KR800000786B1 - 액정 유전체 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

액정 유전체 조성물

본 발명은 액정 시클로헥산 유도체를 함유하는 유전체조성물에 관한 것이다.

전기 광학적 표시소자를 위해서는, 네마틱 또는 네마틱-콜레스테르계 액정재료들을 사용하여 전장의 영향하에 광산란, 복굴절, 반사능 또는 발색등의 광학적 재특성을 현저히 변화시킨다. 이에따라, 그러한 표시소자의 기능은, 예컨데 동적 산란현상, 정렬된 상의 변형, 비틀림형셋내에서의 샤드트-헬프리히 효과 또는 콜레스테르계 네마틱상전위에 좌우된다.

전자구조용 소자에 있어서 이들 효과를 기술적으로 이용하기 위해서는, 다수의 요건을 충족시켜야하는 액정 재료들을 필요로 한다. 특히 중요한 것은 수분, 공기 및 물리적영향, 예컨데 열, 적외선, 가시선 및 자외선 범위내에서의 복사선과 직류 또는 교류전장에 대한 화학적 안정성이다. 더우기, 기술적으로 유용한 액정재료는 최소 +10℃ 내지 +60℃, 바람직하게는 0℃ 내지 60℃의 온도범위에서 액정 중간상과 상온에서 저점도, 바람직하게는 70CP 미만의 점도를 필요로한다. 결국 가시선의 범위내에서 이들은 고유 흡광도를 나타내지 않아야한다. 즉, 이들은 무색이어야 한다.

전자구조 소자용 유전체의 안정도 요건을 만족시키고 무색인 다수의 액정 화합물들이 이미 알려져있다. 여기에는 특히 독일국 특허 명세서 제2,139,628호에 기재된 P,P′-디치환 안식향산 페닐 에스테르와 독일국 특허 명세서 제2,356,085호에 기재된 P,P′-디치환 바이페닐 유도체가 포함된다. 이들 2종의 화합물 및 액정 중간상을 가진 기타일련의 공지 화합물에 있어서, 각 화합물은 소정의 온도범위인 10℃ 내지 60℃에서 액정 중간상을 형성하지 않는다. 그러므로, 하나의 규칙으로서 2종이상의 화합물로된 혼합물을 제조하여 액정 유전체로 사용 가능한 재료를 얻는다. 이러한 목적을 위해서는, 융점 및 투명점이 낮은 화합물과 융점 및 투명점이 현저히 높은 다른 화합물 1종을 적어도 두개이상을 혼합하는 것이 보통이다.

혼합물은 통상 이러한 방법으로 얻는데, 그 융점은 저융점성분의 융점 이하인 반면, 그 투명점은 이 성분의 투명점사이에 존재한다. 그러나, 융점과 투명점이 높은 성분들은 또한 그 혼합물의 점도를 높여주게 되므로 이러한 방법으로는 최적의 유전체가 생성될 수 없다. 그러므로, 이들 성분으로 제조한 전기 광학적 표시소자의 스위치시간은 불필요하게 지연된다.

본 발명에서는 소정 온도에서 네마틱상을 나타내고 상온에서의 액정에서의 스위치시간을 단축시키는 액정 유전체를 제공함을 그 목적으로 한다.

본 발명자들은 하기 구조식(Ⅰ)의 신규 시클로헥산 유도체들은 액정유전체 제조용의 기본재료로서 현저히 유용하다는 사실을 발견하였다.

상기식에서, R₁및 R₂중 일방은 시아노기(CN)를 나타내고, 타방은 R, OR, OCOR 또는 OCOOR(여기서, R는 탄소원자수 12개까지의 아킬기임)을 나타낸다.

구조식(Ⅰ)의 화합물들은 공지의 P,P′-디치환 안식향산 페닐에스테르류와 P,P′-디치환 바이페닐 유도체와 같이 무색이며 비슷한 정도의 화학적 안정성을 가지고 있다. 이들이 액정 중간상의 온도범위는 대부분의 경우 유사하게 치환된 기지물질의 온도범위보다 놀랍게도 더욱 유리한 범위에 존재한다. 이들은 또한 액정 유전체의 전술한 공지의 기초재료보다 현저하게 낮은 점도를 가진다는 사실을 전혀 예상외의 일이다.

따라서, 본 발명은 구조식(Ⅰ)의 시클로로헥산 유도체를 제공한다.

더우기, 본 발명은 2종이상의 액정 성분을 함유하는 액정 유전체를 제공하는데, 상기 성분중 최소한 1종의 구조식(Ⅰ)의 시클로헥산 유도체이다.

구조식(Ⅰ)의 시클로헥산 유도체들은 R₁기 및 치환페닐기가 트란스 일체 배치로 시클로헥산 분자에 존재하는 4,4′-디치환 페닐시클로헥산이다.

이들은 정(正)의 유전이방성(誘電異方性)이 약 +10이다. 그러므로, 이들은 비틀림 네마틱셀에서의 샤드트-헬프리히 효과에 의거 작동하거나, 골레스테르게 네마틱상전위 현상을 이용하는 표시소자용유전체성분으로 특히 적합하다.

구조식(Ⅰ)의 화합물에 있어서, 측쇄기 R₁및 R₂는 상이한 것인데, 이중 일방은 시아노기이고 타방은 알킬, 알콕시, 알카노일옥시 또는 알콕시 카르보닐옥시기이다. 방향족환위의 측쇄기 R₂가 시아노기인 구조식(Ⅰ)의 화합물은 이들을 제조하기가 용이하므로 바람직하다.

R₁또는 R₂가 탄소원자수 3개 또는 그 이상인 알킬기 R를 나타내는 한이 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄(分枝鎖)를 가질 수 있다.

R₁또는 R₂가 직쇄알킬기 R일 경우 구조식(Ⅰ)의 화합물에서는 이 알킬기가 탄소수 1내지 10개, 바람직하게는 3 내지 8개를 함유하는 것이 좋다. R₁또는 R₂가 직쇄 알콕시기인 경우, 여기에서의 알킨기는 탄소수 1내지 8개, 더욱 바람직하게는 1내지 6개를 함유하는 것이 좋다. R₁또는 R₂가 직쇄 알카노일옥시기(ROCO-) 또는 직쇄 알콕시카르보닐옥시기(ROCOO-)인 경우에는, 이들 기중의 직쇄 알킬기 R이 탄소수 1내지 6개를 함유하는 것이 바람직하다.

R가 직쇄기인 구조식(Ⅰ)의 화합물중, R₁또는 R₂가 알킬 또는 알콕시기인 것들이 바람직하다.

구조식(Ⅰ)의 화합물에 분지쇄알킬기 R은 1개 이상의 분지쇄를 포함하지 않는 것이 좋다. 바람직한 분지쇄 측쇄기들은 탄소쇄가 결합 탄소원자 또는 인접하는 2개의 탄소원자중 하나의 탄소원자상에서 분지된 것들이다. 이중 중요한 것은 비교적 긴 탄소쇄상에서 제1-, 2-또는 3-위치에 메틸기 또는 에틸기가 있는 분지쇄, 예컨데 이 소프로필, 1-메틸포르밀, 2-메틸프로필, 1-메틸부틸, 2-메틸부틸, 3-메틸부틸, 1-메틸펜틸, 1-에틸펜틸, 2-메틸펜틸, 1-메틸헥실, 2-에틸헥실 또는 1-메틸헵틸기이다.

분지쇄기 R를 가진 바람직한 측쇄들로서는 특히 R₁또는 R₂가 알콕시 또는 알카노일옥시기인 것들이 있다. 이러한 화합물들이 비대칭적으로 치환된 탄소원자를 함유할 경우에는, 이들은 광학적으로 활성이며 콜레스테르계 네마틱상전위에 의거하여 작동하는 액정표시소자내에서의 유전체로서 유익하게 사용될 수 있다.

구조식(Ⅰ)의 화합물들은 그러한 화합물의 통상법에 따라 제조되는데, 예컨데, 하기 구조식(Ⅱ)의 화합물은 페닐리튬 또는 페닐 마그네슘 할로겐화물, 바람직하게는 브롬화페닐 마그네슘과 반응한다음 가수분해되어 하기 구조식(Ⅲ)의 화합물을 생성한다.

상기식에서 R₃는 R 또는 OR이다.

상기 시스-트란스-이성체 알코올(Ⅲ)을 분리한후, 이것을 공지의 방법, 예컨데 접촉 수첨법에 의해 환원시켜서 하기 구조식(Ⅳ)의 페닐시클로헥산 유도체를 얻는바, 상기 접촉수첨법에 의해 벤질위치의 탄소원자의 입체 배치의 보존 또는 반전(反轉)이 일어나는 것이다.

구조식(Ⅳ)의 화합물로부터, 공지방법으로 R₂가 시아노기인 구조식(Ⅰ)의 화합물이 제조된다. 즉, 니트릴류는 4-(R₃)-1-페닐시클로헥산을 염화알루미늄 존재하에 염화아세틸과 반응시켜 4-〔4-(R₃)-시클로헥산〕-아세토페논을 얻고, 이를 하이포아염소산 나트륨으로 산화시켜-4〔4-(R₃)-시클로헥실〕-안식향산을 얻고, 이를 염화티오닐, 암모니아 및 옥시염화인과의 연속반응에 의해 대응하는 염화벤조일과 벤즈아미드를 경유하여 니트릴로 전화시킴으로써 제조된다. 또한, 니트릴류는 아세토니트릴중의 4-(R₃)-1-시클로헥산을 트리스-트리플루오로초산 탈륨과 반응시켜 4-〔4-(R₃)-시클로헥산〕-페닐 비스-트리플루오로초산탈륨을 얻고, 이를 시안화칼륨 수용액중에서 자외선을 조사(照射)시킴으로써 제조된다.

R₁이 -OCOR 또는 OCOOR인 구조식(Ⅰ)의 화합물을 제조하기 위하여는, 우선 4-페닐-시클로헥사놀을 산염화물 또는 클로로포름산 에스테르를 사용하여 에스테르화시키고, 이어서 시아노기를 공지방법, 예컨데 트리스-트리플루오로 초산 탈륨과의 반응 및 시안화칼륨 수용액 중에서의 자외선 조사에 의해 페닐핵에 도입시킨다.

끝으로, R₁이 시아노기인 구조식(Ⅰ)의 화합물은 시클로헥센을 염화알미늄 존재하에 염화아세틸과 반응시켜 염화 4-아세틸시클로헥실을 얻고, 다시 이를 염화알루미늄 존재하에 구조식 C₆H₅-R₄(여기서 R₄는 수소원자 또는 R임)과 반응시켜 4-〔4-(R₄)-페닐〕-1-아세틸시클로 헥산을 얻음으로써 제조될 수 있다. 이중간 생성물에서, 아세틸기는 하이포아할로 겐산염으로 산화시켜서 카르복실기로 전화되고, 이것은 다시 산염화물 및 산아미드를 경유하여 시아노기로 전환된다. 이와같이하여 얻은 1-시아노-4-페닐시클로헥산(R₄=H)로부터, 예컨데 트리스-트리플루오로초산탈륨 및 테트라에세테이트 납염과의 연속 반응에 의하여 1-시아노-4-(4-하이드록시페닐)-시클로헥산이 연속 제조되는데, 그의 히드록실기는 다음에 공지의 방법, 예컨데 에테르화 또는 에스테르화에 의해 또는 ROCOO-기로 전화될 수 있다.

본 발명에 의한 화합물을 제조하기 위한 출발물질은 모두 공지된 것이며, 또는 문헌에서 알려진 방법으로 용이하게 제조될 수 있다. 따라서, 예컨데 4-알킬-시클로헥사논류(Ⅱ, R₃=R)는 접촉수첨 반응에 의해 대응하는 4-알킬페놀을 4-알킬시클로헥사놀로하고 이것은 산화시켜서 케톤으로 전화시켜 얻을 수 있다. 이와 유사하게, 4-알콕시시클로헥사논류는 대응하는 히드로퀴논 헤미에테르를 수첨 반응시키고, 이어서 이와같이하여 얻은 4-알콕시시클로헥사놀을 산화시킴으로써 제조될 수 있다.

구조식(Ⅰ)의 화합물은 전기 과학적 표시소자 제조에 이용되는 액정유전체의 유용한 성분이다.

본 발명에 의한 유전체는 2종 또는 그 이상의 성분으로 구성되어 있는데, 그중 최소한 1종은 구조식(Ⅰ)의 화합물이다. 더우기, 가능하게 주어진 성분들은 아조벤젠류, 아족시벤젠류, 바이페닐류, 쉬프염기류, 특히 벤질리덴유도체류, 안식향산페닐류, 임의로 할로겐화된 스틸벤류, 디페닐-아세틸렌유도체류, 디페닐니트론류 및 치환개피산류 중에서 선정한 네마틱 또는 네마토게닉 물질이 바람직하다.

그러한 성분들로서 더욱 고려되는 가장 중요한 화합물은 하기 구조식(Ⅴ)로 나타낼 수 있다.

상기식에서, A는

X는 수소원자, 바람직하게는 염소원자이고, H₅및 R₆동일 또는 상이한 것으로서, 탄소원자수가 18개까지, 바람직하게는 8개까지인 알킬, 알콕시, 알카노일, 알카노일옥시 또는 알콕시카르보닐옥시기이고, 또한 H₅및 R₆중 일방은 시아노, 니트로 또는 이소니트릴기를 나타낸다. 이들 화합물중 대부분의 경우에 H₅및 R₆는 상이한 것이 좋으며, 일방적으로 이들 기중 일방은 알킬 또는 알콕시기이다. 그러나, 대다수의 상기 치환체의 기타 종류들은 역시 공지된 것들이다. 그러한 다수의 네마틱 물질들은 시판되고 있다.

본 발명에 의한 유전체는 통상 구조식(Ⅰ)의 화합물 및 가능하게는 구조식(Ⅴ)의 화합물을 40중량부 이상, 바람직하게는 50-90중량부, 특히 60-98중량부 함유한다. 이중, 바람직하게는 15중량부, 그러나 통상 20중량부 또는 그 이상이 구조식(Ⅰ)의 화합물 1종 또는 그 이상에 의해 구성된다. 그러나, 본 발명에 의하면 2종 또는 그 이상의 구조식(Ⅰ)의 화합물로 독점적으로 구성된 유전체 역시 제조될 수 있다.

적실히 추가함으로써, 보 발명에 의한 액정 유전체는 모든 기지의 액정 표시소자에 이용될 수 있도록 변경시킬 수 있다. 그러한 추가 방법은 공지이며 적절한 문헌에서 상세히 기재하고 있다. 예컨데, 네마틱 상의 유전 이방성, 점도, 전도도 및(또는) 배향(背向)을 변경시키기 위한 물질이 첨가될 수 있다. 그러한 물질들은 예컨데 독일특허 명세서 제2,209,127호, 제2,240,864호, 제2,321,632호, 제2,338,281호 및 제2,450,088호에 기재되어 있다.

본 발명을 실시예로서 상술하면 하기와같다. 각 실시예에서 m.p.는 융점, c.p.는 투명점을 의미하는데 섭씨로 나타내고, 비점온 b.p.로 나타내었다. 명시되지 않은 한, 부와 백분률은 중량에 대한 것이다.

[실시예 1]

(a) 4-

-펜틸페놀 280g과 빙초산 1.5리터로 된 용액을 이산화백금과 혼합하여 6기압의 수소압하 상온에서 수첨 처리하였다. 이어서, 촉매를 여거하고, 용제를 유거하여 잔류하는 4-n-펜틸-시클로헥사놀을 감압중류하였다. 증류액 86.4g을 디에틸에테르 250ml에 용애하여 격렬히 교반하면서 물 25ml중이 중크롬산나트륨 이수화물 52g, 물 25ml 및 농황산 39ml로 된 용액과 혼합하였다. 이 반응 혼합물을 2.5시간 더 교반한후, 유기층을 분리하여 물 200ml의 양으로 2회 세척하고 무수 황산나트륨 위에서 건조하고 증발시켰다. 잔류하는 4-

-펜틸-시클로헥사논을 감압증류하였다.

유사한 방법으로 다음 화합물을 제조하였다.

4-메틸시클로헥사논 b.p. 169℃;

4-에틸시클로헥사논 b.p. 135℃/1mmHg.

4-

-프로필시클로헥사논; b.p. 49℃/0.2mmHg.

4-이소프로필시클로헥사논; b.p. 163℃/0.8mmHg.

4-

-부틸시클로헥사논; b.p. 71℃/0.2mmHg.

4-

-헥실시클로헥사논; b.p. 102℃/0.4mmHg.

4-

-헵틸시클로헥사논; b.p. 110℃/0.4mmHg.

(b) 브로모벤젠 80g과 마그네슘편 13g으로부터 제조한 브롬화페닐마그네슘을 디에틸에테르 400ml에 용해한 용액에 교반냉각하면서 1시간 경과중에 4-n-펜틸시클로헥사논 65g을 디에틸에테르 200ml에 용해한 용액을 적가하였다. 이 반응혼합물을 1시간 더 가열하여 비등시킨다음 빙수 1리터중의 농염산 50ml용액에 주가하였다. 에테르층을 분리하여 수성층을 디에틸에테르 100ml의 양으로 2회 더 헹구어 내었다. 이 혼합 에테르층을 5% 중탄산나트륨 수용액으로 중화 세척하고 무수 황산 나트륨상에서 건조하여 증발시켰다. 잔사를 실리카겔로 충전시킨 컬럼상에 분리시켰다. 석유 에테르(비등범위 40-60℃)로 용출시킨 1-페닐-시스-4-n-펜틸-γ-시클로핵사놀에탄올 1리터에 용해시켜서 상온, 1기압하에서 72시간 75g의 습윤레니 니켄 존재중에서 수첨 반응시켰다. 촉매를 여거하여 여액에서 에탄올을 유거하고 잔류하는 4-n-펜틸-1-페닐시클로헥산을 감압 증류하였다. b.p.105-110℃/0.02mmHg.

(c) 디클로메탄 100ml중의 염화알루미늄 16g의 현탁액을 빙냉하면서 염화아세틸 및 4-n-펜틸-1-페닐시클로헥산 23g의 용액과 연속 혼합하였다. 이 반응 혼합물을 2시간더 교반하여 얼음 300g에 주가하고 충분한 양의 농염산과 혼합하여 침전된 수산화 알루미늄을 재용해시켰다. 유기층을 분리하고 수성층은 디클로로메탄 100ml의 양으로 2회 세척하였다. 혼합유기층을 무수염화칼슘상에서 건조하여 증발시켰다. 잔류하는 4-(4-n-펜틸시클로헥실)-아세토 페논을 감압증류하였다. b.p. 153℃/0.02mmHg

(d) 물 100ml 중의 수산화나트륨 28g과 브롬 33.6g의 용액에, 상온에서 교반하면서 디옥산 70ml중의 4-(4-n-펜틸시클로헥실)-아세토페놀 16g의 용액을 적가하였다. 이 반응 혼합물을 1시간더 교반하고 물 100ml 중이 아황산나트륨 10g의 용액과 혼합하여 염산으로 pH를 약 5로 조정하였다. 디클로로메탄 100ml의 양으로 2회 추출하여 그 수용액에서 4-(4-n-펜틸시클로헥실)-안식향산을 단리시키고, 추출액은 물로 세척하여 증발시켰다. 이와같이하여 얻은 4-(4-n-펜틸시클로헥실)-안식향산은 염화티오닐 40ml와 함께 2.5시간 동안 가열비등시켰다.

과량의 염화티오닐을 유거한후에, 잔류하는 염화 4-(4-n-펜틸시클로헥실)-벤조일을 무수 디옥산 300ml에 용해하고, 이 용액을 25% 암모니아수 140ml와 혼합시켰다. 이 반응 혼합물을 빙수 2리터에 주가하여 침전되는 4(4-n-펜틸시클로헥산)-벤즈아미드를 여거하고 건조시켰다.

이 벤즈아미드 12.6g을 40℃에서 디메틸 포름아미드 200ml에 용해시켰다. 이 용액에 50℃에서 1시간 경과시에 옥시염화인 26g을 첨가하였다. 1시간후에, 반응혼합물을 빙수 600ml에 주가하고, 디클로로메탄 200ml로 4회 추출하고, 추출물을 수세하고 무수 황산나트륨상에서 건조 및 증발시킴으로써, 여기서 4-n-펜틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산을 얻고, 이를 감압증류로 정제하였다.

b.p. 169℃/0.05mmHg m.p. 30℃ : c.p. 56℃ : 점도 20℃에서 21c.p. 유사한 방법으로 다음의 화합물을 제조하였다.

4-메틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 m.p. 38℃, c.p. 25℃,

4-에틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 m.p. 40℃, c.p. 4℃,

4-n-프로필-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산; m.p. 42℃, c.p. 45℃,

4-

-부틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산; m.p. 41℃, c.p. 41℃

4-

-헥실-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산; m.p. 42℃. c.p. 47℃

4-헵틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 m.p. 30℃, c.p. 59℃

4-n-옥틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 m.p. 33℃, c.p. 54℃

4-

-노페-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 m.p. 35℃, c.p. 57℃

4-

-도데실-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 m.p. 48℃, c.p. 60℃

4-(2-메틸부틸)-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 m.p. 25℃, c.p. -10℃

4-(2-메틸펜틸)-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산, m.p. 27℃, c.p. -4℃

4-(2-에틸헥실)-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산, m.p. 26℃, c.p. -21℃

[실시예 2]

(a) 옥화 n-부틸 100ml 중의 산화은(Ⅰ) 48g과 트란스-4-페닐시클로헥사놀 35.2g의 현탁액을 72시간 비등시킨다음 여과하였다. 과량의 옥화 n-부틸을 유거한후에 잔류하는 4-n-부틸옥시-1-페닐시클로 헥산을 감압 증류하에 정제하였다.

(b) 4-n-부틸옥시-1-페닐시클로헥산 23.2g과 트리스-트리플루오로초산탈륨 54.3g을 아세토니트릴 300ml 중에서 24시간 비등시켰다. 이어서, 아세토니트릴을 유거하고 잔류하는 4-n-부틸옥시-1-〔4-(비스-티리플루오로초산염-탈륨)-페닐〕-시클로헥산을 물 1리터중의 시안화칼륨 80g의 용액에 현탁시켰다. 이 현탁액을 결렬히 교반하면서 액침등 장치내에서 저압수은등으로 2.5시간동안 조사시켰다. 이어서, 그 반응혼합물을 헥산 200ml로 4회 추출하고, 그 추출물을 무수황산 나트륨상에서 건조, 증발시킨다음, 잔류하는 4-n-부틸옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산을 감압증류로 정제하였다.

유사한 방법으로 다음의 화합물을 제조하였다.

4-메톡시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-에톡시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-n-프로필옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-n-펜틸옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-n-헥실옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-n-헵틸옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-n-옥틸옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-n-노닐옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-n-데실옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-n-운데실옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-n-도데실옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-이소프로필옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-(1-메틸프로필옥시)-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-(1-메틸부틸옥시)-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-(2-메틸부틸옥시)-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-(1-메틸펜틸옥시)-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-(2-메틸펜틸옥시)-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-(3-메틸펜틸옥시)-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-(2-에틸헥실옥시)-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-(1-메틸헵틸옥시)-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

[실시예 3]

톨루엔 200ml 중의 트란스-4-페닐시클로헥사놀 35.2g의 용액을 n-펜타노일 24g과 피리딘 30ml와 함께 1시간 비등시켰다. 냉각후에, 그 반응 혼합물을 물 100ml로 수세하고, 무수황산 나트륨상에서 건조 및 증류시켰다. 톨루엔과 잔류 피리딘을 제거한다음, 감압중류하여 4-n-펜타노일옥시-1-페닐-시클로헥산 42.7g을 얻었다. 이 증류액 26g으로부터, 실시예 2(b)와 유사하게, 아세토니트릴중의 트리스-트리플루오로탈륨과 반응시킨다음, 시안화칼륨 수용액에서 조사시킴으로써 4-n-펜타노일옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 12.3g을 얻었다.

이와 유사한 방법으로 다음의 화합물을 제조하였다.

4-아세톡시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-프로피오닐옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-부티릴옥시시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-펜타노일옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-헥사노일옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-헵타노일옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-옥타노일옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-에톡시카르보닐옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-프로필옥시카르보닐옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-부틸옥시카르보닐옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-펜틸옥시카르보닐옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-헥실옥시카르보닐옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-헵틸옥시카르보닐옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-옥틸옥시카르보닐옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-노닐옥시카르보닐옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

4-데실옥시카르보닐옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산

[실시예 4]

(a) 이산황탄소 200ml에 무수 염화알루미늄 66.6g의 현탁액에 -15℃에서 교반하면서 염화아세틸 39g을 가한다음 시클로헥센 41g을 가하였다. 반응 혼합물을 -15℃에서 30분간 교반한다음, 상층의 이황화탄소층을 제거하고 n-펜틸벤젠 400ml로 대치시켰다. 염화 알루미늄 33g을 추가한다음, 그 반응 혼합물을 교반하면서 상온까지 가온하고 염화수소 발생이 정지될때까지 더 교반하였다. 그후에, 반응혼합물을 빙수에 주가하고 분리된 염화알루미늄을 염산으로 용해시키고 유기층을 분리하여 건조, 중류시킨다. 과량의 n-펜틸벤젠을 제거한다음, 이와 같이 하여 얻는 4-아세틸-1-(4-펜틸페닐)-시클로헥산을 감압 유거하였다.

수량(收量) 48g.

(b) 실시예 1(d)와 유사하게, 4-아세틸-1-(4-펜틸페닐)-시클로헥산으로부터 하이포아브롬화나트륨 염화티오닐, 암모니아수 및 옥시염화인을 연속반응시켜 4-시아노-1-(4-펜틸페닐)-시클로헥산 14.9g을 얻었다.

이와유사한 방법으로 다음의 화합물을 제조하였다.

4-시아노-1-(4-메틸페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-(4-에틸페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-(4-n-프로필페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-(4-n-부틸페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-(4-n-헥실페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-(4-n-헵틸페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-(4-n-옥틸페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-(4-n-노닐페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-(4-n-데실페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-(4-n-이소프로필페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-4-(1-메틸프로필)-페닐-시클로헥산

4-시아노-1-4-(1-메틸부틸)-페닐-시클로헥산

4-시아노-1-4-(2-메틸부틸)-페닐-시클로헥산

4-시아노-1-4-(1-메틸펜틸)-페닐-시클로헥산

4-시아노-1-4-(2-메틸펜틸)-페닐-시클로헥산

4-시아노-1-4-(3-메틸펜틸)-페닐-시클로헥산

4-시아노-1-4-(2-에틸헥실)-페닐-시클로헥산

4-시아노-1-4-(1-메틸헵틸)-페닐-시클로헥산

4-시아노-1-(4-메톡시페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-(4-에톡시페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-(4-n-프로필옥시페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-(4-n-부틸옥시페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-(4-n-펜틸옥시페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-(4-n-헥실옥시페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-(4-n-헵틸옥시페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-(4-n-옥틸옥시페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-(4-n-노닐옥시페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-(4-n-데실옥시페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-(4-n-도데실옥시페닐)-시클로헥산

4-시아노-(4-이소프로필옥시페닐)-시클로헥산

4-시아노-1-4(1-메틸프로필옥시)-페닐-시클로헥산

4-시아노-1-4-(1-메틸부틸옥시)-페닐-시클로헥산

4-시아노-1-4-(2-메틸부틸옥시)-페닐-시클로헥산

4-시아노-1-4-(1-메틸에틸옥시)-페닐-시클로헥산

4-시아노-1-4-(2-메틸펜틸옥시)-페닐-시클로헥산

4-시아노-1-4-(3-메틸펜틸옥시)-페닐-시클로헥산

4-시아노-1-4-(2-에틸헥실옥시)-페닐-시클로헥산

4-시아노-1-4-(1-메틸헵틸옥시)-페닐-시클로헥산

이하의 실시예에서는 본 발명에 의한 액전 유전체에 대하여 상술하였다.

[실시예 5]

4-n-펜틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 40중량부,

4-n-헵틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 25중량부,

및 4-n-부틸옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 35중량부의 혼합물은 △ε∼10의 정(正)의 유전 이방성을 갖는다. 10미크론의 플레이트간 거리를 갖는 비틀림형 네마틱셀에 있어서의 유전체는 교차 편광자(偏光子) 사이에 투광성이 있다.

1.5V의 전압을 인가(印可)하면, 전극간의 공간은 어두어지게 된다.

[실시예 6]

4-n-펜틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 37.5중량부,

4-n-헵틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 25중량부,

4-n-부틸옥시-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 34중량부,

펠라르곤산 콜레스테롤 3중량부,

및 4-n, n-디에틸아미노페닐-아조-(5-니트로)-티아졸 0.5중량부의 혼합물은 폴레이트간 거리가 15미크론인 액정셀에서의 유전체로서 배향된 평면형콜레스테르계이며 농청색을 나타낸다.

대향(對向)하는 위치에 놓인 이 셀의 투명전극에 20V/50Hz의 교류전압을 적용하면, 이들 전극간에 존재하는 유전체의 공간은 투명하게 보인다.

[실시예 7]

4-n-프로필-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 29중량부

4-n-펜틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 41중량부

및 4-n-헵틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 30중량부

의 혼합물은 -5℃ 내지 +51℃의 온도범위에서 네마틱상을 가지며, 그의 유전 이방성은 +10.1 및 점도는 20℃에서 21cp이다.

[실시예 8]

4-n-옥틸옥시-4′-시아노바이페닐 30중량부,

4-n-프로필-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 21중량부,

4-n-펜틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 28중량부,

및 4-n-헵틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 21중량부의 혼합물은 -7℃ 내지 56℃의 온도범위에서 네마틱상을 가지며, 그의 유전 이방성은 +11.3이고, 점도는 20℃에서 29cp이다.

[실시예 9]

4-

-프로필-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 30중량부,

4-

-부틸-4′-메톡시아족시벤젠 46.9중량부 및

4-에틸-4′-메톡시아족시벤젠 23.1중량부로서 구성된 액정 유전체는 0℃ 내지 65℃의 온도범위에서 네마틱상을 가지며 그의 유전이방성은 +6.5이고 점도는 20℃에서 24cp이다.

[실시예 10]

아니신산 4-

-프로필페닐에스테르 15중량부,

아니신산-4-

-펜틸페닐에스테르 20중량부,

4-

-헥산노일옥시벤조의 아시드 4′-

-프로필페닐에스테르 17중량부,

4-

-부틸벤조익아시드 4′-(4″-n-프로필)-비페닐에스테르 10중량부,

4-

-펜틸비페닐-(4′)-카르복실산 4″-n-펜틸페닐에스테르 8중량부 및

4-n-프로필-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 30중량부로서 구성된 액정유전체는 0℃ 내지 62℃의 온도범위에서 네마틱상을 가지며 그의 유전이방성은 + 6.8이고, 점도는 20℃에서 39cp이다.

[실시예 11]

4-

-펜틸-4′-시아노비페닐 35중량부,

4-

-헥실옥시-4′-시아노비페닐 11중량부,

4-

-펜틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 32중량부,

4-

-헵틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 22중량부로서 구성된 액정유전체는 -0℃ 내지 +50℃의 온도범위에서 네마틱상을 가지며 그의 유전이방성은 +13.6이고 점도는 20℃에서 38cp이다.

[실시예 12]

4-

-펜틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 27중량부,

4-

-펜틸-4″-시아노-P-테르페닐 8중량부,

아니신산 4-

-프로필페닐에스테르 17중량부, 및

아니신산-4-

-펜틸페닐에스테르 48중량부로서 구성된 액정유전체는 -5℃ 내지 +55℃의 온도범위에서 네마틱상을 가지며, 그의 유전이방성은 +5.0이고 점도는 20℃에서 43cp이다.

[실시예 13]

4-

-펜틸-4′-메톡시아족시벤젠 33.5중량부,

4-에틸-4′-메톡시아족시벤젠 16.5중량부,

4-

-펜틸티오벤조의 아시드 S-4′-시아노페닐에스테르 10중량부,

4-

-프로필-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 20중량부 및

4-

-부틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 20중량부로서 구성된 액정유체는 -5℃내지 +65℃의 온도범위에서 네마틱상을 가지며 그의 유전이방성 +8.0이고 점도는 20℃에서 29cp이다.

[실시예 14]

4-

-부틸-4′-메톡시아족시벤젠 26.9중량부,

4-에틸-4′-메톡시아족시벤젠 13.2중량부,

4-

-펜틸벤조익아시드 4′-시아노페닐에스테르 10중량부,

4-

-헵틸익아시드 4′-시아노페닐에스테르 10중량부,

4-

-부틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 20중량부 및

4-

-펜틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 20중량부로서 구성된 액정유전체는 -8℃ 내지 +63℃의 온도범위에서 네마틱상을 가지며 그의 유전이방성은 +9.5이고 점도는 20℃에서 35cp이다.

[실시예 15]

4-

-헵틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 30중량부,

N-(4-

-헥실벤질리덴)-4-시아노아닐린 49중량부, 및

N-(4-

-프로필벤질리덴)-4-시아노아닐린 21중량부로서 구성된 액정 유전체는 -10℃ 내지 +62℃의 온도범위에서 네마틱상을 가지며 그의 유전이방성은 +14.0이고 점도는 20℃에서 55cp이다.

[실시예 16]

4-에틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 10중량부,

4-

-프로필-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 10중량부,

4-

-펜틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 25중량부,

4-

-부틸벤조익사이드 4′-시아노페닐에스테르 15중량부,

4-

-펜틸벤조익사이드 4′-시아노페닐에스테르 20중량부, 및

4-

-헥실벤조익사이드 4′-시아노페닐에스테르 20중량부로서 구성된 액정 유전체는 -5℃ 내지 +54℃의 온도범위에서 네마틱상을 가지며 그의 유전이방은 +15.1이고 점도는 20℃에서 50cp이다.

[실시예 17]

4-

-펜틸-4′-시아노비페닐 20중량부,

4-

-헵틸-4′-시아노비페닐 20중량부,

4-

-펜틸-4″-시아노-P-테르페닐 10중량부,

4-

-펜틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 25중량부, 및

4-

-헵틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 25중량부로서 구성된 액정 유전체는 -8℃ 내지 +65℃의 온도범위에서 네마틱상을 가지며 그의 유전 이방성은 +12.4이고 점도는 20℃에서 34cp이다.

[실시예 18]

4-n-프로필옥시-4′-시아노비페닐 15중량부,

4-n-펜틸옥시-4′-시아노비페닐 20중량부,

4-n-펜틸-4″-시아노-P-테르페닐 15중량부,

4-메틸-1-(4-시아노페닐)-시클로헥산 20중량부 및

4-n-프로필-1-(4-시아노비페닐)-시클로헥산 30중량부로서구 구성된 액정유전체는 0℃내지 71℃의 온도범위에서 네마틱상을 가지며 그의 유전이방성은 +12.9이고 점도는 20℃에서 40cp이다.

Claims (1)

1. 액정(液晶)성분으로서 구조식(Ⅰ)의 화합물을 10-90중량%의 양으로 함유하고, 나머지 액정성분으로 구조식(Ⅴ)의 화합물이 적어도 하나 또는 그이상 함유된 것으로 구성된 액정 유전체(液晶誘電體)조성물

   

   

   상기식에서

   R₁및 R₂중 일방은 시아노기(CN)를 나타내고, 타방은 1-8개의 탄소원자를 가진 알킬 또는 알콕시기를 나타내며,

   A는

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   R₅및 R₆동일 또는 상이한 것으로서, 탄소원자수가 18개까지 바람직하게는 8개까지인 알킬, 알콕시, 알카노일, 알카노일옥시 또는 알콕시카르보닐옥시기이고, 또한 R₅및 R₆중 일방은 시아노, 니트로 또는 이소니트릴기를 나타낸다.