JP5435318B1 - 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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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−7
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)
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−、
−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。
ただし、mが1であり、nが2であり、A 3 と直接結合する−(A 2 −Z 2 )−におけるA 2 が1,4−フェニレン基(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。)であり、A 3 と直接結合する−(A 2 −Z 2 )−におけるZ 2 が単結合であり、Z 1 及びZ 2 がそれぞれ独立して−CH 2 O−、−OCH 2 −、−OCF 2 −、−CH 2 CH 2 −、−CF 2 CF 2 −、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合であり、A 3 が一般式(A−2)で表される基であり、且つ一般式(A−2)中のWがフッ素原子である化合物を除く。)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。
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