JP6863406B2 - Liquid crystal compounds, liquid crystal compositions and liquid crystal display devices with halogenated alkyl - Google Patents
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Description
本発明は、液晶性化合物、液晶組成物および液晶表示素子に関する。さらに詳しくは、ハロゲン化されたアルキルを有する液晶性化合物、この化合物を含有し、ネマチック相を有する液晶組成物、およびこの組成物を含む液晶表示素子に関する。 The present invention relates to liquid crystal compounds, liquid crystal compositions and liquid crystal display devices. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal compound having a halogenated alkyl, a liquid crystal composition containing the compound and having a nematic phase, and a liquid crystal display device containing the composition.
液晶表示素子は、パソコン、テレビ等のディスプレイに広く利用されている。この素子は、液晶性化合物の光学異方性、誘電率異方性等の物性を利用したものである。液晶表示素子の動作モードとしては、PC(phase change)、TN(twisted nematic)、STN(super twisted nematic)、BTN(bistable twisted nematic)、ECB(electrically controlled birefringence)、OCB(optically compensated bend)、IPS(in-plane switching)、VA(vertical alignment)、FFS(fringe field switching)、PSA(polymer sustained alignment)等のモードがある。 Liquid crystal display elements are widely used in displays such as personal computers and televisions. This device utilizes physical properties such as optical anisotropy and dielectric anisotropy of a liquid crystal compound. The operation modes of the liquid crystal display element include PC (phase change), TN (twisted nematic), STN (super twisted nematic), BTN (bistable twisted nematic), ECB (electrically controlled birefringence), OCB (optically compensated bend), and IPS. There are modes such as (in-plane switching), VA (vertical alignment), FFS (fringe field switching), and PSA (polymer sustained alignment).
このような液晶表示素子では、適切な物性を有する液晶組成物が使われている。素子の特性をさらに向上させるには、この組成物に含まれる液晶性化合物が、次の(1)から(8)で示す物性を有するのが好ましい。(1)熱や光に対する高い安定性、(2)高い透明点、(3)液晶相の低い下限温度、(4)小さな粘度(η)、(5)適切な光学異方性(Δn)、(6)大きな誘電率異方性(Δε)、(7)適切な弾性定数(K)、(8)他の液晶性化合物との優れた相溶性。 In such a liquid crystal display element, a liquid crystal composition having appropriate physical characteristics is used. In order to further improve the characteristics of the device, it is preferable that the liquid crystal compound contained in this composition has the physical characteristics shown in the following (1) to (8). (1) High stability to heat and light, (2) High transparency, (3) Low lower limit temperature of liquid crystal phase, (4) Small viscosity (η), (5) Appropriate optical anisotropy (Δn), (6) Large dielectric anisotropy (Δε), (7) Appropriate elastic constant (K), (8) Excellent compatibility with other liquid crystal compounds.
液晶性化合物の物性が素子の特性に及ぼす効果は、次のとおりである。(1)のように、熱や光に対する高い安定性を有する化合物は、素子の電圧保持率を上げる。これによって、素子の寿命が長くなる。(2)のように、高い透明点を有する化合物は、素子の使用可能な温度範囲を広げる。(3)のように、ネマチック相、スメクチック相等のような液晶相の低い下限温度、特にネマチック相の低い下限温度を有する化合物も、素子の使用可能な温度範囲を広げる。(4)のように、粘度の小さな化合物は、素子の応答時間を短くする。 The effects of the physical properties of the liquid crystal compound on the characteristics of the device are as follows. A compound having high stability to heat and light, as in (1), increases the voltage holding ratio of the device. This prolongs the life of the device. A compound having a high transparency point as in (2) widens the usable temperature range of the device. As in (3), a compound having a low lower limit temperature of the liquid crystal phase such as a nematic phase or a smectic phase, particularly a low lower limit temperature of the nematic phase also expands the usable temperature range of the device. As in (4), a compound having a low viscosity shortens the response time of the device.
素子の設計に応じて、(5)のように適切な光学異方性、すなわち大きな光学異方性または小さな光学異方性、を有する化合物が必要である。素子のセルギャップを小さくすることにより応答時間を短くする場合には、大きな光学異方性を有する化合物が適している。(6)のように大きな誘電率異方性を有する化合物は、素子のしきい値電圧を下げる。これによって、素子の消費電力が小さくなる。一方、小さな誘電率異方性を有する化合物は、組成物の粘度を下げることによって、素子の応答時間を短くする。この化合物は、ネマチック相の上限温度を上げることによって素子の使用可能な温度範囲を広げる。 Depending on the design of the device, a compound having an appropriate optical anisotropy, that is, a large optical anisotropy or a small optical anisotropy, as in (5) is required. When the response time is shortened by reducing the cell gap of the device, a compound having a large optical anisotropy is suitable. A compound having a large dielectric anisotropy as in (6) lowers the threshold voltage of the device. This reduces the power consumption of the element. On the other hand, a compound having a small dielectric anisotropy shortens the response time of the device by lowering the viscosity of the composition. This compound extends the usable temperature range of the device by raising the upper temperature limit of the nematic phase.
(7)に関しては、大きな弾性定数を有する化合物は、素子の応答時間を短くする。小さな弾性定数を有する化合物は、素子のしきい値電圧を下げる。したがって、向上させたい特性に応じて適切な弾性定数が必要になる。(8)のように他の液晶性化合物との優れた相溶性を有する化合物が好ましい。これは、異なった物性を有する液晶性化合物を混合して、組成物の物性を調節するからである。 Regarding (7), the compound having a large elastic constant shortens the response time of the device. Compounds with a small elastic constant lower the threshold voltage of the device. Therefore, an appropriate elastic constant is required according to the characteristics to be improved. A compound having excellent compatibility with other liquid crystal compounds as in (8) is preferable. This is because liquid crystal compounds having different physical characteristics are mixed to adjust the physical characteristics of the composition.
これまでに、大きな誘電率異方性を有する液晶性化合物が種々合成されてきた。大きな光学異方性を有する液晶性化合物も種々合成されてきた。新規な化合物には、従来の化合物にはない優れた物性が期待されるからである。新規な化合物を液晶組成物に添加することによって、組成物において少なくとも2つの物性の間で適切なバランスが得られると期
待されるからである。このような状況から、上記の物性(1)から(8)に関して優れた物性と適切なバランスを有する化合物が望まれている。
So far, various liquid crystal compounds having a large dielectric anisotropy have been synthesized. Various liquid crystal compounds having large optical anisotropy have also been synthesized. This is because new compounds are expected to have excellent physical properties that conventional compounds do not have. This is because it is expected that by adding a novel compound to the liquid crystal composition, an appropriate balance can be obtained between at least two physical properties in the composition. Under such circumstances, a compound having an excellent balance with the above-mentioned physical properties (1) to (8) is desired.
特許文献1の段落0260、使用例33には、下記の化合物がF4−HHCF2OB(F,F)−Fの記号を使って記載されている。
また、特許文献2〜4には、下記の化合物や類縁体が開示されている。
第一の課題は、熱や光に対する高い安定性、高い透明点(またはネマチック相の高い上限温度)、液晶相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、大きな誘電率異方性、適切な弾性定数、他の液晶性化合物との優れた相溶性等の物性の少なくとも1つを充足する液晶性化合物を提供することである。スメクチック相を有さず、類似の化合物と比較して大きな弾性定数比を有する化合物を提供することである。第二の課題は、この化合物を含有し、熱や光に対する高い安定性、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、適切な弾性定数等の物性の少なくとも1つを充足する液晶組成物を提供することである。この課題は、少なくとも2つの物性に関して適切なバランスを有する液晶組成物を提供することである。第三の課題は、この組成物を含み、素子を使用できる広い温度範囲、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなコントラスト比、および長い寿命を有する液晶表示素子を提供することである。 The first challenge is high stability to heat and light, high transparency (or high upper limit temperature of nematic phase), lower lower limit temperature of liquid crystal phase, low viscosity, proper optical anisotropy, large dielectric anisotropy. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal compound satisfying at least one of physical characteristics such as an appropriate elastic constant and excellent compatibility with other liquid crystal compounds. It is to provide a compound which does not have a smectic phase and has a large elastic constant ratio as compared with similar compounds. The second challenge is that it contains this compound and has high stability to heat and light, high upper limit temperature of nematic phase, lower lower limit temperature of nematic phase, small viscosity, proper optical anisotropy, large dielectric anisotropy. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal composition satisfying at least one of physical characteristics such as a large specific resistance and an appropriate elastic constant. The challenge is to provide a liquid crystal composition having an appropriate balance with respect to at least two physical characteristics. A third challenge is to provide a liquid crystal display device that includes this composition and has a wide temperature range in which the device can be used, a short response time, a large voltage retention, a low threshold voltage, a large contrast ratio, and a long life. That is.
本発明は、式(1)で表される化合物、この化合物を含有する液晶組成物、およびこの組成物を含む液晶表示素子に関する。
式(1)において、
R1Xは、1つまたは2つの水素が、ハロゲンで置き換えられた炭素数1から10のアルキルであり;
環A1、環A2、環A3、環A4、および環A5は独立して、1,4−フェニレン、少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられた1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、またはピリミジン−2,5−ジイルであり、環A1、環A2、環A4、および環A5は1,4−シクロヘキシレンであってもよく;
Z1、Z2、Z3、およびZ4は独立して、単結合、−COO−、−OCH2−、−CF2O−、−CH2CH2−、−CF2CF2−、−CF=CF−、−C≡C−、−(CH2)4−、または−CH2CH=CHCH2−であり;
X1は、水素、ハロゲン、−CF3、または−OCF3であり;
L1およびL2は独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
a、b、c、およびdは独立して、0または1であり、a、b、c、およびdの和は1または2である。
The present invention relates to a compound represented by the formula (1), a liquid crystal composition containing this compound, and a liquid crystal display device containing this composition.
In equation (1)
R 1 X is an alkyl with 1 to 10 carbon atoms in which one or two hydrogens have been replaced with halogen;
Ring A 1 , Ring A 2 , Ring A 3 , Ring A 4 , and Ring A 5 are independently 1,4-phenylene, 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced with halogen, tetrahydropyran- It is 2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, or pyrimidine-2,5-diyl, and ring A 1 , ring A 2 , ring A 4 , and ring A 5 are 1,4-cyclohexylene. May;
Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 are independently single-bonded, -COO-, -OCH 2- , -CF 2 O-, -CH 2 CH 2- , -CF 2 CF 2 -,- CF = CF -, - C≡C - , - (CH 2) 4 -, or -CH 2 CH = CHCH 2 - and is;
X 1 is hydrogen, halogen, -CF 3 , or -OCF 3 ;
L 1 and L 2 are independently hydrogen, fluorine, or chlorine;
a, b, c, and d are independently 0 or 1, and the sum of a, b, c, and d is 1 or 2.
第一の長所は、熱や光に対する高い安定性、高い透明点(またはネマチック相の高い上限温度)、液晶相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、大きな誘電率異方性、適切な弾性定数、他の液晶性化合物との優れた相溶性等の物性の少なくとも1つを充足する液晶性化合物を提供することである。スメクチック相を有さず、類似の化合物と比較して大きな弾性定数比を有する化合物を提供することである(比較例1、2を参照)。第二の長所は、この化合物を含有し、熱や光に対する高い安定性、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、適切な弾性定数等の物性の少なくとも1つを充足する液晶組成物を提供することである。この長所は、少なくとも2つの物性に関して適切なバランスを有する液晶組成物を提供することである。第三の長所は、この組成物を含み、素子を使用できる広い温度範囲、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなコントラスト比、および長い寿命を有する液晶表示素子を提供することである。 The first advantages are high stability to heat and light, high transparency (or high upper limit temperature of nematic phase), lower lower limit temperature of liquid crystal phase, low viscosity, proper optical anisotropy, large dielectric anisotropy. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal compound satisfying at least one of physical characteristics such as an appropriate elastic constant and excellent compatibility with other liquid crystal compounds. It is to provide a compound which does not have a smectic phase and has a large elastic constant ratio as compared with a similar compound (see Comparative Examples 1 and 2). The second advantage is that it contains this compound and has high stability to heat and light, high upper limit temperature of nematic phase, lower lower limit temperature of nematic phase, small viscosity, suitable optical anisotropy, large dielectric anisotropy. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal composition satisfying at least one of physical characteristics such as a large specific resistance and an appropriate elastic constant. This advantage is to provide a liquid crystal composition having an appropriate balance with respect to at least two physical characteristics. A third advantage is to provide a liquid crystal display device that includes this composition and has a wide temperature range in which the device can be used, a short response time, a large voltage retention, a low threshold voltage, a large contrast ratio, and a long life. That is.
この明細書における用語の使い方は、次のとおりである。「液晶性化合物」、「液晶組成物」、および「液晶表示素子」の用語をそれぞれ「化合物」、「組成物」、および「素子」と略すことがある。「液晶性化合物」は、ネマチック相、スメクチック相等の液晶相を有する化合物、および液晶相を有しないが、上限温度、下限温度、粘度、誘電率異方性のような組成物の物性を調節する目的で添加する化合物の総称である。この化合物は、1,4−シクロヘキシレンや1,4−フェニレンのような六員環を有し、その分子構造は棒状(rod like)である。「液晶表示素子」は液晶表示パネルおよび液晶表示モジュールの総称である。「重合性化合物」は、組成物中に重合体を生成させる目的で添加する化合物である。 The usage of terms in this specification is as follows. The terms "liquid crystal compound", "liquid crystal composition", and "liquid crystal display element" may be abbreviated as "compound", "composition", and "element", respectively. The "liquid crystal compound" is a compound having a liquid crystal phase such as a nematic phase or a smectic phase, and a compound having no liquid crystal phase but adjusting the physical characteristics of the composition such as upper limit temperature, lower limit temperature, viscosity, and dielectric anisotropy. It is a general term for compounds added for the purpose. This compound has a six-membered ring such as 1,4-cyclohexylene and 1,4-phenylene, and its molecular structure is rod-like. "Liquid crystal display element" is a general term for a liquid crystal display panel and a liquid crystal display module. The "polymerizable compound" is a compound added for the purpose of forming a polymer in the composition.
液晶組成物は、複数の液晶性化合物を混合することによって調製される。液晶性化合物の割合(含有量)は、この液晶組成物の重量に基づいた重量百分率(重量%)で表される。この組成物に、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、色素、消泡剤のような添加物が必要に応じて添加される。添加物の割合(添加量)は、液晶性化合物の割合と同様に、液晶組成物の重量に基づいた重量百分率(重量%)で表される。重量百万分率(ppm)が用いられることもある。重合開始剤または重合禁止剤の割合は、例外的に重合性化合物の重量に基づいて表される。 The liquid crystal composition is prepared by mixing a plurality of liquid crystal compounds. The proportion (content) of the liquid crystal compound is expressed as a weight percentage (% by weight) based on the weight of the liquid crystal composition. Additives such as polymerizable compounds, polymerization initiators, polymerization inhibitors, optically active compounds, antioxidants, UV absorbers, light stabilizers, heat stabilizers, dyes, defoamers are required for this composition. Added accordingly. The ratio of the additive (addition amount) is expressed as a weight percentage (% by weight) based on the weight of the liquid crystal composition, similarly to the ratio of the liquid crystal compound. Parts per million (ppm) by weight may also be used. The proportion of polymerization initiator or polymerization inhibitor is exceptionally expressed based on the weight of the polymerizable compound.
「透明点」は、液晶性化合物における液晶相−等方相の転移温度である。「液晶相の下限温度」は、液晶性化合物における固体−液晶相(スメクチック相、ネマチック相等)の転移温度である。「ネマチック相の上限温度」は、液晶性化合物と母液晶との混合物または液晶組成物におけるネマチック相−等方相の転移温度であり、「上限温度」と略すことがある。「ネマチック相の下限温度」を「下限温度」と略すことがある。「誘電率異方性を上げる」の表現は、誘電率異方性が正である組成物のときは、その値が正に増加することを意味し、誘電率異方性が負である組成物のときは、その値が負に増加することを意味する。 The "transparency point" is the transition temperature of the liquid crystal phase-isotropic phase in the liquid crystal compound. The "lower limit temperature of the liquid crystal phase" is the transition temperature of the solid-liquid crystal phase (smetic phase, nematic phase, etc.) in the liquid crystal compound. The "upper limit temperature of the nematic phase" is the transition temperature of the nematic phase-isotropic phase in the mixture or the liquid crystal composition of the liquid crystal compound and the mother liquid crystal, and may be abbreviated as the "upper limit temperature". The "lower limit temperature of the nematic phase" may be abbreviated as the "lower limit temperature". The expression "increase the dielectric anisotropy" means that when the composition has a positive dielectric anisotropy, its value increases positively, and the composition has a negative dielectric anisotropy. When it is a thing, it means that its value increases negatively.
式(1)で表される化合物を化合物(1)と略すことがある。式(1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を化合物(1)と略すことがある。「化合物(1)」は、式(1)で表される1つの化合物、2つの化合物の混合物、または3つ以上の化合物の混合物を意味する。これらのルールは、他の式で表される化合物についても適用される。式(1)から(15)において、六角形で囲んだA1、B1、C1等の記号はそれぞれ環A1、環B1、環C1等の環に対応する。六角形は、シクロヘキサンやベンゼンのような六員環を表す。六角形がナフタレンのような縮合環や、アダマンタンのような架橋環を表すことがある。 The compound represented by the formula (1) may be abbreviated as the compound (1). At least one compound selected from the group of compounds represented by the formula (1) may be abbreviated as the compound (1). "Compound (1)" means one compound represented by the formula (1), a mixture of two compounds, or a mixture of three or more compounds. These rules also apply to compounds represented by other formulas. In equations (1) to (15), symbols such as A 1 , B 1 , and C 1 enclosed in hexagons correspond to rings such as ring A 1 , ring B 1 , and ring C 1, respectively. The hexagon represents a six-membered ring such as cyclohexane or benzene. The hexagon may represent a fused ring such as naphthalene or a crosslinked ring such as adamantane.
成分化合物の化学式において、末端基R1の記号を複数の化合物に用いた。これらの化合物において、任意の2つのR1が表す2つの基は同一であってもよく、または異なってもよい。例えば、化合物(1−1)のR1がエチルであり、化合物(1−2)のR1がエチルであるケースがある。化合物(1−1)のR1がエチルであり、化合物(1−2)のR1がプロピルであるケースもある。このルールは、R11、Z11等の記号にも適用される。化合物(8)において、iが2のとき、2つの環D1が存在する。この化合物において2つの環D1が表す2つの基は、同一であってもよく、または異なってもよい。iが2より大きいとき、任意の2つの環D1にも適用される。このルールは、他の記号にも適用される。 In the chemical formulas of the component compounds, with symbols of terminal groups R 1 to a plurality of compounds. In these compounds, two groups represented by any two of R 1 may be may be the same or different. For example, there are cases where R 1 of compound (1-1) is ethyl and R 1 of compound (1-2) is ethyl. In some cases, R 1 of compound (1-1) is ethyl and R 1 of compound (1-2) is propyl. This rule also applies to symbols such as R 11 and Z 11. In the compound (8), when i is 2, two rings D 1 are present. The two groups represented by two rings D 1 in the compound may be the same or different. When i is greater than 2, also apply to any two rings D 1. This rule also applies to other symbols.
「少なくとも1つの‘A’」の表現は、‘A’の数が任意であることを意味する。「少なくとも1つの‘A’は、‘B’で置き換えられてもよい」の表現は、‘A’の数が1つのとき、‘A’の位置は任意であり、‘A’の数が2つ以上のときも、それらの位置は制限なく選択できることを意味する。このルールは、「少なくとも1つの‘A’が、‘B’で置き換えられた」の表現にも適用される。「少なくとも1つの‘A’が、‘B’、‘C’、または‘D’で置き換えられてもよい」という表現は、任意の‘A’が‘B’で置き換えられた場合、任意の‘A’が‘C’で置き換えられた場合、および任意の‘A’が‘D’で置き換えられた場合、さらに複数の‘A’が‘B’、‘C’、および/または‘D’の少なくとも2つで置き換えられた場合を含むことを意味する。例えば、「少なくとも1つの−CH2−が−O−または−CH=CH−で置き換えられてもよいアルキル」には、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルケニル、アルコキシアルケニル、アルケニルオキシアルキルが含まれる。なお、連続する2つの−CH2−が−O−で置き換えられて、−O−O−のようになることは好ましくない。アルキル等において、メチル部
分(−CH2−H)の−CH2−が−O−で置き換えられて−O−Hになることも好ましくない。
The expression "at least one'A'" means that the number of'A's is arbitrary. The expression "at least one'A'may be replaced by'B'" is that when the number of'A's is 1, the position of the'A'is arbitrary and the number of'A's is 2. When more than one, it means that their positions can be selected without limitation. This rule also applies to the expression "at least one'A' has been replaced by a'B'". The expression "at least one'A' may be replaced by'B','C',or'D'" is any'if any'A' is replaced by a'B'. If A'is replaced by'C', and any'A' is replaced by'D', then more than one'A'is'B','C', and / or'D' It means to include the case where it is replaced by at least two. For example, " alkyl in which at least one -CH 2- may be replaced with -O- or -CH = CH-" includes alkyl, alkoxy, alkoxyalkyl, alkoxy, alkoxyalkenyl, alkenyloxyalkyl. It is not preferable that two consecutive −CH 2− are replaced with −O− to become −O−O−. In alkyl such, -CH 2 methyl moiety (-CH 2 -H) - by is replaced by -O- is not preferred also be the -O-H.
ハロゲンはフッ素、塩素、臭素およびヨウ素を意味する。好ましいハロゲンは、フッ素および塩素である。さらに好ましいハロゲンはフッ素である。液晶性化合物のアルキルは直鎖状または分岐状であり、環状アルキルを含まない。直鎖状アルキルは、一般的に分岐状アルキルよりも好ましい。これらのことは、アルコキシ、アルケニル等の末端基についても同様である。1,4−シクロヘキシレンに関する立体配置は、上限温度を上げるためにシスよりもトランスが好ましい。2−フルオロ−1,4−フェニレンは、下記の2つの二価基を意味する。化学式において、フッ素は左向き(L)であってもよいし、右向き(R)であってもよい。このルールは、テトラヒドロピラン−2,5−ジイルのような、環から水素を2つ除くことによって生成した非対称な二価基にも適用される。
本発明は、下記の項等である。 The present invention includes the following items and the like.
項1. 式(1)で表される化合物。
式(1)において、
R1Xは、1つまたは2つの水素が、ハロゲンで置き換えられた炭素数1から10のアルキルであり;
環A1、環A2、環A3、環A4、および環A5は独立して、1,4−フェニレン、少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられた1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、またはピリミジン−2,5−ジイルであり、環A1、環A2、環A4、および環A5は1,4−シクロヘキシレンであってもよく;
Z1、Z2、Z3、およびZ4は独立して、単結合、−COO−、−OCH2−、−CF2O−、−CH2CH2−、−CF2CF2−、−CF=CF−、−C≡C−、−(CH2)4−、または−CH2CH=CHCH2−であり;
X1は、水素、ハロゲン、−CF3、または−OCF3であり;
L1およびL2は独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
a、b、c、およびdは独立して、0または1であり、a、b、c、およびdの和は1または2である。
Item 1. A compound represented by the formula (1).
In equation (1)
R 1 X is an alkyl with 1 to 10 carbon atoms in which one or two hydrogens have been replaced with halogen;
Ring A 1 , Ring A 2 , Ring A 3 , Ring A 4 , and Ring A 5 are independently 1,4-phenylene, 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced with halogen, tetrahydropyran- It is 2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, or pyrimidine-2,5-diyl, and ring A 1 , ring A 2 , ring A 4 , and ring A 5 are 1,4-cyclohexylene. May;
Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 are independently single-bonded, -COO-, -OCH 2- , -CF 2 O-, -CH 2 CH 2- , -CF 2 CF 2 -,- CF = CF -, - C≡C - , - (CH 2) 4 -, or -CH 2 CH = CHCH 2 - and is;
X 1 is hydrogen, halogen, -CF 3 , or -OCF 3 ;
L 1 and L 2 are independently hydrogen, fluorine, or chlorine;
a, b, c, and d are independently 0 or 1, and the sum of a, b, c, and d is 1 or 2.
項2. 項1に記載の式(1)において、
R1Xは、1つまたは2つの水素が、フッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から
10のアルキルであり;
環A1、環A2、環A3、環A4、および環A5は独立して、1,4−フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4−フェニレンであり、環A1、環A2、環A4、および環A5は1,4−シクロヘキシレンであってもよく;
Z1、Z2、Z3、およびZ4は独立して、単結合、−COO−、−OCH2−、−CF2O−、−CH2CH2−、−CF2CF2−、−CF=CF−、−C≡C−、−(CH2)4−、または−CH2CH=CHCH2−であり;
X1は、フッ素、塩素、−CF3、または−OCF3であり;
L1およびL2は独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
a、b、c、およびdは独立して、0または1であり、a、b、c、およびdの和は1または2である。
Item 2. In the formula (1) described in Item 1,
R 1 X is an alkyl with 1 to 10 carbon atoms in which one or two hydrogens have been replaced with fluorine or chlorine;
Ring A 1 , Ring A 2 , Ring A 3 , Ring A 4 , and Ring A 5 are independently 1,4-phenylene, a 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine. , Ring A 1 , Ring A 2 , Ring A 4 and Ring A 5 may be 1,4-cyclohexylene;
Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 are independently single-bonded, -COO-, -OCH 2- , -CF 2 O-, -CH 2 CH 2- , -CF 2 CF 2 -,- CF = CF -, - C≡C - , - (CH 2) 4 -, or -CH 2 CH = CHCH 2 - and is;
X 1 is fluorine, chlorine, -CF 3 , or -OCF 3 ;
L 1 and L 2 are independently hydrogen, fluorine, or chlorine;
a, b, c, and d are independently 0 or 1, and the sum of a, b, c, and d is 1 or 2.
項3. 式(1−1)、式(1−2)、式(1−3)、式(1−4)、および式(1−5)のいずれか1つで表される、項1または2に記載の化合物。
式(1−1)から式(1−5)において、
R1Xは、1つまたは2つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から10のアルキルであり;
環A1、環A2、環A3、環A4、および環A5は独立して、1,4−フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4−フェニレン、またはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルであり、環A1、環A2、環A4、および環A5は1,4−シクロヘキシレンであってもよく;
Z1、Z2、Z3、およびZ4は独立して、単結合、−COO−、−OCH2−、−C
F2O−、または−CH2CH2−であり;
X1は、フッ素、塩素、−CF3、または−OCF3であり;
L1およびL2は独立して、水素、フッ素、または塩素である。
Item 3. Item 1 or 2 represented by any one of the formula (1-1), the formula (1-2), the formula (1-3), the formula (1-4), and the formula (1-5). The compound described.
In equations (1-1) to (1-5),
R 1 X is an alkyl with 1 to 10 carbon atoms in which one or two hydrogens have been replaced with fluorine or chlorine;
Ring A 1 , Ring A 2 , Ring A 3 , Ring A 4 , and Ring A 5 are independently 1,4-phenylene, 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine, or It is tetrahydropyran-2,5-diyl, and ring A 1 , ring A 2 , ring A 4 and ring A 5 may be 1,4-cyclohexylene;
Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 are independently single-bonded, -COO-, -OCH 2- , -C.
F 2 O- or -CH 2 CH 2- ;
X 1 is fluorine, chlorine, -CF 3 , or -OCF 3 ;
L 1 and L 2 are independently hydrogen, fluorine, or chlorine.
項4. 式(1−1)、式(1−3)、および式(1−4)のいずれか1つで表される、項1から3のいずれか1項に記載の化合物。
式(1−1)、式(1−3)、および式(1−4)において、
R1Xは、1つまたは2つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から10のアルキルであり;
環A1、環A2、環A3、および環A4は独立して、1,4−フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4−フェニレン、またはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルであり、環A1および環A2は1,4−シクロヘキシレンであってもよく;
Z1、Z2、およびZ3は独立して、単結合、−COO−、−OCH2−、−CF2O−、または−CH2CH2−であり;
X1は、フッ素、−CF3、または−OCF3であり;
L1およびL2は独立して、水素またはフッ素である。
Item 4. Item 6. The compound according to any one of Items 1 to 3, represented by any one of Formula (1-1), Formula (1-3), and Formula (1-4).
In equations (1-1), (1-3), and (1-4),
R 1 X is an alkyl with 1 to 10 carbon atoms in which one or two hydrogens have been replaced with fluorine;
Ring A 1 , Ring A 2 , Ring A 3 , and Ring A 4 are independently 1,4-phenylene, 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine, or tetrahydropyran-2. , 5-diyl, ring A 1 and ring A 2 may be 1,4-cyclohexylene;
Z 1 , Z 2 , and Z 3 are independently single-bonded, -COO-, -OCH 2- , -CF 2 O-, or -CH 2 CH 2- ;
X 1 is fluorine, -CF 3 , or -OCF 3 ;
L 1 and L 2 are independently hydrogen or fluorine.
項5. 式(1−a)から(1−h)のいずれか1つで表される、項1から3のいずれか1項に記載の化合物。
式(1−a)から(1−h)において、R1Xは、1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から10のアルキルであり;X1は、フッ素、−CF3、または−OCF3であり;L1およびL2は独立して、水素またはフッ素である。
Item 5. Item 6. The compound according to any one of Items 1 to 3, represented by any one of the formulas (1-a) to (1-h).
In formulas (1-a) through (1-h), R 1 X is an alkyl having 1 to 10 carbon atoms in which one hydrogen is replaced with fluorine; X 1 is fluorine, -CF 3 , or-. OCF 3 ; L 1 and L 2 are independently hydrogen or fluorine.
項6.項5に記載の式(1−a)から(1−h)において、R1Xが、−(CH2)h−CH2Fであり、hは0から9の整数である、項5に記載の化合物。 Item 6. In the formulas (1-a) to (1-h) described in Item 5, R 1 X is − (CH 2 ) h − CH 2 F, and h is an integer from 0 to 9. The compound described.
項7. 式(1−i)から(1−p)のいずれか1つで表される、項1から3のいずれか1項に記載の化合物。
式(1−i)から(1−p)において、R1Xは、1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から10のアルキルであり;X1は、フッ素、−CF3、または−OCF3であり;L1およびL2は独立して、水素またはフッ素である。
Item 7. Item 6. The compound according to any one of Items 1 to 3, represented by any one of the formulas (1-i) to (1-p).
In formulas (1-i) to (1-p), R 1 X is an alkyl having 1 to 10 carbon atoms in which one hydrogen is replaced with fluorine; X 1 is fluorine, -CF 3 , or-. OCF 3 ; L 1 and L 2 are independently hydrogen or fluorine.
項8. 項7に記載の式(1−i)から(1−p)において、R1Xが、−(CH2)h
−CH2Fであり、hは1から9の整数である、項7に記載の化合物。
Item 8. In the formulas (1-i) to (1-p) described in Item 7, R 1 X is − (CH 2 ) h.
Item 7. The compound according to Item 7, wherein the compound is −CH 2 F and h is an integer from 1 to 9.
項9. 項1から8のいずれか1項に記載の化合物を少なくとも1つ含有する液晶組成物。 Item 9. A liquid crystal composition containing at least one compound according to any one of Items 1 to 8.
項10. 式(2)から(4)で表される化合物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する、項9に記載の液晶組成物。
式(2)から(4)において、
R11およびR12は独立して、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
環B1、環B2、環B3、および環B4は独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−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、またはピリミジン−2,5−ジイルであり;
Z11、Z12、およびZ13は独立して、単結合、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、または−COO−である。
Item 10. Item 9. The liquid crystal composition according to Item 9, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by the formulas (2) to (4).
In equations (2) to (4)
R 11 and R 12 are independently alkyls with 1 to 10 carbons or alkenyl with 2 to 10 carbons, even if at least one -CH 2 − is replaced with -O- in the alkyl and alkenyl. Well, at least one hydrogen may be replaced by fluorine;
Ring B 1 , Ring B 2 , Ring B 3 and Ring B 4 are independent, 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,5-difluoro- 1,4-phenylene, or pyrimidine-2,5-diyl;
Z 11 , Z 12 , and Z 13 are independently single-bonded, −CH 2 CH 2- , −CH = CH−, −C≡C−, or −COO−.
項11. 式(5)から(7)で表される化合物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する、項9または10に記載の液晶組成物。
式(5)から(7)において、
R13は炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
X11は、フッ素、塩素、−OCF3、−OCHF2、−CF3、−CHF2、−CH2F、−OCF2CHF2、または−OCF2CHFCF3であり;
環C1、環C2、および環C3は独立して、1,4−シクロヘキシレン、少なくとも1つ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、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、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;
Z14、Z15、およびZ16は独立して、単結合、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2O−、または−(CH2)4−であり;
L11およびL12は独立して、水素またはフッ素である。
Item 11. Item 9. The liquid crystal composition according to Item 9 or 10, further containing at least one compound selected from the group of compounds represented by the formulas (5) to (7).
In equations (5) to (7)
R 13 is an alkyl having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl having 2 to 10 carbon atoms, in which at least one -CH 2 − may be replaced by -O-, and at least one hydrogen is contained in the alkyl and alkenyl. May be replaced with fluorine;
X 11 is fluorine, chlorine, -OCF 3 , -OCHF 2 , -CF 3 , -CHF 2 , -CH 2 F, -OCF 2 CHF 2 , or -OCF 2 CHFCF 3 ;
Ring C 1 , Ring C 2 , and Ring C 3 are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, where at least one hydrogen may be replaced by fluorine, tetrahydropyran-2,5-diyl. , 1,3-dioxane-2,5-diyl, or pyrimidine-2,5-diyl;
Z 14 , Z 15 and Z 16 are independently single-bonded, -CH 2 CH 2- , -CH = CH-, -C≡C-, -COO-, -CF 2 O-, -OCF 2- , -CH 2 O-, or - (CH 2) 4 - a and;
L 11 and L 12 are independently hydrogen or fluorine.
項12. 式(8)で表される化合物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する、項9から11のいずれか1項に記載の液晶組成物。
式(8)において、
R14は炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
X12は−C≡Nまたは−C≡C−C≡Nであり;
環D1は、1,4−シクロヘキシレン、少なくとも1つ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、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、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D1が複数有る場合は、同じであっても、異なっていてもよく;
Z17は、単結合、−CH2CH2−、−C≡C−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、または−CH2O−であり、Z17が複数有る場合は、同じであっても、異なっていてもよく;
L13およびL14は独立して、水素またはフッ素であり;
iは、1、2、3、または4である。
Item 12. Item 6. The liquid crystal composition according to any one of Items 9 to 11, further containing at least one compound selected from the group of compounds represented by the formula (8).
In equation (8)
R 14 is an alkyl having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl having 2 to 10 carbon atoms, in which at least one −CH 2 − may be replaced by −O − and at least one hydrogen is present. May be replaced with fluorine;
X 12 is -C ≡ N or -C ≡ C-C ≡ N;
Ring D 1 is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl. , or a pyrimidine-2,5-diyl, if ring D 1 has a plurality may be the same or different;
Z 17 represents a single bond, -CH 2 CH 2 -, - C≡C -, - COO -, - CF 2 O -, - OCF 2 -, or -CH 2 is O-, if Z 17 has a plurality May be the same or different;
L 13 and L 14 are independently hydrogen or fluorine;
i is 1, 2, 3, or 4.
項13. 式(9)から(15)で表される化合物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する、項9から12のいずれか1項に記載の液晶組成物。
式(9)から(15)において、
R15およびR16は独立して、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
R17は、水素、フッ素、炭素数1から10のアルキル、または炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
環E1、環E2、環E3、および環E4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、少なくとも1つ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,テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、またはデカヒドロナフタレン−2,6−ジイルであり、環E1、環E2、環E3、および環E4が複数有る場合は、同じであっても、異なっていてもよく;
環E5および環E6は独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン,テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、またはデカヒドロナフタレン−2,6−ジイルであり;
Z18、Z19、Z20、およびZ21は独立して、単結合、−CH2CH2−、−COO−、−CH2O−、−OCF2−、または−OCF2CH2CH2−であり、Z18、Z19、Z20、およびZ21が複数有る場合は、同じであっても、異なっていてもよく;
L15およびL16は独立して、フッ素または塩素であり;
S11は、水素またはメチルであり;
Xは、−CHF−または−CF2−であり;
j、k、m、n、p、q、r、およびsは独立して、0または1であり、k、m、n、およびpの和は、1または2であり、q、r、およびsの和は、0、1、2、または3であり、tは、1、2、または3である。
Item 13. Item 6. The liquid crystal composition according to any one of Items 9 to 12, further containing at least one compound selected from the group of compounds represented by the formulas (9) to (15).
In equations (9) to (15)
R 15 and R 16 are independently alkyls with 1 to 10 carbon atoms or alkenyl with 2 to 10 carbon atoms, even if at least one -CH 2 − is replaced with -O- in the alkyl and alkenyl. Well, at least one hydrogen may be replaced by fluorine;
R 17 is hydrogen, fluorine, an alkyl having 1 to 10 carbon atoms, or an alkenyl having 2 to 10 carbon atoms, in which at least one −CH 2 − may be replaced by −O−. , At least one hydrogen may be replaced by fluorine;
Ring E 1 , Ring E 2 , Ring E 3 , and Ring E 4 may independently replace 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, and at least one hydrogen with fluorine 1, is 4-phenylene, tetrahydropyran-2,5-diyl or decahydronaphthalene-2,6-diyl, ring E 1, ring E 2, wherein ring E 3, and ring E 4 have multiple, identical May be present or different;
Ring E 5 and ring E 6 are each independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, tetrahydropyran-2,5-diyl or decahydronaphthalene, 2,6 -Jeil;
Z 18, Z 19, Z 20 , and Z 21 are independently a single bond, -CH 2 CH 2 -, - COO -, - CH 2 O -, - OCF 2 -, or -OCF 2 CH 2 CH 2 -And if there are multiple Z 18 , Z 19 , Z 20 , and Z 21 , they may be the same or different;
L 15 and L 16 are independently fluorine or chlorine;
S 11 is hydrogen or methyl;
X is -CHF- or -CF 2- ;
j, k, m, n, p, q, r, and s are independently 0 or 1, and the sum of k, m, n, and p is 1 or 2, q, r, and The sum of s is 0, 1, 2, or 3, and t is 1, 2, or 3.
項14. 重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、色素、および消泡剤の群から選択された少なくとも1つの添加物をさらに含有する、項9から13のいずれか1項に記載の液晶組成物。 Item 14. At least one additive selected from the group of polymerizable compounds, polymerization initiators, polymerization inhibitors, optically active compounds, antioxidants, UV absorbers, light stabilizers, heat stabilizers, dyes, and defoamers. Item 8. The liquid crystal composition according to any one of Items 9 to 13, which is further contained.
項15. 項9から14のいずれか1項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。 Item 15. A liquid crystal display device containing the liquid crystal composition according to any one of Items 9 to 14.
本発明は、次の項をも含む。(a)重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、色素、および消泡剤の群から選択された、1つ、2つ、または少なくとも3つの添加物をさらに含有する、上記の組成物。(b)ネマチック相の上限温度が70℃以上であり、波長589nmにおける光学異方性(25℃で測定)が0.07以上であり、そして周波数1kHzにおける誘電率異方性(25℃で測定)が2以上である、上記の液晶組成物。(c)液晶表示素子の動作モードが、TNモード、ECBモード、OCBモード、IPSモード、またはFPAモードであり、液晶表示素子の駆動方式がアクティブマトリックス(AM)方式である、上記の液晶表示素子。 The present invention also includes the following sections. (A) One selected from the group of polymerizable compounds, polymerization initiators, polymerization inhibitors, optically active compounds, antioxidants, UV absorbers, light stabilizers, heat stabilizers, dyes, and defoamers. The composition described above further comprising two, or at least three additives. (B) The upper limit temperature of the nematic phase is 70 ° C. or higher, the optical anisotropy at a wavelength of 589 nm (measured at 25 ° C.) is 0.07 or higher, and the dielectric anisotropy at a frequency of 1 kHz (measured at 25 ° C.). ) Is 2 or more, the above liquid crystal composition. (C) The above-mentioned liquid crystal display element in which the operation mode of the liquid crystal display element is TN mode, ECB mode, OCB mode, IPS mode, or FPA mode, and the drive method of the liquid crystal display element is the active matrix (AM) method. ..
化合物(1)の態様、化合物(1)の合成法、液晶組成物、および液晶表示素子について、順に説明する。 The aspect of compound (1), the method for synthesizing compound (1), the liquid crystal composition, and the liquid crystal display element will be described in order.
1.化合物(1)の態様
本発明の化合物(1)は、ハロゲン化されたアルキルとCF2O結合基とを有する。このCF2O結合基は、2つのフェニレンの間に存在する(Compound BXBを参照)。一方、特許文献1の化合物は、シクロへキシレンとフェニレンとの間にCF2O結合基を有する(Compound HXBを参照)。化合物(1)は、特許文献1に記載されている化合物に比較して、大きな光学異方性を有するという特徴を有する。
化合物(1)の第一の特徴は、スメクチック相を有しないという点である。類似の化合物がスメクチック相を有する場合であっても、化合物(1)はネマチック相を有する(比較例1、2を参照)。第二の特徴は、大きな弾性定数比(K33/K11)を有する点であ
る。化合物(1)は、類似の化合物と比較して弾性定数比が大きい(比較例2を参照)。この弾性定数比が大きいとき、素子の電圧−透過率曲線が急峻になる。これは、小さな電圧差によって、透過率に大きな変化が生じることを意味する。
The first feature of compound (1) is that it does not have a smectic phase. Compound (1) has a nematic phase even when similar compounds have a smectic phase (see Comparative Examples 1 and 2). The second feature is that it has a large elastic constant ratio (K 33 / K 11 ). Compound (1) has a larger elastic constant ratio than similar compounds (see Comparative Example 2). When this elastic constant ratio is large, the voltage-transmittance curve of the device becomes steep. This means that a small voltage difference causes a large change in transmittance.
スメクチック相に関しては、特開2007−308707号公報を参照する。段落0007には、「最近の市販の混合物は広い温度範囲にわたって作動する必要があり、従って低い温度における結晶化やスメクチック相の形成は排除しなければならない。ネマチックな混合物の開発において液晶物質の有用性についての最も重要な前提条件の1つは良好な溶解性である。この理由から、高い溶融温度やスメクチック相を形成する傾向を有する化合物は適当ではない。」と開示されている。つまり、スメクチック相が存在しない方が好ましいのである。 For the smectic phase, refer to JP-A-2007-308707. Paragraph 0007 states, "Recent commercial mixtures need to operate over a wide temperature range, so crystallization and formation of smectic phases at low temperatures must be eliminated. Usefulness of liquid crystals in the development of nematic mixtures. One of the most important prerequisites for sex is good solubility. For this reason, compounds that tend to form high melting temperatures or smectic phases are not suitable. " That is, it is preferable that the smectic phase does not exist.
化合物(1)の好ましい例について説明をする。化合物(1)における末端基R1XおよびX1、環A1、環A2、環A3、環A4、および環A5、結合基Z1、Z2、Z3、およびZ4、および置換基L1およびL2の好ましい例は、化合物(1)の下位式にも適用される。化合物(1)において、これらの基を適切に組み合わせることによって、物性を任意に調整することが可能である。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等の同位体を天然存在比の量より多く含んでもよい。なお、化合物(1)の記号の定義は、項1に記載したとおりである。
式(1)において、R1Xは、1つまたは2つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数1から10のアルキルである。 In formula (1), R 1 X is an alkyl having 1 to 10 carbon atoms in which one or two hydrogens are replaced with halogen.
R1Xは、モノハロアルキルまたはジハロアルキルである。好ましいハロゲンは、フッ素または塩素である。好ましいモノハロアルキルは、1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルキルである。モノフルオロアルキルの例は、−CHF−(CH2)e−CH3、−(CH2)f−CHF−(CH2)g−CH3、−(CH2)h−CH2Fである。ここでeは0から8の整数であり、fとgの和は0から8の整数であり、hは0から9の整数である。これらの基において、フッ素は塩素で置き換えられてもよい。 R 1 X is monohaloalkyl or dihaloalkyl. Preferred halogens are fluorine or chlorine. A preferred monohaloalkyl is an alkyl in which one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine. Examples of monofluoroalkyl are -CHF- (CH 2 ) e- CH 3 ,-(CH 2 ) f- CHF- (CH 2 ) g- CH 3 ,-(CH 2 ) h- CH 2 F. Here, e is an integer from 0 to 8, the sum of f and g is an integer from 0 to 8, and h is an integer from 0 to 9. In these groups, fluorine may be replaced by chlorine.
好ましいジハロアルキルは、2つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルキルである。ジフルオロアルキルの例として、−CF2−(CH2)e−CH3、−(CH2)f−CF2−(CH2)g−CH3、−(CH2)h−CHF2、−CHF−(CH2)f−CHF−(CH2)g−H等が挙げられる。ここでeは0から8の整数であり、fとgの和は0から8の整数であり、hは0から9の整数である。これらの基において、フッ素は塩素で置き換えられてもよい。 The preferred dihaloalkyl is an alkyl in which two hydrogens are replaced with fluorine or chlorine. Examples of difluoroalkyl are -CF 2- (CH 2 ) e- CH 3 ,-(CH 2 ) f- CF 2- (CH 2 ) g- CH 3 ,-(CH 2 ) h- CHF 2 , -CHF. -(CH 2 ) f- CHF- (CH 2 ) g- H and the like can be mentioned. Here, e is an integer from 0 to 8, the sum of f and g is an integer from 0 to 8, and h is an integer from 0 to 9. In these groups, fluorine may be replaced by chlorine.
式(1)において、環A1、環A2、環A3、環A4、および環A5は独立して、1,4−フェニレン、少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられた1,4−フェニレン、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、またはピリミジン−2,5−ジイルであり、環A1、環A2、環A4、および環A5は1,4−シクロヘキシレンであってもよい。 In formula (1), ring A 1 , ring A 2 , ring A 3 , ring A 4 and ring A 5 are independently 1,4-phenylene, at least one hydrogen replaced with halogen 1,4. -Phenylene, tetrahydropyran-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, or pyrimidine-2,5-diyl, ring A 1 , ring A 2 , ring A 4 , and ring A 5 are 1, It may be 4-cyclohexylene.
好ましい環A1から環A5は、1,4−シクロヘキシレン、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、2,6−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、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、またはピリミジン−2,5−ジイルである。さらに好ましい環A1から環A5は、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−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、またはテトラヒドロピラン−2,5−ジイルである。特に好ましい環A1から環A5は、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、または2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンである。 Preferred rings A 1 to A 5 are 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene, 2,6-difluoro. -1,4-phenylene, 2,3,5-trifluoro-1,4-phenylene, tetrahydropyran-2,5-diyl, or pyrimidine-2,5-diyl. More preferred rings A 1 to A 5 are 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,6-difluoro-1,4-phenylene, or tetrahydropyran-. 2,5-Zyle. Particularly preferred rings A 1 to A 5 are 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, or 2,6-difluoro-1,4-phenylene.
環A1から環A5の少なくとも1つが1,4−シクロヘキシレンであるときは、透明点が高く、粘度が小さい。これらの少なくとも1つが1,4−フェニレンであるとき、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた1,4−フェニレンであるときは、光学異方性が大きく、そして配向秩序パラメーター(orientational order parameter)が比較的大きい。これらの少なくとも1つが、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた1,4−フェニレンであるときは、誘電率異方性が大きい。 When at least one of the rings A 5 from ring A 1 is a 1,4-cyclohexylene, high clearing point, a small viscosity. When at least one of these is 1,4-phenylene, or when at least one hydrogen is 1,4-phenylene replaced by fluorine, the optical anisotropy is high and the orientation parameter. ) Is relatively large. When at least one of these is 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced with fluorine, the dielectric anisotropy is large.
式(1)において、Z1、Z2、Z3、およびZ4は独立して、単結合、−COO−、−OCH2−、−CF2O−、−CH2CH2−、−CF2CF2−、−CF=CF−、−C≡C−、−(CH2)4−、または−CH2CH=CHCH2−である。 In equation (1), Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 are independently single-bonded, -COO-, -OCH 2- , -CF 2 O-, -CH 2 CH 2- , -CF. 2 CF 2 -, - CF = CF -, - C≡C -, - (CH 2) 4 -, or -CH 2 CH = CHCH 2 - a.
好ましいZ1からZ4は、単結合、−COO−、−OCH2−、−CF2O−、または−CH2CH2−である。さらに好ましいZ1からZ4は、単結合、−COO−、−OCH2−、または−CF2O−である。特に好ましいZ1からZ4は、単結合または−CF2O−である。最も好ましいZ1からZ4は、単結合である。 Preferred Z 1 to Z 4 are single bonds, -COO-, -OCH 2- , -CF 2 O-, or -CH 2 CH 2- . More preferred Z 1 to Z 4 are single bonds, -COO-, -OCH 2- , or -CF 2 O-. Particularly preferred Z 1 to Z 4 are single bonds or −CF 2 O−. The most preferred Z 1 to Z 4 are single bonds.
Z1、Z2、Z3、またはZ4が単結合であるときは、化学的安定性が高く、そして粘度が小さい。Z1、Z2、Z3、またはZ4が−CF2O−であるときは、粘度が小さく、誘電率異方性が大きく、そして上限温度が高い。 When Z 1 , Z 2 , Z 3 , or Z 4 is a single bond, the chemical stability is high and the viscosity is low. When Z 1 , Z 2 , Z 3 , or Z 4 is −CF 2 O−, the viscosity is low, the dielectric anisotropy is high, and the upper limit temperature is high.
式(1)において、X1は、水素、ハロゲン、−CF3、または−OCF3である。好ましいX1は、フッ素、塩素、−CF3、または−OCF3である。さらに好ましいX1は、フッ素、−CF3、または−OCF3である。特に好ましいX1は、フッ素または−OCF3である。最も好ましいX1はフッ素である。最も好ましいX1は−OCF3である。X1がフッ素であるときは、粘度が小さい。X1が−CF3であるときは、誘電率異方性が大きい。X1が−OCF3であるときは、他の液晶性化合物との相溶性が優れている。 In formula (1), X 1 is hydrogen, halogen, -CF 3 , or -OCF 3 . Preferred X 1 is fluorine, chlorine, -CF 3 , or -OCF 3 . More preferred X 1 is fluorine, -CF 3 , or -OCF 3 . Particularly preferred X 1 is fluorine or -OCF 3 . The most preferred X 1 is fluorine. The most preferred X 1 is −OCF 3 . When X 1 is fluorine, the viscosity is low. When X 1 is −CF 3 , the dielectric anisotropy is large. When X 1 is −OCF 3 , the compatibility with other liquid crystal compounds is excellent.
式(1)において、L1およびL2は独立して、水素、フッ素、または塩素である。好ましいL1およびL2は、水素およびフッ素の組み合わせである。好ましいL1およびL2は、フッ素およびフッ素の組み合わせである。L1およびL2が水素およびフッ素の組み合わせであるときは、誘電率異方性が大きい。L1およびL2がフッ素およびフッ素の組み合わせであるときは、特に誘電率異方性が大きい。 In formula (1), L 1 and L 2 are independently hydrogen, fluorine, or chlorine. Preferred L 1 and L 2 are combinations of hydrogen and fluorine. Preferred L 1 and L 2 are a combination of fluorine and fluorine. When L 1 and L 2 are a combination of hydrogen and fluorine, the dielectric anisotropy is large. When L 1 and L 2 are a combination of fluorine and fluorine, the dielectric anisotropy is particularly large.
式(1)において、a、b、c、およびdは独立して、0または1であり、a、b、c、およびdの和は1または2である。a、b、c、およびdの和が1であるとき、化合物(1)は3環を有する。この化合物は小さな粘度の観点から好ましい。a、b、c、およびdの和が2であるとき、化合物(1)は4環を有する。この化合物は高い透明点の観点から好ましい。 In formula (1), a, b, c, and d are independently 0 or 1, and the sum of a, b, c, and d is 1 or 2. When the sum of a, b, c, and d is 1, compound (1) has three rings. This compound is preferred from the standpoint of low viscosity. When the sum of a, b, c, and d is 2, compound (1) has four rings. This compound is preferred from the standpoint of high transparency.
好ましい化合物(1)の例は、項3に記載した化合物(1−1)から(1−5)である。より好ましい化合物(1)の例は、項4に記載された化合物(1−1)、化合物(1−3)、化合物(1−4)である。最も好ましい化合物(1)の例は、項5に記載された化合物(1−a)から(1−h)である。最も好ましい化合物(1)の例は、項7に記載された化合物(1−i)から(1−p)でもある。 Examples of the preferable compound (1) are the compounds (1-1) to (1-5) described in Item 3. Examples of the more preferable compound (1) are the compound (1-1), the compound (1-3), and the compound (1-4) described in Item 4. Examples of the most preferable compound (1) are the compounds (1-a) to (1-h) described in Item 5. Examples of the most preferable compound (1) are also the compounds (1-i) to (1-p) described in Item 7.
化合物(1−1)は、熱や光に対する高い安定性および小さな粘度という観点から好ましい。化合物(1−3)は、高い透明点および優れた相溶性という観点から好ましい。化合物(1−4)は、高い透明点および大きな光学異方性という観点から好ましい。 Compound (1-1) is preferred from the standpoint of high stability to heat and light and low viscosity. Compound (1-3) is preferable from the viewpoint of high transparency and excellent compatibility. Compound (1-4) is preferable from the viewpoint of high transparency and large optical anisotropy.
2.化合物(1)の合成
化合物(1)の合成法を説明する。化合物(1)は、有機合成化学の方法を適切に組み合わせることにより合成することができる。出発物質に目的の結合基、環、または末端基を導入する方法は、フーベン−ヴァイル(Houben-Wyle, Methoden der Organische Chemie, Georg-Thieme Verlag, Stuttgart)、オーガニック・シンセシズ(Organic Syntheses, John Wily & Sons, Inc.)、オーガニック・リアクションズ(Organic Reactions, John Wily & 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)等の成書に記載されている。
2. Synthesis of Compound (1) A method for synthesizing compound (1) will be described. Compound (1) can be synthesized by appropriately combining the methods of synthetic organic chemistry. Houben-Wyle, Methoden der Organische Chemie, Georg-Thieme Verlag, Stuttgart, Organic Syntheses, John Wily & Sons, Inc.), Organic Reactions (John Wily & Sons Inc.), Comprehensive Organic Synthesis (Pergamon Press), New Experimental Chemistry Course (Maruzen), etc. Has been done.
2−1.結合基Zの生成
結合基Z1からZ4を生成する方法に関して、最初にスキームを示す。次に反応を説明する。このスキームにおいて、MSG1(またはMSG2)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MSG1(またはMSG2)が表わす一価の有機基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。化合物(1A)から(1I)は化合物(1)に相当する。エステルの生成においては、−COO−を有する化合物の合成法を示した。−OCO−を有する化合物もこの合成法によって合成することが可能である。他の非対称な結合基についても同様である。
2-1. From generation bonding group Z 1 of the bonding group Z on how to generate Z 4, illustrating a first scheme. Next, the reaction will be described. In this scheme, MSG 1 (or MSG 2 ) is a monovalent organic group with at least one ring. The monovalent organic groups represented by the plurality of MSG 1 (or MSG 2 ) used in the scheme may be the same or different. Compounds (1A) to (1I) correspond to compound (1). In the production of esters, a method for synthesizing a compound having -COO- was shown. Compounds having −OCO− can also be synthesized by this synthetic method. The same is true for other asymmetric binding groups.
(1)単結合の生成
アリールホウ酸(11)と公知の方法で合成される化合物(12)とを、炭酸塩水溶液中、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム触媒等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(13)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(12)を反応させることによっても合成される。 Arylboric acid (11) and compound (12) synthesized by a known method are reacted in an aqueous carbonate solution in the presence of a tetrakis (triphenylphosphine) palladium catalyst or the like to synthesize compound (1A). This compound (1A) is prepared by reacting compound (13) synthesized by a known method with n-butyllithium and then zinc chloride, and in the presence of a catalyst such as dichlorobis (triphenylphosphine) palladium, compound (12). ) Is also reacted.
(2)−COO−の生成
化合物(13)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(14)を得る。化合物(14)と、公知の方法で合成されるフェノール(15)とをDCC(1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド)とDMAP(N,N−ジメチル−4−アミノピリジン)の存在下で脱水縮合させて化合物(1B)を合成する。 Compound (13) is reacted with n-butyllithium followed by carbon dioxide to give carboxylic acid (14). Compound (14) and phenol (15) synthesized by a known method are dehydrated and condensed in the presence of DCC (1,3-dicyclohexylcarbodiimide) and DMAP (N, N-dimethyl-4-aminopyridine). Compound (1B) is synthesized.
(3)−CH2O−の生成
化合物(16)を水素化ホウ素ナトリウム等の還元剤で還元して化合物(17)を得る。これを臭化水素酸でハロゲン化して化合物(18)を得る。炭酸カリウム等の塩基存在下で、化合物(18)を化合物(19)と反応させて化合物(1C)を合成する。 Compound (16) is reduced with a reducing agent such as sodium borohydride to obtain compound (17). This is halogenated with hydrobromic acid to obtain compound (18). Compound (18) is reacted with compound (19) in the presence of a base such as potassium carbonate to synthesize compound (1C).
(4)−CF2O−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(20)を得る。化合物(20)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、−CF2O−を有する化合物(1D)を合成する。M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 1992,827.を参照。化合物(1D)は化合物(1B)を(ジエチルアミノ)サルファートリフルオリド(DAST)でフッ素化しても合成される。W. H. Bunnelle et al.,
J. Org. Chem. 1990, 55, 768.を参照。Peer. Kirsch et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1480.に記載の方法によってこれらの結合基を生成させることも可能である。
(4) Generation of -CF 2 O-
Compound (1B) is treated with a sulfurizing agent such as Lawesson's reagent to give compound (20). Compound (20) is fluorinated with a hydrogen fluoride pyridine complex and NBS (N-bromosuccinimide) to synthesize compound (1D) having -CF 2 O-. See M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 1992, 827. Compound (1D) is also synthesized by fluorinating compound (1B) with (diethylamino) sulfatrifluoride (DAST). WH Bunnelle et al.,
See J. Org. Chem. 1990, 55, 768. It is also possible to generate these linking groups by the method described in Peer. Kirsch et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1480.
(5)−CH2CH2−の生成
公知の方法で合成されるホスホニウム塩(21)にカリウムt−ブトキシドのような塩基を作用させてリンイリドを調製する。これをアルデヒド(16)と反応させて得られたオレフィンを、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。 A base such as potassium t-butoxide is allowed to act on the phosphonium salt (21) synthesized by a known method to prepare phosphorus irid. The compound (1E) is synthesized by hydrogenating the olefin obtained by reacting this with an aldehyde (16) in the presence of a catalyst such as palladium carbon.
(6)−(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。
(6)-(CF 2 ) 2- Generation
Diketone (-COCO-) was fluorinated with sulfur tetrafluoride in the presence of a hydrogen fluoride catalyst according to the method described in J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 5414.-(CF 2 ). Obtain a compound having 2 −.
(7)−CF=CF−の生成
化合物(13)をn−ブチルリチウムで処理した後、テトラフルオロエチレンを反応させて化合物(22)を得る。化合物(12)をn−ブチルリチウムで処理した後、化合物(22)と反応させて化合物(1F)を合成する。 After treating compound (13) with n-butyllithium, it is reacted with tetrafluoroethylene to obtain compound (22). After treating compound (12) with n-butyllithium, it is reacted with compound (22) to synthesize compound (1F).
(8)−C≡C−の生成
ジクロロパラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下で、化合物(13)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(12)と反応させて、化合物(1G)を合成する。 Compound (13) is reacted with 2-methyl-3-butin-2-ol in the presence of a catalyst of dichloropalladium and copper halide, and then deprotected under basic conditions to obtain compound (23). .. Compound (23) is reacted with compound (12) in the presence of a catalyst of dichloropalladium and copper halide to synthesize compound (1G).
(9)−(CH2)4−の生成
ホスホニウム塩(21)の代わりにホスホニウム塩(24)を用い、項(5)の方法に従って−(CH2)2−CH=CH−を有する化合物を得る。これ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(1H)を合成する。
(9)-(CH 2 ) 4- generation
A phosphonium salt (24) is used instead of the phosphonium salt (21) to obtain a compound having − (CH 2 ) 2-CH = CH − according to the method of item (5). Compound (1H) is synthesized by hydrogenating this in the presence of a catalyst such as palladium carbon.
(10)−CH2CH=CHCH2−の生成
公知の方法で合成されるホスホニウム塩(25)にカリウムt−ブトキシドのような塩基を作用させてリンイリドを調製する。これをアルデヒド(26)と反応させることにより、化合物(1I)を合成する。 A base such as potassium t-butoxide is allowed to act on a phosphonium salt (25) synthesized by a known method to prepare phosphorus iris. Compound (1I) is synthesized by reacting this with aldehyde (26).
2−2.環A1から環A5の生成
化合物(1)における環A1から環A5に関する合成法を説明する。1,4−シクロヘキシレン、ピリミジン−2,5−ジイル、ピリジン−2,5−ジイル、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、1,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン等の環に関しては出発物が市販されているか、または合成法がよく知られている。
2-2. Describing the synthesis relating to ring A 5 from ring A 1 in the product compound (1) of the ring A 5 from ring A 1. 1,4-Cyclohexylene, pyrimidine-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,4-phenylene, 3-fluoro-1,4-phenylene, 3, For rings such as 5-difluoro-1,4-phenylene and 2,3-difluoro-1,4-phenylene, starting materials are commercially available or synthetic methods are well known.
2−3.R1Xの生成
化合物(1)における左末端基R1Xに関する生成法について、最初にスキームを示し、次に反応を説明する。このスキームにおいて、MSG2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MSG2によって表される有機基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。化合物(1J)および(1K)は化合物(1)に相当する。ハロゲン化アルキルの構造単位は、次のような方法で合成する。ハロゲンがアルキルの任意の位置に置換していても、同様な方法で合成できる。
2-3. Method for generating about the left terminal group R 1 X in the product compound of R 1 X (1), first shows a scheme, will now be described reaction. In this scheme, MSG 2 is a monovalent organic group with at least one ring. The organic groups represented by a plurality of MSG 2 used in the scheme may be the same or different. Compounds (1J) and (1K) correspond to compound (1). The structural unit of the alkyl halide is synthesized by the following method. Even if the halogen is substituted at an arbitrary position of the alkyl, it can be synthesized in the same manner.
ハロゲン化アルキルのハロゲン化物(31)にトリフェニルホスフィンを反応させ、ホスホニウム塩(32)を得る。化合物(32)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(16)と反応させる。得られたオレフィン(33)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(1J)を合成する。 The alkyl halide halide (31) is reacted with triphenylphosphine to give the phosphonium salt (32). Phosphoride generated by treating compound (32) with a base such as potassium t-butoxide is reacted with aldehyde (16). Compound (1J) is synthesized by hydrogenating the obtained olefin (33) in the presence of a catalyst such as palladium carbon.
公知の方法で合成される化合物(34)を(ジエチルアミノ)サルファートリフルオリド(DAST)や、トリフェニルホスフィンと四ハロゲン化炭素でハロゲン化することによっても、化合物(1K)は合成できる。 Compound (1K) can also be synthesized by halogenating compound (34) synthesized by a known method with (diethylamino) sulfatrifluoride (DAST) or triphenylphosphine and carbon tetrahalogenate.
3.液晶組成物
3−1.成分化合物
本発明の液晶組成物について説明をする。この組成物は、少なくとも1つの化合物(1)を成分Aとして含む。この組成物は、2つまたは3つ以上の化合物(1)を含んでもよい。組成物の成分が化合物(1)のみであってもよい。組成物は、化合物(1)の少なくとも1つを1重量%から99重量%の範囲で含有することが、優良な物性を発現させるために好ましい。誘電率異方性が正である組成物において、化合物(1)の好ましい含有量は5重量%から60重量%の範囲である。誘電率異方性が負である組成物において、化合物(1)の好ましい含有量は30重量%以下である。組成物は、化合物(1)と、本明細書中に記載しなかった液晶性化合物とを含んでもよい。
3. 3. Liquid crystal composition 3-1. Ingredients Compounds The liquid crystal composition of the present invention will be described. This composition contains at least one compound (1) as component A. The composition may include two or more compounds (1). The component of the composition may be only compound (1). The composition preferably contains at least one of the compound (1) in the range of 1% by weight to 99% by weight in order to exhibit excellent physical properties. In the composition having a positive dielectric anisotropy, the preferable content of the compound (1) is in the range of 5% by weight to 60% by weight. In the composition having a negative dielectric anisotropy, the preferable content of the compound (1) is 30% by weight or less. The composition may include compound (1) and a liquid crystal compound not described herein.
この組成物は、化合物(1)を成分Aとして含み、下に示す成分B、C、D、およびEから選択された液晶性化合物をさらに含むことが好ましい。成分Bは、化合物(2)から(4)である。成分Cは化合物(5)から(7)である。成分Dは、化合物(8)である。成分Eは、化合物(9)から(15)である。この組成物は、化合物(2)から(15)とは異なる、その他の液晶性化合物を含んでもよい。この組成物を調製するときには、誘電率異方性の正負と大きさとを考慮して成分B、C、D、およびEを選択することが好ましい。成分を適切に選択した組成物は、熱や光に対する高い安定性、高い上限温度、低
い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性(すなわち、大きな光学異方性または小さな光学異方性)、大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、および適切な弾性定数(すなわち、大きな弾性定数または小さな弾性定数)を有する。
This composition preferably contains compound (1) as component A and further contains a liquid crystal compound selected from the components B, C, D, and E shown below. Component B is compounds (2) to (4). Component C is compounds (5) to (7). Component D is compound (8). Component E is compounds (9) to (15). This composition may contain other liquid crystal compounds different from the compounds (2) to (15). When preparing this composition, it is preferable to select the components B, C, D, and E in consideration of the positive and negative values and the magnitude of the dielectric anisotropy. A composition with properly selected ingredients will have high stability to heat and light, high upper and lower temperature, low lower limit, low viscosity, good optical anisotropy (ie, large or small optical anisotropy). Has a large modulus anisotropy, a large specific resistance, and a suitable elastic constant (ie, a large elastic constant or a small elastic constant).
成分Bは、2つの末端基がアルキル等である化合物である。成分Bの好ましい例として、化合物(2−1)から(2−11)、化合物(3−1)から(3−19)、および化合物(4−1)から(4−7)を挙げることができる。これらの化合物において、R11およびR12は独立して、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよい。 Component B is a compound having two terminal groups such as alkyl. Preferred examples of component B include compounds (2-1) to (2-11), compounds (3-1) to (3-19), and compounds (4-1) to (4-7). it can. In these compounds, R 11 and R 12 are independently alkyls with 1 to 10 carbon atoms or alkenyl with 2 to 10 carbon atoms, in which at least one -CH 2 − is -O-. It may be replaced with, and at least one hydrogen may be replaced with fluorine.
成分Bは、小さな誘電率異方性を有する。成分Bは中性に近い。化合物(2)は、粘度を下げるまたは光学異方性を調整する効果がある。化合物(3)および(4)は、上限温
度を上げることによってネマチック相の温度範囲を広げる、または光学異方性を調整する効果がある。
Component B has a small dielectric anisotropy. Component B is close to neutral. Compound (2) has the effect of lowering the viscosity or adjusting the optical anisotropy. Compounds (3) and (4) have the effect of widening the temperature range of the nematic phase or adjusting the optical anisotropy by raising the upper limit temperature.
成分Bの含有量を増加させるにつれて組成物の粘度は小さくなるが、誘電率異方性が小さくなる。そこで、素子のしきい値電圧の要求値を満たす限り、含有量は多い方が好ましい。IPS、VA等のモード用の組成物を調製する場合には、成分Bの含有量は、液晶組成物の重量に基づいて、好ましくは30重量%以上、さらに好ましくは40重量%以上である。 As the content of component B is increased, the viscosity of the composition decreases, but the dielectric anisotropy decreases. Therefore, as long as the required value of the threshold voltage of the element is satisfied, it is preferable that the content is large. When preparing a composition for modes such as IPS and VA, the content of component B is preferably 30% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, based on the weight of the liquid crystal composition.
成分Cは、右末端にハロゲンまたはフッ素含有基を有する化合物である。成分Cの好ましい例として、化合物(5−1)から(5−16)、化合物(6−1)から(6−113)、化合物(7−1)から(7−57)を挙げることができる。これらの化合物において、R13は炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく;X11は、フッ素、塩素、−OCF3、−OCHF2、−CF3、−CHF2、−CH2F、−OCF2CHF2、または−OCF2CHFCF3である。 Component C is a compound having a halogen or fluorine-containing group at the right end. Preferred examples of the component C include compounds (5-1) to (5-16), compounds (6-1) to (6-113), and compounds (7-1) to (7-57). .. In these compounds, R 13 is alkenyl having 2 to 10 carbon alkyl or C 1 to 10 carbon atoms, in the alkyl and alkenyl, at least one -CH 2 - may be replaced by -O-; X 11 is fluorine, chlorine, -OCF 3 , -OCHF 2 , -CF 3 , -CHF 2 , -CH 2 F, -OCF 2 CHF 2 , or -OCF 2 CHFCF 3 .
成分Cは、誘電率異方性が正であり、熱や光に対する安定性が非常に優れているので、IPS、FFS、OCB等のモード用の組成物を調製する場合に用いられる。成分Cの含有量は、液晶組成物の重量に基づいて1重量%から99重量%の範囲が適しており、好ましくは10重量%から97重量%の範囲、さらに好ましくは40重量%から95重量%の範囲である。成分Cを誘電率異方性が負である組成物に添加する場合、成分Cの含有量は30重量%以下が好ましい。成分Cを添加することにより、組成物の弾性定数を調整し、素子の電圧−透過率曲線を調整することが可能となる。 Component C has a positive dielectric anisotropy and is extremely stable against heat and light, and is therefore used when preparing a composition for modes such as IPS, FFS, and OCB. The content of component C is preferably in the range of 1% by weight to 99% by weight, preferably in the range of 10% by weight to 97% by weight, more preferably 40% by weight to 95% by weight, based on the weight of the liquid crystal composition. It is in the range of%. When the component C is added to a composition having a negative dielectric anisotropy, the content of the component C is preferably 30% by weight or less. By adding the component C, it is possible to adjust the elastic constant of the composition and adjust the voltage-transmittance curve of the device.
成分Dは、右末端基が−C≡Nまたは−C≡C−C≡Nである化合物(8)である。成分Dの好ましい例として、化合物(8−1)から(8−64)を挙げることができる。これらの化合物において、R14は炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;X12は−C≡Nまたは−C≡C−C≡Nである。 Component D is compound (8) whose right terminal group is -C≡N or -C≡C-C≡N. Preferred examples of the component D include compounds (8-1) to (8-64). In these compounds, R 14 is an alkyl with 1 to 10 carbons or an alkenyl with 2 to 10 carbons, in which at least one -CH 2 − may be replaced with -O-. At least one hydrogen may be replaced by fluorine; X 12 is -C ≡ N or -C ≡ C-C ≡ N.
成分Dは、誘電率異方性が正であり、その値が大きいので、TNモード等のモード用の組成物を調製する場合に用いられる。この成分Dを添加することにより、組成物の誘電率異方性を上げることができる。成分Dは、液晶相の温度範囲を広げる、粘度を調整する、または光学異方性を調整する、という効果がある。成分Dは、素子の電圧−透過率曲線の調整にも有用である。 Component D has a positive dielectric anisotropy and a large value, and is therefore used when preparing a composition for a mode such as a TN mode. By adding this component D, the dielectric anisotropy of the composition can be increased. Component D has the effect of widening the temperature range of the liquid crystal phase, adjusting the viscosity, or adjusting the optical anisotropy. Component D is also useful for adjusting the voltage-transmittance curve of the device.
TNモード等のモード用の組成物を調製する場合には、成分Dの含有量は、液晶組成物の重量に基づいて1重量%から99重量%の範囲が適しており、好ましくは10重量%から97重量%の範囲、さらに好ましくは40重量%から95重量%の範囲である。成分Dを誘電率異方性が負である組成物に添加する場合、成分Dの含有量は30重量%以下が好ましい。成分Dを添加することにより、組成物の弾性定数を調整し、素子の電圧−透過率曲線を調整することが可能となる。 When preparing a composition for a mode such as TN mode, the content of component D is preferably in the range of 1% by weight to 99% by weight, preferably 10% by weight, based on the weight of the liquid crystal composition. It is in the range of 97% by weight, more preferably 40% by weight to 95% by weight. When the component D is added to a composition having a negative dielectric anisotropy, the content of the component D is preferably 30% by weight or less. By adding the component D, it is possible to adjust the elastic constant of the composition and adjust the voltage-transmittance curve of the device.
成分Eは、化合物(9)から(15)である。これらの化合物は、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンのように、ラテラル位が2つのハロゲンで置換されたフェニレンを有する。成分Eの好ましい例として、化合物(9−1)から(9−8)、化合物(10−1)から(10−17)、化合物(11−1)、化合物(12−1)から(12−3)、化合物(13−1)から(13−11)、化合物(14−1)から(14−3)、および化合物(15−1)から(15−3)を挙げることができる。これらの化合物において、R15およびR16は独立して、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられても
よく;R17は、水素、フッ素、炭素数1から10のアルキル、または炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよい。
Component E is compounds (9) to (15). These compounds have phenylene in which the lateral position is replaced by two halogens, such as 2,3-difluoro-1,4-phenylene. Preferred examples of component E are compounds (9-1) to (9-8), compounds (10-1) to (10-17), compounds (11-1), compounds (12-1) to (12-). 3), compounds (13-1) to (13-11), compounds (14-1) to (14-3), and compounds (15-1) to (15-3) can be mentioned. In these compounds, R 15 and R 16 are independently alkyls with 1 to 10 carbon atoms or alkenyl with 2 to 10 carbon atoms, in which at least one -CH 2 − is -O-. It may be replaced by, at least one hydrogen may be replaced by fluorine; R 17 is hydrogen, fluorine, alkenyl alkyl, or from 2 to 10 carbon atoms having 1 to 10 carbon atoms, the alkyl and In alkenyl, at least one -CH 2- may be replaced by -O- and at least one hydrogen may be replaced by fluorine.
成分Eは、誘電率異方性が負に大きい。成分Eは、IPS、VA、PSAモード等のモード用の組成物を調製する場合に用いられる。成分Eの含有量を増加させるにつれて組成物の誘電率異方性が負に大きくなるが、粘度が大きくなる。そこで、素子のしきい値電圧の要求値を満たす限り、含有量は少ないほうが好ましい。誘電率異方性が−5程度であることを考慮すると、充分な電圧駆動をさせるには、含有量が40重量%以上であることが好ましい。 Component E has a large negative dielectric anisotropy. Component E is used when preparing a composition for modes such as IPS, VA, and PSA modes. As the content of the component E is increased, the dielectric anisotropy of the composition becomes negatively large, but the viscosity becomes large. Therefore, as long as the required value of the threshold voltage of the element is satisfied, the content is preferably small. Considering that the dielectric anisotropy is about −5, the content is preferably 40% by weight or more in order to drive the voltage sufficiently.
成分Eのうち、化合物(9)は二環化合物であるので、粘度を下げる効果がある、光学異方性を調整する、または誘電率異方性を上げる効果がある。化合物(10)および(11)は三環化合物であるので、上限温度を上げる、光学異方性を上げる、または誘電率異方性を上げるという効果がある。化合物(12)から(15)は、誘電率異方性を上げるという効果がある。 Since the compound (9) of the component E is a bicyclic compound, it has an effect of lowering the viscosity, adjusting the optical anisotropy, or increasing the dielectric anisotropy. Since the compounds (10) and (11) are tricyclic compounds, they have the effects of increasing the upper limit temperature, increasing the optical anisotropy, or increasing the dielectric anisotropy. Compounds (12) to (15) have the effect of increasing the dielectric anisotropy.
IPS、VA、PSAモード等のモード用の組成物を調製する場合には、成分Eの含有量は、液晶組成物の重量に基づいて、好ましくは40重量%以上であり、さらに好ましくは50重量%から95重量%の範囲である。成分Eを誘電率異方性が正である組成物に添加する場合は、成分Eの含有量は30重量%以下が好ましい。成分Eを添加することにより、組成物の弾性定数を調整し、素子の電圧−透過率曲線を調整することが可能となる。 When preparing a composition for a mode such as IPS, VA, PSA mode, the content of the component E is preferably 40% by weight or more, more preferably 50% by weight, based on the weight of the liquid crystal composition. It ranges from% to 95% by weight. When the component E is added to the composition having a positive dielectric anisotropy, the content of the component E is preferably 30% by weight or less. By adding the component E, it is possible to adjust the elastic constant of the composition and adjust the voltage-transmittance curve of the device.
以上に述べた成分B、C、D、およびEを適切に組み合わせることによって熱や光に対する高い安定性、高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、適切な弾性定数等の物性の少なくとも1つを充足する液晶組成物を調製することができる。必要に応じて、成分B、C、D、およびEとは異なる液晶性化合物を添加してもよい。 By properly combining the components B, C, D, and E described above, high stability to heat and light, high upper limit temperature, lower lower limit temperature, small viscosity, appropriate optical anisotropy, large dielectric anisotropy A liquid crystal composition can be prepared that satisfies at least one of physical characteristics such as physical characteristics, large resistivity, and appropriate elastic constant. If necessary, liquid crystal compounds different from the components B, C, D, and E may be added.
3−2.添加物
液晶組成物は公知の方法によって調製される。例えば、成分化合物を混合し、そして加熱によって互いに溶解させる。用途に応じて、この組成物に添加物を添加してよい。添加物の例は、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、色素、消泡剤等である。このような添加物は当業者によく知られており、文献に記載されている。
3-2. Additives The liquid crystal composition is prepared by a known method. For example, the constituent compounds are mixed and dissolved by heating. Additives may be added to this composition depending on the application. Examples of additives are polymerizable compounds, polymerization initiators, polymerization inhibitors, optically active compounds, antioxidants, ultraviolet absorbers, light stabilizers, heat stabilizers, dyes, defoamers and the like. Such additives are well known to those of skill in the art and are described in the literature.
PSA(polymer sustained alignment)モードを有する液晶表示素子では、組成物が重合体を含有する。重合性化合物は、組成物中に重合体を生成させる目的で添加される。電極間に電圧を印加した状態で紫外線を照射して、重合性化合物を重合させることによって、組成物の中に重合体を生成させる。この方法によって、適切なプレチルトが達成されるので、応答時間が短縮され、画像の焼き付きが改善された素子が作製される。 In a liquid crystal display device having a PSA (polymer sustained alignment) mode, the composition contains a polymer. The polymerizable compound is added for the purpose of forming a polymer in the composition. A polymer is produced in the composition by irradiating ultraviolet rays with a voltage applied between the electrodes to polymerize the polymerizable compound. By this method, an appropriate pre-tilt is achieved, so that the response time is shortened and the device with improved image burn-in is produced.
重合性化合物の好ましい例は、アクリレート、メタクリレート、ビニル化合物、ビニルオキシ化合物、プロペニルエーテル、エポキシ化合物(オキシラン、オキセタン)、およびビニルケトンである。さらに好ましい例は、少なくとも1つのアクリロイルオキシを有する化合物および少なくとも1つのメタクリロイルオキシを有する化合物である。さらに好ましい例には、アクリロイルオキシとメタクリロイルオキシの両方を有する化合物も含まれる。 Preferred examples of polymerizable compounds are acrylates, methacrylates, vinyl compounds, vinyloxy compounds, propenyl ethers, epoxy compounds (oxylane, oxetane), and vinyl ketones. More preferred examples are compounds having at least one acryloyloxy and compounds having at least one methacryloyloxy. More preferred examples also include compounds having both acryloyloxy and methacryloyloxy.
さらに好ましい例は、化合物(M−1)から(M−17)である。これらの化合物において、R25からR31は独立して、水素またはメチルであり;s、v、およびxは独立して、0または1であり;tおよびuは独立して、1から10の整数である。L21からL26は独立して、水素またはフッ素であり、L25およびL26がそれぞれ複数有る場合は、同じであっても、異なっていてもよく;L27およびL28は独立して、水素、フッ素、またはメチルである。 More preferred examples are compounds (M-1) to (M-17). In these compounds, R 25 to R 31 are independently hydrogen or methyl; s, v, and x are independently 0 or 1, and t and u are independently 1 to 10. It is an integer. L 21 to L 26 are independently hydrogen or fluorine, and if there are multiple L 25 and L 26 respectively, they may be the same or different; L 27 and L 28 are independent, Hydrogen, fluorine, or methyl.
重合性化合物は、重合開始剤を添加することによって、速やかに重合させることができる。反応温度を最適化することによって、残存する重合性化合物の量を減少させることができる。光ラジカル重合開始剤の例は、BASF社のダロキュアシリーズからTPO、1173、および4265であり、イルガキュアシリーズから184、369、500、651、784、819、907、1300、1700、1800、1850、および2959である。 The polymerizable compound can be rapidly polymerized by adding a polymerization initiator. By optimizing the reaction temperature, the amount of residual polymerizable compound can be reduced. Examples of photoradical polymerization initiators are TPO, 1173, and 4265 from BASF's DaroCure series and 184,369,500,651,784,819,907,1300,1700,1800,1850 from the Irgacure series. , And 2959.
光ラジカル重合開始剤の追加例は、4−メトキシフェニル−2,4−ビス(トリクロロメチル)トリアジン、2−(4−ブトキシスチリル)−5−トリクロロメチル−1,3,4−オキサジアゾール、9−フェニルアクリジン、9,10−ベンズフェナジン、ベンゾフェノン/ミヒラーズケトン混合物、ヘキサアリールビイミダゾール/メルカプトベンズイミダゾール混合物、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン、2,4−ジエチルキサントン/p−ジメチルアミノ安息香酸メチル混合物、ベンゾフェノン/メチルトリエタノールアミン混合物である。 Additional examples of photoradical polymerization initiators include 4-methoxyphenyl-2,4-bis (trichloromethyl) triazine, 2- (4-butoxystyryl) -5-trichloromethyl-1,3,4-oxadiazole, 9-Phenylaclysine, 9,10-benzphenazine, benzophenone / Michler's ketone mixture, hexaarylbiimidazole / mercaptobenzimidazole mixture, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, benzyl Dimethylketal, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropane-1-one, 2,4-diethylxanthone / p-dimethylaminomethyl benzoate mixture, benzophenone / methyltriethanolamine mixture Is.
液晶組成物に光ラジカル重合開始剤を添加した後、電場を印加した状態で紫外線を照射することによって重合を行うことができる。しかし、未反応の重合開始剤または重合開始剤の分解生成物は、素子に画像の焼き付き等の表示不良を引き起こすかもしれない。これを防ぐために重合開始剤を添加しないまま光重合を行ってもよい。照射する光の好ましい波長は150nmから500nmの範囲である。さらに好ましい波長は250nmから450nmの範囲であり、最も好ましい波長は300nmから400nmの範囲である。 Polymerization can be carried out by adding a photoradical polymerization initiator to the liquid crystal composition and then irradiating the liquid crystal composition with ultraviolet rays in a state where an electric field is applied. However, unreacted polymerization initiators or decomposition products of the polymerization initiators may cause display defects such as image burn-in on the device. In order to prevent this, photopolymerization may be carried out without adding a polymerization initiator. The preferred wavelength of the emitted light is in the range of 150 nm to 500 nm. More preferred wavelengths are in the range of 250 nm to 450 nm, and most preferred wavelengths are in the range of 300 nm to 400 nm.
重合性化合物を保管するとき、重合を防止するために重合禁止剤を添加してもよい。重合性化合物は、通常は重合禁止剤を除去しないまま組成物に添加される。重合禁止剤の例は、ヒドロキノン、メチルヒドロキノンのようなヒドロキノン誘導体、4−t−ブチルカテコール、4-メトキシフェノ−ル、フェノチアジン等である。 When storing the polymerizable compound, a polymerization inhibitor may be added to prevent polymerization. The polymerizable compound is usually added to the composition without removing the polymerization inhibitor. Examples of polymerization inhibitors are hydroquinone, hydroquinone derivatives such as methylhydroquinone, 4-t-butylcatechol, 4-methoxyphenol, phenothiazine and the like.
光学活性化合物は、液晶分子にらせん構造を誘起して必要なねじれ角を与えることによって逆ねじれを防ぐ、という効果を有する。光学活性化合物を添加することによって、らせんピッチを調整することができる。らせんピッチの温度依存性を調整する目的で2つ以上の光学活性化合物を添加してもよい。光学活性化合物の好ましい例として、下記の化合物(Op−1)から(Op−18)を挙げることができる。化合物(Op−18)において、環Jは1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり、R28は炭素数1から10のアルキルである。 The optically active compound has the effect of preventing reverse twisting by inducing a helical structure in the liquid crystal molecule to give a necessary twist angle. The spiral pitch can be adjusted by adding an optically active compound. Two or more optically active compounds may be added for the purpose of adjusting the temperature dependence of the spiral pitch. Preferred examples of the optically active compound include the following compounds (Op-1) to (Op-18). In compound (Op-18), ring J is 1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene, and R 28 is an alkyl having 1 to 10 carbon atoms.
酸化防止剤は、大きな電圧保持率を維持するために有効である。酸化防止剤の好ましい
例として、下記の化合物(AO−1)および(AO−2);IRGANOX 415、IRGANOX 565、IRGANOX 1010、IRGANOX 1035、IRGANOX 3114、およびIRGANOX 1098(商品名;BASF社)を挙げることができる。紫外線吸収剤は、上限温度の低下を防ぐために有効である。紫外線吸収剤の好ましい例は、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾエート誘導体、トリアゾール誘導体等であり、具体例として下記の化合物(AO−3)および(AO−4);TINUVIN 329、TINUVIN P、TINUVIN 326、TINUVIN 234、TINUVIN 213、TINUVIN 400、TINUVIN 328、およびTINUVIN 99−2(商品名;BASF社);および1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)を挙げることができる。
Antioxidants are effective in maintaining a large voltage retention. Preferred examples of antioxidants include the following compounds (AO-1) and (AO-2); IRGANOX 415, IRGANOX 565, IRGANOX 1010, IRGANOX 1035, IRGANOX 3114, and IRGANOX 1098 (trade name: BASF). be able to. The ultraviolet absorber is effective for preventing a decrease in the upper limit temperature. Preferred examples of the UV absorber are benzophenone derivatives, benzoate derivatives, triazole derivatives and the like, and specific examples thereof include the following compounds (AO-3) and (AO-4); TINUVIN 329, TINUVIN P, TINUVIN 326, TINUVIN 234, TINUVIN 213, TINUVIN 400, TINUVIN 328, and TINUVIN 99-2 (trade name; BASF); and 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane (DABCO) can be mentioned.
立体障害のあるアミンのような光安定剤は、大きな電圧保持率を維持するために好ましい。光安定剤の好ましい例として、下記の化合物(AO−5)および(AO−6);TINUVIN 144、TINUVIN 765、およびTINUVIN 770DF(商品名;BASF社)を挙げることができる。熱安定剤も大きな電圧保持率を維持するために有効であり、好ましい例としてIRGAFOS 168(商品名;BASF社)を挙げることができる。GH(guest host)モードの素子に適合させるために、アゾ系色素、アントラキノン系色素等のような二色性色素(dichroic dye)が組成物に添加される。消泡剤は、泡立ちを防ぐために有効である。消泡剤の好ましい例は、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等である。 Light stabilizers such as amines with steric hindrance are preferred for maintaining high voltage retention. Preferred examples of the light stabilizer include the following compounds (AO-5) and (AO-6); TINUVIN 144, TINUVIN 765, and TINUVIN 770DF (trade name: BASF). A heat stabilizer is also effective for maintaining a large voltage holding ratio, and a preferable example thereof is IRGAFOS 168 (trade name; BASF). Dichroic dyes such as azo dyes, anthraquinone dyes and the like are added to the composition to accommodate devices in GH (guest host) mode. Defoamers are effective in preventing foaming. Preferred examples of the defoaming agent are dimethyl silicone oil, methyl phenyl silicone oil and the like.
化合物(AO−1)において、R40は炭素数1から20のアルキル、炭素数1から20のアルコキシ、−COOR41、または−CH2CH2COOR41であり、ここでR41は炭素数1から20のアルキルである。化合物(AO−2)および(AO−5)において、R42は炭素数1から20のアルキルである。化合物(AO−5)において、R43は水素、メチルまたはO・(酸素ラジカル)であり;環G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は、1、2、または3である。 In compound (AO-1), R 40 is an alkyl having 1 to 20 carbons, an alkoxy having 1 to 20 carbons, -COOR 41 , or -CH 2 CH 2 COOR 41 , where R 41 has 1 carbon. To 20 alkyl. In compounds (AO-2) and (AO-5), R 42 is an alkyl having 1 to 20 carbon atoms. In compound (AO-5), R 43 is hydrogen, methyl or O · (oxygen radical); ring G is 1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene; z is 1, 2, or It is 3.
4.液晶表示素子
液晶組成物は、PC、TN、STN、OCB、PSAモード等の動作モードを有し、アクティブマトリックスで駆動する液晶表示素子に使用できる。この組成物は、PC、TN、STN、OCB、VA、IPSモード等の動作モードを有し、パッシブマトリクス方式で駆動する液晶表示素子にも使用することができる。これらの素子は、反射型、透過型、半透過型のいずれのタイプにも適用ができる。
4. Liquid crystal display element The liquid crystal composition has an operation mode such as PC, TN, STN, OCB, and PSA mode, and can be used for a liquid crystal display element driven by an active matrix. This composition has an operation mode such as PC, TN, STN, OCB, VA, and IPS mode, and can also be used for a liquid crystal display element driven by a passive matrix method. These elements can be applied to any type of reflective type, transmissive type, and semitransparent type.
この組成物は、NCAP(nematic curvilinear aligned phase)素子にも適しており、ここでは組成物がマイクロカプセル化されている。この組成物は、ポリマー分散型液晶表示素子(PDLCD)や、ポリマーネットワーク液晶表示素子(PNLCD)にも使用できる。これらの組成物においては、多量の重合性化合物が添加される。一方、重合性化合物の添加量が液晶組成物の重量に基づいて10重量%以下であるとき、PSAモードの液晶表示素子が作製される。好ましい割合は0.1重量%から2重量%の範囲である。さらに好ましい割合は、0.2重量%から1.0重量%の範囲である。PSAモードの素子は、アクティブマトリックス、パッシブマトリクスのような駆動方式で駆動させることができる。このような素子は、反射型、透過型、半透過型のいずれのタイプにも適用ができる。 This composition is also suitable for NCAP (nematic curvilinear aligned phase) devices, where the composition is microencapsulated. This composition can also be used in a polymer-dispersed liquid crystal display device (PDLCD) and a polymer network liquid crystal display device (PNLCD). In these compositions, a large amount of polymerizable compound is added. On the other hand, when the amount of the polymerizable compound added is 10% by weight or less based on the weight of the liquid crystal composition, a liquid crystal display element in PSA mode is produced. The preferred proportion is in the range of 0.1% by weight to 2% by weight. A more preferable ratio is in the range of 0.2% by weight to 1.0% by weight. The PSA mode element can be driven by a drive method such as an active matrix or a passive matrix. Such an element can be applied to any type of reflective type, transmissive type, and semitransparent type.
実施例(合成例、使用例を含む)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は制限されない。本発明は、使用例1の組成物と使用例2の組成物との混合物を含む。本発明は、使用例の組成物の少なくとも2つを混合することによって調製した組成物をも含む。 The present invention will be described in more detail by way of examples (including synthetic examples and usage examples). The present invention is not limited by these examples. The present invention includes a mixture of the composition of Example 1 and the composition of Example 2. The present invention also includes compositions prepared by mixing at least two of the compositions of Examples.
1.化合物(1)の実施例
化合物(1)は、下記の手順により合成した。合成した化合物は、NMR分析等の方法により同定した。化合物や組成物の物性、および素子の特性は、下記の方法により測定した。
1. 1. Example of compound (1) Compound (1) was synthesized by the following procedure. The synthesized compound was identified by a method such as NMR analysis. The physical characteristics of the compound or composition and the characteristics of the device were measured by the following methods.
NMR分析:測定には、ブルカーバイオスピン社製のDRX−500を用いた。1H−NMRの測定では、試料をCDCl3等の重水素化溶媒に溶解させ、室温、500MHz、積算回数16回の条件で測定した。テトラメチルシランを内部標準として用いた。19F−NMRの測定では、CFCl3を内部標準として用い、積算回数24回で行った。核磁気共鳴スペクトルの説明において、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、quinはクインテット、sexはセクステット、mはマルチプレット、brはブロードであることを意味する。 NMR analysis: A DRX-500 manufactured by Bruker Biospin was used for the measurement. 1 In the 1 H-NMR measurement, the sample was dissolved in a deuterated solvent such as CDCl 3 , and the measurement was performed under the conditions of room temperature, 500 MHz, and 16 times of integration. Tetramethylsilane was used as an internal standard. 19 In the F-NMR measurement, CFCl 3 was used as an internal standard, and the number of integrations was 24. In the description of the nuclear magnetic resonance spectrum, s means singlet, d means doublet, t means triplet, q means quartet, quin means quintet, sex means sextet, m means multiplet, and br means broad.
ガスクロマト分析:測定には、島津製作所製のGC−2010型ガスクロマトグラフを用いた。カラムは、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムDB−1(長さ60m、内径0.25mm、膜厚0.25μm)を用いた。キャリアーガスとしてはヘリウム(1ml/分)を用いた。試料気化室の温度を300℃、検出器(FID)部分の温度を300℃に設定した。試料はアセトンに溶解して、1重量%の溶液となるように調製し、得られた溶液1μlを試料気化室に注入した。記録計には島津製作所製のGCSolutionシステム等を用いた。 Gas chromatograph analysis: A GC-2010 type gas chromatograph manufactured by Shimadzu Corporation was used for the measurement. As the column, a capillary column DB-1 (length 60 m, inner diameter 0.25 mm, film thickness 0.25 μm) manufactured by Agilent Technologies Inc. was used. Helium (1 ml / min) was used as the carrier gas. The temperature of the sample vaporization chamber was set to 300 ° C., and the temperature of the detector (FID) portion was set to 300 ° C. The sample was dissolved in acetone to prepare a 1% by weight solution, and 1 μl of the obtained solution was injected into the sample vaporization chamber. A GC Solution system manufactured by Shimadzu Corporation was used as the recorder.
HPLC分析:測定には、島津製作所製のProminence(LC−20AD;SPD−20A)を用いた。カラムはワイエムシー製のYMC−Pack ODS−A(長さ150mm、内径4.6mm、粒子径5μm)を用いた。溶出液はアセトニトリルと水を適宜混合して用いた。検出器としてはUV検出器、RI検出器、CORONA検出器等を適宜用いた。UV検出器を用いた場合、検出波長は254nmとした。試料はアセトニトリルに溶解して、0.1重量%の溶液となるように調製し、この溶液1μLを試料室に導入した。記録計としては島津製作所製のC−R7Aplusを用いた。 HPLC analysis: Prominence (LC-20AD; SPD-20A) manufactured by Shimadzu Corporation was used for the measurement. As the column, YMC-Pack ODS-A (length 150 mm, inner diameter 4.6 mm, particle diameter 5 μm) manufactured by YMC was used. The eluate used was an appropriate mixture of acetonitrile and water. As the detector, a UV detector, an RI detector, a CORONA detector and the like were appropriately used. When a UV detector was used, the detection wavelength was 254 nm. The sample was prepared to dissolve in acetonitrile to form a 0.1% by weight solution, and 1 μL of this solution was introduced into the sample chamber. As a recorder, C-R7Aplus manufactured by Shimadzu Corporation was used.
紫外可視分光分析:測定には、島津製作所製のPharmaSpec UV−1700用いた。検出波長は190nmから700nmとした。試料はアセトニトリルに溶解して、0.01mmol/Lの溶液となるように調製し、石英セル(光路長1cm)に入れて
測定した。
Ultraviolet-visible spectroscopic analysis: A PharmaSpec UV-1700 manufactured by Shimadzu Corporation was used for the measurement. The detection wavelength was 190 nm to 700 nm. The sample was prepared by dissolving it in acetonitrile to form a solution of 0.01 mmol / L, and placed in a quartz cell (optical path length 1 cm) for measurement.
測定試料:相構造および転移温度(透明点、融点、重合開始温度等)を測定するときには、化合物そのものを試料として用いた。ネマチック相の上限温度、粘度、光学異方性、誘電率異方性等の物性を測定するときには、化合物と母液晶との混合物を試料として用いた。 Measurement sample: When measuring the phase structure and transition temperature (transparency point, melting point, polymerization start temperature, etc.), the compound itself was used as a sample. When measuring physical properties such as the upper limit temperature, viscosity, optical anisotropy, and dielectric anisotropy of the nematic phase, a mixture of the compound and the mother liquid crystal was used as a sample.
化合物を母液晶と混合した試料を用いた場合は、次の式によって外挿値を算出し、この値を記載した。〈外挿値〉=(100×〈試料の測定値〉−〈母液晶の重量%〉×〈母液晶の測定値〉)/〈化合物の重量%〉. When a sample in which the compound was mixed with the mother liquid crystal was used, the extrapolation value was calculated by the following formula, and this value was described. <Extrapolation value> = (100 x <measured value of sample>-<weight% of mother liquid crystal> x <measured value of mother liquid crystal>) / <weight% of compound>.
母液晶(A):化合物の誘電率異方性がゼロまたは正であるときは、下記の母液晶(A)を用いた。各成分の割合を、重量%で表した。
化合物と母液晶(A)との割合は、15重量%:85重量%にした。この割合で結晶(または、スメクチック相)が25℃で析出した場合、化合物と母液晶(A)との割合を10重量%:90重量%、5重量%:95重量%、1重量%:99重量%の順に変更をしていき、結晶(または、スメクチック相)が25℃で析出しなくなった割合で試料を測定した。なお、特に断りのない限り、化合物と母液晶(A)との割合は、15重量%:85重量%であった。 The ratio of the compound to the mother liquid crystal (A) was 15% by weight: 85% by weight. When crystals (or smectic phase) are precipitated at this ratio at 25 ° C., the ratio of the compound to the mother liquid crystal (A) is 10% by weight: 90% by weight, 5% by weight: 95% by weight, 1% by weight: 99. The sample was measured at a rate at which crystals (or smectic phase) did not precipitate at 25 ° C. by changing in the order of% by weight. Unless otherwise specified, the ratio of the compound to the mother liquid crystal (A) was 15% by weight: 85% by weight.
測定方法:物性の測定は下記の方法で行った。これらの多くは、社団法人電子情報技術産業協会(JEITA;Japan Electronics and Information Technology Industries Association)で審議制定されるJEITA規格(JEITA・ED−2521B)に記載されている。これを修飾した方法も用いた。測定に用いたTN素子には、薄膜トランジスタ(TFT)を取り付けなかった。 Measurement method: The physical properties were measured by the following method. Many of these are described in the JEITA standard (JEITA ED-2521B), which is deliberated and enacted by the Japan Electronics and Information Technology Industries Association (JEITA). A modified method was also used. A thin film transistor (TFT) was not attached to the TN element used for the measurement.
(1)相構造:偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート(メトラー社FP−52型ホットステージ)に試料を置いた。この試料を、3℃/分の速度で加熱しながら相状態とその変化を偏光顕微鏡で観察し、相の種類を特定した。 (1) Phase structure: A sample was placed on a hot plate (FP-52 type hot stage manufactured by Mettler) of a melting point measuring device equipped with a polarizing microscope. While heating this sample at a rate of 3 ° C./min, the phase state and its change were observed with a polarizing microscope to identify the type of phase.
(2)転移温度(℃):測定には、パーキンエルマー社製の走査熱量計、Diamond
DSCシステムまたはエスアイアイ・ナノテクノロジー社製の高感度示差走査熱量計、X−DSC7000を用いた。試料は、3℃/分の速度で昇降温し、試料の相変化に伴う吸熱ピークまたは発熱ピークの開始点を外挿により求め、転移温度を決定した。化合物の
融点、重合開始温度もこの装置を使って測定した。化合物が固体からスメクチック相、ネマチック相等の液晶相に転移する温度を「液晶相の下限温度」と略すことがある。化合物が液晶相から液体に転移する温度を「透明点」と略すことがある。
(2) Transition temperature (° C.): For measurement, a scanning calorimeter manufactured by PerkinElmer, Diamond.
A DSC system or X-DSC7000, a high-sensitivity differential scanning calorimeter manufactured by SII Nanotechnology, was used. The temperature of the sample was raised and lowered at a rate of 3 ° C./min, and the start point of the endothermic peak or exothermic peak accompanying the phase change of the sample was determined by extrapolation to determine the transition temperature. The melting point of the compound and the polymerization initiation temperature were also measured using this device. The temperature at which a compound transitions from a solid to a liquid crystal phase such as a smectic phase or a nematic phase may be abbreviated as "lower limit temperature of the liquid crystal phase". The temperature at which a compound transitions from the liquid crystal phase to a liquid may be abbreviated as "transparency point".
結晶はCと表した。結晶の種類の区別がつく場合は、それぞれをC1またはC2と表した。スメクチック相はS、ネマチック相はNと表した。スメクチック相の中で、スメクチックA相、スメクチックB相、スメクチックC相、またはスメクチックF相の区別がつく場合は、それぞれSA、SB、SC、またはSFと表した。液体(アイソトロピック)はIと表した。転移温度は、例えば、「C 50.0 N 100.0 I」のように表記した。これは、結晶からネマチック相への転移温度が50.0℃であり、ネマチック相から液体への転移温度が100.0℃であることを示す。 The crystal was represented as C. When the types of crystals can be distinguished, they are represented as C 1 or C 2. The smectic phase was represented as S and the nematic phase was represented as N. Among the smectic phase, a smectic A phase, a smectic B phase, if can be distinguished in the smectic C phase, or a smectic F phase, respectively S A, S B, expressed as S C or S F,. The liquid (isotropic) was represented as I. The transition temperature is expressed as, for example, "C 50.0 N 100.0 I". This indicates that the transition temperature from the crystal to the nematic phase is 50.0 ° C. and the transition temperature from the nematic phase to the liquid is 100.0 ° C.
(3)低温相溶性:化合物の割合が、20重量%、15重量%、10重量%、5重量%、3重量%、および1重量%となるように母液晶と化合物とを混合した試料を調製し、試料をガラス瓶に入れた。このガラス瓶を、−10℃または−20℃のフリーザー中に一定期間保管した後、結晶またはスメクチック相が析出したか否かを観察した。 (3) Low temperature compatibility: A sample in which the mother liquid crystal and the compound are mixed so that the ratio of the compound is 20% by weight, 15% by weight, 10% by weight, 5% by weight, 3% by weight, and 1% by weight. Prepared and placed in a glass bottle. After storing this glass bottle in a freezer at −10 ° C. or −20 ° C. for a certain period of time, it was observed whether crystals or smectic phases were precipitated.
(4)ネマチック相の上限温度(TNIまたは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性液体に変化したときの温度を測定した。試料が化合物(1)と母液晶との混合物であるときは、TNIの記号で示した。試料が化合物(1)と成分B、C、Dのような化合物との混合物であるときは、NIの記号で示した。ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略すことがある。 (4) Upper limit temperature of nematic phase ( TNI or NI; ° C.): A sample was placed on a hot plate of a melting point measuring device 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 liquid was measured. When the sample was a mixture of compound (1) and the mother liquid crystal, it was indicated by the TNI symbol. When the sample is a mixture of compound (1) and compounds such as components B, C and D, it is indicated by the symbol NI. The upper limit temperature of the nematic phase may be abbreviated as "upper limit temperature".
(5)ネマチック相の下限温度(TC;℃):ネマチック相を有する試料をガラス瓶に入れ、0℃、−10℃、−20℃、−30℃、および−40℃のフリーザー中に10日間保管した後、液晶相を観察した。例えば、試料が−20℃ではネマチック相のままであり、−30℃では結晶またはスメクチック相に変化したとき、TCを<−20℃と記載した。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。 (5) Minimum Temperature of a Nematic Phase (T C; ° C.): A sample having a nematic phase was put in a glass bottle, 0 ℃, -10 ℃, -20 ℃, -30 ℃, and -40 ℃ for 10 days in a freezer After storage, the liquid crystal phase was observed. For example, TC was described as <-20 ° C. when the sample remained in the nematic phase at −20 ° C. and changed to a crystalline or smectic phase at −30 ° C. The lower limit temperature of the nematic phase may be abbreviated as "lower limit temperature".
(6)粘度(バルク粘度;η;20℃で測定;mPa・s):測定には東京計器株式会社製のE型回転粘度計を用いた。 (6) Viscosity (bulk viscosity; η; measured at 20 ° C.; mPa · s): An E-type rotational viscometer manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd. was used for the measurement.
(7)粘度(回転粘度;γ1;25℃で測定;mPa・s):測定は、M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った。ツイスト角が0°であり、そして2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が5μmであるTN素子に試料を入れた。この素子に16Vから19.5Vの範囲で0.5V毎に段階的に印加した。0.2秒の無印加の後、ただ1つの矩形波(矩形パルス;0.2秒)と無印加(2秒)の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流(transient current)のピーク電流(peak current)とピーク時間(peak time)を測定した。これらの測定値とM. Imaiらの論文、40頁の計算式(8)とから回転粘度の値を得た。この計算に必要な誘電率異方性の値は、この回転粘度を測定した素子を用い、下に記載した方法で求めた。 (7) Viscosity (rotational viscosity; γ1; measured at 25 ° C.; mPa · s): The measurement was carried out according to the method described in M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995). I obeyed. The sample was placed in a TN device having a twist angle of 0 ° and a distance (cell gap) between the two glass substrates of 5 μm. A stepwise application was applied to this device in 0.5 V increments in the range of 16 V to 19.5 V. After no application for 0.2 seconds, application was repeated under the conditions of only one square wave (square pulse; 0.2 seconds) and no application (2 seconds). The peak current and peak time of the transient current generated by this application were measured. The values of rotational viscosity were obtained from these measured values and the paper by M. Imai et al., Calculation formula (8) on page 40. The value of the dielectric anisotropy required for this calculation was obtained by the method described below using the element whose rotational viscosity was measured.
(8)光学異方性(屈折率異方性;25℃で測定;Δn):測定は、波長589nmの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビングした後、試料を主プリズムに滴下した。屈折率(n‖)は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率(n⊥)は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。光学異方性(Δn)の値は、Δn=n‖−n⊥、の式から計算した。 (8) Optical anisotropy (refractive index anisotropy; measured at 25 ° C.; Δn): The measurement was carried out using light having a wavelength of 589 nm and using an Abbe refractometer with a polarizing plate attached to the eyepiece. After rubbing the surface of the main prism in one direction, the sample was dropped onto the main prism. The refractive index (n‖) was measured when the direction of polarization was parallel to the direction of rubbing. The refractive index (n⊥) was measured when the direction of polarization was perpendicular to the direction of rubbing. The value of optical anisotropy (Δn) was calculated from the equation Δn = n ‖ −n ⊥.
(9)誘電率異方性(Δε;25℃で測定):2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が9μmであり、そしてツイスト角が80度であるTN素子に試料を入れた。この素子にサイン波(10V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率(ε‖)を測定した。この素子にサイン波(0.5V、1kHz)を印加し、2秒後に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。 (9) Dielectric constant anisotropy (Δε; measured at 25 ° C.): The sample was placed in a TN element having a distance (cell gap) between two glass substrates of 9 μm and a twist angle of 80 degrees. A sine wave (10 V, 1 kHz) was applied to this device, and after 2 seconds, the permittivity (ε ‖) of the liquid crystal molecule in the long axis direction was measured. A sine wave (0.5 V, 1 kHz) was applied to this device, and after 2 seconds, the permittivity (ε⊥) of the liquid crystal molecule in the minor axis direction was measured. The value of permittivity anisotropy was calculated from the equation Δε = ε‖−ε⊥.
(10)弾性定数(K;25℃で測定;pN):測定には横河・ヒューレットパッカード株式会社製のHP4284A型LCRメータを用いた。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が20μmである水平配向素子に試料を入れた。この素子に0ボルトから20ボルト電荷を印加し、静電容量および印加電圧を測定した。測定した静電容量(C)と印加電圧(V)の値を「液晶デバイスハンドブックク」(日刊工業新聞社)、75頁にある式(2.98)、式(2.101)を用いてフィッティングし、式(2.99)からK11およびK33の値を得た。次に171頁にある式(3.18)に、先ほど求めたK11およびK33の値を用いてK22を算出した。弾性定数Kは、このようにして求めたK11、K22、およびK33の平均値で表した。 (10) Elastic constant (K; measured at 25 ° C.; pN): An HP4284A type LCR meter manufactured by Yokogawa Hewlett-Packard Co., Ltd. was used for the measurement. The sample was placed in a horizontally oriented element in which the distance (cell gap) between the two glass substrates was 20 μm. A charge of 0 to 20 volts was applied to this device, and the capacitance and applied voltage were measured. Use the measured capacitance (C) and applied voltage (V) values in "Liquid Crystal Device Handbook" (Nikkan Kogyo Shimbun), equations (2.98) and 2.101 on page 75. The fitting was performed, and the values of K 11 and K 33 were obtained from the formula (2.99). Next, K 22 was calculated using the values of K 11 and K 33 obtained earlier in the formula (3.18) on page 171. The elastic constant K is represented by the average value of K 11 , K 22 , and K 33 thus obtained.
(11)しきい値電圧(Vth;25℃で測定;V):測定には大塚電子株式会社製のLCD5100型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が0.45/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TN素子に試料を入れた。この素子に印加する電圧(32Hz、矩形波)は0Vから10Vまで0.02Vずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率100%であり、この光量が最小であったときが透過率0%である電圧−透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が90%になったときの電圧で表した。 (11) Threshold voltage (Vth; measured at 25 ° C.; V): An LCD5100 type luminance meter manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used for the measurement. The light source was a halogen lamp. The sample was placed in a normally white mode TN element in which the distance (cell gap) between the two glass substrates was 0.45 / Δn (μm) and the twist angle was 80 degrees. The voltage (32 Hz, square wave) applied to this device was gradually increased by 0.02 V from 0 V to 10 V. At this time, the element was irradiated with light from the vertical direction, and the amount of light transmitted through the element was measured. A voltage-transmittance curve was created in which the transmittance was 100% when the amount of light was maximum and the transmittance was 0% when the amount of light was minimum. The threshold voltage is expressed as the voltage when the transmittance reaches 90%.
(12)電圧保持率(VHR−1;25℃で測定;%):測定に用いたTN素子はポリイミド配向膜を有し、そして2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)は5μmであった。この素子は試料を入れた後紫外線で硬化する接着剤で密閉した。この素子に25℃でパルス電圧(5Vで60マイクロ秒)を印加して充電した。減衰する電圧を高速電圧計で16.7ミリ秒のあいだ測定し、単位周期における電圧曲線と横軸との間の面積Aを求めた。面積Bは減衰しなかったときの面積であった。電圧保持率は面積Bに対する面積Aの百分率で表した。 (12) Voltage retention rate (VHR-1; measured at 25 ° C.;%): The TN element used for the measurement had a polyimide alignment film, and the distance (cell gap) between the two glass substrates was 5 μm. .. This device was sealed with an adhesive that cures with UV light after the sample is placed. A pulse voltage (60 microseconds at 5 V) was applied to this device at 25 ° C. to charge it. The decaying voltage was measured with a high-speed voltmeter for 16.7 milliseconds, and the area A between the voltage curve and the horizontal axis in a unit period was determined. Area B was the area when there was no attenuation. The voltage holding ratio is expressed as a percentage of the area A with respect to the area B.
(13)電圧保持率(VHR−2;80℃で測定;%):25℃の代わりに、80℃で測定した以外は、上記の方法で電圧保持率を測定した。得られた結果をVHR−2の記号で示した。 (13) Voltage retention rate (VHR-2; measured at 80 ° C.;%): The voltage retention rate was measured by the above method except that the voltage retention rate was measured at 80 ° C. instead of 25 ° C. The results obtained are indicated by the symbol VHR-2.
(14)比抵抗(ρ;25℃で測定;Ωcm):電極を備えた容器に試料1.0mLを注入した。この容器に直流電圧(10V)を印加し、10秒後の直流電流を測定した。比抵抗は次の式から算出した。(比抵抗)={(電圧)×(容器の電気容量)}/{(直流電流)×(真空の誘電率)}。 (14) Specific resistance (ρ; measured at 25 ° C.; Ωcm): 1.0 mL of the sample was injected into a container equipped with an electrode. A DC voltage (10 V) was applied to this container, and the DC current after 10 seconds was measured. The specific resistance was calculated from the following formula. (Specific resistance) = {(voltage) x (electrical capacity of container)} / {(DC current) x (vacuum permittivity)}.
(15)応答時間(τ;25℃で測定;ms):測定には大塚電子株式会社製のLCD5100型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。ローパス・フィルター(Low-pass filter)は5kHzに設定した。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が5.0μm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TN素子に試料を入れた。この素子に矩形波(60Hz、5V、0.5秒)を印
加した。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率100%であり、この光量が最小であったときが透過率0%であるとみなした。立ち上がり時間(τr:rise time;ミリ秒)は、透過率が90%から10%に変化するのに要した時間であった。立ち下がり時間(τf:fall time;ミリ秒)は透過率10%から90%に変化するのに要した時間であった。応答時間は、このようにして求めた立ち上がり時間と立ち下がり時間との和で表した。
(15) Response time (τ; measured at 25 ° C.; ms): An LCD5100 type luminance meter manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used for the measurement. The light source was a halogen lamp. The low-pass filter was set to 5 kHz. The sample was placed in a normally white mode TN element in which the distance (cell gap) between the two glass substrates was 5.0 μm and the twist angle was 80 degrees. A square wave (60 Hz, 5 V, 0.5 seconds) was applied to this device. At this time, the element was irradiated with light from the vertical direction, and the amount of light transmitted through the element was measured. It was considered that the transmittance was 100% when the amount of light was maximum, and the transmittance was 0% when the amount of light was minimum. The rise time (τr: rise time; millisecond) was the time required for the transmittance to change from 90% to 10%. The fall time (τf: fall time; millisecond) was the time required for the transmittance to change from 10% to 90%. The response time was expressed as the sum of the rise time and the fall time obtained in this way.
原料:ソルミックス(登録商標)A−11は、エタノール(85.5%)、メタノール(13.4%)とイソプロパノール(1.1%)の混合物であり、日本アルコール販売(株)から入手した。テトラヒドロフランをTHFと略すことがある。テトラブチルアンモニウムブロミドをTBABと略すことがある。N,N−ジメチルホルムアミドをDMFと略すことがある。2−プロパノールをIPAと略すことがある。1,2−ジメトキシエタンをDMEと略すことがある。ヘキサメチルジシラザンカリウムをKHMDSと略すことがある。 Ingredients: Solmix® A-11 is a mixture of ethanol (85.5%), methanol (13.4%) and isopropanol (1.1%), obtained from Japan Alcohol Trading Co., Ltd. .. Tetrahydrofuran may be abbreviated as THF. Tetrabutylammonium bromide may be abbreviated as TBAB. N, N-dimethylformamide may be abbreviated as DMF. 2-Propanol may be abbreviated as IPA. 1,2-Dimethoxyethane may be abbreviated as DME. Hexamethyldisilazane potassium may be abbreviated as KHMDS.
〔合成例1〕
化合物(1−4−059)の合成
Synthesis of compound (1-4-059)
第1工程:(S−3)の合成
化合物(S−1)(10.0g,54.1mmol)、化合物(S−2)(9.9g,56.8mmol)、炭酸カリウム(14.9g,108.1mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0.6g,0.5mmol)、臭化テトラブチルアンモニウム(4.4g,13.5mmol)、水(100mL)、エタノール(200mL)とトルエン(200mL)の混合物を窒素気流下12時間還流させた。反応混合物を飽和塩化ナトリウム水溶液(200mL)、水(200mL)の順に洗浄した。有機層
を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(トルエン)と再結晶(トルエン:ヘプタン=1:1)で精製することにより化合物(S−3)(9.6g,40.5mmol)を無色針状結晶として得た。
First step: Synthesis of (S-3) Compound (S-1) (10.0 g, 54.1 mmol), compound (S-2) (9.9 g, 56.8 mmol), potassium carbonate (14.9 g, 108.1 mmol), tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0.6 g, 0.5 mmol), tetrabutylammonium bromide (4.4 g, 13.5 mmol), water (100 mL), ethanol (200 mL) and toluene (200 mL). ) Was refluxed under a nitrogen stream for 12 hours. The reaction mixture was washed with saturated aqueous sodium chloride solution (200 mL) and water (200 mL) in that order. The organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure. The residue was purified by silica gel chromatography (toluene) and recrystallization (toluene: heptane = 1: 1) to obtain compound (S-3) (9.6 g, 40.5 mmol) as colorless acicular crystals.
第2工程:(S−4)の合成
化合物(S−3)(6.6g,28.1mmol)、パラトルエンスルホン酸一水和物(0.1g,0.6mmol)とエチレングリコール(1.9g)の混合物を窒素気流下トルエン(100mL)に加えた。水を共沸により取り除きながら3時間還流させた。室温に戻した後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(100mL)、水(100mL)、飽和塩化ナトリウム水溶液(100mL)の順に洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(トルエン)と再結晶(トルエン:ヘプタン=1:1)で精製することにより、化合物(S−4)(5.6g,20.1mmol)を無色針状結晶として得た。
Second step: Synthesis of (S-4) Compound (S-3) (6.6 g, 28.1 mmol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (0.1 g, 0.6 mmol) and ethylene glycol (1. A mixture of 9 g) was added to toluene (100 mL) under a nitrogen stream. The water was refluxed for 3 hours while being removed by azeotrope. After returning to room temperature, the mixture was washed in the order of saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution (100 mL), water (100 mL), and saturated aqueous sodium chloride solution (100 mL). The organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure. The residue was purified by silica gel chromatography (toluene) and recrystallization (toluene: heptane = 1: 1) to give compound (S-4) (5.6 g, 20.1 mmol) as colorless needle-like crystals.
第3工程:(S−6)の合成
化合物(S−4)(4.0g,14.4mmol)、化合物(S−5)(5.3g,15.1mmol)、炭酸カリウム(4.0g,28.7mmol)、PEPPSI−IPr(0.10g,0.15mmol)、水(10mL)、エタノール(50mL)とトルエン(50mL)の混合物を窒素気流下3時間還流させた。反応混合物を、飽和塩化ナトリウム水溶液(100mL)、水(100mL)の順に洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮した。残渣を再結晶(トルエン:ヘプタン=1:1)で精製することにより化合物(S−6)(5.3g,9.6mmol)を無色針状結晶として得た。
Third step: Synthesis of (S-6) Compound (S-4) (4.0 g, 14.4 mmol), compound (S-5) (5.3 g, 15.1 mmol), potassium carbonate (4.0 g, A mixture of 28.7 mmol), PEPPSI-IPr (0.10 g, 0.15 mmol), water (10 mL), ethanol (50 mL) and toluene (50 mL) was refluxed under a nitrogen stream for 3 hours. The reaction mixture was washed with saturated aqueous sodium chloride solution (100 mL) and water (100 mL) in that order. The organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure. The residue was purified by recrystallization (toluene: heptane = 1: 1) to obtain compound (S-6) (5.3 g, 9.6 mmol) as colorless acicular crystals.
第4工程:(S−7)の合成
化合物(S−6)(5.3g,9.6mmol)、臭化テトラブチルアンモニウム(0.6g,1.9mmol)、ギ酸(6.4g)とトルエン(50mL)の混合物を窒素気流下90℃で3時間攪拌した。反応混合物を、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(100mL)、水(100mL)、飽和塩化ナトリウム水溶液(100mL)の順に洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮した。残渣を再結晶(トルエン:ヘプタン=1:1)で精製することにより化合物(S−7)(4.6g,9.1mmol)を無色針状結晶として得た。
Fourth step: Synthesis of (S-7) Compound (S-6) (5.3 g, 9.6 mmol), tetrabutylammonium bromide (0.6 g, 1.9 mmol), formic acid (6.4 g) and toluene The mixture (50 mL) was stirred at 90 ° C. for 3 hours under a nitrogen stream. The reaction mixture was washed in the order of saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution (100 mL), water (100 mL) and saturated aqueous sodium chloride solution (100 mL). The organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure. The residue was purified by recrystallization (toluene: heptane = 1: 1) to obtain compound (S-7) (4.6 g, 9.1 mmol) as colorless acicular crystals.
第5工程:(S−9)の合成
化合物(S−8)(4.5g,10.9mmol)を窒素気流下、テトラヒドロフラン(50mL)に懸濁させ−40℃に冷却した。カリウムt−ブトキシド(1.2g,10.9mmol)を加え、1時間攪拌した。化合物(S−7)(4.6g,9.1mmol)のテトラヒドロフラン(20mL)溶液を滴下し、徐々に室温に戻し、終夜攪拌した。反応混合物を飽和塩化アンモニウム水溶液(100mL)に注ぎ、トルエン(200mLで3回)で抽出した。合わせた有機層を水(100mL)および飽和塩化ナトリウム水溶液(100mL)で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(トルエン)で精製することにより化合物(S−9)(3.4g,6.0mmol)を無色固体として得た。
Fifth step: Synthesis of (S-9) Compound (S-8) (4.5 g, 10.9 mmol) was suspended in tetrahydrofuran (50 mL) under a nitrogen stream and cooled to −40 ° C. Potassium t-butoxide (1.2 g, 10.9 mmol) was added, and the mixture was stirred for 1 hour. A solution of compound (S-7) (4.6 g, 9.1 mmol) in tetrahydrofuran (20 mL) was added dropwise, the temperature was gradually returned to room temperature, and the mixture was stirred overnight. The reaction mixture was poured into saturated aqueous ammonium chloride solution (100 mL) and extracted with toluene (200 mL 3 times). The combined organic layers were washed with water (100 mL) and saturated aqueous sodium chloride solution (100 mL), dried over anhydrous magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure. The residue was purified by silica gel chromatography (toluene) to give compound (S-9) (3.4 g, 6.0 mmol) as a colorless solid.
第6工程:(1−4−059)の合成
化合物(S−9)(3.4g,6.0mmol)、5%パラジウム炭素−1%硫黄被毒(0.1g)、トルエン(20mL)とエタノール(20mL)の混合物を水素雰囲気下、室温で撹拌した。触媒を濾別した後、減圧濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(ヘプタン:酢酸エチル=20:1)と再結晶(ヘプタン:エタノール=1:1)で精製することにより、化合物(1−4−059)(0.4g,0.6mmol)を無色針
状結晶として得た。
6th step: Synthesis of (1-4-059) Compound (S-9) (3.4 g, 6.0 mmol), 5% palladium carbon-1% sulfur poisoning (0.1 g), toluene (20 mL) The mixture of ethanol (20 mL) was stirred at room temperature under a hydrogen atmosphere. The catalyst was filtered off and then concentrated under reduced pressure. Compound (1-4-059) (0.4 g, 0.6 mmol) by purifying the residue by silica gel chromatography (heptane: ethyl acetate = 20: 1) and recrystallization (heptane: ethanol = 1: 1). Was obtained as colorless acicular crystals.
1H−NMR(CDCl3;δppm):7.54(d,J=8.2Hz,2H)、7.48(d,J=4.4Hz,2H)、7.42(d,J=12.0Hz,1H)、7.29(d,J=7.6Hz,2H)、7.00(t,J=10.1Hz,2H)、7.00(t,J=6.6Hz,2H)、4.51(td,J=6.0,47.3Hz,2H)、2.53(t,J=7.6Hz,2H)、1.80−1.68(m,4H)、1.52−1.46(m,2H).19F−NMR(δppm;CDCl3):-62.24(t,J=25.9Hz,2F)、-111.20(dt,J=10.7,26.7Hz,2F)、-117.32(d,J=12.2Hz,1F)、-132.97(dd,J=7.6,19.9Hz,2F)、-163.65(tt,J=6.1,20.6Hz,1F)、-218.69(tt,J=25.2,47.3Hz,1F). 1 1 H-NMR (CDCl 3 ; δppm): 7.54 (d, J = 8.2Hz, 2H), 7.48 (d, J = 4.4Hz, 2H), 7.42 (d, J = 12) 0.0Hz, 1H), 7.29 (d, J = 7.6Hz, 2H), 7.00 (t, J = 10.1Hz, 2H), 7.00 (t, J = 6.6Hz, 2H) , 4.51 (td, J = 6.0, 47.3Hz, 2H), 2.53 (t, J = 7.6Hz, 2H), 1.80-1.68 (m, 4H), 1. 52-1.46 (m, 2H). 19 F-NMR (δppm; CDCl 3 ): -62.24 (t, J = 25.9Hz, 2F), -111.20 (dt, J = 10.7, 26.7Hz, 2F), -117. 32 (d, J = 12.2Hz, 1F), -132.97 (dd, J = 7.6, 19.9Hz, 2F), -163.65 (tt, J = 6.1,20.6Hz, 1F), -218.69 (tt, J = 25.2, 47.3Hz, 1F).
相転移温度:C 48.6 N 105.8 I.上限温度(NI)=88.4℃;誘電率異方性(Δε)=30.77;光学的異方性(Δn)=0.1837;粘度(η)=83.3mPa・s. Phase transition temperature: C 48.6 N 105.8 I. Upper limit temperature (NI) = 88.4 ° C.; Dielectric constant anisotropy (Δε) = 30.77; Optical anisotropy (Δn) = 0.1837; Viscosity (η) = 83.3 mPa · s.
〔合成例2〕
化合物(1−4−010)の合成
Synthesis of compound (1-4-010)
第1工程:(T−3)の合成
イソプロピルマグネシウムクロリド−塩化リチウム錯体(1.3M,300mL,390mmol)を窒素気流下、テトラヒドロフラン(100mL)に溶解させ−40℃に冷却した。4−ヨードブロモベンゼン(100g,354mmol)のテトラヒドロフラン(100mL)溶液を滴下し、1時間攪拌した。化合物(T−2)(58g,371mmol)のテトラヒドロフラン(100mL)溶液を滴下し、室温に戻し、さらに8時間攪拌した。反応混合物を飽和塩化アンモニウム水溶液(500mL)に注ぎ、酢酸エチル(200mLで3回)で抽出した。合わせた有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液(500mL)および水(500mL)で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮することにより、化合物(T−3)を無色固体として(107g,341mmol)得た。
First step: Synthesis of (T-3) An isopropylmagnesium chloride-lithium chloride complex (1.3 M, 300 mL, 390 mmol) was dissolved in tetrahydrofuran (100 mL) under a nitrogen stream and cooled to −40 ° C. A solution of 4-iodobromobenzene (100 g, 354 mmol) in tetrahydrofuran (100 mL) was added dropwise, and the mixture was stirred for 1 hour. A solution of compound (T-2) (58 g, 371 mmol) in tetrahydrofuran (100 mL) was added dropwise, the temperature was returned to room temperature, and the mixture was further stirred for 8 hours. The reaction mixture was poured into saturated aqueous ammonium chloride solution (500 mL) and extracted with ethyl acetate (200 mL, 3 times). The combined organic layer was washed with saturated aqueous sodium chloride solution (500 mL) and water (500 mL), dried over anhydrous magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure to make compound (T-3) a colorless solid (107 g, 341 mmol). Obtained.
第2工程:(T−4)の合成
化合物(T−3)(48.0g,153mmol)、パラトルエンスルホン酸一水和物(1.4g,7.6mmol)とエチレングリコール(2.7mL)を窒素気流下トルエン(300mL)に加えた。水を共沸により取り除きながら2時間還流させた。反応混合物を室温まで冷却した後、水(500mL)、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(500mL)、水(500mL)の順に洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(トルエン)で精製することにより、化合物(T−4)を無色固体として(32.0g,108mmol)得た。
Second step: Synthesis of (T-4) Compound (T-3) (48.0 g, 153 mmol), p-toluenesulfonic acid monohydrate (1.4 g, 7.6 mmol) and ethylene glycol (2.7 mL) Was added to toluene (300 mL) under a nitrogen stream. The water was refluxed for 2 hours while being removed by azeotrope. The reaction mixture was cooled to room temperature and then washed in the order of water (500 mL), saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution (500 mL), and water (500 mL). The organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure. The residue was purified by silica gel chromatography (toluene) to give compound (T-4) as a colorless solid (32.0 g, 108 mmol).
第3工程:(T−6)の合成
化合物(T−4)(11.0g,37.3mmol)、化合物(T−5)(16.4g,41.0mmol)、リン酸三カリウム(23.7g,111.8mmol)、1,1‘−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン−パラジウム(II)ジクロリド-ジクロロメタン錯体(0.3g,0.37mmol)とジオキサン(300mL)の混合物を窒素気流下5時間還流させた。反応混合物を室温まで冷却した後、セライトろ過を行い減圧濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(トルエン)で精製した固体を得た。この固体のイソプロピルアルコール(500mL)溶液に5%パラジウム−炭素(0.6g)を加え、水素添加した。触媒を濾別後、減圧濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(トルエン)と再結晶(トルエン:ヘプタン=1:1)で精製することにより化合物(T−6)(11.3g,23.0mmol)を無色針状結晶として得た。
Third step: Synthesis of (T-6) Compound (T-4) (11.0 g, 37.3 mmol), compound (T-5) (16.4 g, 41.0 mmol), tripotassium phosphate (23. 7 g, 111.8 mmol), a mixture of 1,1'-bis (diphenylphosphino) ferrocene-palladium (II) dichloride-dichloromethane complex (0.3 g, 0.37 mmol) and dioxane (300 mL) for 5 hours under a nitrogen stream. It was refluxed. The reaction mixture was cooled to room temperature, filtered through Celite, and concentrated under reduced pressure. The residue was purified by silica gel chromatography (toluene) to obtain a solid. To this solid isopropyl alcohol (500 mL) solution was added 5% palladium-carbon (0.6 g) and hydrogenated. The catalyst was filtered off and concentrated under reduced pressure. The residue was purified by silica gel chromatography (toluene) and recrystallization (toluene: heptane = 1: 1) to obtain compound (T-6) (11.3 g, 23.0 mmol) as colorless acicular crystals.
第4工程:(T−7)の合成
化合物(T−6)(11.3g,23.0mmol)、臭化テトラブチルアンモニウム(1.5g,4.6mmol)、ギ酸(34mL)とトルエン(50mL)の混合物を窒素気流下2時間攪拌した。反応混合物を水(200mL)、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(200mL)、水(200mL)の順に洗浄した。この溶液を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮することにより、化合物(T−7)(10.1g,22.6mmol)を無色固体として得た。
Step 4: Synthesis of (T-7) Compound (T-6) (11.3 g, 23.0 mmol), tetrabutylammonium bromide (1.5 g, 4.6 mmol), formic acid (34 mL) and toluene (50 mL) ) Was stirred under a nitrogen stream for 2 hours. The reaction mixture was washed with water (200 mL), saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution (200 mL), and water (200 mL) in that order. This solution was dried over anhydrous magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure to give compound (T-7) (10.1 g, 22.6 mmol) as a colorless solid.
第5工程:(T−9)の合成
化合物(T−8)(10.8g,29.4mmol)を窒素気流下、テトラヒドロフラン(100mL)に懸濁させ、−40℃に冷却した。カリウムt−ブトキシド(3.3g,29.4mmol)を加え、1時間攪拌した。化合物(T−7)(10.1g,22.6mmol)のテトラヒドロフラン(25mL)溶液を滴下し、徐々に室温に戻し、終夜攪拌した。反応混合物を飽和塩化アンモニウム水溶液(200mL)に注ぎ、トルエン(200mLで3回)で抽出した。合わせた有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液(200mL)および水(200mL)で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮した。
残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(トルエン:ヘプタン=1:1)で精製することにより化合物(T−9)(9.7g,20.4mmol)を無色固体として得た。
Fifth step: Synthesis of (T-9) Compound (T-8) (10.8 g, 29.4 mmol) was suspended in tetrahydrofuran (100 mL) under a nitrogen stream and cooled to −40 ° C. Potassium t-butoxide (3.3 g, 29.4 mmol) was added, and the mixture was stirred for 1 hour. A solution of compound (T-7) (10.1 g, 22.6 mmol) in tetrahydrofuran (25 mL) was added dropwise, the temperature was gradually returned to room temperature, and the mixture was stirred overnight. The reaction mixture was poured into saturated aqueous ammonium chloride solution (200 mL) and extracted with toluene (200 mL 3 times). The combined organic layers were washed with saturated aqueous sodium chloride solution (200 mL) and water (200 mL), dried over anhydrous magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure.
The residue was purified by silica gel chromatography (toluene: heptane = 1: 1) to give compound (T-9) (9.7 g, 20.4 mmol) as a colorless solid.
第6工程:(T−10)の合成
化合物(T−9)(9.7g,20.4mmol)、臭化テトラブチルアンモニウム(1.3g,4.1mmol)、ギ酸(29mL)とトルエン(50mL)の混合物を窒素気流下4時間攪拌した。反応混合物を、水(200mL)、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(200mL)、水(200mL)の順に洗浄した。この溶液を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮した。残渣を窒素気流下イソプロピルアルコール(100mL)に溶解させ0℃に冷却した。水酸化ナトリウム水溶液(2mol/L,50mL)を滴下した。加え3時間攪拌した。反応混合物を水(500mL)に注ぎ、トルエン(200mLで3回)で抽出した。合わせた有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液(200mL)および水(200mL)で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮した。残渣を再結晶(トルエン:ヘプタン=1:2)で精製することにより化合物(T−10)(6.8g,14.8mmol)を無色針状結晶として得た。
Step 6: Synthesis of (T-10) Compound (T-9) (9.7 g, 20.4 mmol), tetrabutylammonium bromide (1.3 g, 4.1 mmol), formic acid (29 mL) and toluene (50 mL) ) Was stirred under a nitrogen stream for 4 hours. The reaction mixture was washed with water (200 mL), saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution (200 mL), and water (200 mL) in that order. The solution was dried over anhydrous magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure. The residue was dissolved in isopropyl alcohol (100 mL) under a nitrogen stream and cooled to 0 ° C. An aqueous sodium hydroxide solution (2 mol / L, 50 mL) was added dropwise. The mixture was further stirred for 3 hours. The reaction mixture was poured into water (500 mL) and extracted with toluene (200 mL 3 times). The combined organic layers were washed with saturated aqueous sodium chloride solution (200 mL) and water (200 mL), dried over anhydrous magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure. The residue was purified by recrystallization (toluene: heptane = 1: 2) to obtain compound (T-10) (6.8 g, 14.8 mmol) as colorless acicular crystals.
第7工程:(T−12)の合成
化合物(T−11)(2.0g,4.7mmol)を窒素気流下、テトラヒドロフラン(30mL)に懸濁させ−40℃に冷却した。カリウムt−ブトキシド(0.5g,4.7mmol)を加え、1時間攪拌した。化合物(T−10)(1.8g,3.9mmol)のテトラヒドロフラン(20mL)溶液を滴下し、徐々に室温に戻し、終夜攪拌した。反応混合物を飽和塩化アンモニウム水溶液(100mL)に注ぎ、トルエン(100mLで3回)で抽出した。合わせた有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液(100mL)および水(100mL)で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(ヘプタン:酢酸エチル=20:1)で精製することにより化合物(T−12)(1.8g,3.5mmol)を無色固体として得た。
7th step: Synthesis of (T-12) Compound (T-11) (2.0 g, 4.7 mmol) was suspended in tetrahydrofuran (30 mL) under a nitrogen stream and cooled to −40 ° C. Potassium t-butoxide (0.5 g, 4.7 mmol) was added, and the mixture was stirred for 1 hour. A solution of compound (T-10) (1.8 g, 3.9 mmol) in tetrahydrofuran (20 mL) was added dropwise, the temperature was gradually returned to room temperature, and the mixture was stirred overnight. The reaction mixture was poured into saturated aqueous ammonium chloride solution (100 mL) and extracted with toluene (3 times at 100 mL). The combined organic layers were washed with saturated aqueous sodium chloride solution (100 mL) and water (100 mL), dried over anhydrous magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure. The residue was purified by silica gel chromatography (heptane: ethyl acetate = 20: 1) to give compound (T-12) (1.8 g, 3.5 mmol) as a colorless solid.
第8工程:(1−4−010)の合成
化合物(T−12)(1.4g,2.8mmol)とトシルヒドラジド(6.3g,33.9mmol)をジメトキシエタン(30mL)に加え還流させた。これに酢酸ナトリウム(3.0g,35.8mmol)の水(6mL)溶液を滴下し、さらに4時間還流させた。反応混合物を水(80mL)に注ぎ、トルエン(100mLで3回)で抽出した。合わせた有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液(100mL)および水(100mL)で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(ヘプタン:酢酸エチル=20:1)と再結晶(ヘプタン:エタノール=1:1)で精製することにより、化合物(1−4−010)(0.7g,1.3mmol)を無色針状結晶として得た。
Eighth step: Synthesis of (1-4-010) Compound (T-12) (1.4 g, 2.8 mmol) and tosyl hydrazide (6.3 g, 33.9 mmol) are added to dimethoxyethane (30 mL) and refluxed. It was. A solution of sodium acetate (3.0 g, 35.8 mmol) in water (6 mL) was added dropwise thereto, and the mixture was refluxed for another 4 hours. The reaction mixture was poured into water (80 mL) and extracted with toluene (3 times at 100 mL). The combined organic layers were washed with saturated aqueous sodium chloride solution (100 mL) and water (100 mL), dried over anhydrous magnesium sulfate, and concentrated under reduced pressure. Compound (1-4-010) (0.7 g, 1.3 mmol) by purifying the residue by silica gel chromatography (heptane: ethyl acetate = 20: 1) and recrystallization (heptane: ethanol = 1: 1). Was obtained as colorless acicular crystals.
1H−NMR(CDCl3;δppm):7.73(d,J=8.4Hz,2H)、7.68(d,J=8.4Hz,2H)、7.54(d,J=8.2Hz,2H)、7.32(d,J=8.2Hz,2H)、6.97(dd,J=6.1,7.8Hz,2H)、4.46(td,J=6.3,47.3Hz,2H)、2.53(tt,J=3.2,12.1Hz,1H)、1.95−1.88(m,4H)、1.76−1.68(m,2H)、1.53−1.25(m,9H)、1.12−1.04(m,2H).19F−NMR(δppm;CDCl3):-66.62(s,2F)、-133.17(dd,J=8.0,20.3Hz,2F)、-164.31(tt,J=6.0,21.2Hz,1F)、-218.45(tt,J=25.2,47.3Hz,1F). 1 1 H-NMR (CDCl 3 ; δppm): 7.73 (d, J = 8.4Hz, 2H), 7.68 (d, J = 8.4Hz, 2H), 7.54 (d, J = 8) .2Hz, 2H), 7.32 (d, J = 8.2Hz, 2H), 6.97 (dd, J = 6.1, 7.8Hz, 2H), 4.46 (td, J = 6. 3,47.3Hz, 2H), 2.53 (tt, J = 3.2, 12.1Hz, 1H), 1.95-1.88 (m, 4H), 1.76-1.68 (m) , 2H), 1.53-1.25 (m, 9H), 1.12-1.04 (m, 2H). 19 F-NMR ( δppm; CDCl 3 ): -66.62 (s, 2F), -133.17 (dd, J = 8.0, 20.3Hz, 2F), -164.31 (tt, J = 6.0, 21.2Hz, 1F), -218.45 (tt, J = 25.2, 47.3Hz, 1F).
相転移温度:C 63.6 N 177.4 I.上限温度(NI)=148.4℃;誘電率異方性(Δε)=16.57;光学的異方性(Δn)=0.157;粘度(η)=
57.9mPa・s.
Phase transition temperature: C 63.6 N 177.4 I. Upper limit temperature (NI) = 148.4 ° C.; Dielectric constant anisotropy (Δε) = 16.57; Optical anisotropy (Δn) = 0.157; Viscosity (η) =
57.9 mPa · s.
合成例1、2に記載された方法や、「2.化合物(1)の合成」の項を参考にしながら、以下に示す化合物を合成することが可能である。 It is possible to synthesize the compounds shown below by referring to the methods described in Synthesis Examples 1 and 2 and the section “2. Synthesis of compound (1)”.
〔比較例1〕
比較するために下記の化合物(C−1)を選んだ。この化合物の左末端はアルキルであり、この点で本発明の化合物とは異なるからである。この化合物は特開平10−204016号公報に記載された方法に従って合成した。
The following compound (C-1) was selected for comparison. This is because the left end of this compound is alkyl, which is different from the compound of the present invention. This compound was synthesized according to the method described in JP-A-10-204016.
1H−NMR(CDCl3;δppm):7.54(d,J=8.2Hz,2H)、7.48(d,J=4.5Hz,2H)、7.42(d,J=12.6Hz,1H)、7.59(d,J=8.2Hz,2H)、7.27(s,1H)、7.00(dd,J=6.3,7.6Hz,2H)、2.67(t,J=7.6Hz,2H)、1.66(quin,J=7.6Hz,2H)、1.37−1.34(m,4H)、0.91(t,J=6.9Hz,3H).19F−NMR(δppm;CDCl3):-62.18(t,J=26.7Hz,2F)、-111.16(dt,J=10.7,26.7Hz,2F)、-117.28−-117.33(m,1F)、-132.90(dd,J=7.6,19.8Hz,2F)、-163.58(tt,J=6.1,21.4Hz,1F).相転移温度:C 61.1 SA 62.8 N 121.8 I. 1 1 H-NMR (CDCl 3 ; δppm): 7.54 (d, J = 8.2Hz, 2H), 7.48 (d, J = 4.5Hz, 2H), 7.42 (d, J = 12) .6Hz, 1H), 7.59 (d, J = 8.2Hz, 2H), 7.27 (s, 1H), 7.00 (dd, J = 6.3, 7.6Hz, 2H), 2 .67 (t, J = 7.6Hz, 2H), 1.66 (quin, J = 7.6Hz, 2H), 1.37-1.34 (m, 4H), 0.91 (t, J = 6.9Hz, 3H). 19 F-NMR ( δppm; CDCl 3 ): -62.18 (t, J = 26.7Hz, 2F), -111.16 (dt, J = 10.7, 26.7Hz, 2F), -117. 28--117.33 (m, 1F), -132.90 (dd, J = 7.6, 19.8Hz, 2F), -163.58 (tt, J = 6.1,21.4Hz, 1F) ). Phase transition temperature: C 61.1 SA 62.8 N 121.8 I.
合成例1で得られた化合物(1−4−059)と比較化合物(C−1)の相転移温度を表1にまとめた。比較化合物(C−1)は61.1℃から62.8℃の範囲でスメクチック相(SA)を示した。一方、化合物(1−4−059)は、ネマチック相だけを示し、スメクチック相(SA)を有しない点で優れていることが分かった。 Table 1 summarizes the phase transition temperatures of the compound (1-4-059) obtained in Synthesis Example 1 and the comparative compound (C-1). Comparative compound (C-1) showed a smectic phase (S A) in the range of 62.8 ° C. from 61.1 ° C.. On the other hand, the compound (1-4-059) shows only a nematic phase was found to be superior smectic phase (S A) with no points.
〔比較例2〕
比較するために下記の化合物(C−2)を選んだ。この化合物の左末端はアルキルであるから、この点で本発明の化合物とは異なるからである。この化合物は特開平10−204016号公報に記載された方法に従って合成した。
The following compound (C-2) was selected for comparison. This is because the left end of this compound is alkyl, which is different from the compound of the present invention in this respect. This compound was synthesized according to the method described in JP-A-10-204016.
1H−NMR(CDCl3;δppm):7.73(d,J=8.5Hz,2H)、7
.68(d,J=8.5Hz,2H)、7.54(d,J=8.2Hz,2H)、7.32(d,J=8.2Hz,2H)、6.97(dd,J=6.1,7.9Hz,2H)、2.53(tt,J=3.1,12.1Hz,1H)、1.91(t,J=14.9Hz,4H)、1.53−1.46(m,2H)、1.33−1.22(m,9H)、1.11−1.04(m,2H)、0.90(t,J=7.1Hz,3H).19F−NMR(δppm;CDCl3):−66.62(s,2F)、−133.19(dd,J=8.5,21.2Hz,2F)、−164.33(tt,J=6.0,21.3Hz,1F).相転移温度:C 51.4 SC 97.5 SA 97.5 N 184.3 I.弾性定数比(K33/K11)=1.99(K33:ベンド弾性定数、K11:スプレイ弾性定数).
1 1 H-NMR (CDCl 3 ; δppm): 7.73 (d, J = 8.5Hz, 2H), 7
.. 68 (d, J = 8.5Hz, 2H), 7.54 (d, J = 8.2Hz, 2H), 7.32 (d, J = 8.2Hz, 2H), 6.97 (dd, J) = 6.1, 7.9Hz, 2H), 2.53 (tt, J = 3.1, 12.1Hz, 1H), 1.91 (t, J = 14.9Hz, 4H), 1.53- 1.46 (m, 2H), 1.33-1.22 (m, 9H), 1.11-1.04 (m, 2H), 0.90 (t, J = 7.1Hz, 3H). 19 F-NMR ( δppm; CDCl 3 ): -66.62 (s, 2F), 133.19 (dd, J = 8.5, 21.2Hz, 2F), -164.33 (tt, J = 6.0, 21.3Hz, 1F). Phase transition temperature: C 51.4 SC 97.5 SA 97.5 N 184.3 I. Elastic constant ratio (K 33 / K 11 ) = 1.99 (K 33 : bend elastic constant, K 11 : spray elastic constant).
合成例2で得られた化合物(1−4−010)と比較化合物(C−2)の物性を表2にまとめた。比較化合物(C−2)は、ネマチック相に加えSCおよびSAのスメクチック相を示した。一方、化合物(1−4−010)は、ネマチック相だけを示し、スメクチック相を有しない点で優れていることが分かった。化合物(1−4−010)は、弾性定数比(K33/K11)が大きい点でも優れていることが分かった。 Table 2 summarizes the physical characteristics of the compound (1-4-010) obtained in Synthesis Example 2 and the comparative compound (C-2). Comparative compound (C-2) showed a smectic phase S C and S A added to the nematic phase. On the other hand, the compound (1-4-010) was found to be excellent in that it showed only the nematic phase and did not have the smectic phase. It was also found that the compound (1-4-010) was excellent in that the elastic constant ratio (K 33 / K 11) was large.
2.組成物の実施例
実施例により本発明の組成物を詳細に説明する。本発明は、使用例1の組成物と使用例2の組成物との混合物を含む。本発明は、使用例の組成物の少なくとも2つを混合した混合物をも含む。使用例における化合物は、下記の表3の定義に基づいて記号により表した。表3において、1,4−シクロヘキシレンに関する立体配置はトランスである。使用例において記号の後にあるかっこ内の番号は、化合物が属する化学式を表す。(−)の記号はその他の液晶性化合物を意味する。液晶性化合物の割合(百分率)は、液晶組成物の重量に基づいた重量百分率(重量%)である。最後に、組成物の物性値をまとめた。物性は、先に記載した方法にしたがって測定し、測定値を(外挿することなく)そのまま記載した。
2. Examples of Composition The composition of the present invention will be described in detail by way of examples. The present invention includes a mixture of the composition of Example 1 and the composition of Example 2. The present invention also includes a mixture of at least two of the compositions of Examples. The compounds in the use cases are represented by symbols based on the definitions in Table 3 below. In Table 3, the molecular configuration for 1,4-cyclohexylene is trance. In use cases, the number in parentheses after the symbol represents the chemical formula to which the compound belongs. The symbol (-) means other liquid crystal compounds. The proportion (percentage) of the liquid crystal compound is a weight percentage (% by weight) based on the weight of the liquid crystal composition. Finally, the physical characteristics of the composition are summarized. The physical properties were measured according to the method described above, and the measured values were described as they were (without extrapolation).
[使用例1]
F5−HBBXB(F,F)−F (1) 9%
2−HB−C (8−1) 5%
3−HB−C (8−1) 12%
3−HB−O2 (2−5) 12%
2−BTB−1 (2−10) 5%
3−HHB−F (6−1) 5%
3−HHB−1 (3−1) 5%
3−HHB−O1 (3−1) 5%
3−HHB−3 (3−1) 12%
3−HHEB−F (6−10) 5%
5−HHEB−F (6−10) 5%
2−HHB(F)−F (6−2) 5%
3−HHB(F)−F (6−2) 5%
5−HHB(F)−F (6−2) 5%
3−HHB(F,F)−F (6−3) 5%
NI=106.0℃;η=22.4mPa・s;Δn=0.110;Δε=5.7.
[Usage example 1]
F5-HBBXB (F, F) -F (1) 9%
2-HB-C (8-1) 5%
3-HB-C (8-1) 12%
3-HB-O2 (2-5) 12%
2-BTB-1 (2-10) 5%
3-HHB-F (6-1) 5%
3-HHB-1 (3-1) 5%
3-HHB-O1 (3-1) 5%
3-HHB-3 (3-1) 12%
3-HHEB-F (6-10) 5%
5-HHEB-F (6-10) 5%
2-HHB (F) -F (6-2) 5%
3-HHB (F) -F (6-2) 5%
5-HHB (F) -F (6-2) 5%
3-HHB (F, F) -F (6-3) 5%
NI = 106.0 ° C.; η = 22.4 mPa · s; Δn = 0.110; Δε = 5.7.
[使用例2]
F5−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (1) 10%
3−HB−CL (5−2) 13%
3−HH−4 (2−1) 12%
3−HB−O2 (2−5) 8%
3−HHB(F,F)−F (6−3) 3%
3−HBB(F,F)−F (6−24) 25%
5−HBB(F,F)−F (6−24) 21%
5−HBB(F)B−2 (4−5) 4%
5−HBB(F)B−3 (4−5) 4%
NI=70.3℃;η=23.1mPa・s;Δn=0.120;Δε=7.5.
[Usage example 2]
F5-BB (F) B (F, F) XB (F, F) -F (1) 10%
3-HB-CL (5-2) 13%
3-HH-4 (2-1) 12%
3-HB-O2 (2-5) 8%
3-HHB (F, F) -F (6-3) 3%
3-HBB (F, F) -F (6-24) 25%
5-HBB (F, F) -F (6-24) 21%
5-HBB (F) B-2 (4-5) 4%
5-HBB (F) B-3 (4-5) 4%
NI = 70.3 ° C; η = 23.1 mPa · s; Δn = 0.120; Δε = 7.5.
[使用例3]
F5−BB(F,F)XB(F,F)−F (1) 7%
7−HB(F,F)−F (5−4) 3%
3−HB−O2 (2−5) 7%
2−HHB(F)−F (6−2) 9%
3−HHB(F)−F (6−2) 9%
5−HHB(F)−F (6−2) 9%
2−HBB(F)−F (6−23) 8%
3−HBB(F)−F (6−23) 8%
5−HBB(F)−F (6−23) 15%
2−HBB−F (6−22) 4%
3−HBB−F (6−22) 4%
5−HBB−F (6−22) 3%
3−HBB(F,F)−F (6−24) 5%
5−HBB(F,F)−F (6−24) 9%
[Usage example 3]
F5-BB (F, F) XB (F, F) -F (1) 7%
7-HB (F, F) -F (5-4) 3%
3-HB-O2 (2-5) 7%
2-HHB (F) -F (6-2) 9%
3-HHB (F) -F (6-2) 9%
5-HHB (F) -F (6-2) 9%
2-HBB (F) -F (6-23) 8%
3-HBB (F) -F (6-23) 8%
5-HBB (F) -F (6-23) 15%
2-HBB-F (6-22) 4%
3-HBB-F (6-22) 4%
5-HBB-F (6-22) 3%
3-HBB (F, F) -F (6-24) 5%
5-HBB (F, F) -F (6-24) 9%
[使用例4]
F3−BB(F,F)XB(F)B(F,F)−F (1) 6%
5−HB−CL (5−2) 13%
3−HH−4 (2−1) 12%
3−HH−5 (2−1) 4%
3−HHB−F (6−1) 4%
3−HHB−CL (6−1) 3%
4−HHB−CL (6−1) 3%
3−HHB(F)−F (6−2) 10%
4−HHB(F)−F (6−2) 8%
5−HHB(F)−F (6−2) 8%
7−HHB(F)−F (6−2) 8%
5−HBB(F)−F (6−23) 3%
1O1−HBBH−5 (4−1) 3%
3−HHBB(F,F)−F (7−6) 3%
4−HHBB(F,F)−F (7−6) 3%
5−HHBB(F,F)−F (7−6) 3%
3−HH2BB(F,F)−F (7−15) 3%
4−HH2BB(F,F)−F (7−15) 3%
[Usage example 4]
F3-BB (F, F) XB (F) B (F, F) -F (1) 6%
5-HB-CL (5-2) 13%
3-HH-4 (2-1) 12%
3-HH-5 (2-1) 4%
3-HHB-F (6-1) 4%
3-HHB-CL (6-1) 3%
4-HHB-CL (6-1) 3%
3-HHB (F) -F (6-2) 10%
4-HHB (F) -F (6-2) 8%
5-HHB (F) -F (6-2) 8%
7-HHB (F) -F (6-2) 8%
5-HBB (F) -F (6-23) 3%
1O1-HBBH-5 (4-1) 3%
3-HHBB (F, F) -F (7-6) 3%
4-HHBB (F, F) -F (7-6) 3%
5-HHBB (F, F) -F (7-6) 3%
3-HH2BB (F, F) -F (7-15) 3%
4-HH2BB (F, F) -F (7-15) 3%
[使用例5]
F5−HBBXB(F,F)−F (1) 8%
3−HHB(F,F)−F (6−3) 9%
3−H2HB(F,F)−F (6−15) 7%
4−H2HB(F,F)−F (6−15) 8%
5−H2HB(F,F)−F (6−15) 7%
3−HBB(F,F)−F (6−24) 19%
5−HBB(F,F)−F (6−24) 18%
3−H2BB(F,F)−F (6−27) 10%
5−HHBB(F,F)−F (7−6) 3%
5−HHEBB−F (7−17) 2%
3−HH2BB(F,F)−F (7−15) 3%
1O1−HBBH−4 (4−1) 3%
1O1−HBBH−5 (4−1) 3%
NI=101.0℃;η=36.2mPa・s;Δn=0.119;Δε=9.6.
上記組成物にOp−05を0.25重量%の割合で添加したときのピッチは65.2μmであった。
[Usage example 5]
F5-HBBXB (F, F) -F (1) 8%
3-HHB (F, F) -F (6-3) 9%
3-H2HB (F, F) -F (6-15) 7%
4-H2HB (F, F) -F (6-15) 8%
5-H2HB (F, F) -F (6-15) 7%
3-HBB (F, F) -F (6-24) 19%
5-HBB (F, F) -F (6-24) 18%
3-H2BB (F, F) -F (6-27) 10%
5-HHBB (F, F) -F (7-6) 3%
5-HHEBB-F (7-17) 2%
3-HH2BB (F, F) -F (7-15) 3%
1O1-HBBH-4 (4-1) 3%
1O1-HBBH-5 (4-1) 3%
NI = 101.0 ° C.; η = 36.2 mPa · s; Δn = 0.119; Δε = 9.6.
When Op-05 was added to the above composition at a ratio of 0.25% by weight, the pitch was 65.2 μm.
[使用例6]
F5−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (1) 6%
5−HB−F (5−2) 12%
6−HB−F (5−2) 9%
7−HB−F (5−2) 7%
2−HHB−OCF3 (6−1) 7%
3−HHB−OCF3 (6−1) 5%
4−HHB−OCF3 (6−1) 7%
5−HHB−OCF3 (6−1) 5%
3−HH2B−OCF3 (6−4) 4%
5−HH2B−OCF3 (6−4) 4%
3−HHB(F,F)−OCF2H (6−3) 3%
3−HHB(F,F)−OCF3 (6−3) 4%
3−HH2B(F)−F (6−5) 3%
3−HBB(F)−F (6−23) 8%
5−HBB(F)−F (6−23) 10%
5−HBBH−3 (4−1) 3%
3−HB(F)BH−3 (4−2) 3%
NI=84.9℃;η=17.9mPa・s;Δn=0.097;Δε=5.8.
[Usage example 6]
F5-BB (F) B (F, F) XB (F, F) -F (1) 6%
5-HB-F (5-2) 12%
6-HB-F (5-2) 9%
7-HB-F (5-2) 7%
2-HHB-OCF3 (6-1) 7%
3-HHB-OCF3 (6-1) 5%
4-HHB-OCF3 (6-1) 7%
5-HHB-OCF3 (6-1) 5%
3-HH2B-OCF3 (6-4) 4%
5-HH2B-OCF3 (6-4) 4%
3-HHB (F, F) -OCF2H (6-3) 3%
3-HHB (F, F) -OCF3 (6-3) 4%
3-HH2B (F) -F (6-5) 3%
3-HBB (F) -F (6-23) 8%
5-HBB (F) -F (6-23) 10%
5-HBBH-3 (4-1) 3%
3-HB (F) BH-3 (4-2) 3%
NI = 84.9 ° C; η = 17.9 mPa · s; Δn = 0.097; Δε = 5.8.
[使用例7]
F5−BB(F,F)XB(F,F)−F (1) 9%
5−HB−CL (5−2) 11%
3−HH−4 (2−1) 8%
3−HHB−1 (3−1) 4%
3−HHB(F,F)−F (6−3) 8%
3−HBB(F,F)−F (6−24) 17%
5−HBB(F,F)−F (6−24) 14%
3−HHEB(F,F)−F (6−12) 9%
4−HHEB(F,F)−F (6−12) 3%
5−HHEB(F,F)−F (6−12) 3%
2−HBEB(F,F)−F (6−39) 3%
3−HBEB(F,F)−F (6−39) 4%
5−HBEB(F,F)−F (6−39) 3%
3−HHBB(F,F)−F (7−6) 4%
[Usage example 7]
F5-BB (F, F) XB (F, F) -F (1) 9%
5-HB-CL (5-2) 11%
3-HH-4 (2-1) 8%
3-HHB-1 (3-1) 4%
3-HHB (F, F) -F (6-3) 8%
3-HBB (F, F) -F (6-24) 17%
5-HBB (F, F) -F (6-24) 14%
3-HHEB (F, F) -F (6-12) 9%
4-HHEB (F, F) -F (6-12) 3%
5-HHEB (F, F) -F (6-12) 3%
2-HBEB (F, F) -F (6-39) 3%
3-HBEB (F, F) -F (6-39) 4%
5-HBEB (F, F) -F (6-39) 3%
3-HHBB (F, F) -F (7-6) 4%
[使用例8]
F3−BB(F,F)XB(F)B(F,F)−F (1) 7%
3−HB−CL (5−2) 6%
5−HB−CL (5−2) 4%
3−HHB−OCF3 (6−1) 5%
3−H2HB−OCF3 (6−13) 3%
5−H4HB−OCF3 (6−19) 15%
V−HHB(F)−F (6−2) 5%
3−HHB(F)−F (6−2) 5%
5−HHB(F)−F (6−2) 3%
3−H4HB(F,F)−CF3 (6−21) 8%
5−H4HB(F,F)−CF3 (6−21) 8%
5−H2HB(F,F)−F (6−15) 5%
5−H4HB(F,F)−F (6−21) 6%
2−H2BB(F)−F (6−26) 5%
3−H2BB(F)−F (6−26) 10%
3−HBEB(F,F)−F (6−39) 5%
[Usage example 8]
F3-BB (F, F) XB (F) B (F, F) -F (1) 7%
3-HB-CL (5-2) 6%
5-HB-CL (5-2) 4%
3-HHB-OCF3 (6-1) 5%
3-H2HB-OCF3 (6-13) 3%
5-H4HB-OCF3 (6-19) 15%
V-HHB (F) -F (6-2) 5%
3-HHB (F) -F (6-2) 5%
5-HHB (F) -F (6-2) 3%
3-H4HB (F, F) -CF3 (6-21) 8%
5-H4HB (F, F) -CF3 (6-21) 8%
5-H2HB (F, F) -F (6-15) 5%
5-H4HB (F, F) -F (6-21) 6%
2-H2BB (F) -F (6-26) 5%
3-H2BB (F) -F (6-26) 10%
3-HBEB (F, F) -F (6-39) 5%
[使用例9]
F5−HBBXB(F,F)−F (1) 10%
5−HB−CL (5−2) 17%
7−HB(F,F)−F (5−4) 3%
3−HH−4 (2−1) 10%
3−HH−5 (2−1) 5%
3−HB−O2 (2−5) 15%
3−HHB−1 (3−1) 7%
3−HHB−O1 (3−1) 4%
2−HHB(F)−F (6−2) 4%
3−HHB(F)−F (6−2) 5%
5−HHB(F)−F (6−2) 7%
3−HHB(F,F)−F (6−3) 5%
3−H2HB(F,F)−F (6−15) 4%
4−H2HB(F,F)−F (6−15) 4%
NI=75.9℃;η=16.4mPa・s;Δn=0.081;Δε=3.7.
[Usage example 9]
F5-HBBXB (F, F) -F (1) 10%
5-HB-CL (5-2) 17%
7-HB (F, F) -F (5-4) 3%
3-HH-4 (2-1) 10%
3-HH-5 (2-1) 5%
3-HB-O2 (2-5) 15%
3-HHB-1 (3-1) 7%
3-HHB-O1 (3-1) 4%
2-HHB (F) -F (6-2) 4%
3-HHB (F) -F (6-2) 5%
5-HHB (F) -F (6-2) 7%
3-HHB (F, F) -F (6-3) 5%
3-H2HB (F, F) -F (6-15) 4%
4-H2HB (F, F) -F (6-15) 4%
NI = 75.9 ° C.; η = 16.4 mPa · s; Δn = 0.081; Δε = 3.7.
[使用例10]
F5−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (1) 8%
5−HB−CL (5−2) 3%
7−HB(F)−F (5−3) 7%
3−HH−4 (2−1) 9%
3−HH−5 (2−1) 10%
3−HB−O2 (2−5) 13%
3−HHEB−F (6−10) 8%
5−HHEB−F (6−10) 7%
3−HHEB(F,F)−F (6−12) 9%
4−HHEB(F,F)−F (6−12) 4%
3−GHB(F,F)−F (6−109) 4%
4−GHB(F,F)−F (6−109) 4%
5−GHB(F,F)−F (6−109) 5%
2−HHB(F,F)−F (6−3) 4%
3−HHB(F,F)−F (6−3) 5%
NI=72.9℃;η=20.8mPa・s;Δn=0.077;Δε=7.0.
[Usage example 10]
F5-BB (F) B (F, F) XB (F, F) -F (1) 8%
5-HB-CL (5-2) 3%
7-HB (F) -F (5-3) 7%
3-HH-4 (2-1) 9%
3-HH-5 (2-1) 10%
3-HB-O2 (2-5) 13%
3-HHEB-F (6-10) 8%
5-HHEB-F (6-10) 7%
3-HHEB (F, F) -F (6-12) 9%
4-HHEB (F, F) -F (6-12) 4%
3-GHB (F, F) -F (6-109) 4%
4-GHB (F, F) -F (6-109) 4%
5-GHB (F, F) -F (6-109) 5%
2-HHB (F, F) -F (6-3) 4%
3-HHB (F, F) -F (6-3) 5%
NI = 72.9 ° C.; η = 20.8 mPa · s; Δn = 0.077; Δε = 7.0.
[使用例11]
F5−BB(F,F)XB(F,F)−F (1) 5%
3−HB−O1 (2−5) 15%
3−HH−4 (2−1) 5%
3−HB(2F,3F)−O2 (9−1) 12%
5−HB(2F,3F)−O2 (9−1) 12%
2−HHB(2F,3F)−1 (10−1) 11%
3−HHB(2F,3F)−1 (10−1) 11%
3−HHB(2F,3F)−O2 (10−1) 11%
5−HHB(2F,3F)−O2 (10−1) 11%
3−HHB−1 (3−1) 7%
[Usage example 11]
F5-BB (F, F) XB (F, F) -F (1) 5%
3-HB-O1 (2-5) 15%
3-HH-4 (2-1) 5%
3-HB (2F, 3F) -O2 (9-1) 12%
5-HB (2F, 3F) -O2 (9-1) 12%
2-HHB (2F, 3F) -1 (10-1) 11%
3-HHB (2F, 3F) -1 (10-1) 11%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (10-1) 11%
5-HHB (2F, 3F) -O2 (10-1) 11%
3-HHB-1 (3-1) 7%
[使用例12]
F3−BB(F,F)XB(F)B(F,F)−F (1) 10%
2−HH−5 (2−1) 3%
3−HH−4 (2−1) 14%
3−HH−5 (2−1) 3%
3−HB−O2 (2−5) 10%
3−H2B(2F,3F)−O2 (9−4) 15%
5−H2B(2F,3F)−O2 (9−4) 13%
3−HHB(2F,3CL)−O2 (10−12) 4%
2−HBB(2F,3F)−O2 (10−7) 4%
3−HBB(2F,3F)−O2 (10−7) 7%
5−HBB(2F,3F)−O2 (10−7) 8%
3−HHB−1 (3−1) 3%
3−HHB−3 (3−1) 3%
3−HHB−O1 (3−1) 3%
[Usage example 12]
F3-BB (F, F) XB (F) B (F, F) -F (1) 10%
2-HH-5 (2-1) 3%
3-HH-4 (2-1) 14%
3-HH-5 (2-1) 3%
3-HB-O2 (2-5) 10%
3-H2B (2F, 3F) -O2 (9-4) 15%
5-H2B (2F, 3F) -O2 (9-4) 13%
3-HHB (2F, 3CL) -O2 (10-12) 4%
2-HBB (2F, 3F) -O2 (10-7) 4%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (10-7) 7%
5-HBB (2F, 3F) -O2 (10-7) 8%
3-HHB-1 (3-1) 3%
3-HHB-3 (3-1) 3%
3-HHB-O1 (3-1) 3%
[使用例13]
F5−HBBXB(F,F)−F (1) 6%
2−HH−3 (2−1) 20%
3−HH−4 (2−1) 9%
1−BB−3 (2−8) 9%
3−HB−O2 (2−5) 2%
3−BB(2F,3F)−O2 (9−3) 9%
5−BB(2F,3F)−O2 (9−3) 6%
2−HH1OB(2F,3F)−O2 (10−5) 11%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (10−5) 18%
3−HHB−1 (3−1) 5%
3−HHB−O1 (3−1) 3%
5−B(F)BB−2 (3−8) 2%
NI=76.3℃;η=16.3mPa・s;Δn=0.101;Δε=−2.8.
[Usage example 13]
F5-HBBXB (F, F) -F (1) 6%
2-HH-3 (2-1) 20%
3-HH-4 (2-1) 9%
1-BB-3 (2-8) 9%
3-HB-O2 (2-5) 2%
3-BB (2F, 3F) -O2 (9-3) 9%
5-BB (2F, 3F) -O2 (9-3) 6%
2-HH1OB (2F, 3F) -O2 (10-5) 11%
3-HH1OB (2F, 3F) -O2 (10-5) 18%
3-HHB-1 (3-1) 5%
3-HHB-O1 (3-1) 3%
5-B (F) BB-2 (3-8) 2%
NI = 76.3 ° C; η = 16.3 mPa · s; Δn = 0.101; Δε = -2.8.
[使用例14]
F5−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (1) 9%
2−HH−3 (2−1) 16%
7−HB−1 (2−5) 10%
5−HB−O2 (2−5) 8%
3−HB(2F,3F)−O2 (9−1) 15%
5−HB(2F,3F)−O2 (9−1) 15%
3−HHB(2F,3CL)−O2 (10−12) 3%
4−HHB(2F,3CL)−O2 (10−12) 3%
5−HHB(2F,3CL)−O2 (10−12) 2%
3−HH1OCro(7F,8F)−5 (13−6) 3%
5−HBB(F)B−2 (4−5) 8%
5−HBB(F)B−3 (4−5) 8%
NI=71.4℃;η=25.3mPa・s;Δn=0.106;Δε=−2.2.
[Usage example 14]
F5-BB (F) B (F, F) XB (F, F) -F (1) 9%
2-HH-3 (2-1) 16%
7-HB-1 (2-5) 10%
5-HB-O2 (2-5) 8%
3-HB (2F, 3F) -O2 (9-1) 15%
5-HB (2F, 3F) -O2 (9-1) 15%
3-HHB (2F, 3CL) -O2 (10-12) 3%
4-HHB (2F, 3CL) -O2 (10-12) 3%
5-HHB (2F, 3CL) -O2 (10-12) 2%
3-HH1OCro (7F, 8F) -5 (13-6) 3%
5-HBB (F) B-2 (4-5) 8%
5-HBB (F) B-3 (4-5) 8%
NI = 71.4 ° C; η = 25.3 mPa · s; Δn = 0.106; Δε = -2.2.
[使用例15]
F5−BB(F,F)XB(F,F)−F (1) 8%
1−BB−3 (2−8) 10%
3−HH−V (2−1) 27%
3−BB(2F,3F)−O2 (9−3) 13%
2−HH1OB(2F,3F)−O2 (10−5) 18%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (10−5) 12%
3−HHB−1 (3−1) 6%
5−B(F)BB−2 (3−8) 6%
[Usage example 15]
F5-BB (F, F) XB (F, F) -F (1) 8%
1-BB-3 (2-8) 10%
3-HH-V (2-1) 27%
3-BB (2F, 3F) -O2 (9-3) 13%
2-HH1OB (2F, 3F) -O2 (10-5) 18%
3-HH1OB (2F, 3F) -O2 (10-5) 12%
3-HHB-1 (3-1) 6%
5-B (F) BB-2 (3-8) 6%
[使用例16]
F3−BB(F,F)XB(F)B(F,F)−F (1) 9%
2−HH−3 (2−1) 6%
3−HH−V1 (2−1) 8%
1V2−HH−1 (2−1) 7%
1V2−HH−3 (2−1) 7%
3−BB(2F,3F)−O2 (9−3) 7%
5−BB(2F,3F)−O2 (9−3) 4%
3−H1OB(2F,3F)−O2 (9−5) 7%
2−HH1OB(2F,3F)−O2 (10−5) 7%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (10−5) 17%
3−HDhB(2F,3F)−O2 (10−3) 6%
3−HHB−1 (3−1) 3%
3−HHB−3 (3−1) 2%
2−BB(2F,3F)B−3 (11−1) 10%
[Usage example 16]
F3-BB (F, F) XB (F) B (F, F) -F (1) 9%
2-HH-3 (2-1) 6%
3-HH-V1 (2-1) 8%
1V2-HH-1 (2-1) 7%
1V2-HH-3 (2-1) 7%
3-BB (2F, 3F) -O2 (9-3) 7%
5-BB (2F, 3F) -O2 (9-3) 4%
3-H1OB (2F, 3F) -O2 (9-5) 7%
2-HH1OB (2F, 3F) -O2 (10-5) 7%
3-HH1OB (2F, 3F) -O2 (10-5) 17%
3-HDhB (2F, 3F) -O2 (10-3) 6%
3-HHB-1 (3-1) 3%
3-HHB-3 (3-1) 2%
2-BB (2F, 3F) B-3 (11-1) 10%
[使用例17]
F5−HBBXB(F,F)−F (1) 7%
1V2−BEB(F,F)−C (8−15) 4%
3−HB−C (8−1) 17%
2−BTB−1 (2−10) 10%
5−HH−VFF (2−1) 30%
3−HHB−1 (3−1) 3%
VFF−HHB−1 (3−1) 7%
VFF2−HHB−1 (3−1) 10%
3−H2BTB−2 (3−17) 4%
3−H2BTB−3 (3−17) 4%
3−H2BTB−4 (3−17) 4%
NI=85.0℃;η=13.8mPa・s;Δn=0.131;Δε=6.0.
[Usage example 17]
F5-HBBXB (F, F) -F (1) 7%
1V2-BEB (F, F) -C (8-15) 4%
3-HB-C (8-1) 17%
2-BTB-1 (2-10) 10%
5-HH-VFF (2-1) 30%
3-HHB-1 (3-1) 3%
VFF-HHB-1 (3-1) 7%
VFF2-HHB-1 (3-1) 10%
3-H2BTB-2 (3-17) 4%
3-H2BTB-3 (3-17) 4%
3-H2BTB-4 (3-17) 4%
NI = 85.0 ° C.; η = 13.8 mPa · s; Δn = 0.131; Δε = 6.0.
[使用例18]
F5−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (1) 6%
5−HB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (7−41) 3%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (7−47) 3%
4−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (7−47) 5%
5−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (7−47) 3%
3−HH−V (2−1) 41%
3−HH−V1 (2−1) 7%
3−HHEH−5 (3−13) 3%
3−HHB−1 (3−1) 3%
V−HHB−1 (3−1) 5%
V2−BB(F)B−1 (3−6) 5%
1V2−BB−F (5−1) 3%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (6−97) 10%
3−HHBB(F,F)−F (7−6) 3%
NI=81.9℃;η=13.6mPa・s;Δn=0.107;Δε=6.6.
[Usage example 18]
F5-BB (F) B (F, F) XB (F, F) -F (1) 6%
5-HB (F) B (F, F) XB (F, F) -F (7-41) 3%
3-BB (F) B (F, F) XB (F, F) -F (7-47) 3%
4-BB (F) B (F, F) XB (F, F) -F (7-47) 5%
5-BB (F) B (F, F) XB (F, F) -F (7-47) 3%
3-HH-V (2-1) 41%
3-HH-V1 (2-1) 7%
3-HHEH-5 (3-13) 3%
3-HHB-1 (3-1) 3%
V-HHB-1 (3-1) 5%
V2-BB (F) B-1 (3-6) 5%
1V2-BB-F (5-1) 3%
3-BB (F, F) XB (F, F) -F (6-97) 10%
3-HHBB (F, F) -F (7-6) 3%
NI = 81.9 ° C; η = 13.6 mPa · s; Δn = 0.107; Δε = 6.6.
[使用例19]
F5−BB(F,F)XB(F,F)−F (1) 6%
F3−BB(F,F)XB(F)B(F,F)−F (1) 5%
3−GB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (7−57) 4%
3−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (7−47) 3%
4−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (7−47) 3%
5−BB(F)B(F,F)XB(F,F)−F (7−47) 3%
3−HH−V (2−1) 38%
3−HH−V1 (2−1) 7%
3−HHEH−5 (3−13) 3%
3−HHB−1 (3−1) 4%
V−HHB−1 (3−1) 5%
V2−BB(F)B−1 (3−6) 5%
1V2−BB−F (5−1) 3%
3−BB(F,F)XB(F,F)−F (6−97) 4%
3−GB(F,F)XB(F,F)−F (6−113) 4%
3−HHBB(F,F)−F (7−6) 3%
[Usage example 19]
F5-BB (F, F) XB (F, F) -F (1) 6%
F3-BB (F, F) XB (F) B (F, F) -F (1) 5%
3-GB (F) B (F, F) XB (F, F) -F (7-57) 4%
3-BB (F) B (F, F) XB (F, F) -F (7-47) 3%
4-BB (F) B (F, F) XB (F, F) -F (7-47) 3%
5-BB (F) B (F, F) XB (F, F) -F (7-47) 3%
3-HH-V (2-1) 38%
3-HH-V1 (2-1) 7%
3-HHEH-5 (3-13) 3%
3-HHB-1 (3-1) 4%
V-HHB-1 (3-1) 5%
V2-BB (F) B-1 (3-6) 5%
1V2-BB-F (5-1) 3%
3-BB (F, F) XB (F, F) -F (6-97) 4%
3-GB (F, F) XB (F, F) -F (6-113) 4%
3-HHBB (F, F) -F (7-6) 3%
本発明の液晶性化合物は、優れた物性を有する。この化合物を含有する液晶組成物は、パソコン、テレビ等に用いる液晶表示素子に広く利用できる。 The liquid crystal compound of the present invention has excellent physical characteristics. A liquid crystal composition containing this compound can be widely used in a liquid crystal display element used in a personal computer, a television, or the like.
Claims (13)
R1Xは、1つまたは2つの水素が、ハロゲンで置き換えられた炭素数1から10のアルキルであり;
環A1、環A2、環A3、環A4、および環A5は独立して、1,4−フェニレン、少なくとも1つの水素がハロゲンで置き換えられた1,4−フェニレンであり、環A1 および環A2 は1,4−シクロヘキシレン、ピリジン−2,5−ジイル、またはピリミジン−2,5−ジイルであってもよく;
Z1、Z2、Z3、およびZ4は独立して、単結合、−COO−、−OCH2−、−CF2O−、−CH2CH2−、−CF2CF2−、−CF=CF−、−C≡C−、−(CH2)4−、または−CH2CH=CHCH2−であり;
X1は、水素、ハロゲン、−CF3、または−OCF3であり;
L1およびL2は独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
a、b、c、およびdは独立して、0または1であり、a、b、c、およびdの和は1または2であり;そして
R11およびR12は独立して、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
環B1、環B2、環B3、および環B4は独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−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、またはピリミジン−2,5−ジイルであり;
Z11、Z12、およびZ13は独立して、単結合、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、または−COO−である。 At least one compound selected from the compounds represented by the formula (1) and the formula (3) and (4) a liquid crystal composition containing a small without even one compound of the compounds represented by.
R 1 X is an alkyl with 1 to 10 carbon atoms in which one or two hydrogens have been replaced with halogen;
Ring A 1, ring A 2, ring A 3, ring A 4, and ring A 5 are each independently 1,4-phenylene, at least one hydrogen is 1,4-phenylene which is replaced by halogen, Rings A 1 and A 2 may be 1,4-cyclohexylene , pyridine-2,5-diyl, or pyrimidine-2,5-diyl ;
Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 are independently single-bonded, -COO-, -OCH 2- , -CF 2 O-, -CH 2 CH 2- , -CF 2 CF 2 -,- CF = CF -, - C≡C - , - (CH 2) 4 -, or -CH 2 CH = CHCH 2 - and is;
X 1 is hydrogen, halogen, -CF 3 , or -OCF 3 ;
L 1 and L 2 are independently hydrogen, fluorine, or chlorine;
a, b, c, and d are independently 0 or 1, and the sum of a, b, c, and d is 1 or 2; and
R 11 and R 12 are independently alkyls with 1 to 10 carbons or alkenyl with 2 to 10 carbons, even if at least one -CH 2 − is replaced with -O- in the alkyl and alkenyl. Well, at least one hydrogen may be replaced by fluorine;
Ring B 1 , Ring B 2 , Ring B 3 and Ring B 4 are independent, 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,5-difluoro- 1,4-phenylene, or pyrimidine-2,5-diyl;
Z 11 , Z 12 , and Z 13 are independently single-bonded, −CH 2 CH 2- , −CH = CH−, −C≡C−, or −COO−.
R1Xは、1つまたは2つの水素が、フッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から10のアルキルであり;
環A1、環A2、環A3、環A4、および環A5は独立して、1,4−フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4−フェニレンであり、環A1 および環A2 は1,4−シクロヘキシレンであってもよく;
Z1、Z2、Z3、およびZ4は独立して、単結合、−COO−、−OCH2−、−CF2O−、−CH2CH2−、−CF2CF2−、−CF=CF−、−C≡C−、−(CH2)4−、または−CH2CH=CHCH2−であり;
X1は、フッ素、塩素、−CF3、または−OCF3であり;
L1およびL2は独立して、水素、フッ素、または塩素であり;
a、b、c、およびdは独立して、0または1であり、a、b、c、およびdの和は1または2である、請求項1に記載の液晶組成物。 In equation (1)
R 1 X is an alkyl with 1 to 10 carbon atoms in which one or two hydrogens have been replaced with fluorine or chlorine;
Ring A 1 , Ring A 2 , Ring A 3 , Ring A 4 , and Ring A 5 are independently 1,4-phenylene, a 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine. , Ring A 1 and Ring A 2 may be 1,4-cyclohexylene;
Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 are independently single-bonded, -COO-, -OCH 2- , -CF 2 O-, -CH 2 CH 2- , -CF 2 CF 2 -,- CF = CF -, - C≡C - , - (CH 2) 4 -, or -CH 2 CH = CHCH 2 - and is;
X 1 is fluorine, chlorine, -CF 3 , or -OCF 3 ;
L 1 and L 2 are independently hydrogen, fluorine, or chlorine;
The liquid crystal composition according to claim 1, wherein a, b, c, and d are independently 0 or 1, and the sum of a, b, c, and d is 1 or 2.
R1Xは、1つまたは2つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から10のアルキルであり;
環A1、環A2、環A3、環A4、および環A5は独立して、1,4−フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4−フェニレンであり、環A1、環A2 は1,4−シクロヘキシレンであってもよく;
Z1、Z2、Z3、およびZ4は独立して、単結合、−COO−、−OCH2−、−CF2O−、または−CH2CH2−であり;
X1は、フッ素、塩素、−CF3、または−OCF3であり;
L1およびL2は独立して、水素、フッ素、または塩素である。 The compound represented by the formula (1) is any one of the formula (1-1), the formula (1-2), the formula (1-3), the formula (1-4), and the formula (1-5). The liquid crystal composition according to claim 1 or 2, which is a compound represented by one.
R 1 X is an alkyl with 1 to 10 carbon atoms in which one or two hydrogens have been replaced with fluorine or chlorine;
Ring A 1, ring A 2, ring A 3, ring A 4, and ring A 5 are each independently 1,4-phenylene, at least one hydrogen in the 1,4-phenylene which is replaced by fluorine or chlorine Yes, ring A 1 and ring A 2 may be 1,4-cyclohexylene;
Z 1 , Z 2 , Z 3 , and Z 4 are independently single-bonded, -COO-, -OCH 2- , -CF 2 O-, or -CH 2 CH 2- ;
X 1 is fluorine, chlorine, -CF 3 , or -OCF 3 ;
L 1 and L 2 are independently hydrogen, fluorine, or chlorine.
R1Xは、1つまたは2つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から10のアルキルであり;
環A1、環A2、環A3、および環A4は独立して、1,4−フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4−フェニレンであり、環A1および環A2は1,4−シクロヘキシレンであってもよく;
Z1、Z2、およびZ3は独立して、単結合、−COO−、−OCH2−、−CF2O−、または−CH2CH2−であり;
X1は、フッ素、−CF3、または−OCF3であり;
L1およびL2は独立して、水素またはフッ素である。 Claims 1 to 3 wherein the compound represented by the formula (1) is a compound represented by any one of the formula (1-1), the formula (1-3), and the formula (1-4). The liquid crystal composition according to any one of the above.
R 1 X is an alkyl with 1 to 10 carbon atoms in which one or two hydrogens have been replaced with fluorine;
Ring A 1, ring A 2, ring A 3, and ring A 4 are each independently 1,4-phenylene, 1,4-phenylene which is replaced by at least one hydrogen fluorine or chlorine, ring A 1 and ring A 2 may be 1,4-cyclohexylene;
Z 1 , Z 2 , and Z 3 are independently single-bonded, -COO-, -OCH 2- , -CF 2 O-, or -CH 2 CH 2- ;
X 1 is fluorine, -CF 3 , or -OCF 3 ;
L 1 and L 2 are independently hydrogen or fluorine.
り;L1およびL2は独立して、水素またはフッ素である。 The liquid crystal according to any one of claims 1 to 4, wherein the compound represented by the formula (1) is a compound represented by any one of the formulas (1-a) to (1-h). Composition.
hは1から9の整数である、請求項7に記載の液晶組成物。 In equations (1-i) to (1-p), R 1 X is − (CH 2 ) h − CH 2 F.
The liquid crystal composition according to claim 7, wherein h is an integer from 1 to 9.
式(5)から(7)において、
R13は炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
X11は、フッ素、塩素、−OCF3、−OCHF2、−CF3、−CHF2、−CH2F
、−OCF2CHF2、または−OCF2CHFCF3であり;
環C1、環C2、および環C3は独立して、1,4−シクロヘキシレン、少なくとも1つ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、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、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;
Z14、Z15、およびZ16は独立して、単結合、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2O−、または−(CH2)4−であり;
L11およびL12は独立して、水素またはフッ素である。 The liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 8, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by the formulas (5) to (7).
In equations (5) to (7)
R 13 is an alkyl having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl having 2 to 10 carbon atoms, in which at least one -CH 2 − may be replaced by -O-, and at least one hydrogen is contained in the alkyl and alkenyl. May be replaced with fluorine;
X 11 is fluorine, chlorine, -OCF 3 , -OCHF 2 , -CF 3 , -CHF 2 , -CH 2 F.
, -OCF 2 CHF 2 , or -OCF 2 CHFCF 3 ;
Ring C 1 , Ring C 2 , and Ring C 3 are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, where at least one hydrogen may be replaced by fluorine, tetrahydropyran-2,5-diyl. , 1,3-dioxane-2,5-diyl, or pyrimidine-2,5-diyl;
Z 14 , Z 15 and Z 16 are independently single-bonded, -CH 2 CH 2- , -CH = CH-, -C≡C-, -COO-, -CF 2 O-, -OCF 2- , -CH 2 O-, or - (CH 2) 4 - a and;
L 11 and L 12 are independently hydrogen or fluorine.
R14は炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
X12は−C≡Nまたは−C≡C−C≡Nであり;
環D1は、1,4−シクロヘキシレン、少なくとも1つ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、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、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D1が複数有る場合は、同じであっても、異なっていてもよく;
Z17は、単結合、−CH2CH2−、−C≡C−、−COO−、−CF2O−、−OCF2−、または−CH2O−であり、Z17が複数有る場合は、同じであっても、異なっていてもよく;
L13およびL14は独立して、水素またはフッ素であり;
iは、1、2、3、または4である。 The liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 9, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by the formula (8).
R 14 is an alkyl having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl having 2 to 10 carbon atoms, in which at least one −CH 2 − may be replaced by −O − and at least one hydrogen is present. May be replaced with fluorine;
X 12 is -C ≡ N or -C ≡ C-C ≡ N;
Ring D 1 is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl. , or a pyrimidine-2,5-diyl, if ring D 1 has a plurality may be the same or different;
Z 17 represents a single bond, -CH 2 CH 2 -, - C≡C -, - COO -, - CF 2 O -, - OCF 2 -, or -CH 2 is O-, if Z 17 has a plurality May be the same or different;
L 13 and L 14 are independently hydrogen or fluorine;
i is 1, 2, 3, or 4.
R15およびR16は独立して、炭素数1から10のアルキルまたは炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
R17は、水素、フッ素、炭素数1から10のアルキル、または炭素数2から10のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、少なくとも1つの水素はフッ素で置き換えられてもよく;
環E1、環E2、環E3、および環E4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、少なくとも1つ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,テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、またはデカヒドロナフタレン−2
,6−ジイルであり、環E1、環E2、環E3、および環E4が複数有る場合は、同じであっても、異なっていてもよく;
環E5および環E6は独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン,テトラヒドロピラン−2,5−ジイル、またはデカヒドロナフタレン−2,6−ジイルであり;
Z18、Z19、Z20、およびZ21は独立して、単結合、−CH2CH2−、−COO−、−CH2O−、−OCF2−、または−OCF2CH2CH2−であり、Z18、Z19、Z20、およびZ21が複数有る場合は、同じであっても、異なっていてもよく;
L15およびL16は独立して、フッ素または塩素であり;
S11は、水素またはメチルであり;
Xは、−CHF−または−CF2−であり;
j、k、m、n、p、q、r、およびsは独立して、0または1であり、k、m、n、およびpの和は、1または2であり、q、r、およびsの和は、0、1、2、または3であり、tは、1、2、または3である。 The liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 10, further comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by the formulas (9) to (15).
R 15 and R 16 are independently alkyls with 1 to 10 carbon atoms or alkenyl with 2 to 10 carbon atoms, even if at least one -CH 2 − is replaced with -O- in the alkyl and alkenyl. Well, at least one hydrogen may be replaced by fluorine;
R 17 is hydrogen, fluorine, an alkyl having 1 to 10 carbon atoms, or an alkenyl having 2 to 10 carbon atoms, in which at least one −CH 2 − may be replaced by −O−. , At least one hydrogen may be replaced by fluorine;
Ring E 1 , Ring E 2 , Ring E 3 , and Ring E 4 may independently replace 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, and at least one hydrogen with fluorine 1, 4-Phenylene, Tetrahydropyran-2,5-Diyl, or Decahydronaphthalen-2
, 6-Diyl, and if there are multiple rings E 1 , ring E 2 , ring E 3 , and ring E 4 , they may be the same or different;
Ring E 5 and ring E 6 are each independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, 1,4-phenylene, tetrahydropyran-2,5-diyl or decahydronaphthalene, 2,6 -Jeil;
Z 18, Z 19, Z 20 , and Z 21 are independently a single bond, -CH 2 CH 2 -, - COO -, - CH 2 O -, - OCF 2 -, or -OCF 2 CH 2 CH 2 -And if there are multiple Z 18 , Z 19 , Z 20 , and Z 21 , they may be the same or different;
L 15 and L 16 are independently fluorine or chlorine;
S 11 is hydrogen or methyl;
X is -CHF- or -CF 2- ;
j, k, m, n, p, q, r, and s are independently 0 or 1, and the sum of k, m, n, and p is 1 or 2, q, r, and The sum of s is 0, 1, 2, or 3, and t is 1, 2, or 3.
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