KR0174276B1

KR0174276B1 - 광학적 활성 메틸디옥산

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Publication number: KR0174276B1
Application number: KR1019910007756A
Authority: KR
Inventors: 부헥커 리하르트; 퓐프쉴링 위르그; 샤드트 마르틴
Original assignee: 마틴 샤트;리차드 부셔커; 롤리크 아게
Priority date: 1990-05-15
Filing date: 1991-05-14
Publication date: 1999-03-20
Also published as: DE59106069D1; EP0457105B1; KR910020152A; EP0457105A1; US5518653A; JP2960983B2; HK176196A; JPH04253971A

Abstract

본 발명은 하기 일반식(I)을 갖는 광학적 활성 화합물, 상기 화합물을 포함하는 액정 혼합물 및 광학적 및 전광학적 목적을 위한 상기 혼합물의 용도에 관한 것이다.

상기식에서, n은 0 또는 1을 나타내고; Z¹은 단일 공유 결합 또는 -CH₂CH₂-를 나타내고; Z²은 단일 공유 결합, -CH₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, 또는 -OOC-를 나타내고; 환 A¹및 A²은 각각 독립적으로 트랜스-1,4-시클로헥실렌 또는 임의로 할로겐-, 시아노- 및/또는 메틸-치환된 1,4-페닐렌을 나타내는데, 여기서 임의로 1CH기 또는 2CH기가 질소로 치환될 수도 있으며; R²는 R⁴기 또는 일반식 (II)의 기를 나타내며, 여기에서 R⁴는 시아노, 할로겐, -OCY¹F₂, -CY¹F₂또는 임의로 1개의 CH-CH가 C=C로 치환되며/되거나 임의로 1개의 메틸렌기 또는 2개의 인접하지 않은 메틸렌기가 -O-, -COO- 및/또는 -OOC-로 치환되며/되거나 임의로 1개의 메틸렌 기가 -CHY²-로 치환된 알킬기를 나타내며; Y¹은 수소 또는 불소를 나타내며; Y²은 할로겐, 시아노 또는 메틸기를 나타내며; R¹및 R³는 임의로 1개의 CH-CH가 C=C로 치환되며/되거나 임의로 1개의 메틸렌기 또는 2개의 인접하지 않은 메틸렌기가 -O-로 치환되며/되거나 임의로 하나 이상의 수소 원자가 불소로 치환된 알킬기를 나타내며; (S^*) 및 (R^*)은 키랄성 탄소원자의 상대 배열을 나타낸다.

Description

광학적 활성 메틸디옥산

본 발명은 액정에 사용하는 새로운 키랄성 도판트, 상기 도판트를 포함하는 액정 혼합물, 및 광학 및 전광학 목적에의 용도에 관한 것이다.

전광 표시장치를 위한 액정물질은 대개의 경우에, 키랄성 구조의 유도를 위해 하나 또는 그 이상의 광학적 활성 첨가물을 포함한다. 예를 들면 꼬인 네마틱 구조를 갖는 표시장치에 사용하기 위해 네마틱 액정에 광학 활성 첨가물을 첨가하는데, 예를 들면 TN(twisted-nematic) 셀(cell)에서 꼬임 방향의 역전(reverse twise)를 막기 위해 첨가하며, 또는 STN 셀(super twisted-nematic cell), SBE 셀(super birefringence effect cell) 또는 OMI 셀(optical mode interference) 등의 많이 꼬인 네마틱 구조를 갖는 셀에서 충분한 꼬임을 이루기 위해 첨가한다. 또한, 상변화셀용 콜레스테릭 액정은 네마틱 기본 물질 및 하나 이상의 광학 활성 도판트로 이루어지는 것이 바람직할 수 있으며, 키랄성 경사 스멕틱상을 기본으로 하는 표시장치용 강유전성 액정은 꼬인 스멕틱상을 갖는 물질 및 하나 이상의 활성 도판트로 구성되는 것이 바람직할 수 있다.

액정 표시 장치의 전광 특성은 온도에 의해 좌우되는데 이는 다중송신 작동의 경우 특히 골치아픈 문제이다. 그러나 이 온도 의존성은 온도가 증가할 때 피치(pitch)의 감소를 유도하는 키랄성 도판트의 첨가로 최소한 부분적으로는 보완될 수 있다. 상기와 같이 온도 변화에 역으로 작용하는 것은 몇몇 화합물에서만 발견되어 왔다. 그러나 또한 상대적언 온도 의존성이 다르고 다른 꼬임 각도를 유도하는 최소한 2가지 키랄성 도판트를 사용함으로써 상기 작용을 얻을 수도 있다(DE-A-2827471). 물론 이를 위해서는 대개의 경우 비교적 많은 양의 키랄성 도판트가 필요하다.

콜레스테릭 액정은 파장이 나선형 피치와 거의 같게 되는 파장범위에서는 빛을 반사한다. 이 반사광의 스펙트럼 폭은 액정의 적절한 선택에 의해 변화될 수 있다. 반사광은 완전히 원편광되어 있다. 반사광의 회전 방향은 콜레스테릭 나선형 구조의 회전 방향에 따라 좌우된다. 반대방향으로 원평광된 빛은 흡수되지 않고 전달된다. 이러한 특성은 광학적 필터, 편광기, 분석기 등의 생산에 이용할 수 있다. 또한 콜레스테릭 액정은 시온성 도장 및 화장품 제조에 다양하게 사용될 수 있다. 또한 콜레스테릭 액정은 시온성 도장 및 화장품 제조에 다양하게 사용될 수 있다.

상기 도장을 위한 콜레스테릭 액정은 바람직하게는 네마틱 또는 콜레스테릭 기본 물질 및 원하는 나선형 피치를 간단하게 조정할 수 있도록 하는 하나 이상의 키랄성 도판트로 구성될 수 있다.

가시광선의 파장 범위에 있는 피치를 갖는 콜레스테릭 혼합물을 생산하기 위해, 키랄성 도판트는 가능한한 높은 꼬임 용량을 갖고 통상의 액정 물질에서 양호한 용해도를 가져야만 한다. 또한, 키랄성 도판트는 적당한 안정성을 가져야 하고 액정물질의 메조상 형태와 양호하게 조화되어야만 하며, 메조상 범위를 너무 강하게 제한해서는 안된다. 상기 특성들은 또한 상기에서 언급한 바 있는 꼬인 네마틱 구조를 생산하기 위한 키랄성 도판트에도 바람직한데 그 이유는 꼬인 네마틱 구조의 양을 질서있게 낮은 상태로 유지할 수 있어서 액정 물질의 특성이 영향을 매우 조금 받게 되기 때문이다.

강유전성 액정에서 키랄성 도판트의 사용은 기본적으로 경사된 스멕틱상의 꼬임을 변화시키고 자발적인 편광화를 유도시키기 위해 제공된다. 키랄성 도판트는 적당한 안정성을 가져야 하고 경사된 스멕틱 액정과 잘 조화되어야 하며 메조상 범위를 너무 강하게 제한하지 않아야 한다. 또한 꼬임 및 자발적인 편광화를 가능하면 멀리 서로 독립적으로 조정하며, 키랄성 도판트의 점도를 상당히 낮추는 것이 바람직할 것이다.

본 발명은 하기 일반식 (I)의 광학적 활성 4-메틸-1,3-디옥산 유도체에 관한 것이다:

본 발명에 따르는 화합물은 무색이고 통상의 액정에 대한 용해도가 좋으며 네마틱, 콜레스테릭 및 경사 스멕틱상과 특히 양호하게 조화된다. 상기 화합물은 전기장 및 자기장에 대해 적당한 안정성을 가지며 종종 그 자체로 액정 특성을 갖는다. 비록 키랄성 디옥산 환이 비교적 비편광성이긴 하지만 경사 스멕틱상에서는 상당히 높은 자발적 편광화를 유도한다. 또한 상기 화합물은 높은 꼬임 용량 및 비교적 낮은 점도를 갖는다. 원한다면 키랄성 말단기에 의해 꼬임 용량 및 자발적 편광화를 강화 또는 변화시킬 수 있다. 또한 그중에서도 특히 측면 치환에 의해 자발적 편광화가 꼬임 용량에 비해 더 변화될 수 있다; 예를 들면 디옥산 환에 대해 오르토 위치에서의 벤젠화 A¹상의 측면 치환(예를 들면 할로겐으로 치환)에 의해 자발적 편광화가 같은 헬리시티(helicity)를 가지는 반대 부호로 될 수 있다. 이것을 이용하여 서로 다른 정도가 크도록 꼬임 및 자발적 편광화를 변화시킬 수 있다.

용어 할로겐은 본 발명에서 불소, 염소, 브롬 및 요오드를 가르키는데, 특히 불소, 염소 및 브롬을 가르킨다.

치환된 알킬은 알킬, 알케닐(예를들면 3E-알케닐, 4-알케닐, 말단 이중결합을 갖는 알케닐), 알콕시알킬(예를들면 2-알콕시에탈, 3-알콕시프로필), 플루오로알킬 등을 포함한다. 상기 잔기는 직쇄 또는 측쇄(임의로 키랄성인)일 수 있다. 바람직한 잔기의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 1-메틸프로필, 1-메틸헵틸, 2-메틸부틸, 3-부테닐, 3E-펜테닐, 3E-헥세닐, 3E-헵테닐, 4-펜테닐, 4Z-헥세닐, 5-헥세닐, 6-헵테닐, 7-옥테닐, 2-메톡시에틸, 3-메톡시프로필, 1-플루오로프로필, 2-플루오로펜틸 등이다.

일반식(I) 및 하기식에서 (S^*) 및 (R^*)로 나타내는 키랄성 탄소원자의 상대배열은 표시된 탄소원자가 (S)- 또는 (R)- 배열을 갖는다는 것 또는 표시된 모든 탄소원자가 거울상 배열을 갖는 것을 의미한다. 그러므로 일반식은 각 경우에 있어서 (S^*)가 (S)-배열을 나타내고 (R^*)가 (R)-배열을 나타내는 부분입체이성체(diastereoisomer) 및 (S^*)가 (R)-배열을 나타내고 (R^*)이 (S)-배열을 나타내는 광학 대칭체를 모두 포함한다.

상기 일반식(I)에서 환 A²는 바람직하게는 1,4-페닐렌 또는 할로겐-치환된 1,4-페닐렌을 나타낼 수 있다. 2-플루오로-1,4-페닐렌 및 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌은 바람직한 할로겐-치환된 환이다.

Z²는 바람직하게는 단일 공유결합, -CH₂CH₂- 또는 -OOC-를 나타낼 수 있고, 특히 단일 공유결합을 나타낼 수 있다. Z¹은 바람직하게는 단일 공유결합을 나타낼 수 있다.

따라서 환 A²는 1,4-페닐렌, 2-플루오로-1,4-페닐렌 또는 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌을 나타내고 Z¹및 Z²가 단일 공유결합을 나타내는 일반식(I)의 화합물이 일반적으로 특히 바람직하다.

환 A¹는 바람직하게는 피리딘-2,5-디일, 피리미딘-2,5-디일, 트랜스-1,4-시클로헥실렌 또는 임의적으로 할로겐-, 시아노- 및/또는 메틸-치환된 1,4-페닐렌을 나타낸다. 환 A¹는 특히 바람직하게는 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌 및 할로겐-치환된 1,4-페닐렌을 나타내며 특히 1,4-페닐렌, 2-플루오로-1,4-페닐렌, 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌 및 2-클로로-1,4-페닐렌을 나타낸다.

일반식(I)의 화합물중 바람직한 부그부(sub-group)은 하기 일반식의 화합물이다.

상기 식에서, R⁴는 시아노, 할로겐, -OCY¹F₂, -CY¹F₂또는 임의로 1개의 CH-CH가 C=C로 치환되고/되거나 임의로 1개의 메틸렌기 또는 2개의 인접하지 않은 메틸렌기가 -O-, -COO- 및/또는 -OOC-로 치환되며/되거나 임의로 1개의 메틸렌 기가 -CHY²-로 치환된 알킬기이며; X¹, X², X³및 X⁴는 각각 독립적으로 수소 또는 할로겐을 나타내며; n, R¹, R³, (S^*) 및 (R^*)는 상기에서 기술한 바와 같은 의미를 갖는다.

상기 일반식(I) 및 (I-1) 내지 (I-6)에서 R¹, R³및 R⁴잔기는 각각 독립적으로 1 내지 18 탄소원자를 갖는 것이 바람직하다. 1 내지 12 탄소원자를 갖는 잔기가 일반적으로 특히 바람직하다.

R¹및 R³잔기는 바람직하게는 알킬, 특히 직쇄 알킬을 나타낸다. 그러나 원한다면, 예를들어 특성을 약간 변화시키고자 하거나 키랄성 잔기를 원할 때 R¹및 R³잔기는 이중결합, 1 내지 2개 산소원자, 하나 이상의 불소원자 및/또는 사슬 가지들을 가질 수 있다. 또한 R¹및 R³는 특히 같은 잔기를 나타낼 수 있다.

상기 일반식(I) 및 (I-1) 내지 (I-5)에 있어서 바람직한 잔기 R⁴는 시아노, 불소, 염소, 디플루오로메톡시, 트리플루오로메톡시, 디플루오로메틸, 트리플루오로메틸, 알킬, 알콕시, 알콕시카보닐, 1-(알콕시카보닐)에톡시카보닐, 알카노일옥시, 2-플루오로알카노일옥시, 알케닐 및 알케닐옥시이다.

바람직한 잔기 R²는 R³가 상기에서 바람직하다고 언급한 의미를 가지는 일반식(II)의 기 및 R⁴에 대해 바람직하다고 언급된 잔기들이다.

상기 일반식(I-1) 내지 (I-6)에서 치환체 X¹, X², X³및 R⁴는 각각 독립적으로 수소, 불소 또는 염소를 나타내는 것이 바람직하다. 각 경우에 있어서 최대 1개 또는 2개의 치환체가 수소가 아닌 것이 바람직하다. 일반적으로 X¹이 수소, 불소 또는 염소를 나타내고, X²및 X³는 수소를, X⁴는 수소, 불소 또는 염소를 나타내는 일반식(I-1) 내지 (I-6)의 화합물이 특히 바람직하다.

일반식(I)의 화합물은 하기 일반식(III)의 디올과 하기 일반식(IV)의 알데히드 또는 그의 아세탈 화합물을 반응시켜 제조할 수 있다.

상기식에서, R⁵는 R²기 또는 포밀을 나타내고 R¹, R², Z¹, Z², n, (R^*), (S^*) 및 환 A¹및 환 A²는 상기에서 기술한 바와 같은 의미를 가진다.

일반식(IV)의 알데히드 또는 적당한 아세탈(예: 디메틸아세탈)과 일반식(III)의 디올의 반응은 알려진 방법 그 자체로서 실시할 수 있다. 상기 반응은 p-톨루엔-설폰산, 황산 또는 무수 염산 등의 유기 또는 무기산을 촉매량으로 사용하며 불활성 유기 용매(예: 벤젠, 톨루엔 또는 크실렌 등의 방향족 탄화수소)내에서 실시하는 것이 바람직하다. 온도 및 압력은 중요하지 않으나 형성된 물을 분리하는 동안은 공기압 및 환류온도에서 반응을 실시하는 것이 바람직하다.

일반식(I)에 있어서의 R²가 일반식(II)의 기를 나타낼 때 2개의 디옥산 환의 형성은 상기에서 언급한 대로 연속적 또는 -특히 R¹및 R³가 동일할 때- 동시에 실시할 수 있다.

Z²및/또는 R²가 에스테르 기를 가질 때, 에스테르화는 디옥사환의 형성 후에만 실시하는 것이 바람직하다. 또한 R¹, Z²및/또는 R²가 에테르기를 가질 때, 에테르화를 원할 경우 역시 디옥산환의 형성후에 실시할 수 있다.

일반식(IV)의 알데히드는 알려져 있거나 알려진 화합물에 유사하며 알려진 방법에 따라 제조될 수 있다.

일반식(III)의 디올의 제조는 알려진 방법 그 자체로 실시할 수 있다. 바람직한 방법은 예를 들면 문헌 테트라헤드론[Tetrahedron 40, 1269(1984)]에 기술된 것과 비슷한 방법으로 적당한 염기의 존재하에 상응하는 할로겐화 알킬, 할로겐화알케닐 등과 반응에 의해 알킬 3-하이드록시부티레이트의 2-위치에 치환체 R¹을 도입하는 것 및 후속하여 에스테르기를 환원시키는 것을 포함한다. 예를 들면, 에틸 3-하이드록시 부티레이트를 리튬디이소프로필아미드 등의 염기 존재하에 브롬화 알킬, 브롬화알케닐 등과 반응시켜 수득한 에틸 3-하이드록시-2R¹-부티레이트를 수소화리튬 알루미늄으로 환원시킬 수 있다.

본 발명에 따르는 화합물은 액정 혼합물을 위한 키랄성 도판트로 적합하다. 따라서 본 발명은 또한 2가지 이상의 성분을 갖고 그중 1가지 이상의 성분이 일반식(I)의 광학활성 화합물인 액정 혼합물과도 관계가 있다.

본 발명에 따르는 혼합물은 액정 매질 및 하나 이상의 일반식(I)의 광학 활성 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 적당한 매질은 기본적으로 적절한 메조상 범위로 꼬임가능한 액정상을 갖는 모든 액정 물질이다. 액정매질은 단일 화합물 또는 혼합물일 수 있으며 60℃ 이상의 동명점을 갖는 것이 바람직하다. 일반식(I)의 화합물은 네막틱, 콜레스테릭 또는 경사 스멕틱(바람직하게는 스멕틱 C)상을 갖는 매질을 위한 키랄성 도판트로 특히 적합하다.

일반식(I)의 키랄성 도판트의 양은 대부분 꼬임 용량, 자발적 편광화 및 원하는 피치에 의해 결정된다. 따라서 키랄성 도판트의 양은 그 사용목적에 따라 넓은 범위 예를 들면 약 0.1 내지 40 중량%의 양으로 변화시킬 수 있다. 꼬인 네마틱 구조를 갖는 액정을 기초로 하는 표시 장치에서는 셀의 형태 및 두께에 따라 대부분 약 3 내지 40㎛의 피치가 요구되므로 거기에 상응하도록 소량, 예를 들면 0.1 내지 3중량%로 충분하다. 한편 콜레스테릭 층에 의한 가시광선의 반사를 기초로 하여 사용할 때는 2㎛ 미만, 예를 들면 약 0.4 내지 0.5㎛인 피치가 요구되며 이 때에는 상응하는 더 많은 양의 키랄성 도판트가 요구된다. 상기의 사용목적 및 경사 스멕틱상에서 사용하는 경우 일반식(I)의 광학 활성 도판트 보통 약 3 내지 30중량%, 특히 약 5 내지 20중량% 양이 바람직하다.

본 발명에 따르면 콜레스테릭상을 갖는 혼합물은 바람직하게 일반식(I)의 광학 활성 화합물 하나 이상 이외에 네마틱 또는 콜레스테릭 매질의 성분으로 하기 일반식(V) 내지 (XII)의 화합물을 하나 이상 포함할 수 있다:

상기식에서, m은 0 또는 1을 표시하고; 환 B¹는 1,4-페닐렌 또는 트랜스-1,4-시클로헥실렌을 나타내고; R⁶은 알킬, 알케닐이며 벤젠환상에서는 또한 알콕시 또는 알케닐옥시를 나타내고; R⁷은 시아노, 알킬, 알콕시, 알케닐 또는 알케닐옥시를 나타내고; Z³는 단일 공유결합 또는 -CH₂CH₂-를 나타내고; R⁸은 시아노, 알킬, 알콕시, 알케닐, 알케닐옥시, 알콕시-메틸 또는 알케닐옥시메틸을 나타내고; Z⁴는 단일 공유결합, -COO- 또는 -CH₂CH₂-를 나타내며; R⁹은 알킬 또는 알케닐을 나타낸다.

R⁶, R⁷, R⁸및 R⁹은 각각 최대로 12 탄소원자, 특히 최대로 7 탄소원자를 갖는 것이 바람직하다. 바람직한 알케닐기는 3E-알케닐, 4-알케닐이며 시클로헥산 환상에서는 또한 1E-알케닐을 포함한다. 2E-알케닐옥시 및 3-알케닐옥시는 바람직한 알케닐옥시기이다.

본 발명에 따르면 키랄성 경사 스멕틱상을 갖는 혼합물을 바람직하게 일반식(I)의 광학 활성 화합물 하나 이상외에 매질의 성분으로 하기 일반식(XIII) 내지 (XVII)의 화합물을 하나 이상 포함할 수 있다:

상기식에서, p 및 q는 각각 독립적으로 0 또는 1을 나타내고; R¹⁰및 R¹¹은 각각 독립적으로 알킬, 알콕시, 알카노일옥시, 알콕시카보닐, 알케닐 또는 알케닐옥시를 나타내고; R¹²는 알킬 또는 알케닐을 나타내고; R¹³은 알킬, 알콕시, 알케닐 또는 알케닐옥시를 나타내고; B², B³및 B⁴환은 각각 독립적으로 1,4-페닐렌 또는 할로겐-치환된 1,4-페닐렌을 나타내며; Z⁵는 단일 공유결합, -CH₂CH₂-, -CH₂O-, -COO- 또는 -OOC-를 나타낸다.

R¹⁰, R¹¹, R¹²및 R¹³은 각각 바람직하게 최대로 18 탄소원자를 갖고 특히 바람직하게 약 5 내지 12개 탄소원자를 갖는다. 2-플루오로-1,4-페닐렌 및 2,3-디플루오로-1,4-페닐렌은 바람직한 할로겐-치환된 1,4-페닐렌기이다. 일반적으로 R¹¹또는 R¹³가 알콕시 또는 알케닐옥시인 일반식(XIII) 내지 (XVII)의 화합물이 바람직하다.

액정 혼합물 및 전광 장치의 제조는 알려진 방법 그 자체로 실시할 수 있다.

본 발명은 하기 실시예에 의해 더 자세히 설명된다. 일반식(I) 화합물의 광학 대칭제는 각각의 경우에 있어서 같은 상 전이온도를 갖고 같은 절대값의 자발적 편광화 및 꼬임을 유도하나 부호가 반대이다. 상 전이의 특성에 대해 사용되는 약자들은 하기 의미를 나타낸다:

m.p.는 녹는점, b.p.는 끓는점, cl.p.는 등명점을, C는 결정을, S는 스멕틱을, S_A, S_B, S_C등은 각각 스멕틱 A, B, C 등을, S_C ^*, S_P ^*등은 키랄성 스멕틱 C, F 등을 N은 네마틱을, N^*는 콜레스테릭을, I는 등방성을 각각 나타낸다.

[실시예 1]

(2S,3R)-2-옥틸-1,3-부탄디올 3.0g, 4'-시아노-4-비페닐카복스알데히드 3.07g, 1N 황산 0.1㎖ 및 톨루엔 30㎖의 혼합물을 자석교반기, 물 분리기 및 응축기를 갖춘 둥근 플라스크 속에 질소하에 넣었다. 물을 분리시키며 상기 혼합물을 3시간동안 환류가열하였다. 냉각한 반응 혼합물을 탄산수소나트륨 수용액에 부어 염화메틸렌으로 처리하였다. 수상을 분리하여 염화메틸렌으로 2회 추출하였다. 유기상을 모아 물로 2회 세척한 다음 황산마그네슘상에서 건조시키고 여과시킨 후 증발시켰다. 헥산 200㎖ 및 에틸아세테이트 25㎖의 혼합물로부터 조 생성물(5.84g)을 재결정화하여 4'-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-4-시아노비페닐 4.97g을 수득하였는데 m.p.(C-S_A)은 114.5℃였고 cl.p.(S_A-I)은 128.4℃ 였다.

출발물질로 사용한 (2S,3R)-2-옥틸-1,3-부탄디올은 하기와 같이 제조하였다:

(A) 디이소프로필아민 83.5G 및 테트라하이드로푸란 400㎖의 혼합물을 헥산중의 1.6M, 부틸리튬 용액 500㎖(0.800 몰)에 -20℃에서 30분내에 적가하였다. 이 혼합물을 -20℃ 내지 -50℃에서 30분 더 교반하였다. 계속해서, 테트라하이드로푸란 250㎖ 중의 에틸(3R)-3-하이드록시부티레이트 50g 용액(0.378 몰)에 상기 혼합물을 -50℃에서 30분내에 적가한 후 30분간 더 -30℃에서 교반하였다. 헥사메틸포스포르산트리아미드 96.5g 중의 1-브로모옥탄 108g(0.560 몰) 용액에 상기 반응 혼합물을 -50℃에서 30분 내에 적가하였다. 반응 혼합물을 상온까지 가온시키고 25℃에서 3시간 더 교반하였다. 그 다음에 갈색의 상기 반응 용액을 물 1.3ℓ에 부은 후 에틸 아세테이트로 3회 추출하였다. 유기상을 포화된 염화나트륨 용액으로 세척한 후 황산 나트륨상에서 건조시키고, 여과시키고 농축시켰다. 수득한 갈색 오일(128g)을 고 진공 증류시킨 결과 끊는 점이 99℃./0.03토르(Torr)이고 [α]_D=+6.2˚ (c=클로로포름중의 1%)인 에틸(2S,3R)-3-하이드록시-2-옥틸부티레이트 54g을 수득하였다.

b) 디에틸에티르 980㎖ 중의 수소화리튬알루미늄 33.5g(0.883 몰)의 현탄액을 실온에서 30분내에 디에틸에테르 250㎖ 중의 에틸(2S,3R)-3-하이드록시-2-옥틸부티레이트 54g 용액에 적가하였다. 계속하여, 상기 반응 혼합물을 2,5시간동안 환류시키며 가열하고나서 0℃로 냉각시켰다. 그후 반응혼합물을 아세톤 100㎖에 적가하고, 포화된 탄산나트륨 용액에 적가하여 침전물이 형성되도록 하였다. 에테르상을 따라내어 여과시켰다. 반응 플라스크중의 잔류물을 디에틸 에테르 1ℓ씩으로 2회 더 연마하였으며 각 경우 에테르상을 따라내어 여과시켰다. 에테르상을 모은 후 농축시켜 건조되도록 하였다. 그 결과 조 생성물 45g을 황색 오일 형태로 수득하였다. 오일욕 온도를 160℃로 까지 한 고 진공 증류에 의해 [α]_D=+18.7˚ (c=클로로포름중의 1%)인 에틸(2S,3R)-2-옥틸-1,3-부탄디올 40g을 잔류물로 수득하였다.

하기 화합물들도 비슷한 방법으로 제조하였다:

[실시예 2]

테레프탈알데히드 8.8g을 교반기, 응추기 및 물 분리기를 갖춘 술폰화 반응 플라스크에서 질소 기체를 공급하며 톨루엔 500㎖ 중의 (2S, 3R)-2-옥틸-1,3-부탄디올 25g 용액으로 처리하였다. 그후 반응물을 1N 황산 1㎖로 처리한 다음 18시간 동안 환류시키며 가열하였다. 그후 반응 혼합물을 실온으로 냉각하고 트리메틸아민 1.5㎖로 처리한 후 디에틸에테르 500㎖ 및 포화된 탄산수소나트륨 용액 500㎖에서 분배시켰다. 수상을 분리하여 디에틸에테르 300㎖ 씩으로 2회 추출하였다. 유기상을 포화된 탄산수소나트륨 용액 400㎖ 씩으로 2회 세척한 후 물 400㎖로 1회 세척하고 황산 나트륨상에서 건조시키고, 여과시키고 농축시켰다. 수득한 조 생성물(31g)을 석유 에테르/에틸 아세테이트(부피비, 95:5)로 실리카겔상에서 크로마토그래피 정제한 후 헥산으로부터 2회 재결정화하여 m.p.(C-I) 80.4℃ 및 [α]_D=+32.0˚ (c=클로로포름중의 1%)인 1,4-비스-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]벤젠 19. 1g을 백색 결정으로 수득하였다.

[실시예 3]

4'-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-4-비페닐카복실산 4.93g, (R)-2옥탄올 2.28㎖, N, N'-디시클로헥실카보디이미드 3.72g, 4-(디메틸아미노)피리딘 205mg 및 염화메틸렌 450㎖의 혼합물을 질소가스 공급하에 4시간동안 교반하였다. 계속해서 반응 혼합물을 여과한 후 여과액을 증발시켰다. 수득한 조 생성물(11.28g)을 염화메틸렌 150㎖ 중에 현탁시켰다. 현탁액을 여과한 후 여과액을 증발시켰다. 수득한 황색 액체(7.62g)을 -20℃ 헥산중에서 결정화하고, 여과에 의해 결정질의 불순물을 분리한 후, 여과액을 농축시키고 잔류물을 염기성 산화알루미늄상에서 염화메틸렌으로 정제한 결과 m.p. -25℃ 및 [α]_D=-13.1˚ (c=클로로포름중의 0.7%)인 4'-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-4-비페닐카본산 (R)-2-옥틸 에스테르 4.40g을 수득하였다. 출발물질로 사용한 4'-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-4-비페닐카복산은 하기와 같이 제조하였다:

4'-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일)-4-시아노비페닐 4.97g을 질소가스 공급하에서 디에틸렌글리콜 70㎖중의 수산화칼륨 7.1g 용액으로 처리하였다. 이 혼합물을 2.5시간동안 180℃로 가열하였다. 그 다음에 반응 혼합물을 70℃로 냉각시키고 물 150㎖로 희석한 다음 1N 염산으로 pH를 9가 되도록 조정하였다. 상기 용액을 얼음으로 냉각시키고 염화메틸렌 250㎖로 처리한 후 1N 염산으로 pH를 3-3.5가 되도록 하였다. 수상을 분리하여 염화메틸렌으로 3회 추출하였다. 유기상을 모아 물로 3회 세척하고 황산 마그네슘상에 건조한 후 여과하고 증발시켰다. 그 결과 4'-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-4-비페닐카복실산 4.93g을 황색의 고형잔류물로 수득하였다.

하기 화합물들은 비슷한 방법으로 제조할 수 있다:

4-[(2S,4R,5S)-5-(2-프로페닐)-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-4-벤조산 (R)-2-옥틸 에스테르, 등방성 오일; 4-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-벤조산 (R)-2-옥틸 에스테르, 등방성 오일; 4-[(2S,4R,5S)-5-데실-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-벤조산 (R)-2-헥실 에스테르, 등방성 오일; 4-[(2S,4R,5S)-5-데실-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-벤조산 (R)-2-옥틸 에스테르, 등방성 오일; 4'-[(2S,4R,5S)-5-데실-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-4-비페닐카복실산 (R)-2-옥틸 에스테르, m.p.(C-I) 21.6℃; 4'-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-4-비페닐카복실산 (R)-1-(이소부틸옥시카보닐)에틸 에스테르, m.p.(C-I) 57.5℃; 4-[트랜스-4-(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]시클로헥실]벤조산 (R)-2-옥틸 에스테르, m.p.(C-I) 24.8℃;

[실시예 4]

4-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-4-페놀 380㎎, (S)-2-플루오로카프로산 185㎎, N,N'-디시클로헥실카보디이미드 333㎎, 4-(디메틸아미노)-피리딘 20㎎ 및 염화메틸렌 40㎖의 혼합물을 질소가스 공급하에 16.5시간동안 실온에서 교반하였다. 그 다음에 상기 현탁액을 여과시키고 여과액을 회전 증발기에서 증발시켰다. 조 생성물(1.0g)을 염화메틸렌 50㎖ 중에 현탁시키고 이 현탁액을 여과하여 여과액을 증발시켰다. 헥산으로부터 백색 고형 잔류물(0.5g)을 재결정화하여 m.p.(C-I) 58.8℃ 및 [α]_D=+16.7˚ (c=클로로포름중의 1%)인 1-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-4-[(S)-2-플루오로헥사노일옥시]벤젠 0.4g을 백색 결정으로 수득하였다.

출발물질로 사용한 4-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-4-페놀은 하기와 같이 제조하였다:

(2S,3R)-2-옥틸-1,3-부탄디올 320㎎, p-하이드록시벤즈알데히드 193㎎, 1N 황산 0.1㎖ 및 톨루엔 20㎖의 혼합물을 자석 교반기, 물 분리기 및 응축기를 갖춘 둥근 플라스크에 질소가스하에 넣었다. 상기 혼합물을 물을 분리시키며 3시간동안 가열하였다. 냉각시킨 반응 혼합물을 탄산수소나트륨 수용액에 부은 다음 디에틸 에테르로 처리하였다. 수상을 분리하여 디에틸 에테르로 3회 추출하였다. 유기상을 모아 자석 교반기, 물 분리기 및 응축기를 갖춘 둥근 플라스크로 3회 세척하였다. 상기 혼합물을 물을 분리하며 3시간동안 환류 가열하였다. 냉각시킨 반응 혼합물을 탄산수소나트륨 수용액에 부은 후 디에틸 에테르로 처리하였다. 수상을 분리하여 디에틸 에테르로 3회 추출하였다. 유기상을 모아 물로 3회 세척한 후 황산 마그네슘상에서 건조시키고 여과한 후 증발시켰다. 헥산/에틸 아세테이트(부피 25;1)로부터 황색 고형 잔류물(480㎎)을 재결정시켜 [α]_D=+27˚ (c=클로로포름중의 1%)인 4-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]페놀 410㎎을 황색 결정으로 수득하였다.

하기 화합물은 비슷한 방법으로 제조할 수 있다:

4-옥틸옥시벤조산 4-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일] 페닐 에스테르, m.p. (C-S) 52℃, S-N^*57.4℃, cl.p(N^*-1)101℃; 4-헥실옥시벤조산 4-[(2S,4R,5S)-5-데실-4-메틸-1,3-디옥산-2-일] 페닐 에스테르, m.p. (C-N^*) 77℃, cl.p(N^*-1)101℃; 4-헥실옥시벤조산 4-[(2S,4R,5S)-5-데실-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-3-클로로페닐 에스테르, m.p. (C-I) 47.5℃.

[실시예 5]

톨루엔 12㎖ 중의 4'-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-4-시아노비페닐 1.7g 용액을 질소가스 공급하에 0℃에서 10분 이내에 디이소부틸알루미늄 수소화물 4.6㎖로 처리하였다. 상기 반응 혼합물을 냉각시키지 않고 3시간 더 교반한 다음 얼음/물로 조심스럽게 처리하였다. 이 혼합물을 디에틸에테르/물에서 분배시키고 1N 황산으로 pH를 6으로 맞춘 다음 층을 분리시키고 수상을 디에틸에테르로 3회 더 추출하였다. 유기상을 물로 2회 세척한 후 황산 마그네슘상에서 건조시키고 여과 후 증발시켰다. 수득한 조 4'-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-4-비페닐카복스알데히드를 실시예 1에서와 비슷하게 4,4'-비스-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-비페닐로 전환하였다; m.p.(C-N^*) 95.3℃, cl.p. (N^*-I) 120.5℃.

[실시예 6]

하기 액정 기본 혼합물 BM-1을 사용하여 액정 물질중에서 유도 피치 및 그의 온도 의존도를 측정하였다 :

4'-에틸-4-시아노비페닐 5.36 중량%, 4'-프로필-4-시아노비페닐 3.18 중량%, 4'-부틸-4-시아노비페닐 6.08 중량%, 4-(트랜스-4-프로필시클로헥실)벤조니트릴 6.53 중량%, 4-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)벤조니트릴 14.67 중량%, 4-에틸-1-(트랜스-4-프로필시클로헥실)벤젠 5.21 중량%, 4-에톡시-1-[2-(트랜스-4-프로필시클로헥실)에틸]벤젠 16.54 중량%, 4-펜틸-4-시아노-p-터페닐 5.60 중량%, 4'-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)-4-시아노비페닐 5.71 중량%, 1-[2-(트랜스-4-부틸시클로헥실)에틸]4-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)벤젠 15.95 중량%, 4-[2-(트랜스-4-부틸시클로헥실)에틸-4'-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)비페닐 4.74 중량%, 4-[2-(트랜스-4-부틸시클로헥실)에틸]-4'-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)-1,1'-에틸랜디벤젠 7.59 중량%, 트랜스-4-[2-(트랜스-4-프로필시클로헥실)에틸]시클로헥산카복실산 4-시아노페닐 에스테르 2.84 중량%; m.p.-30℃, cl.p.(N-I) 90℃; △ε=8.5, △n=0.139 및 η=22 mPa·s (20℃에서 측정).

광학 활성 도판트의 꼬임용량 및 그의 온도 의존도는 하기 수식에 상응하는 변수 A, B 및 C에 의해 특정된다:

=A + BT₁+ CT₁ ²

상기식에서 p, c 및 T₁은 하기 의미를 갖는다:

T₁= T-22℃

T = 섭씨 온도

p = ㎛ 단위의 피치((+)값은 시계방향 나선형 구조를 의미하여 (-)값은 반시계방향 나선형 구조를 의미한다)

c = 광학 활성 도판트의 중량% 농도.

기본 물질 BM-1(99 중량%)은 각각의 경우 일반식(I)의 하기 도판트중 하나를 1중량%로 혼합하였다:

D-1 = 4'-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-4-비페닐카복실산 (R)-2-옥틸 에스테르, D-2 = 4-[(2S,4R,5S)-5-데실-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]벤조산 (R)-2-옥틸 에스테르, D-3 = 4-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일] 벤조산 (R)-2-옥틸 에스테르, D-4 = 4'-[(2S,4R,5S)-5-데실-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-4-시아노비페닐, D-5 = 4'-[(2S,4R,5S)-5-데실-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-4-비페닐카복실산 (R)-2-옥틸 에스테르, D-6 = 4,4'-비스-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]비페닐, D-7 = 1,4'-비스-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]벤젠, D-8 = 4'-[트랜스-4-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]시클로헥실]벤조니트릴.

22℃에서의 나선형 피치 p. cl.p.에서 △Tc의 변화 및 수득한 콜레스테릭 혼합물의 A, B 및 C의 값은 표 1에 나타나 있다.

[실시예 7]

하기 콜레스테릭 혼합물 CM-1 내지 CM-6는 낮은 온도 의존성을 갖는 짧은 나선형 피치를 생산하기 위한 몇가지 키랄성 도판트의 사용을 설명한다. 상기 목적을 위해 몇가지 네마틱 기본 물질을 3 또는 4 키랄성 도판트의 배합물과 혼합하였다. 수득한 콜레스테릭 혼합물은 콜레스테릭 여과기에 특히 적당하며 선택적 반사된 원편광의 파장 λ의 낮은 온도 의존성을 특징으로 한다. 각각 다른 온도 T에서 측정한 λ의 값은 표 2에 나타나 있다.「혼합물 예」에서 사용된 성분의 약자는 하기 의미를 갖는다:

2PP = 4'-에틸-3-시아노비페닐, 3PP = 4'-프로필-4-시아노비페닐, 4PP = 4'-부틸-4-시아노비페닐, 3CP = 4-(트랜스-4-프로필시클로헥실)벤조니트릴, 5CP = 4-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)벤조니트릴, 3CP2 = 4-에틸-1-(트랜스-4-프로필시클로헥실)벤젠, 3CAPO2 = 4-에톡시-1[2-(트랜스)-4-프로필시클로헥실)에틸]벤젠, 5CAPO2 = 4-에톡시-1[2-(트랜스)-4-펜틸시클로헥실)에틸]벤젠, 5PPD = 4-펜틸-4-시아노-p-터페닐, 5CPP = 4'-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)-4-시아노비페닐, 5CPAC4 = 1-[2-(트랜스-4-부틸시클로헥실)에틸]-4-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)벤젠, 5CPPAC4 = 4-[2-(트랜스-4-부틸시클로헥실)에틸]-4'-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)-비페닐, 5CPAPAC4 = 4-[2-(트랜스-4-부틸시클로헥실)에틸]4'-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)-1,1'-에틸랜디벤젠, 3CACEP = 트랜스-4-[2-(트랜스-4-프로필시클로헥실)에틸]시클로헥산카복실산 4-시아노페닐 에스테르, 1d(3)CC01 = 트랜스-4-메톡시-1-[트랜스-4-(3E-펜테닐)시클로헥실]시클로헥산, 1d(1)CC101 = 트랜스-4-메톡시메틸-1-[트랜스-4-(1E-프로페닐)시클로헥실]시클로헥산, 0d(3)CC02 = 트랜스-4-에톡시-1-[트랜스-4-(3-부테닐)시클로헥실]시클로헥산, 0d(4)CC02 = 트랜스-4-에톡시-1-[트랜스-4-(4-펜테닐)시클로헥실]시클로헥산, 1d(3)CP02 = 4-에톡시-1-[트랜스-4-(3E-펜테닐)시클로헥실]벤젠, 3CPOd(3)1 = 4-(2E-부테닐옥시)-1-(트랜스-4-프로필시클로헥실)벤젠, 5CPOd(3)1 = 4-(2E-부테닐옥시)-1-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)벤젠, 1d(3)CPP2 = 4'-에틸-4-[트랜스-4-(3E-펜테닐)시클로헥실]비페닐, 1d(3)CPP3 = 4'-프로필-4-[트랜스-4-(3E-펜테닐)시클로헥실]비페닐, 3CEPC d(3)1 = 트랜스-4-프로필시클로헥산카복실산 4-[트랜스-4-(3E-펜테닐)시클로헥실]페닐 에스테르, 0d(3)CP = 4-[트랜스-4-(3-부테닐)시클로헥실]벤조니트릴, 1d(1)CP = 4-[트랜스-4-(1E-프로페닐)시클로헥실]벤조니트릴, 4PP(1)P5 = 5-(4-부틸페닐)-2-(4-펜틸페닐)피리미딘, 2CP(1)P5 = 5-(트랜스-4-에틸시클로헥실)-2-(4-펜틸페닐)피리미딘, 3PPt1 = 4-(1-프로피닐)-4'-프로필비페닐, D-7 = 1,4-비스-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산,2-일)-벤젠, D-2 = 4-[(2S,4R,5S)-5-데실-4-메틸-1,3-디옥산,2-일)벤조산 (R)-2-옥틸 에스테르, D-10 = (4S,5S)-2-[트랜스-4-(4-시아노페닐)시클로헥실]-1,3-디옥솔란-4,5-디카복실산 디에틸 에스테르, D-11 = (S)-4'-(2-메틸부틸)-4-시아노비페닐.

[실시예 8]

표 3에 나타나 있는 키랄성 경사 스멕틱 혼합물 SM-1 내지 SM-3는 경사 스멕틱 액정에서 일반식(I)의 키랄성 도판트를 사용하는 것을 설명한다. 1/(pc)은 실시예 5에서와 같은 의미를 갖는 p 및 c로 키랄성 도판트의 꼬임 용량의 특성을 나타낸다.

Ps는 자발적 편광화를 나타낸다(100중량%까지 외삽한). 표 3에 나타난 농도는 중량% 단위이다. 성분 표시에 사용한 약자는 하기 의미를 가진다:

100PEPAC5 = 4-데실옥시벤조산 4-[2-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)에틸]페닐 에스테르, 110PEPAC5 = 4-운데실옥시벤조산 4-[2-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)에틸]페닐 에스테르, 120PEPAC5 = 4-도데실옥시벤조산 4-[2-(트랜스-4-펜틸시클로헥실)에틸]페닐 에스테르, 7P(1)PO8 = 2-(4-옥틸옥시페닐)-5-헵틸피리미딘, 9P(1)PO6 = 2-(4-헥실옥시페닐)-5-노닐피리미딘, 9P(1)PO9 = 2-(4-노닐옥시페닐)-5-노닐피리미딘, 10P(1)PO10 = 2-(4-데실옥시페닐)-5-데실피리미딘, D-12 = 4-옥틸옥시벤조산 4-[(2S,4R,5S)-5-옥틸-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]페닐 에스테르, D-13 = 4-헥실옥시벤조산 4-[(2S,4R,5S)-5-데실-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]페닐 에스테르, D-14 = 4-헥실옥시벤조산 4-[(2S,4R,5S)-5-데실-4-메틸-1,3-디옥산-2-일]-3-클로로페닐 에스테르.

Claims

하기 일반식(I)의 광학적 활성 화합물:

상기식에서, n은 0 또는 1을 나타내고; Z¹은 단일 공유 결합 또는 -CH₂CH₂-를 나타내고; Z²은 단일 공유 결합, -CH₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -COO-, 또는 -OOC-를 나타내고; 환 A¹및 A²은 각각 독립적으로 트랜스-1,4-시클로헥실렌 또는 임의로 할로겐-, 시아노- 및/또는 메틸-치환된 1,4-페닐렌을 나타내는데, 여기서 임의로 1CH기 또는 2CH기가 질소로 치환될 수도 있으며; R²는 R⁴기 또는 일반식 (II)의 기를 나타내며, 여기에서 R⁴는 시아노, 할로겐, -OCY¹F₂, -CY¹F₂또는 임의로 1개의 CH-CH가 C=C로 치환되며/되거나 임의로 1개의 메틸렌기 또는 2개의 인접하지 않은 메틸렌기가 -O-, -COO- 및/또는 -OOC-로 치환되며/되거나 임의로 1개의 메틸렌 기가 -CHY²-로 치환된 알킬기를 나타내며; Y¹은 수소 또는 불소를 나타내며; Y²은 할로겐, 시아노 또는 메틸기를 나타내며; R¹및 R³는 임의로 1개의 CH-CH가 C=C로 치환되며/되거나 임의로 1개의 메틸렌기 또는 2개의 인접하지 않은 메틸렌기가 -O-로 치환되며/되거나 임의로 하나 이상의 수소 원자가 불소로 치환된 알킬기를 나타내며; (S^*) 및 (R^*)은 키랄성 탄소원자의 상대 배열을 나타낸다.
제1항에 있어서, 환 A²가 1,4-페닐렌 또는 할로겐-치환된 1,4-페닐렌을 나타내고, Z²는 단일 공유결합, -CH₂CH₂- 또는 -OOC-를 나타내며 Z¹이 단일 공유결합을 나타내는 화합물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 환 A¹이 피리딘-2,5-디일, 피리미딘-2,5-디일, 트랜스-1,4-시클로헥실렌 또는 임의로 할로겐-, 시아노- 및/또는 메틸-치환된 1,4-페닐렌인 화합물.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 하기 일반식을 갖는 화합물.

상기식에서, R⁴는 시아노, 할로겐, -OCY¹F₂, -CY¹F₂또는 임의로 1개의 CH-CH가 C=C로 치환되고/되거나 임의적으로 1개의 메틸렌기 또는 2개의 인접하지 않은 메틸렌기가 -O-, -COO- 및/또는 -OOC-로 치환되고/되거나 임의로 1개의 메틸렌 기가 -CHY²-로 치환된 알킬기이며; X¹, X², X³및 X⁴는 각각 독립적으로 수소 또는 할로겐을 나타내며; n, R¹, R³, (S^*) 및 (R^*)는 제1항에서 기술한 바와 같은 의미를 갖는다.
제4항에 있어서, X¹, X², X³및 X⁴는 각각 독립적으로 수소,불소 또는 염소를 나타내는 화합물.
제5항에 있어서, X¹,이 수소, 불소 또는 염소이고, X²및 X³는 수소이며, X⁴가 수소, 불소 또는 염소인 화합물.
제1항 내지 제6항중 어느 한항에 있어서, R¹및 R³가 알킬인 화합물.
제1항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서, R⁴가 시아노, 불소, 염소, 디플루오로메톡시, 트리플루오로메톡시, 디플루오로메틸, 트리플루오로메틸, 알킬, 알콕시, 알콕시카보닐, 1-(알콕시카보닐)에톡시카보닐, 알카노일옥시, 2-플루오로알카노일옥시, 알케닐 또는 알케닐옥시인 화합물.
제1항 내지 제8항중 어느 한 항에 있어서, R¹, R³및 R⁴가 탄소원자 1 내지 18개, 바람직하게는 1 내지 12개를 갖는 화합물.
최소한 2가지 구성성분을 갖고, 그중 최소한 하나의 구성성분이 제1항에서 정의한 일반식(I)의 광학적 활성 화합물인 액정 혼합물.
제10항에 있어서, 하나 이상의 일반식(I)의 광학적 활성 화합물 및 네마틱, 콜레스테릭 또는 경사 스멕틱상을 갖는 액정 매질을 포함하는 액정 혼합물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 일반식(I)의 화합물의 양이 0.1 내지 40 중량%인 액정 혼합물.
제10항에 따르는 액정 혼합물을 광학 또는 전광학적 목적으로 사용하기 위한 용도.