(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式(III)
【化５】
0004328998.tif 000019
(式中、Xは塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表し、Y及びZはフッ素原子を表し、R*はキラルな不斉炭素を有する2-ブチル基、2-ペンチル基、2-ヘキシル基、2-ヘプチル基、2-オクチル基、1,1,1-トリフルオロ-2-オクチル基又は1-フェニルエチル基を表す。)で表される光学活性1-ハロ-3-アルコキシベンゼン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、1-ハロ-3-アルコキシベンゼン誘導体の製造方法及び液晶材料として有用な光学活性化合物の製造中間体である光学活性1-ハロ-3-アルコキシベンゼン誘導体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子に用いられる液晶表示材料には、通常ネマチック液晶に少量の光学活性化合物をドーパントとして添加したキラルネマチック液晶が用いられている。ここで用いる光学活性化合物としてはこれまで様々な化合物が開発されてきたが、下式に示すような化合物（R*がキラルな不斉炭素を有するアルキル基である）は、少量の添加でも十分な螺旋を誘起し、極性が小さく、化学的に安定で、螺旋ピッチの温度依存性が小さいなどの特徴を有しており、螺旋誘起剤として有用である（特許文献１及び２参照）。また光学活性でない化合物の場合も屈折率異方性を下げる化合物として有用である（特許文献３及び４参照）。
【化５】
0004328998.tif 000002
【０００３】
これらの化合物を製造するには下式で表されるジフルオロまたはトリフルオロフェニル化合物に金属アルコキシドを反応させることによって得られてきた。この方法では最後に金属アルコキシドを反応させることから、金属アルコキシドの種類を変えることによって様々な化合物を容易に合成できる反面、アルコキシド部位は同じで、末端アルキル鎖や液晶主骨格の異なる化合物を合成するには、決して効率的ではなかった。(特許文献５参照)
【化６】
0004328998.tif 000003
【０００４】
一方一般式（II）
【化７】
0004328998.tif 000004
(式中、X、Y及びZは一般式(I)と同じ意味を表し、Rは置換基を有してもよい1級または2級の飽和または不飽和のアルキル基を表す。)で表される1-ハロ-3-アルコキシベンゼン誘導体を用いれば、アルコキシド部位は同じで、末端アルキル鎖や液晶主骨格の異なる化合物を容易に合成できると考えられるが、これまで1-ハロ-3-アルコキシベンゼン誘導体、特に光学活性の簡便な化合物の簡便な合成法は知られていなかった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２５９４８３（第９−１０項、実施例７−１０）
【特許文献２】
特開２０００−２６３５２（第９−１０項、実施例２−３）
【特許文献３】
特開平８−６７６４７（第９−１３項、実施例９−１０）
【特許文献４】
特開平１１−３４９５１５（第１０項、実施例２）
【特許文献５】
特開平８−２５９４８３（第７−８項、実施例１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
1-ハロ-5-アルコキシベンゼン誘導体の容易で安価な製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、1-ハロ-3-フルオロベンゼン誘導体から1-ハロ-3-アルコキシベンゼン誘導体が容易に得ることができ、これを用いて液晶化合物が容易に合成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち本発明は、一般式（I）
【化８】
0004328998.tif 000005
(式中、Xは塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表し、Y及びZはそれぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表すが、YまたはZの少なくとも一つはフッ素原子を表す。)で表される化合物に、一般式(IV)
【０００９】
【化９】
0004328998.tif 000006
(式中、Rは炭素数1〜30のアルキル基又は炭素数2〜30のアルケニル基を表しこれらは直鎖状であっても分岐していても良く、この基は非置換であるか、あるいは置換基として少なくとも1個のフッ素原子又は塩素原子をを有しており、そしてこれらの基中に存在する1個又は2個以上のCH2基はそれぞれ独立して酸素原子が相互に直接結合しないものとして-O-又は-S-により置き換えられても良く、不斉炭素を有していても良く、MはLi、NaまたはKを表す。)で表される金属アルコキシドを反応させることを特徴とする一般式(II)
【００１０】
【化１０】
0004328998.tif 000007
(式中、X、Y及びZは一般式(I)と同じ意味を表し、Rは置換基を有してもよい1級または2級の飽和または不飽和のアルキル基を表す。)で表される1-ハロ-3-アルコキシベンゼン誘導体の製造方法を提供し、さらに一般式（III）
【００１１】
【化１１】
0004328998.tif 000008
(式中、X、Y及びZは一般式(I)と同じ意味を表し、R*はキラルな不斉炭素を有する炭素数1〜30の飽和または不飽和のアルキル基を表すが、この基は非置換であるか、あるいは置換基として少なくとも1個のフッ素原子又は塩素原子を有しており、そしてこれらの基中に存在する1個又は2個以上のCH2基はそれぞれ独立して酸素原子が相互に直接結合しないものとして-O-又は-S-により置き換えられても良い。)で表される光学活性1-ハロ-5-アルコキシベンゼンを提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明について詳細に説明する。
【００１３】
本発明の製造方法における出発物質である一般式（I）で表される化合物は、各種含フッ素化合物の製造中間体として容易に入手可能であるが、Y及びZが共にフッ素原子を表すか、Yがフッ素原子を表しZが水素原子を表す化合物を用いることが好ましく、Y及びZが共にフッ素原子を表す化合物が特に好ましい。Xは臭素原子を表すことが好ましい。
【００１４】
本発明の製造法によって得ることができる一般式（II）または（III）で現される化合物は、Y及びZが共にフッ素原子を表すか、Yがフッ素原子を表しZが水素原子を表す化合物の製造により好適であり、Y及びZが共にフッ素原子を表す化合物の製造に特に好ましく、Xは臭素原子を表すことが好ましい。
【００１５】
一般式(IV)において、Rは酸素原子の置換する炭素原子が１級または２級であることが好ましく、酸素原子の置換する炭素原子が１級または２級である炭素数1〜30のアルキル基又は炭素数2〜30のアルケニル基であることが更に好ましく、さらにRに不斉炭素を有することが特に好ましい。
【００１６】
アルコールの具体例としてはメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール等の飽和１級アルコール、2-プロパノール、2-ブタノール、2-ペンタノール、2-ヘキサノール、2-ヘプタノール、2-オクタノール、2-ノナノール等の飽和２級アルコール、アリルアルコール、クロチルアルコール等の不飽和アルコール、フェノール、ベンジルアルコール、フェネチルアルコール等のベンゼン環を有するアルコールなどがあげられる。
【００１７】
光学活性アルコールとしては2-ブタノール、2-ペンタノール、2-ヘキサノール、2-ヘプタノール、2-オクタノール、2-ノナノール、1-フェニルエタノール、1,1,1-トリフルオロ-2-オクタノール等の２級アルコール、2-メチルブタノール、2-フェニルプロパノール等の１級アルコールの使用が入手が容易であることから好ましい。
【００１８】
また、一般式(IV)で表される金属アルコキシドは、一般式(V)
【化１２】
0004328998.tif 000009
(式中、Rは一般式(IV)と同じ意味を表す。)であらわされるアルコールとリチウム金属、ナトリウム金属、カリウム金属のアルカリ金属、水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素化カリウムの水素化金属、ブチルリチウム等の有機金属、リチウムジイソプロピルアミド、リチウムヘキサメチルジシラジド等の金属アミド、カリウムt-ブトキシド等の金属アルコキシド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基を反応させることで容易に得ることができ、事前に調製しておいても、反応系内で調製してもよい。
【００１９】
溶媒としては、テトラヒドロフラン（THF）、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチルt-ブチルエーテル等のエーテル系溶媒やヘキサン、ヘプタン、オクタン等の飽和炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン等の芳香族系溶媒、N,N-ジメチルホルムアミド（DMF）、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒等の非プロトン性溶媒を単独または混合して用いることができるが、THFおよびDMFを単独または混合して用いることが好ましい。反応温度は溶媒の凝固点から還流温度範囲で行うことができるが、-20℃から60℃が好ましい。
【００２０】
一般式（II）または（III）で現される化合物は液晶化合物の合成中間体として有用である。たとえば、反応式（Ａ）で示すように、パラジウム触媒および塩基存在下、フェニルボロン酸類と反応させる（鈴木カップリング）とビフェニル化合物を容易に合成することができる。
【化１３】
0004328998.tif 000010
【００２１】
また、反応式（Ｂ）に示すように、1-ハロ-3,4-ジフルオロ-5-アルコキシベンゼンをボロン酸に変換した後、鈴木カップリングによって同様の化合物が合成できる。
【化１４】
0004328998.tif 000011
【００２２】
一方、反応式（Ｃ）に示すように、1-ハロ-3,4-ジフルオロ-5-アルコキシベンゼンをグリニャール反応剤に変換した後、シクロヘキサノンと反応させることによって、フェニルシクロヘキサン化合物が合成できる。
【化１５】
0004328998.tif 000012
【００２３】
ほかにも、園頭カップリングを用いて、トラン化合物やフェニルエチル化合物が合成できる（反応式（Ｄ））など、様々な方法で液晶化合物に導くことができる。
【化１６】
0004328998.tif 000013
【００２４】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２５】
（実施例１）  (R)-1-ブロモ-3,4-ジフルオロ-5-(1-メチルヘプチルオキシ)ベンゼンの合成
【化１７】
0004328998.tif 000014
反応容器に水素化ナトリウム（60%油性、7.7 g）を入れ、少量のヘキサンで洗浄した。これにDMF（35 ml）を加え、(R)-2-オクタノール（18.7 g）のDMF（95 ml）溶液をゆっくりと滴下した。これに氷冷下で、1-ブロモ-3,4,5-トリフルオロベンゼン（25.1 ml）のTHF（125 ml）溶液を滴下し、30分間攪拌し、さらに室温で５時間攪拌した。反応液を10%塩酸にあけ、ヘキサンで抽出後濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン）で精製し、(R)-1-ブロモ-3,4-ジフルオロ-5-(1-メチルヘプチルオキシ)ベンゼン（34.7 g）を得た。
MS m/z 320 (M+), 57 (100)
1H NMR (CDCl3) δ 7.07-6.86 (m, 2 H), 4.34 (sextet, J = 6.05 Hz, 1 H), 1.81-1.72 (m, 1 H), 1.64-1.54 (m, 1 H), 1.48-1.25 (m, 8 H), 1.32 (d, J = 6.1 Hz, 3 H), 0.89 (broad t, J = 6.8 Hz, 3 H)
【００２６】
（実施例２）(R)-1-ブロモ-3,4-ジフルオロ-5-(1-トリフルオロメチルヘプチルオキシ)ベンゼンの合成
【化１８】
0004328998.tif 000015
実施例１と同様な条件下、(R)-2-オクタノールの代わりに(R)-1,1,1-トリフルオロ-2-オクタノールを用いて、(R)-1-ブロモ-3,4-ジフルオロ-5-(1-トリフルオロメチルヘプチルオキシ)ベンゼンを得た。
MS m/z 374 (M+), 43 (100)
1H NMR (CDCl3) δ 7.10-6.90 (m, 2 H), 4.49-4.39 (m, 1 H), 1.98-1.79 (m, 2 H), 1.65-1.26 (m, 8 H), 0.89 (broad t, J = 6.7 Hz, 3 H)
【００２７】
（実施例３）(R)-1-ブロモ-3,4-ジフルオロ-5-(1-フェニルエトキシ)ベンゼンの合成
【化１９】
0004328998.tif 000016
実施例１と同様な条件下、(R)-2-オクタノールの代わりに(R)-1-フェニルエタノールを用いて、(R)-1-ブロモ-3,4-ジフルオロ-5-(1-フェニルエトキシ)ベンゼンを得た。
MS m/z 312 (M+), 105 (100)
1H NMR (CDCl3) δ 7.36-7.28 (m, 5 H), 6.90-6.86 (m, 1 H), 6.77-6.74 (m, 1 H), 5.31 (q, J = 6.4 Hz, 1 H), 1.67 (d, J = 6.4 Hz, 3 H)
【００２８】
（応用例１）(R)-3,4-ジフルオロ-5-(1-メチルヘプチルオキシ)-4'-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)ビフェニルの合成（１）
【化２０】
0004328998.tif 000017
(R)-1-ブロモ-3,4-ジフルオロ-5-(1-メチルヘプチルオキシ)ベンゼン（6.2 g）、4-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)フェニルホウ酸（5.1 g）、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)（0.4 g）、炭酸カリウム（2.7 g）、THF（30 ml）および水（7.7 ml）を10時間加熱還流した。反応液を10%塩酸にあけ、ヘキサンで抽出、濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン）で精製し、さらにエタノールから再結晶して、(R)-3,4-ジフルオロ-5-(1-メチルヘプチルオキシ)-4'-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)ビフェニル（3.0 g）を得た。
MS m/z  442 (M+), 330 (100)
1H NMR (CDCl3) δ 7.42 (d, J = 8.3 Hz, 2 H), 7.27 (d, J = 8.3 Hz, 2 H), 6.97-6.91 (m, 2 H), 4.42 (sextet, J = 6.1 Hz, 1 H), 2.51 (tt, J = 3.2 and 12.0 Hz, 1 H), 1.95-1.75 (m, 5 H), 16.5-1.56 (m, 1 H), 1.53-1.19 (m, 15 H), 1.12-1.00 (m, 2 H), 0.91 (t, J = 7.3 Hz, 3 H), 0.88 (t, J = 6.8 Hz, 3 H)
【００２９】
（応用例２）(R)-3,4-ジフルオロ-5-(1-メチルヘプチルオキシ)-4'-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)ビフェニルの合成（２）
【化２１】
0004328998.tif 000018
マグネシウム（4.3 g）に(R)-1-ブロモ-3,4-ジフルオロ-5-(1-メチルヘプチルオキシ)ベンゼン（47.5 g）のTHF（130 ml）溶液を滴下し、グリニャール反応剤を調製した。これに氷冷下で攪拌しながら、トリメチルホウ酸（4.3 g）のTHF（80 ml）溶液をゆっくりと滴下し、さらに２時間攪拌した。反応液を10%塩酸にあけ、トルエンで抽出、濃縮し、(R)-3,4-ジフルオロ-5-(1-メチルヘプチルオキシ)フェニルホウ酸（41.2 g）を得た。これに、1-ブロモ-4-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)ベンゼン（33.5 g）、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)（2.8 g）、炭酸カリウム（19.8 g）、THF（200 ml）および水（50 ml）を加え、10時間加熱還流した。反応液を10%塩酸にあけ、ヘキサンで抽出、濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン）で精製し、さらにエタノールから再結晶して、(R)-3,4-ジフルオロ-5-(1-メチルヘプチルオキシ)-4'-(トランス-4-プロピルシクロヘキシル)ビフェニル（25.8 g）を得た。
【００３０】
【発明の効果】
本発明により、これまで入手が難しく、製造方法が煩雑であった1-ハロ-3-アルコキシベンゼン誘導体が、工業的に容易にかつ安価に製造できるようになった。この1-ハロ-3-アルコキシベンゼン誘導体は、液晶表示材料の製造原料として極めて有用である。