テトラヒドロピラン化合物、液晶組成物および液晶表示素子

本発明は、新規な液晶性化合物および液晶組成物に関する。更に詳しくは、誘電率異方性(Δε)が負の液晶性化合物、これを含有する液晶組成物および該液晶組成物を含む液晶表示素子である。

液晶性化合物(本願において、液晶性化合物なる用語は、液晶相を示す化合物および液晶相を示さないが液晶組成物の構成成分として有用である化合物の総称として用いられる。)を用いた表示素子は、時計、電卓、ワ−プロなどのディスプレイに広く利用されている。これらの表示素子は液晶性化合物の屈折率異方性(Δn)、誘電率異方性(Δε)などの特性を利用したものである。 液晶相には、ネマチック液晶相、スメクチック液晶相、コレステリック液晶相があるが、ネマチック液晶相を利用したものが最も広く用いられている。また表示方式としては動的散乱(DS)型、配向相変形(DAP)型、ゲスト/ホスト(GH)型、ねじれネマチック(TN)型、超ねじれネマチック(STN)型、薄膜トランジスタ(TFT)型、垂直配向(VA)型、インプレ−ンスイッチング(IPS)型、高分子支持配向(PSA)型などがある。 これらの表示方式で用いられる液晶性化合物は、室温を中心とする広い温度範囲で液晶相を示し、表示素子が使用される条件下で十分に安定であり、さらに表示素子を駆動させるに十分な特性を持たなくてはならないが、現在のところ単一の液晶性化合物でこの条件を満たすものは見いだされていない。 このため数種類から数十種類の液晶性化合物を混合することにより要求特性を備えた液晶組成物を調製しているのが実状である。これらの液晶組成物は、表示素子が使用される条件下で通常存在する水分、光、熱、空気に対して安定であり、また電場や電磁放射に対しても安定であるうえ、混合される化合物に対し化学的にも安定であることが要求される。また、液晶組成物には、その屈折率異方性(Δn)および誘電率異方性(Δε)などの諸物性値が表示方式や表示素子の形状に依存して適当な値をもつことが必要とされる。さらに液晶組成物中の各成分は、相互に良好な溶解性を持つことが重要である。

近年、液晶表示素子の最大の問題点である視野角の狭さを克服する表示方式として、表示方式の中でも、IPS、VA、OCB、PSAなどのモードが注目されている。これらモードの液晶表示素子の中でも、特にVAモードやIPSモードの液晶表示素子は、視野角の広さに加え応答性にも優れ、さらに高コントラストな表示が得られるため開発が盛んに行われている。これら表示方式の液晶表示素子に使用される液晶組成物の特徴は、誘電率異方性(Δε)が負である点にある。そして、負の誘電率異方性(Δε)が大きい液晶組成物は、その液晶組成物を含有する液晶表示素子の駆動電圧を低くできることが知られている(非特許文献1)。そのため、その液晶組成物の構成成分である液晶性化合物についても、より大きな負の誘電率異方性(Δε)を有することが求められている。

従来から、負の誘電率異方性(Δε)を有する液晶組成物の成分として、ベンゼン環のラテラル位の水素がフッ素で置き換えられた液晶性化合物が数多く検討されてきている(特許文献1、2)。例えば式(a)で表される化合物(以下、化合物(a)ということがある。化合物(1−1)など、他の式で表される化合物も同様である)が報告されている。しかし、化合物(a)は、負の誘電率異方性(Δε)を有するものの、必ずしもその値が大きくない場合もあり、VAモード、IPSモードなどの液晶表示素子の駆動電圧を低下させるためには十分ではない場合もあった。

式(a)において、RおよびR′はアルキルである。

このため、2,3−ジフルオロフェニレン骨格を有する化合物の、負の誘電率異方性(Δε)の絶対値を大きくするための試みがなされてきた。例えば、2,3−ジフルオロフェニレン骨格を有する化合物に、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル骨格を導入した化合物が報告されている(特許文献3)。化合物(b)は化合物(a)と比較して負に大きな誘電率異方性(Δε)を有する。

一方、液晶表示素子の用途拡大に伴い、幅広い温度範囲でネマチック相を示す液晶組成物が求められるようになっており、高い透明点を持つ液晶性化合物が求められているが、一般に透明点の上昇に伴って液晶性化合物の粘度が増大する傾向が見られる。しかしながら液晶組成物においては、短い応答速度を達成するために、粘度が低いことが好ましい。 これらの理由から、負に大きな誘電率異方性(Δε)を持ち、かつ高い透明点と低い粘度を併せ持つ液晶性化合物が望まれてきた。

特許第2811342号公報

特開平02−4725号公報

特開2000−8040号公報

Mol. Cryst. Liq. Cryst., 12, 57 (1970)

本発明の第一の目的は、大きな負の誘電率異方性(Δε)を有しかつ、高い透明点と低い粘度を併せ持つのみならず、熱、光などに対する安定性、適切な屈折率異方性(Δn)、大きな負の誘電率異方性(Δε)、および他の液晶性化合物との優れた相溶性などの少なくとも1つの特性を有する液晶性化合物を提供することである。

本発明の第二の目的は、粘度が低く、適切な屈折率異方性(Δn)、および適切な負の誘電率異方性(Δε)を有し、しきい値電圧が低く、さらに、ネマチック相の上限温度(ネマチック相−等方相の相転移温度)が高く、ネマチック相の下限温度が低いなどの少なくとも1つの特性を有し、または少なくとも2つの特性に関して適切なバランスを有する、化合物を含有する液晶組成物を提供することである。

本発明の第三の目的は、応答時間が短い、消費電力および駆動電圧が小さい、大きなコントラストを有する、広い温度範囲で使用可能であるなどの少なくとも1つの特性を有し、または少なくとも2つの特性に関して適切なバランスを有する、組成物を含有する液晶表示素子を提供することである。

本発明者らはこれらの課題に鑑み、鋭意研究を行った結果、テトラヒドロピラン環と2,3−フルオロフェニレン環を有する特定の構造の化合物が、特に誘電率異方性(Δε)が負に大きくなりかつ高い透明点と低い粘度を併せ持つという優れた効果が発現することを見出した。この効果を活用することで、さらに課題を解決できるという知見を見出すことができ、本発明を完成するに至った。 すなわち本発明は、〔1〕〜〔31〕の構成を有する。

1. 式(1−1)または(1−2)で表される化合物。 式(1−1)および(1−2)において、R¹およびR²は独立して、水素、炭素数1〜10のアルキル、または炭素数1〜9のアルコキシであり; 環A¹、環A²、環A³、環A⁴、環A⁵および環A⁶は独立して、1,4−シクロヘキシレン、または1,4−フェニレンであり、1,4−シクロヘキシレンにおいて任意の−CH₂−は、−O−で置き換えられてもよく、任意の−(CH₂)₂−は−CH=CH−で置き換えられてもよく、1,4−フェニレンにおいて任意の−CH=は−N=で置き換えられてもよく; a、b、c、d、eおよびfは独立して0または1であり、a、b、c、d、eおよびfの和は2であり; g、h、i、j、kおよびlは独立して0または1であり、g、h、i、j、kおよびlの和は2であり; 式(1−2)において、g=1、h=1、i=0、j=0、k=0およびl=0であり、環A¹が1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−シクロヘキセニレンであるとき、環A²は1,4−シクロヘキセニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、テトラヒドロピラン−3,6−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリミジン−3,6−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、またはピリジン−3,6−ジイルである。

2. 項1に記載の式(1−1)および(1−2)において、R¹およびR²が独立して、水素、炭素数1〜10のアルキル、または炭素数1〜9のアルコキシであり; 環A¹、環A²、環A³、環A⁴、環A⁵および環A⁶が独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、テトラヒドロピラン−3,6−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリミジン−3,6−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、またはピリジン−3,6−ジイルである項1に記載の化合物。

3. 項1に記載の式(1−1)および(1−2)において、R¹が炭素数1〜10のアルキルであり、R²が炭素数1〜9のアルコキシである項2に記載の化合物。

4. 項1に記載の式(1−1)および(1−2)において、R¹およびR²が独立して炭素数1〜10のアルキルである項2に記載の化合物。

5. 項1に記載の式(1−2)において、iおよびjの少なくとも一つは1である項2〜4のいずれか1項に記載の化合物。

6. 式(1−1−1)で表される化合物。 式(1−1−1)において、R¹およびR²は独立して、水素、炭素数1〜10のアルキル、または炭素数1〜9のアルコキシであり; 環A¹および環A²は独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリミジン−3,6−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、またはピリジン−3,6−ジイルである。

7. 項6に記載の式(1−1−1)において、環A¹および環A²が1,4−シクロヘキシレンである、項6に記載の化合物。

8. 式(1−1−2)または(1−2−2)で表される化合物。 式(1−1−2)および(1−2−2)において、R¹およびR²は独立して、水素、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数1〜9のアルコキシであり; 環A¹および環A³は独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリミジン−3,6−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、またはピリジン−3,6−ジイルである。

9. 項8に記載の式(1−1−2)および(1−2−2)において、環A¹および環A³が1,4−シクロヘキシレンである、項8に記載の化合物。

10. 式(1−1−3)または(1−2−3)で表される化合物。 式(1−1−3)および(1−2−3)において、R¹およびR²は独立して、水素、炭素数1〜10のアルキル、または炭素数1〜9のアルコキシであり; 環A³および環A⁴は独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリミジン−3,6−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、またはピリジン−3,6−ジイルである。

11. 項10に記載の式(1−1−3)および(1−2−3)において、環A³および環A⁴が1,4−シクロヘキシレンである、項10に記載の化合物。

12. 式(1−1−4)で表される化合物。 式(1−1−4)において、R¹およびR²は独立して、水素、炭素数1〜10のアルキル、または炭素数1〜9のアルコキシであり; 環A¹および環A⁵は独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリミジン−3,6−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、またはピリジン−3,6−ジイルである。

13. 項12に記載の式(1−1−4)において、環A¹および環A⁵が1,4−シクロヘキシレンである、項12に記載の化合物。

14. 式(1−1−5)または(1−2−5)で表される化合物。 式(1−1−5)または(1−2−5)において、R¹およびR²は独立して、水素、炭素数1〜10のアルキル、または炭素数1〜9のアルコキシであり; 環A³および環A⁵は独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリミジン−3,6−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、またはピリジン−3,6−ジイルである。

15. 項14に記載の式(1−1−5)または(1−2−5)において、環A³および環A⁵が1,4−シクロヘキシレンである、項14に記載の化合物。

16. 式(1−1−6)で表される化合物。 式(1−1−6)において、R¹およびR²は独立して、水素、炭素数1〜10のアルキル、または炭素数1〜9のアルコキシであり; 環A⁵および環A⁶は独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリミジン−3,6−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、またはピリジン−3,6−ジイルである。

17. 項16に記載の式(1−1−6)において、環A⁵および環A⁶が1,4−シクロヘキシレンである、項16に記載の化合物。

18. 式(1−A)〜(1−F)のいずれか1つで表される化合物。 式(1−A)〜(1−F)において、R¹およびR²は独立して、水素、炭素数1〜10のアルキル、または炭素数1〜9のアルコキシであり; 環A¹は1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、テトラヒドロピラン−3,6−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリミジン−3,6−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、またはピリジン−3,6−ジイルであり、 環A¹¹、環A²¹は独立してテトラヒドロピラン−2,5−ジイルまたはテトラヒドロピラン−3,6−ジイルであり、 環A²²、環A³²、環A⁵²は独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリミジン−3,6−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、またはピリジン−3,6−ジイルである。

19. 項18に記載の式(1−A)〜(1−F)において、環A¹、環A²²、環A³²および環A⁵²が1,4−シクロヘキシレンである、項18に記載の化合物。

20. 第一成分および第二成分を含有し、第一成分が、項1〜19のいずれか1項に記載の化合物から選択された少なくとも1つである液晶組成物。

21. 第二成分として、式(2)〜(4)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物を含有する、項20に記載の液晶組成物。 式(2)〜(4)において、R³は独立して炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−CH₂−は−O−で置き換えられてもよく; X¹は独立して、フッ素、塩素、−OCF₃、−OCHF₂、−CF₃、−CHF₂、−CH₂F、−OCF₂CHF₂、または−OCF₂CHFCF₃であり; 環B¹、環B²および環B³は独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンであり; Z⁵およびZ⁶は独立して−(CH₂)₂−、−(CH₂)₄−、−COO−、−CF₂O−、−OCF₂−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH₂O−、または単結合であり; L¹およびL²は独立して水素またはフッ素である。

22. 第二成分として、式(5)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物を含有する、項20に記載の液晶組成物。 式(5)において、R⁴は炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−CH₂−は−O−で置き換えられてもよく; X²は−C≡Nまたは−C≡C−C≡Nであり; 環C¹、環C²および環C³は独立して1,4−シクロヘキシレン、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、またはピリミジン−2,5−ジイルであり; Z⁷は−(CH₂)₂−、−COO−、−CF₂O−、−OCF₂−、−C≡C−、−CH₂O−、または単結合であり; L³およびL⁴は独立して水素またはフッ素であり; oは0、1または2であり、pは0または1である。

23. 第二成分として、式(6)〜(11)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物を含有する、項20に記載の液晶組成物。 式(6)〜(11)において、R⁵およびR⁶は独立して炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり、アルキルまたはアルケニルにおいて任意の−CH₂−は−O−で置き換えられてもよく、アルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、; 環D¹、環D²、環D³および環D⁴は独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンまたはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルであり; Z⁸、Z⁹、Z¹⁰およびZ¹¹は独立して、−(CH₂)₂−、−COO−、−CH₂O−、−OCF₂−、−OCF₂(CH₂)₂−または単結合であり; L⁵およびL⁶は独立して、フッ素または塩素であり; q、r、s、t、u、およびvは独立して、0または1であり、r+s+t+uは1または2である。

24. 第二成分として、式(12)〜(14)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物を含有する、項20に記載の液晶組成物。 式(12)〜(14)において、R⁷およびR⁸は独立して、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり、アルキルまたはアルケニルにおいて任意の−CH₂−は−O−で置き換えられてもよく、アルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、; 環E¹、環E²および環E³は独立して、1,4−シクロヘキシレン、ピリミジン−2,5−ジイル、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレンまたは2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり; Z¹²およびZ¹³は独立して、−C≡C−、−COO−、−(CH₂)₂−、−CH=CH−、または単結合である。

25. 式(5)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、項21に記載の液晶組成物。 式(5)において、R⁴は炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−CH₂−は−O−で置き換えられてもよく; X²は−C≡Nまたは−C≡C−C≡Nであり; 環C¹、環C²および環C³は独立して1,4−シクロヘキシレン、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、またはピリミジン−2,5−ジイルであり; Z⁷は−(CH₂)₂−、−COO−、−CF₂O−、−OCF₂−、−C≡C−、−CH₂O−、または単結合であり; L³およびL⁴は独立して水素またはフッ素であり; oは0、1または2であり、pは0または1である。

26. 式(12)〜(14)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、項21に記載の液晶組成物。 式(12)〜(14)において、R⁷およびR⁸は独立して、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり、アルキルまたはアルケニルにおいて任意の−CH₂−は−O−で置き換えられてもよく、アルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、; 環E¹、環E²および環E³は独立して、1,4−シクロヘキシレン、ピリミジン−2,5−ジイル、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレンまたは2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり; Z¹²およびZ¹³は独立して、−C≡C−、−COO−、−(CH₂)₂−、−CH=CH−、または単結合である。

27. 式(12)〜(14)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、項22に記載の液晶組成物。 式(12)〜(14)において、R⁷およびR⁸は独立して、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり、アルキルまたはアルケニルにおいて任意の−CH₂−は−O−で置き換えられてもよく、アルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、; 環E¹、環E²および環E³は独立して、1,4−シクロヘキシレン、ピリミジン−2,5−ジイル、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレンまたは2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり; Z¹²およびZ¹³は独立して、−C≡C−、−COO−、−(CH₂)₂−、−CH=CH−、または単結合である。

28. 式(12)〜(14)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの化合物をさらに含有する、項23に記載の液晶組成物。 式(12)〜(14)において、R⁷およびR⁸は独立して、炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数2〜10のアルケニルであり、アルキルまたはアルケニルにおいて任意の−CH₂−は−O−で置き換えられてもよく、アルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、; 環E¹、環E²および環E³は独立して、1,4−シクロヘキシレン、ピリミジン−2,5−ジイル、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレンまたは2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり; Z¹²およびZ¹³は独立して、−C≡C−、−COO−、−(CH₂)₂−、−CH=CH−、または単結合である。

29. 少なくとも1つの光学活性化合物および/または重合可能な化合物をさらに含有する、項20に記載の液晶組成物。

30. 少なくとも1つの酸化防止剤および/または紫外線吸収剤をさらに含有する項20に記載の液晶組成物。

31. 項20に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。

本発明によれば、誘電率異方性(Δε)が負に大きくなりかつ高い透明点と低い粘度を併せ持つのみならず、熱、光などに対する安定性、適切な屈折率異方性(Δn)、および他の液晶性化合物との優れた相溶性といった特性を少なくとも1つ有する液晶性化合物が得られる。

また本発明によれば、低粘度、適切な屈折率異方性(Δn)、適切な負の誘電率異方性(Δε)、低いしきい値電圧、およびネマチック相の上限温度が高く、ネマチック相の下限温度が低いといった特性を少なくとも1つ有する液晶組成物が得られる。

さらに本発明の液晶表示素子は、応答時間が短く、消費電力および駆動電圧が小さく、大きなコントラストを有し、広い温度範囲で使用可能であるといった特性を少なくとも1つ有し、PCモード、TNモード、STNモード、ECBモード、OCBモード、IPSモード、VAモード、PSAモードなどの表示モードの液晶表示素子に好適に使用することができ、特に、IPSモード、VAモード、PSAモードの液晶表示素子に好適に使用することができる。

以下、本発明をさらに具体的に説明する。 本発明の液晶性化合物は以下の式(1−1)または(1−2)に示す液晶性化合物である。

式(1−1)および(1−2)において、R¹は水素、炭素数1〜10のアルキル、または炭素数1〜9のアルコキシである。

これら基のアルキル鎖は、直鎖であることが好ましい。アルキル鎖が直鎖であると、液晶相の温度範囲を広くすることができ、粘度を小さくすることができる。

アルキルとしては、−CH₃、−C₂H₅、−C₃H₇、−C₄H₉、−C₅H₁₁、−C₆H₁₃、−C₇H₁₅、−C₈H₁₇、−C₉H₁₉、および−C₁₀H₂₁が挙げられ; アルコキシとしては、−OCH₃、−OC₂H₅、−OC₃H₇、−OC₄H₉、−OC₅H₁₁、−OC₆H₁₃、−OC₇H₁₅、−OC₈H₁₇、および−OC₉H₁₉が挙げられ;

これらR¹の中でも、−CH₃、−C₂H₅、−C₃H₇、−C₄H₉、−C₅H₁₁、−C₆H₁₃、−C₇H₁₅、−C₈H₁₇、−C₉H₁₉、および−C₁₀H₂₁が好ましい。

より好ましいR¹は、−CH₃、−C₂H₅、−C₃H₇、−C₄H₉、および−C₅H₁₁である。

R²は水素、炭素数1〜10のアルキル、または炭素数1〜9のアルコキシである。

アルキルとしては、−CH₃、−C₂H₅、−C₃H₇、−C₄H₉、−C₅H₁₁、−C₆H₁₃、−C₇H₁₅、−C₈H₁₇、−C₉H₁₉、および−C₁₀H₂₁が挙げられ; アルコキシとしては、−OCH₃、−OC₂H₅、−OC₃H₇、−OC₄H₉、−OC₅H₁₁、−OC₆H₁₃、−OC₇H₁₅、−OC₈H₁₇、および−OC₉H₁₉が挙げられ;

これらR²の中でも、−CH₃、−C₂H₅、−C₃H₇、−C₄H₉、−C₅H₁₁、−C₆H₁₃、−C₇H₁₅、−C₈H₁₇、−C₉H₁₉、−C₁₀H_21、−OCH₃、−OC₂H₅、−OC₃H₇、−OC₄H₉、−OC₅H₁₁、および−OC₆H₁₃が好ましい。

より好ましいR²は、−CH₃、−C₂H₅、−C₃H₇、−C₄H₉、−C₅H_11、−OCH₃、−OC₂H₅、−OC₃H₇、および−OC₄H₉である。

式(1−1)および(1−2)において、環A¹、環A²、環A³、環A⁴、環A⁵および環A⁶は、1,4−シクロヘキシレン、または1,4−フェニレンであり、1,4−シクロヘキシレンにおいて任意の−CH₂−は、−O−で置き換えられてもよく、任意の−(CH₂)₂−は−CH=CH−で置き換えられてもよく、1,4−フェニレンにおいて任意の−CH=は−N=で置き換えられてもよい。

これらの環が1,4−シクロヘキシレンであるときには、屈折率異方性(Δn)を小さくし、粘度を小さくすることができ、さらに、この液晶性化合物を液晶組成物に添加すると、ネマチック相の上限温度を高くすることができる。

またこれらの環が、水素がフッ素で置き換えられてもよい1,4−フェニレンであるときには、屈折率異方性(Δn)を比較的大きくすることができるとともに、配向秩序パラメーターを大きくすることができる。

環A¹、環A²、環A³、環A⁴、環A⁵および環A⁶としては、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、およびテトラヒドロピラン−3,6−ジイルが好ましい。

また、熱、光などに対する安定性の観点から、1,4−シクロヘキセニレン環の二重結合が直接フェニレン環と結合しないことが好ましい。

a、b、c、d、eおよびfは独立して0または1であり、a、b、c、d、eおよびfの和は2である。

g、h、i、j、kおよびlは独立して0または1であり、g、h、i、j、kおよびlの和は2である。

式(1−2)においてiおよびjの少なくとも一つが1であるとき、誘電率異方性(Δε)が負に大きくなるので好ましい。

式(1−1)で示される液晶性化合物の好ましい例としては、式(1−1−1)〜(1−1−6)を挙げることができ、式(1−2)で示される液晶性化合物の好ましい例としては、式(1−2−2)、(1−2−3)、および(1−2−5)で表される化合物を挙げることができる。

式中、R¹およびR²は独立して、水素、炭素数1〜10のアルキル、または炭素数1〜9のアルコキシであり; 環A¹、環A²、環A³、環A⁴、環A⁵および環A⁶は独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリミジン−3,6−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、またはピリジン−3,6−ジイルである。

なお、本明細書においてテトラヒドロピラン−2,5−ジイルは式(I)で示される構造を表し、テトラヒドロピラン−3,6−ジイルは式(II)で示される構造を表す。 1,3−ジオキサン−2,5−ジイルにおいては、例えばテトラヒドロピラン−2,5−ジイルとテトラヒドロピラン−3,6−ジイルのように、環中の酸素の位置によって化合物構造を区別することが難しい。よって、1,3−ジオキサン−2,5−ジイルという表記においては、下記2つの化合物構造が許可されるものとする。

本発明の式(1−1)または(1−2)で表される化合物は、該式中のR¹、R²、環A¹、環A²、環A³、環A⁴、環A⁵、および環A⁶に所定の基を導入することにより得られるが、このような基の導入は公知の一般的な有機合成法により行い得る。代表的な合成例は、新実験化学講座 14 有機化合物の合成と反応(1978年)丸善、あるいは第四版 実験化学講座 19〜26 有機合成I〜VIII (1991)丸善、等に記載の方法をあげることができる。

次に化合物(1−1)または(1−2)を合成する方法の一例をスキームに示す。はじめにオキセタン骨格を有する中間体(30)を合成するスキームを説明し、次いで合成中間体(30)を出発物質としたテトラヒドロピラン−3,6−ジイル化合物(36)を合成する方法の一例を述べる。

化合物(27)〜(30)において、Q¹は式(1−1)または(1−2)の構造単位である。構造単位はスキームに示した。これらの化合物におけるR¹、R²、A¹、A²、A³、A⁴、A⁵、A⁶、a、b、i、j、k、およびlの記号の定義は、項1に記載した記号の定義と同一である。

すなわち、化合物(28)は、化合物(27)とLDA(リチウムジイソプロピルアミド)を反応させた後、酢酸エチルと反応させることによって合成する。これらの反応は、好ましくはテトラヒドロフラン溶媒中、−65℃以下の温度で行った後、室温までゆっくり昇温させる。化合物(29)は化合物(28)と水素化ホウ素ナトリウムの反応によって合成する。この反応はエタノール溶媒中、室温〜50℃までの間の温度で行うのが好ましい。化合物(29)をテトラヒドロフラン溶媒中、−5℃〜5℃の間の温度で、n−ブチルリチウムと反応させた後、p−塩化トルエンスルホニルと反応させる。さらに次いでn−ブチルリチウムを加えた後、反応液の温度を沸点までゆっくり昇温させることによって、化合物(30)を得る。これらの反応は各反応の間を十分にあけ、各試薬の当量を丁度1当量用いるのが好ましい。

出発物である化合物(27)は有機合成化学の方法に従って容易に合成することができる。

次に化合物(36)に関する合成法の一例を示す。

化合物(30)〜(34)において、Q¹またはQ²は式(1−1)または(1−2)の構造単位である。構造単位はスキームに示した。これらの化合物におけるR¹、R²、A¹、A²、A³、A⁴、A⁵、A⁶、a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、およびlの記号の定義は、項1に記載した記号の定義と同一である。スキームにおいて、case1は化合物(1−1)、case2は化合物(1−2)に相当する。

化合物(32)はQ²の構造によって、合成法が異なる。合成法の例として2つあげる。case1においてc=d=0の場合はMethod Aを用いて合成する。case1においてc、dの少なくとも一つが1の場合、またはcase2の場合はMethod Bを用いて合成する。

Method A:化合物(32)は、化合物(31)とn−ブチルリチウムを反応させた後、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体の共存下、化合物(30)と反応させることによって合成する。この反応は、好ましくはテトラヒドロフラン溶媒中、−65℃以下の温度で行う。

Method B:化合物(34)は、化合物(33)とLDA(リチウムジイソプロピルアミド)を反応させた後、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体の共存下、化合物(30)と反応させることによって合成する。この反応は、好ましくはテトラヒドロフラン溶媒中、−65℃以下の温度で行う。ついで、化合物(34)をジクロロメタン溶媒中、トリフルオロ酢酸と室温で反応させることにより化合物(32)を得る。

化合物(35)は、化合物(32)とDIBAL(水素化ジイソプロピルアルミニウム)反応の反応によって合成する。この反応は好ましくは、トルエン溶媒中、−50℃以下の温度で行う。化合物(36)は、化合物(35)をジクロロメタン溶媒中、トリエチルシラン、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体の共存下、−50℃以下の温度で反応させることによって合成する。

化合物(31)および化合物(33)は有機合成化学の方法に従って容易に合成することができる。

本発明の液晶組成物は、前記本発明の式(1−1)または(1−2)で示される化合物を成分Aとして含む必要がある。この成分Aのみの組成物、または成分Aと本明細書中で特に成分名を示していないその他の成分との組成物でもよいが、この成分Aに以下に示す成分B、C、DおよびE成分から選ばれた成分を加えることにより種々の特性を有する本発明の液晶組成物が提供できる。

成分Aに加える成分として、前記式(2)、(3)および(4)からなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物からなる成分B、および/または前記式(5)からなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物からなる成分C、および/または前記式(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、および(11)からなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物からなる成分Dを混合したものが好ましい。さらに式(12)、(13)および(14)からなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物からなる成分Eを混合することによりしきい値電圧、液晶相温度範囲、屈折率異方性(Δn)、誘電率異方性(Δε)および粘度等を調整することができる。

また、本発明に使用される液晶組成物の各成分は、各元素の同位体元素からなる類縁体でもその物理特性に大きな差異がない。 上記成分Bのうち、化合物(2)の好適例として化合物(2−1)〜(2−16)、化合物(3)の好適例として化合物(3−1)〜(3−112)、化合物(4)の好適例として化合物(4−1)〜(4−54)をそれぞれ挙げることができる。

式中、R³、X¹は前記と同じ定義を表す。 これらの化合物(2)〜(4)、すなわち成分Bは、誘電率異方性(Δε)が正であり、熱安定性や化学的安定性が非常に優れているので、TFT用およびPSA用の液晶組成物を調製する場合に用いられる。本発明の液晶組成物における成分Bの含有量は、液晶組成物の全重量に対して1〜99重量%の範囲が適するが、好ましくは10〜97重量%、より好ましくは40〜95重量%である。また化合物(12)〜(14)、すなわち成分Eをさらに含有させることにより、粘度調整をすることができる。 前記、化合物(5)、すなわち成分Cのうちの好適例として、化合物(5−1)〜(5−64)を挙げることができる。

式中、R⁴およびX²は前記と同じ定義を表す。 これらの化合物(5)、すなわち成分Cは、誘電率異方性(Δε)が正でその値が非常に大きいのでSTN,TN用、PSA用の液晶組成物を調製する場合に主として用いられる。この成分Cを含有させることにより、組成物のしきい値電圧を小さくすることができる。また、粘度の調整、屈折率異方性(Δn)の調整および液晶相温度範囲を広げることができる。さらに急峻性の改良にも利用できる。

STNまたはTN用の液晶組成物を調製する場合には、成分Cの含有量は組成物全量に対して0.1〜99.9重量%の範囲が適用できるが、好ましくは10〜97重量%、より好ましくは40〜95重量%である。また、後述の成分を混合することによりしきい値電圧、液晶相温度範囲、屈折率異方性(Δn)、誘電率異方性(Δε)及び粘度などを調整できる。

化合物(6)〜(11)からなる成分Dは、垂直配向モ−ド(VAモ−ド)、高分子支持配向モード(PSAモ−ド)などに用いられる誘電率異方性(Δε)が負の本発明の液晶組成物を調製する場合に、好ましい成分である。 この化合物(6)〜(11)、すなわち成分Dの好適例として、それぞれ化合物(6−1)〜(6−6)、(7−1)〜(7−15)、(8−1)、(9−1)〜(9−3)、(10−1)〜(10−11)、および(11−1)〜(11−10)を挙げることができる。

式中、R⁵,R⁶は前記と同じ定義を表す。 これら成分Dの化合物は主として誘電率異方性(Δε)が負であるVAモ−ド、PSAモード用の液晶組成物に用いられる。その含有量を増加させると組成物のしきい値電圧が低くなるが、粘度が大きくなるので、しきい値電圧の要求値を満足している限り含有量を少なくすることが好ましい。しかしながら、誘電率異方性(Δε)の絶対値が5程度であるので、十分な駆動電圧を得るためには、含有量は40重量%より多いことが好ましい。

成分Dのうち化合物(6)は2環化合物であるので、主としてしきい値電圧の調整、粘度調整または屈折率異方性(Δn)の調整の効果がある。また、化合物(7)および(8)は3環化合物であるので透明点を高くする、ネマチックレンジを広くする、しきい値電圧を低くする、屈折率異方性(Δn)を大きくするなどの効果が得られる。また、化合物(9)、(10)および(11)はしきい値電圧を低くするなどの効果が得られる。

成分Dの含有量は、VAモ−ド、PSAモード用の組成物を調製する場合には、組成物全量に対して好ましくは40重量%以上、より好ましくは50〜95重量%である。また、成分Dを混合することにより、弾性定数をコントロ−ルし、組成物の電圧透過率曲線を制御することが可能となる。成分Dを誘電率異方性(Δε)が正である組成物に混合する場合はその含有量が組成物全量に対して30重量%以下が好ましい。

化合物(12)、(13)および(14)、すなわち成分Eの好適例として、それぞれ化合物(12−1)〜(12−11)、(13−1)〜(13−19)および(14−1)〜(14−6)を挙げることができる。

式中、R⁷およびR⁸は前記と同じ定義を表す。 化合物(12)〜(14)、すなわち成分Eは、誘電率異方性(Δε)の絶対値が小さく、中性に近い化合物である。化合物(12)は主として粘度調整または屈折率異方性(Δn)の調整の効果があり、また化合物(13)および(14)は透明点を高くするなどのネマチックレンジを広げる効果、または屈折率異方性(Δn)の調整の効果がある。

成分Eで表される化合物の含有量を増加させると液晶組成物のしきい値電圧が高くなり、粘度が低くなるので、液晶組成物のしきい値電圧の要求値を満たす限り、含有量は多いほうが望ましい。TFT用、PSA用の液晶組成物を調製する場合に、成分Eの含有量は、組成物全量に対して好ましくは30重量%以上、より好ましくは50重量%以上である。また、TN用、STN用またはPSA用の液晶組成物を調製する場合には、成分Eの含有量は、組成物全量に対して好ましくは30重量%以上、より好ましくは40重量%以上である。

本発明の液晶組成物は、本発明の化合物(1−1)または(1−2)の少なくとも1つを0.1〜99重量%の割合で含有することが、優良な特性を発現せしめるために好ましい。

本発明の液晶組成物の調製は、公知の方法、例えば必要な成分を高温度下で溶解させる方法などにより一般に調製される。また、用途に応じて、当業者によく知られている各種添加物、例えば光学活性化合物、重合可能な化合物、または重合開始剤を添加した液晶組成物、染料を添加したGH型用の液晶組成物を調製することができる。通常、添加物は当該業者によく知られており、文献などに詳細に記載されている。

本発明の液晶組成物は、前述の本発明の液晶組成物にさらに1種以上の光学活性化合物を含有してもよい。 光学活性化合物として、公知のキラルド−プ剤を添加する。このキラルド−プ剤は液晶のらせん構造を誘起して必要なねじれ角を調整し、逆ねじれを防ぐといった効果を有する。キラルド−プ剤の例として光学活性化合物(Op−1)〜(Op−13)を挙げることができる。

本発明の液晶組成物は、これらの光学活性化合物を添加して、ねじれのピッチを調整することができる。ねじれのピッチはTFT用およびTN用の液晶組成物であれば40〜200μmの範囲に調整するのが好ましい。STN用の液晶組成物であれば6〜20μmの範囲に調整するのが好ましい。また、双安定TN(Bistable TN)モ−ド用の場合は、1.5〜4μmの範囲に調整するのが好ましい。また、ピッチの温度依存性を調整する目的で2種以上の光学活性化合物を添加しても良い。

本発明の液晶組成物は、メロシアニン系、スチリル系、アゾ系、アゾメチン系、アゾキシ系、キノフタロン系、アントラキノン系、テトラジン系などの二色性色素を添加すれば、GH型用の液晶組成物として使用することもできる。

本発明の液晶組成物は、ネマチック液晶をマイクロカプセル化して作製したNCAPや、液晶中に三次元網目状高分子を形成して作製したポリマ−分散型液晶表示素子(PDLCD)例えばポリマ−ネットワ−ク液晶表示素子(PNLCD)用をはじめ、複屈折制御(ECB)型やDS型用の液晶組成物としても使用できる。

また、本発明の液晶組成物は重合可能な化合物を添加してPSA(Polymer sustained alignment)型用の液晶組成物として使用することもできる。重合可能な化合物の例はアクリレート、メタクリレート、ビニル、ビニルオキシ、プロペニルエーテル、エポキシ、ビニルケトン、およびオキセタンなどの重合可能な基を有する化合物である。重合可能な化合物は、好ましくは光重合開始剤などの適切な開始剤存在下でUV照射などにより重合される。重合のための適切な条件、開始剤の適切なタイプ、および適切な量は、当業者には既知であり、文献に記載されている。例えば光重合開始剤であるIrgacure651(登録商標)、Irgacure184(登録商標)、またはDarocure1173(登録商標)(Ciba Japan K.K.)がラジカル重合に対して適切である。

以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。なお、各実施例中において、Cは結晶を、SAはスメクチックA相を、SBはスメクチックB相を、SXは相構造未解析のスメクチック相を、Nはネマチック相を、Iは等方相を示し、相転移温度の単位はすべて℃である。

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例によっては制限されない。なお特に断りのない限り、「%」は「重量%」を意味する。 得られた化合物は、¹H−NMR分析で得られる核磁気共鳴スペクトル、ガスクロマトグラフィー(GC)分析で得られるガスクロマトグラムなどにより同定した。まず分析方法について説明をする。

¹H−NMR分析 測定装置は、DRX−500(ブルカーバイオスピン(株)社製)を用いた。測定は、実施例等で製造したサンプルを、CDCl₃等のサンプルが可溶な重水素化溶媒に溶解し、室温で、500MHz、積算回数24回の条件で行った。化学シフトδ値のゼロ点の基準物質としてはテトラメチルシラン(TMS)を用いた。

GC分析 測定装置は、島津製作所製のGC−14B型ガスクロマトグラフを用いた。カラムは、島津製作所製のキャピラリーカラムCBP1−M25−025(長さ25m、内径0.22mm、膜厚0.25μm;固定液相はジメチルポリシロキサン;無極性)を用いた。キャリアーガスとしてはヘリウムを用い、流量は1ml/分に調整した。試料気化室の温度を280℃、検出器(FID)部分の温度を280℃に設定した。

試料はトルエンに溶解して、1重量%の溶液となるように調製し、得られた溶液1μlを試料気化室に注入した。 記録計としては島津製作所製のC−R6A型Chromatopac、またはその同等品を用いた。得られたガスクロマトグラムには、成分化合物に対応するピークの保持時間およびピークの面積値が示されている。

なお、試料の希釈溶媒としては、例えば、クロロホルム、ヘキサンを用いてもよい。また、カラムとしては、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムDB−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、Agilent Technologies Inc.製のHP−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、Restek Corporation製のRtx−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、SGE International Pty. Ltd製のBP−1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)などを用いてもよい。

ガスクロマトグラムにおけるピークの面積比は成分化合物の割合に相当する。一般には、分析サンプルの成分化合物の重量%は、分析サンプルの各ピークの面積%と完全に同一ではないが、本発明において上述したカラムを用いる場合には、実質的に補正係数は1であるので、分析サンプル中の成分化合物の重量%は、分析サンプル中の各ピークの面積%に対応をしている。

〔液晶性化合物等の物性値の測定試料〕 液晶性化合物の物性値を測定する試料としては、化合物そのものを試料とする場合、化合物を母液晶と混合して試料とする場合の2種類がある。

化合物を母液晶と混合した試料を用いる後者の場合には、以下の方法で測定を行う。まず、得られた液晶性化合物15重量%と母液晶85重量%とを混合して試料を作製する。そして、得られた試料の測定値を下記の式に適用し、外挿値を計算する(外挿法)。この外挿値をこの化合物の物性値とする。

〈外挿値〉=(100×〈試料の測定値〉−〈母液晶の重量%〉×〈母液晶の測定値〉)/〈液晶性化合物の重量%〉 上記試料が25℃でスメクチック相である場合、または結晶が25℃で析出する場合には、液晶性化合物と母液晶との割合を10重量%:90重量%、5重量%:95重量%、1重量%:99重量%の順に変更をしていく。そして25℃でスメクチック相でなくなった組成、または結晶が25℃で析出しなくなった組成で試料の物性値を測定し、上記式にしたがって外挿値を求めて、これを液晶性化合物の物性値とする。

測定に用いる母液晶としては様々な種類が存在するが、例えば、母液晶Aの組成は以下のとおりである。

なお、液晶組成物の物性値を測定する試料としては、液晶組成物そのものを用いた。

〔液晶性化合物等の物性値の測定方法〕 物性値の測定は後述する方法で行った。これら測定方法の多くは、日本電子機械工業会規格(Standardsof Electric Industries Association of Japan)EIAJ・ED−2521Aに記載された方法、またはこれを修飾した方法である。また、測定に用いたTN素子またはVA素子には、TFTを取り付けなかった。

測定値のうち、液晶性化合物単体そのものを試料として得られた値と、液晶組成物そのものを試料として得られた値は、そのままの値を実験データとして記載した。化合物を母液晶に混合し試料として得られた場合には、外挿法で得られた値を外挿値として記載した。

相構造および転移温度(℃) 以下(1)、および(2)の方法で測定を行った。 (1)偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート(メトラー社FP−52型ホットステージ)に化合物を置き、3℃/分の速度で加熱しながら相状態とその変化を偏光顕微鏡で観察し、相の種類を特定した。 (2)パーキンエルマー社製走査熱量計DSC−7システム、またはDiamond DSCシステムを用いて、3℃/分速度で昇降温し、試料の相変化に伴う吸熱ピーク、または発熱ピークの開始点を外挿により求め(on set)、転移温度を決定した。

以下、結晶はCと表した。結晶の区別がつく場合は、それぞれC₁またはC₂と表した。また、スメクチック相はS、ネマチック相はNと表した。液体(アイソトロピック)はIsoと表した。スメクチック相の中で、スメクチックB相、またはスメクチックA相の区別がつく場合は、それぞれS_B、またはS_Aと表した。転移温度の表記として、例えば、「C 50.0 N 100.0 Iso」とは、結晶からネマチック相への転移温度(CN)が50.0℃であり、ネマチック相から液体への転移温度(NI)が100.0℃であることを示す。他の表記も同様である。

ネマチック相の上限温度(T_NI;℃) 偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート(メトラー社FP−52型ホットステージ)に、試料(液晶組成物、または液晶化性合物と母液晶との混合物)を置き、1℃/分の速度で加熱しながら偏光顕微鏡を観察した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度をネマチック相の上限温度とした。以下、ネマチック相の上限温度を、単に「上限温度」と略すことがある。

低温相溶性 母液晶と液晶性化合物とを、液晶性化合物が、20重量%、15重量%、10重量%、5重量%、3重量%および1重量%の量となるように混合した試料を作製し、試料をガラス瓶に入れる。このガラス瓶を、−10℃または−20℃のフリーザー中に一定期間保管したあと、結晶もしくはスメクチック相が析出しているかどうか観察をした。

粘度(バルク粘度;η;20℃で測定;mPa・s) 粘度(バルク粘度)が小さいと応答時間が小さくなるという特徴がある。 測定は、E型回転粘度計を用いた。

粘度(回転粘度;γ1;25℃で測定;mPa・s) 粘度(回転粘度)が小さいと応答時間が小さくなるという特徴がある。 測定はM. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 3 7 (1995) に記載された方法に従った。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が20μmのVA素子に試料(液晶組成物、または液晶性化合物と母液晶との混合物)を入れた。この素子に30〜50ボルトの範囲で1ボルト毎に段階的に印加した。0.2秒の無印加のあと、ただ1つの矩形波(矩形パルス;0.2秒)と無印加(2秒)の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流(transient current)のピーク電流(peak current)とピーク時間(peak time)を測定した。これらの測定値とM. Imaiらの論文、40頁の計算式(8)とから回転粘度の値を得た。 なお、この計算に必要な誘電率異方性(Δε)は、下記誘電率異方性の欄に記載の方法で測定した値を用いた。

屈折率異方性(Δn;25℃で測定) 測定は、25℃の温度下で、波長589nmの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計を用いて行った。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料(液晶組成物、または液晶性化合物と母液晶との混合物)を主プリズムに滴下した。屈折率(n‖)は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率(n⊥)は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。 屈折率異方性(Δn)は、 (Δn)=(n‖)−(n⊥) の式から算出した。

誘電率異方性(Δε;25℃で測定) よく洗浄したガラス基板にオクタデシルトリエトキシシラン(0.16ml)のエタノール(20ml)溶液を塗布した。ガラス基板をスピンナーで回転させたあと、150℃で1時間加熱した。2枚のガラス基板から、間隔(セルギャップ)が20μmであるVA素子を組み立てた。 同様の方法で、ガラス基板にポリイミドの配向膜を調製した。得られたガラス基板の配向膜にラビング処理をした後、2枚のガラス基板の間隔が9μmであり、ツイスト角が80度であるTN素子を組み立てた。 得られたVA素子に試料(液晶組成物、または液晶性化合物と母液晶との混合物)を入れ、0.5ボルト(1kHz、サイン波)を印加して、液晶分子の長軸方向における誘電率(ε‖)を測定した。 また、得られたTN素子に試料(液晶組成物、または液晶性化合物と母液晶との混合物)を入れ、0.5ボルト(1kHz、サイン波)を印加して、液晶分子の短軸方向における誘電率(ε⊥)を測定した。 誘電率異方性(Δε)は、 (Δε)=(ε‖)−(ε⊥) の式から算出した。

[実施例1] トランス−5−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)−2−(トランス−4’−プロピルビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)テトラヒドロ−2H−ピラン(No.1)の合成

第一工程 窒素雰囲気下の反応器中、トランス−4’プロピルビ(シクロヘキサン)−トランス−4−カンボン酸(1)30.0g(0.119mmol)のトルエン200ml溶液を、50℃に加熱し、ピリジン0.05ml、塩化チオニル14.9g(0.125mmol)を加え3時間攪拌した。その後、常圧蒸留にて未反応の塩化チオニルを、ついで減圧下にて溶媒を留去することにより、トランス−4’プロピルビ(シクロヘキサン)−トランス−4−カンボン酸クロライド(2)を得た。このものは精製せずに次の反応に用いた。

第二工程 窒素雰囲気下の反応器中、テトラヒドロフラン300mlにリチウムジイソプロピルアミド(1.08M テトラヒドロフラン溶液)198ml(0.202mmol)を加え−65℃以下に冷却し、酢酸エチル18.2g(0.207mmol)、次いで第一工程で得られたトランス−4’プロピルビ(シクロヘキサン)−トランス−4−カンボン酸クロライド(2)32.0g(0.119mmol)のテトラヒドロフラン100ml溶液を滴下した。室温までゆっくり昇温しながら攪拌した後、反応液を飽和塩化アンモニウム水溶液でクエンチした。その後、水500mlを加えて分液した。水相をトルエン300mlで3回抽出し、有機層をあわせて水で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下にて溶媒を留去した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(シリカゲル:100g、溶離液:トルエン)にて精製し、(3−オキソ−3−(トランス−4’−プロピルビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)プロピオン酸エチルエステル(3)34.5g(収率90%)を得た。

第三工程 窒素雰囲気下の反応器中、水素化ホウ素ナトリウム12.1g(0.321mmol)のエタノール100ml懸濁液に、第二工程で得られた(3−オキソ−3−(トランス−4’−プロピルビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)プロピオン酸エチルエステル(3)34.5g(0.107mmol)のテトラヒドロフラン100ml溶液を50℃以下で滴下し、室温で5時間反応させた。水500mlでクエンチし酢酸エチル200mlを加え分液した。水相を酢酸エチル100mlで2回抽出し、有機層をあわせて水で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下にて溶媒を留去した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(シリカゲル:100g、溶離液:ヘプタン/酢酸エチル=50/50(容量比))にて精製し、1−(トランス−4’−プロピルビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)プロパン−1,3−ジオール(4)22.7g(収率74%)を得た。

第四工程 窒素雰囲気下の反応器中、第三工程で得られた1−(トランス−4’−プロピルビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)プロパン−1,3−ジオール(4)9.4g(33.3mmol)にテトラヒドロフラン100mlを加えた。−5℃前後の温度で、反応液にn−ブチルリチウム(1.66M n−ヘキサン溶液)20.0ml(33.2mmol)を滴下し、30分攪拌した後、p−塩化トルエンスルホン酸6.34g(33.3mmol)のテトラヒドロフラン50ml溶液を滴下した。反応液を30分攪拌後、−5℃前後の温度でn−ブチルリチウム(1.66M n−ヘキサン溶液)20.0ml(33.2mmol)を滴下し、反応液を徐々に還流温度まで加熱した。ガスの発生が収まったら、反応液を室温まで冷やし飽和塩化アンモニウム水溶液でクエンチし、水200ml加えて分液した。水相をトルエン100mlで2回抽出し、有機層をあわせて水で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下にて溶媒を留去した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(シリカゲル:100g、溶離液:トルエン)にて精製し、2−(トランス−4’−プロピルビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)オキセタン(5)6.2g(収率70%)を得た。

第五工程 窒素雰囲気下の反応器中、一般的な手法で合成された2−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)酢酸(6)6.08g(28.13mmol)のTHF100ml溶液に、−5℃で、n−ブチルリチウム(1.66M n−ヘキサン溶液)33.9ml(56.25mmol)を滴下した。その後、反応液を室温まで戻し30分攪拌した。ついでこの溶液を−65℃に冷やし、第四工程で得られた2−(トランス−4’−プロピルビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)オキセタン(5)6.2g(23.44mmol)のテトラヒドロフラン30ml溶液、三フッ素化ホウ素ジエチルエーテル錯体3.66g(25.79mmol)を滴下し、反応液を室温まで戻した後、3時間反応させた。反応液に10%ギ酸水溶液100mlを加え、分液した。水相をトルエン20mlで3回抽出し、有機層をあわせて水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下にて溶媒を留去した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(シリカゲル:50g、溶離液:ヘプタン/酢酸エチル=80/20(容量比))にて精製し、3−(4−エトキシ−2,3,−ジフルオロフェニル)−6−(トランス−4’−プロピルビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)テトラヒドロ−2H−ピラン−2−オン(7)9.35g(収率86.2%)を得た。

第六工程 窒素雰囲気下の反応器中、第五工程で得られた3−(4−エトキシ−2,3,−ジフルオロフェニル)−6−(トランス−4’−プロピルビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)テトラヒドロ−2H−ピラン−2−オン(7)9.35g(20.2mmol)のテトラヒドロフラン100ml溶液に、−50℃以下で水素化ジイソブチルアルミニウム(0.99M トルエン溶液)40.8ml(40.4mmol)を滴下し、3時間反応させた。反応液を10%ギ酸水溶液50mlに注ぎ、分液し、水相をトルエン100mlで2回抽出した。有機層をあわせて水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下にて溶媒を留去し、3−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)−6−(4’−プロピルビ(シクロヘキサン)−4−イル)テトラヒドロ−2H−ピラン−2−オール(8)9.36g(収率:99%)を得た。

第七工程 第六工程で得られた3−(4’−エトキシ−2,2’,3,3’−テトラフルオロビフェニル−4−イル)−6−(4−プロピルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピラン−2−オール(8)11.0g(23.7mmol)のジクロロメタン30ml溶液に、−30℃でトリエチルシラン1.93g、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体2.37gを滴下した。室温に戻し3時間攪拌後、水30mlを加え分液した。有機相を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下にて溶媒を留去した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(シリカゲル:100g、溶離液:ヘプタン/酢酸エチル=80/20(容量比))、再結晶(ヘプタン/酢酸エチル=80/20(容量比))により精製し、トランス−5−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)−2−(トランス−4’−プロピルビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)テトラヒドロ−2H−ピラン(9;化合物No.1)3.1g(収率29%)を得た。

¹H−NMR分析の化学シフトδ(ppm)は以下の通りであり、得られた化合物が、トランス−5−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)−2−(トランス−4’−プロピルビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)テトラヒドロ−2H−ピラン(9)であることが同定できた。なお、測定溶媒はCDCl₃である。

化学シフトδ(ppm);6.80(dt,1H)、6.67(dt,1H)、4.19(q,2H)、4.02−3.97(m,1H)、3.37(t,1H)、3.07−3.00(m,2H)、2.03−1.95(m,2H)、1.83−1.67(m,10H)、1.46−0.90(m,17H)、0.90−0.75(m,5H)

得られた化合物(9)すなわち化合物No.1の相転移温度は以下の通りであった。 相転移温度:C 83.6 SB 250.3 N 310.1 Iso。

[実施例2] トランス−5−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−2−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピラン(No.41)の合成

第一工程 窒素雰囲気下の反応器中、2−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)酢酸(10)29.8g(0.10mol)、4−ジ(メチルアミノ)ピリジン(DMAP)1.22g(0.01mol)、t−ブタノール8.88g(0.12mol)のジクロロメタン300ml溶液に、氷冷下N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)24.8g(0.12mol)を添加した。室温で8時間攪拌後、析出している不溶物をろ別し、ろ液に水300mlを加え分液した。有機相を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下にて溶媒を留去した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(シリカゲル:100g、溶離液:トルエン)により精製し、2−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)酢酸−t−ブチルエステル(11)18.3g(収率52%)を得た。

第二工程 第一工程で得られた2−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)酢酸−t−ブチルエステル(11)18.3g(51.7mmol)のテトラヒドロフラン200ml溶液に、−60℃でリチウムジイソプロピルアミド(1.98M テトラヒドロフラン溶液)(LDA)52ml(0.103mol)を滴下し、同温度で1時間攪拌した。ついで反応液を−90℃以下に冷却し、一般的な手法で合成された、2−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)オキセタン(12)9.05g(43.1mmol)のテトラヒドロフラン10ml溶液、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体6.12g(43.1mmol)を滴下した。−70℃以下の温度で3時間攪拌後、飽和塩化アンモニウム水溶液を加え、分液した。水相をトルエン50mlで3回抽出し、有機層をあわせて水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下にて溶媒を留去した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(シリカゲル:100g、溶離液:ヘプタン/酢酸エチル=80/20(容量比))にて精製し、2−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−5−ヒドロキシ−5−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ペンタン酸t−ブチルエステル(13)15.4g(収率63%)を得た。

第三工程 第二工程で得られた2−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−5−ヒドロキシ−5−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)ペンタン酸t−ブチルエステル(13)15.4g(27.1mmol)のジクロロメタン100ml溶液に、氷冷下、トリフルオロ酢酸(TFA)13.2ml(135.5mmol)を滴下し、室温で5時間反応させた。この反応混合物を100mlに注ぎ分液した。得られた有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下にて溶媒を留去した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(シリカゲル:100g、溶離液:ヘプタン/酢酸エチル=90/10(容量比))にて精製し、3−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−6−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピラン−2−オン(14)12.1g(収率:91%)を得た。

第四工程 窒素雰囲気下の反応器中、第三工程で得られた3−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−6−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピラン−2−オン(14)15.2g(31.0mmol)のテトラヒドロフラン200ml溶液に、−50℃以下で水素化ジイソブチルアルミニウム(0.99M トルエン溶液)69ml(68.2mmol)を滴下し、3時間反応させた。反応液を10%ギ酸水溶液200mlに注ぎ、分液した。水相をトルエン100mlで2回抽出し、有機層をあわせて水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下にて溶媒を留去し、3−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−6−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピラン−2−オール(15)15.2g(収率99%)を得た。

第五工程 第四工程で得られた3−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−6−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピラン−2−オール(15)15.2g(30.9mmol)のジクロロメタン100ml溶液に、−30℃でトリエチルシラン7.17g(61.8mmol)、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体8.78g(61.8mmol)を滴下した。室温に戻し3時間反応させた。反応液に水100mlを加え分液し、有機相を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下にて溶媒を留去した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(シリカゲル:200g、溶離液:ヘプタン/酢酸エチル=80/20(容量比))、再結晶(ヘプタン/酢酸エチル=90/10(容量比))により精製し、トランス−5−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−2−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピラン(16;化合物No.41)4.6g(収率31%)を得た。

¹H−NMR分析の化学シフトδ(ppm)は以下の通りであり、得られた化合物が、トランス−5−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−2−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピラン(16)であることが同定できた。なお、測定溶媒はCDCl₃である。

化学シフトδ(ppm);6.81(dt,1H)、6.56(dt,1H)、4.16−4.02(m,3H)、3.13(t,1H)、2.91(qd,1H)、2.72(tt,1H)、1.97−1.64(m,10H)、1.50−0.79(m,28H)

得られた化合物(16)すなわち化合物No.41の相転移温度は以下の通りであった。 相転移温度:C 82.2 SB 257.2 N 298.1 Iso。

[実施例3]トランス−5−(トランス−4’−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)ビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)−2−ペンチルテトラヒドロ−2H−ピラン(No.109)の合成

第一工程 化合物(11)と同様な方法で合成された、2−(トランス−4’−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)ビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)酢酸t−ブチルエステル(17)15.2g(34.9mmol)のテトラヒドロフラン200ml溶液に、−60℃でリチウムジイソプロピルアミド(1.98M テトラヒドロフラン溶液)(LDA)35ml(69.7mmol)を滴下し、同温度で1時間反応させた。ついで反応液を−90℃以下に冷却し、一般に知られた方法で合成された、2−ペンチルオキセタン(18)3.72g(29.1mmol)のテトラヒドロフラン5ml溶液、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体2.37gを滴下した。−70℃以下の温度で3時間攪拌後、飽和塩化アンモニウム水溶液を加え、分液した。水相をトルエン100mlで3回抽出し、有機層をあわせて水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下にて溶媒を留去した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(シリカゲル:200g、溶離液:ヘプタン/酢酸エチル=80/20(容量比))にて精製し、2−(トランス−4’−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)ビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)−5−ヒドロキシデカン酸t−ブチルエステル(19)10.8g(収率66%)を得た。

第二工程 第一工程で得られた2−(トランス−4’−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)ビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)−5−ヒドロキシデカン酸t−ブチルエステル(19)10.8g(19.1mmol)のジクロロメタン100ml溶液に、氷冷下、トリフルオロ酢酸(TFA)7.4ml(96.6mmol)を滴下し、室温で5時間反応させた。この反応混合物を水100mlに注ぎ分液した。得られた有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下にて溶媒を留去した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(シリカゲル:100g、溶離液:ヘプタン/酢酸エチル=80/20(容量比))にて精製し、3−(トランス−4’−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−6−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピラン−2−オン(20)8.0g(収率85%)を得た。

第三工程 窒素雰囲気下の反応器中、第二工程で得られた3−(トランス−4’−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−6−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピラン−2−オン(20)8.0g(16.3mmol)のテトラヒドロフラン100ml溶液に、−50℃以下で水素化ジイソブチルアルミニウムトルエン溶液(0.99M)36ml(35.6mmol)を滴下し、3時間反応させた。反応液を10%ギ酸水溶液50mlに注ぎ、分液した。水相をトルエン20mlで2回抽出し、有機層をあわせて水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下にて溶媒を留去し、3−(トランス−4’−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)ビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)−6−ペンチルテトラヒドロ−2H−ピラン−2−オール(21)6.9g(収率86%)を得た。

第四工程 第三工程で得られた3−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−6−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピラン−2−オール(21)6.9g(14.0mmol)のジクロロメタン50ml溶液に、−30℃でトリエチルシラン3.25g(28.0mmol)、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体3.98g(28.0mmol)を滴下した。室温に戻し3時間攪拌した。反応液に水50mlを加え分液し、有機相を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下にて溶媒を留去した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(シリカゲル:100g、溶離液:ヘプタン/酢酸エチル=80/20(容量比))、再結晶(ヘプタン/酢酸エチル=90/10(容量比))により精製し、トランス−5−(トランス−4’−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)ビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)−2−ペンチルテトラヒドロ−2H−ピラン(22;化合物No.109)1.2g得た(収率18%)。

¹H−NMR分析の化学シフトδ(ppm)は以下の通りであり、得られた化合物が、トランス−5−(トランス−4’−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)ビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)−2−ペンチルテトラヒドロ−2H−ピラン(22)であることが同定できた。なお、測定溶媒はCDCl₃である。

化学シフトδ(ppm);6.83(dt,1H)、6.66(dt,1H)、4.12−4.05(q,2H)、4.01(dq,1H)、3.20−3.08(m,2H)、2.71(tt,1H)、1.91−0.84(m,38H)

得られた化合物(22)すなわち化合物No.109の相転移温度は以下の通りであった。 相転移温度:C 70.7 SB 265.5 N 309 Iso。

[実施例4] トランス−5−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−2−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピラン(No.44)の合成

実施例2の第二工程において、2−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)オキセタンに替えて2−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)オキセタンを用い、実施例2と同様な方法で合成を行うことによりトランス−5−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−2−(トランス−4−プロピルシクロヘシル)テトラヒドロ−2H−ピランを合成した。

¹H−NMR分析の化学シフトδ(ppm)は以下の通りであり、得られた化合物が、トランス−5−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−2−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピランであることが同定できた。なお、測定溶媒はCDCl₃である。

化学シフトδ(ppm);6.81(dt,1H)、6.66(dt,1H)、4.08(q,2H)、4.07−4.03(m,1H)、3.13(t,1H)、2.93−2.89(m,1H)、2.75−2.70(m,1H)、1.94−1.67(m,10H)、1.43(t,3H)、1.42−1.09(m,13H)、1.05−0.80(m,5H)、0.87(t,3H).

得られた化合物(化合物No.44)の相転移温度は以下の通りであった。 相転移温度:C 82.3 SB 233.2 N 299.8 Iso。

[実施例5] トランス−5−(4’−エトキシ−2’,3’−ジフルオロビフェニル−4−イル)−2−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピラン(No.40)の合成

実施例2の第二工程において、2−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)酢酸−t−ブチルエステルに替えて2−(4’−エトキシ−2’,3’−ジフルオロビフェニル−4−イル)酢酸−t−ブチルエステルを用い、実施例2と同様な方法で合成を行うことによりトランス−5−(4’−エトキシ−2’,3’−ジフルオロビフェニル−4−イル)−2−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピランを合成した。

¹H−NMR分析の化学シフトδ(ppm)は以下の通りであり、得られた化合物が、トランス−5−(4’−エトキシ−2’,3’−ジフルオロビフェニル−4−イル)−2−(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピランであることが同定できた。なお、測定溶媒はCDCl₃である。

化学シフトδ(ppm);7.43(d,2H)、7.29(d,2H)、7.07(td,1H)、6.79(td,1H)、4.15(q,2H)、4.06(dq,2H)、3.42(t,1H)、3.10(dq,1H)、2.84(t,1H)、2.09(d,1H)、1.97(d,1H)、1.81−1.72(m,5H)、1.57−1.45(m,1H)、1.47(t,3H)、1.35−1.29(m,3H)、1.22−1.11(m,3H)、1.05(sex,1H)0.95−0.81(m,2H)0.87(t、3H)。

得られた化合物(化合物No.40)の相転移温度は以下の通りであった。 相転移温度:C 70.3 SB 158.8 SA 184.0 N 293.1 Iso。

[実施例6] トランス−5−(トランス−4’−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)ビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)−2−プロピルテトラヒドロ−2H−ピラン(No.108)の合成

実施例3の第一工程において、2−ペンチルオキセタンに替えて2−プロピルオキセタンを用い、実施例3と同様な方法で合成を行うことによりトランス−5−(トランス−4’−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)ビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)−2−プロピルテトラヒドロ−2H−ピランを合成した。

¹H−NMR分析の化学シフトδ(ppm)は以下の通りであり、得られた化合物が、トランス−5−(トランス−4’−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)ビ(シクロヘキサン)−トランス−4−イル)−2−プロピルテトラヒドロ−2H−ピランであることが同定できた。なお、測定溶媒はCDCl₃である。

化学シフトδ(ppm);6.82(dt,1H)、6.66(dt,1H)、4.08(q,2H)、4.03−3.99(m,1H)、3.17−3.10(m,1H)、3.12(t,1H)、2.74−2.69(m,1H)、1.89−1.63(m,10H)、1.51−1.30(m,7H)、1.43(t,3H)、1.27−0.92(m,11H)、0.91(t,3H)。

得られた化合物(化合物No.108)の相転移温度は以下の通りであった。 相転移温度:C 99.0 SB 234.0 N 313.5 Iso。

[実施例7] トランス−2−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−5−(4−ペンチルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピラン(No.75)の合成

実施例2の第一工程において、2−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)酢酸に替えて2−(4−ペンチルシクロヘキシル)酢酸を用い、第二工程において、2−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)オキセタンに替えて2−(4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)オキセタンを用い、実施例2と同様な方法で合成を行うことによりトランス−2−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−5−(4−ペンチルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピランを合成した。

¹H−NMR分析の化学シフトδ(ppm)は以下の通りであり、得られた化合物が、トランス−2−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)−5−(4−ペンチルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピランであることが同定できた。なお、測定溶媒はCDCl₃である。

化学シフトδ(ppm);6.83(t,1H)、6.66(t,1H)、4.08(q,2H)、4.01−4.06(m,1H)、3.12(t,1H)、2.92−2.98(m,1H)、2.12−2.09(m,1H)、1.65−1.94(m,10H)、1.43(t,3H)、1.08−1.48(m,17H)、0.78−1.02(m,5H)、0.88(t,3H).

得られた化合物(化合物No.75)の相転移温度は以下の通りであった。 相転移温度:C 70.7 SB 261.5 N 301.4 Iso。

[実施例8] トランス−2−(トランス−4’−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−4−イル)−5−ペンチルテトラヒドロ−2H−ピラン(No.143)の合成

実施例2の第一工程において、2−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)酢酸に替えてエナント酸を用い、第二工程において、2−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)オキセタンに替えて2−(4’−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−4−イル)オキセタンを用い、実施例2と同様な方法で合成を行うことによりトランス−2−(トランス−4’−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−4−イル)−5−ペンチルテトラヒドロ−2H−ピランを合成した。

¹H−NMR分析の化学シフトδ(ppm)は以下の通りであり、得られた化合物が、トランス−2−(トランス−4’−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−4−イル)−5−ペンチルテトラヒドロ−2H−ピランであることが同定できた。なお、測定溶媒はCDCl₃である。

化学シフトδ(ppm);6.83(t,1H)、6.66(t,1H)、4.08(q,2H)、3.90−3.96(m,1H)、2.98(t,1H)、2.88−2.95(m,1H)、2.68−2.76(m,1H)、1.61−2.02(m,9H)、0.90−1.55(m,23H)、1.43(t,3H)、0.88(t,3H).

得られた化合物(化合物No.75)の相転移温度は以下の通りであった。 相転移温度:C 72.0 SB 290.5 N 313.6 Iso。

[実施例9] トランス−2−(4’−エトキシ−2’,3’−ジフルオロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)−5−(4−プロピルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピラン(No.313)の合成

実施例2の第一工程において、2−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)酢酸に替えて2−(4−ペンチルシクロヘキシル)酢酸を用い、第二工程において、2−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)オキセタンに替えて2−(4’−エトキシ−2’,3’−ジフルオロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)オキセタンを用い、実施例2と同様な方法で合成を行うことによりトランス−2−(4’−エトキシ−2’,3’−ジフルオロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)−5−(4−プロピルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピランを合成した。

¹H−NMR分析の化学シフトδ(ppm)は以下の通りであり、得られた化合物が、トランス−2−(4’−エトキシ−2’,3’−ジフルオロ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)−5−(4−プロピルシクロヘキシル)テトラヒドロ−2H−ピランであることが同定できた。なお、測定溶媒はCDCl₃である。

化学シフトδ(ppm);7.467(m,2H)、7.408(m,2H)、7.077(m,1H)、6.781(m,1H)、4.295(m,1H)、4.192(m,1H)、4.170(q,2H)、3.346(t,1H)、2.050−1.980(m,1H)、1.960−1.900(m,1H)、1.825−1.710(m,4H)、1.665−1.570(m,1H)、1.530−1.430(m,4H)、1.420−1.265(m,3H)、1.230−0.950(m,6H)、0.910−0.800(m,5H)

得られた化合物(化合物No.313)の相転移温度は以下の通りであった。 相転移温度:C 97.8 N 312.1 Iso。

[参考例] トランス−2−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)−5−(4’−ペンチル−[1,1’−ビ(クロヘキサン)]−4−イル)テトラヒドロ−2H−ピラン(化合物(c))の合成

実施例2の第一工程において、2−(トランス−4−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)シクロヘキシル)酢酸に替えて2−(トランス−4’−ペンチル−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−4−イル)酢酸を用い、第二工程において、2−(トランス−4−ペンチルシクロヘキシル)オキセタンに替えて2−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)オキセタンを用い、実施例2と同様な方法で合成を行うことによりトランス−2−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)−5−(4’−ペンチル−[1,1’−ビ(クロヘキサン)]−4−イル)テトラヒドロ−2H−ピランを合成した。

¹H−NMR分析の化学シフトδ(ppm)は以下の通りであり、得られた化合物が、トランス−2−(4−エトキシ−2,3−ジフルオロフェニル)−5−(4’−ペンチル−[1,1’−ビ(クロヘキサン)]−4−イル)テトラヒドロ−2H−ピランであることが同定できた。なお、測定溶媒はCDCl₃である。

化学シフトδ(ppm);7.095(m,1H)、6.714(m,1H)、4.485(m,1H)、4.148(m,1H)、4.112(q,2H)、3.333(t,1H)、2.005−1.840(m,2H)、1.830−1.645(m,8H)、1.600−0.770(m,29H)

得られた化合物(化合物(c))の相転移温度は以下の通りであった。 相転移温度:C 99.3 SB 267.1 N 312.9 Iso。

実施例1〜9に記載した合成法に準じて、以下の化合物が製造できる。

[比較例1] 特開2000−8040号公報(特許文献3)に記載の合成方法により合成した化合物(b) 15重量%と、母液晶A 85重量%を含有する液晶組成物Bを調製した。得られた液晶組成物Bの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶性化合物(b)の物性の外挿値を算出した。その外挿値は以下のとおりであった。 上限温度(NI)=121.3℃;誘電率異方性(Δε)=−7.3;屈折率異方性(Δn)=0.107;粘度(η)=61.4mPa・s.

[実施例10] 化合物No.1の10重量%と、母液晶Aの90重量%を含有する液晶組成物Dを調整した。得られた液晶組成物Dの物性値を測定し、測定値を外挿することで化合物No.1の物性の外挿値を算出した。その外挿値は以下のとおりであった。 上限温度(NI)=234.6℃;誘電率異方性(Δε)=−6.70;屈折率異方性(Δn)=0.126;粘度(η)=63.5mPa・s

[実施例11] 化合物No.41の15重量%と、母液晶Aの85重量%を含有する液晶組成物Eを調整した。得られた液晶組成物Eの物性値を測定し、測定値を外挿することで化合物No.41の物性の外挿値を算出した。その外挿値は以下のとおりであった。 上限温度(NI)=238.6℃;誘電率異方性(Δε)=−5.48;屈折率異方性(Δn)=0.122;粘度(η)=66.1mPa・s

[実施例12] 化合物No.109の15重量%と、母液晶Aの85重量%を含有する液晶組成物Fを調整した。得られた液晶組成物Fの物性値を測定し、測定値を外挿することで化合物No.109の物性の外挿値を算出した。その外挿値は以下のとおりであった。 上限温度(NI)=243.3℃;誘電率異方性(Δε)=−5.59;屈折率異方性(Δn)=0.126;粘度(η)=65.4mPa・s

[実施例13] 化合物No.44の15重量%と、母液晶Aの85重量%を含有する液晶組成物Gを調整した。得られた液晶組成物Gの物性値を測定し、測定値を外挿することで化合物No.44の物性の外挿値を算出した。その外挿値は以下のとおりであった。 上限温度(NI)=238.6℃;誘電率異方性(Δε)=−5.42;屈折率異方性(Δn)=0.182;粘度(η)=82.4mPa・s

[実施例14] 化合物No.40の15重量%と、母液晶Aの85重量%を含有する液晶組成物Hを調整した。得られた液晶組成物Hの物性値を測定し、測定値を外挿することで化合物No.40の物性の外挿値を算出した。その外挿値は以下のとおりであった。 上限温度(NI)=245.3℃;誘電率異方性(Δε)=−5.71;屈折率異方性(Δn)=0.122;粘度(η)=72.3mPa・s

[実施例15] 化合物No.108の15重量%と、母液晶Aの85重量%を含有する液晶組成物Iを調整した。得られた液晶組成物Iの物性値を測定し、測定値を外挿することで化合物No.108の物性の外挿値を算出した。その外挿値は以下のとおりであった。 上限温度(NI)=245.3℃;誘電率異方性(Δε)=−5.41;屈折率異方性(Δn)=0.128;粘度(η)=69.5mPa・s

[実施例16] 化合物No.75の15重量%と、母液晶Aの85重量%を含有する液晶組成物Jを調整した。得られた液晶組成物Jの物性値を測定し、測定値を外挿することで化合物No.75の物性の外挿値を算出した。その外挿値は以下のとおりであった。 上限温度(NI)=245.9℃;誘電率異方性(Δε)=−4.05;屈折率異方性(Δn)=0.122;粘度(η)=60.6mPa・s

[実施例17] 化合物No.143の15重量%と、母液晶Aの85重量%を含有する液晶組成物Kを調整した。得られた液晶組成物Kの物性値を測定し、測定値を外挿することで化合物No.143の物性の外挿値を算出した。その外挿値は以下のとおりであった。 上限温度(NI)=243.9℃;誘電率異方性(Δε)=−4.74;屈折率異方性(Δn)=0.124;粘度(η)=63.3mPa・s [実施例18] 化合物No.313の15重量%と、母液晶Aの85重量%を含有する液晶組成物Lを調整した。得られた液晶組成物Lの物性値を測定し、測定値を外挿することで化合物No.313の物性の外挿値を算出した。その外挿値は以下のとおりであった。 上限温度(NI)=252.6℃;誘電率異方性(Δε)=−4.88;屈折率異方性(Δn)=0.191;粘度(η)=88.9mPa・s

[比較例2] 参考例に記載の合成方法により合成した化合物(c) 3重量%と、母液晶A 97重量%を含有する液晶組成物Mを調製した。得られた液晶組成物Mの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶性化合物(c)の物性の外挿値を算出した。その外挿値は以下のとおりであった。 上限温度(NI)=261.3℃;誘電率異方性(Δε)=−2.7;屈折率異方性(Δn)=0.150;粘度(η)=70.5mPa・s. 液晶性化合物(c)の誘電率異方性は類似する化合物1と比較して絶対値が小さいことが解った。

一般に、分子量が大きいほど粘度も増大するが、驚くべきことに、実施例4の化合物No.1、実施例5の化合物No.41、および実施例6の化合物No.109は、比較例の化合物(b)と比較してシクロヘキシレン環1個分分子量が大きいにもかかわらず、粘度が同等であった。さらに、化合物(b)と化合物No.1、化合物No.41、およびNo.109を比較すると、化合物No.1、化合物No.41、および化合物No.109が遙かに大きな上限温度(NI)を有することがわかった。 このように、化合物No.1、化合物No.41、および化合物No.109は化合物(b)と比較して同等の粘度を有するにもかかわらず、遙かに高い上限温度(NI)を持つ点で優れていることが解った。

<液晶組成物の例> 本発明の代表的な組成物を実施例19〜32にまとめた。最初に、組成物の成分である化合物とその量(重量%)を示した。化合物は表1の取り決めに従い、左末端基、結合基、環構造、および右末端基の記号によって表示した。

[実施例19] 3−HHDhB(2F,3F)−O2 (No.1) 4% 5−DhHHB(2F,3F)−O2 (No.109)4% 3−HH−O1 (12−1) 8% 5−HH−O1 (12−1) 4% 3−HH−4 (12−1) 5% 3−HB(2F,3F)−O2 (6−1) 12% 5−HB(2F,3F)−O2 (6−1) 21% 2−HHB(2F,3F)−1 (7−1) 5% 3−HHB(2F,3F)−1 (7−1) 7% 3−HHB(2F,3F)−O2 (7−1) 10% 5−HHB(2F,3F)−O2 (7−1) 20% NI=74.6℃;Δn=0.080;η=25.3mPa・s;Δε=−4.3.

[実施例20] 5−HDhHB(2F,3F)−O2 (No.41) 3% 3−HDhBB(2F,3F)−O2 (No.44) 7% 3−HB−O1 (12−5) 15% 3−HH−4 (12−1) 5% 3−HB(2F,3F)−O2 (6−1) 12% 5−HB(2F,3F)−O2 (6−1) 12% 2−HHB(2F,3F)−1 (7−1) 12% 3−HHB(2F,3F)−1 (7−1) 12% 3−HHB(2F,3F)−O2 (7−1) 13% 5−HHB(2F,3F)−O2 (7−1) 3% 3−HHB−1 (13−1) 6% NI=94.2℃;Δn=0.095;η=38.8mPa・s;Δε=−3.4.

[実施例21] 3−HHDhB(2F,3F)−O2 (No.1) 3% 3−HDhBB(2F,3F)−O2 (No.44) 3% 3−HB−O1 (12−5) 15% 3−HH−4 (12−1) 5% 3−HB(2F,3F)−O2 (6−1) 12% 5−HB(2F,3F)−O2 (6−1) 12% 2−HHB(2F,3F)−1 (7−1) 12% 3−HHB(2F,3F)−1 (7−1) 12% 3−HHB(2F,3F)−O2 (7−1) 13% 5−HHB(2F,3F)−O2 (7−1) 7% 6−HEB(2F,3F)−O2 (6−6) 6% NI=86.2℃;Δn=0.089;η=36.0mPa・s;Δε=−3.7.

[実施例22] 5−DhHHB(2F,3F)−O2 (No.109)3% 3−HDhBB(2F,3F)−O2 (No.44) 5% 3−HH−4 (12−1)14% 3−H2B(2F,3F)−O2 (6−4) 22% 5−H2B(2F,3F)−O2 (6−4) 22% 2−HHB(2F,3CL)−O2 (7−12) 2% 3−HHB(2F,3CL)−O2 (7−12) 3% 4−HHB(2F,3CL)−O2 (7−12) 2% 3−HBB(2F,3F)−O2 (7−7) 9% V−HHB−1 (13−1) 6% 3−HHB−3 (13−1) 6% 3−HHEBH−3 (14−6) 3% 3−HHEBH−4 (14−6) 3% NI=85.9℃;Δn=0.096;η=27.9mPa・s;Δε=−3.8.

[実施例23] 3−HDhHB(2F,3F)−O2 (No.40)3% 3−DhHHB(2F,3F)−O2 (No.108)3% 2−HH−5 (12−1) 3% 3−HH−4 (12−1)15% 3−HH−5 (12−1) 4% 3−H2B(2F,3F)−O2 (6−4) 12% 5−H2B(2F,3F)−O2 (6−4) 15% 3−HHB(2F,3CL)−O2 (7−12) 5% 2−HBB(2F,3F)−O2 (7−7) 3% 3−HBB(2F,3F)−O2 (7−7) 9% 5−HBB(2F,3F)−O2 (7−7) 6% 3−HHB−1 (13−1) 3% 3−HHB−3 (13−1) 4% 3−HHB−O1 (13−1) 3% 3−HB−O2 (12−5)12% NI=84.9℃;Δn=0.093;η=20.6mPa・s;Δε=−4.0. 上記組成物100部にOp−05を0.25部添加したときのピッチは60.3μmであった。

[実施例24] 3−HdhHB(2F,3F)−O2 (No.74)3% 3−dhHHB(2F,3F)−O2 (No.142)3% 3−HB−O1 (12−5)15% 3−HH−4 (12−1) 5% 3−HB(2F,3F)−O2 (6−1) 12% 5−HB(2F,3F)−O2 (6−1) 12% 2−HHB(2F,3F)−1 (7−1) 12% 3−HHB(2F,3F)−1 (7−1) 6% 3−HHB(2F,3F)−O2 (7−1) 13% 5−HHB(2F,3F)−O2 (7−1) 13% 3−HHB−1 (13−1) 6%

[実施例25] 3−HHDhB(2F,3F)−O2 (No.1) 4% 5−DhHHB(2F,3F)−O2 (No.109)3% 2−BEB(F)−C (5−14) 5% 3−BEB(F)−C (5−14) 4% 4−BEB(F)−C (5−14)12% 1V2−BEB(F,F)−C (5−15)16% 3−HB−O2 (12−5)10% 3−HH−4 (12−1) 3% 3−HHB−F (3−1) 3% 3−HHB−1 (13−1) 8% 3−HHB−O1 (13−1) 4% 3−HBEB−F (3−37) 4% 5−HHEB−F (3−10) 7% 3−H2BTB−2 (13−17)4% 3−H2BTB−3 (13−17)4% 3−H2BTB−4 (13−17)4% 3−HB(F)TB−2 (13−18)5% NI=89.1℃;Δn=0.141;Δε=27.2;Vth;η=39.3mPa・sec.

[実施例26] 5−HDhHB(2F,3F)−O2 (No.41)5% 3−HDhBB(2F,3F)−O2 (No.44)7% 1V2−BEB(F,F)−C (5−15) 6% 3−HB−C (5−1) 18% 2−BTB−1 (12−10)10% 5−HH−VFF (12−1)30% 3−HHB−1 (13−1) 4% VFF−HHB−1 (13−1) 5% VFF2−HHB−1 (13−1)11% 3−H2BTB−4 (13−17)4% NI=90.6℃;Δn=0.124;Δε=5.3;η=18.7mPa・sec.

[実施例27] 3−HHDhB(2F,3F)−O2 (No.1) 4% 5−DhHHB(2F,3F)−O2 (No.109)4% 2−HB−C (5−1) 5% 3−HB−C (5−1) 12% 3−HB−O2 (12−5)11% 2−BTB−1 (12−10)3% 3−HHB−F (3−1) 4% 3−HHB−1 (13−1) 8% 3−HHB−O1 (13−1) 5% 3−HHB−3 (13−1)14% 5−HHEB−F (3−10) 4% 2−HHB(F)−F (3−2) 7% 3−HHB(F)−F (3−2) 7% 5−HHB(F)−F (3−2) 7% 3−HHB(F,F)−F (3−3) 5% NI=109.2℃;Δn=0.101;Δε=3.7;η=20.8mPa・sec.

[実施例28] 3−HDhHB(2F,3F)−O2 (No.40)3% 3−DhHHB(2F,3F)−O2 (No.108)3% 5−HB−CL (2−2) 18% 3−HH−4 (12−1)12% 3−HH−5 (12−1) 4% 3−HHB−F (3−1) 4% 3−HHB−CL (3−1) 3% 4−HHB−CL (3−1) 4% 3−HHB(F)−F (3−2) 7% 4−HHB(F)−F (3−2) 9% 5−HHB(F)−F (3−2) 9% 7−HHB(F)−F (3−2) 8% 5−HBB(F)−F (3−23) 4% 1O1−HBBH−5 (14−1) 3% 4−HHBB(F,F)−F (4−6) 3% 5−HHBB(F,F)−F (4−6) 3% 3−HH2BB(F,F)−F (4−15) 3% NI=116.7℃;Δn=0.090;Δε=2.8;η=18.3mPa・sec.

[実施例29] 3−HdhHB(2F,3F)−O2 (No.74)5% 3−dhHHB(2F,3F)−O2 (No.142)3% 2−BEB(F)−C (5−14) 5% 3−BEB(F)−C (5−14) 4% 4−BEB(F)−C (5−14)12% 1V2−BEB(F,F)−C (5−15)16% 3−HB−O2 (12−5)10% 3−HH−4 (12−1) 5% 3−HHB−F (3−1) 3% 3−HHB−1 (13−1) 8% 3−HHB−O1 (13−1) 4% 3−HBEB−F (3−37) 4% 3−HHEB−F (3−10) 4% 3−H2BTB−2 (13−17)4% 3−H2BTB−3 (13−17)4% 3−H2BTB−4 (13−17)4% 3−HB(F)TB−2 (13−18)5%

[実施例30] 3−HHDhB(2F,3F)−O2 (No.1) 4% 5−DhHHB(2F,3F)−O2 (No.109)4% 3−HH−O1 (12−1) 8% 5−HH−O1 (12−1) 4% 3−HH−4 (12−1) 5% 3−HB(2F,3F)−O2 (6−1) 7% 5−HB(2F,3F)−O2 (6−1) 21% 3−HHB(2F,3F)−1 (7−1) 7% 3−HHB(2F,3F)−O2 (7−1) 10% 5−HHB(2F,3F)−O2 (7−1) 20% 2−BB(2F,3F)B−3 (8−1) 5% 2−BB(2F,3F)B−4 (8−1) 5% NI=79.3℃;Δn=0.095;η=26.2mPa・s;Δε=−4.0.

[実施例31] 3−HdhHB(2F,3F)−O2 (No.74)3% 3−dhHHB(2F,3F)−O2 (No.142)7% 3−HB−O1 (12−5)20% 3−HH−4 (12−1) 5% 3−HB(2F,3F)−O2 (6−1) 12% 5−HB(2F,3F)−O2 (6−1) 12% 2−HHB(2F,3F)−1 (7−1) 10% 3−HHB(2F,3F)−1 (7−1) 12% 3−HHB(2F,3F)−O2 (7−1) 8% 3−HHB−1 (13−1) 6% 5−HH1ONp(1F,7F,8F)−O4 (9−3) 5%

[実施例32] 3−HHDhB(2F,3F)−O2 (No.1) 3% 3−HDhBB(2F,3F)−O2 (No.44)3% 3−HB−O1 (12−5)15% 3−HH−4 (12−1) 5% 3−HB(2F,3F)−O2 (6−1) 12% 5−HB(2F,3F)−O2 (6−1) 12% 2−HHB(2F,3F)−1 (7−1) 12% 3−HHB(2F,3F)−1 (7−1) 2% 3−HHB(2F,3F)−O2 (7−1) 13% 5−HHB(2F,3F)−O2 (7−1) 7% 6−HEB(2F,3F)−O2 (6−6) 6% 3−HH1OCro(7F,8F)−5 (10−6) 5% 3−HH1OB(2F,3F,6Me)−O2 (11−7) 5% NI=85.9℃;Δn=0.089;η=40.7mPa・s;Δε=−4.1.

本発明は、他の液晶材料との相溶性に優れ、負に大きな誘電率異方性(Δε)を有する液晶性化合物を提供する。 また、本発明は、この液晶性化合物を成分として、その化合物を構成する環、置換基などを適当に選択することにより、所望の物性を有する特徴を備えた新たな液晶組成物を提供し、さらにこの液晶組成物を用いて構成した液晶表示素子を提供する。