JPH0770148A - シラシクロヘキサン化合物、その製造方法及びこれを含有する液晶組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シラシクロヘキサン環を有する液晶化合物を
提供する。 【構成】 下記一般式（Ｉ）で表されるシラシクロヘキ
サン化合物。 式中において、Ｒは水素、炭素数１〜１０の直鎖状アル
キル基、炭素数３〜８の分枝鎖状アルキル基、炭素数２
〜７のアルコキシアルキル基又は炭素数２〜８のアルケ
ニル基を表す。 は、少なくともいずれか一方は１又は４位のケイ素が
Ｈ、Ｆ、Ｃｌ又はＣＨ_３の置換基を持つトランス−１−
シラシクロヘキシレン又はトランス−４−シラシクロヘ
キシレン基で、他方はトランス−１、４−シクロヘキシ
レン基を表す。Ｘは、ＣＮ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ₃、ＣＦ₂Ｃ
ｌ、ＣＨＦＣｌ、ＯＣＦ₃、ＯＣＨＦ₂、ＯＣＦ₂Ｃｌ、
ＯＣＨＦＣｌ、Ｒ又はＯＲ基を表す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規なシラシクロヘキサ
ン化合物及びその製造方法、並びにこれを含有する液晶
組成物及び該液晶組成物を含有する液晶表示素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は液晶物質が持つ光学異方
性及び誘電異方性を利用したものであり、その表示様式
によってＴＮ型（ねじれネマチック型）、ＳＴＮ型（超
ねじれネマチック型）、ＳＢＥ型（超複屈折型）、ＤＳ
型（動的散乱型）、ゲスト・ホスト型、ＤＡＰ型（整列
相の変形型）及びＯＭＩ型（光学的にモード干渉型）な
ど各種の方式がある。最も一般的なディスプレーデバイ
スはシャット−ヘルフリッヒ効果に基づき、ねじれネマ
チック構造を有するものである。

【０００３】これらの液晶表示に用いられる液晶物質に
要求される性質は、その表示方式によって若干異なる
が、液晶温度範囲が広いこと、水分、空気、光、熱、電
界等に対して安定であること等は、いずれの表示方式に
おいても共通して要求される。さらに、液晶材料は、低
粘度であり、かつセル中において短いアドレス時間、低
い閾値電圧及び高いコントラストを与えることが望まれ
る。

【０００４】現在、単一の化合物でこれらの要求をすべ
て満たす物質はなく、実際には数種〜１０数種の液晶化
合物・潜在液晶化合物を混合して得られる液晶性混合物
が使用されている。それ故、液晶組成物の構成成分が互
いに容易に混和できることが重要な特性ともなる。

【０００５】これらの構成成分となり得る液晶化合物の
中で、電気光学的性能を支配する基本成分の一つとし
て、従来、

【化８】 （特公昭６３−１３４１１号）、

【化９】 （特公昭６３−３２０５１号）、

【化１０】 （特公昭６３−４４１３２号）、

【化１１】 （特公昭６３−４６７３８号）、

【化１２】 （特公平２−２９０５５号）、

【化１３】 （特開平４−５４１３８号）、

【化１４】 （特表平４−５０６３７６号）、

【化１５】 （特表平２−５０１３１１号）、

【化１６】 （特開平２−２３３６２６号）等の所謂シクロヘキシル
環−シクロヘキシル環−フェニル環構造（ＣＣＰ構造）
を持った化合物が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年、液晶ディスプレ
ーの用途が拡大するにつれて、液晶材料に要求される特
性も益々高度な厳しいものになりつつある。特に、駆動
電圧の低電圧化、車載用ニーズに対応した広域温度範囲
化、低温性能の向上等従来の液晶物質の特性を更に上回
るものが望まれるようになってきた。

【０００７】このような観点から、本発明は、液晶物質
の特性の向上を目的として新規に開発された液晶物質で
あり、従来の技術である上述のシクロヘキシル環−シク
ロヘキシル環−フェニル環構造（ＣＣＰ構造）を有する
液晶化合物とは全く異なるシラシクロヘキサン環を有す
る液晶化合物を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、下
記一般式（Ｉ）

【化１７】 で表されるシラシクロヘキサン化合物である。式中にお
いて、Ｒは水素、炭素数１〜１０の直鎖状アルキル基、
炭素数３〜８の分枝鎖状アルキル基、炭素数２〜７のア
ルコキシアルキル基又は炭素数２〜８のアルケニル基を
表す。

【化１８】 及び

【化１９】 は、少なくともいずれか一方は１又は４位のケイ素が
Ｈ、Ｆ、Ｃｌ又はＣＨ₃の置換基を持つトランス−１−
シラシクロヘキシレン又はトランス−４−シラシクロヘ
キシレン基で、他方はトランス−１、４−シクロヘキシ
レン基を表わす。Ｘは、ＣＮ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ₃、ＣＦ₂
Ｃｌ、ＣＨＦＣｌ、ＯＣＦ₃、ＯＣＨＦ₂、ＯＣＦ₂Ｃ
ｌ、ＯＣＨＦＣｌ、Ｒ又はＯＲ基（Ｒは水素、炭素数１
〜１０の直鎖状アルキル基、炭素数３〜８の分枝鎖状ア
ルキル基、炭素数２〜７のアルコキシアルキル基又は炭
素数２〜８のアルケニル基）を表す。ＹはＨ又はＦを表
す。またＺはＨ又はＦを表す。

【０００９】また本発明は、有機金属試薬Ｒ−Ｍ（Ｍは
ＭｇＰ（Ｐはハロゲンを表す。）、ＺｎＰ又はＬｉを表
す。）と、シラシクロヘキサン化合物

【化２０】 （ＷはＨ、Ｆ、Ｃｌ又はＣＨ₃基、Ｑはハロゲン又はア
ルコキシ基を表す。）との反応によることを特徴とする
前記一般式（Ｉ）で表されるシラシクロヘキサン化合物
の製造方法である。

【００１０】また本発明は、有機金属試薬

【化２１】 （但し、

【化２２】 は、１又は４位のケイ素がＨ、Ｆ、Ｃｌ又はＣＨ_３の置
換基を持つトランス−１−シラシクロヘキシレン又はト
ランス−４−シラシクロヘキシレン基又はシクロヘキシ
レン基を表す。）と、シラシクロヘキサン化合物

【化２３】 （但し、Ｗ及びＱは〔化２０〕に同じ。）との反応によ
ることを特徴とする前記一般式（Ｉ）で表されるシラシ
クロヘキサン化合物の製造方法である。

【００１１】さらに、本発明は、前記一般式（Ｉ）で表
される化合物を含有することを特徴とする液晶組成物並
びにこの液晶組成物を含有することを特徴とする液晶表
示素子である。

【００１２】前記一般式（Ｉ）で表される新規な化合物
は、具体的には、以下に示す〔化２４〕乃至〔化３０〕
の環構造で表され、少なくとも一つのトランス−１又は
４−シラシクロヘキサン環を含む環構造を有するシラシ
クロヘキサン化合物である。

【化２４】

【化２５】

【化２６】

【化２７】

【化２８】

【化２９】

【化３０】

【００１３】式中、Ｒは、水素、炭素数１〜１０の直鎖
状アルキル基即ち、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ
−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチ
ル、ｎ−オクチル、ｎ−ノニル、ｎ−デシル基、又は、
炭素数３〜８の分枝鎖状アルキル基即ち、イソプロピ
ル、ｓｅｃ−ブチル、イソブチル、１−メチルブチル、
２−メチルブチル、３−メチルブチル、１−メチルペン
チル、２−メチルペンチル、３−メチルペンチル、１−
エチルペンチル、１−メチルヘキシル、２−メチルヘキ
シル、３−メチルヘキシル、２−エチルヘキシル、３−
エチルヘキシル、１−メチルヘプチル、２−メチルヘプ
チル、３−メチルヘプチル、又は、炭素数２〜７のアル
コキシアルキル基即ち、メトキシメチル、エトキシメチ
ル、プロポキシメチル、ブトキシメチル、ペントキシメ
チル、ヘキシロキシメチル、メトキシエチル、エトキシ
エチル、プロポキシエチル、ブトキシエチル、ペントキ
シエチル、メトキシプロピル、エトキシプロピル、プロ
ポキシプロピル、ブトキシプロピル、メトキシブチル、
エトキシブチル、プロポキシブチル、メトキシペンチ
ル、エトキシペンチル基、又は、炭素数２〜８のアルケ
ニル基即ち、ビニル、１−プロペニル、アリル、１−ブ
テニル、３−ブテニル、イソプレニル、１−ペンテニ
ル、３−ペンテニル、４−ペンテニル、ジメチルアリ
ル、１−ヘキセニル、３−ヘキセニル、５−ヘキセニ
ル、１−ヘプテニル、３−ヘプテニル、６−ヘプテニ
ル、７−オクテニル基を表す。

【００１４】Ｗ、Ｗ¹、Ｗ²は、各々相互に独立して、
Ｈ、Ｆ、Ｃｌ又はＣＨ₃を表す。

【００１５】ＸはＣＮ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ₃、ＣＦ₂Ｃｌ、
ＣＨＦＣｌ、ＯＣＦ₃、ＯＣＨＦ₂、ＯＣＦ₂Ｃｌ、ＯＣ
ＨＦＣｌ、Ｒ又はＯＲ基を表す。Ｙは、Ｈ又はＦを表
す。Ｚは、Ｈ又はＦを表す。

【００１６】

【化３１】 として具体的には、

【化３２】

【化３３】

【化３４】

【化３５】

【化３６】

【化３７】

【化３８】

【化３９】

【化４０】

【化４１】

【化４２】

【化４３】

【化４４】

【化４５】

【化４６】

【化４７】

【化４８】

【化４９】

【化５０】

【化５１】

【化５２】

【化５３】

【化５４】

【化５５】

【化５６】

【化５７】

【化５８】

【化５９】

【化６０】

【化６１】

【化６２】

【化６３】

【化６４】 基を表す。

【００１７】これらのうち、環構造については、〔化２
４〕、〔化２６〕、〔化２８〕の化合物が、実用上望ま
しい。

【００１８】Ｒについては、炭素数２〜７の直鎖状アル
キル基即ちエチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、ｎ−ペ
ンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル基、又は炭素数３
〜７の分枝鎖状アルキル基の内イソプロピル、１−メチ
ルプロピル、２−メチルプロピル、１−メチルブチル、
２−メチルブチル、３−メチルブチル、１−メチルペン
チル、２−メチルペンチル、２−エチルヘキシル基、又
は、炭素数２〜６のアルコキシアルキル基即ち、メトキ
シメチル、メトキシエチル、メトキシプロピル、メトキ
シペンチル、エトキシメチル、エトキシエチル、プロポ
キシメチル、ペントキシメチル基、又は、アルケニル基
の内ビニル、１−プロペニル、３−ブテニル、１−ペン
テニル、３−ペンテニル、４−ペンテニル、１−ヘキセ
ニル、５−ヘキセニル、６−ヘプテニル、７−オクテニ
ル基が、実用上望ましい。

【００１９】Ｗ、Ｗ¹、Ｗ²については、Ｈ、Ｆ、ＣＨ₃
基が、実用上望ましい。

【００２０】〔化３１〕については、〔化３２〕〜〔化
３５〕、〔化３８〕、〔化４１〕〜〔化４７〕、〔化５
０〕、〔化５３〕〜〔化５８〕、〔化６１〕〜〔化６
４〕が実用上好ましい。

【００２１】次に、これらの化合物の製造方法について
説明する。環構造により反応基質は若干異なるが、いず
れも共通して以下に示す有機金属のカップリング反応で
製造される。

【化６５】

【化６６】

【化６７】 Ｐ：ハロゲン、Ｑ：ハロゲン又はアルコキシ基、Ｍ：Ｍ
ｇ、Ｚｎ又はＬｉ（Ｗ＝Ｆ又はＣｌ、Ｗ²＝Ｆ又はＣｌ
の場合、Ｗ＝Ｑ、Ｗ²＝Ｑ、Ｗ¹≠Ｆ又はＣｌ）

【００２２】上記の製造方法は、シクロヘキシルハライ
ド、Ｒ−ハライド、又はシラシクロヘキシルハライドか
ら常法によりＴＨＦ（テトラヒドロフラン）等の溶媒中
で対応する有機金属試薬とする。この際、置換基Ｘの種
類により適正金属種が選ばれる。生成したメタルハライ
ドは、次にケイ素がＷ又はＷ²、及びＱで置換されたシ
ラシクロヘキサン化合物と反応させる。ここで生成した
化合物はシラシクロヘキサン環の立体配座においてトラ
ンス体とシス体の混合物となっているので、クロマトグ
ラフィー又は再結晶等の常法の精製手段によりトランス
体を分離精製し、本発明の一般式（Ｉ）で表されるシラ
シクロヘキサン化合物を得る。

【００２３】本発明のシラシクロヘキサン化合物は、既
知の化合物と混合して液晶組成物を得ることができる。
液晶組成物を製造するために具体的に混合される化合物
は、以下に示す既知の化合物から選ぶことができる。

【化６８】

【化６９】

【００２４】なお、〔化６８〕及び〔化６９〕におい
て、（Ｍ）及び（Ｎ）は、 無置換又は置換基として１個または２個以上のＦ、Ｃ
ｌ、Ｂｒ、ＣＮ、アルキル基を有するトランス−１、４
−シクロヘキシレン基、 シクロヘキサン環中の１個又は隣接していない２個の
ＣＨ₂基がＯ、Ｓに置き換えられている環、 １、４−シクロヘキセニレン基、 無置換又は置換基として１個又は２個のＦ、Ｃｌ、Ｃ
Ｈ₃又はＣＮ基を有する１、４−フェニレン基、 １、４−フェニレン基の環中の１個又は２個のＣＨ基
はＮ原子により置き換えられている環のいずれかを表
す。

【００２５】Ｚ¹、Ｚ²は、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ＝Ｃ
Ｈ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ₂−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ₂Ｏ
−、−ＯＣＨ₂−又は単結合を表す。

【００２６】ｌ（エル）、ｍ＝０、１、２（但し、ｌ＋
ｍ＝１、２、３、ｎ＝０、１、２）である。

【００２７】Ｒは、水素、炭素数１〜１０の直鎖状アル
キル基、炭素数３〜８の分枝鎖状アルキル基、炭素数２
〜７のアルコキシアルキル基又は炭素数２〜８のアルケ
ニル基である。

【００２８】Ｘ、Ｙ、Ｚは、一般式（Ｉ）の定義と同じ
である。

【００２９】なお、上記において、ｌ（エル）、ｎ＝２
の場合には（Ｍ）中に、ｍ＝２の場合には（Ｎ）中に異
種環を含んでもよい。

【００３０】液晶組成物における本発明のシラシクロヘ
キサン化合物の割合は、その一種又は２種以上を、１〜
５０重量％好ましくは５〜３０重量％含有される。ま
た、液晶組成物には、着色ゲスト−ホスト系を生成する
ための多色性染料或いは誘電異方性、粘度、ネマチック
相の配向を変えるための添加剤を含むことができる。

【００３１】このようにして形成された液晶組成物を利
用して各種液晶表示素子を通常の方法で製造することが
できる。すなわち、本発明のシラシクロヘキサン化合物
を含有する液晶組成物は、所望形状の電極を有する透明
基板間に封入して液晶表示素子として使用される。この
素子は必要において各種アンダーコート、配向制御用オ
ーバーコート、偏光板、フィルター、反射層等を有して
も良く、多層セルとしたり、他の表示素子と組み合わせ
たり、半導体基板を用いたり、或いは光源を用いたりす
る種々のものが使用できる。

【００３２】液晶表示素子の駆動方法としては、ダイナ
ミックスキャタリング（ＤＳＭ）方式、ツイステッドネ
マチック（ＴＮ）方式、ゲストホスト（ＧＨ）方式、ス
ーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）方式、高分子
分散液晶（ＰＤＬＣ）方式等、液晶表示素子の業界で公
知の方式を採用することができる。

【００３３】

【実施例】以下に、具体的な実施例を挙げて本発明をさ
らに詳しく説明する。

【００３４】「実施例１」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−プロピ
ルシクロヘキシル）−４−シラシクロヘキシル）−１、
２−ジフルオロベンゼンの製造 マグネシウム０．５ｇ（２１ｍｍｏｌ）及びＴＨＦ５０
ｍｌの混合物に、４−ｎ−プロピルシクロヘキシルブロ
マイド４．１ｇ（２０ｍｍｏｌ）を滴下してグリニヤー
試薬を得た。続いてこの溶液を４−（４−クロロ−４−
シラシクロヘキシル）−１、２−ジフルオロベンゼン
４．９ｇ（２０ｍｍｏｌ）のＴＨＦ５０ｍｌ溶液に滴下
して４−（４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−プロピルシクロ
ヘキシル）−４−シラシクロヘキシル）−１、２−ジフ
ルオロベンゼンを得た。このものは、シラシクロヘキサ
ン環に関し、トランス体とシス体の混合物であり、クロ
マトグラフィーにより分離して、トランス体６．１ｇ
（収率９１％）を得た。 Ｃ−Ｎ転移温度：２８℃、Ｎ−Ｉ転移温度：７９℃ ＩＲ（液膜） νｍａｘ：２９１４，２８４５，２０９
８，１６０８，１５１８，１２８６，１２１３，８１
２，８０８，７６９ｃｍ^-1

【００３５】実施例１と同様にして以下の化合物を得
た。

【００３６】「実施例２」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−プロピ
ルシクロヘキシル）−４−シラシクロヘキシル）−１−
フルオロベンゼン Ｃ−Ｎ転移温度：５６℃、Ｎ−Ｉ転移温度：１１１℃ ＩＲ（ＫＢｒ ｄｉｓｃ） νｍａｘ：２９１４，２８
４３，２１０２，１６０５，１５０８，１２２５，９８
５，８８７，８７９，８１２，７１０ｃｍ^-1

【００３７】「実施例３」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ブチル
シクロヘキシル）−４−シラシクロヘキシル）−１−フ
ルオロベンゼン Ｃ−Ｎ転移温度：４０℃、Ｎ−Ｉ転移温度：１０７℃ ＩＲ（ＫＢｒ ｄｉｓｃ） νｍａｘ：２９２０，２８
４６，２１０２，１６０５，１５０８，１２２５，９８
５，８１２，７１９ｃｍ^-1

【００３８】「実施例４」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチ
ルシクロヘキシル）−４−シラシクロヘキシル）−１−
フルオロベンゼン この化合物は以下に示す性質を有し、類似構造炭化水素
化合物である４−（４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチ
ルシクロヘキシル）−ｔｒａｎｓ−４−シクロヘキシ
ル）−１−フルオロベンゼンでは現れたスメクチック相
（６６〜７６℃）が消失した。 Ｃ−Ｎ転移温度：５５℃、Ｎ−Ｉ転移温度：１１３℃ ＩＲ（ＫＢｒ ｄｉｓｃ） νｍａｘ：２９２０，２８
４３，２０９４，１６０５，１５１０，１２２３，９８
７，８８７，８７７，８１４，７１５ｃｍ^-1

【００３９】「実施例５」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−プロピ
ルシクロヘキシル）−４−シラシクロヘキシル）−１−
クロロベンゼン この化合物は以下に示す性質を有し、類似構造炭化水素
化合物である４−（４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−プロピ
ルシクロヘキシル）−ｔｒａｎｓ−４−シクロヘキシ
ル）−１−クロロベンゼンでは現れたスメクチック相
（７０〜７８℃）が消失した。 Ｃ−Ｎ転移温度４８℃、Ｎ−Ｉ転移温度１３６℃ ＩＲ（ＫＢｒ ｄｉｓｃ） νｍａｘ：２９１２，２８
４３，２１０２，１４９１，９８７，８７７，８１０，
７２５，６８３ｃｍ^-1

【００４０】「実施例６」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチ
ルシクロヘキシル）−４−シラシクロヘキシル）−１，
２−ジフルオロベンゼン Ｃ−Ｎ転移温度：４５℃、Ｎ−Ｉ転移温度：８７℃ ＩＲ（ＫＢｒ ｄｉｓｃ） νｍａｘ：２９２４，２８
４５，２０９２，１６０８，１５２０，１１１３，９８
９，８９１，８０８，７７１，７１５ｃｍ^-1

【００４１】「実施例７」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−プロピ
ルシクロヘキシル）−４−シラシクロヘキシル）−１−
トリフルオロメトキシベンゼン

【００４２】「実施例８」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−プロピ
ルシクロヘキシル）−４−シラシクロヘキシル）−１、
２、６−トリフルオロベンゼン

【００４３】「実施例９」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−メチル−４−（ｔｒａｎｓ−４
−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）−４−シラシクロヘキ
シル）−１−メトキシベンゼン

【００４４】「実施例１０」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−メチル−４−（ｔｒａｎｓ−４
−イソブチルシクロヘキシル）−４−シラシクロヘキシ
ル）−１−クロロ−２、６−ジフルオロベンゼン

【００４５】「実施例１１」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−プロピ
ルシクロヘキシル）−４−シラシクロヘキシル）ベンゾ
ニトリル マグネシウム０．５ｇ（２１ｍｍｏｌ）及びＴＨＦ５０
ｍｌの混合物に４−ｎ−プロピルシクロヘキシルブロマ
イド４．１ｇ（２０ｍｍｏｌ）を滴下してグリニヤー試
薬を得た。次にこの溶液を塩化亜鉛３．０ｇ（２２ｍｍ
ｏｌ）及びＴＨＦ１０ｍｌの混合物に加え、有機亜鉛試
薬を得た。続いてこの試薬を４−（４−クロロ−４−シ
ラシクロヘキシル）ベンゾニトリル４．７ｇ（２０ｍｍ
ｏｌ）のＴＨＦ５０ｍｌ溶液に滴下して４−（４−（ｔ
ｒａｎｓ−４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）−４−シ
ラシクロヘキシル）ベンゾニトリルを得た。このもの
は、シラシクロヘキサン環に関しトランス体とシス体の
混合物であり、クロマトグラフィーにより分離して、ト
ランス体５．４ｇ（収率８３％）を得た。

【００４６】「実施例１２」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチ
ル−４−シラシクロヘキシル）−４−シクロヘキシル）
−１−ジフルオロメトキシ−２、６−ジフルオロベンゼ
ン マグネシウム０．５ｇ（２１ｍｍｏｌ）及びＴＨＦ５０
ｍｌの混合物にｎ−ペンチルブロマイド２．５ｇ（２０
ｍｍｏｌ）を滴下し、グリニヤー試薬を得た。続いてこ
の溶液を４−（４−（４−クロロ−４−シラシクロヘキ
シル）−ｔｒａｎｓ−４シクロヘキシル）−１−ジフル
オロメトキシ−２、６−ジフルオロベンゼン７．９ｇ
（２０ｍｍｏｌ）のＴＨＦ５０ｍｌ溶液に滴下して４−
（４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチル−４−シラシク
ロヘキシル）−４−シクロヘキシル）−１−ジフルオロ
メトキシ−２、６−ジフルオロベンゼンを得た。このも
のはシラシクロヘキサン環に関しトランス体とシス体の
混合物であり、クロマトグラフィーによりトランス体
７．２ｇ（収率９０％）を得た。 Ｃ−Ｎ転移温度：５２℃、Ｎ−Ｉ転移温度：７５℃ ＩＲ（ＫＢｒ ｄｉｓｃ） νｍａｘ：２９２４，２８
５４，２１０２，１６０３，１５１８，１４４４，１３
４２，１２１７，１１１５，１０３４，９８４，９５
８，８８７，８４９，８１６ｃｍ^-1

【００４７】実施例１２と同様にして以下の化合物を得
た。

【００４８】「実施例１３」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−プロピ
ル−４−シラシクロヘキシル）−４−シクロヘキシル）
−１−フルオロベンゼン Ｃ−Ｎ転移温度：６５℃、Ｎ−Ｉ転移温度：１０９℃ ＩＲ（ＫＢｒ ｄｉｓｃ） νｍａｘ：２９１８，２８
４８，２１０４，１６０５，１５１０，１４４８，１２
２７，９８５，８８７，８７９，８３５ｃｍ^-1

【００４９】「実施例１４」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチ
ル−４−シラシクロヘキシル）−４−シクロヘキシル）
−１−フルオロベンゼン この化合物は以下に示す性質を有し、類似構造炭化水素
化合物である、４−（４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペン
チルシクロヘキシル）−ｔｒａｎｓ−４−シクロヘキシ
ル）−１−フルオロベンゼンでは現れたスメクチック相
（６６〜７６℃）が消失した。 Ｃ−Ｎ転移温度：３８℃、Ｎ−Ｉ転移温度：９２℃ ＩＲ（ＫＢｒ ｄｉｓｃ） νｍａｘ：２９１８，２８
４８，２１００，１６０３，１５１０，１２２７，９８
７，８８５，８２５ｃｍ^-1

【００５０】「実施例１５」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−プロピ
ル−４−シラシクロヘキシル）−４−シクロヘキシル）
−１，２−ジフルオロベンゼン Ｃ−Ｎ転移温度：２０℃、Ｎ−Ｉ転移温度：７９℃ ＩＲ（液膜） νｍａｘ：２９２４，２８５４，２１０
０，１６０６，１５１８，１２７９，９８７，８８７，
８４３，８１８ｃｍ^-1

【００５１】「実施例１６」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチ
ル−４−シラシクロヘキシル）−４−シクロヘキシル）
−１，２−ジフルオロベンゼン Ｃ−Ｎ転移温度：１４℃、Ｎ−Ｉ転移温度：７２℃ ＩＲ（液膜） νｍａｘ：２９２２，２８５２，２１０
０，１６０６，１５１８，１２７９，１２０７，９８
７，８１６，７６８ｃｍ^-1

【００５２】「実施例１７」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−プロピ
ル−４−シラシクロヘキシル）−４−シクロヘキシル）
−１−トリフルオロメトキシベンゼン この化合物は以下に示す性質を有し、類似構造炭化水素
化合物である４−（４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−プロピ
ルシクロヘキシル）−ｔｒａｎｓ−４−シクロヘキシ
ル）−１−トリフルオロメトキシベンゼンでは現れたス
メクチック相（３８〜６９℃）が消失した。 Ｃ−Ｎ転移温度：４２℃、Ｎ−Ｉ転移温度：１０６℃ ＩＲ（ＫＢｒ ｄｉｓｃ） νｍａｘ：２９２４，２８
５４，２１０８，１５１０，１２６３，１２２５，１１
９０，１１６１，９８５，８４５ｃｍ^-1

【００５３】「実施例１８」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチ
ル−４−シラシクロヘキシル）−４−シクロヘキシル）
−１−トリフルオロメトキシベンゼン この化合物は以下に示す性質を有し、類似構造炭化水素
化合物である４−（４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチ
ルシクロヘキシル）−ｔｒａｎｓ−４−シクロヘキシ
ル）−１−トリフルオロメトキシベンゼンでは現れたス
メクチック相（５２〜７３℃）が消失した。 Ｃ−Ｎ転移温度：３８℃、Ｎ−Ｉ転移温度：８０℃ ＩＲ（ＫＢｒ ｄｉｓｃ） νｍａｘ：２９２４，２８
５４，２１０２，１５１０，１２６７，１２２３，１１
９４，１１５９，９８７，８１８ｃｍ^-1

【００５４】「実施例１９」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチ
ル−４−シラシクロヘキシル）−４−シクロヘキシル）
−１−クロロ−２−フルオロベンゼン Ｃ−Ｎ転移温度：２２．８℃、Ｎ−Ｉ転移温度：１０
６．３℃ ＩＲ（液膜） νｍａｘ：２９２２，２８５２，２１０
０，１４８５，９８７，８８７，８３３，８１６，ｃｍ
^-1

【００５５】「実施例２０」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−（３−ペン
テニル）−４−シラシクロヘキシル）−４−シクロヘキ
シル）−１−フルオロベンゼン

【００５６】「実施例２１」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−メトキシプ
ロピル−４−シラシクロヘキシル）−４−シクロヘキシ
ル）−１−クロロ−２−フルオロベンゼン

【００５７】「実施例２２」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−プロピ
ル−４−シラシクロヘキシル）−４−シクロヘキシル）
−２，３−ジフルオロ−１−エトキシベンゼン Ｃ−Ｎ転移温度：５９．３℃、Ｓ−Ｎ転移温度：５６．
７℃、 Ｎ−Ｉ転移温度：１４２．５℃ ＩＲ（ＫＢｒ ｄｉｓｃ） νｍａｘ：２９２６，２８
５４，２０９２，１５１４，１４７５，１１１５，１０
７８，８８５，８４３，８１６ｃｍ^-1

【００５８】「実施例２３」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−（３−
メトキシプロピル）−４−シラシクロヘキシル）シクロ
ヘキシル）−１，２−ジフルオロベンゼン Ｃ−Ｎ転移温度：３７℃、Ｎ−Ｉ転移温度：６９℃ ＩＲ（ＫＢｒ ｄｉｓｃ） νｍａｘ：２９２６，２８
５４，２１２１，２０９６，１６０６，１５１８，１２
７７，１２０７，１１１３，９８５，８８７，８１４ｃ
ｍ^-1 ＩＲ（ＫＢｒ ｄｉｓｃ） νｍａｘ：ｃｍ^-1

【００５９】「実施例２４」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−（４−ペン
テニル）−４−シラシクロヘキシル）−４−シクロヘキ
シル）−１，２−ジフルオロベンゼン Ｃ−Ｎ転移温度：５℃、Ｎ−Ｉ転移温度：４２℃ ＩＲ（ＫＢｒ ｄｉｓｃ） νｍａｘ：２９２２，２８
５２，２１００，１６０６，１５１８，１２７９，１１
１７，８８７，８１８ｃｍ^-1

【００６０】「実施例２５」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−（３−メチ
ルブチル）−４−シラシクロヘキシル）−４−シクロヘ
キシル）−１，２−ジフルオロベンゼン Ｃ−Ｎ転移温度：３８℃、Ｎ−Ｉ転移温度：３６℃ ＩＲ（ＫＢｒ ｄｉｓｃ） νｍａｘ：２９２２，２８
５２，２１００，１６０８，１５１８，１２７９，１２
０７，９８７，８８９，８１６ｃｍ^-1

【００６１】「実施例２６」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−プロピ
ル−４−シラシクロヘキシル）−４−シラシクロヘキシ
ル）−１−トリフルオロメチルベンゼン マグネシウム０．５ｇ（２１ｍｍｏｌ）及びＴＨＦ５０
ｍｌの混合物に４−ｎ−プロピルシラシクロヘキシルブ
ロマイド４．４ｇ（２０ｍｍｏｌ）を滴下し、グリニヤ
ー試薬を得た。続いてこの溶液を４−（４−クロロ−４
−シラシクロヘキシル）−１−トリフルオロメチルベン
ゼン５．６ｇ（２０ｍｍｏｌ）のＴＨＦ５０ｍｌ溶液に
滴下して４−（４−（４−ｎ−プロピルシラシクロヘキ
シル）−４−シラシクロヘキシル）−１−トリフルオロ
メチルベンゼンを得た。このものはシラシクロヘキサン
環に関しトランス体とシス体の混合物であり、クロマト
グラフィーにより分離してトランス−トランス体６．５
ｇ（収率８５％）を得た。

【００６２】実施例２６と同様にして以下の化合物を得
た。

【００６３】「実施例２７」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−（３−ペン
テニル）−４−シラシクロヘキシル）−４−シラシクロ
ヘキシル）−１−ｎ−プロピルベンゼン

【００６４】「実施例２８」 ４−（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−メトキシプ
ロピル−４−メチル−４−シラシクロヘキシル）−４−
シラシクロヘキシル）−１−トリフルオロメトキシ−２
−フルオロベンゼン

【００６５】次に、上記実施例で得られた本発明の化合
物を既存の液晶組成物に添加して本発明の液晶組成物を
製造した。そして得られた液晶組成物の動作閾値電圧及
び転移温度を測定した。

【００６６】「液晶組成物実施例」４−（４−（ｔｒａ
ｎｓ−４−エチルシクロヘキシル）−ｔｒａｎｓ−４−
シクロヘキシル）−１，２−ジフルオロベンゼン４０モ
ル％、４−（４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−プロピルシク
ロヘキシル）−ｔｒａｎｓ−４−シクロヘキシル）−
１，２−ジフルオロベンゼン３５モル％及び４−（４−
（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）−ｔ
ｒａｎｓ−４−シクロヘキシル）−１，２−ジフルオロ
ベンゼン２５モル％から成る混合物Ａは、以下の性質を
示す。 Ｃ−Ｎ転移温度：７℃ Ｎ−Ｉ転移温度：１０６℃ 閾値電圧：２．５０Ｖ

【００６７】この混合物Ａ８５％と実施例１６の４−
（ｔｒａｎｓ−４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチル−
４−シラシクロヘキシル）−４−シクロヘキシル）−
１，２−ジフルオロベンゼン１５モル％から成る混合物
は以下の性質を示した。 Ｃ−Ｎ転移温度：２℃ Ｎ−Ｉ転移温度：１０１℃ 閾値電圧：２．２３Ｖ

【００６８】

【発明の効果】環構成元素としてＳｉを導入した本発明
の液晶化合物は、従来の類似炭化水素環のＣＣＰ構造を
有する液晶化合物に比べ、以下の利点を有する。 （１）低温にまで拡大したネマチック液晶相を持つため
に、以下の低温性能が向上する。 （２）低温での粘度の低下が図れ、低温下での応答速度
が向上する。 （３）低温での相溶性が向上する。

【００６９】また、一般式（Ｉ）中のＸがＲ及びＯＲで
ない液晶化合物は、上記の利点に加えさらに閾値電圧を
低下させる効果を有する。

【００７０】一方、液晶表示素子として本発明を利用し
た場合に、ねじれネマチック型の表示様式においては、
液晶形態としてスメクチック相は好ましいものではな
く、液晶相を構成する各単体化合物においてもスメクチ
ック相を持たないことが望まれる。従来の類似炭化水素
環のＣＣＰ構造液晶化合物のある種のものはスメクチッ
ク相を有するが、本発明の液晶化合物ではそれが消失
し、ネマチック相のみを示すという利点を有する。

【００７１】本発明の液晶化合物は、その置換基の選択
に応じて、従来の類似炭化水素環のＣＣＰ構造液晶化合
物と同様に、液晶相の主要部分を構成するベース材料と
して広く使用できる。一般式〔化１７〕中の置換基Ｘ
が、Ｒ、ＯＲである液晶化合物は誘電率異方性がゼロに
近いので、動的散乱（ＤＳ）又は整列相の変形（ＤＡＰ
効果）に基づく表示用の液晶相に使用することが好まし
い。また、Ｘがそれ以外の化合物は、ねじれネマチック
セル又はコレステリック−ネマチック相転移に基づく表
示要素で使用するための大きな正の誘電率異方性を有す
る液晶相の製造に使用することが好ましい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金生 剛 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28番地の １ 信越化学工業株式会社合成技術研究所 内 (72)発明者 金子 達志 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28番地の １ 信越化学工業株式会社合成技術研究所 内 (72)発明者 斎藤 隆一 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28番地の １ 信越化学工業株式会社合成技術研究所 内 (72)発明者 栗原 英志 神奈川県川崎市高津区坂戸３丁目２番１号 信越化学工業株式会社コ−ポレ−トリサ −チセンタ−内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式（Ｉ）で表されるシラシクロ
   ヘキサン化合物。 【化１】 式中において、Ｒは水素、炭素数１〜１０の直鎖状アル
   キル基、炭素数３〜８の分枝鎖状アルキル基、炭素数２
   〜７のアルコキシアルキル基又は炭素数２〜８のアルケ
   ニル基を表す。 【化２】 及び 【化３】 は、少なくともいずれか一方は１又は４位のケイ素が
   Ｈ、Ｆ、Ｃｌ又はＣＨ₃の置換基を持つトランス−１−
   シラシクロヘキシレン又はトランス−４−シラシクロヘ
   キシレン基で、他方はトランス−１、４−シクロヘキシ
   レン基を表す。Ｘは、ＣＮ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ₃、ＣＦ₂Ｃ
   ｌ、ＣＨＦＣｌ、ＯＣＦ₃、ＯＣＨＦ₂、ＯＣＦ₂Ｃｌ、
   ＯＣＨＦＣｌ、Ｒ又はＯＲ基を表す。ＹはＨ又はＦを表
   す。ＺはＨ又はＦを表す。
2. 【請求項２】 有機金属試薬Ｒ−Ｍ（ＭはＭｇＰ（Ｐは
   ハロゲンを表す。）、ＺｎＰ又はＬｉを表す。）と、シ
   ラシクロヘキサン化合物 【化４】 （ＷはＨ、Ｆ、Ｃｌ又はＣＨ₃基、Ｑはハロゲン、アル
   コキシ基を表す）との反応によることを特徴とする請求
   項１記載のシラシクロヘキサン化合物の製造方法。
3. 【請求項３】 有機金属試薬 【化５】 （但し、 【化６】 は、１又は４位のケイ素がＨ、Ｆ、Ｃｌ又はＣＨ₃の置
   換基を持つトランス−１−シラシクロヘキシレン又はト
   ランス−４−シラシクロヘキシレン基又はシクロヘキシ
   レン基を表す。）と、シラシクロヘキサン化合物 【化７】 （但し、Ｗ及びＱは〔化４〕に同じ。）との反応による
   ことを特徴とする請求項１記載のシラシクロヘキサン化
   合物の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のシラシクロヘキサン化
   合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の液晶組成物を含有する
   ことを特徴とする液晶表示素子。