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JP4340338B2 - フルオロシクロヘキサン誘導体および液晶媒体 - Google Patents
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JP4340338B2 - フルオロシクロヘキサン誘導体および液晶媒体 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新規なフルオロシクロヘキサン誘導体、これらの化合物の液晶成分としての使用およびこれらの化合物を含有する液晶媒体、ならびにこれらの液晶媒体を含有する液晶表示素子および電気光学表示素子に関する。
【0002】
【従来技術】
フルオロシクロヘキサン単位を含有する化合物は、例えばJP05125002、JP05229979およびEP0107759に記載されている。しかしながら、これらの刊行物には2個または3個以上のフルオロシクロヘキサン単位を有する化合物は記載されていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、特にTFTおよびSTNディスプレイ用の液晶成分として適する、新規で安定な液晶化合物またはメソゲン化合物を提供することにある。
本発明のもう一つの課題は、このような化合物の製造方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するため、鋭意研究を重ねたところ、液晶媒体、とくにTFT及びSTNディスプレイ用の液晶媒体の成分として適する、安定な液晶化合物またはメソゲン化合物を見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は新規な下記式Iで表わされるフルオロシクロヘキサン誘導体に関する:
【化6】
Figure 0004340338
式中、
Yは炭素原子1〜10個を有するアルキル基またはアルコキシ基であり、この基は未置換であるか、または置換基として少なくとも1個のハロゲンを有しており、あるいはYは炭素原子2〜10個を有するアルケニル基またはアルケニルオキシ基であり、この基は未置換であるか、置換基として少なくとも1個の−CN、−CF3または−Fを有しており、あるいはYは−CN、−F、−CF3、−OCHF2、−OCF3、−OCHFCF3または−OCF2CF3であり、
【0005】
1およびX2はそれぞれ相互に独立して、アキシャル位置に存在するHまたはFであり、ただしX1およびX2 はX1およびX2により置換されている各個のシクロヘキサン環において同時にHではなく、
1はHであるか、または炭素原子1〜12個または2〜12個をそれぞれ有するアルキル基またはアルケニル基であり、この基は未置換であるか、または置換基として1個のCNまたはCF3を有するか、または置換基として少なくとも1個のハロゲンを有しており、これらの基中に存在する1個または2個以上のCH2基はまたそれぞれ相互に独立して、ヘテロ原子が相互に直接に結合しないものとして、
【化7】
Figure 0004340338
−O−CO−O−により置き換えられていてもよく、
【0006】
1は、
a)トランス−1,4−シクロヘキシレン基であり、この基中に存在する1個のCH2基または隣接していない2個以上のCH2基は−O−および(または)−S−により置き換えられていてもよく、または
b)1,4−フェニレン基であり、この基中に存在する1個または2個のCH基はNにより置き換えられていてもよく、または
c)1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン、ピペリジン−1,4−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイルおよび1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイルからなる群からの基であり、または
d)1,4−シクロヘキセニレン基であり、
上記基a)、b)およびd)は置換基として、CN、ClまたはFを有していてもよく、
【0007】
1およびZ2はそれぞれ相互に独立して、−CO−O−、−O−CO−、−CH2O−、−O−、−O−CH2−、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−または単結合であり、
nは1、2、3または4であり、そして
mは0、1、2またはであり、
ただしm+nは1、2、3または4である。
【0008】
本発明はまた、式Iで表わされる化合物の液晶成分としての使用、ならびに本発明による液晶媒体を含有する液晶表示素子および電気光学表示素子に関する。式Iで表わされる化合物は液晶媒体の成分として使用することができ、特にねじれセルの原理、ゲスト−ホスト効果、整列相の変形の効果(DAP)または電気制御複屈折の効果(ECB)あるいは動的散乱の効果に基づくディスプレイ用の液晶媒体の成分として使用することができる。従来、この目的に使用されていた物質の全部は或る種の欠点有し、例えば熱、光または電場にさらされた場合の不適当な安定性あるいは好ましくない弾性および(または)誘電物性を有する。
【0009】
ここに、式Iで表わされる化合物が、液晶媒体の成分として格別に適していることが見出された。これらの化合物を使用するこしによって、特にTFTまたはSTNディスプレイに適する安定な液晶媒体を得ることができる。これらの新規化合物は高い熱安定性の点で際立っており、これは高い保持比にとって有利である。さらにまた、これらの化合物は比較的低い回転粘度値を有すると同時に好ましい透明点を示す。式Iで表わされる化合物は、大きい負の誘電異方性を有し、従って整列相の変形の効果に基くディスプレイに特に適している。
式Iで表わされる化合物を提供することによって、各種用途の観点から、液晶混合物の調製に適する液晶物質の範囲が非常に一般的に相当に拡大される。
【0010】
式Iで表わされる化合物は広い用途範囲を有する。置換基を選択することによって、これらの化合物は液晶媒体の主要な構成基材として使用することができる;しかしながら、式Iで表わされる化合物はまた、別の種類の化合物からの液晶基材に添加して、例えばこの種の誘電体の誘電異方性および(または)光学異方性を変えることができ、および(または)そのしきい値電圧および(または)その粘度を最適にすることができる。
式Iで表わされる化合物は純粋な状態で無色であり、そして電気光学用途に対して好ましい温度範囲に位置する液晶中間相を形成する。これらの化合物は化学物質、熱および光に対して安定である。
【0011】
従って、本発明は、式Iで表わされる化合物およびこれらの化合物を液晶媒体の成分として使用することにも関する。本発明はまた、式Iで表わされる少なくとも1種の化合物を含有する液晶媒体、およびまたこの種の媒体を含有する液晶表示素子、特に電気光学表示素子に関する。
本明細書の全体をとおして、n、m、R1、X1 2 、Z1、Z2、A1およびYは、別段の記載がないかぎり、上記定義のとおりである。
【0012】
簡潔にするために、以下の記載において、Cycは1,4−シクロヘキシレン基を表わし、Cheは1,4−シクロヘキセニレン基を表わし、Dioは1,3−ジオキサン−2,5- ジイル基を表わし、Ditは1,3−ジチアン−2,5−ジイル基を表わし、Pheは1,4−フェニレン基を表わし、Pydはピリジン−2,5−ジイル基を表わし、Pyrはピリミジン−2,5−ジイル基を表わし、そしてBcoはビシクロ[2.2.2]オクチレン基を表わすものとする。これらのCycおよび(または)Pheは未置換あるいは置換基として1個または2個以上のCl、FまたはCNを有することができる。
【0013】
また、Wは下記の構造単位を意味する:
【化8】
Figure 0004340338
(式中、X1、X2、Z1およびnは上記定義のとおりである)。
【0014】
式Iで表わされる化合物は、下記の付属式Iaで表わされる化合物:
1−W−Y Ia
下記の付属式IbおよびIcで表わされる化合物:
【化9】
Figure 0004340338
下記の付属式Id〜Igで表わされる化合物:
【化10】
Figure 0004340338
【0015】
および下記の付属式Ih〜Ioで表わされる化合物:
【化11】
Figure 0004340338
を包含する。
【0016】
これらの中で、付属式Ia、Ib、Id、Ie、If、Ih、IiおよびIjで表わされる化合物は、特に好適な化合物として挙げられる。
付属式Ibで表わされる好適化合物には、下記付属式IbaおよびIbbで表わされる化合物が包含される:
【化12】
Figure 0004340338
付属式Icで表わされる好適化合物には、下記付属式IcaおよびIcbで表わされる化合物が包含される:
【化13】
Figure 0004340338
【0017】
付属式Idで表わされる好適化合物には、下記付属式Ida〜Idgで表わされる化合物が包含される:
【化14】
Figure 0004340338
これらの中で、付属式Ida、Idb、IdcおよびIdeで表わされる化合物は、特に好適である。
【0018】
付属式Ieで表わされる好適化合物には、下記付属式Iea〜Iegで表わされる化合物が包含される:
【化15】
Figure 0004340338
付属式Ifで表わされる好適化合物には、下記付属式Ifa〜Ifhで表わされる化合物が包含される:
【化16】
Figure 0004340338
【0019】
これらの中で、付属式Ifa、Ifb、IfcおよびIfeで表わされる化合物は、特に好適である。
付属式Igで表わされる好適化合物には、下記付属式Iga〜Igeで表わされる化合物が包含される:
【化17】
Figure 0004340338
【0020】
付属式Ih〜Ioで表わされる好適化合物には、下記付属式Ip〜Iwで表わされる化合物が包含される:
【化18】
Figure 0004340338
式Iで表わされる好適化合物のグループは、下記付属式Ia1、Ib1、Ib2およびIe1で表わされる化合物を包含する:
【0021】
【化19】
Figure 0004340338
【0022】
各式中、R1、X1、X2、Z1、Z2、nおよびYは上記定義のとおりであり、そしてL1、L2およびL4はそれぞれ相互に独立して、FまたはHである。
Yは好ましくは、−CN、−F、−CF3、−OCF3または炭素原子1〜10個を有する直鎖状アルキル基または炭素原子2〜10個を有するアルケニル基である。nの好適意味は1または2である。
式Iにおいて、X1およびX2が、X1およびX2により置換されている各個のシクロヘキサン環において同時にFではない化合物が好ましい。
前記および後記の式で表わされる化合物において、R1は好ましくは、炭素原子1〜10個を有する直鎖状アルキル基または炭素原子2〜10個を有するアルケニル基であり、さらにまた炭素原子1〜10個を有するアルコキシ基も好適である。
【0023】
1は好ましくは、Phe、Cyc、Che、Pyd、PyrまたはDioである。式Iで表わされる化合物は好ましくは、1個よりも多くない数で基Bco、Pyd、Pyr、DioおよびDitを含有する。
1個よりも多くの環A1が存在する場合に、これら2個の環は同一または相違する意味を有することができる。架橋基Z1とZ2およびX1とX2にも同じことが当てはまる。
式Iおよび全部の付属式において、A1が置換基として1個または2個のFまたはCNを有する1,4−フェニレンである化合物はまた、好ましい化合物として挙げられる。
1は好ましくは、下記の基である:
【0024】
【化20】
Figure 0004340338
【0025】
mは好ましくは、0または1、特に好ましくは0である。Z1およびZ2は相互に独立して、好ましくは−CH2CH2−、−CH=CH−または単結合であり、特に好ましくは単結合である。
式Iにおいて、R1およびYが同時に、炭素原子1〜10個を有するアルキル基であり、かつまたmが0である化合物は、好ましい化合物として挙げられる。
特に好ましい化合物として、式Iにおいて、R1が炭素原子1〜10個を有する直鎖状アルキル基またはアルコキシ基、あるいは炭素原子2〜10個を有するアルケニル基であり、そしてYが炭素原子1〜10個を有するアルキル基、炭素原子2〜10個を有するアルケニル基、−CN、−F、−CHF2または−OCF3である化合物がまた挙げられる。
【0026】
1,4−シクロヘキセニレン基は好ましくは、下記構造を有する:
【化21】
Figure 0004340338
下記グループの付属式I1〜I16で表わされる化合物はまた、本発明の好適態様を構成する:
【0027】
【化22】
Figure 0004340338
【0028】
【化23】
Figure 0004340338
【0029】
上記各式中、R1、X1、X2、Z1、Z2、A1、n、mおよびYは上記定義のとおりであり、L1、L2およびL3はそれぞれ相互に独立して、FまたはHであり、そしてR2は炭素原子1〜10個を有するアルキル基または炭素原子2〜10個を有するアルケニル基である。
下記グループの式I1a〜I8aで表わされる化合物はまた、特に好適な化合物として挙げられる:
【0030】
【化24】
Figure 0004340338
【0031】
【化25】
Figure 0004340338
【0032】
上記各式中、R1、X1、X2、Z1、Z2、A1、n、mおよびYは上記定義のとおりであり、L1、L2およびL3はそれぞれ相互に独立して、FまたはHであり、そしてR2は炭素原子1〜10個を有するアルキル基または炭素原子2〜10個を有するアルケニル基である。
式Iで表わされる化合物の全部において、フルオロシクロヘキサン単位に存在するフッ素原子はアキシャルな位置にあり、一方他の置換基は相互にトランス−配置にある。この関係は、一例として下記式I4aおよびI5aで表わされる化合物を引用して例示することができる:
【0033】
【化26】
Figure 0004340338
各式中、R1およびYは上記定義のとおりである。
【0034】
前記および後記の式中に存在するR1がアルキル基および(または)アルコキシ基である場合に、この基は直鎖状または分枝鎖状であることができる。この基は好ましくは、直鎖状であって、炭素原子2個、3個、4個、5個、6個または7個を有し、従って好ましくは、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシまたはヘプトキシであり、さらにまたメチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、メトキシ、オクトキシ、ノノキシ、デコキシ、ウンデコキシ、ドデコキシ、トリデコキシまたはテトラデコキシであることができる。
【0035】
オキサアルキルは好ましくは、直鎖状の2−オキサプロピル(=メトキシメチル)、2−(=エトキシメチル)または3−オキサブチル(=2- メトキシエチル)、2−、3−または4−オキサペンチル、2−、3−、4−または5−オキサヘキシル、2−、3−、4−、5−または6−オキサヘプチル、2−、3−、4−、5−、6−または7−オキサオクチル、2−、3−、4−、5−、6−、7−または8−オキサノニルあるいは2−、3−、4−、5−、6−、7−、8−または9−オキサデシルである。
【0036】
1がアルキル基であって、この基中に存在する1個のCH2が−CH=CH−により置き換えられている場合に、この基は直鎖状または分枝鎖状であることができる。この基は好ましくは、直鎖状であって、炭素原子2〜10個を有する。従って、この基は特に、ビニル、プロプ−1−または−2−エニル、ブト−1−、−2−または−3−エニル、ペント−1−、−2−、−3−または−4−エニル、ヘキシ−1−、−2−、−3−、−4−または−5−エニル、ヘプト−1−、−2−、−3−、−4−、−5−または−6−エニル、オクト−1−、−2−、−3−、−4−、−5−、−6−または−7−エニル、ノン−1−、−2−、−3−、−4−、−5−、−6−、−7−または−8−エニル、あるいはデク−1−、−2−、−3−、−4−、−5−、−6−、−7−、−8−または−9−エニルである。
【0037】
1がアルキル基であって、この基中に存在する1個のCH2基が−O−により置き換えられている場合、および1個のCH2基が−CO−により置き換えられている場合に、これらの基は好ましくは、隣接している。従って、これらの基は1個のアシルオキシ基−CO−O−または1個のオキシカルボニル基−O−CO−を含有する。これらの基は好ましくは、直鎖状であって、炭素原子2〜6個を有する。従って、この基は特に、アセトキシ、プロピオニルオキシ、ブチリルオキシ、ペンタノイルオキシ、ヘキサノイルオキシ、アセトキシメチル、プロピオニルオキシメチル、ブチリルオキシメチル、ペンタノイルオキシメチル、2−アセトキシエチル、2−プロピオニルオキシエチル、2−ブチリルオキシエチル、3−アセトキシプロピル、3−プロピオニルオキシプロピル、4−アセトキシブチル、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、ペントキシカルボニル、メトキシカルボニルメチル、エトキシカルボニルメチル、プロポキシカルボニルメチル、ブトキシカルボニルメチル、2−(メトキシカルボニル)エチル、2−(エトキシカルボニル)エチル、2−(プロポキシカルボニル)エチル、3−(メトキシカルボニル)プロピル、3−(エトキシカルボニル)プロピルまたは4−(メトキシカルボニル)ブチルである。
【0038】
1がアルキル基であって、この基中に存在する1個のCH2基が未置換または置換基を有する−CH=CH−により置き換えられている場合、および隣接するCH2基がCOまたはCO−OまたはO−COにより置き換えられている場合に、この基は直鎖状または分枝鎖状であることができる。この基は好ましくは、直鎖状であつて、炭素原子4〜13個を有する。従って、この基は特に、アクリロイルオキシメチル、2−アクリロイルオキシエチル、3−アクリロイルオキシプロピル、4−アクリロイルオキシブチル、5−アクリロイルオキシペンチル、6−アクリロイルオキシヘキシル、7−アクリロイルオキシヘプチル、8−アクリロイルオキシオクチル、9−アクリロイルオキシノニル、10−アクリロイルオキシデシル、メタアクリロイルオキシメチル、2−メタアクリロイルオキシエチル、3−メタアクリロイルオキシプロピル、4−メタアクリロイルオキシブチル、5−メタアクリロイルオキシペンチル、6−メタアクリロイルオキシヘキシル、7−メタアクリロイルオキシヘプチル、8−メタアクリロイルオキシオクチルおよび9−メタアクリロイルオキシノニルである。
【0039】
1がアルキル基またはアルケニル基であって、1個のCNまたはCF3により置換されている場合に、この基は好ましくは、直鎖状であり、CNまたはCF3による置換は、ω−位置にある。
1がアルキル基またはアルケニル基であって、少なくとも1個のハロゲンにより置換されている場合に、この基は好ましくは、直鎖状であり、そしてハロゲンは好ましくは、FまたはClである。多置換されている場合に、ハロゲンは好ましくは、Fである。この生成基はまた、過フッ素化されている基が包含される。1個の置換基を有する場合に、このフッ素または塩素置換基はいずれか所望の位置に存在することができるが、好ましくはω−位に存在する。
【0040】
分枝鎖状側鎖基R1を有する式Iで表わされる化合物は、これらが慣用の液晶基材中で良好な溶解性を有することから、場合により重要であるが、特にこれらが光学活性である場合に、カイラルドーピング剤として重要である。この種のスメクティック化合物は、強誘電性材料用の成分として適している。
【0041】
この種の分枝鎖状基は一般に、1個よりも多くない側鎖を有する。好適な分枝鎖状基R1は、イソプロピル、2−ブチル(=1−メチルプロピル)、イソブチル(=2−メチルプロピル)、2−メチルブチル、イソペンチル(=3−メチルブチル)、2−メチルペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、イソプロポキシ、2−メチルプロポキシ、2−メチルブトキシ、3−メチルブトキシ、2−メチルペントキシ、3−メチルペントキシ、2−エチルヘキソキシ、1−メチルヘキソキシおよび1−メチルヘプトキシである。
式Iは、これらの化合物のラセミ体および光学対掌体およびまたその混合物を包含する。
式Iおよびその付属式で表わされる化合物の中で、その分子中に存在する基の少なくとも1個が前記の好適な意味の一つを有する化合物は好ましい化合物として挙げられる。
【0042】
式Iで表わされる化合物において、好適な立体異性体は、その分子中に存在する環Cycとピペリジンとがトランス−1,4−ジ置換されている化合物である。前記式において、その分子中に1個または2個以上のPyd、Pyrおよび(または)Dio基を有する化合物はそれぞれ、2種の2,5−位置異性体を包含する。
式Iで表わされる化合物の若干の非常に特に好適な小さいグループは下記付属式I17〜I42で表わされる:
【0043】
【化27】
Figure 0004340338
【0044】
【化28】
Figure 0004340338
【0045】
【化29】
Figure 0004340338
【0046】
【化30】
Figure 0004340338
【0047】
上記各式中、R1、R2、L1、L2、L4、nおよびYは上記定義のとおりである。
このグループからの非常に特に好ましい化合物は、式I17、I26、I27、I30、I38およびI39で表わされる化合物である。
式Iで表わされる化合物は、刊行物(例えばHouben-WeylによるMethoden der Organishen Chemie[有機化学の方法]、Georg-Thieme出版社、Stuttgartなどの標準的学術書)に記載されているようなそれ自体公知の方法により、当該反応に適する公知の反応条件の下に製造することができる。本明細書には詳細に記載されていないがそれ自体は公知である変法を使用することもできる。
【0048】
式Iで表わされる新規なアキシャルにフッ素化されている化合物は一般的方法によって合成することができ、これらの方法はまた、本発明の主題である。
式II:
【化31】
Figure 0004340338
で表わされるアキシャルにフッ素化されているシクロヘキサン化合物を製造するためのこの方法において、式III
3(CH2q−(B)p−MG III
で表わされる不飽和出発化合物にフッ化水素を付加する。
【0049】
上記各式において、Bは
【化32】
Figure 0004340338
であり、
【0050】
3はHであるか、または炭素原子1〜12個を有するアルキル基またはアルケニル基であり、この基は未置換であるか、または置換基として1個のCNまたはCF3を有するか、または置換基として少なくとも1個のハロゲンを有しており、これらの基中に存在する1個または2個以上のCH2基はまたそれぞれ相互に独立して、ヘテロ原子が相互に直接に結合しないものとして、
【化33】
Figure 0004340338
−O−CO−O−により置き換えられていてもよく、
pは1、2、3、4または5であり、
qは0または1であり、そして
【0051】
1 、X2およびZ1は上記定義のとおりであり、そしてMGはメソゲン基である。
この方法では、エカトリアルにフッ素化されている化合物は生成されないか、または少量生成されるのみであり、特に多フッ素化の場合に、分子内反応は生じない。
「メソゲン基」の用語は当業者に公知であり(例えば、H.Kelker、H.HatzによるHandbook of Liquid Crystals)、そして環員、任意に存在する架橋基および側鎖基からなる棒状基を表わす。
Bが1つ以上存在する場合に、これらはそれぞれ同一または相違する意味を有することができる。
【0052】
MGは好ましくは、下記の基である:
【化34】
Figure 0004340338
(式中、X1、X2、A1、Z2、mおよびYは上記定義のとおりである)。
pは好ましくは、1、2または3であり、そしてqは好ましくは、0である。
【0053】
分子状フッ素との反応による対応するシクロヘキサン化合物からのフルオロシクロヘキサン化合物の製造は公知である(例えば、S.RozenおよびC.GalによるJ.Org.Chem.,52(1987)2769)。しかしながら、この反応は低収率をもたらすのみである。さらにまた、フッ素は極めて反応性であることから、官能性化された出発化合物の場合に、望ましくない副反応が生じ、かつまた大規模合成を技術的に格別に複雑にする。三級シクロヘキサノール化合物としてDAST(ジエチルアミノサルファトリフルオライド)を使用する場合に[この方法はフルオロシクロヘキサン化合物の製造について種々の刊行物(例えばJP05125002、JP05229979)に記載されている]、その毒性、爆発性およびDASTが高価であることから、工業的規模では実行することはできない。さらにまた、フルオロシクロヘキサン化合物は対応する不飽和出発化合物にフッ化水素を付加することによって得ることができる。
【0054】
この方法は、加圧下にフッ化水素を用いることによって、またはアミン/フッ化水素付加物を用いることによって達成することができる(例えば、A.V.GrosseおよびC.B.LinnによるJ.Org.Chem.,3(1938)26;G.A.Olah、M.NojimaおよびI.KerekesによるSynthesis(1973),779;G.A.Olah、X-Y.Li、Q.WangおよびG.K.S.PrakashによるSynthesis(1993)693)。
しかしながら、一般に、適宜に置換されている二重結合を有する出発化合物へのフッ化水素の付加は、生成物の均一な配置を予想させるものではない。すなわち、この式Iで表わされる化合物の製造において、アキシャルにフッ素化された生成物およびエカトリアルにフッ素化された生成物の両方が生成され、従って所望のアキシャルにフッ素化された生成物の収率は非常に低くなるものと言うことができる。
【0055】
この結果は多フッ素化の場合に特に不利である。2以上の二重結合を有する化合物は酸触媒反応において分子内炭素−炭素結合を形成する傾向を有することが知られている。従って、2以上の二重結合を有する出発化合物の多フッ素化の場合に、フッ化水素の付加は追加の望ましくない副生成物の生成をもたらし、これによってアキシャルにフッ素化された生成物の収率は減少されるものと予想しなければならない。
式IIで表わされるアキシャルにフッ素化されたシクロヘキサン化合物を、上記の欠点を伴うことなくいかにすれば製造することができるかについて開示している刊行物はない。従って、本発明のもう一つの目的は、エカトリアルにフッ素化されている化合物を生成させないか、あるいは少量でのみ生成させ、かつまた多フッ素化の場合に、分子内反応を生じさせない、式IIで表わされるアキシャルにフッ素化されたシクロヘキサン化合物の製造方法を提供することにある。この製造はできるだけ危険を伴わないものであるべきであり、経済的であるべきであり、かつまた大規模工業規模で環境適応性であるべきである。
【0056】
式IIIで表わされる対応する不飽和出発化合物にフッ化水素を付加することによって、式IIで表わされるアキシャルにフッ素化されたシクロヘキサン化合物を製造した場合に、エカトリアルにフッ素化化合物は生成されないか、あるいは少量でのみ生成され、かつまた多フッ素化の場合に、分子内反応が生じないことが見出された。
この方法は実施が簡単である、すなわち式IIIで表わされる出発化合物を純粋物質としてまたは適当な溶媒中で、−78℃〜+50℃、好ましくは−30℃〜+40℃の温度において反応させる。相違する位置に二重結合を有する式IIIで表わされる化合物の混合物から出発することもできる。
好適溶媒は、ハロゲン化炭化水素類あるいはエーテル類、特に好ましくは、ジクロロメタン、トリクロロメタン、トリクロロエタン、ジエチルエーテルまたはテトラヒドロフランである。
【0057】
フッ化水素は、追加の添加剤を用いることなく低温および(または)加圧下に使用することができ、あるいは別法としてアミン付加物の形態で使用することができる。好適アミン付加物は、ピリジン、ポリビニルピリジンおよびトリアルキルアミン、例えばトリエチルアミンまたはトリブチルアミンの付加物である。ピリジン中のフッ化水素溶液は特に好ましいものとして挙げられ、この場合のフッ化水素の重量割合は好ましくは、当該溶液に基き70%である。
この新規方法の好適態様として、アルケンおよびフッ化水素を1.0〜10のモル比で用いる態様が挙げられる。
式Iで表わされる化合物を製造するための出発物質は、所望により、これらを反応混合物から単離することなく、これらを式Iで表わされる化合物に直ちにさらに変換することによって、その場で生成することもできる。
これらの新規化合物は、例えば下記の反応経路に従い製造することができる:
経路 1:
【0058】
【化35】
Figure 0004340338
【0059】
経路 2:
【化36】
Figure 0004340338
【0060】
a)RCH2PPh Br-、KOtBu、THF
b)エチレングリコール、触媒TsOH、トルエン
c)LiAlH4、THF
d)PPh3、CBr4、CH3CN
e)PPh3、DMPU
f)HCOOH、トルエン
【0061】
経路 3:
【化37】
Figure 0004340338
【0062】
a)KOtBu、THF
b)HF/ピリジン、CH2Cl2
【0063】
経路 4:
【化38】
Figure 0004340338
【0064】
a)KOtBu、THF
b)PPh3 、DMPU
【化39】
Figure 0004340338
d)HF/ピリジン、CH2Cl2
【0065】
経路 5:
【化40】
Figure 0004340338
【0066】
a)KOtBu、THF
b)PPh3、CH3CN
【化41】
Figure 0004340338
e)HF/ピリジン、CH2Cl2
【0067】
経路 6:
【化42】
Figure 0004340338
【0068】
a)TsOH/H2
b)TsOH
c)HF/ピリジン、CH2Cl2
【0069】
経路 7:
【化43】
Figure 0004340338
【0070】
a)H2S+1SCH2PPh Br- 、KOtBu、THF
b)HF/ピリジン、CH2Cl2
【0071】
経路 8:
【化44】
Figure 0004340338
【0072】
a)H2S+lSCH2PPh Br- 、KOtBu、THF
b)HF/ピリジン、CH2Cl2
式Iで表わされるエステル化合物はまた、アルコール化合物またはフェノール化合物(あるいはその反応性誘導体)を用いて対応するカルボン酸化合物(あるいはその反応性誘導体)をエステル化することによって、あるいはDCC法(DCC=ジシクロヘキシルカルボジイミド)によって得ることもできる。
対応するカルボン酸化合物およびアルコール化合物またはフェノール化合物は公知であるか、または公知方法と同様にして製造することができる。
【0073】
式Iにおいて、Z1またはZ2が−CH=CH−である化合物のもう一つの製造方法において、アリールハライド化合物を三級アミンの存在およびパラジウム触媒の存在の下に、オレフィンと反応させる(R.F.HeckによるAcc.Chem.Res.,12(1979)146参照)。適当なアリールハライド化合物の例は、クロライド、ブロマイドおよびアイオダイド、特にブロマイドおよびアイオダイドである。このカプリング反応の達成に必要な三級アミン、例えばトリエチルアミンなどはまた、溶媒としても適している。
適当なパラジウム触媒はパラジウム塩、特にPd(II)アセテートおよび有機リン(III)化合物、例えばトリアリールホスフィンである。この反応は不活性溶媒の存在または不存在下に、0℃〜150℃、好ましくは20℃〜100℃で行うことができる。
【0074】
適当な溶媒の例は、アセトニトリルなどのニトリル類、あるいはベンゼンまたはトルエンなどの炭化水素類である。出発物質として使用されるアリールハライド化合物およびオレフィン化合物は多くが市販されており、あるいは刊行物から公知の方法によって、例えば対応する基本化合物のハロゲン化によって、あるいは対応するアルコール化合物またはハロゲン化化合物を脱離反応に付すことによって製造することができる。
この方法で、例えばスチルベン誘導体を製造することができる。スチルベン化合物はまた、Wittig法により4−置換ベンズアルデヒドを対応するリンイリドと反応させることによって製造することもできる。しかしながら、オレフィンの代わりにモノ置換アセチレンを用いることによって、式Iで表わされるトラン化合物を製造することもできる(Synthesis,627(1980)またはTetrahedron Lett.,27,1171(1986))。
【0075】
さらにまた、この芳香族化合物のカプリングは、アリールハライド化合物とアリールスズ化合物との反応によって行うこともできる。これらの反応は、例えばパラジウム(0)錯体などの触媒を添加して、炭化水素類などの不活性溶媒中で高温において、例えば沸騰キシレン中で、保護気体雰囲気中において行うと好ましい。
アルキニル化合物とアリールハライド化合物とのカプリング反応は、A.O.King、E.Negishi、F.J.VillaniおよびA.SilveiraによりJ.Org.Chem.,43,358(1978)に記載の方法と同様に行うことができる。
式Iにおいて、Z1またはZ2が−C≡C−であるトラン化合物はまた、Fritsch-Buttenberg-Wiechell転位(Ann.,279,319,1984)によって製造することもでき、この場合に1,1−ジアリール−2−ハロエチレンを強塩基の存在下に転位させ、ジアリールアセチレンを生成させる。
【0076】
式Iで表わされるトラン化合物はまた、対応するスチルベン化合物を臭素化し、次いでこの生成物を脱ヒドロハロゲン化に付すことによって製造することもできる。この方法で、ここでは詳細に説明されていないが、この反応のそれ自体公知の変法を使用することもできる。
式Iで表わされるエーテル化合物は、対応するヒドロキシル化合物、好ましくは対応するフェノール化合物のエステル化によって得られる。この場合に、ヒドロキシル化合物を先ず、対応する金属誘導体に変換する、例えばNaH、NaNH2、NaOH、KOH、Na2CO3またはK2CO3で処理することによって対応するアルカリ金属アルコキシドまたはアルカリ金属フェノキシドに変換すると有利である。このアルコキシドまたはフェノキシドは次いで、有利には例えばアセトン、1,2−ジメトキシエタン、DMFまたはジメチルスルホキシドなどの不活性溶媒中で約20℃〜100℃の温度において、相当するアルキルハライド、アルキルスルホネートまたはジアルキル硫酸と、あるいは別法として、過剰量の水性または水性−アルコール性NaOHまたはKOHと反応させることができる。
【0077】
上記出発物質は公知であるか、または公知化合物と同様に製造することができる。
本発明による液晶媒体は好ましくは、本発明による1種または2種以上の化合物以外に、追加の構成成分として、2〜40種、好ましくは4〜30種の成分を含有する。これらの媒体は非常に特に好ましくは、本発明による1種または2種以上の化合物以外に、7〜25種の成分を含有する。これらの追加の構成成分は好ましくは、ネマティックまたはネマティック相形成性(モノトロピックまたはアイソトロピック)物質、特にアゾキシベンゼン化合物、ベンジリデンアニリン化合物、ビフェニル化合物、ターフェニル化合物、フェニルまたはシクロヘキシルベンゾエート化合物、シクロヘキサンカルボン酸のフェニルまたはシクロヘキシルエステル化合物、シクロヘキシル安息香酸のフェニルまたはシクロヘキシルエステル化合物、シクロヘキシルシクロヘキサンカルボン酸のフェニルまたはシクロヘキシルエステル化合物、安息香酸のシクロヘキシルフェニルエステル化合物、シクロヘキサンカルボン酸のシクロヘキシルフェニルエステル化合物、シクロヘキシルシクロヘキサンカルボン酸のシクロヘキシルフェニルエステル化合物、
【0078】
フェニルシクロヘキサン化合物、シクロヘキシルビフェニル化合物、フェニルシクロヘキシルシクロヘキサン化合物、シクロヘキシルシクロヘキサン化合物、シクロヘキシルシクロヘキシルシクロヘキセン化合物、1,4−ビス−シクロヘキシルベンゼン化合物、4,4´−ビス−シクロヘキシルビフェニル化合物、フェニル−またはシクロヘキシル−ピリミジン化合物、フェニル−またはシクロヘキシル−ピリジン化合物、フェニル−またはシクロヘキシル−ジオキサン化合物、フェニル−またはシクロヘキシル−1,3−ジチアン化合物、1,2−ジフェニルエタン化合物、1,2−ジシクロヘキシルエタン化合物、1−フェニル−2−シクロヘキシルエタン化合物、1−シクロヘキシル−2−(4−フェニルシクロヘキシル)エタン化合物、1−シクロヘキシル−2−ビフェニリルエタン化合物、1−フェニル−2−シクロヘキシルフェニルエタン化合物、ハロゲン化されていてもよいスチルベン化合物、ベンジルフェニルエーテル化合物、トラン化合物および置換ケイ皮酸化合物からなる群からの物質から選択される。これらの化合物中に存在する、1,4−フェニレン基はまたフッ素化されていてもよい。
【0079】
本発明による媒体の追加の成分として適する最も重要な化合物は、下記式1、2、3、4および5で表わすことができる特徴を有する:
R´−L−E−R´´ 1
R´−L−COO−E−R´´ 2
R´−L−OOC−E−R´´ 3
R´−L−CH2CH2−E−R´´ 4
R´−L−C≡C−E−R´´ 5
【0080】
式1、2、3、4および5において、LおよびEは同一または異なっていてもよく、それぞれ相互に独立して、−Phe−、−Cyc−、−Phe−Phe−、−Phe−Cyc−、−Cyc−Cyc−、−Pyr−、−Dio−、−G−Phe−および−G−Cyc−から形成される群からの二価の基およびそれらの鏡像基であり、これらの基において、Pheは未置換の、またはフッ素置換されている1,4−フェニレンであり、Cycはトランス−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り、Pyrはピリミジン−2,5−ジイルまたはピリジン−2,5−ジイルであり、Dioは1,3−ジオキサン−2,5−ジイルであり、そしてGは2−(トランス−1,4−シクロヘキシル)エチル、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイルまたは1,3−ジオキサン−2,5−ジイルである。
【0081】
基LおよびEのうちの一方は、好ましくはCyc、PheまたはPyrである。Eは好ましくは、Cyc、PheまたはPhe- Cycである。本発明による媒体は好ましくは、式1、2、3、4および5において、LおよびEがCyc、PheおよびPyrからなる群から選ばれる化合物から選択される1種または2種以上の成分、および同時に、式1、2、3、4および5において、基LおよびEのうちの一方がCyc、PheおよびPyrからなる群から選ばれ、他方の基が−Phe−Phe−、−Phe−Cyc−、−Cyc−Cyc−、−G−Phe−および−G−Cyc−からなる群から選ばれる化合物から選択される1種または2種以上の成分、およびまた任意に、式1、2、3、4および5において、基LおよびEが−Phe−Cyc−、−Cyc−Cyc−、−G−Phe−および−G−Cyc−からなる群から選ばれる化合物から選択される1種または2種以上の成分を含有する。
【0082】
式1、2、3、4および5で表わされる化合物の狭い付属群において、R´およびR´´はそれぞれ相互に独立して、8個までの炭素原子を有するアルキル、アルケニル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルケニルオキシまたはアルカノイルオキシである。この狭い付属群を以下でグループAと称し、これらの化合物を付属式1a、2a、3a、4aおよび5aで識別する。これらの化合物の大部分において、R´およびR´´は相互に相違しており、これらの基の一方は通常、アルキル、アルケニル、アルコキシまたはアルコキシアルキルである。
【0083】
式1、2、3、4および5で表わされる化合物のもう一つの狭い付属群はグループBとして知られており、これらの化合物において、R´´は、−F、−Cl、−NCSまたは−(O)iCH3-(k+l)kCl1である(ここで、iは0または1であり、そしてk+lは1、2または3である);R´´がこの意味を有する化合物を付属式1b、2b、3b、4bおよび5bで識別する。付属式1b、2b、3b、4bおよび5bで表わされる化合物の中で、R´´が、−F、−Cl、−NCS、−CF3 、−OCHF2または−OCF3である化合物は特に好ましい化合物として挙げられる。
付属式1b、2b、3b、4bおよび5bで表わされる化合物において、R´は付属式1a〜5aで表わされる化合物について定義されているとおりであり、好ましくはアルキル、アルケニル、アルコキシまたはアルコキシアルキルである。
【0084】
式1、2、3、4および5で表わされる化合物のさらにもう一つの狭い付属群において、R´´は、−CNである;この付属群は下記のグループCとして知られており、この付属群の化合物を対応して、付属式1c、2c、3c、4cおよび5cで表わす。この付属式1c、2c、3c、4cおよび5cで表わされる化合物において、R´は付属式1a〜5aで表わされる化合物について定義されているとおりであり、好ましくはアルキル、アルコキシまたはアルケニルである。グループA、BおよびCの好適化合物に加えて、提案されている他の種々の置換基を有する式1、2、3、4および5で表わされる別の化合物も慣用である。これらの物質の全部は刊行物から公知の方法もしくはその類似方法により得ることができる。
【0085】
本発明による媒体は好ましくは、本発明による式Iで表わされる化合物に加えて、グループAおよび(または)グループBおよび(または)グループCから選択される1種または2種以上の化合物を含有する。本発明による媒体中に存在するこれらのグループからの化合物の重量割合は好ましくは、下記のとおりである:
グループA:0〜90%、好ましくは20−90%、特に30−90%、
グループB:0〜80%、好ましくは10−80%、特に10−65%、
グループC:0〜80%、好ましくは5−80%、特に5−50%。
本発明による特定の媒体中に存在するグループAおよび(または)グループBおよび(または)グループCの成分の重量割合の合計は好ましくは、5%〜90%、特に0%〜90%である。
【0086】
本発明による媒体は好ましくは、本発明による化合物を1−40%、特に好ましくは5−30%の割合で含有する。さらに好ましい媒体は、本発明による化合物を40%よりも多い割合で、特に45−90%の割合で含有する。この媒体は好ましくは、3種、4種または5種の本発明による化合物を含有する。
本発明による媒体は、それ自体慣用の方法により製造することができる。一般に、諸成分を、有利には高められた温度で、相互に溶解する。液晶媒体は適当な添加剤を用いることによって、これらの媒体を従来開示されている全ての型式の液晶表示素子で使用することができるような方法で本発明に従い変性することができる。この種の添加剤は当業者に公知であり、刊行物に詳細に記載されている(H.Kelker/R.HatzによるHandbook of Liquid Crystals,Verlag Chemie,Weinheim,1980)。例えば、着色ゲスト−ホスト系を製造するために多色性染料を添加することができ、誘電異方性、粘度および(または)ネマティック相の配向を変える物質を添加することができる。
【0087】
【発明の実施の形態】
下記の例は本発明を説明しようとするものであり、本発明を制限するものではない。本明細書全体をとおして、パーセントデータは重量パーセントである。温度は全部が摂氏度で示されている。m.p.=融点であり、cl.p=透明点である。さらにまた、C=結晶状態、N=ネマティック相、S=スメクティック相そしてI=アイソトロピック相である。2種の記号間の数字は変換温度を摂氏度で示すものである。△nは光学異方性を表わす(589nm、20℃)。粘度(mm2/秒)は20℃で測定した。
【0088】
「慣用の仕上げ処理」は、必要に応じて、水を添加し、この混合物をメチレンクロライド、ジエチルエーテルまたはトルエンにより抽出し、この有機相を分離採取し、乾燥させ、次いで蒸発させ、この生成物を減圧下で蒸留することによって、あるいは結晶化および(または)クロマトグラフイによって精製することを意味する。
下記の略語を使用する:
THF テトラヒドロフラン
KOtBu カリウムtert−ブトキシド
RT 室温
【0089】
例1
ビシクロヘキシル−4,4´−ジオン29.1gおよびプロピルトリフェニルホスホニウムブロマイド123gを、THF 300mlに懸濁した。この溶液を0℃に冷却させ、次いでTHF 100ml中のカリウムtert−ブトキシド36gを滴下して添加し、この混合物をRTで一夜にわたり撹拌した。慣用の仕上げ処理に付し、4,4´−ジプロピリデンビシクロヘキシルを得た。
例2
4,4´−ジプロピリデンビシクロヘキシル25gを、ジクロロメタン50mlに溶解し、この溶液を、ピリジン中のフッ化水素の−20℃に冷却した70%溶液に、撹拌しながら滴下して添加した。この混合物をRTで一夜にわたり撹拌し、次いで例35と同様に仕上げ処理し、4,4´−ジフルオロ−4,4´−ジプロピルビシクロヘキシルを得た。
対応する先駆化合物から同様にして、本発明による下記化合物が得られる:
【0090】
例3〜16
【化45】
Figure 0004340338
【0091】
【表1】
Figure 0004340338
【0092】
例17〜22
【化46】
Figure 0004340338
【0093】
【表2】
Figure 0004340338
【0094】
例23〜29
【化47】
Figure 0004340338
【0095】
【表3】
Figure 0004340338
【0096】
例30
メチル(4−オキソシクロヘキシル)アセテート64.4gおよびプロピルトリフェニルホスホニウムブロマイド137.9gをTHF 500ml中に導入し、この混合物を窒素雰囲気下に撹拌しながら−10℃に冷却させた。THF
400ml中のカリウムtert−ブトキシド40.17gの溶液を次いで、同一温度で撹拌化しながら滴下して添加し、この混合物を次いで、RTでさらに2時間撹拌した。慣用の仕上げ処理に付し、メチル(4−プロピリデンシクロヘキシル)アセテートを得た。
例31
水素化リチウムアルミニウム25.2gをTHF 100ml中に導入し、次いでTHF 200ml中のメチル(4−プロピリデンシクロヘキシル)アセテート54.2gの溶液を、この反応混合物が穏やかに沸騰しているような速度で撹拌しながら滴下して添加した。この混合物を次いで、さらに3時間還流させ、RTに冷却させ、次いで水50mlを滴下して加水分解した。生成された沈殿が溶解されるまで18%塩酸を次いで添加した。慣用の仕上げ処理に付し、2−(4−プロピリデンシクロヘキシル)エタノールを得た(沸点:10mmHgで110℃)。
【0097】
2−(4−プロピリデンシクロヘキシル)エタノール40.4g、トリフェニルホスフィン69.5gおよびアセトニトリル500mlを−5℃に冷却させた。アセトニトリル100ml中のテトラブロモメタン99.5gを次いで、撹拌しながら添加し、この混合物をRTで一夜にわたり撹拌した。溶媒を次いで除去し、この残留物を慣用の仕上げ処理に付し、1−(2−ブロモエチル)−4−プロピリデンシクロヘキサンを得た。
例33
1−(2−ブロモエチル)−4−プロピリデンシクロヘキサン43.7g、トリフェニルホスフィン45.9gおよびトリエチルアミン0.5mlを、1,3−ジメチルテトラヒドロピリミドン110ml中に溶解し、この混合物を75℃で窒素雰囲気下に一夜にわたり撹拌した。慣用の仕上げ処理に付し、トリフェニル[2−(4−プロピリデンシクロヘキシル)エチル]ホスホニウムブロマイドを得た。
【0098】
例34
4−プロピルシクロヘキサノン57.0gおよびトリフェニル[2−(4−プロピリデンシクロヘキシル)エチル]ホスホニウムブロマイド25.0gを窒素雰囲気下にTHF 150ml中に導入し、次いでこの混合物を−10℃に冷却させた。THF 100ml中のカリウムtert−ブトキシド5.61gの溶液を撹拌しながら滴下して添加し、この混合物をRTでさらに2時間撹拌した。慣用の仕上げ処理に付し、4−[2−(4−プロピルシクロヘキシリデン)エチル]プロピリデンシクロヘキサンを得た。
【0099】
例35
4−[2−(4−プロピルシクロヘキシリデン)エチル]プロピリデンシクロヘキサン68.0gを、ジクロロメタン30mlに溶解し、次いで−15℃に冷却したピリジン中フッ化水素の70%溶液を滴下して添加した。この混合物を10℃で10分間撹拌し、次いでこの反応バッチを氷300gと炭酸水素ナトリウム50gとの混合物に注ぎ入れた。ヘキサンにより抽出し、次いで溶媒を除去した後に、残留物を短いシリカ−ゲルフリットを用いて予備精製し(溶離液:石油エーテル/酢酸エチル 1/1)、この溶離液を蒸発させ、残留物を得た。この残留物をヘキサンから再結晶させ、1−フルオロ−4−[2−(1−フルオロ−4−プロピルシクロヘキシル)エチル]プロピルシクロヘキサンを得た(C 78 SmB 104 I、△ε −4.6、△n 0.048)。
対応する先駆化合物から同様にして、本発明による下記の化合物が得られる:
例36〜51
【0100】
【化48】
Figure 0004340338
【0101】
【表4】
Figure 0004340338
【0102】
例54〜62
【化49】
Figure 0004340338
【0103】
【表6】
Figure 0004340338
【0104】
例63〜65
【化50】
Figure 0004340338
【0105】
【表8】
Figure 0004340338
【0106】
例66〜72
【化51】
Figure 0004340338
【0107】
【表9】
Figure 0004340338

Claims (10)

  1. 下記式Iで表わされるフルオロシクロヘキサン誘導体:
    Figure 0004340338
    式中、
    Yは炭素原子1〜10個を有するアルキル基またはアルコキシ基であり、この基は未置換であるか、または置換基として少なくとも1個のハロゲンを有しており、あるいはYは炭素原子2〜10個を有するアルケニル基またはアルケニルオキシ基であり、この基は未置換であるか、または置換基として少なくとも1個の−CN、−CF3または−Fを有しており、あるいはYは−CN、−F、−CF3、−OCHF2、−OCF3、−OCHFCF3または−OCF2CF3であり、
    1およびX2はそれぞれ相互に独立して、アキシャル位置に存在するHまたはFであり、ただしX1およびX2 はX1およびX2により置換されている各個のシクロヘキサン環において同時にHではなく、
    1はHであるか、または炭素原子1〜12個または2〜12個をそれぞれ有するアルキル基またはアルケニル基であり、この基は未置換であるか、または置換基として1個のCNまたはCF3を有するか、または置換基として少なくとも1個のハロゲンを有しており、これらの基中に存在する1個または2個以上のCH2基はまたそれぞれ相互に独立して、ヘテロ原子が相互に直接に結合しないものとして、
    Figure 0004340338
    −O−CO−O−により置き換えられていてもよく、
    1は、
    a)トランス−1,4−シクロヘキシレン基であり、この基中に存在する1個のCH2基または隣接していない2個以上のCH2基は−O−および(または)−S−により置き換えられていてもよく、または
    b)1,4−フェニレン基であり、この基中に存在する1個または2個のCH基はまたNにより置き換えられていてもよく、または
    c)1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン、ピペリジン−1,4−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイルおよび1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイルからなる群からの基であり、または
    d)1,4−シクロヘキセニレン基であり、
    上記基a)、b)およびd)は置換基として、CN、ClまたはFを有していてもよく、
    1およびZ2はそれぞれ相互に独立して、−CO−O−、−O−CO−、−CH2O−、−O−、−O−CH2−、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−または単結合であり、
    nは1、2、3または4であり、そして
    mは0、1、2またはであり、
    ただしm+nは1、2、3または4である。
  2. 式Iにおいて、X1およびX2は、X1およびX2により置換されている各個のシクロヘキサン環において同時にFではないことを特徴とする、請求項1に記載のフルオロシクロヘキサン誘導体。
  3. 式Iにおいて、Z1は−CH2CH2−、−CH=CH−または単結合であることを特徴とする、請求項1または2に記載のフルオロシクロヘキサン誘導体。
  4. 式Iにおいて、R1は炭素原子1〜10個を有する直鎖状アルキル基またはアルコキシ基あるいは炭素原子2〜10個を有するアルケニル基であり、そしてYは炭素原子1〜10個を有するアルキル基、炭素原子2〜10個を有するアルケニル基、−CN、−F、−OCHF2または−OCF3であることを特徴とする、請求項1、2または3に記載のフルオロシクロヘキサン誘導体。
  5. 式Iにおいて、R1およびYは同時に、炭素原子1〜10個を有するアルキル基であり、そしてmは0であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のフルオロシクロヘキサン誘導体。
  6. 式II:
    Figure 0004340338
    で表わされるアキシャルにフッ素化されているシクロヘキサン化合物の製造方法であって、式III
    3(CH2q−(B)p−MG III
    で表わされる不飽和出発化合物フッ化水素を付加することを特徴とする、前記製造方法:
    上記各式中、Bは
    Figure 0004340338
    であり、
    3はHであるか、または炭素原子1〜12個を有するアルキル基またはアルケニル基であり、この基は未置換であるか、または置換基として1個のCNまたはCF3を有し、または置換基として少なくとも1個のハロゲンを有しており、これらの基中に存在する1個または2個以上のCH2基はまたそれぞれ相互に独立して、ヘテロ原子が相互に直接に結合しないものとして、
    Figure 0004340338
    または−O−CO−O−により置き換えられていてもよく、
    pは1、2、3、4または5であり、
    qは0または1であり、そしてX1 、X2およびZ1請求項1に定義のとおりであり、そしてMGはメソゲン基であり、
    ただし、Bの少なくとも1つは、
    【外1】
    Figure 0004340338
    であり、
    3 (CH 2 q に直接結合するBが
    【外2】
    Figure 0004340338
    である場合、式IIにおけるqは1、かつ式IIIにおけるqは0であり、
    pが2、3、4または5であり、BのMG側に直接結合する他のBが
    【外3】
    Figure 0004340338
    である場合、該直接結合されるBは、
    【外4】
    Figure 0004340338
    (式中、X 1 、X 2 は上記定義のとおりであり、Z 1 は−CH 2 −または−O−である)
    である。
  7. 請求項1〜5に記載の式Iで表わされる化合物の液晶媒体の成分としての使用。
  8. 少なくとも2種の液晶成分を含有する液晶媒体であって、請求項1〜5のいずれかに記載の式Iで表わされる少なくとも1種の化合物を含有することを特徴とする液晶媒体。
  9. 請求項8に記載の液晶媒体を含有することを特徴とする液晶表示素子。
  10. 請求項8に記載の液晶媒体を誘電体として含有することを特徴とする電気光学表示素子。
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