KR100523468B1 - 아키랄 제비꼬리모양 화합물 및 이를 함유한 반강유전성액정조성물 - Google Patents

아키랄 제비꼬리모양 화합물 및 이를 함유한 반강유전성액정조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 새로운 아키랄 제비꼬리모양 액정인 1,3-디알콕시-2-프로필 4-[4'-알킬옥시(또는 알킬) 비페닐-4-카르보닐옥시]벤조산 에스테르와 이를 함유하는 액정조성물에 관한 것이다. 본 발명에서 합성한 1,3-디알콕시-2-프로필기를 갖는 화합물은 가지달린 알킬기가 제비꼬리인 상응하는 화합물보다 반강유전상이 나타내는 온도가 더 낮았으며 온도범위는 더 넓었다. 본 발명에서 개발한 화합물에 광학활성 화합물을 키랄도펀트로 혼합하면 광학활성 반강유전성 액정을 얻을 수 있다.

Description

아키랄 제비꼬리모양 화합물 및 이를 함유한 반강유전성 액정조성물{AN ACHIRAL SWALLOW-TAILED COMPOUND AND ANTIFERROELECTRIC LIQUID CRYSTAL COMPOSITON CONTAINING IT}
본 발명은 아키랄 제비꼬리모양 화합물 및 이를 함유한 반강유전성 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 1,3-디알콕시-2-프로필 4-[4'-알킬옥시(또는 알킬)비페닐-4-카르보닐옥시]벤조산 에스테르인 산소원자를 함유하는 알콕시기를 갖는 아키랄 제비꼬리모양 화합물 및 이를 함유하는 반강유전성 액정 조성물에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시소자는 저전압 작동성, 저소비 전력성, 박형 표시가능 등으로 각종 소형 표시 소자에 이용되어 왔다. 그러나 최근에는 정보, OA 관련기기 또는 텔레비전 분야에서의 액정표시소자의 응용, 용도확대가 급속히 요구되므로 CRT 표시소자를 능가하는 표시용량, 표시품질의 고성능 대형액정 표시소자의 개발이 긴요하게 되었다. 현재의 네마틱 액정을 사용하는 한 액정 텔레비전에 이용되고 있는 액티브 매트릭스 구동 액정표시소자(TFT)로도 제조과정이 복잡하여 대형화, 생산단가의 저렴화 등은 용이하지 않다. 또한 단순 매트릭스 구동의 STN형 액정표시소자에서는 응답시간에 한계가 있어 동화상 표시가 곤란하는 등 대용량 구동은 곤란한 실상이다.
이와 같은 상황에서 고속응답 및 광시야각 액정표시소자로써 강유전성 액정을 이용한 액정표시소자가 주목을 받았다. 그러나 층 구조가 쉐브론 구조를 가지며 배향제어가 극히 어려우며, 기계적 충격에 의해 파괴된 배향이 본래대로 회복하기 곤란한 점 등 실용화 단계에서 극복해야 할 문제를 안고 있다. 액정소자의 대형화, 고정세화를 위하여 새로운 모드의 개발을 포함하여 여러 가지 노력이 경주되고 있으나 그 중에서 반강유전성 액정을 이용한 액정표시소자는 지금까지와는 다른 스위칭 메커니즘을 가지고 있다. 반강유전성 액정소자는 세가지 안정한 상태를 가지며, 이와 같은 삼안정상태간의 스윗칭이 반강유전성 액정소자의 제 1의 특징이다. 반강유전성 액정소자는 인가전압에 대하여 명확한 문턱값이 존재하며 메모리성을 가지며 응답속도가 빠르고, 콘트라스트가 양호하는 등의 장점을 가지고 있다.
반강유전성 액정의 응답속도는 액정분자의 회전점도에 의하여 크게 의존하며, 점도가 감소하여야 응답속도가 증가한다. 키랄 반강유전성 액정은 점도가 높다. 이런 문제를 극복하는 하나의 방법은 비교적 점도가 낮은 화합물을 첨가, 혼합하여 혼합액정의 점도를 낮추어 응답속도를 개선하는 것이다. 최근에 제비꼬리모양 알킬치환기를 갖는 아키랄 화합물이 반강유전성 액정상을 나타내며, 이를 이용한 응답속도의 개선에 대한 연구가 진행 중에 있다. 발표된 예는 다음과 같다.
(1) C9H19-O-Ph-C≡C-COO-Ph-Ph-COO-CH(C3H7)2
I(70.0)SA(54.5)SCA'(41.7)Cr
I. Nishiyama, J. W. Goodby, J. Mater. Chem., 1992, 2, 1015.
(2) C8H17-O-Ph-Ph-COO-Ph-COO-CH(C3H7)2
I(119.7)SA(103.2)SCA'(80.0)Cr
C8H17-O-Ph-Ph-COO-Ph-COO-CH(C6H13)2
I(81.0)SA(61.9)SCA'(?)Cr, 녹는점 : 65.7℃
Y. Ouchi et al., J. Mater. Chem., 1995, 5, 2297.
(3) C9H19-O-Ph-CH=CH-COO-Ph-Ph-COO-CH(C3H7)2
I(126)SA(112)SCA'(106.5)Cr, 녹는점 : 106.5℃
R. P. Tuffin, J. W. Goodby, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1995, 260, 51.
(4) C12H25O-Ph-Ph-COO-Ph(3F)-COO-CH(CnH2n+1)2
n=2 ; I(108.6)SA(82.2)SCA'(32)Cr
n=3 ; I(72.9)SA(56.8)SCA'(40)Cr
n=2 ; I(58.1)SA(45.7)SCA'(40)Cr
C. J. Booth et al., Liq. Cryst., 1996, 20, 387.
(5) CmH2m+1-O-Ph-Ph-COO-Ph(2F)-COO-CH(CnH2n+1)2
m=9, n=2 ; I(142)SA(122)SCA'(-2)Sx(-29)Sy(<-30)Cr, mp 60℃
m=8, n=3 ; I(112)SA(106)SCA'(<-30)Cr, mp 78℃
M. Hiroshi, et al. EP0885876 (1998); US005976409 (1999).
일반적으로, 키랄 반강유전성 액정의 응답속도는 액정분자의 회전점도에 의존한다. 특히 낮은 온도 영역에서는 점도가 급격히 떨어지므로 응답속도가 크게 떨어진다. 이러한 문제의 해결방법의 하나는 점도가 낮은 화합물을 첨가하여 전체 액정의 점도를 낮추는 것이다. 그러나 이때 유의해야 할 점은 점도는 떨어뜨리나 반강유전상을 나타내는 상한온도가 낮아지는 경향이 있으므로 유의해야 한다. 반강유전성 액정소자는, back light의 열 때문에 적어도 40℃이상 되므로 액정은 반강유전성을 나타내는 상한온도가 이 온도 이상이어야 한다. 또한 하한 온도는 0℃ 정도는 되어야 한다. 따라서 반강유전성 액정조성물의 성분으로써 전체액정의 점도를 강하시켜 응답속도를 개선함과 동시에 반강유전상을 나타내는 온도 범위가 충분히 넓은 화합물의 개발이 계속 요구되어지고 있다. 아키랄 제비꼬리모양 액정화합물이 이와 같은 목적의 용도로의 이용 가능함에 따라 이에 대한 연구가 진행되고 있다. 그러나 지금까지 합성, 발표된 아키랄 반강유전성 액정화합물은 제비꼬리치환기가 모두 탄소만으로 된 가지달린 알킬치환기로 되어 있는 화합물뿐이다.
본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 산소원자를 함유하는 알콕시기를 갖는 아키랄 제비꼬리모양 액정화합물을 제공하고, 이 화합물을 이용하여 반강유전성 액정과의 혼합액정을 제조하여 반강유전상을 나타내는 온도범위가 매우 넓으며, 하한온도도 매우 낮은 액정조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 반강유전성을 나타내는 아키랄 제비꼬리모양 화합물은 하기의 일반식 (1)로 표시되는 화합물이다.
일반식 (1)
상기 식에서,
l = 6-12의 정수,
A = -O- 또는 단일결합 (-),
X = H 또는 F,
R = CmH2m+1(m = 1-10의 정수), CH2CnF2n+1(n = 1-3의 정수), CH2=CH-CH2-, 또는 HC≡C-CH2-이다.
이와 같은 일반식 (1)로 표현되는 산소원자를 함유하는 알콕시기를 갖는 제비꼬리모양 액정화합물은 아키랄이면서 상당한 온도 범위의 반강유전상을 나타내므로 반강유전성 혼합액정 조성물로 유용하며, 일반식 (1)의 제비꼬리모양 액정화합물에 반강유전성 액정을 도펀트로 가하여 얻은 액정조성물은 반강유전성 액정을 나타내는 최저온도도 매우 낮아지며, 반강유전성을 나타내는 온도범위도 매우 넓어진다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 일반식 (1)과 같은 제비꼬리 모양 액정 화합물은 다음과 같은 과정을 거쳐 제조된다. 이 과정으로 제조되는 것은 일반식 (1)의 화합물의 R기에 이중결합 또는 삼중 결합을 가지지 않는 경우이다.
- 에피클로로히드린 (화합물 3)을 알코올 용매 중에서 나트륨 알콕시드(RONa) 2 당량과 반응시켜 1,3-디알콕시-2-프로판올(화합물 4)을 얻는 단계,
- 상기 1,3-디알콕시-2-프로판올 (화합물 4)와 4-벤질옥시벤조산과의 에스테르화 반응으로 화합물 6을 얻는 단계,
- 상기 화합물 6을 Pd 촉매 존재 하에서 수소화 반응으로 벤질기 이탈시켜 화합물 2를 얻는 단계,
- 상기 화합물 2와 4-[4-알킬옥시(또는 알킬)페닐]벤조산 (화합물 7)과의 에스테르화반응으로 1,3-디알콕시-2-프로필 4-[4'-알킬옥시(또는 알킬)비페닐-4-카르보닐옥시]벤조산 에스테르인 산소원자를 함유하는 알콕시기를 갖는 아키랄 제비꼬리모양 화합물(화합물 1)을 제조하는 단계를 포함한다.
반응식 1은 다음과 같다.
단계 1
단계 2
단계 3
단계 4
여기서, l은 6-12의 정수이며,
A는 -O- 또는 단일결합(-)이며,
X는 H 또는 F이며,
R은 CmH2m+1 (m=1-10의 정수), 또는 CH2CnF2n+1(n=1-3의 정수)이다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 일반식 (1)과 같은 제비꼬리 모양 액정 화합물의 일종인 1,3-디알릴(또는 프로파질)옥시-2-프로필 4-[4'-알킬옥시(또는 알킬)비페닐카르보닐옥시]벤조산 에스테르 (1, R = CH2=CH-CH2- 또는 HC≡CCH2-)는 다음과 같은 과정을 거쳐 제조된다.
벤질옥시 보호기를 팔라듐 촉매에 의한 수소화 반응으로 제거하는 경우, 알릴기 또는 프로파질기의 이중결합 또는 삼중결합도 환원되므로 앞에서와 같은 방법으로 합성할 수 없으므로 다음과 같은 과정을 거쳐 제조된다.
- 4-아세톡시벤조산 (화합물 8)과 염화티오닐의 반응으로 얻은 산염화물과 1,3-디알릴(또는 프로파질)옥시-2-프로판올을 피리딘 존재 하에서 반응시켜 4-아세톡시벤조산 에스테르(화합물 10, R은 CH2=CH-CH2- 또는 HC≡C-CH2-)를 얻는 단계,
- 4-아세톡시벤조산 에스테르(화합물 10)를 벤질아민으로 탈보호시켜 4-히드록시벤조산 에스테르(화합물 2, R은 CH2=CH-CH2- 또는 HC≡C-CH2-)를 얻는 단계,
- 상기 4-히드록시벤조산 에스테르(화합물 2)와 4-[4-알킬옥시(또는 알킬)페닐]벤조산(화합물 7) 사이의 에스테르화 반응으로 1,3-디알릴(또는 플로파질)옥시-2-프로필 4-[4'-알킬옥시(또는 알킬)비페닐카르보닐옥시]벤조산 에스테르(화합물 1, R = CH2=CH-CH2- 또는 HC≡CCH2-)를 제조하는 단계를 포함한다.
반응식 2는 다음과 같다.
단계 1
단계 2
단계 3
이하 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 구체적으로 살펴보겠지만, 하기예는 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 실시예 10은 반응식 1의 과정으로 제조되며, 실시예 11은 반응식 2의 과정으로 제조된다.
실시예 1. 1,3-디메톡시-2-프로필 4-(4'-데실옥시비페닐-4-카르보닐옥시)벤조산 에스테르 ( 1a )의 제조 [일반식 (1) : A=-O-, l=10, R=CH3]
(1) 1,3-디메톡시-2-프로판올 ( 4a )의 제조
정제 메탄올 (47 mL, 37.2 g, 1.15 mol)에 금속나트륨 (8.8 g, 0.38 mol)을 조금씩 가하여 잘 저어준다. 수소 기체 발생이 멎고 용액이 되면 에피클로로히드린 (17,6 g, 0.19 mol)을 가하고 24 시간동안, 가열 환류시킨다. 과량의 메탄올을 증발, 제거시키고, 잔기를 감압증류하여 (78-81℃ / 13.7 mmHg) 1,3-디메톡시-2-프로판올을 9.8 g (42.9%) 얻었다. 구조는 1H-NMR 스펙트럼으로 확인하였다. 1H-NMR 스펙트럼은 미국 Varian사의 Gemini-200 spectrometer로 측정하였으며 CDCl3를 용매 및 내부표준물질로 사용하였다. 이하 모든 1H-NMR 스펙트럼도 동일한 기기를 사용, 같은 조건에서 측정하였다.
4a : 1H-NMR δ 2.25 (brs, OH), 3.36 (s, 6H, CH3), 3.34-3.44 (m, 4H, CH2), 3.87-3.99 (m, 1H, CH).
(2) 1,3-디메톡시-2-프로필 4-벤질옥시벤조산 에스테르 ( 6a )의 제조
1,3-디메톡시-2-프로판올 (0.73 g, 6.1 mmol)과 4-벤질옥시벤조산 (1,42 g, 6.2 mmol)의 디클로로메탄 (15 mL) 용액에 1.2 당량의 디시클로헥실카르보디이미드 (dicyclohexylcarbodiimide, 이하 DCC라 함) (1.51 g, 7.3 mmol)과 1.2당량의 4-dimethylaminopyridine (이하 DMAP라 함) (0.89g, 7.3 mmol)을 가하고 2 시간 동안 가열, 환류시킨다. 반응종결 후 석출된 고형물을 여과, 제거하고, 여액을 감압, 농축하여 얻은 잔기를 관크로마토그래피 (실리카겔, 헥산:에테르=1:1)로 정제하여 1,3-디메톡시-2-프로필 4-벤질옥시벤조산 에스테르 (6a)를 1.00 g (49.6%) 얻었다. 구조는 1H-NMR스펙트럼으로 확인하였다.
6a : 1H-NMR δ 3.38 (s, 6H, CH3), 3.65 (d, 4H, J=5.1 Hz, CHCH 2), 5.11 (s, 2H, PhCH 2O), 5.34 (quin, 1H, J=5.1 Hz, CH), 6.94-8.03 (m, 9H, aromatic H).
(3) 1,3-디메톡시-2-프로필 4-히드록시벤조산 에스테르 ( 2a )의 제조
1,3-디메톡시-2-프로필 4-벤질옥시벤조산 에스테르 (6a, 1.00 g, 3.0 mmol)의 메탄올 (6 mL) 용액에 촉매량 (0.10 g)의 Pd-C를 가하고 실온에서 수소 기류 하 수소화반응장치에서 3 시간 반응시킨 후 디클로로메탄 (15 mL)를 가하여 묽히고, 여과하여 촉매를 제거하고 여액을 무수 황산나트륨으로 건조시킨 후 감압 농축하여 1,3-디메톡시-2-프로필 4-히드록시벤조산 에스테르 0.64 g (88.9%)을 얻었다. 구조는 1H-NMR스펙트럼으로 확인하였다.
2a (R=CH3, X=H): 1H-NMR δ 3.40 (s, 6H, CH3), 3.60-3.75 (m, 4H, CH2), 5.37 (quin, 1H, J=5.1 Hz, CH), 6.72 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H), 7.25 (brs, OH), 7.84 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H).
(4) 1,3-디메톡시-2-프로필 4-(4'-데실옥시비페닐-4-카르보닐옥시)벤조산 에스테르 ( 1a )의 제조
[일반식 (1) : A=-O-, l=10, R=CH3]
1,3-디메톡시-2-프로필 4-히드록시벤조산 에스테르 (0.64 g, 2.7 mmol)와 4-(4'-데실옥시페닐)벤조산 (0.96 g, 2.7 mmol)의 디클로로메탄 (30 mL) 용액에 DCC (0.67 g, 3.2 mmol) 및 DMAP (3.95 g, 3.2 mmol)을 가하고 24 시간 저어준다. 반응종결 후 석출된 고형물을 여과, 제거하고, 여액을 감압 농축한 잔기를 관크로마토그래피 (실리카겔, 헥산:에테르=1:1)로 정제하여 표제화합물 1.20 g (77%)을 얻었다. 구조는 1H-NMR 스펙트럼으로 확인하였다.
1H-NMR δ 0.87 (t, 3H, J=6.6 Hz, CH 3(CH2)9), 1.15-1.84 (m, 16H, CH3(CH 2)8), 3.39 (s, 6H, OCH3), 3.67 (d, 4H, J=5.1 Hz, CHCH 2O), 4.00 (t, 2H, J=6.6 Hz, CH2OPh), 5.38 (quin, 1H, J=5.l Hz, OCH), 6.97 (d, 2H, J=8.7 Hz, aromatic H), 7.33 (d, 2H, J=7.3 Hz, aromatic H), 7.58 (d, 2H, J=8.7 Hz, aromatic H), 7.69 (d, 2H, J=7.3 Hz, aromatic H), 8.15 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H), 8.22 (d, 2H, J=8.7 Hz, aromatic H).
실시예 2. 1,3-디에톡시-2-프로필 4-(4'-데실옥시비페닐-4-카르보닐옥시)벤조산 에스테르 ( 1b )의 제조
[일반식 (1) : A=-O-, l=10, R=CH2CH3]
실시예 1과 같이 하여 합성하였다. 단 실시예 1에서 사용한 1,3-디메톡시-2-프로판올 (4a) 대신에 1,3-디에톡시-2-프로판올 (4b)를 사용하였다. 중간생성물 2b의 구조의 1H-NMR 스펙트럼은 다음과 같다.
2b (R=CH3CH2, X=H): 1H-NMR δ 1.18 (t, 6H, J=6.9 Hz, CH 3CH2O), 3.48-3.63 (m, 4H, OCH 2CH3), 3.72 (d, 4H, J=5.5 Hz, CHCH 2O), 5.34 (quin, 1H, J=5.1 Hz, OCH), 6.72 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H), 7.0 (brs, OH), 7.81 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H).
최종생성물 1b의 구조는 1H-NMR 스펙트럼으로 확인하였다.
1H-NMR δ 0.87 (t, 3H, J=7.0 Hz, CH 3(CH2)8), 1.19 (t, 6H, J=7.0 Hz, CH 3CH2O), 1.20-1.84 (m, 16H, CH3(CH 2)8 ), 3.50-3.60 (m, 4H, OCH 2CH3), 3.71 (d, 4H, J=5.1 Hz, CHCH 2O), 4.01 (t, 2H, J=6.6 Hz, CH2OPh), 5.36 (quin, 1H, J=5.1 Hz, OCH), 6.99 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H), 7.30 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H), 7.58 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H), 7.69 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H), 8.14 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H), 8.22 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H).
실시예 3. 1,3-디-(2',2',2'-트리플루오르에톡시)-2-트로필 4-(4'-데실옥시비페닐-4-카르보닐옥시)벤조산 에스테르 ( 1c )의 제조
[일반식 (1) : A=-O-, l=10, R=CH2CF3 ]
실시예 1과 같이 하여 합성하였다. 단 실시예 1에서 사용한 1,3-디메톡시-2-프로판올 (4a) 대신에 1,3-디-(2',2',2'-트리플루오르에톡시-2-프로판올 (4c)를 사용하였다. 중간생성물 2c의 구조는 1H-NMR 스펙트럼으로 확인하였다.
2c (R=CF3CH2, X=H): 1H-NMR δ 3.80-3.93 (m, 8H, all the CH2 ), 5.29 (quin, 1H, J=5.1 Hz, OCH), 6.4 (brs, OH), 6.86 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H), 7.92 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H).
최종생성물 1c의 구조는 1H-NMR 스펙트럼으로 확인하였다.
1H-NMR δ 0.90 (t, 3H, J=6.6 Hz, CH3), 1.32-1.90 (m, 16H, CH3(CH 2)8), 3.83-4.05 (m, 10H, all the CH2O), 5.36 (quin, 1H, J=5.0 Hz, OCH), 7.00 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H), 7.34 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H), 7.60 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H), 7.70 (d, 2H, J=8.2 Hz, aromatic H), 8.14 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H), 8.23 (d, 2H, J=8.2 Hz, aromatic H).
실시예 4. 1,3-디프로폭시-2-프로필 4-(4'-데실옥시비페닐-4-카르보닐옥시)벤조산 에스테르 ( 1d )의 제조
[일반식 (1) : A=-O-, l=10, R= CH2CH2CH3]
실시예 1과 같이 하여 합성하였다. 단 실시예 1에서 사용한 1,3-디메톡시-2-프로판올 (4a) 대신에 1,3-디프로폭시-2-프로판올 (4d)를 사용하였다. 중간생성물 2d의 1H-NMR 스펙트럼은 다음과 같다.
2d (R=CH3CH2CH2, X=H): 1H-NMR δ 0.87 (t, 6H, J=7.4 Hz, CH 3CH2), 1.58 (sext, 4H, J=7.4 Hz, CH3CH 2CH2O), 3.40-3.51 (m, 4H, CH3 CH2CH 2O), 3.72 (d, 4H, J=5.1 Hz, CHCH 2O), 5.34 (quin, 1H, J=5.1 Hz, OCH), 6.6 (brs, OH), 6.73 (d, 4H, J=8.8 Hz, aromatic H), 7.81 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H).
최종생성물 1d의 구조는 1H-NMR 스펙트럼으로 확인하였다.
1H-NMR δ 0.89 (t, 3H, J=7.8 Hz, CH 3(CH2)9), 1.28-1.88 (m, 26H, (CH2)8, OCH2CH 2CH 3), 3.38-3.48 (m, 4H, OCH 2CH 2CH3), 3.71 (d, 4H, J=5.1 Hz, CHCH 2O), 4.00 (t, 2H, J=4.4 Hz, CH2OPh), 5.37 (quin, 1H, J=5.1 Hz, OCH), 7.00 (d, 2H, J=7.5 Hz, aromatic H), 7.27 (d, 2H, J=8.1 Hz, aromatic H), 7.59 (d, 2H, J=7.5 Hz, aromatic H), 7.69 (d, 2H, J=8.1 Hz, aromatic H), 8.15 (d, 2H, J=7.3 Hz, aromatic H), 8.22 (d, 2H, J=7.3 Hz, aromatic H).
실시예 5. 1,3-디(2',2',3',3',3'-펜타플루오르프로폭시)-2-프로필 4-(4'-노닐옥시비페닐-4-카르보닐옥시)벤조산 에스테르 ( 1e )의 제조
[일반식 (1) : A=-O-, l=9, R= CH2CF2CF3]
최종생성물은 실시예 1과 같은 방법으로 얻었다. 단 실시예 1에서 사용한 1,3-디메톡시-2-프로판올 (4a)대신에 1,3-디-(2',2',3',3',3'-펜타플루오르프로폭시)-2-프로판올 (4e)을, 4-(4'-데실옥시페닐)벤조산 대신에 4-(4'-노닐옥시페닐)벤조산을 각각 사용하였다. 중간생성물 2e의 1H-NMR 스펙트럼은 다음과 같다.
2e (R=CF3CF2CH2, X=H): 1H-NMR δ 3.86-4.01 (m, 8H, all the CH2), 5.28 (quin, 1H, J=5.1 Hz, OCH), 6.88 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H), 6.5 (brs, OH), 7.93 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H)
최종생성물 1e의 구조는 1H-NMR 스펙트럼으로 확인하였다.
1H-NMR δ 0.89 (t, 3H, J=6.6 Hz, CH 3(CH2)8), 1.28-1.81 (m, 14H, CH3(CH 2)7), 3.90-4.04 (m, 10H, all the CH2O), 5.34 (quin, 1H, J=5.1 Hz, OCH), 7.00 (d, 2H, J=8.2 Hz, aromatic H), 7.34 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H), 7.60 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H), 7.70 (d, 2H, J=8.2 Hz, aromatic H), 8.13 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H), 8.23 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H).
실시예 6. 1,3-디에톡시-2-프로필 4-(4'-옥틸옥시비페닐-4-카르보닐옥시)벤조산 에스테르 ( 1f )의 제조
[일반식 (1) : A=-O-, l=8, R=CH2CH3]
최종생성물은 실시예 2와 같은 방법으로 얻었다. 단 실시예 2에서 사용한 4-(4'-데실옥시페닐)벤조산 대신에 4-(4'-옥틸옥시페닐)벤조산을 사용하였다.
최종생성물 1f의 구조는 1H-NMR 스펙트럼으로 확인하였다.
1H-NMR δ 0.87 (t, 3H, J=7.0 Hz, CH 3(CH2)7), 1.19 (t, 6H, J=7.0 Hz, CH 3CH2O), 1.20-1.84 (m, 12H, CH3(CH 2)6 ), 3.49-3.63 (m, 4H, OCH 2CH3), 3.71 (d, 4H, J=5.1 Hz, CHCH 2O), 4.01 (t, 2H, J=6.4 Hz, CH2OPh), 5.36 (quin, 1H, J=5.1 Hz, OCH), 7.00 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H), 7.31 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H), 7.60 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H), 7.65 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H), 8.16 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H), 8.23 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H).
실시예 7. 1,3-디에톡시-2-프로필 4-(4'-노닐옥시비페닐-4-카르보닐옥시)벤조산 에스테르 ( 1g )의 제조
[일반식 (1) : A=-O-, l=9, R=CH2CH3]
최종생성물은 실시예 2와 같은 방법으로 얻었다. 단, 실시예 2에서 사용한 4-(4'-데실옥시페닐)벤조산 대신에 4-(4'-노닐옥시페닐)벤조산을 사용하였다.
최종생성물 1g의 구조는 1H-NMR 스펙트럼으로 확인하였다.
1H-NMR δ 0.88 (t, 3H, J=7.0 Hz, CH 3(CH2)8), 1.18 (t, 6H, J=7.0 Hz, CH 3CH2O), 1.20-1.84 (m, 14H, CH3(CH 2)7 ), 3.50-3.58(m, 4H, OCH 2CH3), 3.72 (d, 4H, J=5.1 Hz, CHCH 2O), 4.01 (t, 2H, J=6.4 Hz, CH2OPh), 5.36 (quin, 1H, J=5.1 Hz, OCH), 7.00 (d, 2H, J=8.6 Hz, aromatic H), 7.31 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H), 7.58 (d, 2H, J=8.1 Hz, aromatic H), 7.69 (d, 2H, J=8.6 Hz, aromatic H), 8.14 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H), 8.22 (d, 2H, J=8.1 Hz, aromatic H).
실시예 8. 1,3-디에톡시-2-프로필 4-(4'-도데실옥시비페닐-4-카르보닐옥시)벤조산 에스테르 ( 1h )의 제조
[일반식 (1) : A=-O-, l=12, R=CH2CH3]
최종생성물은 실시예 2와 같은 방법으로 얻었다. 단 실시예 2에서 사용한 4-(4'-데실옥시페닐)벤조산 대신에 4-(4'-도데실옥시페닐)벤조산을 사용하였다.
최종생성물 1h의 구조는 1H-NMR 스펙트럼으로 확인하였다.
1H-NMR δ 0.87 (t, 3H, J=7.0 Hz, CH 3(CH2)11), 1.19 (t, 6H, J=7.0 Hz, CH 3CH2O), 1.20-1.88 (m, 20H, CH3(CH 2)10 ), 3.40-3.60 (m, 4H, OCH 2CH3), 3.72 (d, 4H, J=5.1 Hz, CHCH 2O), 3.99 (t, 2H, J=6.6 Hz, CH2OPh), 5.36 (quin, 1H, J=5.1 Hz, OCH), 6.99 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H), 7.31 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H), 7.58 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H), 7.68 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H), 8.15 (d, 2H, J=8.6 Hz, aromatic H), 8.22 (d, 2H, J=8.6 Hz, aromatic H).
실시예 9. 1,3-디에톡시-2-프로필 4-(4'-노닐옥시비페닐-4-카르보닐옥시)-2-플루오르 에스테르 ( 1i )의 제조
[일반식 (1) : A=-O-, l=9, X=F, R=CH2CH3]
최종생성물은 실시예 7과 같은 방법으로 얻었다. 단 실시예 7에서 사용한 4-벤질옥시벤조산 대신에 4-벤질옥시-2-플루오르벤조산을 사용하였다. 중간생성물 2i의 1H-NMR 스펙트럼은 다음과 같다.
2i (R=CH3CH2, X=F): 1H-NMR δ 1.18 (t, 6H, J=4.4 Hz, CH 3CH2O), 3,48-3.63 (m, 4H, CH3CH 2O), 3.72 (d, 4H, J=5.5 Hz, CHCH 2O), 5.35 (quin, 1H, J=5.5 Hz, OCH), 6.50-6.64 (m, 2H, aromatic H), 7.25 (brs, OH), 7.82-7.90 (m, 1H, aromatic H).
최종생성물 1i의 구조는 1H-NMR 스펙트럼으로 확인하였다.
1H-NMR δ 0.80-1.90 (m, 23H, CH3(CH 2)7, 2XH 3CH2O), 3.34-3.50 (m, 4H, OCH 2CH3), 4.01 (t, 2H, J=6.2 Hz, CH2OPh), 5.26 (m, 1H, OCH), 6.96-7.06 (m, 4H, aromatic H), 7.58 (d, 2H, J=7.0 Hz, aromatic H), 7.6 (d, 2H, J=6.6 Hz, aromatic H), 8.14-8.28 (m, 3H, aromatic H).
실시예 10. 1,3-디에톡시-2-프로필 4-(4'-노닐비페닐-4-카르복실옥시)벤조산 에스테르 ( 1j )의 제조
[일반식 (1) : A=-, l=9, R=CH2CH3]
최종생성물은 실시예 7과 같은 방법으로 얻었다. 단 실시예 7에서 사용한 4-(4'-노닐옥시페닐)벤조산 대신에 4-(4'-노닐페닐)벤조산을 사용하였다.
최종생성물 1j의 구조는 1H-NMR 스펙트럼으로 확인하였다.
1H-NMR δ 0.88 (t, 3H, J=6.6 Hz, CH 3(CH2)8), 1.19 (t, 6H, J=7.0 Hz, CH 3CH2O), 1.19-1.42 (m, 14H, CH3(CH 2)7 ), 2.67 (t, 2H, J=8.0 Hz, CH2Ph), 3.45-3.71 (m, 4H, OCH 2CH3), 3.72(d, 4H, J=5.2 Hz, CHCH 2O), 5.38 (quin, 1H, J=5.2 Hz, OCH), 7.25-7.34 (m, 4H, aromatic H), 7.58 (d, 2H, J=6.6 Hz, aromatic H), 7.73 (d, 2H, J=6.6 Hz, aromatic H), 8.14-8.27 (m, 4H, aromatic H).
실시예 11. 1,3-디알릴옥시-2-프로필 4-(4'-데실옥시비페닐카르보닐옥시)벤조산 에스테르 ( 1k )의 제조
[일반식 (1) : A=-O-, l=10, X=H, R=CH2=CHCH2]
(1) 1,3-디알릴옥시-2-프로필 4-아세톡시벤조산 에스테르 ( 10a )의 제조
4-아세톡시벤조산 (0.82 g, 4.5 mmol)에 염화 티오닐 (2.4 mL, 32.9 mmol)을 가하고, 5 시간 가열 환류 시킨 후 과량의 염화 티오닐을 증발 제거시켜 산염화물을 얻는다. 여기에 피리딘 (1 mL)과 1,3-디알릴옥시-2-프로판올 (1.13 g, 6.56 mmol)의 디클로로메탄 (4 mL)용액을 가하고 실온에서 24시간 동안 저어준다. 반응종결 후 에테르 (30 mL)를 가하여 묽히고 1 N HCl (30 mL)과 1 N NaOH (30 mL), 물 (50 mL)로 차례로 씻고, 무수 황산나트륨으로 건조한 후 여과한다. 여액을 감압 농축하여 얻은 잔기를 관크로마토크래피(실리카겔, 헥산:에테르=1:5)로 정제하여 1,3-디알릴옥시-2-프로필 4-아세톡시벤조산 에스테르 1.01 g (66.5%) 얻었다.
1H-NMR δ 2.31 (s, 3H, CH3), 3.70 (d, 4H, J=5.1 Hz, CHCH 2O), 4.02 (d, 4H, J=5.4 Hz, OCH 2CH=CH2), 5.13-5.39 (m, 5H, CH 2=CH, OCH), 5.77-5.96 (m, 2H, CH=CH2), 7.15 (d, 2H, J=7.0 Hz, aromatic H) 8.09 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H).
(2) 1,3-디알릴옥시-2-프로필 4-히드록시벤조산 에스테르 ( 2k )의 제조
1,3-디알릴옥시-2-프로필 4-아세톡시벤조산 에스테르 (1.01 g, 3.0 mmol)의 에탄올 (30 mL) 용액에 3 당량의 벤질아민 (0.99 mL, 9.0 mmol)을 천천히 가하고 24 시간 동안 실온에서 잘 저어줌. 반응용액을 농축한 잔기를 관크로마토그래피 (실리카겔, 헥산:에테르=1:5)로 정제하여 1,3-디알릴옥시-2-프로필 4-히드록시벤조산 에스테르 (2k)를 0.72 g (81.6%) 얻었다.
1H-NMR δ 3.74 (d, 4H, J=5.1 Hz, CHCH 2O), 4.05 (d, 4H, J=5.4 Hz, OCH 2CH=CH2), 5.14 -5.39 (m, 5H, 2CH 2=CH, OCH), 6.4 (brs, OH), 6.76 (d, 2H, J=9.2 Hz, aromatic H), 7.87 (d, 2H, J=8.8 Hz, aromatic H).
(3) 1,3-디알릴옥시-2-프로필 4-(4'-데실옥시비페닐카르보닐옥시)벤조산 에스테르 ( 1k )의 제조
1,3-디알릴옥시-2-프로필 4-히드록시벤조산 에스테르 (0.27 g, 0.91 mmol)와 4-(4'-데실옥시페닐)벤조산 (0.32 g, 0.90 mmol)의 디클로로메탄 (8 mL) 용액에 DCC (0.23 g, 1.11 mmol)와 DMAP (0.13 g, 1.06 mmol)를 가하고 그리고 24 시간동안 실온에서 저어준다. 관크로마토그래피 (실리카겔 헥산:에테르=1:1)로 정제하여 1,3-디알릴옥시-2-프로필 4-(4'-데실옥시비페닐카르보닐옥시)벤조산 에스테르 (1k)를 0.51 g (89.2%) 얻었다. 1H-NMR 스펙트럼은 다음과 같다.
1H-NMR δ 0.87 (t, 2H, J=6.5 Hz, CH 3(CH2)9), 1.26-1.77 (m, 16H, CH3(CH 2)8), 3.74 (d, 4H, J=5.1 Hz, CHCH 2O), 3.97-4.05 (m, 6H, CH2OPh, CHCH 2O), 5.15-5.31 (m, 4H, CH 2=CH), 5.39 (quin, 1H, J=5.1 Hz, OCH), 5.78-5.95 (m, 2H, CH2=CH), 7.00 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H), 7.31 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H), 7.59 (d, 2H, J=8.6 Hz, aromatic H), 7.69 (d, 2H, J=8.6 Hz, aromatic H), 8.15 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H), 8.23 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H)
실시예 1에서 11까지 합성한 화합물 1a-1k의 구조식은 다음과 같다.
하기의 표 1은 실시예에 의해서 제조된 제비꼬리모양 액정화합물의 상 계열 및 상전이 온도를 가열장치 (Mettler FP90)가 부착된 편광현미경 (Olympus BH-2) 및 시차열분석기 (Perkin Elmer사의 DSC-7 calorimeter)에 의해 측정한 결과이다.
표 1. 실시예에 의해서 제조된 액정화합물의 상계열 및 상전이온도
화합물 상계열 녹는점,℃
1a I(122)SA(110)SC(105)SCA'(54)Cr 92
1b I(112)SA(97)SC(77)SCA'(43)Cr 67
1c I(120)SA(114)SC(95)SCA'(40)Cr 86
1d I(98)SC *(80)SCA'(31)Cr 61
1e I(127)SA(113)SC(43)SCA'(14)Cr 61
1f I(121)SA(98)SC(94)SCA'(57)Cr 84
1g I(113)SA(95)SC(90)SCA'(49)Cr 74
1h I(106)SA(89)SC(63)SCA'(47)Cr 52
1i 액체
1j I(78)SA(51)Cr 75
1k I(107.8)SA(78.9)SCA'(10.7)Cr 74
상기 표 1에서 괄호안의 숫자는 상전이온도(℃)를 나타내며 I는 등방성액체상, SA는 스멕틱A상, SCA는 반강유전상, SC는 스멕틱C상, Cr은 결정상을 각각 나타낸다.
비교예 12. 액정상의 최저온도 및 액정상의 온도범위의 비교
본 발명의 실시예에 의해서 제조된 액정 화합물과 종래의 가지달린 알킬치환기를 제비꼬리로 한 액정 화합물의 액정성을 비교하기 위하여, 각각의 액정화합물에 대해서 액정상을 나타내는 최저 온도 및 액정상을 나타내는 온도 범위를 비교하였다.
표 2. 본 발명의 합성액정과 유사비교액정의 상계열 및 상전이온도의 비교
I(122)SA(110)SC(105)SCA'(54)Cr
I(136.9)SA(116.2)SCA'(60.4)Cr
I(121)SA (98)SC(94)SCA'(57)Cr
I(119.7)SA (103.2)SCA'(80.0)Cr
액체
I(105)SA (98)SCA'(3)Sx(<0)Cr
여기서, 비교액정 CE1의 상계열 및 상전이온도는 문헌 (S. L. Wu et al., Liq. Cryst. 2002, 29, 39)의 값이며, 비교액정화합물 CE2는 문헌 (Y. Ouchi et al., J. Mater. Chem., 1995, 5, 2297)의 값이며 비교액정 CE3의 상계열 및 상전이온도는 특허 (US005976409 (1999))의 값이다
일반적으로, 액정화합물은 액정상을 나타내는 최저온도가 낮을수록, 액정상을 나타내는 온도범위가 넓을수록 좋다. 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 화합물은 이미 알려져 있는 가지달린 알킬치환기를 갖는 상응하는 제비꼬리모양 액정화합물보다 반강유전상을 나타내는 최저온도가 낮아졌으며 반강유전상을 나타내는 온도범위도 넓어졌다. 본 발명의 제비꼬리모양 화합물 1a와 비교화합물 CE1의 액정상계열 및 상전이온도를 비교해 보았더니 1a의 경우가 반강유전상을 나타내는 온도범위는 CE1와 비슷하였으나, 반강유전상을 나타내는 최저온도는 낮아졌다. 본 발명의 액정화합물 1f와 이의 비교화합물 CE2의 액정상을 비교해보았더니 1f의 경우가 반강유전상을 나타내는 최저온도는 보다 낮아졌고, 반강유전상을 나타내는 온도범위도 더 넓어졌다. 또한 액정화합물 CE3에서는 녹는점이 62℃로 고체이며 액정상을 나타내었으나, 이와 비교되는 1i에서는 0℃이하에서도 액체로 존재하여 녹는점이 매우 낮아졌다.
실시예 12. 액정조성물의 조제
본 발명에서 합성한 아키랄 제비꼬리모양 액정화합물과 공지의 키랄 반강유전성액정화합물로부터 조제하는 액정조성물에 관하여 상세하게 설명하나, 본 발명은 이하의 실시예에만 한정된 것은 아니다.
(1) 키랄화합물 13 과 비교액정 CE1 , 비교액정 CE2 , 또는 본 발명의 화합물( 1a )과의 혼합 액정 조성물
먼저, 키랄화합물 13을 합성하였다.
키랄 반강유전성 액정 13은 실시예 6과 동일한 방법으로 합성하였다. 단, 실시예 6에서 사용한 1,3-디에톡시-2-프로판올 대신에 (R)-2-옥탄올을 사용하였다. 구조는 1H-NMR 스펙트럼으로 확인하였다.
1H-NMR δ 0.88-0.89 (m, 6H, CH 3(CH2)7, CH 3(CH2)5), 1.32-1.88 (m, 25H, CH3(CH 2)6, CH3(CH 2)5, CH 3CH), 4.02 (t, 2H, J=6.2 Hz, CH2OPh), 5.16 (m, 1H, OCH), 7.00 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H), 7.31 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H), 7.60 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H), 7.70 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H), 8.13 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H), 8.23 (d, 2H, J=8.4 Hz, aromatic H).
합성된 키랄화합물 13을 실시예 1에 의해서 합성된 화합물 1a와 혼합제조하였다. 즉 각각의 성분액정을 아래의 무게 백분율이 되도록 정량하여 유리판 위에서 함께 녹인 후 혼합하는 작업을 3회 반복하여 액정조성물을 조제하여 편광현미경 및 시차열분석기로 상 계열 및 상전이온도를 측정하였다. 측정된 결과 및 비교액정 함유액정조성물의 상계열 및 상전이 온도를 표 3에 나타내었다.
표 3. 본 발명 액정 함유액정조성물과 비교 액정 함유액정조성물의 상계열 및 상전이 온도
혼합액정 Cry ScA' Sc SA Iso
CE1 (85%) 13 (15%) · 49.9 · 119.2 · - · 140.3 ·
1a (85%) 13 (15%) · -1.1(31.6)* · 104.0 · - · 126.7 ·
CE2 (85%) 13 (15%) · 54 · 108 · - · 130. ·
13(100%) · 72.5 · 117 · 121.5 · 149.6 ·
* 미지의 액정상
표 3에서, 키랄화합물 13과 CE1의 액정조성물에 관하여는 문헌(S. L. Wu et al., Liq. Cryst. 2002, 29, 39), 13과 CE2의 액정조성물에 대해서는 문헌 (Y. Ouchi et al., J. Mater. Chem., 1995, 5, 2297)의 측정값이다.
표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제비꼬리모양 화합물을 함유하는 액정조성물은 비교액정 CE1 또는 CE2가 함유된 액정조성물보다 반강유전상을 나타내는 온도범위가 넓어졌으며 최저온도는 낮아졌음을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명에 따른 화합물을 혼합한 액정 조성물은 우수한 반강유전상 특성을 나타내었다.
(2) 1-트리플루오르메틸-6-에톡시헥실 4-(4'-옥틸옥시비페닐-4-카르보닐옥시)벤조산 에스테르( 14 )와의 혼합 액정 조성물
상기 실시예에 의해서 합성된 본 발명의 화합물(1b 또는 1c), 키랄화합물 13 및 1-트리플루오르메틸-6-에톡시헥실 4-(4'-옥틸옥시비페닐-4-카르보닐옥시)벤조산 에스테르(14)를 혼합하여, 그 혼합물의 상 계열 및 상 전이온도를 측정하였다.
먼저, 키랄 반유전성 액정 화합물 1-트리플루오르메틸-6-에톡시헥실 4-(4'-옥틸옥시비페닐-4-카르보닐옥시)벤조산 에스테르(화합물 14)를 제조하였다. 실시예 6과 동일한 방법으로 화합물 14를 제조하였다. 단, 실시예 6에서 사용한 1,3-디에톡시-2-프로판올 대신에 (+)-1,1,1-트리플루오르-7-에톡시헵탄-2-올을 사용하였다. 구조는 1H-NMR 스펙트럼으로 확인하였다.
1H-NMR δ 0.89 (t, J=6.6 Hz, 3H, CH 3(CH2)7), 1.30-1.90 (m, 20H, CH3(CH 2)6, CH(CH 2)4CH2O), 3.01-3.47 (m, 4H, CH 2OCH 2CH3), 4.02 (t, J=6.6 Hz, 2H, CH2OPh), 5.55-5.63 (m, 1H, OCH), 7.0 (d, J=8.8 Hz, 2H, aromatic H), 7.36 (d, J=8.8 Hz, 2H, aromatic H), 7.6 (d, J=8.8 Hz, 2H, aromatic H), 7.64 (d, J=8.4 Hz, 2H, aromatic H), 8.13-8.24 (d of d, J=8.8 Hz, 4H, aromatic H).
합성된 화합물 14, 상기 실시예 12에서 제조된 화합물 13, 및 상기 실시예에 의해서 합성된 본 발명의 화합물(1b, 1c)의 액정조성물은 각각의 단일액정의 성분을 아래의 무게 백분율이 되도록 정량하여 유리판 위에서 함께 녹인 후 혼합하는 작업을 3회 반복하여 조제하여 편광현미경 및 시차열분석기로 상 계열 전이온도를 측정하였다.
키랄 반강유전성액정 1-트리플루오로메틸-6-에톡시헥실 4-(4'-옥틸옥시비페닐-4-카르보닐옥시)벤조산 에스테르 (14)와 본 발명에서 합성한 제비꼬리모양 액정으로 조제한 액정조성물의 상전이 온도를 표 4에 정리하였다.
표 4. 본 발명 액정 함유액정조성물의 상계열 및 상전이 온도
혼합액정 Cry ScA' Sc SA Iso
1b (85%) 14 (15%) · -0.2(18.1) · 87.0 · 91.0 · 112.8 ·
1c (85%) 14 (15%) · 8.7(39.9)* · 67.9 · 107.3 · 113.3 ·
1c (30%) 13 (30%) 14 (40%) · -3.3 · 40.3 · 111.1 · 129 ·
14 · 43 · 93 · - · 100 ·
* 미지의 액정상
상기의 표 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 아키랄 제비꼬리모양 액정 1b 또는 1c를 첨가한 경우의 액정 조성물은 종래의 키랄 반강유전성 액정 화합물 14 단독으로 사용된 경우보다 반강유전상을 나타내는 최저온도가 낮아졌으며, 반강유전상을 나타내는 온도 범위도 넓어졌다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 산소원자를 함유하는 알콕시기를 갖는 아키랄 제비꼬리모양 화합물은 종래의 가지달린 알킬기를 제비꼬리로하는 액정 화합물보다 반강유전성 액정상을 나타내는 최저 온도는 낮고, 액정상을 나타내는 온도 범위는 보다 넓었다.
또한, 본 발명의 아키랄 제비꼬리 모양 화합물을 혼합하여 제조된 혼합 액정 조성물은 종래의 키랄 제비꼬리모양 화합물 단독으로 사용된 경우보다 액정상을 나타내는 최저 온도는 낮았고, 액정상을 나타내는 온도 범위는 보다 넓었다. 따라서 본 발명의 화합물을 혼합한 액정 조성물은 반강유전성 액정 조성물로서 보다 폭넓게 사용될 수 있다는 장점이 있다.

Claims (6)

  1. 하기의 일반식 (1)로 표현되는 산소원자를 함유하는 알콕시기를 갖는 아키랄 제비꼬리모양 화합물:
    일반식 1
    상기 식에서,
    l = 6-12의 정수
    A = -O- 또는 단일결합 (-)
    X = H 또는 F
    R = CmH2m+1(m = 1-10의 정수), CH2CnF2n+1(n = 1-3의 정수), CH2=CH-CH2-, 또는 HC≡C-CH2-이다.
  2. 산소원자를 함유하는 알콕시기를 갖는 아키랄 제비꼬리모양 액정화합물 (1)의 합성과정에서 생성되는 중간생성물인 일반식 (2)과 같은 1,3-디알콕시-2-프로필 4-히드록시벤조산 에스테르 화합물:
    R = CmH2m+1(m = 1-10의 정수), CH2CnF2n+1(n = 1-3의 정수), CH2=CH-CH2-, 또는 HC≡C-CH2-이고,
    X = H 또는 F이다.
  3. 제 1항에 따른 아키랄 제비꼬리모양 화합물을 적어도 1종 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 액정 조성물.
  4. 에피클로로히드린 (화합물 3)을 알코올 용매 중에서 나트륨 알콕시드(RONa) 2 당량과 반응시켜 1,3-디알콕시-2-프로판올(화합물 4)을 얻는 단계,
    상기 1,3-디알콕시-2-프로판올 (화합물 4)와 4-벤질옥시벤조산과의 에스테르화 반응으로 화합물 6을 얻는 단계,
    상기 화합물 6을 Pd 촉매 존재 하에서 수소화 반응으로 벤질기 이탈시켜 화합물 2를 얻는 단계,
    상기 화합물 2와 4-[4'-알콕시(또는알킬) 페닐]벤조산 (화합물 7)과의 에스테르화반응으로 산소원자를 함유하는 알콕시기를 갖는 아키랄 제비꼬리모양 화합물(화합물 1)을 제조하는 단계를 포함하는, 산소원자를 함유하는 알콕시기를 갖는 제비꼬리모양 화합물의 제조방법:
    상기 식에서,
    l = 6-12의 정수,
    A = -O- 또는 단일결합 (-),
    X = H 또는 F,
    R = CmH2m+1(m = 1-10의 정수), 또는 CH2CnF2n+1(n = 1-3의 정수)이다.
  5. 4-아세톡시벤조산 (화합물 8)과 염화티오닐의 반응으로 얻은 산염화물과 1,3-디알릴옥시-2-프로판올 (화합물 4, R = CH2=CH-CH2-)을 피리딘 존재 하에서 반응시켜 4-아세톡시벤조산 에스테르(화합물 10)를 얻는 단계,
    4-아세톡시벤조산 에스테르(화합물 10)를 벤질아민으로 탈보호시켜 4-히드록시벤조산 에스테르(화합물 2)를 얻는 단계, 및
    상기 4-히드록시벤조산 에스테르(화합물 2)과 4-[4-알킬옥시페닐]벤조산(화합물 7) 사이의 에스테르화 반응으로 1,3-디알릴옥시-2-프로필 4-[4'-알킬옥시비페닐카르보닐옥시]벤조산 에스테르(화합물 1)를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 1,3-디알릴옥시-2-프로필 4-[4'-알킬옥시비페닐카르보닐옥시]벤조산 에스테르인 산소원자를 함유하는 알콕시기를 갖는 제비꼬리모양 화합물의 제조방법:
    상기 식에서,
    l = 6-12의 정수,
    A = -O- 또는 단일결합 (-),
    X = H 또는 F이다.
  6. 4-아세톡시벤조산 (화합물 8)과 염화티오닐의 반응으로 얻은 산염화물과 1,3-프로파질옥시-2-프로판올 (화합물4, R = HC≡C-CH2-)을 피리딘 존재 하에서 반응시켜 4-아세톡시벤조산 에스테르(화합물 10)를 얻는 단계,
    4-아세톡시벤조산 에스테르(화합물 10)를 벤질아민으로 탈보호시켜 4-히드록시벤조산 에스테르(화합물 2)를 얻는 단계, 및
    상기 4-히드록시벤조산 에스테르(화합물 2)와 4-[4-알킬페닐]벤조산(화합물 7) 사이의 에스테르화 반응으로 1,3-프로파질옥시-2-프로필 4-[4'-알킬비페닐카르보닐옥시]벤조산 에스테르(화합물 1)를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 1,3-프로파질옥시-2-프로필 4-[4'-알킬비페닐카르보닐옥시]벤조산 에스테르인 산소원자를 함유하는 알콕시기를 갖는 제비꼬리모양 화합물의 제조방법:
    상기 식에서,
    l = 6-12의 정수,
    A = -O- 또는 단일결합 (-),
    X = H 또는 F이다.
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