JP4423877B2 - 2-trifluoromethyldihydropyran derivative, liquid crystal composition and liquid crystal display device - Google Patents

Description

式（１）において、Ｒａは炭素数１〜２０を有するアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ₂−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【００１１】
「アルキルにおいて任意の−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−などで置き換えられてもよい」の句の意味を一例で示す。Ｃ_４Ｈ_９−において任意の−ＣＨ_２−を−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えた基の一部は、Ｃ_３Ｈ_７Ｏ−、ＣＨ_３−Ｏ−（ＣＨ_２）_２−、ＣＨ_３−Ｏ−ＣＨ_２−Ｏ−、Ｈ_２Ｃ＝ＣＨ−（ＣＨ_２）_３−、ＣＨ_３−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ_２）_２−、およびＣＨ_３−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_２−Ｏ−である。このように「任意の」語は、「区別なく選択された少なくとも１つの」を意味する。化合物の安定性を考慮して、酸素と酸素とが隣接したＣＨ_３−Ｏ−Ｏ−ＣＨ_２−よりも、酸素と酸素とが隣接しないＣＨ_３−Ｏ−ＣＨ_２−Ｏ−の方が好ましい。
【００１２】
好ましいＲａは、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルコキシ、アルキルチオ、アルキルチオアルコキシ、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルオキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルキニル、およびアルキニルオキシである。少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられたこれらの基も好ましい。好ましいハロゲンはフッ素および塩素である。より好ましいハロゲンはフッ素である。これらの基は分岐鎖よりも直鎖の方が好ましい。分岐したＲａは化合物（１）が光学活性であるときに好ましい。より好ましいＲａは任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよいアルキル、アルコキシ、アルケニル、およびアルケニルオキシである。特に好ましいＲａは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよいアルキルである。アルキルの炭素数は１〜２０である。好ましいアルキルの炭素数は１〜１０である。より好ましいアルキルの炭素数は１〜６である。
【００１３】
アルケニルにおける−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。１−プロペニル、１−ブテニル、１−ペンテニル、１−ヘキセニル、３−ペンテニル、３−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはトランス配置が好ましい。２−ブテニル、２−ペンテニル、２−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはシス配置が好ましい。好ましい立体配置を有するアルケニルは、高い透明点または液晶相の広い温度範囲を有する。Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985,
131, 109.を参照。
【００１４】
具体的なＲａは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、メトキシメチル、メトキシエチル、メトキシプロピル、エトキシメチル、エトキシエチル、エトキシプロピル、プロポキシメチル、ビニル、１−プロペニル、２−プロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ブテニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、３−ペンテニル、４−ペンテニル、２−プロペニルオキシ、２−ブテニルオキシ、２−ペンテニルオキシ、１−プロピニル、および１−ペンチニルである。
【００１５】
具体的なＲａは、２−フルオロエチル、３−フルオロプロピル、２，２，２−トリフルオロエチル、２−フルオロビニル、２，２−ジフルオロビニル，３−フルオロ−１−プロペニル、３，３，３−トリフルオロ−１−プロペニル、４−フルオロ−１−プロペニル、および４，４−ジフルオロ−３−ブテニルでもある。より好ましいＲａは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルである。特に好ましいＲａは、エチル、プロピルおよびペンチルである。
【００１６】
Ａ¹、Ａ²、および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、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリダジン−３，６−ジイルであり、これらの環において任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。より好ましいＡ¹、Ａ²、およびＡ³は独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、または任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい１，４−フェニレンである。好ましいハロゲンはフッ素である。
【００１７】
好ましいＡ^１、Ａ^２、およびＡ³は１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，３，５−トリフルオロ−１，４−フェニレン、２，３，５，６−テトラフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、６−フルオロピリジン−２，５−ジイル、３−フルオロピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、およびピリダジン−３，６−ジイルである。１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルの立体配置は、シスよりもトランスが好ましい。より好ましいＡ^１、Ａ^２、およびＡ³は１，４−シクロヘキシレンおよび１，４−フェニレンである。
【００１８】
Ｚ¹、Ｚ²およびＺ³は独立して単結合、−（ＣＨ₂）₂−、−（ＣＦ₂）₂−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ₂）₄−、−（ＣＨ₂）₃Ｏ−、または−Ｏ（ＣＨ₂）₃−である。
【００１９】
好ましいＺ¹、Ｚ²およびＺ³は単結合、−（ＣＨ₂）₂−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ₂Ｏ−、−ＯＣＦ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、および−Ｃ≡Ｃ−である。より好ましいＺ¹、Ｚ²およびＺ³は、単結合、−（ＣＨ₂）₂−、および−（ＣＨ_２）_４−である。−ＣＨ＝ＣＨ−および−ＣＦ＝ＣＦ−の立体配置はシスよりもトランスが好ましい。特に好ましいＺ¹、Ｚ²およびＺ³は、単結合である。
【００２０】
ｍおよびｎは独立して０または１である。ｍおよびｎが０である化合物は二環を有する。ｍが０であり、ｎが１である化合物は三環を有する。ｍおよびｎが１である化合物は四環を有する。化合物の物性に大きな差異がないので、化合物（１）は^２Ｈ（重水素）、^１３Ｃなどの同位体を天然存在比の量より多く含んでもよい。
【００２１】
２． 項１に記載の式（１）において、Ａ¹、Ａ²、およびＡ³が独立して１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、または任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい１，４−フェニレンである項１に記載の化合物。
３． 項１に記載の式（１）において、Ｚ¹、Ｚ²およびＺ³が独立して単結合、−（ＣＨ₂）₂−または−（ＣＨ_２）_４−である項１または２に記載の化合物。
【００２２】
４． 項１に記載の式（１）において、Ｒａが任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい炭素数１〜２０の、アルキル、アルコキシ、アルケニル、およびアルケニルオキシである項１〜３のいずれか１項に記載の化合物。
５． 項１に記載の式（１）において、Ｒａが任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい炭素数１〜２０のアルキルである項１〜３のいずれか１項に記載の化合物。
【００２３】
６． 項１に記載の式（１）において、Ｚ¹、Ｚ²およびＺ³が単結合である項１〜５のいずれか１項に記載の化合物。
７． 項１に記載の式（１）において、ｍおよびｎが０である項１〜６のいずれか１項に記載の化合物。
【００２４】
８． 項１に記載の式（１）において、ｍが０およびｎが１である項１〜６のいずれか１項に記載の化合物。
９． 項１に記載の式（１）において、ｍが１およびｎが１である項１〜６のいずれか１項に記載の化合物。
１０． 項１〜９のいずれか１項に記載した少なくとも１つの化合物を含有する液晶組成物。
【００２５】
１１． 下記の式（２）、（３）および（４）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する請求項１０に記載の組成物。

【００２６】
式中、Ｒ^１は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ_２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ^１はフッ素、塩素、−ＯＣＦ_３、−ＯＣＨＦ_２、−ＣＦ_３、−ＣＨＦ_２、−ＣＨ_２Ｆ、−ＯＣＦ_２ＣＨＦ_２、または−ＯＣＦ_２ＣＨＦＣＦ_３であり；環Ｂおよび環Ｄ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、環Ｅは１，４−シクロヘキシレン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；Ｚ^４およびＺ^５は独立して−（ＣＨ_２)_２−、−（ＣＨ_２)_４−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合であり；そしてＬ^１およびＬ^２は独立して水素またはフッ素である。
【００２７】
１２． 下記の式（５）および（６）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１０に記載の組成物。

【００２８】
式中、Ｒ^２およびＲ^３は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ_２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ^２は−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮであり；環Ｇは１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；環Ｊは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−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；環Ｋは１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；Ｚ^６は−（ＣＨ_２)_２−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、または単結合であり；Ｌ^３、Ｌ^４およびＬ^５は独立して水素またはフッ素であり；そしてｂ、ｃおよびｄは独立して０または１である。
【００２９】
１３． 下記の式（７）、（８）および（９）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１０に記載の組成物。

【００３０】
式中、Ｒ^４およびＲ⁵は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ_２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；環Ｍおよび環Ｐ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；Ｚ^７およびＺ^８は独立して−（ＣＨ_２)_２−、−ＣＯＯ−または単結合であり；そしてＬ^６およびＬ^７は独立して水素またはフッ素であり、Ｌ^６とＬ^７の少なくとも１つはフッ素である。
【００３１】
１４． 下記の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１０に記載の組成物。

【００３２】
式中、Ｒ^６およびＲ^７は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ_２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；環Ｑ、環Ｔおよび環Ｕ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、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；そしてＺ^９およびＺ^１０は独立して−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ_２)_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。
【００３３】
１５． 項１４に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１３に記載の組成物。
１６． 項１４に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する１２項に記載の組成物。
【００３４】
１７． 項１２に記載の式（５）および（６）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１１に記載の組成物。
１８． 項１４に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１７に記載の組成物。
【００３５】
１９． 項１４に記載の式（１０）、（１１）および（１２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する項１３に記載の組成物。
２０． 少なくとも１つの光学活性化合物をさらに含有する項８〜１９のいずれか１項に記載の組成物。
２１． 項８〜２０項に記載の組成物を含有する液晶表示素子。
【００３６】
２２． 下記の式（１３）で表されるホスホニウム塩に塩基を作用することを特徴とする、項１記載の式（１）で表される化合物の製造方法。

【００３７】
化合物（２）から化合物（１２）において、好ましい基は次のとおりである。分岐のアルキルよりも直鎖のアルキルが好ましい。１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルの立体配置はシスよりもトランスが好ましい。「アルキルにおいて任意の−ＣＨ_２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい」の句の意味は、本発明の態様の項１において述べた。Ｒ^１、環Ｂなどの記号を複数の化合物において用いたが、これらのＲ^１（または環Ｂなど）は同一であってもよいし、異なってもよい。化合物の物性に大きな差異がないので、これらの化合物は^２Ｈ（重水素）、^１３Ｃなどの同位体を天然存在比の量より多く含んでもよい。
【００３８】
【発明の実施の態様】
第一に、本発明の化合物（１）をさらに説明する。この化合物は、素子が通常使用される条件下において物理的および化学的に極めて安定であり、そして他の液晶性化合物との相溶性がよい。この化合物を含有する組成物は、素子が通常使用される条件下で安定である。この組成物を低温で保管しても、この化合物が固体として析出することがない。この化合物は小さな光学異方性および大きな誘電率異方性を有する。
【００３９】
化合物（１）の末端基、環および結合基を適当に選択することによって、光学異方性などの物性を任意に調整することが可能である。末端基Ｒａ、環Ａ^１〜Ａ^３、および結合基Ｚ^１〜Ｚ^３の種類が、化合物（１）の物性に与える効果を以下に説明する。化合物（１）を組成物に添加すると、化合物（１）の物性は組成物のそれに影響する。
【００４０】
化合物（１）のＲａが直鎖であるときは液晶相の温度範囲が広く、そして粘度が小さい。Ｒａが分岐鎖であるときは他の液晶性化合物との相溶性がさらによい。Ｒａが光学活性基である化合物は、キラルドーパントとして有用である。この化合物を組成物に添加することによって、素子に発生するリバース・ツイスト・ドメイン（reverse twisted domain）を防止することができる。Ｒａが光学活性基でない化合物は組成物の成分として有用である。
【００４１】
化合物（１）の環Ａ^１、Ａ^２、またはＡ^３が、任意の水素がハロゲンで置き換えられた１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイルまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルのときは、誘電率異方性が大きい。この環が、任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよい１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリダジン−３，６−ジイルのときは光学異方性が大きい。この環が、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレンまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルのときは光学異方性が小さい。
【００４２】
少なくとも２つの環が１，４−シクロヘキシシレンであるときは、透明点が高く、光学異方性が小さく、そして粘度が小さい。少なくとも１つの環が１，４−フェニレンのときは、光学異方性が比較的大きい。少なくとも２つの環が１，４−フェニレンのときは、光学異方性が大きく、液晶相の温度範囲が広く、そして透明点が高い。
【００４３】
結合基Ｚ^１、Ｚ^２またはＺ^３が単結合、−（ＣＨ₂）₂−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、または−（ＣＨ₂）₄−のときは粘度が小さい。結合基が単結合、−（ＣＨ₂）₂−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−（ＣＨ₂）₄−のときは粘度がより小さい。結合基が−ＣＨ＝ＣＨ−または−ＣＦ＝ＣＦ−のときは液晶相の温度範囲が広く、そして弾性定数比が大きい。結合基が−Ｃ≡Ｃ−のときは光学異方性が大きい。
【００４４】
化合物（１）が二環または三環を有するときは粘度が小さく、二環を有するときは粘度がより小さい。化合物（１）が三環または四環を有するときは透明点が高く、四環を有するときは透明点がより高い。三環を有するときは小さな粘度と高い透明点を有する。以上のように、末端基、環および結合基の種類、環の数を適当に選択することにより目的の物性を有する化合物を得ることができる。
【００４５】
化合物（１）の好ましい例は化合物（１−１）〜（１−３０）である。これらの化合物におけるＲａ、Ｚ¹、Ｚ²、Ｚ³記号の意味は、本発明の態様の項１に記載したそれと同一である。これらの化合物に存在する１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリダジン−３，６−ジイルの環において、任意の水素はフッ素のようなハロゲンで置き換えられてもよい。
【００４６】
化合物（１−１）〜（１−３０）において、好ましいＲａは、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルコキシ、アルキルチオ、アルキルチオアルコキシ、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルオキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルキニル、およびアルキニルオキシである。少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられたこれらの基も好ましい。より好ましいＲａは任意の水素がフッ素で置き換えられてもいい、アルキル、アルコキシ、アルケニル、およびアルケニルオキシである。特に好ましいＲａは任意の水素がフッ素で置き換えられてもいいアルキルである。
【００４７】
化合物（１−１）〜（１−３０）において、好ましいＺ¹、Ｚ²およびＺ³は単結合、−（ＣＨ₂）₂−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ₂Ｏ−、−ＯＣＦ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、および−Ｃ≡Ｃ−である。より好ましいＺ¹、Ｚ²およびＺ³は、単結合、−（ＣＨ₂）₂−、および−（ＣＨ_２）_４−である。特に好ましいＺ¹、Ｚ²およびＺ³は、単結合である。
【００４８】

【００４９】

【００５０】

【００５１】
化合物（１）は有機合成化学における手法を適当に組み合わせることにより合成できる。出発物質に目的の末端基、環および結合基を導入する方法は、フーベン・バイルによるメソッド・オブ・オーガニック・ケミストリー（Houben-Wyle, Methods of Organic Chemistry, Georg Thieme Verlag, Stuttg）、オーガニック・シンセシス（Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc）、オーガニック・アクションズ（Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc)、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス（Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press）、新実験化学講座（丸善）などの成書に記載されている。
【００５２】
２−トリフルオロメチルジヒドロピラン環を合成する方法の一例を下記のスキームに示す。この方法に基づいてこの環を有する化合物を合成する。このスキームを説明したあと、結合基を生成する方法の一例を述べる。
【００５３】

【００５４】
ホスホニウム塩（１３）は、対応するハロゲン化物とトリフェニルホスフィンから合成できる。ホスホニウム塩（１３）を、塩基性条件で処理することで目的の化合物（１）を合成することができる。ホスホニウム塩の調製方法は、Organic Reactions，Vol 14，(1965)に詳しい記載がある。
【００５５】
ホスホニウム塩（１３）から化合物（１）を合成するウイティッヒ反応には公知の塩基を好適に使用できる。塩基の例は、ヘキサメチルジシランナトリウム、ｎ−ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウム、ｔ−ブチルリチウム、水素化ナトリウム、カリウム−ｔ−ブトオキシド等である。反応温度は−７８℃から溶媒の還流温度であるが、０℃から室温の間で反応は十分進行する。反応時間は数分から数時間であるが、通常１ないし２時間で反応は完結する。反応溶媒は使用する試薬と反応しないものであればいずれのものでも好適に使用できる。反応溶媒の例は、テトラヒドロキシフラン、ジエチルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテル等である。これらの溶媒にトルエン、ベンゼン、ヘキサン、ヘプタン等を混合してもよい。化合物（１３）は対応する１級アルコールにトリフルオロ酢酸無水物を作用させることによって合成できる。この化合物は、後述の実施例に示したように、単離せずに次の反応に使用してもよい。
【００５６】
結合基Ｚ^１、Ｚ^２またはＺ^３を生成する方法の一例に関して、最初にスキームを示し、次に項（Ｉ）〜項（XI）でスキームを説明する。このスキームにおいて、ＭＳＧ^１またはＭＳＧ^２は少なくとも１つの環を有する１価の有機基である。スキームで用いた複数のＭＳＧ^１（またはＭＳＧ^２）は、同一であってもよいし、異なってもよい。化合物（１Ａ）から（１Ｋ）は化合物（１）に相当する。Ｈａｌは臭素、またはヨウ素を表す。
【００５７】

【００５８】

【００５９】

【００６０】

【００６１】

【００６２】

【００６３】

【００６４】
（Ｉ）単結合の生成
アリールホウ酸（１４）と公知の方法で合成される化合物（１５）とを、炭酸塩水溶液とテトラキストリフェニルホスフィンパラジウムのような触媒の存在下で反応させて化合物（１Ａ）を合成する。この化合物（１Ａ）は、公知の方法で合成される化合物（１６）にｎ−ブチルリチウムを、次いで塩化亜鉛を反応させ、ジクロロビストリフェニルホスフィンパラジウムのような触媒の存在下で化合物（１５）を反応させることによっても合成される。
【００６５】
（II）−ＣＯＯ−と−ＯＣＯ−の生成
化合物（１６）にｎ−ブチルリチウムを、続いて二酸化炭素を反応させてカルボン酸（１７）を得る。化合物（１７）と、公知の方法で合成されるフェノール（１８）とをＤＣＣ（１，３−ジシクロヘキシルカルボジイミド）とＤＭＡＰ（４−ジメチルアミノピリジン）の存在下で脱水させて−ＣＯＯ−を有する化合物（１Ｂ）を合成する。この方法によって−ＯＣＯ−を有する化合物も合成できる。
【００６６】
（III）−ＣＦ_２Ｏ−と−ＯＣＦ_２−の生成
化合物（１Ｂ）をローソン試薬のような硫黄化剤で処理して化合物（１９）を得る。化合物（１９）をフッ化水素ピリジン錯体とＮＢＳ（Ｎ−ブロモスクシンイミド）でフッ素化し、−ＣＦ_２Ｏ−を有する化合物（１Ｃ）を合成する。M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 1992，827.を参照。化合物（１Ｃ）は化合物（２４）を（ジエチルアミノ）サルファトリフルオリドでフッ素化しても合成される。William H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768.を参照。この方法によって−ＯＣＦ_２−を有する化合物も合成できる。
【００６７】
（IV）−ＣＨ＝ＣＨ−の生成
化合物（１５）をｎ−ブチルリチウムで処理した後、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのホルムアミドと反応させてアルデヒド（２０）を得る。公知の方法で合成されるホスホニウム塩（２１）をカリウムｔ−ブトキシドのような塩基で処理して発生させたリンイリドを、アルデヒド（２０）に反応させて化合物（１Ｄ）を合成する。反応条件によってはシス体が生成するので、必要に応じて公知の方法によりシス体をトランス体に異性化する。
【００６８】
（V）−（ＣＨ_２）_２−の生成
化合物（１Ｄ）をパラジウム炭素のような触媒の存在下で水素化することにより、化合物（１Ｅ）を合成する。
【００６９】
（VI）−（ＣＨ_２）_４−の生成
ホスホニウム塩（２１）の代わりにホスホニウム塩（２２）を用い、項（IV）の方法にしたがって−（ＣＨ_２）_２−ＣＨ＝ＣＨ−を有する化合物を得る。これを接触水素化して化合物（１Ｆ）を合成する。
【００７０】
（VII）−Ｃ≡Ｃ−の生成
ジクロロビストリフェニルホスフィンパラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下で、化合物（１６）に２−メチル−３−ブチン−２−オールを反応させたのち、塩基性条件下で脱保護して化合物（２３）を得る。ジクロロビストリフェニルホスフィンパラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下、化合物（２３）を化合物（１５）と反応させて、化合物（１Ｇ）を合成する。
【００７１】
（VIII）−ＣＦ＝ＣＦ−の生成
化合物（１６）をｎ−ブチルリチウムで処理したあと、テトラフルオロエチレンを反応させて化合物（２４）を得る。化合物（１５）をｎ−ブチルリチウムで処理したあと化合物（２４）と反応させて化合物（１Ｈ）を合成する。
【００７２】
（IX）−ＣＨ_２Ｏ−または−ＯＣＨ_２−の生成
化合物（２０）を水素化ホウ素ナトリウムなどの還元剤で還元して化合物（２５）を得る。これを臭化水素酸などでハロゲン化して化合物（２６）を得る。炭酸カリウムなどの存在下で、化合物（２６）を化合物（２７）と反応させて化合物（１Ｊ）を合成する。
【００７３】
（X）−（ＣＨ₂）₃Ｏ−または−Ｏ（ＣＨ₂）₃−の生成
化合物（２０）の代わりに化合物（２８）を用いて、項（IX）の方法にしたがって化合物（１Ｋ）を合成する。
【００７４】
（XI）−（ＣＦ₂）₂−の生成
J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 5414.に記載された方法に従い、ジケトン（−ＣＯＣＯ−）をフッ化水素触媒の存在下、四フッ化硫黄でフッ素化して−（ＣＦ₂）₂−を有する化合物を得る。
【００７５】
第二に、本発明の組成物をさらに説明する。以下で述べる化合物の量（百分率）は組成物の全重量に基づいた重量％である。この組成物は化合物（１）から選ばれる複数の化合物のみを成分として含有してもよい。好ましい組成物は化合物（１）から選択された少なくとも１つの化合物を１〜９９％の割合で含有する。この組成物は化合物（２）、（３）および（４）の群から選択された少なくとも１つの化合物、化合物（５）および（６）の群から選択された少なくとも１つの化合物、または化合物（７）、（８）および（９）の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、しきい値電圧などを調整する目的で、化合物（１０）、（１１）および（１２）の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有してもよい。この組成物は、物性を調整する目的で、その他の化合物をさらに含有してもよい。
【００７６】
化合物（２）、（３）および（４）は、誘電率異方性が正で大きく、熱的安定性と化学的安定性が優れるので、主としてＴＮ−ＴＦＴモード用の組成物に用いられる。この組成物において、これらの化合物の量は１〜９９％である。好ましい量は１０〜９７％である。より好ましい量は４０〜９５％である。液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、しきい値電圧を調整する、などの目的で化合物（１０）、（１１）または（１２）を組成物にさらに添加してもよい。
【００７７】
化合物（５）および（６）は、誘電率異方性が正で非常に大きいので、主としてＳＴＮおよびＴＮモード用の組成物に用いられる。これらの化合物は組成物の液晶相の温度範囲を広げる、粘度と光学異方性とを調整する、しきい値電圧を下げる、しきい値電圧の急峻性を改良する、などの目的に使用される。ＳＴＮまたはＴＮモード用の組成物において、化合物（５）または（６）の量は１〜９９％の範囲である。好ましい量は１０〜９７％である。より好ましい量は４０〜９５％である。液晶相の温度範囲、粘度、光学異方性、誘電率異方性、またはしきい値電圧を調整する目的で化合物（１０）、（１１）または（１２）を組成物にさらに添加してもよい。
【００７８】
化合物（７）、（８）および（９）は誘電率異方性が負であるので、主としてＶＡモード用の組成物に用いられる。化合物（７）は粘度、光学異方性、およびしきい値電圧を調整する目的で使用される。化合物（８）は透明点を高くする、光学異方性を大きくする、しきい値電圧を下げる、などの目的に使用される。これらの化合物の量を増加させるとしきい値電圧が小さくなるが、粘度が大きくなる。したがって、しきい値電圧の要求値を満たすかぎり、より少ない量が好ましい。これらの化合物は誘電率異方性が負であり、かつその絶対値は５以下であるので、好ましい量は４０％以上である。より好ましい量は４０〜８０％である。弾性定数および電圧透過率曲線を調整する目的で、これらの化合物を誘電率異方性が正である組成物に添加してもよい。この場合の好ましい量は３０％以下である。
【００７９】
化合物（１０）、（１１）および（１２）において、誘電率異方性の絶対値は小さい。化合物（１０）は粘度または光学異方性を調整する目的で主に使用される。化合物（１１）および（１２）は透明点をあげて液晶相の温度範囲を広げる、または光学異方性を調整する目的で使用される。化合物（１０）、（１１）および（１２）の量を増加させると組成物のしきい値電圧が高くなり、粘度が低くなる。したがって、組成物のしきい値電圧の要求値を満たすかぎり多量に使用してもよい。ＴＮ−ＴＦＴモード用の組成物において、これらの化合物の好ましい量は４０％以下である。より好ましい量は３５％以下である。ＳＴＮまたはＴＮモード用の組成物において、これらの化合物の好ましい量は７０％以下である。より好ましい量は６０％以下である。
【００８０】
好ましい化合物（２）から（１２）は、それぞれ化合物（２−１）〜（２−９）、化合物（３−１）〜（３−９７）、化合物（４−１）〜（４−３３）、化合物（５−１）〜（５−５６）、化合物（６−１）〜（６−３）、化合物（７−１）〜（７−３）、化合物（８−１）〜（８−５）、化合物（９−１）〜（９−３）、化合物（１０−１）〜（１０−１１）、化合物（１１−１）〜（１１−１８）、および化合物（１２−１）〜（１２−６）である。これらの化合物において、Ｒ¹、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ⁴、Ｒ^５、Ｒ⁶、Ｒ^７、Ｘ¹、およびＸ^２の記号の意味は、本発明の態様の項９から１２に記載した記号の意味と同一である。
【００８１】

【００８２】

【００８３】

【００８４】

【００８５】

【００８６】

【００８７】

【００８８】

【００８９】

【００９０】

【００９１】

【００９２】

【００９３】

【００９４】

【００９５】

【００９６】

【００９７】

【００９８】

【００９９】

【０１００】

【０１０１】

【０１０２】

【０１０３】

【０１０４】

【０１０５】

【０１０６】

【０１０７】

【０１０８】

【０１０９】

【０１１０】

【０１１１】

【０１１２】
本発明の組成物は公知の方法によって調製される。例えば、成分である化合物を混合し、加熱によって互いに溶解させる。組成物に適当な添加物を加えて組成物の物性を調整してもよい。このような添加物は当業者によく知られている。液晶のらせん構造を誘起して必要なねじれ角を与える目的でキラルドーパントが添加される。キラルドーパントの例は上記の光学活性化合物（Ｏｐ−１）〜（Ｏｐ−１３）である。
【０１１３】
キラルドーパントを組成物に添加してねじれのピッチを調整する。ＴＮおよびＴＮ−ＴＦＴモード用の好ましいピッチは４０〜２００μｍの範囲である。ＳＴＮモード用の好ましいピッチは６〜２０μｍの範囲である。ＢＴＮモード用の好ましいピッチは１．５〜４μｍの範囲である。ＰＣモード用の組成物にはキラルドーパントを比較的多量に添加する。ピッチの温度依存性を調整する目的で少なくとも２つのキラルドーパントを添加してもよい。
【０１１４】
本発明の組成物は、ＴＮ、ＴＮ−ＴＦＴ、ＳＴＮ、ＧＨ、ＤＳ、ＥＣＢなどのモード用に使用できる。メロシアニン、スチリル、アゾ、アゾメチン、アゾキシ、キノフタロン、アントラキノン、テトラジンなどの化合物である二色性色素を添加してＧＨモード用の組成物を調製する。本発明の組成物は、ネマチック液晶をマイクロカプセル化して作製したＮＣＡＰおよび液晶中に三次元網目状高分子を形成させたポリマー分散型液晶表示素子（ＰＤ−ＬＣＤ）、例えばポリマーネットワーク液晶表示素子（ＰＮ−ＬＣＤ）など、にも使用できる。
【０１１５】
【実施例】
第三に、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例によって制限されない。化合物の相転移温度において、Ｃ、Ｓｍ、ＳｍＡ、ＳｍＢ、Ｎ、およびＩは、それぞれ、結晶、スメクチック相、スメクチックＡ相、スメクチックＢ相、ネマチック相、および等方相である。かっこ内の相転移はそれがモノトロピックであることを示す。温度の単位は℃である。得られた化合物は核磁気共鳴スペクトル、質量スペクトルなどのデータに基づいて同定した。核磁気共鳴スペクトルにおいて、ｓはシングレット、ｄはダブレット、ｔはトリプレット、ｑはカルテット、ｍはマルチプレットである。ＴＨＦはテトラヒドロフランを示す。
【０１１６】
化合物（１）の誘電率異方性（Δε、２５℃）と光学異方性（Δｎ、２５℃）の測定にはベンゾニトリル誘導体からなる液晶組成物Ａ（ＮＩ点：７１．７℃、Δε：１１．０、Δｎ：０．１３２）を用いた。この組成物８５重量％に、１５重量％の化合物（１）を添加して試料を調製した。この測定法はあとで述べる。測定により得られた値を化合物（１）と液晶組成物Ａにおける物性値と重量比に基づいて外挿し、誘電率異方性と光学異方性の値を算出した。
【０１１７】
実施例１

【０１１８】
（１）５−［４−（４−ペンチルシクロヘキシル）フェニル］−２−トリフルオロメチル−２，３−ジヒドロ−４Ｈ−ピラン（１−ｂ−８）の合成
【０１１９】
（第１段）
−７８℃に冷却した化合物（３０；６．０５ｇ）のＴＨＦ２０ｍＬ溶液に、１Ｍ／Ｌヘキサメチルジシラザンナトリウム塩（ＮａＨＤＭＳ）２０ｍＬを滴下し、さらに１５分間撹拌した。−７８℃でトリス（ジメチルアミノ）フィン８ｍＬを滴下撹拌し、−７８℃で２−（２−ブロモエトキシ）テトラヒドロピラン４．１８ｇを加え、室温まで温度を上げ、終夜撹拌した。反応混合物に氷水１０ｍＬを加え、有機層を分離させた。水層はジエチルエーテルで抽出した。有機層と抽出液を合わせ、蒸留水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去し、７．２１ｇの化合物（３１）を得た。
^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３）：δ（ｐｐｍ）；７．２４−７．０９（ｍ，４Ｈ），４．６０（ｔｔ，１Ｈ），３．７６（ｍ，２Ｈ），３．６３（ｓ，３Ｈ），３．４２（ｍ，１Ｈ），３．２７（ｍ，１Ｈ），２．４０（ｍ，２Ｈ），２．００（ｍ，１Ｈ），１．８８−１．８２（ｍ，５Ｈ），１．８０−１．５０（ｍ，６Ｈ），１．４２（ｄｑ，２Ｈ），１．２３（ｍ，９Ｈ），１．０４（ｄｑ，２Ｈ），０．８５（ｔ，３Ｈ）．
【０１２０】
（第２段）
窒素雰囲気下、０℃で水素化アルミニウムリチウム０．４５ｇのジエチルエーテル５０ｍＬ溶液に、化合物（３１；７．６０ｇ）のジエチルエーテル５０ｍＬ溶液を撹拌滴下し、その後２時間加熱還流させ、室温に戻し終夜撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液２０ｍＬを加え、有機層を分離させた。水層はジエチルエーテルで抽出した。有機層と抽出液を合わせ、飽和塩化アンモニウム水溶液で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去し、６．６７ｇの化合物（３２）を得た。
^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３）：δ（ｐｐｍ）；７．１２（ｍ，４Ｈ），４．６０（ｔｔ，１Ｈ），３．７４（ｍ，４Ｈ），３．４３−３．２２（ｍ，２Ｈ），２．９２（ｍ，１Ｈ），２．２２（ｔｔ，１Ｈ），２．０１（ｍ，２Ｈ），１．８３−１．７８（ｍ，５Ｈ），１．７５−１．４２（ｍ，６Ｈ），１．３９（ｄｑ，２Ｈ），１．２９（ｍ，９Ｈ），１．０１（ｄｑ，２Ｈ），０．９２（ｔ，３Ｈ）．
【０１２１】
（第３段）
室温で、化合物（３２；６．６７ｇ）のＴＨＦ２０ｍＬ溶液ピリジン１０ｍＬへ無水酢酸５ｍＬを滴下し、３時間撹拌した。反応混合物にペンタン／ジエチルエーテル混合溶液（１／１の体積比）１５０ｍＬを加え希釈し、氷浴で冷却しながら濃塩酸９．８ｍＬと氷５０ｇを撹拌しながらゆっくりと加えた。有機層を分液し、水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、２０％炭酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去し、７．２ｇの化合物（３３）を得た。
^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３）：δ（ｐｐｍ）；７．１３（ｍ，４Ｈ），４．４７（ｔｔ，１Ｈ），４．２０（ｄ，２Ｈ），３．８３−３．５６（ｍ，２Ｈ），３．４１（ｍ，１Ｈ），３．２３（ｍ，１Ｈ），３．０６（ｍ，１Ｈ），２．４１（ｔｔ，１Ｈ），２．１３−１．９７（ｍ，２Ｈ），２．００（ｓ，３Ｈ），１．８５−１．７９（ｍ，４Ｈ），１．７８−１．４８（ｍ，６Ｈ），１．４６（ｄｑ，２Ｈ），１．３２（ｍ，９Ｈ），１．０５（ｄｑ，２Ｈ），０．８８（ｔ，３Ｈ）．
【０１２２】
（第４段）
−１５℃で臭素５．７ｇを、トリフェニルホスフィン９．３ｇの塩化メチレン１４０ｍＬ溶液に撹拌滴下し、続いて−１５℃にて塩化メチレン１５ｍＬに溶解させた化合物（３３；７．１５ｇ）を撹拌滴下し、室温に戻し終夜撹拌した。反応混合物に塩化メチレン５０ｍＬを加えた後、この溶液を水、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去し、６．５４ｇの化合物（３４）を得た。
^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３）：δ（ｐｐｍ）；７．１８−７．０８（ｍ，４Ｈ），４．２０（ｍ，２Ｈ），３．３３（ｍ，１Ｈ），３．１９−３．０８（ｍ，２Ｈ），２．２２（ｔｔ，１Ｈ），２．３２−２．０６（ｍ，２Ｈ），２．０３（ｓ，３Ｈ），１．８６−１．８１（ｍ，４Ｈ），１．４２（ｄｑ，２Ｈ），１．２３（ｍ，９Ｈ），１．０３（ｄｑ，２Ｈ），０．８５（ｔ，３Ｈ）．
【０１２３】
（第５段）
化合物（３４；６．５４ｇ）にトリフェニルホスフィン４．８５ｇを加え、窒素雰囲気下１００−１１０℃で、２４時間加熱した。反応混合物のメタノール５０ｍＬ溶液に、蒸留水５ｍＬおよび炭酸カリウム０．１２ｇを加え室温で終夜撹拌した。減圧下で溶媒を留去した後、反応物をジエチルエーテルで数回洗浄し、８．２９ｇの化合物（３５）を得た。
^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ_３ＯＤ）：δ（ｐｐｍ）；７．７６−７．５７（ｍ，１５Ｈ），７．１８（ｍ，２Ｈ），７．０７（ｍ，２Ｈ），３．７２（ｄｄ，１Ｈ），３．６０（ｄｄ，１Ｈ），３．２０（ｄｍ，２Ｈ），２．８３（ｍ，１Ｈ），２．４３（ｔｔ，１Ｈ），２．３０（ｍ，２Ｈ），１．８５−１．８０（ｍ，４Ｈ），１．４１（ｄｑ，２Ｈ），１．２２（ｍ，９Ｈ），１．０３（ｄｑ，２Ｈ），０．８５（ｔ，３Ｈ）．
【０１２４】
（第６段）
窒素雰囲気下、化合物（３５；３．９ｇ）の塩化メチレン１０ｍＬ溶液へ、氷浴で冷却しながらトリフルオロ酢酸無水物１．５ｇを撹拌滴下し、その後室温に戻し２０分撹拌した。減圧下、揮発成分を留去した。、反応物のＴＨＦ１５ｍＬ溶液に、窒素雰囲気下、−７８℃にて１Ｍ−ＮａＨＭＤＳ／ＴＨＦ溶液９．５ｍＬを撹拌滴下した。室温に戻し、３８〜４５℃で３時間撹拌し、続いて室温で終夜撹拌した、反応混合物に０℃で緩衝溶液を加え、ｐＨ＝６に調整した。ペンタン／ジエチルエーテル混合溶液（２／１の体積比）１００ｍＬを加えた後、有機層を分液した。緩衝溶液、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧下で溶媒を留去し、中性アルミナを用いたカラムクロマトグラフィーで精製し、０．８８ｇの目的とする化合物（１−ｂ−８）を得た。
Ｃ ８５℃ Ｉ．
^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３）：δ（ｐｐｍ）；７．１８（ｍ，２Ｈ），７．１０（ｍ，２Ｈ），５．５８（ｔ，１Ｈ），４．３０（ｄｄｄ，１Ｈ）３．８９（ｔ，１Ｈ），３．０７（ｍ，１Ｈ），２．４４（ｔｔ，１Ｈ），２．３８−２．３３（ｍ，２Ｈ），１．８８−１．８４（ｍ，４Ｈ），１．４２（ｄｑ，２Ｈ），１．３１−１．１８（ｍ，９Ｈ），１．０３（ｄｑ，２Ｈ），０．８８（ｔ，３Ｈ）．
【０１２５】
実施例２
実施例１と同様にして、下記の化合物を合成する。実施例１で合成した化合物も例示した。これらの化合物において、誘電率異方性および光学異方性は測定値を外挿して得た。
【０１２６】

【０１２７】

【０１２８】

【０１２９】

【０１３０】

【０１３１】

【０１３２】

【０１３３】
本発明の代表的な組成物を使用例１〜１４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。１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルの立体配置はトランスである。末端基の記号がない場合は、末端基が水素であることを意味する。次に組成物の物性値を示した。物性値の測定は、日本電子機械工業規格（Standard of Electronic 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に従った。
【０１３４】

【０１３５】
ネマチック相−等方相の相転移温度（ＮＩ；℃）：偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、１℃／分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方相に変化したときの温度を測定した。この相転移温度は透明点ともいう。
【０１３６】
粘度（η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：粘度の測定にはＥ型粘度計を用いた。
【０１３７】
光学異方性（Δｎ；２５℃で測定）：光学異方性は、波長が５８９ｎｍの光によりアッベ屈折計を用いて測定した。
【０１３８】
誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）
１）Δεの値が正の組成物：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が９μｍ、ツイスト角が８０度の液晶セルに試料を入れた。このセルに２０ボルトを印加して、液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。０．５ボルトを印加して、液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。
【０１３９】
２）Δεの値が負の組成物：ホメオトロピック配向処理した液晶セルに試料を入れ、０．５ボルトを印加して誘電率（ε‖）を測定した。ホモジニアス配向処理した液晶セルに試料を入れ、０．５ボルトを印加して誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。
【０１４０】
しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；ボルト）：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が（０．５／Δｎ）μｍであり、ツイスト角が８０度である、ノーマリーホワイトモード（normally white mode）の液晶表示素子に試料を入れた。Δｎは上記の方法で測定した光学異方性の値である。この素子に周波数が３２Ｈｚである矩形波を印加した。矩形波の電圧を上昇させ、素子を通過する光の透過率が９０％になったときの電圧の値を測定した。
【０１４１】
電圧保持率：日本電子機械工業会規格（Standard of ElectricIndustries Association of Japan）ＥＩＡＪ・ＥＤ −２５２１Ａ に記載された液晶組成物および配向膜を有する素子の電圧保持率を測定する方法にしたがった。測定に用いたＴＮ素子はポリイミド配向膜を有し、そしてセルギャップは６μｍであった。２５℃のＴＮ素子に印加した電圧の波形を陰極線オシロスコープで観測し、単位周期において電圧曲線と横軸との間の面積を求めた。ＴＮ素子を取り除いたあと測定した電圧の波形から同様にして面積を求めた。２つの面積の値を比較して電圧保持率を算出した。
【０１４２】
らせんピッチ（２０℃で測定；μｍ）：らせんピッチの測定には、カノのくさび型セル法を用いた。カノのくさび型セルに試料を注入し、セルから観察されるディスクリネーションラインの間隔ａを測定した。らせんピッチ（Ｐ）は、式Ｐ＝２・ａ・ｔａｎθから算出した。θは、くさび型セルのおける２枚のガラス板の間の角度である。
【０１４３】
化合物の相溶性：類似の構造を有する幾つかの化合物を混合してネマチック相を有する母液晶を調製した。測定する化合物とこの母液晶とを混合した組成物を得た。混合する割合の一例は、１５％の化合物と８５％の母液晶である。この組成物を−２０℃、−３０℃のような低い温度で３０日間保管した。この組成物の一部が結晶（またはスメクチック相）に変化したか否かを観察した。必要に応じて混合する割合と保管温度とを調整した。この方法によって測定した結果から、結晶（またはスメクチック相）が析出する条件および結晶（またはスメクチック相）が析出しない条件を求めた。
【０１４４】
使用例１
５−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−９） ６％
３−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１） ５％
５−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−２） ５％
２−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５） ５％
３−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５） ４％
４−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５） １２％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ （５） １６％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１０−５） ２％
３−ＨＨ−４ （１０−１） ３％
３−ＨＨＢ−Ｆ （３−１） ３％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ４％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （１１−１） ４％
３−ＨＢＥＢ−Ｆ （３−３４） ４％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ５％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ５％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ （１１−１５） ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ （１１−１５） ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ （１１−１５） ４％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ （１１−１４） ５％
ＮＩ＝７９．７℃；Δｎ＝０．１３８；η＝４５．９ｍＰａ・ｓ；Δε＝２９．０；Ｖｔｈ＝１．０２Ｖ．
【０１４５】
使用例２
３−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−８） ５％
３−ＢＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１５） ５％
５−ＨＨＸｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−４） ５％
３−ＨＨＥｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−５） ５％
２−ＨＢ−Ｃ （５−２） ５％
３−ＨＢ−Ｃ （５−２） １２％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１０−５） ５％
２−ＢＴＢ−１ （１０−１０） ３％
３−ＨＨＢ−Ｆ （３−１） ４％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ８％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （１１−１） ５％
３−ＨＨＢ−３ （１１−１） ４％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ４％
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＝９０．６℃；Δｎ＝０．０９７；η＝２８．９ｍＰａ・ｓ；Δε＝６．０；Ｖｔｈ＝２．２３Ｖ．
【０１４６】
使用例３
３−ＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ａ−１） ５％
５−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−９） １０％
５−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （５） ８％
３−ＨＢ−Ｃ （５−２） ８％
Ｖ−ＨＢ−Ｃ （５−２） ８％
１Ｖ−ＨＢ−Ｃ （５−２） ８％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１０−５） ３％
３−ＨＨ−２Ｖ （１０−１） ３％
３−ＨＨ−２Ｖ１ （１０−１） ３％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ （１１−１） ９％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ５％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ７％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ （１１−１５） ６％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ （１１−１５） ６％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ （１１−１５） ５％
ＮＩ＝８０．５℃；Δｎ＝０．１３０；η＝２６．２ｍＰａ・ｓ；Δε＝９．７；Ｖｔｈ＝２．０４Ｖ．
【０１４７】
使用例４
３−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１） ５％
３−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−８） ５％
５−ＨＨＸｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−４） ４％
５−ＢＥＢ（Ｆ）−Ｃ （５） ５％
Ｖ−ＨＢ−Ｃ （５−２） １１％
５−ＰｙＢ−Ｃ （５−８） ６％
４−ＢＢ−３ （１０−８） １１％
３−ＨＨ−２Ｖ （１０−１） １０％
５−ＨＨ−Ｖ （１０−１） １１％
Ｖ−ＨＨＢ−１ （１１−１） ７％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ （１１−１） ７％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ３％
１Ｖ２−ＨＢＢ−２ （１１−４） １０％
３−ＨＨＥＢＨ−３ （１２−６） ５％
ＮＩ＝７２．９℃；Δｎ＝０．１０８；η＝１９．３ｍＰａ・ｓ；Δε＝５．５；Ｖｔｈ＝２．３０Ｖ．
【０１４８】
使用例５
５−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−９） ８％
５−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−２） ６％
３−ＨＨＥｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−５） ８％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ （５） ６％
３−ＨＢ−Ｃ （５−２） １８％
２−ＢＴＢ−１ （１０−１０） １０％
５−ＨＨ−ＶＦＦ （１０−１） ２０％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ３％
ＶＦＦ−ＨＨＢ−１ （１１−１） ４％
ＶＦＦ２−ＨＨＢ−１ （１１−１） ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ （１１−１５） ５％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ （１１−１５） ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ （１１−１５） ４％
ＮＩ＝６８．４℃；Δｎ＝０．１２６；η＝２３．５ｍＰａ・ｓ；Δε＝７．６；Ｖｔｈ＝１．９６Ｖ．
【０１４９】
使用例６
３−ＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ａ−１） １０％
３−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１） １０％
５−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−２） ５％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ６％
３−ＨＨ−４ （１０−１） ４％
３−ＨＨ−５ （１０−１） ２％
３−ＨＨＢ−Ｆ （３−１） ２％
３−ＨＨＢ−ＣＬ （３−１） ２％
４−ＨＨＢ−ＣＬ （３−１） ２％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） １０％
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 （１２−１） ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ２％
４−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−１５） ３％
４−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−１５） ３％
ＮＩ＝１０２．２℃；Δｎ＝０．０８６；η＝３０．０ｍＰａ・ｓ；Δε＝４．３；Ｖｔｈ＝２．４８Ｖ．
【０１５０】
使用例７
５−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−２） ８％
３−ＢＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１５） ６％
３−ＨＨＥｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−５） ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ９％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ９％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ８％
５−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ８％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） １２％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） １２％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２７） ７％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
５−ＨＨＥＢＢ−Ｆ （４） ２％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−１５） ３％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−４ （１２−１） ４％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （１２−１） ４％
ＮＩ＝９５．５℃；Δｎ＝０．１０８；η＝３９．１ｍＰａ・ｓ；Δε＝８．４；Ｖｔｈ＝１．８８Ｖ．
【０１５１】
使用例８
３−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−８） ５％
５−ＨＨＸｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−４） ５％
５−ＨＢ−Ｆ （２−１） １２％
６−ＨＢ−Ｆ （２−１） ９％
７−ＨＢ−Ｆ （２−１） ７％
２−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ７％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ７％
４−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ７％
５−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ５％
３−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ （３−４） ４％
５−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ （３−４） ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ２Ｈ （３−３） ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ３ （３−３） ５％
３−ＨＨ２Ｂ（Ｆ）−Ｆ （３−５） ３％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２３） ５％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２３） ５％
５−ＨＢＢＨ−３ （１２−１） ３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３ （１２−２） ３％
ＮＩ＝７９．５℃；Δｎ＝０．０８５；η＝１６．８ｍＰａ・ｓ；Δε＝４．５；Ｖｔｈ＝２．５１Ｖ．
【０１５２】
使用例９
３−ＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ａ−１） ７％
５−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−９） ８％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ３％
３−ＨＨ−４ （１０−１） ８％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） ８％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） ２０％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） ８％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） １０％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） ３％
５−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） ３％
２−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３６） ３％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３６） ５％
５−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３６） ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ６％
ＮＩ＝７４．８℃；Δｎ＝０．０９８；η＝２６．７ｍＰａ・ｓ；Δε＝８．４；Ｖｔｈ＝１．６２Ｖ．
【０１５３】
使用例１０
３−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−８） ５％
３−ＢＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１５） ５％
３−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ３％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ２％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１） ５％
３−Ｈ２ＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１３） ５％
５−Ｈ４ＨＢ−ＯＣＦ３ （３−１９） １５％
Ｖ−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ５％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２） ５％
３−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＣＦ３ （３−２１） ８％
５−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＣＦ３ （３−２１） １０％
５−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ５％
５−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２１） ７％
２−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２６） ５％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ （３−２６） ５％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３６） ５％
ＮＩ＝６７．６℃；Δｎ＝０．０９７；η＝３０．２ｍＰａ・ｓ；Δε＝８．７；Ｖｔｈ＝１．６１Ｖ．
【０１５４】
使用例１１
５−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−９） ８％
５−ＨＨＸｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−４） ７％
３−ＨＨＥｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−５） ７％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ５％
７−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−３） ３％
３−ＨＨ−４ （１０−１） １０％
３−ＨＨ−５ （１０−１） ５％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１０−５） ５％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ８％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （１１−１） ５％
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） ６％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ５％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ５％
ＮＩ＝７７．９℃；Δｎ＝０．０７２；η＝２７．８ｍＰａ・ｓ；Δε＝３．６；Ｖｔｈ＝１．９３Ｖ．
【０１５５】
使用例１２
３−ＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ａ−１） ５％
３−ＢＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−８） ５％
５−ＨＨＸｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−４） ５％
３−ＨＨＥｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−５） ５％
５−ＨＢ−ＣＬ （２−１） ３％
７−ＨＢ（Ｆ）−Ｆ （２−２） ５％
３−ＨＨ−４ （１０−１） ９％
３−ＨＨ−ＥＭｅ （１０−２） ５％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ８％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ （３−１０） ８％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） １０％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１２） ５％
４−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９１） ５％
５−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９１） ６％
２−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９４） ４％
３−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９４） ５％
５−ＧＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−９７） ７％
ＮＩ＝７１．８℃；Δｎ＝０．０６６；η＝２９．３ｍＰａ・ｓ；Δε＝６．９；Ｖｔｈ＝１．４３Ｖ．
【０１５６】
使用例１３
３−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−１） ５％
５−ＨＨｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−２） １０％
５−ＨＨＸｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−４） ５％
３−ＨＨ−４ （１０−１） ８％
３−ＨＨＢ−１ （１１−１） ６％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−３） １０％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−１５） ９％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−２４） ５％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （３−８５） ２５％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （１２−１） ７％
２−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−６） ３％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （４−１５） ４％
ＮＩ＝８４．７℃；Δｎ＝０．１０２；η＝３０．９ｍＰａ・ｓ；Δε＝９．７；Ｖｔｈ＝１．４８Ｖ．
【０１５７】
使用例１４
５−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−９） ５％
３−ＨＢｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−８） ６％
３−ＨＨＥｃｈＯ−ＣＦ３ （１−ｂ−５） ６％
３−ＨＨ−４ （１０−１） ５％
３−ＨＨ−５ （１０−１） ５％
３−ＨＨ−Ｏ１ （１０−１） ３％
３−ＨＨ−Ｏ３ （１０−１） ３％
３−ＨＢ−Ｏ１ （１０−５） ５％
３−ＨＢ−Ｏ２ （１０−５） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （７−１） １０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （７−１） １０％
３−ＨＨＥＨ−３ （１１） ３％
３−ＨＨＥＨ−５ （１１） ２％
４−ＨＨＥＨ−３ （１１） ２％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ （８−１） ４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ （８−１） ４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （８−１） １２％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （８−１） １０％
ＮＩ＝７２．５℃；Δｎ＝０．０７９；η＝３２．５ｍＰａ・ｓ；Δε＝−２．０．
【０１５８】
上記の使用例７において、組成物に基づいて０．２５％の光学活性化合物（Ｏｐ−５）を添加したところ、らせんピッチの値は６１．０μｍであった。
【発明の効果】
化合物（１）は、化合物に必要な一般的物性、小さな光学異方性、大きな誘電率異方性、および他の液晶性化合物との優れた相溶性において、複数の物性を充足している液晶性化合物である。そして、化合物（１）を含有する液晶組成物は、化合物に必要な一般的物性、小さな光学異方性、大きな誘電率異方性、および他の液晶性化合物との優れた相溶性において、複数の物性を充足している。さらに、この組成物を含有する液晶表示素子は優れた特性を有する。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal compound, a liquid crystal composition, and a liquid crystal display element. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal compound having a 2-trifluoromethyldihydropyran ring, a liquid crystal composition containing the compound, and a liquid crystal display device containing the composition.
[0002]
The term liquid crystalline compound is used as a general term for a compound having a liquid crystal phase and a compound having no liquid crystal phase but useful as a component of a liquid crystal composition. A liquid crystal compound, a liquid crystal composition, and a liquid crystal display element may be referred to as a compound, a composition, and an element, respectively. Compounds represented by formula (1) to formula (13) may be referred to as compound (1) to compound (13), respectively. In Formula (2) to Formula (12), structural units such as B, D, and E surrounded by hexagons represent Ring B, Ring D, and Ring E. Other hexagons are 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene and pyrimidine-2,5-diyl.
[0003]
[Prior art]
The liquid crystal display element is based on a display method such as TN (Twisted nematic), TN-TFT (Twisted nematic-Thin film transistor), BTN (Bistable twisted nematic), STN (Super twisted nematic), IPS (In-plane switching), It is classified into modes such as GH (Guest host), DS (Dynamic scattering), VA (Vertical alignment), OCB (Optically compensated bend), ECB (Electrically controlled birefringence), and PC (Phase change).
[0004]
These devices contain a liquid crystal composition having appropriate physical properties. In order to improve the characteristics of the device, the composition preferably contains a liquid crystalline compound having appropriate physical properties. General properties required for this compound are stability to water, air, heat, light, etc., wide temperature range of liquid crystal phase, small viscosity, appropriate optical anisotropy, appropriate dielectric anisotropy, other liquid crystals And good compatibility with the functional compound. A compound having a high maximum temperature of the nematic phase is preferred. A compound having a low minimum temperature in a liquid crystal phase such as a nematic phase or a smectic phase is preferred. A compound having a small viscosity contributes to a device having a short response time. In order to drive the device at a low voltage, a compound having a large positive dielectric anisotropy or a compound having a large negative dielectric anisotropy is preferable. A compound having a small dielectric anisotropy is preferable for adjusting the viscosity and the like. To prepare the composition, a compound having good compatibility with other compounds is preferable. Since the device may be used at a temperature below freezing point, a compound having good compatibility at a low temperature is preferable.
[0005]
A first problem in the liquid crystal display element is to reduce power consumption. In order to reduce the power consumption, it is better that the drive voltage of the element is low. Therefore, a liquid crystal composition having a low threshold voltage is required. The threshold voltage (Vth) is expressed by the following equation (for example, see Non-Patent Document 1).
Vth = π {K / (ε₀・ Δε)}^1/2
In this equation, K is the elastic constant of the composition, ε₀Is the dielectric constant of the vacuum and Δε is the dielectric anisotropy of the composition. As can be seen from this equation, there are two methods for decreasing the threshold voltage: increasing the dielectric anisotropy or decreasing the elastic constant. Since it is not easy to control the elastic constant, a composition having a large dielectric anisotropy is usually used. Under such circumstances, compounds having a large dielectric anisotropy have been developed.
[0006]
A second problem in the liquid crystal display element is optimization of retardation. Retardation is the product of the optical anisotropy of the composition and the cell gap of the device. In a reflection type device, since it is particularly difficult to reduce the cell gap, a composition having a small optical anisotropy is preferable. That is, a compound having a small optical anisotropy is required. As described above, a large dielectric anisotropy is required to lower the threshold voltage. Therefore, a compound having a small optical anisotropy and a large dielectric anisotropy is required.
[0007]
[Non-Patent Document 1]
Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1970, 12, 57
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The first object of the present invention is to satisfy a plurality of physical properties in terms of general physical properties necessary for a compound, small optical anisotropy, large dielectric anisotropy, and excellent compatibility with other liquid crystal compounds. It is to provide a liquid crystal compound. The second object is to provide a liquid crystal composition containing the compound and a liquid crystal display device containing the composition.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have shown that the compound (1) has a plurality of physical properties in terms of general physical properties necessary for the compound, small optical anisotropy, large dielectric anisotropy, and excellent compatibility with other liquid crystal compounds. I found it to be satisfied. The composition containing this compound has a small optical anisotropy, a large dielectric anisotropy, and a large voltage holding ratio, and it has also been found that the composition is useful for a liquid crystal display device. In order to achieve the object of the present invention, embodiments of the present invention are as follows. Preferred examples of the terminal group, ring and bonding group in compound (1) are also described.
[0010]
1. Compound represented by the following formula (1)

In the formula (1), Ra is alkyl having 1 to 20 carbon atoms, and in this alkyl, any —CH₂-May be replaced by -O-, -S-, -CH = CH-, or -C≡C-, and any hydrogen may be replaced by halogen.
[0011]
"Any -CH in alkyl₂The meaning of the phrase “-may be replaced by —O—, —CH═CH—, etc.” is shown as an example. C₄H₉Any -CH₂Some of the groups in which-is replaced with -O- or -CH = CH-₃H₇O-, CH₃-O- (CH₂)₂-, CH₃-O-CH₂-O-, H₂C = CH- (CH₂)₃-, CH₃-CH = CH- (CH₂)₂-And CH₃-CH = CH-CH₂-O-. Thus, the term “arbitrary” means “at least one selected without distinction”. Considering the stability of the compound, oxygen and oxygen adjacent CH₃-O-O-CH₂More than -CH where oxygen and oxygen are not adjacent₃-O-CH₂-O- is preferred.
[0012]
Preferred Ra are alkyl, alkoxy, alkoxyalkyl, alkoxyalkoxy, alkylthio, alkylthioalkoxy, alkenyl, alkenyloxy, alkenyloxyalkyl, alkoxyalkenyl, alkynyl, and alkynyloxy. Also preferred are those groups in which at least one hydrogen has been replaced by a halogen. Preferred halogens are fluorine and chlorine. A more preferred halogen is fluorine. These groups are preferably linear rather than branched. Branched Ra is preferable when the compound (1) is optically active. More preferred Ra is alkyl, alkoxy, alkenyl, and alkenyloxy in which any hydrogen may be replaced by halogen. Particularly preferred Ra is alkyl in which any hydrogen may be replaced by fluorine. Alkyl has 1 to 20 carbon atoms. Preferred alkyl has 1 to 10 carbon atoms. More preferably, the alkyl has 1 to 6 carbon atoms.
[0013]
The preferred configuration of —CH═CH— in alkenyl depends on the position of the double bond. In alkenyl such as 1-propenyl, 1-butenyl, 1-pentenyl, 1-hexenyl, 3-pentenyl and 3-hexenyl, the trans configuration is preferable. In alkenyl such as 2-butenyl, 2-pentenyl and 2-hexenyl, the cis configuration is preferable. Alkenyl having a preferred configuration has a high clearing point or a wide temperature range of the liquid crystal phase. Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985,
See 131, 109.
[0014]
Specific Ra is methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, pentyloxy, hexyloxy, heptyloxy, methoxymethyl, methoxyethyl, methoxy Propyl, ethoxymethyl, ethoxyethyl, ethoxypropyl, propoxymethyl, vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 4- Pentenyl, 2-propenyloxy, 2-butenyloxy, 2-pentenyloxy, 1-propynyl, and 1-pentynyl.
[0015]
Specific Ra is 2-fluoroethyl, 3-fluoropropyl, 2,2,2-trifluoroethyl, 2-fluorovinyl, 2,2-difluorovinyl, 3-fluoro-1-propenyl, 3,3, It is also 3-trifluoro-1-propenyl, 4-fluoro-1-propenyl, and 4,4-difluoro-3-butenyl. More preferred Ra is methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl. Particularly preferred Ra is ethyl, propyl and pentyl.
[0016]
A¹, A²And A^ThreeIs independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,3-dioxane-2,5-diyl, 1,4-phenylene, pyridine-2,5-diyl, pyrimidine-2,5 -Diyl, or pyridazine-3,6-diyl, in which any hydrogen may be replaced by halogen. More preferred A¹, A²And A^ThreeIs independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, or 1,4-phenylene in which any hydrogen may be replaced by halogen. A preferred halogen is fluorine.
[0017]
Preferred A¹, A²And A^Three1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,3-dioxane-2,5-diyl, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro- 1,4-phenylene, 2,5-difluoro-1,4-phenylene, 2,6-difluoro-1,4-phenylene, 2,3,5-trifluoro-1,4-phenylene, 2,3,5 , 6-tetrafluoro-1,4-phenylene, pyridine-2,5-diyl, 6-fluoropyridine-2,5-diyl, 3-fluoropyridine-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, And pyridazine-3,6-diyl. The configuration of 1,4-cyclohexylene and 1,3-dioxane-2,5-diyl is preferably trans rather than cis. More preferred A¹, A²And A^ThreeAre 1,4-cyclohexylene and 1,4-phenylene.
[0018]
Z¹, Z²And Z^ThreeAre independently a single bond, — (CH₂)₂-,-(CF₂)₂-, -COO-, -OCO-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH = CH-, -CF = CF-, -C≡C-,-(CH₂)_Four-,-(CH₂)_ThreeO- or -O (CH₂)_Three-.
[0019]
Preferred Z¹, Z²And Z^ThreeIs a single bond,-(CH₂)₂-,-(CH₂)₄-, -COO-, -OCO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH = CH-, -CF = CF-, and -C≡C-. More preferred Z¹, Z²And Z^ThreeIs a single bond,-(CH₂)₂-, And-(CH₂)₄-. The configuration of —CH═CH— and —CF═CF— is preferably trans rather than cis. Particularly preferred Z¹, Z²And Z^ThreeIs a single bond.
[0020]
m and n are independently 0 or 1. A compound in which m and n are 0 has two rings. A compound in which m is 0 and n is 1 has a tricycle. A compound in which m and n are 1 has a tetracycle. Since there is no great difference in the physical properties of the compound, the compound (1) is²H (deuterium),¹³An isotope such as C may be included in an amount greater than the natural abundance.
[0021]
2. In Formula (1) according to Item 1, A¹, A²And A^ThreeItem 2. The compound according to Item 1, wherein is independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, or 1,4-phenylene in which any hydrogen may be replaced by halogen.
3. In formula (1) according to item 1, Z¹, Z²And Z^ThreeAre independently a single bond,-(CH₂)₂-Or- (CH₂)₄Item 3. The compound according to Item 1 or 2, which is-.
[0022]
4). Any one of Items 1 to 3, wherein in Formula (1) according to Item 1, Ra is alkyl, alkoxy, alkenyl, and alkenyloxy having 1 to 20 carbon atoms in which arbitrary hydrogen may be replaced by halogen. The compound according to item.
5. Item 4. The compound according to any one of Items 1 to 3, wherein in Formula (1) according to Item 1, Ra is an alkyl having 1 to 20 carbon atoms in which arbitrary hydrogen may be replaced with halogen.
[0023]
6). In formula (1) according to item 1, Z¹, Z²And Z^ThreeItem 6. The compound according to any one of Items 1 to 5, wherein is a single bond.
7). Item 7. The compound according to any one of Items 1 to 6, wherein m and n are 0 in Formula (1) according to Item 1.
[0024]
8). Item 7. The compound according to any one of Items 1 to 6, wherein m is 0 and n is 1 in Formula (1) according to Item 1.
9. Item 7. The compound according to any one of items 1 to 6, wherein in the formula (1) according to item 1, m is 1 and n is 1.
10. Item 10. A liquid crystal composition containing at least one compound according to any one of items 1 to 9.
[0025]
11. The composition of Claim 10 which further contains the at least 1 compound selected from the compound group represented by following formula (2), (3) and (4).

[0026]
Where R¹Is an alkyl having 1 to 10 carbon atoms, and in this alkyl, any —CH₂-May be replaced by -O- or -CH = CH-, and any hydrogen may be replaced by fluorine; X¹Is fluorine, chlorine, -OCF₃, -OCHF₂, -CF₃, -CHF₂, -CH₂F, -OCF₂CHF₂Or -OCF₂CHFCF₃Ring B and Ring D are independently 1,4-cyclohexylene, 1,3-dioxane-2,5-diyl or 1,4-phenylene in which any hydrogen may be replaced by fluorine; Ring E is 1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene in which any hydrogen may be replaced by fluorine; Z⁴And Z⁵Are independently-(CH₂)₂-,-(CH₂)₄-, -COO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH = CH-, or a single bond; and L¹And L²Are independently hydrogen or fluorine.
[0027]
12 Item 11. The composition according to Item 10, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by the following formulas (5) and (6):

[0028]
Where R²And R³Are independently alkyl having 1 to 10 carbon atoms, and in this alkyl, any —CH₂-May be replaced by -O- or -CH = CH-, and any hydrogen may be replaced by fluorine; X²Is —CN or —C≡C—CN; ring G is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 1,3-dioxane-2,5-diyl, or pyrimidine-2,5-diyl Yes; Ring J is 1,4-cyclohexylene, pyrimidine-2,5-diyl or 1,4-phenylene in which any hydrogen may be replaced by fluorine; Ring K is 1,4-cyclohexylene or 1 4-phenylene; Z⁶Is-(CH₂)₂-, -COO-, -CF₂O-, -OCF₂-Or a single bond; L³, L⁴And L⁵Are independently hydrogen or fluorine; and b, c and d are independently 0 or 1.
[0029]
13. Item 11. The composition according to Item 10, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by the following formulas (7), (8) and (9):

[0030]
Where R⁴And R^FiveAre independently alkyl having 1 to 10 carbon atoms, and in this alkyl, any —CH₂-May be replaced by -O- or -CH = CH- and any hydrogen may be replaced by fluorine; ring M and ring P are independently 1,4-cyclohexylene or 1,4 -Phenylene; Z⁷And Z⁸Are independently-(CH₂)₂-, -COO- or a single bond; and L⁶And L⁷Is independently hydrogen or fluorine, L⁶And L⁷At least one of is fluorine.
[0031]
14 Item 11. The composition according to Item 10, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by the following formulas (10), (11) and (12):

[0032]
Where R⁶And R⁷Are independently alkyl having 1 to 10 carbon atoms, and in this alkyl, any —CH₂-May be replaced by -O- or -CH = CH- and any hydrogen may be replaced by fluorine; ring Q, ring T and ring U are independently 1,4-cyclohexylene, Pyrimidine-2,5-diyl, or 1,4-phenylene in which any hydrogen may be replaced by fluorine; and Z⁹And Z¹⁰Are independently —C≡C—, —COO—, — (CH₂)₂-, -CH = CH-, or a single bond.
[0033]
15. Item 14. The composition according to item 13, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (10), (11) and (12) according to item 14.
16. Item 13. The composition according to item 12, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (10), (11) and (12) according to item 14.
[0034]
17. Item 12. The composition according to item 11, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (5) and (6) according to item 12.
18. Item 18. The composition according to item 17, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (10), (11) and (12) according to item 14.
[0035]
19. Item 14. The composition according to item 13, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (10), (11) and (12) according to item 14.
20. Item 20. The composition according to any one of Items 8 to 19, further comprising at least one optically active compound.
21. Item 21. A liquid crystal display device containing the composition according to item 8-20.
[0036]
22. A method for producing a compound represented by the formula (1) according to item 1, wherein a base is acted on a phosphonium salt represented by the following formula (13).

[0037]
In the compounds (2) to (12), preferred groups are as follows. Straight chain alkyls are preferred over branched alkyls. The configuration of 1,4-cyclohexylene and 1,3-dioxane-2,5-diyl is preferably trans rather than cis. "Any -CH in alkyl₂The meaning of the phrase “-may be replaced by —O— or —CH═CH—” is described in Section 1 of the embodiment of the present invention. R¹, Symbols such as ring B have been used in several compounds, but these R¹(Or ring B etc.) may be the same or different. Since there is no big difference in the physical properties of the compounds, these compounds²H (deuterium),¹³An isotope such as C may be included in an amount greater than the natural abundance.
[0038]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, the compound (1) of the present invention will be further described. This compound is extremely physically and chemically stable under the conditions under which the device is normally used, and has good compatibility with other liquid crystal compounds. A composition containing this compound is stable under conditions in which the device is normally used. Even when the composition is stored at a low temperature, the compound does not precipitate as a solid. This compound has a small optical anisotropy and a large dielectric anisotropy.
[0039]
It is possible to arbitrarily adjust physical properties such as optical anisotropy by appropriately selecting the terminal group, ring and bonding group of compound (1). Terminal group Ra, ring A¹~ A³And linking group Z¹~ Z³The effect of these types on the physical properties of the compound (1) will be described below. When compound (1) is added to the composition, the physical properties of compound (1) affect that of the composition.
[0040]
When Ra of compound (1) is linear, the temperature range of the liquid crystal phase is wide and the viscosity is small. When Ra is a branched chain, the compatibility with other liquid crystal compounds is even better. A compound in which Ra is an optically active group is useful as a chiral dopant. By adding this compound to the composition, a reverse twisted domain generated in the device can be prevented. A compound in which Ra is not an optically active group is useful as a component of the composition.
[0041]
Ring A of compound (1)¹, A²Or A³However, when 1,4-phenylene, pyridine-2,5-diyl or 1,3-dioxane-2,5-diyl in which arbitrary hydrogen is replaced by halogen, the dielectric anisotropy is large. When this ring is 1,4-phenylene, pyridine-2,5-diyl, pyrimidine-2,5-diyl, or pyridazine-3,6-diyl in which any hydrogen may be replaced by halogen, an optically different ring is obtained. Isotropic. When this ring is 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene or 1,3-dioxane-2,5-diyl, the optical anisotropy is small.
[0042]
When at least two rings are 1,4-cyclohexylene, the clearing point is high, the optical anisotropy is small, and the viscosity is small. When at least one ring is 1,4-phenylene, the optical anisotropy is relatively large. When at least two rings are 1,4-phenylene, the optical anisotropy is large, the temperature range of the liquid crystal phase is wide, and the clearing point is high.
[0043]
Linking group Z¹, Z²Or Z³Is a single bond,-(CH₂)₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH = CH-, -CF = CF-, or-(CH₂)_FourWhen it is-, the viscosity is small. The bonding group is a single bond, — (CH₂)₂-, -OCF₂-, -CF₂O-, -CH = CH-, or-(CH₂)_FourWhen-, the viscosity is smaller. When the bonding group is —CH═CH— or —CF═CF—, the temperature range of the liquid crystal phase is wide and the elastic constant ratio is large. When the bonding group is —C≡C—, the optical anisotropy is large.
[0044]
When the compound (1) has two or three rings, the viscosity is small, and when the compound (1) has two rings, the viscosity is smaller. The clearing point is high when the compound (1) has three or four rings, and the clearing point is higher when it has four rings. When it has a tricycle, it has a small viscosity and a high clearing point. As described above, a compound having desired physical properties can be obtained by appropriately selecting the types of terminal groups, rings and bonding groups, and the number of rings.
[0045]
Preferred examples of compound (1) are compounds (1-1) to (1-30). Ra, Z in these compounds¹, Z², Z^ThreeThe meaning of the symbol is the same as that described in item 1 of the embodiment of the present invention. 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,3-dioxane-2,5-diyl, 1,4-phenylene, pyridine-2,5-diyl, pyrimidine-2 present in these compounds , 5-diyl, or pyridazine-3,6-diyl rings, any hydrogen may be replaced with a halogen such as fluorine.
[0046]
In the compounds (1-1) to (1-30), preferable Ra is alkyl, alkoxy, alkoxyalkyl, alkoxyalkoxy, alkylthio, alkylthioalkoxy, alkenyl, alkenyloxy, alkenyloxyalkyl, alkoxyalkenyl, alkynyl, and alkynyloxy. It is. Also preferred are those groups in which at least one hydrogen has been replaced by fluorine. More preferred Ra is alkyl, alkoxy, alkenyl, and alkenyloxy where any hydrogen may be replaced by fluorine. Particularly preferred Ra is alkyl in which any hydrogen may be replaced by fluorine.
[0047]
In the compounds (1-1) to (1-30), preferred Z¹, Z²And Z^ThreeIs a single bond,-(CH₂)₂-,-(CH₂)₄-, -COO-, -OCO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH = CH-, -CF = CF-, and -C≡C-. More preferred Z¹, Z²And Z^ThreeIs a single bond,-(CH₂)₂-, And-(CH₂)₄-. Particularly preferred Z¹, Z²And Z^ThreeIs a single bond.
[0048]

[0049]

[0050]

[0051]
Compound (1) can be synthesized by appropriately combining techniques in organic synthetic chemistry. Methods for introducing the desired end groups, rings and linking groups into the starting material are described by Houben-Wyle, Methods of Organic Chemistry, Georg Thieme Verlag, Stuttg, Organic Synthesis ( Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc), Organic Reactions (John Wiley & Sons, Inc), Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press, New Experimental Chemistry Course (Maruzen), etc. It is described in the book.
[0052]
An example of a method for synthesizing a 2-trifluoromethyldihydropyran ring is shown in the following scheme. Based on this method, a compound having this ring is synthesized. After describing this scheme, an example of a method for generating a linking group is described.
[0053]

[0054]
The phosphonium salt (13) can be synthesized from the corresponding halide and triphenylphosphine. The target compound (1) can be synthesized by treating the phosphonium salt (13) under basic conditions. The preparation method of the phosphonium salt is described in detail in Organic Reactions, Vol 14, (1965).
[0055]
A known base can be suitably used for the Wittig reaction for synthesizing the compound (1) from the phosphonium salt (13). Examples of the base are sodium hexamethyldisilane, n-butyl lithium, sec-butyl lithium, t-butyl lithium, sodium hydride, potassium t-butoxide and the like. The reaction temperature is from -78 ° C to the reflux temperature of the solvent, but the reaction proceeds sufficiently between 0 ° C and room temperature. The reaction time is from several minutes to several hours, but the reaction is usually completed in 1 to 2 hours. Any reaction solvent can be suitably used as long as it does not react with the reagent used. Examples of the reaction solvent are tetrahydroxyfuran, diethyl ether, t-butyl methyl ether and the like. These solvents may be mixed with toluene, benzene, hexane, heptane, or the like. Compound (13) can be synthesized by reacting the corresponding primary alcohol with trifluoroacetic anhydride. This compound may be used for the next reaction without isolation, as shown in the Examples below.
[0056]
Linking group Z¹, Z²Or Z³With respect to an example of a method for generating, a scheme is first shown, and then the scheme is described in terms (I) to (XI). In this scheme, MSG¹Or MSG²Is a monovalent organic group having at least one ring. Multiple MSGs used in the scheme¹(Or MSG²) May be the same or different. Compounds (1A) to (1K) correspond to compound (1). Hal represents bromine or iodine.
[0057]

[0058]

[0059]

[0060]

[0061]

[0062]

[0063]

[0064]
(I) Generation of a single bond
Aryl boric acid (14) and compound (15) synthesized by a known method are reacted in the presence of a catalyst such as tetrakistriphenylphosphine palladium with an aqueous carbonate solution to synthesize compound (1A). This compound (1A) is obtained by reacting compound (16) synthesized by a known method with n-butyllithium and then with zinc chloride, and reacting compound (15) in the presence of a catalyst such as dichlorobistriphenylphosphine palladium. It is also synthesized by reacting.
[0065]
(II) Formation of -COO- and -OCO-
Carboxylic acid (17) is obtained by reacting compound (16) with n-butyllithium and subsequently with carbon dioxide. Compound having —COO— by dehydrating compound (17) and phenol (18) synthesized by a known method in the presence of DCC (1,3-dicyclohexylcarbodiimide) and DMAP (4-dimethylaminopyridine) Synthesize (1B). A compound having —OCO— can also be synthesized by this method.
[0066]
(III) -CF₂O- and -OCF₂− Generation
Compound (19) is obtained by treating compound (1B) with a sulfurizing agent such as Lawson's reagent. Compound (19) is fluorinated with hydrogen fluoride pyridine complex and NBS (N-bromosuccinimide), and -CF₂A compound (1C) having O- is synthesized. See M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 1992, 827. Compound (1C) can also be synthesized by fluorinating compound (24) with (diethylamino) sulfur trifluoride. See William H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768. -OCF by this method₂A compound having-can also be synthesized.
[0067]
(IV) Formation of —CH═CH—
Compound (15) is treated with n-butyllithium and then reacted with formamide such as N, N-dimethylformamide to give aldehyde (20). Phosphoryl ylide generated by treating a phosphonium salt (21) synthesized by a known method with a base such as potassium t-butoxide is reacted with aldehyde (20) to synthesize compound (1D). Since a cis isomer is generated depending on the reaction conditions, the cis isomer is isomerized to a trans isomer by a known method as necessary.
[0068]
(V)-(CH₂)₂− Generation
Compound (1E) is synthesized by hydrogenating compound (1D) in the presence of a catalyst such as palladium on carbon.
[0069]
(VI)-(CH₂)₄− Generation
Substituting phosphonium salt (22) for phosphonium salt (21) and following the procedure in paragraph (IV) for-(CH₂)₂A compound having —CH═CH— is obtained. This is catalytically hydrogenated to synthesize compound (1F).
[0070]
(VII) Formation of —C≡C—
In the presence of a catalyst of dichlorobistriphenylphosphine palladium and copper halide, compound (16) is reacted with 2-methyl-3-butyn-2-ol, and then deprotected under basic conditions to give compound (23 ) Compound (1G) is synthesized by reacting compound (23) with compound (15) in the presence of a catalyst of dichlorobistriphenylphosphine palladium and copper halide.
[0071]
(VIII) Formation of -CF = CF-
The compound (16) is treated with n-butyllithium and then reacted with tetrafluoroethylene to obtain the compound (24). Compound (15) is treated with n-butyllithium and then reacted with compound (24) to synthesize compound (1H).
[0072]
(IX) -CH₂O- or -OCH₂− Generation
Compound (20) is reduced with a reducing agent such as sodium borohydride to obtain compound (25). This is halogenated with hydrobromic acid or the like to obtain compound (26). Compound (1J) is synthesized by reacting compound (26) with compound (27) in the presence of potassium carbonate or the like.
[0073]
(X)-(CH₂)_ThreeO- or -O (CH₂)_Three− Generation
Compound (1K) is synthesized according to the method of Item (IX) using Compound (28) instead of Compound (20).
[0074]
(XI)-(CF₂)₂− Generation
According to the method described in J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 5414., a diketone (—COCO—) is fluorinated with sulfur tetrafluoride in the presence of a hydrogen fluoride catalyst to produce — (CF₂)₂A compound having-is obtained.
[0075]
Secondly, the composition of the present invention will be further described. The amount (percentage) of the compounds described below is weight percent based on the total weight of the composition. This composition may contain only a plurality of compounds selected from the compound (1) as components. A preferred composition contains 1 to 99% of at least one compound selected from the compound (1). The composition comprises at least one compound selected from the group of compounds (2), (3) and (4), at least one compound selected from the group of compounds (5) and (6), or compound (7 ), (8) and (9) may further contain at least one compound selected from the group. This composition is selected from the group of compounds (10), (11) and (12) for the purpose of adjusting the temperature range, viscosity, optical anisotropy, dielectric anisotropy, threshold voltage, etc. of the liquid crystal phase. It may further contain at least one selected compound. The composition may further contain other compounds for the purpose of adjusting physical properties.
[0076]
Compounds (2), (3) and (4) have a large positive dielectric anisotropy and are excellent in thermal stability and chemical stability, and are therefore mainly used in compositions for TN-TFT mode. In this composition, the amount of these compounds is 1-99%. A preferred amount is 10-97%. A more preferred amount is 40 to 95%. Compound (10), (11) or (12) is further added to the composition for the purpose of adjusting the temperature range, viscosity, optical anisotropy, dielectric anisotropy and threshold voltage of the liquid crystal phase. May be.
[0077]
Since the compounds (5) and (6) have a positive dielectric anisotropy and are very large, they are mainly used for compositions for STN and TN modes. These compounds are used for the purpose of expanding the temperature range of the liquid crystal phase of the composition, adjusting the viscosity and optical anisotropy, lowering the threshold voltage, improving the sharpness of the threshold voltage, etc. The In the composition for STN or TN mode, the amount of compound (5) or (6) is in the range of 1 to 99%. A preferred amount is 10-97%. A more preferred amount is 40 to 95%. Compound (10), (11) or (12) may be further added to the composition for the purpose of adjusting the temperature range, viscosity, optical anisotropy, dielectric anisotropy, or threshold voltage of the liquid crystal phase. Good.
[0078]
Since the compounds (7), (8) and (9) have a negative dielectric anisotropy, they are mainly used in compositions for VA mode. Compound (7) is used for the purpose of adjusting viscosity, optical anisotropy, and threshold voltage. Compound (8) is used for the purpose of increasing the clearing point, increasing the optical anisotropy, lowering the threshold voltage, and the like. Increasing the amount of these compounds decreases the threshold voltage but increases the viscosity. Therefore, a smaller amount is preferable as long as the required value of the threshold voltage is satisfied. Since these compounds have a negative dielectric anisotropy and an absolute value of 5 or less, a preferable amount is 40% or more. A more preferred amount is 40 to 80%. For the purpose of adjusting the elastic constant and voltage transmittance curve, these compounds may be added to a composition having a positive dielectric anisotropy. A preferable amount in this case is 30% or less.
[0079]
In the compounds (10), (11) and (12), the absolute value of dielectric anisotropy is small. The compound (10) is mainly used for the purpose of adjusting viscosity or optical anisotropy. Compounds (11) and (12) are used for the purpose of increasing the clearing point to widen the temperature range of the liquid crystal phase or adjusting the optical anisotropy. Increasing the amounts of compounds (10), (11) and (12) increases the threshold voltage of the composition and decreases the viscosity. Accordingly, a large amount may be used as long as the threshold voltage requirement of the composition is satisfied. In the composition for the TN-TFT mode, the preferred amount of these compounds is 40% or less. A more preferable amount is 35% or less. In the composition for STN or TN mode, the preferred amount of these compounds is 70% or less. A more preferable amount is 60% or less.
[0080]
Desirable compounds (2) to (12) are the compounds (2-1) to (2-9), the compounds (3-1) to (3-97), and the compounds (4-1) to (4-33), respectively. , Compounds (5-1) to (5-56), compounds (6-1) to (6-3), compounds (7-1) to (7-3), compounds (8-1) to (8- 5), compounds (9-1) to (9-3), compounds (10-1) to (10-11), compounds (11-1) to (11-18), and compounds (12-1) to (12-6). In these compounds, R¹, R², R³, R^Four, R⁵, R⁶, R⁷, X¹And X²The meanings of the symbols are the same as the meanings of the symbols described in Items 9 to 12 of the embodiment of the present invention.
[0081]

[0082]

[0083]

[0084]

[0085]

[0086]

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[0100]

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[0106]

[0107]

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[0109]

[0110]

[0111]

[0112]
The composition of the present invention is prepared by a known method. For example, the component compounds are mixed and dissolved in each other by heating. Appropriate additives may be added to the composition to adjust the physical properties of the composition. Such additives are well known to those skilled in the art. A chiral dopant is added for the purpose of inducing the helical structure of the liquid crystal to give the necessary twist angle. Examples of the chiral dopant are the optically active compounds (Op-1) to (Op-13) described above.
[0113]
A chiral dopant is added to the composition to adjust the twist pitch. The preferred pitch for TN and TN-TFT modes is in the range of 40-200 μm. A preferred pitch for the STN mode is in the range of 6-20 μm. A preferred pitch for the BTN mode is in the range of 1.5-4 μm. A relatively large amount of chiral dopant is added to the composition for the PC mode. At least two chiral dopants may be added for the purpose of adjusting the temperature dependence of the pitch.
[0114]
The composition of the present invention can be used for modes such as TN, TN-TFT, STN, GH, DS, and ECB. A composition for GH mode is prepared by adding a dichroic dye which is a compound such as merocyanine, styryl, azo, azomethine, azoxy, quinophthalone, anthraquinone and tetrazine. The composition of the present invention includes NCAP produced by microencapsulating nematic liquid crystal and a polymer dispersed liquid crystal display device (PD-LCD) in which a three-dimensional network polymer is formed in the liquid crystal, such as a polymer network liquid crystal display device ( (PN-LCD).
[0115]
【Example】
Thirdly, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The present invention is not limited by these examples. At the phase transition temperature of the compound, C, Sm, SmA, SmB, N, and I are a crystal, a smectic phase, a smectic A phase, a smectic B phase, a nematic phase, and an isotropic phase, respectively. A phase transition in parentheses indicates that it is monotropic. The unit of temperature is ° C. The obtained compound was identified based on data such as a nuclear magnetic resonance spectrum and a mass spectrum. In the nuclear magnetic resonance spectrum, s is a singlet, d is a doublet, t is a triplet, q is a quartet, and m is a multiplet. THF represents tetrahydrofuran.
[0116]
For measuring the dielectric anisotropy (Δε, 25 ° C.) and optical anisotropy (Δn, 25 ° C.) of the compound (1), a liquid crystal composition A composed of a benzonitrile derivative (NI point: 71.7 ° C., Δε : 11.0, Δn: 0.132). A sample was prepared by adding 15% by weight of Compound (1) to 85% by weight of this composition. This measurement method will be described later. Values obtained by the measurement were extrapolated based on the physical property values and weight ratios of the compound (1) and the liquid crystal composition A, and values of dielectric anisotropy and optical anisotropy were calculated.
[0117]
Example 1

[0118]
(1) Synthesis of 5- [4- (4-pentylcyclohexyl) phenyl] -2-trifluoromethyl-2,3-dihydro-4H-pyran (1-b-8)
[0119]
(First stage)
To a 20 mL THF solution of the compound (30; 6.05 g) cooled to −78 ° C., 20 mL of 1 M / L hexamethyldisilazane sodium salt (NaHDMS) was added dropwise, and the mixture was further stirred for 15 minutes. Tris (dimethylamino) fin (8 mL) was stirred dropwise at -78 ° C, and 4.18 g of 2- (2-bromoethoxy) tetrahydropyran was added at -78 ° C, and the temperature was raised to room temperature and stirred overnight. 10 mL of ice water was added to the reaction mixture, and the organic layer was separated. The aqueous layer was extracted with diethyl ether. The organic layer and the extract were combined, washed with distilled water and saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 7.21 g of compound (31).
¹H-NMR (CDCl₃): Δ (ppm); 7.24-7.09 (m, 4H), 4.60 (tt, 1H), 3.76 (m, 2H), 3.63 (s, 3H), 3.42 (M, 1H), 3.27 (m, 1H), 2.40 (m, 2H), 2.00 (m, 1H), 1.88-1.82 (m, 5H), 1.80- 1.50 (m, 6H), 1.42 (dq, 2H), 1.23 (m, 9H), 1.04 (dq, 2H), 0.85 (t, 3H).
[0120]
(Second stage)
Under a nitrogen atmosphere, a solution of 0.45 g of lithium aluminum hydride in 50 mL of diethyl ether in 50 mL of diethyl ether was added dropwise with 50 mL of diethyl ether of the compound (31; 7.60 g), then heated to reflux for 2 hours, returned to room temperature, and returned to overnight. Stir. To the reaction mixture, 20 mL of a saturated aqueous ammonium chloride solution was added, and the organic layer was separated. The aqueous layer was extracted with diethyl ether. The organic layer and the extract were combined, washed with a saturated aqueous ammonium chloride solution, and dried over anhydrous magnesium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 6.67 g of compound (32).
¹H-NMR (CDCl₃): Δ (ppm); 7.12 (m, 4H), 4.60 (tt, 1H), 3.74 (m, 4H), 3.43-3.22 (m, 2H), 2.92 (M, 1H), 2.22 (tt, 1H), 2.01 (m, 2H), 1.83-1.78 (m, 5H), 1.75-1.42 (m, 6H), 1.39 (dq, 2H), 1.29 (m, 9H), 1.01 (dq, 2H), 0.92 (t, 3H).
[0121]
(Third stage)
At room temperature, 5 mL of acetic anhydride was added dropwise to 10 mL of a 20 mL THF solution of the compound (32; 6.67 g), and the mixture was stirred for 3 hours. To the reaction mixture, 150 mL of a pentane / diethyl ether mixed solution (1/1 volume ratio) was diluted by dilution, and 9.8 mL of concentrated hydrochloric acid and 50 g of ice were slowly added with stirring while cooling in an ice bath. The organic layer was separated, washed with water, saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution, 20% aqueous sodium carbonate solution and saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 7.2 g of Compound (33).
¹H-NMR (CDCl₃): Δ (ppm); 7.13 (m, 4H), 4.47 (tt, 1H), 4.20 (d, 2H), 3.83-3.56 (m, 2H), 3.41 (M, 1H), 3.23 (m, 1H), 3.06 (m, 1H), 2.41 (tt, 1H), 2.13-1.97 (m, 2H), 2.00 ( s, 3H), 1.85-1.79 (m, 4H), 1.78-1.48 (m, 6H), 1.46 (dq, 2H), 1.32 (m, 9H), 1 .05 (dq, 2H), 0.88 (t, 3H).
[0122]
(4th stage)
At -15 ° C, 5.7 g of bromine was added dropwise to a solution of 9.3 g of triphenylphosphine in 140 mL of methylene chloride, followed by stirring of the compound (33; 7.15 g) dissolved in 15 mL of methylene chloride at -15 ° C. The mixture was added dropwise, returned to room temperature, and stirred overnight. After adding 50 mL of methylene chloride to the reaction mixture, this solution was washed with water and saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 6.54 g of compound (34).
¹H-NMR (CDCl₃): Δ (ppm); 7.18-7.08 (m, 4H), 4.20 (m, 2H), 3.33 (m, 1H), 3.19-3.08 (m, 2H) 2.22 (tt, 1H), 2.32-2.06 (m, 2H), 2.03 (s, 3H), 1.86-1.81 (m, 4H), 1.42 (dq , 2H), 1.23 (m, 9H), 1.03 (dq, 2H), 0.85 (t, 3H).
[0123]
(5th stage)
To the compound (34; 6.54 g) was added 4.85 g of triphenylphosphine, and the mixture was heated at 100 to 110 ° C. for 24 hours under a nitrogen atmosphere. Distilled water (5 mL) and potassium carbonate (0.12 g) were added to a 50 mL methanol solution of the reaction mixture, and the mixture was stirred at room temperature overnight. After the solvent was distilled off under reduced pressure, the reaction product was washed several times with diethyl ether to obtain 8.29 g of compound (35).
¹H-NMR (CD₃OD): δ (ppm); 7.76-7.57 (m, 15H), 7.18 (m, 2H), 7.07 (m, 2H), 3.72 (dd, 1H), 3. 60 (dd, 1H), 3.20 (dm, 2H), 2.83 (m, 1H), 2.43 (tt, 1H), 2.30 (m, 2H), 1.85 to 1.80 (M, 4H), 1.41 (dq, 2H), 1.22 (m, 9H), 1.03 (dq, 2H), 0.85 (t, 3H).
[0124]
(6th stage)
Under a nitrogen atmosphere, 1.5 g of trifluoroacetic anhydride was added dropwise to a solution of compound (35; 3.9 g) in 10 mL of methylene chloride while cooling with an ice bath, and then returned to room temperature and stirred for 20 minutes. Volatile components were distilled off under reduced pressure. Then, 9.5 mL of 1M-NaHMDS / THF solution was added dropwise to a 15 mL THF solution of the reaction mixture at −78 ° C. under a nitrogen atmosphere. The reaction mixture was allowed to warm to room temperature and stirred at 38-45 ° C. for 3 hours, followed by stirring overnight at room temperature. The reaction mixture was adjusted to pH = 6 by adding a buffer solution at 0 ° C. After adding 100 mL of a pentane / diethyl ether mixed solution (2/1 volume ratio), the organic layer was separated. The extract was washed with a buffer solution and saturated saline and dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was purified by column chromatography using neutral alumina to obtain 0.88 g of the target compound (1-b-8).
C 85 ° C. I.V.
¹H-NMR (CDCl₃): Δ (ppm); 7.18 (m, 2H), 7.10 (m, 2H), 5.58 (t, 1H), 4.30 (ddd, 1H) 3.89 (t, 1H) , 3.07 (m, 1H), 2.44 (tt, 1H), 2.38-2.33 (m, 2H), 1.88-1.84 (m, 4H), 1.42 (dq , 2H), 1.31-1.18 (m, 9H), 1.03 (dq, 2H), 0.88 (t, 3H).
[0125]
Example 2
The following compounds are synthesized in the same manner as Example 1. The compound synthesized in Example 1 was also exemplified. In these compounds, dielectric anisotropy and optical anisotropy were obtained by extrapolating measured values.
[0126]

[0127]

[0128]

[0129]

[0130]

[0131]

[0132]

[0133]
Representative compositions of the present invention are summarized in Use Examples 1-14. First, compounds that are components of the composition and their amounts (% by weight) are shown. The compounds were indicated by the symbols of the left terminal group, linking group, ring structure, and right terminal group according to the conventions in Table 1. The configuration of 1,4-cyclohexylene and 1,3-dioxane-2,5-diyl is trans. If there is no end group symbol, it means that the end group is hydrogen. Next, physical property values of the composition are shown. The physical property values were measured in accordance with the method described in Standard of Electronic Industries Association of Japan, EIAJ ED-2521A, or a modified method thereof.
[0134]

[0135]
Nematic phase-isotropic phase transition temperature (NI; ° C.): A sample was placed on a hot plate of a melting point measuring apparatus equipped with a polarizing microscope and heated at a rate of 1 ° C./min. The temperature when a part of the sample changed from the nematic phase to the isotropic phase was measured. This phase transition temperature is also called the clearing point.
[0136]
Viscosity (η; measured at 20 ° C .; mPa · s): An E-type viscometer was used to measure the viscosity.
[0137]
Optical anisotropy (Δn; measured at 25 ° C.): Optical anisotropy was measured using an Abbe refractometer with light having a wavelength of 589 nm.
[0138]
Dielectric anisotropy (Δε; measured at 25 ° C)
1) Composition having a positive Δε value: A sample was placed in a liquid crystal cell in which the distance (gap) between two glass substrates was 9 μm and the twist angle was 80 degrees. 20 volts was applied to the cell, and the dielectric constant (ε 率) in the major axis direction of the liquid crystal molecules was measured. 0.5 V was applied, and the dielectric constant (ε⊥) in the minor axis direction of the liquid crystal molecules was measured. The value of dielectric anisotropy was calculated from the equation: Δε = ε∥−ε⊥.
[0139]
2) Composition having a negative Δε value: A sample was placed in a liquid crystal cell subjected to homeotropic alignment treatment, and 0.5 volt was applied to measure the dielectric constant (ε‖). A sample was put into a liquid crystal cell subjected to a homogeneous alignment treatment, and 0.5 volt was applied to measure the dielectric constant (ε ボ ル ト). The value of dielectric anisotropy was calculated from the equation: Δε = ε∥−ε⊥.
[0140]
Threshold voltage (Vth; measured at 25 ° C .; volt): a normally white mode in which the distance (gap) between two glass substrates is (0.5 / Δn) μm and the twist angle is 80 degrees A sample was put in a liquid crystal display element of normally white mode. Δn is a value of optical anisotropy measured by the above method. A rectangular wave having a frequency of 32 Hz was applied to this element. The voltage of the rectangular wave was increased and the value of the voltage when the transmittance of light passing through the element reached 90% was measured.
[0141]
Voltage holding ratio: According to the method of measuring the voltage holding ratio of a device having a liquid crystal composition and an alignment film described in Standard of Electric Industries Association of Japan EIAJ • ED-2521A. The TN device used for the measurement had a polyimide alignment film, and the cell gap was 6 μm. The waveform of the voltage applied to the TN device at 25 ° C. was observed with a cathode ray oscilloscope, and the area between the voltage curve and the horizontal axis in a unit cycle was obtained. The area was similarly obtained from the voltage waveform measured after removing the TN element. The voltage holding ratio was calculated by comparing the values of the two areas.
[0142]
Helical pitch (measured at 20 ° C .; μm): Kano's wedge cell method was used to measure the helical pitch. A sample was injected into the Kano wedge-shaped cell, and the distance a between the disclination lines observed from the cell was measured. The helical pitch (P) was calculated from the formula P = 2 · a · tan θ. θ is an angle between two glass plates in the wedge-shaped cell.
[0143]
Compound compatibility: A mother liquid crystal having a nematic phase was prepared by mixing several compounds having a similar structure. A composition in which the compound to be measured and this mother liquid crystal were mixed was obtained. An example of the mixing ratio is 15% compound and 85% mother liquid crystal. This composition was stored at a low temperature such as −20 ° C. and −30 ° C. for 30 days. It was observed whether a part of this composition was changed to a crystal (or smectic phase). The mixing ratio and storage temperature were adjusted as necessary. From the results measured by this method, conditions under which crystals (or smectic phases) precipitate and conditions under which crystals (or smectic phases) do not precipitate were determined.
[0144]
Example 1
5-HBchO-CF3 (1-b-9) 6%
3-HHchO-CF3 (1-b-1) 5%
5-HHchO-CF3 (1-b-2) 5%
2-BEB (F) -C (5) 5%
3-BEB (F) -C (5) 4%
4-BEB (F) -C (5) 12%
1V2-BEB (F, F) -C (5) 16%
3-HB-O2 (10-5) 2%
3-HH-4 (10-1) 3%
3-HHB-F (3-1) 3%
3-HHB-1 (11-1) 4%
3-HHB-O1 (11-1) 4%
3-HBEB-F (3-34) 4%
3-HHEB-F (3-10) 5%
5-HHEB-F (3-10) 5%
3-H2BTB-2 (11-15) 4%
3-H2BTB-3 (11-15) 4%
3-H2BTB-4 (11-15) 4%
3-HB (F) TB-2 (11-14) 5%
NI = 79.7 ° C .; Δn = 0.138; η = 45.9 mPa · s; Δε = 29.0; Vth = 1.02 V.
[0145]
Example 2
3-HBchO-CF3 (1-b-8) 5%
3-BBchO-CF3 (1-b-15) 5%
5-HHXchO-CF3 (1-b-4) 5%
3-HHEchO-CF3 (1-b-5) 5%
2-HB-C (5-2) 5%
3-HB-C (5-2) 12%
3-HB-O2 (10-5) 5%
2-BTB-1 (10-10) 3%
3-HHB-F (3-1) 4%
3-HHB-1 (11-1) 8%
3-HHB-O1 (11-1) 5%
3-HHB-3 (11-1) 4%
3-HHEB-F (3-10) 4%
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 = 90.6 ° C .; Δn = 0.097; η = 28.9 mPa · s; Δε = 6.0; Vth = 2.23V.
[0146]
Example 3
3-HchO-CF3 (1-a-1) 5%
5-HBchO-CF3 (1-b-9) 10%
5-HHchO-CF3 (5) 8%
3-HB-C (5-2) 8%
V-HB-C (5-2) 8%
1V-HB-C (5-2) 8%
3-HB-O2 (10-5) 3%
3-HH-2V (10-1) 3%
3-HH-2V1 (10-1) 3%
V2-HHB-1 (11-1) 9%
3-HHB-1 (11-1) 5%
3-HHEB-F (3-10) 7%
3-H2BTB-2 (11-15) 6%
3-H2BTB-3 (11-15) 6%
3-H2BTB-4 (11-15) 5%
NI = 80.5 ° C .; Δn = 0.130; η = 26.2 mPa · s; Δε = 9.7; Vth = 2.04V.
[0147]
Example 4
3-HHchO-CF3 (1-b-1) 5%
3-HBchO-CF3 (1-b-8) 5%
5-HHXchO-CF3 (1-b-4) 4%
5-BEB (F) -C (5) 5%
V-HB-C (5-2) 11%
5-PyB-C (5-8) 6%
4-BB-3 (10-8) 11%
3-HH-2V (10-1) 10%
5-HH-V (10-1) 11%
V-HHB-1 (11-1) 7%
V2-HHB-1 (11-1) 7%
3-HHB-1 (11-1) 3%
1V2-HBB-2 (11-4) 10%
3-HHEBH-3 (12-6) 5%
NI = 72.9 ° C .; Δn = 0.108; η = 19.3 mPa · s; Δε = 5.5; Vth = 2.30 V.
[0148]
Example 5
5-HBchO-CF3 (1-b-9) 8%
5-HHchO-CF3 (1-b-2) 6%
3-HHEchO-CF3 (1-b-5) 8%
1V2-BEB (F, F) -C (5) 6%
3-HB-C (5-2) 18%
2-BTB-1 (10-10) 10%
5-HH-VFF (10-1) 20%
3-HHB-1 (11-1) 3%
VFF-HHB-1 (11-1) 4%
VFF2-HHB-1 (11-1) 4%
3-H2BTB-2 (11-15) 5%
3-H2BTB-3 (11-15) 4%
3-H2BTB-4 (11-15) 4%
NI = 68.4 ° C .; Δn = 0.126; η = 23.5 mPa · s; Δε = 7.6; Vth = 1.96V.
[0149]
Example 6
3-HchO-CF3 (1-a-1) 10%
3-HHchO-CF3 (1-b-1) 10%
5-HHchO-CF3 (1-b-2) 5%
5-HB-CL (2-1) 6%
3-HH-4 (10-1) 4%
3-HH-5 (10-1) 2%
3-HHB-F (3-1) 2%
3-HHB-CL (3-1) 2%
4-HHB-CL (3-1) 2%
3-HHB (F) -F (3-2) 10%
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 (12-1) 3%
3-HHBB (F, F) -F (4-6) 2%
4-HHBB (F, F) -F (4-6) 3%
5-HHBB (F, F) -F (4-6) 3%
3-HH2BB (F, F) -F (4-15) 3%
4-HH2BB (F, F) -F (4-15) 3%
NI = 102.2 ° C .; Δn = 0.086; η = 30.0 mPa · s; Δε = 4.3; Vth = 2.48V.
[0150]
Example 7
5-HHchO-CF3 (1-b-2) 8%
3-BBchO-CF3 (1-b-15) 6%
3-HHEchO-CF3 (1-b-5) 5%
3-HHB (F, F) -F (3-3) 9%
3-H2HB (F, F) -F (3-15) 9%
4-H2HB (F, F) -F (3-15) 8%
5-H2HB (F, F) -F (3-15) 8%
3-HBB (F, F) -F (3-24) 12%
5-HBB (F, F) -F (3-24) 12%
3-H2BB (F, F) -F (3-27) 7%
5-HHBB (F, F) -F (4-6) 3%
5-HHEBB-F (4) 2%
3-HH2BB (F, F) -F (4-15) 3%
1O1-HBBH-4 (12-1) 4%
1O1-HBBH-5 (12-1) 4%
NI = 95.5 ° C .; Δn = 0.108; η = 39.1 mPa · s; Δε = 8.4; Vth = 1.88 V.
[0151]
Example 8
3-HBchO-CF3 (1-b-8) 5%
5-HHXchO-CF3 (1-b-4) 5%
5-HB-F (2-1) 12%
6-HB-F (2-1) 9%
7-HB-F (2-1) 7%
2-HHB-OCF3 (3-1) 7%
3-HHB-OCF3 (3-1) 7%
4-HHB-OCF3 (3-1) 7%
5-HHB-OCF3 (3-1) 5%
3-HH2B-OCF3 (3-4) 4%
5-HH2B-OCF3 (3-4) 4%
3-HHB (F, F) -OCF2H (3-3) 4%
3-HHB (F, F) -OCF3 (3-3) 5%
3-HH2B (F) -F (3-5) 3%
3-HBB (F) -F (3-23) 5%
5-HBB (F) -F (3-23) 5%
5-HBBH-3 (12-1) 3%
3-HB (F) BH-3 (12-2) 3%
NI = 79.5 ° C .; Δn = 0.085; η = 16.8 mPa · s; Δε = 4.5; Vth = 2.51V.
[0152]
Example 9
3-HchO-CF3 (1-a-1) 7%
5-HBchO-CF3 (1-b-9) 8%
5-HB-CL (2-1) 3%
3-HH-4 (10-1) 8%
3-HHB-1 (11-1) 5%
3-HHB (F, F) -F (3-3) 8%
3-HBB (F, F) -F (3-24) 20%
5-HBB (F, F) -F (3-24) 8%
3-HHEB (F, F) -F (3-12) 10%
4-HHEB (F, F) -F (3-12) 3%
5-HHEB (F, F) -F (3-12) 3%
2-HBEB (F, F) -F (3-36) 3%
3-HBEB (F, F) -F (3-36) 5%
5-HBEB (F, F) -F (3-36) 3%
3-HHBB (F, F) -F (4-6) 6%
NI = 74.8 ° C .; Δn = 0.098; η = 26.7 mPa · s; Δε = 8.4; Vth = 1.62V.
[0153]
Example 10
3-HBchO-CF3 (1-b-8) 5%
3-BBchO-CF3 (1-b-15) 5%
3-HB-CL (2-1) 3%
5-HB-CL (2-1) 2%
3-HHB-OCF3 (3-1) 5%
3-H2HB-OCF3 (3-13) 5%
5-H4HB-OCF3 (3-19) 15%
V-HHB (F) -F (3-2) 5%
3-HHB (F) -F (3-2) 5%
5-HHB (F) -F (3-2) 5%
3-H4HB (F, F) -CF3 (3-21) 8%
5-H4HB (F, F) -CF3 (3-21) 10%
5-H2HB (F, F) -F (3-15) 5%
5-H4HB (F, F) -F (3-21) 7%
2-H2BB (F) -F (3-26) 5%
3-H2BB (F) -F (3-26) 5%
3-HBEB (F, F) -F (3-36) 5%
NI = 67.6 ° C .; Δn = 0.097; η = 30.2 mPa · s; Δε = 8.7; Vth = 1.61V.
[0154]
Usage example 11
5-HBchO-CF3 (1-b-9) 8%
5-HHXchO-CF3 (1-b-4) 7%
3-HHEchO-CF3 (1-b-5) 7%
5-HB-CL (2-1) 5%
7-HB (F, F) -F (2-3) 3%
3-HH-4 (10-1) 10%
3-HH-5 (10-1) 5%
3-HB-O2 (10-5) 5%
3-HHB-1 (11-1) 8%
3-HHB-O1 (11-1) 5%
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) 6%
3-H2HB (F, F) -F (3-15) 5%
4-H2HB (F, F) -F (3-15) 5%
NI = 77.9 ° C .; Δn = 0.072; η = 27.8 mPa · s; Δε = 3.6; Vth = 1.93V.
[0155]
Use example 12
3-HchO-CF3 (1-a-1) 5%
3-BBchO-CF3 (1-b-8) 5%
5-HHXchO-CF3 (1-b-4) 5%
3-HHEchO-CF3 (1-b-5) 5%
5-HB-CL (2-1) 3%
7-HB (F) -F (2-2) 5%
3-HH-4 (10-1) 9%
3-HH-EMe (10-2) 5%
3-HHEB-F (3-10) 8%
5-HHEB-F (3-10) 8%
3-HHEB (F, F) -F (3-12) 10%
4-HHEB (F, F) -F (3-12) 5%
4-HGB (F, F) -F (3-91) 5%
5-HGB (F, F) -F (3-91) 6%
2-H2GB (F, F) -F (3-94) 4%
3-H2GB (F, F) -F (3-94) 5%
5-GHB (F, F) -F (3-97) 7%
NI = 71.8 ° C .; Δn = 0.066; η = 29.3 mPa · s; Δε = 6.9; Vth = 1.43 V.
[0156]
Example 13
3-HHchO-CF3 (1-b-1) 5%
5-HHchO-CF3 (1-b-2) 10%
5-HHXchO-CF3 (1-b-4) 5%
3-HH-4 (10-1) 8%
3-HHB-1 (11-1) 6%
3-HHB (F, F) -F (3-3) 10%
3-H2HB (F, F) -F (3-15) 9%
3-HBB (F, F) -F (3-24) 5%
3-BB (F, F) XB (F, F) -F (3-85) 25%
1O1-HBBH-5 (12-1) 7%
2-HHBB (F, F) -F (4-6) 3%
3-HHBB (F, F) -F (4-6) 3%
3-HH2BB (F, F) -F (4-15) 4%
NI = 84.7 ° C .; Δn = 0.102; η = 30.9 mPa · s; Δε = 9.7; Vth = 1.48V.
[0157]
Example 14
5-HBchO-CF3 (1-b-9) 5%
3-HBchO-CF3 (1-b-8) 6%
3-HHEchO-CF3 (1-b-5) 6%
3-HH-4 (10-1) 5%
3-HH-5 (10-1) 5%
3-HH-O1 (10-1) 3%
3-HH-O3 (10-1) 3%
3-HB-O1 (10-5) 5%
3-HB-O2 (10-5) 5%
3-HB (2F, 3F) -O2 (7-1) 10%
5-HB (2F, 3F) -O2 (7-1) 10%
3-HHEH-3 (11) 3%
3-HHEH-5 (11) 2%
4-HHEH-3 (11) 2%
2-HHB (2F, 3F) -1 (8-1) 4%
3-HHB (2F, 3F) -2 (8-1) 4%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (8-1) 12%
5-HHB (2F, 3F) -O2 (8-1) 10%
NI = 72.5 ° C .; Δn = 0.079; η = 32.5 mPa · s; Δε = −2.0.
[0158]
In said usage example 7, when the optically active compound (Op-5) of 0.25% was added based on the composition, the value of the helical pitch was 61.0 μm.
【The invention's effect】
Compound (1) is a liquid crystal satisfying a plurality of physical properties in terms of general physical properties necessary for the compound, small optical anisotropy, large dielectric anisotropy, and excellent compatibility with other liquid crystal compounds. It is a sex compound. The liquid crystal composition containing the compound (1) has a plurality of general physical properties required for the compound, small optical anisotropy, large dielectric anisotropy, and excellent compatibility with other liquid crystal compounds. It satisfies the physical properties of Furthermore, the liquid crystal display element containing this composition has the outstanding characteristic.

Claims (18)

A compound represented by the following formula (1).

In the formula (1), Ra is alkyl having 1 to 7 carbons, in which arbitrary — ( CH ₂ ) ₂ — may be replaced by —CH═CH—, and arbitrary hydrogen is fluorine. It may be replaced; a ^1, a ^2, and a ³ are independently 1,4-cyclohexylene, 1,3-dioxane-2,5-diyl or 1,4-phenylene, 1,4 - arbitrary hydrogen phenylene may be replaced by halogen,; Z ¹ is a single _{bond, - (CH 2) 2 -} , - CH = CH-, or a -C≡C-, Z ² is a single bond , — (CH ₂ ) ₂ —, — (CF ₂ ) ₂ —, —COO—, —CH ₂ O—, —CF ₂ O—, —CH═CH—, —CF═CF—, or —C≡C -, a and, Z ³ is a single bond, -COO -, - OCH ₂ -, or _-CF 2 O- In it; and m and n are independently 0 or 1. The compound according to claim 1, wherein in the formula (1) according to claim 1, Ra is an alkyl having 1 to 7 carbon atoms or an alkenyl having 1 to 6 carbon atoms in which arbitrary hydrogen may be replaced by halogen. . The compound according to claim 1, wherein in the formula (1) according to claim 1, Ra is an alkyl having 1 to 7 carbon atoms in which arbitrary hydrogen may be replaced with fluorine. The compound according to any one of claims 1 to 3 , wherein in the formula (1) according to claim 1, Z ¹ , Z ² and Z ³ are single bonds. The compound according to any one of claims 1 to 4 , wherein in the formula (1) according to claim 1, m is 0 and n is 1. A liquid crystal composition comprising at least one compound according to any one of claims 1 to 5 . The composition of Claim 6 which further contains the at least 1 compound selected from the compound group represented by following formula (2), (3) and (4).

In the formula, R ¹ is alkyl having 1 to 10 carbon atoms, in which arbitrary —CH ₂ — may be replaced by —O— or —CH═CH—, and arbitrary hydrogen is replaced by fluorine. X ¹ is fluorine, chlorine, —OCF ₃ , —OCHF ₂ , —CF ₃ , —CHF ₂ , —CH ₂ F, —OCF ₂ CHF ₂ , or —OCF ₂ CHFCF ₃ ; ring B And ring D is independently 1,4-cyclohexylene, 1,3-dioxane-2,5-diyl or 1,4-phenylene in which any hydrogen may be replaced by fluorine, and ring E is 1, 4-cyclohexylene or 1,4-phenylene in which any hydrogen may be replaced by fluorine; Z ⁴ and Z ⁵ are independently — (CH ₂ ) ₂ —, — (CH ₂ ) ₄ —, — COO-,- _{F 2 O -, - OCF 2} -, - CH = CH-, or a single bond; and ^{L 1} and ^{L 2} are each independently hydrogen or fluorine. The composition according to claim 6 , further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by the following formulas (5) and (6).

In the formula, R ² and R ³ are each independently alkyl having 1 to 10 carbons, and in this alkyl, arbitrary —CH ₂ — may be replaced by —O— or —CH═CH—, and X ² may be —CN or —C≡C—CN; Ring G may be 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 1,3-dioxane-2, 5-diyl, or pyrimidine-2,5-diyl; ring J is 1,4-cyclohexylene, pyrimidine-2,5-diyl or 1,4-phenylene in which any hydrogen may be replaced by fluorine Yes; Ring K is 1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene; Z ⁶ is — (CH ₂ ) ₂ —, —COO—, —CF ₂ O—, —OCF ₂ —, or a single bond ^{Yes; L} 3, L ⁴ you Fine and L ⁵ have independently hydrogen or fluorine; and b, c and d are independently 0 or 1. The composition of Claim 6 which further contains the at least 1 compound selected from the compound group represented by following formula (7), (8) and (9).

In the formula, R ⁴ and R ⁵ are independently alkyl having 1 to 10 carbon atoms, and in this alkyl, arbitrary —CH ₂ — may be replaced by —O— or —CH═CH—, and Hydrogen may be replaced by fluorine; ring M and ring P are independently 1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene; Z ⁷ and Z ⁸ are independently — (CH ₂ ) ₂ -, -COO- or a single bond; and L ⁶ and L ⁷ are independently hydrogen or fluorine, and at least one of L ⁶ and L ⁷ is fluorine. The composition of Claim 6 which further contains the at least 1 compound selected from the compound group represented by following formula (10), (11) and (12).

In the formula, R ⁶ and R ⁷ are independently alkyl having 1 to 10 carbon atoms, and in this alkyl, arbitrary —CH ₂ — may be replaced by —O— or —CH═CH—, and The hydrogen in can be replaced with fluorine; ring Q, ring T and ring U are independently 1,4-cyclohexylene, pyrimidine-2, 5-diyl, or any hydrogen can be replaced with fluorine And Z ⁹ and Z ¹⁰ are independently —C≡C—, —COO—, — (CH ₂ ) ₂ —, —CH═CH—, or a single bond. Formula according to claim 10 (10), (11) and (12) at least one compound The composition of claim 7 containing selected from the group of compounds represented by. Formula according to claim 10 (10), (11) and (12) at least one compound further composition according to claim 8 containing selected from the group of compounds represented by. The composition of claim 7 which further comprises at least one compound Formula (5) and which is selected from the group of compounds represented by (6) according to claim 8. Formula according to claim 10 (10), (11) and (12) at least one compound The composition of claim 13 containing selected from the group of compounds represented by. Formula according to claim 10 (10), (11) and (12) at least one compound further composition according to claim 9 containing selected from the group of compounds represented by. The composition according to any one of claims 4 to 13 , further comprising at least one optically active compound. A liquid crystal display device containing the composition according to any one of claims 4-16. The method for producing a compound represented by the formula (1) according to claim 1, wherein a phosphonium salt represented by the following formula (13) is reacted under a basic condition.

In the formula (13), Ra is alkyl having 1 to 7 carbons, in which arbitrary — ( CH ₂ ) ₂ — may be replaced by —CH═CH—, and arbitrary hydrogen is fluorine. May be substituted; A ¹ , A ² , and A ³ are independently 1,4-cyclohexylene, 1,3-dioxane-2,5-diyl, or 1,4-phenylene; Any hydrogen in -phenylene may be replaced by halogen; Z ¹ is a single bond, — (CH ₂ ) ₂ —, —CH═CH—, or —C≡C—, and Z ² is a single bond , — (CH ₂ ) ₂ —, — (CF ₂ ) ₂ —, —COO—, —CH ₂ O—, —CF ₂ O—, —CH═CH—, —CF═CF—, or —C≡C -, a and, Z ³ is a single bond, -COO -, - OCH ₂ -, or _-CF 2 O- , A and; and m and n are independently 0 or 1.