KR0132664B1

KR0132664B1 - 강유전성 액정 장치

Info

Publication number: KR0132664B1
Application number: KR1019900015624A
Authority: KR
Inventors: 고덴 미쯔히로; 구라다께 도모아끼; 후나다 후미아끼; 시가구찌 가주히꼬; 기다무라 도루
Original assignee: 쓰지 하루오; 샤프 가부시끼가이샤; 세이 나까가와; 다이소 콤파니 리미티드
Priority date: 1989-10-06
Filing date: 1990-09-29
Publication date: 1998-04-14
Also published as: DE69001601T2; US5151214A; EP0421438B1; EP0421438A3; JPH03123319A; KR910008458A; EP0421438A2; JP2505291B2; DE69001601D1

Abstract

내용없음.

Description

강유전성 액정 장치

제1도는 본 발명의 실시예의 강유전성 액정 소자의 구조를 설명한 단면도.

제2도는 본 발명의 또다른 실시예의 대용량 강유전성 액정 소자의 구조를 설명한 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,2 : 절연 기판 3,4 : 전도막

5 : 절연막 6 : 배향 제어층

8 : 강유전성 액정

본 발명은 강유전성 액정 소자에 관한 것으로, 특히 기판, 전압 인가 수단, 배향 제어층, 강유전성 액정 조성물 층으로 구성되어 있고, 액정 셔터(shutter),액정 표시소자 등으로 사용할 수 있는 강유전성 액정 소자에 관한 것이다.

현재 가장 널리 사용되는 액정 표시소자는 네마틱상을 이용한 것들이나, 2000×2000선과 같은 대용량 표시에는 적합하지 않은 결점을 가지고 있다.

특히 보통 트뤼스티드 네마틱(twisted nematic:TN)타입 액정 표시소자는 선(line)의 수의 증가함에 따라 콘트라스트(contrast)가 감소하므로 실제로는 외관이 우수한 2000×2000선과 같은 대용량 표시소자를 제조하기는 불가능하다.

TN 타입 액정 표시소자의 결점을 극복하기 위하여, 슈퍼 트위스티드 네마틱(super twisted nematics:STN)타입 액정 표시소자와 더블 슈퍼트위스티드 네마틱(Double super twisted nematic:DSTN)타입 액정 표시장치를 개발하여 왔다.

그러나 그것들 역시 선의 수가 증가함에 따라 콘트라스트 및 응답 속도가 감소하는 결점이 있다.

그러므로 대략 480×1920선의 표시 용량을 제공할 수 있는 표시소자가 최고 수준이다.

한편 엷은 막 트랜지스터(TFT)를 기판 상에 배열한 활성 매트릭스(active matrix)타입의 액정 표시장치 또는 개발되어 왔으며, 이로 인해 1000×1000선과 같은 대용량 표시가 기술적으로는 가능하게 될 수 있다.

그러나 수율이 낮고 생산 공정에 필요한 시간이 길어 제조비가 비싼 결점을 가지고 있다.

상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로서, TN 타입 표시소자의 원리와는 상이한 원리에 기초한 액정 표시소자로서 제안된 강유전성 액정 표시소자가 유망하게 되어왔다. (N.A.클라크씨등의 Appl.Phys.Lett., 36, 899(1980)참조) 그러나 표시장치에, 키랄 스메틱 C상, 키랄 스메틱 I상 등을 나타낼 수 있는 강유전 액정이 사용된다. 그 장치의 원리는 액정의 메모리 특성을 이용한 타입으로 분류되므로 응답 속도가 향상된다면 대표시용량을 실현할 가능성이 있다. 상기 공정은 엷은 막 트랜지스터의 같은 활성 소자를 사용할 필요가 없기 때문에 액정 소자의 생산 비용이 증가하지 않는다.

더우기, 강유전성 액정 표시 소자는 또한 넓은 뷰 앵글(view angle)의 이점이 있으르모, 2000×2000선의 대용량 표시용의 소자로서 매우 유망하게 보인다.

상기한 스메틱 C상을 이용한 강유전성 액정 표시소자에 사용되는 액정 재료는 중심이 실온 근처인 광범위한 온도 범위 내에서 스메틱 C상을 나타내야 한다.

액정 재료는 또한 처리에 대용량 표시를 실현하기 위한 장치 특성으로서 고속 응답성과 같은 다양한 조건을 만족시켜야만 한다.

이런 점에서 액정 재질은 높은 자발(自發)분극과 낮은 점성을 표시해야 한다.

더우기, 강유전성 액정이 액정 셀에 인가될 때 우수한 배향성과 쌍안정성을 얻을 수 있도록 IAC(Isotropic Smectic A-Smectic C)나 INAC(Isotropic Nematic Smectic A-Smectic C)와 같은 상 계열을 갖을 필요가 있고, 또한 네마틱 상과 스메틱 C상의 나선형 피치는 셀의 두께보다도 충분히 길은 것이 요구된다.

또한 액정 표시의 콘트래스트와 휘도를 개선하기 위하여 큰 틸트(Tilt)각을 갖는 것이 필요하다. 그러나 현재 단일 화합물만으로 그러나 모든 요건을 만족시키기는 불가능하다.

그러므로 실제로는 여러개의 화합물들을 함께 섞어 액정 조성물로서 사용하지만 충분히 만족할 만한 액정 조성물이 아직 얻어지지 않았다.

실제로 사용 가능한 액정 조성물을 제조하기 위하여, 다양한 특성을 갖는 많은 단일 액정 화합물들이 화합하여 사용될 수 있고 액정 조성물의 성분으로서 어떠한 액정상도 표시하지 않은 화합물이 요구될 수 도 있다.

본 발명은 상기한 상황하에서 수행되었으며 실온에서 광범위한 동작 온도 범위, 우수한 방향성과 메모리 특성, 고속 응답성을 갖는 강유전성 액정조성물로 구성된 강유전성 액정 소자를 제공하는데 있다.

본 발명에 의하여, 각각 전압 인가 수단이 설치된 한쌍의 기판과, 배향 제어층을 갖는 적어도 하나의 기판과, 상기 한쌍의 기판 사이에 설치된 강유전성액정층으로 구성된 강유전성 액정 소자가 제공되어 있으며 상기 강유전성 액정은 하기 일반식(Ⅰ):

[식중 R¹과 R²는 상호 동일하거나 다를 수 있고 각각 탄소 원자수 1∼15개의 곧거나 가지난 사슬의 알킬기나 알킬옥시기를 나타내고;는혹은를 나타내고; X는 수소 원자나 메틸기를 나타내고。은 탄소원자가 비대칭임을 나타낸다.]로 나타내는 적어도 하나의 화합물과 하기 일반식(Ⅱ):

[식중 R³과 R⁴는 상호 동일하거나 다를 수 있고 각각 탄소 원자수 1∼15개의 곧거나 가지난 사슬의 알킬기를 나타내고;는,,를 나타내고;。는 탄소 원자가 비대칭임을 나타낸다.]로 나타낸 적어도 하나의 화합물로 구성되어 있다.

우수한 배향 특성을 갖는 본 발명의 강유전성 액정소자는 밝은 표시를 하는 높은 콘트래스트를 보여주고 광범위한 동작 범위를 허용하므로써 표시 및 포토스위칭(photoswitching)용 대용량의 액정 소자로서 사용가능하다.

본 발명의 강유전성 액정 소자 중에 사용되는 상기 일반식(I)으로 나타낸 화합물은 어떠한 문헌에도 기재되어 있지 않다.

일반식(I)에 의해 나타낸 화합물은 광학 활성 화합물이며 시스(Cis)형이나 트랜스(Trans)형이다.

두 형태는 본 발명에 적용될 수 있으며 두 형태를 조합하여 사용할 수 있다.

상기 일반식(I)에서, R¹과 R²는 각각 알킬기나 알킬옥시기를 나타낸다.

알킬기의 특수한 예들은 메틸, 에틸, 프로필, i-프로틸, 부틸, i-부틸, 펜틸, 1-또는 2-메틸부필, 헥실, 1-또는 3-메틸펜틸, 헵틸, 1-또는 4-메틸헥실, 옥틸, 1-메틸헵틸, 노닐, 1-또는 6-메틸옥틸, 데실, 1-메틸노닐, 운데실, 1-메틸데실, 도데실, 1-메틸운데실기 등을 포함하고 알킬옥시기의 특수한 예들은 메톡시, 에톡시, 프로폭시, i-프로폭시, 부톡시, i-부톡시, 펜톡시, 1-또는 2-메틸부톡시, 헥실옥시, 1-또는 3-메틸펜톡시, 헵틸옥시, 1-또는 4-메틸헥실옥시, 옥틸옥시, 1-메틸헬틸옥시, 노닐옥시, 1-또는 6-메틸옥틸옥시, 데실옥시, 1-메틸노닐옥시, 운데실옥시, 1-메틸데실옥시, 데도실옥시, 1-메틸운데실옥시, 등을 포함한다.

알킬기나 알킬옥시기는 그의 탄소 사슬 중에 비대칭탄소(들)를 포함할 수도 있다.

일반식(I)로 나타낸 화합물은 다음 개략도에 의해 예시한 바와 같은 방법으로 제조될 수 있다.

우선, 통상적인 방법으로 합성된 아세토페논 유도체(Ⅳ)를 빌게로트 반응(willgerodt reaction)하여 페닐아세트산 유도체(Ⅴ)를 생성한 후 -30~+10℃에서 2배의 몰비의 리튬 디이소프로필아미드(LDA)와 반응시키고 이어 -78℃~실온에서 0.3~3몰비의 광학 활성에폭시 화합물(Ⅶ)을 추가하므로서 첨가화합물(Ⅷ)(식중 X는 수소원자)이 얻어질 수 있다.

그후 화합물(Ⅷ)은 황산, 염산, 퍄라톨루엔설퍼네이트와 같은 산 촉매의 존재 하에 벤젠, 톨루엔과 같은 용매 중에서 분자내 탈수반응하여 광학 활성 ｒ-락톤 유도체인 일반식(I)으로 나타내는 화합물을 제공한다.

첨가 화합물(ⅩⅢ)중 Ⅹ가 -CH₃인 화합물은 페닐아세트산 유도체(Ⅴ)가 리튬 디이소프로필아미드(LDA)와 반응한 후 요오드화 메틸(MeI)과 반응하여 페닐 메틸아세트산을 생성하는 방법으로 얻어진다.

그후 유도체(Ⅵ)는 리튬 디이소프로필아미드(LDA)와 반응하고 또한 광학 활성 에폭시 화합물(Ⅶ)과 반응한다.

상기 반응에서 사용된 광학 활성 에폭시 화합물(Ⅶ)에서 화합물(Ⅶ)-(1)중의 R1은 알킬기가 하기 반응식:

[식중 R¹은 알킬기를 나타내고, *은 비대칭 탄소원자를 나타내고, X는 할로겐 원자를 나타낸다.]에 의해 얻어질 수 있음을 나타낸다.

이 개략도에서, 할로겐화 알킬 또는 활로겐화 알케닐 (R¹X)은 마그네슘과 반응하여 그리나드 시약을 생성한 후 할로겐화 구리(CuX)의 존재 하에 광학 활성 에피클로로히드린과 반응하여 광학 활성 에폭시 화합물(Ⅶ)-(1)을 생성한다.

광학 활성 에폭시 화합물(Ⅶ)에서 화합물(Ⅶ)-(2)중의 R¹은 알킬옥시기가 하기 일반식:

[식중 R¹은 알킬옥시기를 나타내고, *는 비대칭 탄소원자를 나타낸다.]에 의해 얻어질 수 있음을 나타낸다.

즉, 반웅은 2단계 또는 1단계로 이루어질 수 있다.

2단계 방법은 알콜(R¹-OH)이 산 촉매의 존재하에 광학 활성 에피클로로히드린과 반응하여 크로로히드린에터르(Ⅸ)를 합성한 수 알카리와 고리화 반응하는 방법으로 수행된다.

1단계 방법은 알콜이 4차 암모늄염 촉매 하에 광학활성 에피클로로히드린 및 염기와 반응하는 방법으로 수행된다.

상기 광학 활성 에폭시 화합물(Ⅶ)은 미생물을 사용한 올레핀과 공기와의 반응을 이용하는 방법에 의해서 역시 생성될 수 있다.

광학 활성 에피클로로히드린은 일본국 공개특허공보 소 61-132196호 및 62-6697호에 기재된 방법에 의해 얻어진 바와 같이 높은 순도로 사용될 수 있다.

일반식(Ⅰ) 및 (Ⅱ)에 의해 나타낸 화합물들은 액정상을 보이지 않는 것들을 포함한다.

액정상을 보일 때 조차도 화합물들은 액정상계열이나 스메틱 C상이 보이는 온도 범위의 관점에서 반드시 실용적이지는 않으므로 화합물(Ⅰ) 및 (Ⅱ)는 단일로 사용하는 것보다는 다른 액정 화합물과 화합하여 사용하는 것이 바람직히다.

특히, 일반식(Ⅰ) 및 (Ⅱ)로 나타내는 화합물들은 비키랄 스메틱 액정 화합물 또는 조성물이나 키랄스메틱 액정 화합물이나 조성물에 적당한 양만큼 첨가하므로써 더욱 큰 자발분극을 갖고 고속 응답성을 보이는 강유전성 액정 조성물을 제공하는데 적절하다.

이 경우에, 일반식(Ⅰ) 및 (Ⅱ)로 나타내는 화합물들의 첨가량은 각각 0.1∼20wt%인 것이 바람직하고 0.5~5wt%인 것이 가장 좋다.

첨가량이 20wt%이상일 때는 첨가된 화합물들이 강유전성 액정 조성물 내에서 결정화되거나 스메틱 C상의 상한 온도가 낮아지는 실제적인 문제점들을 야기하고, 첨가량이 0.1wt%이하일 때는 응답속도에 있어서 충분한 효과가 나타날 수 없다.

일반식(Ⅰ) 및 (Ⅱ)로 나타내는 화합물들과 화합하여 사용되는 액정 화합물로서, 하기 일반식(Ⅹ)∼(XⅡ)으로 나타낸 바와 같이 알려진 화합물들이 사용될 수 있다.

[식중 B¹, B², B³는 각각 독립해서, 고리의 수소 원자가 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 시아노기, 니트로기, 메틸기, 메톡시기 등으로 치환될 수 있다면 벤젠 고리, 시클로헥산 고리, 비시클로[2, 2, 2]옥탄고리, 피리딘 고리, 피리미딘 고리, 피라진 고리, 디옥사시클로헥산 고리, 나프탈렌 고리와 같은 6원사이크릭 고리를 나타낸다.

D¹과 D²는 각각 단결합이나 -COO-, -OCO-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -CH₂CH₂-, -OCH₂-, -CH₂C-, -COS-, -SCO-등의 기를 나타낸다.

Z1과 Z2는 각각 단결합이나 -COO-, -OCO-, -O-, -S-, -OCOO-, -CO-등의 기를 나타낸다.

R⁷과 R⁸은 각각 비대칭 탄소원자를 포함하여 탄소원자 1∼15개를 갖는 곧거나 가지난 사슬의 알킬기를 나타낸다.

S는 1 또는 2인 정수를 나타낸다.]

그들 중, 하나 일반식(Ⅲ):

[식중 R⁵와 R⁶은 각각 탄소 원자 1∼15개를 갖는 알킬기나 알콕시기를 타나낸다.]으로 나타낸 피리미딘 화합물은 안정한 스메틱 C상을 나타내기 쉬우므로 우수한 성질의 강유전성 액정 조성물을 제고하기 위하여 화합물(Ⅰ) 및 (Ⅱ)과 화합하여 사용하는 것이 바람직하다.

R⁵및 R⁶의 알킬기나 알킬옥시기의 예들은 R¹및 R²에 대해 설명한 바와 동일한 기들을 포함한다.

그러한 화합물들을 사용한 강유전성 액정 조성물의 제조에서, 강유전성 액정 조성물이 강유전성 액정 장치에 사용될 때 우수한 배향성을 얻기 위하여 네마틱 상의 나선형 피치를 셀의 두께보다 충분히 길게 설정한 필요가 있다.

또한, 화합물(Ⅰ) 및 (Ⅱ)을 유기하는 자발적 방향과 네마틱 상의 나선형 피치의 관계는 하기 표에 나타낸 바와 같다.

네마틱 상의 나선형 피치가 상호 역이되고 화합물들의 자발분극의 방향이 상호 대응하도록 화합물(Ⅰ) 및 (Ⅱ)가 화합될 때, 자발분극의 증가와 응답속도의 향상이 기대되며 생성물의 긴 나선형 피치에 기인한 우수한 배향성이 얻어질 수 있다.

일반식(Ⅱ)로 나타내는 화합물들은 예를들면 강유전성액정에 대한 2차 국제 회의지 P-79(1989)에 K.사가구찌, T.기다무라가 공개한 공정에 의해 생산될 수 있으며, R³및 R⁴로 나타내는 알킬기는 상술한 바와 동일하다.

이하, 본 발명의 강유전성 액정 장치의 예들을 상세히 설명한다.

제1도는 강유전성 액정 조성물을 사용한 본 발명의 강유전성 액정 장치의 예를 설명하는 단면도이다.

제1도는 투과형 표시장치의 예로서 1 과 2는 절연기판; 3과 4는 도전막; 5는 절연막; 6은 배향-제어층; 7은 실제(Sealant); 8은 강유전성 액정층; 9는 평광판이다.

광투과 기판을 절연 기판(1, 2) 용으로 사용할 수 있으며 일반적으로 유리 기판을 사용할 수도 있다.

일반적으로 In₂O₃, SnO₂, ITO(인듐-틴 옥사이드)의 도전막으로 이루어진 도전막(3,4)은 투명 전극으로서 사용되고 각각 소정의 패턴으로 절연 기판(1, 2)상에 형성되어 있다.

기판 상에 절연막(5)이 형성되나 어떤 경우에는 생략될 수 있다.

절연막(5)으로서 예를들어 SiO₂, SiNx, Al₂O₃등과 같은 무기 박막 및 포리이미드, 아크릴 수지, 감광수지, 고분자 액정 등의 유기 박막을 사용할 수 있다.

절연막(5)이 무기 박막으로 구성되는 경우, 절연막(5)은 진공 증착법, 스퍼터링(sputtering)법, CVD(Chemical Vapor Deposition)법이나 용액 코팅(coating)공정에 의해 형성될 수 있다.

절연막(5)이 유기 막막으로 구성되는 경우, 소정의 조건(가열, 광조사, 등)에서, 절연막(5)은 유기질은 해리시킨 용액이나 스핀-코팅(spin-coating)공정, 침액 도포(immersion application)공정, 스크린 프린팅(screen printing)공정, 로울러 적용(roller application)공정 및 경화(curing)에 따른 그의 전국체의 용액을 사용하여 형성할 수 있다.; 박막은 증착법, 스퍼터링법, CVD법 뿐만아니라 LB(Langumuir-Blogett:랑뮤어-블로젯트)법에 의해서 역시 형성 될 수 있다.

절연막(5)상에 배향 제어층(6)이 형성된다.

그러나 절연막(5)이 없는 경우, 배향제어층(6)이 도전막(3, 4)상에 직접 형성될 수 있다.

배향제어층(6)으로서, 어떤 경우에는 무기층이 사용될 수 있고, 다른 경우에는 유기층이 또한 사용될 수 있다.

무기 배향제어층이 사용되는 경우, 일반적으로 그의 형성에 산화 실리콘의 경사 증착(slant deposition)이 처리된다.

회전 증착(rotation depositioning)도 처리될 수도 있다. 유기 배향제어층이 사용되는 경우 나일론, 폴리비닐 알콜, 폴리이미드류가 사용될 수 있다.

이런 경우, 일반적으로 러빙(rbbing)처리가 층에 효과적이다.

의도된 배향의 고분자 액정이나 LB막을 사용하거나, 자계 배향기술을 사용하거나, 스페이서 에지(spacer-edge)방법을 사용하므로써 형성될 수 있다.

또한 배향 제어층을 제공하는데 러빙처리가 효과적인면 상에 SiO₂, SiNx류가 증착법, 스퍼터링법, CVD법 등에 의해 형성된다.

두 절연 기판을 소정의 간극을 통하여 상호 적층한 후 그들 사이에 액정을 주사하여 강유전성 액정 장치를 제조한다.

제1도에서, 본 발명의 강유전성 액정 장치는 1픽셀(pixel)의 스위칭(switching) 소자로서 설명되지만, 본 발명의 강유전성 액정 장치는 제2도는 개략평면도에 표시된 바와 같은 매트릭스형 장치 구조를 제공하도록 상측 기판 상의 배선(전극)과 하층 기판상의 배선(전극)이 상호 교차되어 있는 대요량 매트릭스의 표시장치에 역시 적용될 수 있다.

그러한 매트릭스-형 액정 장치는 널리 제안되어 온 여러가지 구동 방법을 사용하여 구동할 수 있다.

[예를 들면, 와끼다, 가미무라, 오니시, 오바, 고바야시, 오타, 내셔널 테크니컬 레포트, 33, 44 (1987)참조]

[실시예]

[일반식 (Ⅶ)로 나타내는 화합물의 합성]

[합성예 1∼4]

[합성예 1]

[(R)-1, 2-에폭시노난의 합성]

반응 용기에 에테르 75㎖중의 요오드화 구리 1.9g(10mmol)현탁액을 넣고, -30℃에서 질소 스트림 하에 마그네슘 2g(82.5mmol)과 브롬화헥실 12.38g(75mmol)을 반응시키므로서 테트라히드로퓨란 75㎖중에 생성된 그리나드 시약을 첨가한다.

그 혼합물을 30분 동안 교반시키고 테트라이히로퓨란-에테르(1:1)주의 R-에피클로로히드린 4.63(50mmol, 93.5% 이상의 화학적 순도, 99%이상의 광학적 순도 ([α]D²⁵=-34.0°, C=1.2, 메타놀))용액 100㎖를 첨가한다.

반응 혼합물을 상기와 동일한 온도에서 2시간 동안 교반시킨다.

반응이 끝난 후 반응 혼합물에 포화 염화암모늄 용액 100㎖를 첨가하여 혼합물을 실온으로 냉각시키고 그후 유기층을 에테르로 추출하고 이어 포화 염수로 세척하고 마그네슘 황산무수물 상에 건조시킨다.

감압하에서 유기층으로부터 용매를 완전히 증류시킨 후의 잔류물을 진공 증류하여 하기 식으로 나타낸(R)-클로로히드린 6.29g(35.2mmol, 70%의 수율)을 얻었다.

[α]D²⁵+8.20° (neat)

bp 60~66℃ (14mmHg, 쿠겔로)

IR ν max (neat)3380㎝-1

NMR(CDCℓ3)

δ:0.7∼1.8 (15H, m) 2.2 (1H, brd)

3.3∼3.9 ( 3H, m)

상기 (R)-클로로히드린 4.99g과 48%수산화나트륨 용액 50ml의 혼합물을 2시간 동안 교반하면서 환류한다.

반응이 끝난 후 생성물을 에테르로 추출하고 증류하여 (R)-1, 2-에폭시 -n-노난 3.97g을 얻었다.

[α/D²⁵⁺10.87°

NMR(CDCl₃)

δ:0.83 (3H, m) 1.2∼1.6 (12H, m)

2.36 (1H, m) 2.74 ( 1H, m)

2.91 (1H, m)

[합성예 2]

[(R)-메틸글리시딜에테르의 합성]

메탄올 100㎖ 중의 황산 0.98g 용액을 메탄올 20㎖중의 합성예 1에서 사용한 바와 같은 (R)-에피클로로히드린 23.66g 용액에 점적으로 첨가하면서 20분 동안 교반하고 환류한다.

추가로 20분 동안 교반하고 환류한 후, 반응 용액을 10~15°로 냉각시키고 메탄올 150㎖ 중의 수산화칼륨 31g 용액을 점적으로 첨가하고 이어 10분 동안 교반한다.

반응 용액을 포화 염수에 붓고 생성물을 염화메틸렌으로 추출하고 증류하여(bp 110℃) (R)-메틸글리시딜에테르 4.14g을 얻었다.

a]D²⁸+6.49° (C=1.036, CH₂Cl₂)

NMR(CDCl₃)

δ : 2.63 (1H, dd) 3.34 (1H, dd)

2.82 (1H, m) 3.42 (3H, s)

3.16 (1H, m) 3.71 (1H, dd)

[합성예 3]

[(R)-n-헥실글리시딜에테르의 합성]

n-헥산올 6㎖를 50% 수산화 나트륨 용액 40g과 합성에 1에 사용된 바와 같은 (R)-에피클로로히드린 24g과 테트라부틸암모늄-황산 400㎎의 혼합물에 점적으로 첨가하면서 20∼25℃에서 냉각시킨다.

반응용액을 실온에서 3시간 동안 교반하면서 물을 첨가한 후 생성물을 에테르로 추출한다.

추출된 생성물을 감압하에 증류하는 (R)-n-헥실글리시딜에테르 3.35g을 얻는다.

[α]D³⁷-2.43° (C=1.048, CHCl₃)

bp 52℃/4mmHg

δ : 0.89 (1H, m) 3.12 (1H, m)

1.2∼14 (6H, m) 3.36 (1H, dd)

1.58 (2H, m) 3.48 (2H, m)

2.58 (1H, dd) 3.70 (1H, dd)

2.77 (1H, dd)

[합성예 4]

[(S)-알릴글리시딜에테르의 합성]

알릴알콜 100㎖ 중의 황산 0.5g 용액에 알릴알콜 20㎖ 중의 (S)-에피클로로히드린 19.54g(화학적 순도 : 98.5% 이상, 광학적 순도 : 99%이상([α]D25=+34.0°, C=1.2, 메탄올)) 용액을 20분동안 교반하고 환류하면서 점적으로 첨가하고 이어 20분 동안 추가로 교반하고 환류한다.

반응 용액을 10∼15℃에서 냉가가하고 메탄올 중의 수산화칼륨 25.2g 용액(130㎖)을 점적으로 첨가하고 10분 동안 교반한다.

반응용액을 포화 염수에 붓고 생성물을 염화메틸렌으로 추출하고 증류하여(bp 110℃) (S)-알릴글리시딜 에테르 9.15g을 얻었다.

[α]D²⁸-9.24° (C=1.075, CH₂Cl₂)

NMR (CDCl₃)

δ : 2.61 (1H, dd) 4.05 (1H, m)

2.80 (1H, t) 5.20 (1H, d)

3.16 (1H, m) 5.29 (1H, d)

3.40 (1H, dd) 5.91 (1H, m)

3.73 (1H, dd)

[일반식 (V)로 나타내는 화합물의 합성]

[합성예 5∼7]

[합성예 5]

[4-(4'-n-헵틸)-비페닐아세테이트의 합성]

4-아세틸-4'-n-헵틸비페닐 10.85g과 황 2.36g을 모르폴린 20㎖중에 9시간 동안 교반하면서 환류한다.

반응 용액에 물 30㎖와 에탄올 100㎖중의 수산화나트륨 29.5g 용액을 첨가한다.

9시간동안 교반후 후 반응 용액을 물에 붓고 이어염산으로 산성화한다.

침전된 고체를 여과를 통하여 수집하여 초기 생성물 13.51g을 얻은 후 실리카겔 컬럼 크로마토그라피로 정제하여 목적 화합물 9.28g을 얻었다.

mp 154∼162℃

IR(뉴졸) 1724㎝^-1

NMR(CDCl₃)

δ : 0.88 (3H, m) 3.68 (2H, s)

1.2∼1.4 (8H, m) 7.23 (2H, d)

1.64 (2H, m) 7.33 (2H, d)

2.63 (2H, t) 7.48 (2H, d)

7.54 (2H, d)

[합성예 6]

4-(4'-n-노닐옥시)-비페닐아세테이트의 합성 4-아세틸-4'-n-노닐옥시비페닐 10.14g과 황 1.536g을 모르폴린 20㎖ 중에 15시간 동안 교반하면서 환류한다.

반응 용액에 물 30㎖와 에탄올 100㎖ 중의 수산화 나트륨 25g용액을 첨가하고 이어 9시간 동안 교반한다.

그후 용액을 물에 붓고 이어 염산으로 산성화 한다.

침전된 고체를 여과를 통하여 수집하여 초기 생성물을 얻은 후 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 12.84g을 얻었다.

mp 175∼176℃

IR(뉴졸) 1704㎝^-1

NMR(CDCl₃)

δ : 0.89 ( 3H, m) 3.99 (2H, t)

1.2∼1.5 (12H, m) 6.95 (2H, d)

1.80 ( 2H, m) 7.33 (2H, d)

3.69 ( 2H, s) 7.49 (2H, d)

7.52 (2H, d)

[합성예 7]

4-(4'-n-부틸-트랜스클로헥실)페닐아세테이트의 합성

4-(4'-n-부틸-트랜스-시클로헥실)아세토페논 5g과 황

1.24g을 모르폴린 7.5㎖ 중에 11시간 동안 교반하면서 환료시킨다.

반응 용액에 물 43.3㎖에 에탄올 67㎖중의 수산화나트륨 16.7g의 용액을 첨가하고 7시간 동안 교반한다.

그후 용액을 물에 붓고 이어 염산으로 산성화한다.

생성물을 에테트로 추출한 후 추출된 초기 생성물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 목적 화합물 3.33g을 얻었다.

mp 72∼74℃

IR(뉴졸) 1718㎝^-1

NMR(CDCl₃)

δ : 0.8∼1.5 (14H, m) 3.59 (2H, s)

1.86 ( 4H, m) 7.17 (4H, m)

2.44 ( 1H, t)

[일반식(Ⅳ)으로 나타내는 화합물의 합성]

[합성예 8]

2-(4'-노닐옥시-4-비페닐)프로피온산의 합성

-73℃로 냉각된 테트라히드로퓨란 10㎖와 디이소 프로필아민 506g이 담긴 용기에 헥산 3㎖중의 15% n-부틸 리튬의 용액을 점적으로 첨가하는 동안 온도를 0℃까지 점진적으로 증가시키고 30분 동안 교반시킨다.

반응 용액에 테트라히드로퓨란 8㎖을 중의 합성예 6에서 합성된 바와 같은 4-(4'-노닐옥시)-비페닐아세테이트의 용액 708㎎을 점적으로 첨가하고 이어 1시간 동안 교반시킨다.

그후 반응 용액을 -78℃로 냉각시키고 테트라히드로으로 첨가한다.

온도를 실온으로 점진적으로 증가시키면서 반응용액을 6시간 동안 교반시키고 물을 첨가한 후 염산으로 산성화하고 클로로포름으로 추출하여 목적화합물 730㎎을 얻었다.

NMR(CDCl₃)

δ : 0.89 (3H, t) 3.99 (2H, t)

1.2∼1.6 (12, m) 6.95 (2H, d)

1.55 (3H, d) 7.37 (2H, d)

1.80 (2H, m) 7.4∼7.6 (4H, m)

3.79 (1H, q)

[일반식(I)로 나타내는 화합물의 합성]

[합성예 9∼16]

[합성예 9]

-78℃로 냉각된 디이소프로필아민 113g과 테트라히드로퓨란 2㎖가 담긴 반응 용기에 헥산 0.7㎖ 중의 n-부틸리륨 15%용액을 점적으로 첨가하면서 온도를 0℃까지 점진적으로 증가시키고 30분동안 교반한다.

반응 용액에 테트라히드로퓨란 2㎖ 중의 합성예 6에서 합성한 바의 4-(4'-n-노닐옥시)-비페닐아세테이트 177㎎ 용액을 점적으로 첨가한 뒤 이어 1시간 동안 교반한다.

-78℃로 냉각된 반응 용액을 테트라히드로퓨란 2㎖중의 합성예 1에서 합성된 바와같은 (R)-1, 2-온도를 실온까지 점진적으로 증가시키면서 반응용액을 6시간 동안 교반시키고 물을 첨가한 후 염산으로 산성화시킨다.

생성물을 클로로포름으로 추출하고, 거기에 무수벤젠과 황산을 촉매량 첨가한다.

혼합물을 6시간 동안 가열하면서 교반하여 벤젠을 첨차적으로 증발시킨다.

냉각신킨 후, 감압 하에 벤젠을 완전히 증류시킨 후의 잔류물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 하기 화학식들로 나타내는 γ-락톤 유도체(2R, 4R) 및 (2S, 4R)를 각각 35㎎과 104㎎ 얻었다.

(2R, 4R)형 성전이 온도

상전이 온도

[α]D³⁴-5.42° (C=1.66, CH₂Cl₂)

NMR (CDCl₃)

δ : 0.89 ( 6H, m) 4.48 (1H, m)

1.2∼1.9 (26H, m) 6.95 (2H, d)

2.05 (1H, td) 7.31 (2H, d)

2.74 (1H,ddd) 7.48 (2H, d)

3.88 (1H, dd) 7.53 (2H, d)

3.98 (2H, t)

IR (뉴졸) 1750㎝^-1

(2S, 4R)형

상정이 온도

[α]D³⁴-29.33° (C=0.95, CH₂Cl₂)

NMR (CDCl₃)

δ : 0.89 ( 6H, m) 4.66 (1H, m)

1.2∼1.9 (26H, m) 6.96 (2H, d)

2.41 (1H, ddd) 7.32 (2H, d)

2.53 (1H, dt) 7.48 (2H, d)

3.93 (1H, dd) 7.53 (2H, d)

3.99 (2H, t)

IR (뉴졸) 1750㎝^-1

[합성예 10]

디이소프로필아민 339g과 테트라히드로퓨란 6㎖가 담긴 -78℃로 냉각된 반응 용기에 온도를 0℃까지 점진적으로 증가시키면서 헥산 2.1㎖중의 n-부틸리튬 15%용액을 점적으로 첨가하고 30분 동안 교반시킨다.

반응 용액에 테트라히드로퓨란 5㎖ 중의 합성예 6에서 합성한 바와 같은 4-(4'-n-노틸옥시)-비페닐아세테이트 531㎎의 용액을 점적으로 첨가한 후 이어 1시간 동안 교반한다.

반응 용액을 -78℃로 냉각시키고, 테트라히드로퓨란 1㎖중의 합성예3에서 합성한 바와 같은 (R)-n-헥실글리시딜에테르 256㎎의 용액에 점적으로 첨가한다.

온도를 실온까지 점진적으로 증가시키면서 반응용액을 6시간 동안 교반하고 물을 첨가한 후 이어 염산으로 산성화시킨다.

그후 생성물을 클로로포름으로 추출하고, 추출물에 무수 벤젠과 황산을 촉매량 첨가한 후 이어 6시간 동안 가열하면서 교반하여 벤젠을 점차적으로 증류시킨다.

냉각시킨 후, 감압하에 벤젠을 완전히 증류시킨 후의 잔류물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 하기 화학식들로 나타내는 γ-락톤 유도체 (2R 4S) 및 (2S, 4S)를 각각 259㎎과 207㎎얻었다.

(2R, 4S) 형태

상전이 온도

[α]D²³+1.36° (C=1.06, CH₂Cl₂)

NMR (CDCl₃)

δ : 0.89 ( 6H, m) 3.70 ( 1H, dd)

1.2∼1.5 (18H, m) 3.89 ( 1H, dd)

1.58 ( 2H, m) 3.97 ( 2H, t)

1.78 ( 2H, m) 4.63 ( 1H, m)

2.32 ( 1H, td) 6.95 ( 2H, d)

2.66 ( 1H, ddd) 7.23 ( 2H, d)

3.51 ( 2H, t) 7.48 ( 2H, d)

3.61 ( 1H, dd) 7.52 ( 2H, d)

(2S, 4S)형태

상전이 온도

[α]D³²+29.27° (C=1.16, CH₂Cl₂)

MMR(CDCl₃)

δ : 0.89 ( 6H, m) 3.68 ( 1H, dd)

1.2∼1.5 (18H, m) 3.97 ( 2H, t)

1.58 ( 2H, m) 4.06 ( 1H, t)

1.78 ( 2H, m) 4.72 ( 1H, m)

2.47 ( 1H, ddd) 6.94 ( 2H, d)

2.65 ( 1H, ddd) 7.30 ( 2H, d)

3.49 ( 2H, t) 7.48 ( 2H, d)

3.59 ( 1H, dd) 7.52 ( 2H, d)

[합성예 11]

디이소프로필아민 505g과 트라히드로퓨란 10㎖가 담긴 -78℃로 냉각된 반응 용기에 0℃까지 온도를 점직적으로 증가시키면서 헥산 3㎖ 중에 n-부틸리튬 15% 용액을 점적으로 첨가하고 30분안 교반한다.

반응 용액에 테트라히드로퓨란 6㎖ 중의 합성예 5에서 합성된 바와 같은 4-(4'-n-헵틸)-비페닐 아세테이트 700㎎의 용액을 점적으로 첨가하고 1시간 동안 교반한다.

반응 용액을 -78℃로 냉각시키고, 테트라히드로퓨란 1㎖ 중의 상업적으로 유용한 (R)-1, 2-에폭시헵탄 ([α]D²⁵+15.0° neat) 260㎎의 용액을 점적으로 첨가한다.

실온까지 온도를 점진적으로 증가시키면서 반응용액을 6시간 동안 교반하고 물을 첨가한 후 염산으로 산성화시킨다.

생성물을 클로로포롬으로 추출한 후 추출물에 무수 벤젠과 황산을 촉매량 첨가하고 이어 6시간 동안 가열하면서 교반하여 벤젠을 점차적으로 증발시킨다.

냉각시킨 후, 감압하에 벤젠을 완전히 증류시킨 후의 잔류물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 하기 일반식들로 나타내는 γ-락톤 유도체(2R, 4S) 및 (2R, 4S)를 각각 330㎎과 383㎎을 얻었다.

(2R, 4R)형태

상전이 온도

[α]D²⁷-5.66° (C=1.089, CH₂Cl₂)

IMR (CDCl₃)

δ : 0.90 ( 6H, m) 4.51 (1H, dd)

1.20∼1.85 (18H, m) 7.25 ( 2H, d)

2.08 ( 2H, dt) 7.34 ( 2H, d)

2.63 ( 2H, t) 7.49 ( 2H, d)

2.78 ( 1H, m) 7.57 ( 2H, d)

3.92 ( 1H,dd)

(2R, 4R)형태

상전이 온도

[α]D²⁸+33.48° (C=1.027, CH₂Cl₂)

IMR (CDCl₃)

δ : 0.90 ( 6H, m) 7.25 ( 2H, dd)

1.2∼1.9 (18H, m) 7.34 ( 2H, d)

2.35∼2.68 ( 4H, dt) 7.48 ( 2H, d)

3.94 (1H, dd) 7.57 ( 2H, d)

4.67 (1H, m)

[합성예 12]

-78℃로 냉각된 테트라히드로퓨란 10㎖중의 디이소프로필아민 505㎎의 용액에 0℃까지 온도를 점진적으로 증가시키면서 헥산 3㎖ 중의 n-부틸 리튬 15%용액을 점적으로 첨가하고 30분 동안 교반한다.

반응용액에 테트라히드로퓨란 3㎖ 중의 합성예 7에서 합성된 바와 같은 4-(4'-n-부틸-트랜스-시클로헥실) 페틸아세테이트 600㎎의 용액을 점적으로 첨가한 후 이어 1시간 교반한다.

반응 용액을 -78℃로 냉각시키고 테트라히드로퓨란 1㎖중의 합성예 4에서 합성된 바와 같은 (S)-알릴-글리시딜에테르 275㎎의 용액에 점적으로 첨가한다.

그후 온도를 실온까지 점진적으로 증가시키면서 반응용액을 6시간 동안 교반하고 염산으로 산성화시킨다.

생성물을 클로로포름으로 추출한 후 추출물에 무수벤젠과 황산을 촉매량 첨가하고 6시간 동안 가열하면서 교반하여 벤젠을 점차적으로 완전히 증발시킨다.

냉각시킨 후, 감압하에 벤젠을 완전히 증류시킨 후의 잔류물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 하기 화학실들로 나타내는 γ-락톤 유도체 (2S, 4R) 및 (2S, 4R)을 각각 320㎎과 246㎎을 얻었다.

(2S, 4R) 형태

상전이 온도

[α]D²⁸-3.22° (C=1.033, CH₂Cl₂)

IMR (CDCl₃)

δ : 0.8∼1.5 (14H, m) 4.09 ( 2H, m)

1.86 ( 4H, m) 4.65 ( 1H, d)

2.3 ( 1H, dt) 5.22 ( 1H, m)

2.45 ( 1H, m) 5.30 ( 1H, m)

2.68 ( 1H, m) 5.91 ( 1H, m)

3.62∼3.76( 2H, m) 7.20 ( 4H, s)

3.86 (1H, dd)

(2S, 4R) 형태

상전이 온도

[α]D²⁸-40.42° (C=1.024, CH₂Cl₂)

IMR (CDCl₃)

δ : 0.8∼1.5 (14H, m) 4.75 ( 1H, m)

1.86 ( 4H, m) 5.22 ( 1H, d)

2.37∼2.55 ( 1H, dt) 5.29 ( 1H, m)

2.65 ( 1H, m) 5.91 ( 1H, m)

3.60∼3.76 ( 2H, m) 7.19 ( 4H, s)

3.95∼4.1

[합성예 13]

-78℃로 냉각된 테트라히드로퓨란 10㎖중의 디이소프로필아민 505g 용액에 0℃까지 온도를 점진적으로 증가시키면서 헥산 3㎖ 중의 n-부틸리튬 15%용액을 점적으로 첨가하고 30분 동안 교반한다.

반응 용액에 테트라히드로퓨란 3㎖ 중의 합성예7에서 합성된 바와 같은 4-(4'-n-부틸-트랜시-시클로헥실)페닐아세테이트 600㎎이 용액을 점적으로 첨가한 후 이어 1시간 교반한다.

반응 용액을 -78℃로 냉각시키고 테트라히드로퓨란 1㎖ 중의 상업적으로 유용한 (R)-1, 2-에폭시트리데칸 477㎎([α]D²⁵+9.8°neat)의 용액에 점적으로 첨가한다.

온도를 실온까지 점진적으로 증가시키면서 반응용액을 6시간 동안 교반하고 물을 첨가한 후 염산으로 산성화시킨다.

냉각시킨 후, 감압하에 벤젠을 완전히 증류시킨 후의 잔류물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 하기 화학실들로 나타내는 γ-락톤 유도체 (2S, 4R) 및 (2S, 4R)를 각각 320㎎과 246㎎을 얻었다.

(2R, 4R) 형태

상전이 온도

[α]D²⁸-3.57° (C=1.035, CH₂Cl₂)

NMR(CDCl₃)

δ: 0.8∼1.9 (41H, m) 3.83 (1H, dd)

2.02 ( 1H, dt) 4.47 (1H, m)

2.45 ( 1H, m) 7.20 (4H, s)

2.72 ( 1H, m)

(2S, 4R) 형태

상전이 온도

[α]D²⁴+31.02° (C=1.038, CH₂Cl₂)

NMR(CDCl₃)

δ : 0.8∼1.9 (41H, m) 4.62 (1H, m)

2.28∼2.55 ( 1H, dt) 7.19 (4H, s)

3.87 ( 1H,dd)

[합성예 14]

-78℃로 냉각된 테트라히드로퓨란 10㎖ 중의 디이소프로필아민 505g의 용액에 0℃까지 온도를 점진적으로 증가시키면서 헥산 3㎖ 중의 n-부틸 리튬 15%용액을 점적으로 첨가하고 30분 동안 교반한다.

반응 용액에 테트라히드로퓨란 3㎖ 중의 합성예 5에서 합성된 바와 같은 4-(4'-n-헵틸)피페닐아세테이트 700㎎의 용액을 점적으로 첨가한 후 이어 1시간 동안 교반한다.

반응 용액을 -78℃로 냉각시키고 테트라히드로퓨란 1㎖ 중의 합성예 2에서 합성된 바와 같은 (R)-메틸글리시딜에테르 212㎎의 용액에 점적으로 첨가한다.

그후 온도를 실온까지 점진적으로 증가시키면서 반응용액을 6시간 교반하고 물을 첨가한 후 염산으로 산성화시킨다.

생성물을 클로로포름으로 추출한 후 추출물에 무수벤젠과 황산을 촉매량 첨가하고 6시간 동안 가열하면서 교반하여 점차적으로 완전히 증발시킨다.

냉각시킨 후, 감압하에 벤젠을 완전히 증류시킨 후의 잔류물을 실리카겔 컬럼 크로마톡그래피로 정제하여 하기 화학실들로 나태는 γ-락토 유도체(2R, 4S) 및 (2S, 4S)을 각가 113㎎과 255㎎을 얻었다.

(2R, 4S)형태

상전이 온도

[α]D²¹+0.35° (C=1.01, CH₂Cl₂)

NMR(CDCl₃)

δ : 0.88 ( 3H, m) 3.94 ( 1H, dd)

1.2∼1.45 ( 8H, m) 4.67 ( 1H, m)

1.65 ( 2H, m) 7.25 ( 2H, d)

2.34 ( 1H, dt) 7.36 ( 2H, d)

2.6∼2.8 ( 3H, m) 7.49 ( 2H, d)

3.46 ( 3H, s) 7.58 ( 2H, d)

3.67 ( 2H, m)

(2S, 4R) 형태

상전이 온도

[α]D²³+34.16° (C=1.013, CH₂Cl₂)

NMR(CDCl₃)

δ : 0.88 ( 3H, m) 4.08 ( 1H, t)

1.2∼1.45 ( 8H, m) 4.77 ( 1H, m)

1.65 ( 2H, m) 7.24 ( 2H, d)

2.52 ( 1H, dt) 7.33 ( 2H, d)

2.59∼2.75 ( 3H, m) 7.48 ( 2H, d)

3.44 ( 3H, s) 7.57 ( 2H, d)

3.67 ( 2H,m)

[합성예 15]

반응 용액에 테트라히드로퓨란 8㎖ 중의 합성예 8에서 합성된 바와 같은 4-(4'-n-노닐옥시-4-비페닐)프로피온산 730㎎의 용액을 점적으로 첨가한 후 이어 1시간 동안 교반한다.

반응 용액을 -78℃로 냉각시키고 테트라히드로퓨란 1㎖ 중의 합성예 1에서 합성된 바와 같은 (R)-1, 2-에폭시노난 312㎎의 용액에 점적으로 첨가한다.

냉각시킨 후, 감압하에 벤젠을 완전히 증류시킨 후의 잔류물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 하기 화학실들로 나타내는 γ-락톤 유도체 (2R, 4R) 및 (2S, 4R)을 각가 408㎎과 280㎎을 얻었다.

(2R, 4R)형태

상전이 온도

[α]D²⁵+13.24° (C=1.06, CH₂Cl₂)

NMR(CDCl₃)

δ : 0.88 ( 6H, m) 2.50 ( 1H, dd)

1.2∼1.7 (24H, m) 3.99 ( 2H, t)

1.67 ( 3H, s) 4.57 ( 1H, d)

1.79 ( 2H, m) 6.96 ( 2H, d)

2.33 ( 1H,dd) 7.45∼7.55 ( 2H, d)

(2S, 4R) 형태

상전이 온도

[α]D²³+25.11° (C=1.017, CH₂Cl₂)

NMR(CDCl₃)

δ : 0.88 (6H, m) 2.77 ( 1H, dd)

1.15∼1.70 (24H,s) 3.99 ( 1H, t)

1.61 ( 3H, s) 4.24 ( 2H,m)

1.78 ( 2H, m) 6.96 ( 2H, d)

1.99 ( 1H,dd) 7.35∼7.60 ( 6H, m)

(2S, 4R) 형태

[합성예 16]

-78℃로 냉각된 테트라히드로퓨란 10㎖ 중의 디이소프로필아민 505g의 용액에 0℃까지 온도를 점진적으로 증가시키면서 헥산 3㎖ 중의 n-부틸 리튬 15% 용액을 점적으로 첨가하고 1시간동안 교반한다.

반응 용액에 테트라히드로퓨란 3㎖ 중의 합성예 5에서 합성된 바와 같은 4-(4'-n-헬틸)-비페닐아세테이트 682㎎의 용액을 점적으로 첨가한 후 이어 1시간 동안 교반한다.

반응 용액을 -78℃로 냉각시키고 테트라히드로퓨란 1㎖중의 (S)-n-헥실글리시딜에테르 445㎎의 용액에 점적으로 첨가한다.

냉각시킨 후, 감압하에 벤젠을 완전히 증류시킨 후의 잔류물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 하기 화학실들로 나타내는 γ-락톤 유도체(2S, 4R) 및 (2S, 4R)을 각각 401㎎과 465㎎을 얻었다.

(2S, 4R)형태

상전이 온도

[α]D²²-2.17° (C=1.017, CH₂Cl₂)

NMR(CDCl₃)

δ : 0.86∼0.91( 6H, m) 4.62∼4.67( 1H, m)

1.29∼1.61 (18H, m) 7.24 ( 2H, d, J=8.06Hz)

2.28∼2.42 ( 1H, m) 7.35 ( 2H, d, J=8.42Hz)

2.61∼2.76 ( 3H, m) 7.48 ( 2H, d, J=8.42Hz)

3.52 ( 2H, t, J=6.60Hz) 7.57 ( 2H, d, J=8.06Hz)

3.61∼3.75 ( 2H, m)

3.92 ( 1H, dd, J=9, 16, 12.09Hz)

(2S, 4R)형태

상전의 온도

[α]D²²-37.95° (C=1.003, CH₂Cl₂)

NMR(CDCl₃)

δ : 0.86∼0.90 ( 6H, m) 4.74∼4.78( 1H, m)

1.29∼1.60 (18H, m) 7.24 ( 2H, d, J=8.06Hz)

2.45∼2.57 ( 1H, m) 7.33 ( 2H, d, J=8.43Hz)

2.61∼2.74 ( 3H, m) 7.48 ( 2H, d, J=8.43Hz)

3.51 ( 2H, t, J=6.68Hz) 7.57 ( 2H, d, J=8.06Hz)

3.60∼3.75 ( 2H, m)

4.02 ( 1H, t, J=9,35Hz)

[예]

본 발명은 상기 합성예들에 의해 생성한 화합물들을 사용하므로써 실용화되며 표 1 중의 식(I)의 번호 1~12로 나타낸다.

제일 먼저 생성되는 것은 표 2에 보인 비키랄 스메틱 C상의 액정 조성물 번호 13이다.

번호 13의 액정 조성물(식(Ⅲ)으로 나타낸 화합물들의 혼합물)에 표 1에 표시한 번호 1~12의 화합물 각각을 2wt%씩 첨가하여 12 종류의 강유전성 액정 조성물을 형성한다.

다음으로, 2개의 유리 기판 상에 각각 ITO 막으로 증착하고 PVA막 상에 형성된 SiO2로 입히고 그 위에 효과적으로 러빙한다.

그후, 2개의 유리기판을 2㎛의 셀 두께와 동일한 러빙방향을 갖도록 상호 적층하여 그 기판들 사이에 상기와 같이 제조한 강유전성 액정 조성물을 각각 주입한다.

조성물을 주입한 후, 우선 셀을 액정 조성물이 등방성 액체로 변할수 있는 온도까지 가열한 후 1℃/min로 실온으로 냉각시켜 우수한 배향의 강유전성 액정 장치를 얻었다.

강유전성 액정 장치의 성질들은 표3에 표시한 바와 같고, 그의 응답속도는 인가되는 구형과 전압 Vp-p=20V으로부터 투과광이 50%로 변화할 때 측정할 것이다.

표3에 보인 바와 같이 고속 응답은 액정 조성물을 사용하므로써 얻어진다.

또한, 광학 활성 화합물의 농도를 강유전성 액정 조성물의 2wt%로 낮춘 결과, 네마틱 상의 나선형 피치는 셀의 두께보다 길어지고 우수한 배향성이 얻어질 수 있다.

다음으로, 표 1에 표시한 번호 1∼2의 화합물과, 표 2에 표시한 번호 13의 화합물과, 표4에 표시한 번호 14∼17의 화합물은 셀의 두께와 비교할 때 네마틱 상의 충분히 긴 나선형 피치를 갖도록 화합하여 표5에 표시한 번호 18~19의 강유전성액정 조성물을 생성한다.

강유전성 액정 장치는 상기 예와 유사하게 제조되며 그들의 특성이 평가된다.

표5 역기 강유전성 액정 조성물의 전이온도와 성질을 표시한다.

상기로부터 알수 있듯이, 본 발명의 강유전성 액정조성물은 네마틱 상의 긴 나선형 피치를 갖으므로 우수한 배향과 고속 응답을 얻을 수 있으므로 그 결과 표시 및 광스위치에 관하여 대용량의 강유전성 액정 장치를 실현할 수 있다.

Claims

각각 전압 인가 수단을 설치한 한쌍의 기판과, 기판 중 적어도 하나가 배향제어층을 가지며, 상기 기판의 한쌍 사이에 설치되어 있는 강유전성 액정층으로 구성되어 있는 강유전성 액정소자에 있어서, 상기 강유전성 액정소자에 있어서, 상기 강유전성 액정층은 하기 일반식(Ⅰ) :

[식중 R¹과 R²는 상호 동일하거나 다르며 각각 탄소수 1∼15개의 곧거나 가지난 사슬의 알킬기나 알킬옥시기를 나타내고;는또는를 나타내고; X는 수소 원자나 메틸기를 나타내고; *는 그 탄소원자가 비대칭임을 나타낸다.]로 나타내는 적어도 하나의 화합물과, 하기 일반식(Ⅱ) :

[식중 R³과 R⁴는 상호 동일하거나 다르며 각각 탄소 원자수 1∼15개의 곧거나 가지난 사슬의 알킬기를 나타낸다;는또는또는를 나타낸다; *는 그 탄소원자가 비대칭임을 나타낸다.]로 나타내는 적어도 하나의 화합물로 구성되어 있는 강유전성 액정 소자.
제1항에 있어서, 강유전성 액정층은 일반식(Ⅰ) 및 (Ⅱ)의 화합물과 키랄 또는 넌키랄 스메틱 액정 화합물 또는 조성물을 포함하는 액정 조성물로 이루어진 강유전성 액정 소자.
제2항에 있어서, 화합물(Ⅰ) 및 (Ⅱ)의 각각의 함량이 그 조성물에 있어서 0.1∼20wt%인 강유전성 액정소자.
제2항에 있어서, 화합물(Ⅰ) 및 (Ⅱ)의 각각의 합량이 그 조성물에 있어서 0.5∼5wt%인 강유전성 액정소자.
제2항에 있어서, 넌키랄 스메틱 액정 화합물 또는 조성물은 하기 일반식(Ⅲ) :

[식중 R⁵와 R⁶은 각각 1∼15개의 탄소 원자를 갖는 알킬기나 알콕시기를 나타낸다.]으로 나타내는 피리미딘 화합물이나 그의 혼합물인 강유전성 액정소자.
제1항에 있어서, 전압 인가 수단은 액정소자의 매트릭스 전극 구조를 제공할 수 있는 복수개의 전극들로 이루어진 강유전성 액정소자.
제1항에 있어서, 배향 제어층은 유기 또는 무기 배향 제어층인 강유전성 액정 소자.