却した。ここにトランス−4−n−プロピルシクロヘキ
サンカルボン酸100g(0.588mol)をTHF
300mlに溶解した溶液を、撹拌しながら10℃以下
にて2時間かけて滴下した。さらに室温で12時間撹拌
後、20%硫酸水溶液を200ml加え、エーテルで抽
出し、水洗、乾燥後、溶媒を留去し、さらに減圧蒸留
(88℃/4mmHg)によって、トランス−4−n−
プロピルシクロヘキサンメタノール(n−C37−Cy
−CH2OH)を89.3g(収率97%)得た。
【0063】<第2ステップ> 次に、2リットルの四ッ口フラスコにピリジニウムク
ロロクロメート(PCC)を370.2g(1.717
mol)、酢酸ナトリウムを23.5g(0.286m
ol)および塩化メチレン1.2リットル仕込み、室
温下で、第1ステップで得られたトランス−4−n−プ
ロピルシクロヘキサンメタノール89.3g(0.57
2mol)の塩化メチレン溶液を滴下した。室温で1時
間撹拌後、エーテルを1リットル加え、さらに無水Mg
SO4を添加し、タール状物質を濾別した。濾液を減圧
濃縮後、再びエーテルを200ml加えて、タール状物
質を濾別した。濾液を減圧濃縮後、シリカゲルカラムク
ロマトグラフィーにて精製し、さらに得られた粗液を減
圧蒸留して(64℃/3mmHg)、トランス−4−n
−プロピルシクロヘキサンアルデヒド(n−C37−C
y−CHO)を56.0g(収率64%)得た。
【0064】<第3ステップ> 冷却管およびガス吹き込み管付きの1リットル四ッ口フ
ラスコに、CaH2にて脱水したトリグライムを400
ml入れ、0℃に冷却し、ジブロモジフルオロメタンを
101g(0.481mol)吹き込んだ。次いで、0
℃にて、トリスジメチルアミノホスフィン156.7
g(0.961mol)200mlのトリグライム
の混合溶液を15分かけて滴下した。滴下後、室温で1
5分撹拌後、第2ステップで得られたトランス−4−n
−プロピルシクロヘキサンアルデヒド37.0g(0.
24mol)100mlのトリグライムとの混合溶液
を、室温下、15分かけて滴下し、さらに85℃にて2
時間反応させた。
【0065】0℃に冷却後、水300mlを加え、n−
ヘキサンで抽出し、水洗、乾燥後、溶媒を留去し、得ら
れた粗液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精
製し、さらに得られた粗液を減圧蒸留(78℃/20m
mHg)して、2−(トランス−4−n−プロピルシク
ロヘキシル)−1,1−ジフルオロエチレン(n−C3
7−Cy−CH=CF2)を28.6g(収率63%)
得た。
【0066】<第4ステップ> 2リットルのオートクレーブに、第3ステップで得られ
た2−(トランス−4−n−プロピルシクロヘキシル)
−1,1−ジフルオロエチレンを28.6g(0.15
2mol)、三フッ化コバルトを123.4g(1.0
6mol)、水1mlおよびFC−113(CCl2
CClF2)を1000ml仕込み、100℃にて3時
間反応させた。冷却後、無機塩を濾別し、有機を10
%NaHCO3水溶液で洗浄し、さらに水洗後、溶媒を
留去し、得られた粗液をシリカゲルカラムクロマトグラ
フィーにて精製して、2−(トランス−4−n−プロピ
ルシクロヘキシル)−1,1,1,2−テトラフルオロ
エタン(n−C37−Cy−CHFCF3)の粗液を1
5.5g(純度86%)得た。
【0067】<第5ステップ> 1リットル四ッ口フラスコに、第4ステップで得られた
2−(トランス−4−n−プロピルシクロヘキシル)−
1,1,1,2−テトラフルオロエタンの粗液15.5
gと乾燥THF200mlを仕込み、−78℃に冷却し
た。次いで、t−ブチルリチウムのn−ペンタン溶液
(1.6mol/リットル)を44.2ml(0.07
mol)、30分かけて滴下した。さらに、−78℃に
て2時間反応させた後、室温まで昇温し、1N塩酸を5
00ml加え、有機を分離した。水をn−ヘキサン
で抽出後、有機と合わせて水洗、乾燥後、溶媒を留去
し、得られた粗液をシリカゲルカラムクロマトグラフィ
ーにて精製して、2−(トランス−4−n−プロピルシ
クロヘキシル)−1,1,2−トリフルオロエチレン
(n−C37−Cy−CF=CF2)を7.53g(収
率62%)得た。
【0068】<第6ステップ> 300mlの四ッ口フラスコに4−クロロヨードベン
ゼン6.02g(25.2mmol)および乾燥エーテ
ル30mlを仕込み、−78℃に冷却した。次いで、n
ブチルリチウムのn−ヘキサン溶液(1.63mol
/リットル)を17ml(27.8mmol)、15分
かけて滴下した。さらに、−78℃にて1時間撹拌後、
テトラメチレンジアミン(TMEDA)3.8ml
(25.5mmol)を加え、さらに第5ステップで
られた2−(トランス−4−n−プロピルシクロヘキシ
ル)−1,1,2−トリフルオロエチレン1.3g
(6.31mmol)乾燥THF60mlの混合溶
液を30分かけて滴下した。さらに同温度で2時間反応
させた後、室温まで昇温し、1N塩酸を500ml加
え、有機を分離した。水をn−ヘキサンで抽出後、
有機と合わせて水洗、乾燥後、溶媒を留去し、得られ
た粗液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製
し、さらに得られた固体をメタノールより再結晶して、
下記の(E)−1−(4−クロロフェニル)−2−(ト
ランス−4−n−プロピルシクロヘキシル)−1,2−
ジフルオロエチレン(n−C37−Cy−CF=CF−
Ph−Cl)を0.66g(収率35%)得た。
【0069】
【化5】
【0070】本化合物の分析結果を表1に示す。
【0071】1と同様にして、以下の化合物を得るこ
とができる。
【0072】C H3-Cy-CF=CF-Ph-Cl n-C5H11-Cy-CF=CF-Ph-Cl CF3-Cy-CF=CF-Ph-Cl F-Cy-CF=CF-Ph-Cl CH3O-Cy-CF=CF-Ph-Cl n-C3H7O-Cy-CF=CF-Ph-Cl CH2=CHCH2-Cy-CF=CF-Ph-Cl CH3C≡C-Cy-CF=CF-Ph-Cl C3H7-Cy-CF=CF-PhF-Cl
【0073】[例2] 1の第6ステップにおいて、4−クロロヨードベンゼ
6.02gのかわりに1−メチル−2−(4−ヨード
フェニル)アセチレンを6.10g(25.2mmo
l)用いる以外は例1と同様に反応を行い、下記の
(E)−1−(4−(1−プロピニル)フェニル)−2
−(トランス−4−n−プロピルシクロヘキシル)−
1,2−ジフルオロエチレン(n−C37−Cy−CF
=CF−Ph−C≡CCH3)を0.47g(収率25
%)得た。
【0074】
【化6】
【0075】本化合物の分析結果を表2に示す。
【0076】2と同様にして、以下の化合物を得るこ
とができる。
【0077】C H3-Cy-CF=CF-Ph-C ≡CCH3 n-C5H11-Cy-CF=CF-Ph-C ≡CCH3 CF3-Cy-CF=CF-Ph-C ≡CCH3 F-Cy-CF=CF-Ph-C ≡CCH3 CH3O-Cy-CF=CF-Ph-C≡CCH3 n-C3H7O-Cy-CF=CF-Ph-C ≡CCH3 CH2=CHCH2-Cy-CF=CF-Ph-C ≡CCH3 CH3C≡C-Cy-CF=CF-Ph-C ≡CCH3 C3H7-Cy-CF=CF-PhF-C ≡CCH3 C3H7-Cy-CF=CF-Ph-C≡CH C3H7-Cy-CF=CF-Ph-C≡CF
【0078】[例3] 1の第6ステップにおいて、4−クロロヨードベンゼ
6.02gのかわりにトランス−1−メチル−2−
(4−ヨードフェニル)エチレンを6.15g(25.
2mmol)用いる以外は1と同様に反応を行い、
記の(E)−1−(4−(トランス−1−プロペニル
フェニル)−2−(トランス−4−n−プロピルシクロ
ヘキシル)−1,2−ジフルオロエチレン(n−C37
−Cy−CF=CF−Ph−CH=CHCH3)を0.
42g(収率22%)得た。
【0079】
【化7】
【0080】本化合物の分析結果を表3に示す。
【0081】3と同様にして、以下の化合物を得るこ
とができる。
【0082】C H3-Cy-CF=CF-Ph-CH=CHCH3 n-C5H11-Cy-CF=CF-Ph-CH=CHCH3 CF3-Cy-CF=CF-Ph-CH=CHCH3 F-Cy-CF=CF-Ph-CH=CHCH3 CH3O-Cy-CF=CF-Ph-CH=CHCH3 n-C3H7O-Cy-CF=CF-Ph-CH=CHCH3 CH2=CHCH2-Cy-CF=CF-Ph-CH=CHCH3 CH3C≡C-Cy-CF=CF-Ph-CH=CHCH3 C3H7-Cy-CF=CF-PhF-CH=CHCH3 C3H7-Cy-CF=CF-Ph-CH=CHCH2CH3
【0083】[例4] メルク社製液晶組成物「ZLI−1565」80wt%
に、で得られた化合物(E)−1−(4−クロロフ
ェニル)−2−(トランス−4−n−プロピルシクロヘ
キシル)−1,2−ジフルオロエチレンを20wt%加
えて液晶組成物とした。得られた液晶組成物の液晶物性
を表4に示す。表4より明らかなように、本発明の液晶
組成物粘度が低くつΔが高く、高速STN液晶
電気光学素子用の液晶組成物として有用である。
【0084】[例5]で得られた化合物(E)−1−(4−(1−プロピ
ニル)フェニル)−2−(トランス−4−n−プロピル
シクロヘキシル)−1,2−ジフルオロエチレンのN−
I点(Tc)は、134.6℃であった。また、メルク
社製液晶組成物「ZLI−1565」80wt%に、
2の化合物を20wt%加えて液晶組成物とした。
晶組成物の液晶物性を表5に示す。
【0085】[例〜8] メルク社製液晶組成物「ZLI−1565」80wt%
、例で得られた化合物を20wt%加えて液晶組成
(例6)とした。比較例として、メルク社製液晶組成
物「ZLI−1565」のみの液晶組成物(例7)およ
びメルク社製液晶組成物「ZLI−1565」80wt
%に(E)−1,2−ジフルオロ−1,2−ビス(4−
n−プロピルフェニル)エチレンを20wt%加えた液
晶組成物(例8)を作成した。これらを偏光板付きの液
晶セルに封入して、STN型液晶表示素子を作した。
【0086】6および例8の液晶表示素子の表示特性
はほぼ同程度であり、例7液晶表示素子に比べて高速
応答が得られた。次いで、例6および例8の液晶表示素
紫外線カーボンアークランプを用いて紫外線を50
0時間照射した。照射後、各素子内の液晶組成物を分析
した。
【0087】その結果、例6の液晶組成物の場合には、
0.6%の(Z)−1−(4−クロロフェニル)−2−
(トランス−4−n−プロピルシクロヘキシル)−1,
2−ジフルオロエチレンが生成した。一方、例8の液晶
組成物の場合には、6.3%の(Z)−1,2−ジフル
オロ−1,2−ビス(4−n−プロピルフェニル)エチ
レンの生成が確認された。
【0088】[例9 6において、例1で得られた(E)−1−(4−クロ
ロフェニル)−2−(トランス−4−n−プロピルシク
ロヘキシル)−1,2−ジフルオロエチレンのかわり
、例2で得られた(E)−1−(4−(1−プロピ
)フェニル)−2−(トランス−4−n−プロピルシ
クロヘキシル)−1,2−ジフルオロエチレンを用いる
以外は例6と同様にして、液晶表示素子を作製した。該
液晶表示素子に紫外線を照射たところ、0.5%の
)−1−(4−(1−プロピニル)フェニル)−2
−(トランス−4−n−プロピルシクロヘキシル)−
1,2−ジフルオロエチレンが生成した。
【0089】
【表1】
【0090】
【表2】
【0091】
【表3】
【0092】
【表4】
【0093】
【表5】
【0094】
【発明の効果】本発明の、式(1)される化合物
は、粘性が低く、かつ大きなΔnを有している。したが
って本発明の化合物を液晶組成物として用いた場合、少
量の添加でも該組成物を用いて作製された液晶電気光学
素子は応答速度が向上する。また、低電圧駆動、高デュ
ーティ比の駆動、広温度域動作等が可能になる。
【0095】また、本発明の化合物は、ジフルオロスチ
ルベンタイプの化合物よりも、紫外光に対して安定であ
るため、本発明の液晶組成物の耐久性が向上する。ま
た、弾性係数(K33/K11)が増加するため、高コント
ラス化する液晶上限温度即ちN−I点(Tc)が上
するため、液晶温度幅が増大する粘度(η)が減少
するため、高速応答に有利になる等、本発明の化合物
は、液晶電気光学素子の各特性改善する化合物であ
る。
【0096】本発明の化合物は、特に高速STN液晶
電気光学素子用化合物として、ジフルオロスチルベン
合物より優位性があり、有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高 英昌 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社 中央研究所内 (72)発明者 尾池 啓子 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社 中央研究所内 (72)発明者 入澤 潤 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社 中央研究所内 (72)発明者 町田 勝利 神奈川県高座郡寒川町岡田4−16−31 (56)参考文献 特開 平6−25030(JP,A) 特開 平6−40967(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 22/08 C07C 25/24 C09K 19/30 G02F 1/13 500 CA(STN) CAOLD(STN) REGISTRY(STN)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下式(1)で表されるジフルオロエチレン
    誘導体化合物。R 1 -(A1)m-Y1-A2-CF=CF-A3-Y2-(A4)n-R2 (1) ただし、式(1)中、A1、A2、A3、A4、Y1、Y2
    1、R2、m、nは下記のものを示す。A3はトランス
    −1,4−シクロヘキシレン基であり、A1、A2、A4
    は相互に独立してトランス−1,4−シクロヘキシレン
    基、1,4−フェニレン基、または1,4−シクロヘキ
    セニレン基であり、これらの環基は夫々非置換であるか
    または置換基として1個以上のハロゲン原子もしくは
    アノ基を有し、これらの環基中の環を構成する1個以上
    の=CH−基は窒素原子に置換されていてもよく、環
    構成する1個以上の−CH2−基は酸素原子または硫黄
    原子に置換されていてもよい。Y1、Y2は相互に独立し
    て−COO−、−OCO−、−C≡C−、−CH2CH2
    −、−CH=CH−、−OCH2−、−CH2O−または
    単結合を示す。R1、R2は相互に独立して炭素数1〜1
    0のアルキル基、ハロゲン原子またはシアノ基を示し、
    アルキル基の場合には、このアルキル基中の炭素−炭素
    結合間またはこのアルキル基と環基との間の炭素−炭素
    結合間に酸素原子、カルボニルオキシ基またはオキシカ
    ルボニル基が挿入されていてもよく、のアルキル基中
    の炭素−炭素結合の一部が三重結合または二重結合にさ
    れていてもよく、のアルキル基の1個の−CH2
    基がカルボニル基に置換されていてもよく、のアルキ
    ル基中の水素原子の一部また全部がフッ素原子で置換
    されていてもよく、しかも、R1、R2の少なくとも一方
    は、塩素原子であるかまたは炭素−炭素結合の一部が三
    重結合もしくは二重結合を有する基である。m、nは相
    互に独立して0または1を示す。
  2. 【請求項2】下式)(ただし、式)中A2
    3、R1およびR2については、式(1)と同じものを
    示す)で表される請求項1に記載のジフルオロエチレ
    ン誘導体化合物。R 1 -A2-CF=CF-A3-R2 (4)
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載のジフルオロエチ
    レン誘導体化合物から選ばれる液晶性を有するジフルオ
    ロエチレン誘導体化合物。
  4. 【請求項4】請求項1または3に記載のジフルオロ
    エチレン誘導体化合物を少なくとも1種含有する液晶組
    成物。
  5. 【請求項5】求項4に記載の液晶組成物を電極付基板
    間に挟持してなる液晶電気光学素子。
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