KR930009259B1 - Compounds for ferroelectric liquid crystal devices - Google Patents
Compounds for ferroelectric liquid crystal devices Download PDFInfo
- Publication number
- KR930009259B1 KR930009259B1 KR1019860700468A KR860700468A KR930009259B1 KR 930009259 B1 KR930009259 B1 KR 930009259B1 KR 1019860700468 A KR1019860700468 A KR 1019860700468A KR 860700468 A KR860700468 A KR 860700468A KR 930009259 B1 KR930009259 B1 KR 930009259B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- mixture
- chiral
- alkyl
- group
- derivative
- Prior art date
Links
- 0 C*(C)(C)C(CCC(C1)C(CCC(C2)C(CCCC3)CC3(*)*3CCCCCC3)CC2(*2CICCCC2)F)CC1(*)*1CCCCC1 Chemical compound C*(C)(C)C(CCC(C1)C(CCC(C2)C(CCCC3)CC3(*)*3CCCCCC3)CC2(*2CICCCC2)F)CC1(*)*1CCCCC1 0.000 description 5
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/02—Liquid crystal materials characterised by optical, electrical or physical properties of the components, in general
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
- C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
- C09K19/20—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers
- C09K19/2007—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers the chain containing -COO- or -OCO- groups
- C09K19/2021—Compounds containing at least one asymmetric carbon atom
- C09K19/2028—Compounds containing at least one asymmetric carbon atom containing additionally a linking group other than -COO- or -OCO-, e.g. -CH2-CH2-, -CH=CH-, -C=C-; containing at least one additional carbon atom in the chain containing -COO- or -OCO- groups, e.g. -COO-CH*-CH3
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
- C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
- C09K19/12—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings at least two benzene rings directly linked, e.g. biphenyls
- C09K19/126—Compounds containing at least one asymmetric carbon atom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
- C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
- C09K19/20—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers
- C09K19/2007—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers the chain containing -COO- or -OCO- groups
- C09K19/2021—Compounds containing at least one asymmetric carbon atom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
- C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
- C09K19/22—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and nitrogen atoms as chain links, e.g. Schiff bases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
- C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
- C09K19/3001—Cyclohexane rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
- C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
- C09K19/3001—Cyclohexane rings
- C09K19/3066—Cyclohexane rings in which the rings are linked by a chain containing carbon and oxygen atoms, e.g. esters or ethers
- C09K19/3068—Cyclohexane rings in which the rings are linked by a chain containing carbon and oxygen atoms, e.g. esters or ethers chain containing -COO- or -OCO- groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/32—Non-steroidal liquid crystal compounds containing condensed ring systems, i.e. fused, bridged or spiro ring systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/42—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/42—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40
- C09K19/50—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40 containing steroidal liquid crystal compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
- C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
- C09K19/3001—Cyclohexane rings
- C09K2019/3095—Cyclohexane rings in which the end group is the monoterpene menthyl
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
내용 없음.No content.
Description
본 발명은 강유전 특성을 나타내는 액정 화합물 및 혼합물에 관한 것이다.The present invention relates to liquid crystal compounds and mixtures exhibiting ferroelectric properties.
강유전성 전환 액정 표시장치[참조문헌 1 : N.A.Clark 및 S.T.Lagerwall, "Applied physics Letters Vol. 36 No.11 pp 899-901(1980.6)]에 대한 최초연구에서는 강유전성 액정으로서 DOBAMBC 또는 HOBACPC를 사용했다. 이들 물질은, 대부분의 경우, 비교적 화학적으로 안정하며 빛에 민감하고 이들 물질의 자발 분극 계수가 비교적 작고, 경사 스메틱상(smectic phases)이 불편할 정도로 고온하며 불편할 정도로 작은 온도범위에 존재하기 때문에 이상적이지 못하다.In the first study of ferroelectric conversion liquid crystal displays (Reference 1: NAClark and STLagerwall, "Applied physics Letters Vol. 36 No. 11 pp 899-901 (1980.6)), DOBAMBC or HOBACPC were used as ferroelectric liquid crystals. Materials are not ideal because, in most cases, they are relatively chemically stable, light-sensitive, their spontaneous polarization coefficients are relatively small, their gradients are uncomfortably high, and they are in an uncomfortably small temperature range. Can not do it.
본 발명은 보다 큰 자발분극계수(Ps) 및 경사스매틱상의 개선된 온도범위를 갖는 강유전성 액정 혼합물을 제공한다.The present invention provides a ferroelectric liquid crystal mixture having a larger spontaneous polarization coefficient (Ps) and an improved temperature range of gradient static phase.
DOBAMBC 및 HOBACPC로 표시되는비교적 작은 값의 Ps는 적어도 대부분의 경우 공명핵 부위에 대하여 키랄 그룹의 이들 분자들이 비교적 자유스러운 회전으로부터 나타난다고 믿는다. 키랄 중심에 동일 또는 유사한 분극 그룹을 지니는 분자는, 충돌인자의 부재하에서, 분자의 구조가 변형되어 입체적 장애를 증가시켜 키랄 그룹의 회전을 억제할 경우, 향상된 자발분극작용을 나타낸다고 제안되었다. 그러나, 이것은 보통 이와같이 증가된 입체장애를 일으킬 수 있는 수단이 액정상의 형성, 특히 비교적 광범한 온도범위를 갖는 액정상의 형성에 불리한 영향을 미치는 경우이다.The relatively small values of Ps, denoted DOBAMBC and HOBACPC, are believed to at least in most cases result in relatively free rotation of these molecules of the chiral group relative to the resonance nucleus site. Molecules with identical or similar polarization groups in chiral centers have been proposed to exhibit enhanced spontaneous polarization in the absence of collision factors, when the structure of the molecule is modified to increase steric hindrance, thereby inhibiting the rotation of chiral groups. However, this is usually the case when the means capable of causing such increased steric hindrance adversely affects the formation of the liquid crystal phase, especially the liquid crystal phase having a relatively wide temperature range.
그러므로 본 발명은 자신에 대하여 필수적으로 어떤 자발분극작용도 나타내지 않는 2개의 주요성분을 함유하는 강유전성 액정 혼합물에 관한 것이다. 그 자신에 대하여는 필수적으로 경사 스매틱상을 전혀 나타내지 않으며, 그러므로 그자신에 대하여 어떤 자발 분극작용도 나타낼 필요가 없는 이들 두 성분중 하나의 성분은 그 분자의 주핵에 대하여 그 분자의 키랄 그룹의 고도의 입체장애를 나타내는 키랄 물질이다. 두번째의 성분은 제 1 성분에 적합하고 허용되는 광범한 온도범위에 걸쳐 경사 스매틱상, C, I, F, J, K, G, H 또는 X를 나타내는 물질에 의해 제공된다. 이 제 2 물질은 필수적으로 그 분자구조내에 어떤 키랄 중심을 함유하는 것은 아니며, 그러므로 이 물질은 마찬가지로 그 자신에 대하여 필수적으로 어떤 자발 분극작용도 나타낼 필요가 없다. 이들 두성분은 혼합물중에서 공동으로 작용하며, 제 2 의 성분은 강유전성 스매틱의 필수의 경사 스매틱상을 제공하는 역할을 하는 한편, 제 1 성분은 필수적인 키랄 특성을 제공한다.The present invention therefore relates to a ferroelectric liquid crystal mixture containing two main components which do not necessarily exhibit any spontaneous polarization action for themselves. One of these two components, which does not necessarily exhibit a gradient schizophretic on itself, and therefore does not need to exhibit any spontaneous polarization to itself, is the height of the chiral group of the molecule relative to the main nucleus of the molecule. It is a chiral substance that represents steric hindrance of The second component is provided by a material that is suitable for the first component and exhibits a gradient automatic, C, I, F, J, K, G, H or X over a wide acceptable temperature range. This second material does not necessarily contain any chiral center in its molecular structure, and therefore this material likewise does not necessarily exhibit any spontaneous polarization on itself. These two components work cooperatively in the mixture, while the second component serves to provide the essential gradient static phase of the ferroelectric smect while the first component provides the necessary chiral properties.
본 발명은 최초의 관점에 의하면, 혼합물이 제 1 성분은 키랄이며, 제 1 성분을 경사 스매틱상을 나타내는 제 2 의 성분과 혼합시킨 강유전성 스매틱 액정 혼합물이 제공되며, 이때 제 1 성분은 바람직하게는 혼합물중에서 제 1 성분의 분자의 분극작용이 10nC cm-2를 초과하는 최대치를 갖는 자발 분극작용을 생성시킬 정도로 그분자의 주요핵에 대하여 분자의 키랄 그룹이 입체적으로 차단된 분자구조를 갖는 하나 또는 그이상의 화합물로 이루어진다. 이후 이들 혼합물은 "상기 정의한 바와같은 두성분 강유전성 혼합물"로서 언급될 것이다.According to the first aspect of the present invention, there is provided a ferroelectric matic liquid crystal mixture in which the mixture is a first component is chiral and the first component is mixed with a second component exhibiting an oblique automatic phase, wherein the first component is preferred. Preferably, one having a molecular structure in which chiral groups of molecules are sterically blocked relative to their main nucleus such that the polarization of the molecules of the first component in the mixture produces a spontaneous polarization with a maximum exceeding 10 nC cm -2 . Or more compounds. These mixtures will hereinafter be referred to as "bicomponent ferroelectric mixtures as defined above".
이러한 혼합물에서 Ps의 최대값은 20nC cm-2이상이 이상적이며, 또한 특히 액정 C(Sc)상 보다 더 배열된 경사 액정상에서는, 상기 값보다 더 클 수 있다.The maximum value of Ps in this mixture is ideally at least 20 nC cm −2 , and may also be larger than the above value, especially in an inclined liquid crystal phase arranged more than in the liquid crystal C (Sc) phase.
유효한 입체장애의 부재하에, 키랄 그룹은 제 1 성분이 액정 제 2 성분과 혼합되면 완전히 자유로히 회전할 수 없으며, 따라서 키랄 중심과 결합된 횡방향 분광성분은 사실상 혼합물에 자연 분광성을 부여한다. 그러나 키랄 그룹의 회전을 분자주핵에 회전으로 봉쇄하는 경향이 있는 현저한 입체장애의 존재하에, 자연 분광값은 크게 증가하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 관찰로부터, 현저한 입체장애가 존재할 경우, 키랄 그룹이외의 분자위치에서 극성치환기와 결합된 횡방향 분광을 높은 자연분광 값을 얻는데 공헌하여야 한다. 본 명세서에서, 키랄 그룹이외의 위치에서 극성 치환기를 높게 혼입시키는 것이 일반적으로 더 쉽다는 점과, 많은 경우에, 이러한 치환기를 하나 이상 제공할 수 있고 그의 효과가 더하도록 치환기를 위치시킬 수 있다는 점을 주지하는 것이 중요하다.In the absence of an effective steric hindrance, the chiral group cannot rotate completely freely when the first component is mixed with the liquid crystal second component, so the transverse spectral component combined with the chiral center virtually imparts spontaneous spectroscopy to the mixture. However, in the presence of significant steric hindrance, which tends to block rotation of chiral groups into the molecular nucleus, natural spectral values have been found to increase significantly. From these observations, in the presence of significant steric hindrance, transverse spectroscopy combined with polar substituents at molecular positions other than chiral groups should contribute to obtaining high natural spectroscopic values. In the present specification, it is generally easier to incorporate high polar substituents at positions other than chiral groups, and in many cases, one or more such substituents can be provided and the substituents can be positioned so that their effect is further enhanced. It is important to note.
제 1 철 액정혼합물의 두개의 다른 성분의 사용상 특별한 잇점중의 하나는 비교적 광범위한 온도에 걸쳐 높은 Ps값을 나타내는 물질을 얻는데 있어서의 문제점을 완화시킨다는 점이다. 제 1 성분의 분자형태는, 주로 횡방향 분광을 크게 하면 경사액정상(이러한 상은 물질중에 고르게 존재함)의 광범위한 온도에 작용하기 쉬움에도 불구하고 주로 횡방향 분광을 크게 제공하는 목적을 위한 구조일 수 있다. 마찬가지로 제 2 성분, 숙주물질은 혼합물을 제공할 목적으로 경사액정상의 광범위한 온도로 제형화하여 필요한 온도범위를 커버할 수 있다.One of the particular advantages of using two different components of the ferrous liquid crystal mixture is that it alleviates the problem of obtaining materials that exhibit high Ps values over a relatively wide range of temperatures. The molecular form of the first component is primarily intended for the purpose of providing large transverse spectroscopy, despite large transverse spectroscopy, which is likely to act over a wide range of temperatures in gradient liquid crystals (these phases are evenly present in the material). Can be. Likewise, the second component, host material, may be formulated at a wide range of temperatures in the gradient liquid phase to provide a mixture to cover the required temperature range.
분자의 주핵에 대하여 카랄 중심의 자유회전의 저하에 의해서 생기는 비교적 높은 Ps값을 얻는데 있어서, 회전이 크게 감소되면 강한 쌍극자모멘트를 갖는 키랄 중심을 제공할 필요가 없다. 쌍극자는 유리하게는 분자의 핵중에 혼입할 수 있다. 이것은 합성의 용이성, 하나 이상의 극성기의 사용가능성, 및 일반적으로 더 높은 화학적 안정성을 포함한 여러가지 잇점을 가지고 있다. 나중에 언급된 인자와 관련하여, 예를들면 일반적으로 알킬클로라이드는 아릴클로로라이드보다 화학적으로 덜 안정하다는 점을 주지해야 할 것이다.In obtaining a relatively high Ps value caused by the lowering of the free rotation of the carral center with respect to the main nucleus of the molecule, it is not necessary to provide a chiral center with a strong dipole moment if the rotation is greatly reduced. Dipoles can advantageously be incorporated into the nucleus of the molecule. This has several advantages, including ease of synthesis, the availability of one or more polar groups, and generally higher chemical stability. With respect to the factors mentioned later, it should be noted, for example, that alkylchlorides are generally less chemically stable than arylchlorolides.
키랄 그룹의 자유회전을 감소시키는 한가지 특수한 방법은, 예를들면 에스테르의 방향족산 부분의 카복실 그룹에 직접 결합시킴으로써, 분자의 주핵에 가능하면 근접되게 키랄 중심을 위치시키는 것이다.One particular method of reducing the free rotation of chiral groups is to position the chiral center as closely as possible to the main nucleus of the molecule, for example by directly binding to the carboxyl group of the aromatic acid portion of the ester.
분자의 주코어에 대하여 키랄 그룹의 자유회전을 감소시키는 또다른 방법은 키랄 그룹과 주코어 사이의 입체장애에 의한 것이다. 이는 자유회전을 방해하는 주분자코어 및/또는 키랄 그룹상에 벌키 또는 극성 치환체 그룹을 함유함으로써 달성할 수 있다.Another way to reduce the free rotation of chiral groups relative to the main core of the molecule is by steric hindrance between the chiral groups and the main core. This can be achieved by containing bulky or polar substituent groups on the main molecular core and / or chiral groups that interfere with free rotation.
입체장애 현상은 다른 화학분야에 잘 공지되어 있으며, 분자코어에 대한 자유회전이 입체장애된 키랄 중심을 갖는 분자의 합성은 관련 화학자에게 비교적 잘 알려져 있으며, 그 방법은 문헌으로부터 알 수 있다.The steric phenomena are well known in other chemistries, and the synthesis of molecules having chiral centers whose free rotation with respect to the molecular core is steric hindrance is relatively well known to the relevant chemist, and the method can be known from the literature.
상기 정의한 바와 같은 2성분 혼합물의 1차 성분으로서 사용할 수 있는 다른 여러 화합물은 여러단점들이 수반된다. 이들 단점들에는 가격면 및 합성중 광학적 순도를 얻기 곤란하다는 점등이 포함된다. 합성은 광학적으로 순수한(+) 또는 (-)에난티오머로부터 출발할 수 있으나, 합성중 약간의 라세미화가 발생할 수 있다. 그러한 라세미화 생성물은 키랄 스메틱(smectic)상의 제조에 있어서, 효율성이 적으며, 종종 완전히 비효율적이다. 라세미화 생성물의 분해는 종종 매우 곤란하다.Many other compounds that can be used as primary components of a two-component mixture as defined above involve several disadvantages. These shortcomings include the lighting of the price and the difficulty of obtaining optical purity during synthesis. Synthesis can start from optically pure (+) or (-) enantiomers, but some racemization may occur during synthesis. Such racemization products are less efficient and often completely inefficient in the preparation of chiral smectic phases. Degradation of racemization products is often very difficult.
따라서, 본 발명의 두번째 양상에 따라, 상술한 바와 같은 2성분 강유전성 혼합물은 그의 1차 성분중에 적어도 하나의 자연발생 유도체를 함유한다. '자연발생'이란 용어는 동 식물자원으로부터 이용할 수 있는 것을 의미한다.Thus, according to a second aspect of the present invention, the bicomponent ferroelectric mixture as described above contains at least one naturally occurring derivative in its primary component. The term 'naturally occurring' means available from the plant resources.
본 발명의 두번째 양상은, 다수의 자연발생 분자의 그룹이 개개 탄소원자 또는 분자내의 그룹에서 키랄 중심을 함유하며, 다른 그룹과 화학적으로 결합하여 키랄 그룹이 주분자 코어에 대하여 입체장애된 분자를 형성할 수 있다는 사실을 이용한 것이다.In a second aspect of the present invention, a group of a plurality of naturally occurring molecules contains chiral centers at individual carbon atoms or groups within the molecule, and chemically combines with other groups to form a hindered molecule with respect to the main molecular core. You can take advantage of the fact that you can.
다수의 자연발생 키랄 화합물의 화학적구조가 제공하는 장점(즉, 상술한 입체장애를 이용하는)외에, 천연 화합물의 다른 장점은 가격이 저렴하며, 동식물자원(예를들면, 폐기물)으로부터 대량으로 사용할 수 있다는 점이다.In addition to the advantages provided by the chemical structure of many naturally occurring chiral compounds (ie, using the steric hindrance described above), other advantages of natural compounds are low cost and can be used in large quantities from animal or plant resources (eg waste). Is that there is.
그외의 커다란 장점은 그들의 광학적 순도에 있다. 생합성 반응은 종종 극도의 입체특이성을 나타내며, 자연발생 키랄분자는 종종 동식물중에서 오직 D(dextro) 또는 L(laevo)형만으로 형성된다. 또한, 자연 발생 키랄 화합물은 다른 그룹과 바로 입체특이성 합성으로 용이하게 결합하여 분자코어를 형성할 수 있는 하이드록시, 아미노 또는 카복실레이트 그룹과 같은 작용성 그룹을 함유한다.Another great advantage is their optical purity. Biosynthetic reactions often exhibit extreme stereospecificity, and naturally occurring chiral molecules are often formed only in the form of D (dextro) or L (laevo) in flora and fauna. In addition, naturally occurring chiral compounds contain functional groups, such as hydroxy, amino or carboxylate groups, which can be readily combined with other groups in stereospecific synthesis to form molecular cores.
자연 발생 키랄 화합물은 광범위하게 존재하며, 본 발명에서 사용할 수 있다. 분자내의 적합한 부위에 적절한 작용성 그룹을 함유하는 화합물을 사용하는 것이 유리하다.Naturally occurring chiral compounds are widely present and can be used in the present invention. It is advantageous to use compounds containing suitable functional groups at suitable sites in the molecule.
주분자 코어에 결합시키기 위해 사용된 작용성 그룹에 인접한 벌키 그룹을 갖는 자연발생 키랄 분자를 사용하여 주분자 코어에 대한 키랄 중심에서 입체장애를 증진시키는 것이 바람직하다.It is preferred to use a naturally occurring chiral molecule having a bulky group adjacent to the functional group used to bind to the main molecule core to enhance steric hindrance at the chiral center for the main molecule core.
본 발명에 있어서, 다음과 같은 계열의 자연발생 화합물의 유도체를 사용하는 것이 특히 바람직하다 :In the present invention, it is particularly preferable to use derivatives of naturally occurring compounds of the following classes:
(i) 하이드록시 카복실산 ; 이들은 키랄 중심을 함유하는 α- 또는 β- 이성체일 수 있다. α-하이드록시 카복실산이 통상 바람직하며, 이들은 다음 일반식(9)와 같은 키랄 단위를 함유한다 :(i) hydroxy carboxylic acid; These may be α- or β- isomers containing chiral centers. α-hydroxy carboxylic acids are usually preferred, and they contain chiral units such as the following general formula (9):
상기식에서, a는 0 또는 1일 수 있으며Wherein a may be 0 or 1
R은 알킬, 알콕시 또는 R is alkyl, alkoxy or
(여기에서. n은 0 내지 3일 수 있으며, X는 알킬, 알콕시, 할로겐 치환된 알킬 또는 알콕시, 알킬카보닐옥시, 알콕시카보닐, CN 또는 할로겐을 나타낸다)이다.Wherein n can be 0 to 3 and X represents alkyl, alkoxy, halogen substituted alkyl or alkoxy, alkylcarbonyloxy, alkoxycarbonyl, CN or halogen.
하이드록시산중에서, 락트산, 즉 CH3 *CH(OH)CO2H[에를 들면, 일반식(9)의 R이 메틸인 것] 및 만델산, 즉[예를 들면, 일반식(9)의 R이 페닐인 것]이 바람직하며, 특히 전자의 락트산 유도체는 상기한 바와 같은 2-성분 강유전성 혼합물중에서 특히 유용한 계열의 화합물임이 밝혀졌다.Among the hydroxy acids, lactic acid, ie CH 3 * CH (OH) CO 2 H [for example, R in general formula (9) is methyl] and mandelic acid, ie [For example, R in general formula (9) is phenyl], and the former lactic acid derivative has been found to be a particularly useful class of compounds in the two-component ferroelectric mixture as described above.
α-하이드록시 카복실산에서 키랄 중심의 옆에 두개의 직접 인접한 작용 그룹, -OH 및 -CO2H가 있으므로, 키랄 중심은 에스테르 결합에 의해 상기 일반식(6) 화합물의 분자핵에 직접 연결시켜 일반식(10)의 화합물을 제조할 수 있다.Since there are two directly adjacent functional groups, -OH and -CO 2 H, next to the chiral center in the α-hydroxy carboxylic acid, the chiral center is directly linked to the molecular nucleus of the compound of formula (6) by ester bonds The compound of formula (10) can be prepared.
(여기에서 에스테르와 같은 유도체를 제조할 수 있다)(Here, derivatives such as esters can be prepared)
일반식(10)의 화합물에서, 키랄 중심은 분자핵에 밀접한 그의 근접성으로 인해 입체적으로 방해받는다.In the compound of formula (10), the chiral center is stericly disturbed due to its proximity to the molecular nucleus.
키랄 β-하이드록시 카복실산의 예는 β-하이드록시-n-부티르산(11) 및-하이드록시-이소부티르산(12)이다.Examples of chiral β-hydroxy carboxylic acids are β-hydroxy-n-butyric acid (11) and -Hydroxy-isobutyric acid (12).
키랄 중심의 분자핵에의 결합이(11)의 경우 카복실레이트 단위를 통하여, 및 (12)의 경우 하이드록실 단위를 통하여 일어날 경우, 키랄 중심은 주 분자핵보다, 여기엔 간섭 CH2그룹이 있기 때문에, 입체적으로 방해를 덜 받을 것이다. 즉, 본 발명의 혼합물중에 첫째 치환체는 고 Ps를 생성하기 때문에, β-하이드록시 카르복실산은 덜 효과적인 것으로 간주된다.If the binding of the chiral center to the molecular nucleus takes place via a carboxylate unit in (11) and in the hydroxyl unit in (12), the chiral center is more than the main molecular nucleus, where there is an interfering CH 2 group. Therefore, it will be less disturbed in three dimensions. That is, the β-hydroxy carboxylic acid is considered less effective since the first substituent in the mixture of the present invention produces high Ps.
하이드록시 카르복실산의 γ-, δ- 유도체 및 다른 이성체도 또한 사용할 수 있지만, 이들은 시클릭 락톤을 생성하는 경향이 강하기 때문에, 덜 적합하다.[Gamma]-, [delta]-derivatives and other isomers of hydroxy carboxylic acids can also be used, but they are less suitable since they tend to produce cyclic lactones.
하이드록시 카르복실산의 유도체는 그의 OH그룹을 통해 핵의 카복실레이트 그룹 에스테르 결합에 의해, 또는 핵의 OH 또는 아민그룹으로부터 그의 카복실레이트 그룹으로 에스테르(즉, a=1) 또는 아미드(즉, a=0)결합에 의해 주 분자핵으로 용이하게 결합시킬 수 있다. 이러한 결합반응은 공지된 문헌방법으로부터 유도된 방법 및 또한 본 출원인의 계류중인 특허원[영국 특허원 제 84 28 653호. ref : D/PD Pats(PO102), "Alpha-Hydroxycarboxylic Acid Derivaives suitable for use in Liquid Crystal Materials and Devices"]에 상세하게 기술된 방법을 사용하여 수행할 수 있다.Derivatives of hydroxy carboxylic acids are esters (i.e., a = 1) or amides (i.e., by carboxylate group ester linkages of the nucleus through their OH groups or from their OH or amine groups to their carboxylate groups. = 0) can be easily bonded to the main molecular nucleus by a bond. Such binding reactions are derived from known literature methods and also pending patent applications of the applicant [UK Patent Application No. 84 28 653. ref: D / PD Pats (PO102), "Alpha-Hydroxycarboxylic Acid Derivaives suitable for use in Liquid Crystal Materials and Devices"].
(ii) 아미노산 ; 키랄 α-, β-, γ- 또는 δ-아미노산 유도체가 있으나, 가장 용이한 것은 동물단백질의 대부분을 형성하여 벌크(bulk)시킬 수 있는 공지된 계열의 포화 α-아미노산이다. α-아미노산은 키랄 중심을 갖는다.(ii) amino acids; There are chiral α-, β-, γ- or δ-amino acid derivatives, but the easiest is the known family of saturated α-amino acids that can form and bulk most of the animal protein. α-amino acids have chiral centers.
상기식에서, A는 α-아미노산의 잔기이다.Wherein A is a residue of an α-amino acid.
예를들면, α-알라닌일 경우, CH3-CH(NH2)CO2H 구조에서 A는 메틸이다. 천연 α-아미노산이, 각각의 잔기 A를 나타낸 표 1에 나열되어 있다.For example, in the case of α-alanine, A is methyl in the CH 3 -CH (NH 2 ) CO 2 H structure. Natural α-amino acids are listed in Table 1 showing each residue A.
α-아미노산은 통상적으로 그의 아미노작용그룹 또는 그의 카복실레이트 그룹에 의해 주 분자핵으로 결합된다. 아미노 그룹은 용이하게는 아미노형 결합에 의해 결합될 수 있으며, 카복실레이트 그룹은 용이하게는 에스테르 또는 아미드형 결합에 의해 분자핵에, 다음 구조식의 분자중 키랄 단위를 생성할 수 있다.α-amino acids are usually bound to the main molecular nucleus by their aminofunctional groups or their carboxylate groups. Amino groups can be easily bound by amino-type bonds, and carboxylate groups can be readily produced in the molecular nucleus by means of ester or amide bonds, in chiral units in the molecule of the following structural formula.
[표 1]TABLE 1
천연 α-아미노산Natural α-amino acids
이러한 종류의 분자에서는 N-H 단위가 극성을 띠거나 더욱 이온성이 강한 구조를 형성하기 쉽기 때문에, 액체 결정 물질에 덜 가용성이다. 따라수 N-H 단위를 N-B 단위로 치환시키는 것이 바람직하고, 여기서 B는 강한 수소결합을 형성하기 쉬운 수소를 함유하지 않는 그룹으로서, 예를 들어 알킬, 바람직하게는 탄소수 1 내지 20의 n-알킬, 특히 메틸이거나, 아실, 즉 -COR(여기서 R은 알킬, 바람직하게는 탄소수 1 내지 20의 n-알킬, 특히 에틸이다)이다.In this type of molecule, N-H units are less soluble in liquid crystalline materials because they tend to form polar or more ionic structures. Accordingly, it is preferable to substitute the number NH unit by the NB unit, wherein B is a group containing no hydrogen, which is likely to form strong hydrogen bonds, for example, alkyl, preferably n-alkyl having 1 to 20 carbon atoms, Methyl or acyl, i.e., -COR, wherein R is alkyl, preferably n-alkyl having 1 to 20 carbon atoms, especially ethyl.
천연 α-아미노산의 몇몇 잔기 A는 또한 작용그룹을 함유하는데, 예를 들어 잔기에 카복실산 그룹을 함유하는 아스파르트산(15), 잔기에 아미노그룹을 함유하는 오르니틴(16) 및 잔기에 하이드록시 그룹을 함유하는 세린(17)이다.Some residues A of natural α-amino acids also contain functional groups, for example aspartic acid (15) containing a carboxylic acid group at the residue, ornithine (16) containing an amino group at the residue and a hydroxy group at the residue. It is a serine (17) containing these.
기타는 표 1로부터 명백해 질 것이다.Others will be apparent from Table 1.
이러한 잔기중 작용그룹은 또한 바람직하지 않은 극성을 야기시킬 수도 있고, (14)의 구조에서는 잔기중 아마노 그룹의 NH2단위를 NBB' 단위로 전환시키고, 잔기중 카복실레이트 그룹을 에스테르 또는 아미드 그룹, 즉 COOB 그룹 또는 CONBB' 그룹(여기서, B'는 B가 선택되는 그룹중에서 선택될 수 있다)으로 전환시키고, 잔기중 OH 그룹을 OB단위(여기서 B는 특히 아실이다)로 전환시키는 것이 바람직하다.The functional groups in these residues may also cause undesirable polarity, in the structure of (14) converting the NH 2 units of the amano groups in the residues to NBB ′ units, the carboxylate groups in the residues being ester or amide groups, That is, it is preferable to convert the COOB group or the CONBB 'group, where B' may be selected from the group in which B is selected, and convert the OH group in the residue to OB units, where B is particularly acyl.
α-아미노산 그룹을 (14)에 나타낸 방법으로 분자에 결합시키는 것은 물론이고, α-아미노산 그룹을, 잔기 A중에 NH, CO2H 및 OH 작용위치가 존재할 경우에 이들을 사용하고, CO2H 및 OH 작용위치의 경우에 에스테르 결합을 통해서, 및 CO2H 및 NH 작용위치의 경우에 아미드 결합을 통해서, 분자에 결합시킬 수도 있다. 잔기중 이러한 위치에서의 결합은 α-위치에서 NH 및 CO2H 그룹의 사용에 추가로 이루어 지거나 이의 대체일 수 있고, 상기한 종류의 키랄 단위가 상기한 어느 위치에서나 주 분사핵에 결합되어 있는 구조를 가능케한다.In addition to binding the α-amino acid group to the molecule by the method shown in (14), the α-amino acid group is used when NH, CO 2 H and OH functional positions are present in residue A, and CO 2 H and It is also possible to bind to the molecule via an ester bond in the case of an OH action site and through an amide bond in the case of a CO 2 H and NH action site. The binding at this position in the residue may be in addition to or in place of the use of NH and CO 2 H groups at the α-position, where the chiral units of the above kind are bound to the main atomization nucleus at any of the positions mentioned above. Enable structure
상기식에서, B 및 B'는 같을 수 있고, R은 알킬, 바람직하게는 탄소수 1 내지 20의 n-알킬, 특히 에틸이다.Wherein B and B 'may be the same and R is alkyl, preferably n-alkyl having 1 to 20 carbon atoms, in particular ethyl.
상기한 구조식(14), (18) 및 (19)에서, 아미노산 단위중 키랄 중심은 분자의 주핵에 비해 입체적으로 장애를 받고, 또한 분자의 주핵이 아미드 결합, 즉 -CON-을 통해서 질소에 결합되어 있는 방향족 그룹을 함유할 경우에는 아미드의 환에의 바람직한 조응을 폐쇄시키는 환-π-아미드 상호작용의 가능성이 있다.In the above structural formulas (14), (18) and (19), the chiral center in the amino acid unit is stericly impaired compared to the main nucleus of the molecule, and the main nucleus of the molecule is bound to nitrogen via an amide bond, that is, -CON-. In the case of containing an aromatic group, there is a possibility of ring-?-Amide interaction which closes the desired coordination of the amide to the ring.
이러한 종류의 화합물의 적절한 화학적 합성경로는 필수적으로 표준 에스테르화 및 아미드형성 반응을 사용하여 문헌으로부터 유도될 수 있다. 분자중에 둘 이상의 동일한 작용그룹이 존재할 경우에는 조심스러운 보호 및 탈보호 단계가 필요하다. 이를 수행하는 방법은 본 출원인의 계류중인 특허원 UKPA의 제 8520714 및 8524879 호에 기재되어 있다.Appropriate chemical synthetic routes of this kind of compounds can be derived from the literature, essentially using standard esterification and amidation reactions. Careful protection and deprotection steps are required if two or more identical functional groups are present in the molecule. How to do this is described in Applicants' pending patent applications UKPA 8520714 and 8524879.
(iii) 테르페노이드 ; 이는 이소프렌으로부터 유도된 일련의 천연화합물로서, 모너테르페노이드(2개의 이소프렌 단위), 세스퀴테르페노이드(3개의 이소프렌 단위), 디테르페노이드(4개의 이소프렌 단위) 및 트리테르페노이드(6개의 이소프렌 단위)일 수 있다. 테르페노이드는 모노사이클릭, 비사이클릭 또는 트리사이클릭일 수 있다. 테르페노이드 모두가 키랄은 아니고, 이들중 모노테르페노이드, 비사이클릭 모노테르페노이드 및 트리사이클릭 세스퀴테르페노이드가 바람직하다.(iii) terpenoids; It is a series of natural compounds derived from isoprene: monterpenoids (two isoprene units), sesquiterpenoids (three isoprene units), diterpenoids (four isoprene units) and triterpenoids ( Six isoprene units). Terpenoids may be monocyclic, bicyclic or tricyclic. Not all terpenoids are chiral, of which monoterpenoids, acyclic monoterpenoids and tricyclic sesquiterpenoids are preferred.
키랄 모노사이클릭 모노테르페노이드의 예는 맨톨(20) 네오멘틸,이소멘톨, 네오이소멘톨, 카르베올, 디하이드로카르베올, 테르핀-4-올, α-테르피네올 및 리모넨-10-올이다.Examples of chiral monocyclic monoterpenoids include menthol (20) neomentyl, isomenthol, neoisomenthol, carveol, dihydrocarbenol, terpin-4-ol, α-terpineol and limonene-10- It's coming
키랄 비사이클릭 모노테르페노이드의 예는 보르네올(21) 및 이소보르네올을 포함한다.Examples of chiral bicyclic monoterpenoids include bornolol 21 and isobornaneol.
키랄 트리사이클릭 세스퀴터페노이드의 예는 롱지플올(22) 및 세드롤을 포함한다.Examples of chiral tricyclic sesquiterpenoids include long Zipolol 22 and cedrol.
테르페이노이드 구조중의 주요 작용성 그룹은 히드록실이고, 따라서 주 분자 중심에 연결한 에스테르 결합을 형성하는 것이 비교적 간단하다.The main functional group in the terpenoid structure is hydroxyl, so it is relatively simple to form ester bonds linked to the main molecular center.
그 구조가 인접 위치(들)에 벌키(bulky)측 그룹을 갖는 히드록실 작용성 그룹을 함유하는 테르페노이드를 사용하여 주 분자 중심에 연관된 키랄 단위의 입체장애를 촉진시키는 것이 바람직하다. 예를들면, 히드록실에 대해 인접 고리위치에서 메탄올중의 벌키 이소프로필 측쇄는 히드록실에 대한 하나의 결합에 관한 회전을 방해한다.It is preferred that terpenoids containing hydroxyl functional groups having a bulky group at adjacent position (s) be used to promote steric hindrance of chiral units associated with the main molecular center. For example, bulky isopropyl side chains in methanol at adjacent ring positions relative to the hydroxyl hinder rotation about one bond to the hydroxyl.
하지만, 테르페노이드의 경우, 두 일치하지 않는 효과가 있는 것으로 밝혀졌다 : 테르페노이드 유도체가 본 발명의 혼합물중에서 제 1 성분으로서 사용되는 경우 거대한 측그룹의 존재는 높은 Ps를 촉진시키지만, 미소 측그룹은 스메틱상의 외관을 촉진시킨다. 결과적으로 메탄올의 유도체는 높은 Ps를 촉진시키지만, 스메틱상을 제공하지 못하는 것으로 밝혀졌다. 이소피노캄페올 유도체(23)가 결국 최선의 것으로 나타난다.However, in the case of terpenoids, it has been found to have two inconsistent effects: when terpenoid derivatives are used as the first component in the mixture of the present invention, the presence of large side groups promotes high Ps, The group promotes the appearance of the smectic phase. As a result, it was found that the derivative of methanol promotes high Ps but does not provide a smetic phase. The isofinocamphorol derivative (23) eventually appears to be the best.
에스테르화에 의한 키랄 테르페노이드의 유도체를 제조하는 방법은 본 분야에 숙련된 자들에게 공지되어 있으며 계류중인 영국 특허원 제 8501999호에 기술되어 있다.Methods of preparing derivatives of chiral terpenoids by esterification are known to those skilled in the art and are described in pending British Patent Application No. 8501999.
(iv) 스테로이드 ; 이것들은 퍼하이드로 -1, -2 사이클로펜테노-페난트렌환계(24)를 기본으로한 유기 화합물의 거대 부류이다.(iv) steroids; These are a large class of organic compounds based on the perhydro-1, -2 cyclopenteno-phenanthrene ring system (24).
콜렉스테롤의 유도체는 네매틱(nematic) 액체 결정상을 가지며 키랄 네매틱 "콜레스테릭"메소페이스(mesophase)로 불리지만, 스메틱 액정에 그것들을 사용하는 것은 새로운 것이다. 자연 발생 스테롤은 거의 모두 3위치, 즉 환 A에서위치에 히드록실-치환된다. 다른 위치에 치환체를 갖는 스테롤은 드물며, 대량으로 사용하기 위한 그것들의 분리가 비용이 많이 들므로, 그것들의 유리한 점을 감소시킨다.Derivatives of cholexterol have a nematic liquid crystal phase and are called chiral nematic “cholesteric” mesophases, but their use in smectic liquid crystals is new. Naturally occurring sterols are almost all at position 3, ring A Hydroxyl-substituted at the position. Sterols having substituents at other positions are rare, and their separation for use in large quantities is expensive, thus reducing their advantages.
(v) 다른 자연 발생 키랄 분자 ; 자연 발생 키랄 분자의 다수는 상기 언급된 분자의 분류, 예를들어, 입체 특이성 반응을 당할 수 있는 작용성그룹, 입체장애를 촉진시키지만 스메틱 상형성을 억제할 정도로 기대하지 않도록 작용성그룹에 인접한 인접한 벌키 측쇄, 값싼 경비, 비 극성, 물질들과 일치하는 바람직한 특성을 갖는다. 유도체의 가능한 제조방법은 이들 특성의 적어도 몇몇을 갖지만, 적당한 치환이 이루어질 때까지 하기와 같은 불리한 점을 포함할 수 있다.(v) other naturally occurring chiral molecules; Many of the naturally-occurring chiral molecules can be classified into groups of the above-mentioned molecules, e.g., functional groups that are subject to stereospecific reactions, adjacent to functional groups that promote steric hindrance but are not expected to suppress smectic morphogenesis. Adjacent bulky side chains, cheap expense, non-polarity, have desirable properties consistent with the materials. Possible methods of preparing the derivatives have at least some of these properties, but may include the following disadvantages until proper substitution is made.
슈가-조잡한, 광학적으로 순수한 작용성 -OH 그룹, 과도한 친수성 및 과도한 극성.Sugar-crude, optically pure functional -OH group, excessive hydrophilicity and excessive polarity.
폴리카복실산, 글리세르알데히드 유도체.Polycarboxylic acids, glyceraldehyde derivatives.
상기 언급된 키랄 단위가 연결되어, 본 명세서에 정의된 바와같은 두성분 강유전성 혼합물의 제 1 성분으로서 사용하기에 적합한 화합물을 형성하는 분자 중심은, 일반적으로 그룹들을 가교함으로써 간접 또는 직접 연결될 수 있으며, 액정분야에 익히 공지된 바와 같이 및 구조(1) 내지 (7)에 예를 든 바와 같이 알킬 또는 알콕시 말단 치환체를 때때로 갖는 환식 그룹의 체인으로 이루어질 것이다.The molecular centers where the aforementioned chiral units are linked to form a compound suitable for use as the first component of a bicomponent ferroelectric mixture as defined herein can generally be indirectly or directly connected by crosslinking groups, As is well known in the liquid crystal art and as exemplified in structures (1) to (7) it will consist of chains of cyclic groups which sometimes have alkyl or alkoxy terminal substituents.
α-하이드록시카복실산 그룹(9), 또는 아미노산 단위(14), (18) 및 (19)에서와 같이 키랄 단위가 2개의 결합위치를 갖는 경우, 유도체의 구조는 다음과 같다.When the chiral unit has two binding positions as in the α-hydroxycarboxylic acid group (9) or amino acid unit (14), (18) and (19), the structure of the derivative is as follows.
X-(C*)-YX- (C * ) -Y
상기식에서, C*는 키랄 단위이고 ; X는 하기 구조의 그룹이며 ; R1-S9-(A1S1)i-(A2S2)j-(A3S3)k-(A8S8)r- ; Y는 하기 구조의 그룹이고 ; -(S7A7)p-(S6A6)m-(S5A5)m-(S4A4)1-S10-R2; R1및 R2는 각각 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 플루오로알킬 플루오로알콕시, 알콕시 치환된 알킬, 알카노일, 알카노일옥시, 알킬카보닐옥시, 알콕시카보닐 또는 할로겐이며 ; S1, S2, S3, S4, S5, S6, S9및 S10은 독립적으로 단일한 공유결합, 또는 CO(0)a, (0)aOC, CH2, CH2CH2, CH2O, OCH2, -CH=N-, N=CH, CHD, CH2CHD 및 CHD-CH2로부터 선택된 그룹(여기서, D는 CN, CF3, CH3또는 할로겐 치환체이다)이고 ; R7및 R8은 각각 독립적으로 단일한 공유결합, 또는 S1, S2, S4, S5, S6, S9, S3또는 S10이 선택된 그룹들중의 하나이고, S7은 또한 (CH2)q(여기서, q는 1 내지 12이다)일 수 있으며 ; A1내지 A8은 각각 페닐, 사이클로헥실, 비사이클로(2, 2, 2)옥틸, 피난, 나프틸, 피리딜, 피리미딜, 피페리딜, 또는 1 또는 2개의 -CH2- 단위가 산소 또는 황으로 치환된 사이클로헥실로부터 선택된 사이클릭 그룹이며, 이러한 그룹은 하나 이상의 치환체로 치환돌 수 있고 ; a, i, j, k, l, m, n, p 및 r은 각각 독립적으로 0 또는 1이다.Wherein C * is a chiral unit; X is a group of the following structure; R 1 -S 9- (A 1 S 1 ) i- (A 2 S 2 ) j- (A 3 S 3 ) k- (A 8 S 8 ) r- ; Y is a group of the following structure; -(S 7 A 7 ) p- (S 6 A 6 ) m- (S 5 A 5 ) m- (S 4 A 4 ) 1 -S 10 -R 2 ; R 1 and R 2 are each independently hydrogen, alkyl, alkoxy, fluoroalkyl fluoroalkoxy, alkoxy substituted alkyl, alkanoyl, alkanoyloxy, alkylcarbonyloxy, alkoxycarbonyl or halogen; S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 , S 6 , S 9 and S 10 are independently a single covalent bond, or CO (0) a , (0) a OC, CH 2 , CH 2 CH 2 , CH 2 O, OCH 2 , -CH = N-, N = CH, CHD, CH 2 CHD and CHD-CH 2 , wherein D is CN, CF 3 , CH 3 or a halogen substituent ; R 7 and R 8 are each independently a single covalent bond or one of the groups selected from S 1 , S 2 , S 4 , S 5 , S 6 , S 9 , S 3 or S 10 , and S 7 is May also be (CH 2 ) q , wherein q is 1 to 12; A 1 to A 8 are phenyl, cyclohexyl, bicyclo (2, 2, 2) octyl, pinane, naphthyl, pyridyl, pyrimidyl, piperidyl, or one or two -CH 2 -units are each oxygen Or a cyclic group selected from cyclohexyl substituted with sulfur, which group may be substituted with one or more substituents; a, i, j, k, l, m, n, p and r are each independently 0 or 1.
S1내지 S10중의 하나에 의해 사이클릭 그룹 A1, A2, A3, A4, A5, A6이 키랄 단위(C*)에 결합되는 경우, 사이클릭 그룹과 키랄 단위와의 결합은 아미드 또는 에스테르 결합인 것이 바람직하다.When the cyclic group A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , A 5 , A 6 is bonded to a chiral unit (C * ) by one of S 1 to S 10 , the combination of the cyclic group and the chiral unit It is preferable that it is a silver amide or ester bond.
테르페노이드의 경우와 같이 키랄 단위가 단지 하나의 결합위치를 갖는 경우, 유도체의 구조는 다음과 같다.When the chiral unit has only one binding site, as in the case of terpenoids, the structure of the derivative is as follows.
X-TX-T
상기식에서, X는 상기 정의한 바와 같고 ; S7은 에스테르 결합인 것이 바람직하다.Wherein X is as defined above; S 7 is preferably an ester bond.
유도체가 테스페노이드인 경우, 그룹 X가 분자핵이 된다. 유도체가 하이드록시카복실산 또는 아미노산인 경우, X 또는 Y가 분자핵일 수 있다. X 및 Y의 크기가 대략 동일하고/하거나 이들 모두가 혼합물의 액체결정 특성에 기여하는 경우, X 및 Y를 합하여 분자핵으로 생각하는 것이 간편하며, 이러한 경우 키랄 단위는 X 및/또는 Y, 또는 이들 둘다에 관련하여 입체적으로 장애받을 수 있다.If the derivative is a testenoid, group X becomes the molecular nucleus. When the derivative is a hydroxycarboxylic acid or amino acid, X or Y may be a molecular nucleus. If the sizes of X and Y are approximately the same and / or both contribute to the liquid crystalline properties of the mixture, then it is easy to think of them as the molecular nuclei where X and Y are combined, in which case the chiral unit is X and / or Y, or Both of them can be steric hindrance in relation to.
바람직한 X의 구조는 다음과 같다 :Preferred structure of X is as follows:
상기식에서, 키랄 단위와 함께 아미드 결합이 형성되는 경우에는 b는 0이고, 에스테르 결합이 형성되는 경우에 b는 1이며 ; 페닐환은 치환될 수 있고 ; R은 특히 탄소수 5 내지 12의 m-알킬 또는 m-알콕시인것이 바람직하다.In the above formula, b is 0 when an amide bond is formed together with a chiral unit, and b is 1 when an ester bond is formed; The phenyl ring may be substituted; R is particularly preferably m-alkyl or m-alkoxy having 5 to 12 carbon atoms.
바람직한 Y의 구조는 다음과 같다 :Preferred structure of Y is as follows:
상기식에서 (F) 및 (CH3)는 지정된 치환체가 하나이상 존재할 수 있음을 나타내며, m은 0, 1 또는 2일 수 있다.Wherein (F) and (CH 3 ) indicate that one or more of the specified substituents may be present, m may be 0, 1 or 2.
α-하이드록시 카복실산 및 아미노산의 유도체의 경우에 X와 Y의 바람직한 조합은 X가 (24), (25) 또는 (26)중의 하나이며 R이 n-옥틸옥시 및 n-알킬이며 특히 R2는 에틸이다.For derivatives of α-hydroxy carboxylic acids and amino acids a preferred combination of X and Y is that X is one of (24), (25) or (26) and R is n-octyloxy and n-alkyl, in particular R 2 Ethyl.
락트산 및 아미노산 유도체의 다른 바람직한 X와 Y 조합은 문헌 the Applicants copending patent application Ref D/pD Pats/PO 102 and 8520714 and 8524879에 기술되어 있다.Other preferred X and Y combinations of lactic acid and amino acid derivatives are described in the Applicants copending patent application Ref D / pD Pats / PO 102 and 8520714 and 8524879.
전술한 두개의 구성체 강유전성 혼합물에서 주요 분자코어(core)에 대하여 분자의 키랄그룹이 입체적으로 방해받는 분자구조를 갖는 제 1 구성체의 사용 및 자연적으로 생성되는 키랄분자의 유도체인 이 특성을 갖는 제 1 구성체의 사용은 스메틱 제 2 구성체에 일반적으로 적용될 수 있다. 본 발명에 의해 제공된 장점은 대개 제 2 구성체의 성질과 무관하다.The first of these properties is the use of a first construct having a molecular structure in which the chiral group of molecules is sterically disturbed relative to the main molecular core in the two construct ferroelectric mixtures described above and a derivative of the naturally occurring chiral molecule. The use of the construct is generally applicable to the smectic second construct. The advantages provided by the present invention are usually independent of the nature of the second construct.
제 1 구성체가 틸트(tilted)된 스메틱상을 나타나는 것이 필요없음은 자명하지만, 사실상 이러한 상을 나타내는 경우 유익하다. 또한 제 1 구성체의 주요코어가 스메틱상 분자격자와 상용성이어서 호스트(host)에 대하여 텀블링(tumbling) 또는 과다의 운동은 예방해야만 한다. 혼합물에서 이 구성체의 큰 배분율 및 자발적 극성화를 위한 큰값의 가능성이 있는 한 높은 용해도는 제 1구성체에 대해 바람직한 특성임은 또한 인식되어야 한다. 일반적으로 제 2 구성체, 틸트된 스멕틱상을 나타내는 물질을 통상적으로 단일화합물이 아니지만 수개의 화합물의 공정혼합물이 될 것이다. 똑같이 제 1 구성체는 단일화합물일 수 있지만 여러환경에서, 상이한 혼합물을 사용하는데 장점이 될 수 있으며 또한 천연 화합물(예 : 두개의 락테이트)의 동일한 종류의 혼합물 또는 상이한 종류(예 : 락테이트 및 테레페노이드)의 혼합물이 될 수 있다.While it is obvious that the first construct does not need to exhibit a tilted smetic phase, it is in fact beneficial when presenting such a phase. In addition, the main core of the first construct is compatible with the molecular molecular lattice, so tumbling or excessive movement with respect to the host should be prevented. It should also be appreciated that high solubility is a desirable property for the first construct, as long as there is a large distribution of this construct in the mixture and a large value for spontaneous polarization. Generally, the second constituent, the material exhibiting the tilted smectic phase, will typically be a process mixture of several compounds but not a single compound. Similarly, the first construct may be a single compound, but in many circumstances it may be an advantage to use different mixtures and also the same kind of mixture of natural compounds (eg two lactates) or different kinds (eg lactate and tere) Penoids).
많은 적합한 제 2 구성체(또는 "호스트")는 시판용 물질 라세미체 CE 8로서 알려져 있다.Many suitable second constructs (or “hosts”) are known as commercial material racemate CE 8.
이는 하기 구조식을 갖는다.It has the following structural formula.
적합한 스멕틱 호스트의 예는 다음과 같다.Examples of suitable smectic hosts are as follows.
(a) 유럽 특허 출원 제 0110299 A 2에 기술된 화합물 및 조성물(a) the compounds and compositions described in European Patent Application No. 0110299 A 2
(b) Mol.Cryst.Liq.Cryst (37) 157 (1976)에 기술된 화합물 및 조성물, 예를들어 하기 구조의 중심코어를 갖는 에스테르 :(b) compounds and compositions described in Mol. Cryst. Liq. Cryst (37) 157 (1976), for example esters having a central core of the following structure:
(c) 하기 구조의 공지 화합물 (c) Known compound of the following structure
(또는 라세미 혼합물일 수 있는 이들의 혼합물)[상기식에서, RC및 RD는 독립적으로 n-알킬 또는 n-알콕시를 나타내며 이들중 하나는 키랄그룹이다. 예를들어, RC가 n-C8H17이고 RD가 (+)-2 메틸부틸인 경우, 이러한 화합물은 BDH Chemicals Ltd, Broom Road, Poole, Dorset UK 등에서 구입할 수 있다.](Or mixtures thereof which may be racemic mixtures) (wherein R C and R D independently represent n-alkyl or n-alkoxy and one of them is a chiral group. For example, if R C is nC 8 H 17 and R D is (+)-2 methylbutyl, these compounds may be purchased from BDH Chemicals Ltd, Broom Road, Poole, Dorset UK, etc.]
(d) 영국 특허원 제 8501509에 기술된 화합물 및 조성물, 예를들어 하기 구조의 화합물 :(d) compounds and compositions described in British Patent Application No. 8501509, for example compounds of the structure:
(e) 하기구조의 공지 화합물 또는 이들의 혼합물 :(e) Known compounds of the following structure or mixtures thereof:
상기식에서, RA와 RB중 하나는 C5-12n-알콕시이고 나머지 하나는 C7-12n-알킬 또는 n-알콕시이다. 이들 화합물은 비-키랄이다.] Wherein one of R A and R B is C 5-12 n-alkoxy and the other is C 7-12 n-alkyl or n-alkoxy. These compounds are non-chiral.]
(f) 공지 화합물 PG 495 :(f) Known Compound PG 495:
(g) 하기의 공지 화합물 또는 이들의 혼합물 :(g) the following known compounds or mixtures thereof:
상기의 (f) 및 (g)는 모두 BDH Chemicals Ltd. 에서 시판하고 있다.(F) and (g) are both BDH Chemicals Ltd. Marketed by.
일반식(Ⅰ)의 화합물과 혼합시킬 수 있는 다른 적당한 스메틱 호스트 물질은 당업자에 있어서 자명하다.Other suitable smetic host materials that can be mixed with the compound of formula (I) are apparent to those skilled in the art.
1종 이상의 본 발명 화합물을 함유하고 키랄 스테틱상을 나타내는 혼합물에는, 개개의 장치에서 필요로 하는 다른 특성, 예를들어 점도, 유전 등방성, 복굴절성, 피치, 탄성 상수, 융점, 명점 등의 특성을 부여하기 위한 1종 이상의 첨가제를 가할 수 있다. 약한 종축 쌍극자 모멘트를 나타내는 첨가제(예, 알킬 및/또는 알콕시 말단 그룹을 함유하는 화합물)가 바람직하다. 바람직하게도 이들 물질은 예를들어 측위 할로겐, CF2또는 CN 치환체를 함유함으로써 측위 쌍극자 모멘트를 나타낸다.The mixture containing at least one compound of the present invention and exhibiting a chiral static phase is characterized by other properties required by the individual devices, such as viscosity, dielectric isotropy, birefringence, pitch, elastic constant, melting point, bright point, and the like. One or more additives for imparting can be added. Preference is given to additives which exhibit a weak longitudinal dipole moment (eg compounds containing alkyl and / or alkoxy end groups). Preferably these materials exhibit positional dipole moments, for example by containing positional halogen, CF 2 or CN substituents.
스메틱, 액정 화학 분야에 있어서, 혼화성에 관한 구조적 요건은 별로 알려져 있지 않으며, 따라서 어떠한 화합물이 스메틱상을 갖는 안정한 혼합물을 형성할 것인지를 예측하는데는 다소 난점이 있다. 그러므로, 몇가지 상대적인 직통실험을 수행하여, 전술된 호스트 또는 첨가제 등의 화합물들의 특정 조합이 안정한 혼합물을 형성하는지를 결정하는 것이 필요할 것이다. 이러한 실험은, 대부분의 경우 1종 이상의 화합물들의 조합을 함께 용해시키고(이들이 실온에서 액체가 아닌 경우) 광학 현미경 등의 공지의 방법을 사용하여 스메틱상의 외관 등을 관찰하는 것일 것이다.In the field of smectic and liquid crystal chemistry, the structural requirements for miscibility are not well known and therefore there are some difficulties in predicting which compounds will form stable mixtures with smectic phases. Therefore, it may be necessary to perform some relative direct experiments to determine if a particular combination of compounds such as the host or additive described above forms a stable mixture. This experiment would in most cases dissolve a combination of one or more compounds together (if they are not liquid at room temperature) and observe the appearance of the smetics using known methods such as an optical microscope.
비교적 새로운 본 분야에서 데이타에 대한 대부분의 연구는 호스트와 도우프제의 양호한 실시 조합의 발견에 집중되어 왔으며, 앞으로의 작업은 첨가제와의 조합물을 개선하는 방향으로 나아가게 될 것이다.Most studies of data in this relatively new field have focused on the discovery of good working combinations of hosts and dope agents, and further work will be directed towards improving the combination with additives.
동일 또는 극히 근사한 분자코어 또는 이의 구조내에서 시클릭 그룹과 결합그룹과의 조합을 갖는 화합물은 혼화성이라는 몇가지 증거가 있는데, 예를들어 화합물 PG 495는 락테이트-에틸 에스테르르 치환된 2-메틸부틸 에스테르 그룹을 갖는 이의 유체와 혼화성이다. 상기 이론이 절대적으로 확정적인 것은 아니라는 것은 표 7 내지 12에서의 PG 495 및 RCE 8과 혼화성이 광범위한 화합물에 의하여 입증된다.There is some evidence that compounds having a combination of cyclic and binding groups in the same or extremely close molecular core or structure thereof, for example, compound PG 495 is a lactate-ethyl ester substituted 2-methyl Miscible with its fluid having a butyl ester group. The fact that this theory is not absolutely conclusive is demonstrated by the broad range of compounds that are miscible with PG 495 and RCE 8 in Tables 7-12.
몇가지 가용한 첨가제의 예가 하기 표 4, 5, 및 6에 수록되어 있기는 하지만, 이는 단지 일반적인 지침에 불과하며 적합성을 조사하기 위하여는 매경우마다 실험을 해야한다.Some examples of available additives are listed in Tables 4, 5, and 6 below, but these are only general guidelines and should be tested in each case to investigate suitability.
본 발명의 화합물과 1종 이상의 스메틱 화합물 또는 전술된 (a) 내지 (e)의 물질을 함유하는 혼합물에 가하여 실온 스메틱 C상을 생성시킬 수 있는 화합물의 예가 하기 표 4에 수록되어 있다.Examples of compounds that can be added to the compounds of the present invention and one or more smectic compounds or mixtures containing the materials of (a) to (e) above to produce room temperature Smematic C phases are listed in Table 4 below.
[표 4]TABLE 4
상기식에서, R 및 R'는 알킬 또는 알콜시이고, RA는 알킬이다.Wherein R and R 'are alkyl or alcoholic, and R A is alkyl.
바람직하게는, R은 C5-12n-알킬 또는 C5-12측쇄 알킬이거나 비대칭 치환된 탄소원자 예를들어 2-메틸부틸을 함유하는 알콕시이다.Preferably, R is C 5-12 n-alkyl or C 5-12 branched alkyl or alkoxy containing asymmetrically substituted carbon atoms such as 2-methylbutyl.
저-융점 및/또는 저-점도 첨가제의 예는 하기 표 5에 도시된 화합물이다.Examples of low-melting and / or low-viscosity additives are the compounds shown in Table 5 below.
[표 5]TABLE 5
상기식에서, R은 각각 독립적으로 알킬 또는 알콕시 예를들어 C1-18n-알킬 또는 n-알콕시이고, RA는 각각 독립적으로 알킬 예를들어 C1-18n-알킬이다.Wherein R is each independently alkyl or alkoxy such as C 1-18 n-alkyl or n-alkoxy, and R A is each independently alkyl such as C 1-18 n-alkyl.
고-명점 첨가제의 예는 하기 표6에 수록된 화합물이다.Examples of high-brightness additives are the compounds listed in Table 6 below.
[표 6]TABLE 6
상기식에서 R은 알킬 또는 알콕시 예를들어 C1-12알킬 또는 알콕시이고, RA는 알킬 예를들어 C1-12또는 이들 화합물의 불소화 유사체이다.Wherein R is alkyl or alkoxy such as C 1-12 alkyl or alkoxy and R A is alkyl such as C 1-12 or a fluorinated analog of these compounds.
본 발명의 혼합물의 예는 하기와 같다 :Examples of mixtures of the present invention are as follows:
(i) 전술된 화합물(a) 내지 (g)중 하나이상으로 이루어진 성분… 25 내지 75몰%(i) a component consisting of at least one of the aforementioned compounds (a) to (g). 25 to 75 mol%
(ii) 상기 표 4에 수록된 화합물 하나이상으로 이루어진 성분… 0 내지 30몰%(ii) a component consisting of one or more of the compounds listed in Table 4 above. 0-30 mol%
(iii) 상기 표 5에 수록된 화합물 하나이상으로 이루어진 성분… 0 내지 30몰%(iii) a component consisting of one or more of the compounds listed in Table 5 above. 0-30 mol%
(iv) 상기 표 6에 수록된 화합물 하나이상으로 이루어진 성분… 0 내지 30몰%(iv) a component consisting of one or more of the compounds listed in Table 6 above; 0-30 mol%
본 발명의 혼합물중에 함유된 1종 이상의 본 발명 화합물과 혼합하여 100%로 만드는 각 화합물의 양은, 키랄 스메틱상에서의 분자 배위의 피치 및 Ps치를 포함하여 혼합물에서 필요로 하는 특성들에 따라 변화한다. 본 발명의 화합물의 호스트에서 증가된 Ps를 유발시키는 경우, 유발된 Ps치는 일반적으로 호스트내에 존재하는 화합물의 양에 의해 증가한다.The amount of each compound to make 100% by mixing with at least one compound of the present invention contained in the mixture of the present invention varies depending on the properties required in the mixture, including the pitch and Ps of the molecular coordination on the chiral smectic. . When causing increased Ps in a host of a compound of the invention, the induced Ps value is generally increased by the amount of compound present in the host.
대신에 또는 추가적으로, 본 발명 화합물중 일부는 호스트로서 작용할 수 있는데, 이 경우에 적당한 도우프제를 첨가할 수 있는 광학적 활성 또는 라세미일 수 있으며(이는 상이한 일반식 (Ⅰ)의 화합물일 수 있다), 표4, 5 및 6에 예시된 것들과 같은 다른 성분들을 혼합물에 첨가할 수 있다.Alternatively or additionally, some of the compounds of the invention may act as hosts, in which case they may be optically active or racemic to which a suitable dope may be added (which may be compounds of different general formula (I)), Other ingredients, such as those illustrated in Tables 4, 5 and 6, can be added to the mixture.
하나이상의 본 발명 화합물로 이루어진 첫번째 성분을, 본 발명의 화합물을 함유할 수도 있고 키랄일 수도 있는 두번째 성분과 혼합하여 혼합물을 제조하는 경우, 이의 각 분자 트위스트 개념 또는 상기 2개의 성분에 의해 유발된 각 분자 트위스트 개념은 동일하거나 상반될 수 있다. 언급된 2개의 개념이 상반되는 경우, 생성 혼합물은 2개의 성분(별개의 키랄 스메틱인 경우)보다 긴 나선형 피치를 나타낸다. 트위스트의 개념은 2개의 키랄 스멕틱성분의 동량 혼합물에 관한 보다 짧은 피치의 성분, 즉 더 강력한 트위스트와 동일하다. 이 원리에 의하여, 혼합물의 피치는 이의 의도된 용도에 적합하도록 조절할 수 있다. 본 방법에 의하여 성분들의 개개의 트위스트 개념이 서로 상쇄된 유효하게 무한한 피치를 갖는 혼합물을 제조할 수 있다.When a mixture is prepared by mixing the first component of one or more compounds of the invention with the second component, which may contain a compound of the invention and may be chiral, each molecular twist concept thereof or each caused by the two components Molecular twist concepts can be the same or opposite. If the two concepts mentioned are contradictory, the resulting mixture exhibits a spiral pitch longer than the two components (if separate chiral smectic). The concept of twist is equivalent to a shorter pitch component, ie a more powerful twist, for the same mixture of two chiral smectic components. By this principle, the pitch of the mixture can be adjusted to suit its intended use. The method allows producing a mixture with an effectively infinite pitch in which the individual twist concepts of the components cancel each other out.
어떠한 혼합물에 있어서, 분극의 개념(제 1 도 참조), 즉(+) 또는 (-)는 동일하거나 상반될 수 있다.In some mixtures, the concept of polarization (see also FIG. 1), i.e. (+) or (-), may be the same or opposite.
그러므로, 성분들의 트위스트 개념이 상반되고 서로 상쇄되면서도 분극이 (+)인 혼합물을 제조할 수 있다.Therefore, it is possible to produce a mixture with a positive polarization while having a twisted concept of the components and offsetting each other.
S*강유전성 액정상을 나타내고, 도우프제로서 또는 호스트로서 또는 양자 모두로서 하나이상의 본 발명 화합물을 함유하고 동시에 전술된 하나이상의 다른 화합물도 함유하는 액정 혼합물은 본 발명의 다른 면을 구성한다.Liquid crystal mixtures that exhibit an S * ferroelectric liquid crystal phase and contain one or more compounds of the invention as a dope or host or both, and at the same time also contain one or more other compounds described above, constitute another aspect of the invention.
본 발명의 화합물을 함유하는 액정 강유전성 물질은 공지의 액정 전기광학장치 예를들어 S*메소상의 특성을 이용하는 가공, 저장 및 표시장치에 사용될 수 있다.Liquid crystal ferroelectric materials containing the compounds of the present invention can be used in known liquid crystal electro-optical devices such as processing, storage and display devices utilizing the properties of the S * mesophase.
이와 같은 장치의 예는 전술된 참조문헌 1과 하기 참조문헌에 기술된 "Clark Lagerwall Device"이다[참조문헌 3 : "Recent Developments in Condensed Matter Physics", 4, p 309, (1981)]. 상기 장치의 특징과 제조방법은 공지되어 있다. 실제분야에 있어서, 이러한 장치는 일반적으로 2개의 기판(이들중 적어도 하나는 광학적으로 투명하다), 기판 내부 표면상의 전극, 및 기판사이에 샌드위치된 액정물질의 층으로 이루어진다.An example of such a device is the "Clark Lagerwall Device" described in Reference 1 above and in the following reference (Ref. 3: "Recent Developments in Condensed Matter Physics", 4, p 309, (1981)). Features and methods of manufacturing such devices are known. In practice, such devices generally consist of two substrates (at least one of which is optically transparent), an electrode on the substrate inner surface, and a layer of liquid crystal material sandwiched between the substrates.
이러한 장치가 일반식(Ⅰ)의 화합물을 함유했을 경우, 이것도 본 발명의 범위내에 포함된다.When such a device contains the compound of general formula (I), this also falls within the scope of the present invention.
Clark Lagerwall 장치는 S*배위의 나선형 피치 미만 또는 이에 필적하는 두께의 기판들 사이에 액정물질의 층을 사용하며, 이는 헬릭스(helix)라 표면 상호작용에 의하여 감기지 않도록 해준다. 감기지 않은 상태에서, 액정물질은 2가지 표면 안정화 상태인데, 이 상태는 서로 2배의 경사각만큼의 지시기 배향(즉 분자 경사 방향)을 가지며 또한 기판에 수직 그러나 반대 방향의 영구 쌍극자 배향을 갖는다.The Clark Lagerwall device uses a layer of liquid crystal material between substrates of thickness less than or comparable to the helical pitch of the S * configuration, which prevents winding by surface interactions called helix. In the unwinded state, the liquid crystal material has two surface stabilization states, which have an indicator orientation (i.e., a molecular tilt direction) of twice the angle of inclination with each other and also a permanent dipole orientation perpendicular to the substrate but in the opposite direction.
두꺼운 액정물질 층을 갖는 Clark Lagerwall 장치에 셀(cell)을 제공하는 다른 방법은 응용 전기 분야를 사용하여 액정물질의 유전 이방성과 상호작용을 통한 균질화 일치를 유발시키는 것이다. 이 효과는 측위 할로겐 또는 시아노 치환체를 갖는 화합물의 함유에 의하여 제공될 수 있는 음 유전 이방성을 갖는 키랄 스메틱 물질을 필요로 한다.Another method of providing a cell in a Clark Lagerwall device with a thick layer of liquid crystal material is to use homogeneous electrical applications to induce homogenization agreement through the interaction and dielectric anisotropy of the liquid crystal material. This effect requires a chiral smectic material with negative dielectric anisotropy, which can be provided by the inclusion of compounds with positioning halogen or cyano substituents.
일반적으로, 키랄 스메틱 C 물질(Sc*)은 이의 대부분이 유체이기 때문에 이러한 표시기에 사용되는 것이지만, 이론적으로 보다 나은 키랄 스메틱을 사용할 수도 있다. 다색성 염료를 액정물질에 가하여 전기광학 효과를 증진시킬 수 있다.In general, chiral smear C materials (Sc * ) are used in these indicators because most of them are fluids, but theoretically better chiral smectes may be used. A polychromatic dye may be added to the liquid crystal material to enhance the electrooptic effect.
일반식(Ⅰ) 화합물을 함유하는 이러한 장치는 참조문헌 3에 나타난 바와 같이 수백만분의 1초의 높은 전환 속도의 가능성과 쌍안정성 저장 용량을 제공하며, 따라서 표시기, 광학 가공장치 및 광학 저장 장치에의 중요한 용도를 가질 수 있다. 특히, 이는 가시 표시기 유니트, 휴대용 컴퓨터 등에 사용하기에 적합한 대형 스크린 예를들어 30cm×20cm의 형태로 전기 광학장치를 제조하는 것이 가능하도록 해준다.Such devices containing compounds of general formula (I) offer the potential for high conversion rates of millions of seconds and bistable storage capacity, as shown in Ref. 3, and thus, for indicators, optical processors and optical storage devices. It can have important uses. In particular, this makes it possible to manufacture electro-optical devices in the form of large screens, eg 30 cm × 20 cm, suitable for use in visible indicator units, portable computers and the like.
본 발명을 체현하는 화합물의 제법 및 특성예는 이후 본 명세서에서 설명될 것이다. 후술되는 실시예에서 사용된 약어 및 기호는 하기와 같은 의미를 갖는다 :Examples of the preparation and properties of the compounds embodying the present invention will be described herein later. Abbreviations and symbols used in the following examples have the following meanings:
h=시간 ;h = hour;
g=그램 ;g = gram;
mp=융점 ;mp = melting point;
bp=비점 ;bp = boiling point;
hplc=고압 액체 크로마토그래픽 ;hplc = high pressure liquid chromatography;
C-SA,B,C…=결정성 고체 대 스메틱 A, B, C… 액정 전이온도 ℃ ;CS A , B , C ... = Crystalline solids vs. Smetics A, B, C... Liquid crystal transition temperature ℃;
=나트륨-D 라인을 사용하는 24℃에서의 광 회전각 ; = Optical rotation angle at 24 ° C. using sodium-D line;
Hosts : RCE8은 라세미 Hosts: RCE8 Racemic
RPG 495는 라세미 RPG 495 is a race
Ps(nC cm-2)=자발분극Ps (nC cm -2 ) = spontaneous polarization
μeff(D)=Ps에 기여하는 유효 쌍극자 모멘트의 진폭, μeff=(Ps MW)/(NA ρ)를 사용평가 ;use the amplitude of the effective dipole moment, μeff = (Ps MW) / (NA ρ), which contributes to μeff (D) = Ps;
MW=분자량MW = molecular weight
NA=아보가드로 수NA = Avogadro's number
ρ=밀도(1000kgm-3)ρ = density (1000kgm -3 )
Ps 및 μeff는 약 10몰% 농도를 갖는 혼합물로부터 100몰% 농도로 외삽된다.Ps and μeff are extrapolated to a 100 mol% concentration from a mixture having a concentration of about 10 mol%.
Ps, μeff, 경사각, 및 분극의 개념에 대한 모든 데이타는 별도로 표시하지 않는 한 SA-SC *전이온도보다 10℃ 더 낮은 온도에서 제공된다.All data on the concept of Ps, μeff, tilt angle, and polarization are provided at temperatures 10 ° C. lower than the S A -S C * transition temperature unless otherwise indicated.
분극의 도우프제 개념은 제 1 도로 한정된다.The dope agent concept of polarization is limited to the first degree.
반응경로(b)를 사용하는 하기 일반식 화합물의 제법Preparation of the following general formula compound using reaction route (b)
단계 1a : (S)-프로필 락테이트의 제법Step 1a: Preparation of (S) -propyl Lactate
Amberlite IR-120(H)(20.0g)의 나트륨-무수 벤젠(300㎤)중 교반 현탁액에 (S)-(+)-락트산(53.0g, 0.59몰) 및 프로판올(75.0g, 1.25몰)을 가했다. 이어서, 교반 반응 혼합물을 환류하에 5시간동안 가열하면서 물은 딘 스타크장치(Dean and Stark apparatus)내에 수집했다. 냉각된 다음, 수지를 여과하고 그 분획(25㎤)의 벤젠으로 세척했다. 이어서, 벤젠 여액을 탄산 칼륨(5.0g)과 함께 진탕하고, 여과한 다음, 소량의 벤젠으로 세척했다.(S)-(+)-lactic acid (53.0 g, 0.59 mol) and propanol (75.0 g, 1.25 mol) were added to a stirred suspension in sodium-lite benzene (300 cm 3) of Amberlite IR-120 (H) (20.0 g). Added. The water was then collected in a Dean and Stark apparatus while heating the stirred reaction mixture at reflux for 5 hours. After cooling, the resin was filtered off and washed with that fraction (25 cm 3) of benzene. The benzene filtrate was then shaken with potassium carbonate (5.0 g), filtered and washed with a small amount of benzene.
감압(수-펌프)하에 증류하여 31.5g(44%)의 (S)-프로필 락테이트를 무색 액체로서 수득했다(bp=69°내지 73℃), nmr 분석한 결과, (S)-프로필 락테이트는 여전히 프로판올로 오염되어 있었다. 이것을 톨루엔을 사용하는 공기증류에 의하여 제거했다.Distillation under reduced pressure (water-pump) gave 31.5 g (44%) of (S) -propyl lactate as a colorless liquid (bp = 69 ° to 73 ° C.), nmr analysis showed (S) -propyl lock. Tate was still contaminated with propanol. This was removed by air distillation using toluene.
이어서, 생성물을 감압(수-펌프)하에 다시 증류하여 23.0g(32%)의 (S)-프로필 락테이트를 무색 액체로서 수득했다(bp=69°내지 71℃). 생성물에는 프로판올이 함유되어 있지 않았다.The product was then distilled off again under reduced pressure (water-pump) to give 23.0 g (32%) of (S) -propyl lactate as a colorless liquid (bp = 69 ° to 71 ° C.). The product did not contain propanol.
단계 1b : (S)-프로필 2-(4'-옥틸옥시비페닐-4-카보닐옥시)프로파노에이트의 제법Step 1b: Preparation of (S) -propyl 2- (4'-octyloxybiphenyl-4-carbonyloxy) propanoate
4'-n-옥틸옥시비페닐-4-카복실산(5.9g, 0.0153몰)을 과량의 새로 증류된 염화 티오닐(30㎤)과 함께 3시간동안 환류조건하에 완화하게 가열했다. 미반응 염화티오닐을 감압하에 증류제거하고, 조질 산 염화물을 무수 디클로로메탄(10㎤)중에 용해시켰다. 이어서, 산 염화물의 용액을 (S)-프로필락테이트(2.25g-단계 1a에서 제조) 및 무수 트리에틸아민(2㎤)의 무수 디클로로메탄(10㎤)중 교반 용액에 적가했다. 이어서, 반응 혼합물을 실온에서 16시간동안 교반했다.4'-n-octyloxybiphenyl-4-carboxylic acid (5.9 g, 0.0153 mole) was heated mildly under reflux for 3 hours with excess freshly distilled thionyl chloride (30 cm 3). Unreacted thionyl chloride was distilled off under reduced pressure, and the crude acid chloride was dissolved in anhydrous dichloromethane (10 cm 3). A solution of the acid chloride was then added dropwise to a stirred solution of (S) -propyllactate (prepared in 2.25 g-step 1a) and anhydrous dichloromethane (10 cm 3) of anhydrous triethylamine (2 cm 3). The reaction mixture was then stirred at rt for 16 h.
냉각 반응 혼합물을 무수 디클로로메탄(20㎤)으로 희석시키고, 묽은 염산 및 물로 세척한 다음, 최종적으로 황산 마그네슘상에 건조시킨다.The cold reaction mixture is diluted with anhydrous dichloromethane (20 cm 3), washed with dilute hydrochloric acid and water and finally dried over magnesium sulfate.
조질 에스테르는 용출제로서 클로로포름을 사용하는 실리카겔상 컬럼 크로마토그래피에 의하여 정제했다. 에탄올로 수회 재결정화하여 2.5g(37%)의 (S)-프로필 2-(4'-옥틸옥시비페놀-4-카보닐옥시)프로피오네이트를 결정성 고체로서 수득했다(mp=58℃).The crude ester was purified by column chromatography on silica gel using chloroform as eluent. Recrystallization several times with ethanol yielded 2.5 g (37%) of (S) -propyl 2- (4'-octyloxybiphenol-4-carbonyloxy) propionate as a crystalline solid (mp = 58 ° C). ).
생성물의 순도를 hplc(반대상 : 다양한 수/메탄올 혼합물)에 의해 검사했다. 생성물의 화학 구조를 하기 방법들의 조합방법에 의해 확인했다 ;The purity of the product was examined by hplc (anti-subject: various water / methanol mixtures). The chemical structure of the product was confirmed by the combination of the following methods;
1.1Hnmr 분광법(Jeol J NM-PM×60 모델 분광기를 사용) 1.1 Hnmr spectroscopy (using Jeol J NM-PM × 60 model spectrometer)
2. 적외선 분광법(Perkin-Elmer 4571 모델 분광측광기 사용)2. Infrared spectroscopy (using Perkin-Elmer 4571 model spectrophotometer)
3. 질량 분광측정법(AEI MS 902 모델 질량 분광측정기 사용)3. Mass spectrometry (using AEI MS 902 model mass spectrometer)
생성물의 광학적 순도는 화학 이동 시약을 사용하는 nmr 분광법에 의하여 측정했다.Optical purity of the product was determined by nmr spectroscopy using chemical transfer reagents.
[실시예 2]Example 2
(S)-에틸 2-(4'-옥틸옥시비페닐-4-카보닐옥시)프로파노에이트를 실시예 1과 유사한 절차에 의하여 제조했다. 생성물은 실시예 1에서와 마찬가지로 이의 조성 및 순도에 관하여 측정했다(C-SA=39℃, SA-I=42.0℃).(S) -ethyl 2- (4'-octyloxybiphenyl-4-carbonyloxy) propanoate was prepared by a similar procedure as in Example 1. The product was measured in terms of its composition and purity as in Example 1 (CS A = 39 ° C, S A -I = 42.0 ° C).
실시예 2에서 사용된 (S)-에틸 락테이트는 Aldrich chemical Co. Ltd.(영국 Dorset, Gilingham)에서 시판하는 것이다.(S) -Ethyl lactate used in Example 2 was prepared from Aldrich chemical Co. Ltd. (Dorset, Gilingham, UK).
[실시예 3]Example 3
(S)-메틸 2-(4'-옥틸옥시비페닐-4-카보닐옥시)프로파노에이트를 실시예 1과 유사한 절차에 의하여 제조했다. 생성물의 조성 및 순도를 실시예 1에서와 동일하게 측정했다. 생성물은 C-I=57℃ 및 SA-I=49.2℃(monotropic)을 나타냈다.(S) -Methyl 2- (4'-octyloxybiphenyl-4-carbonyloxy) propanoate was prepared by a procedure similar to Example 1. The composition and purity of the product were measured in the same manner as in Example 1. The product showed CI = 57 ° C. and S A -I = 49.2 ° C. (monotropic).
실시예 3에서 사용된 (S)-메틸 락테이트는 Aldrich Chemical Co. Ltd. 에서 시판하는 것이었다.(S) -methyl lactate used in Example 3 was prepared from Aldrich Chemical Co. Ltd. It was marketed by.
[실시예 4]Example 4
(S)-n-부틸 2-(4'-옥틸옥시비페닐-4-카보닐옥시)프로파노에이트를 실시예 1과 유사한 절차에 의하여 제조했다. 생성물은 이의 조성 및 순도에 관하여 실시예 1과 동일한 방법으로 측정했다(mp=51℃).(S) -n-butyl 2- (4'-octyloxybiphenyl-4-carbonyloxy) propanoate was prepared by a procedure similar to Example 1. The product was measured in the same manner as in Example 1 regarding its composition and purity (mp = 51 ° C.).
실시예 4에서 사용된 (S)-n-부틸 락테이트를 단계 1a에서와 유사한 방법으로 제조했다. 본 화합물은 86 내지 89℃의 융점(수-펌프)을 갖는다는 것을 확인했다.(S) -n-butyl lactate used in Example 4 was prepared in a similar manner as in step 1a. It was confirmed that this compound has a melting point (water pump) of 86 to 89 ° C.
[실시예 5]Example 5
다음 구조식 화합물의 제조Preparation of Structural Compounds
4-n-옥틸옥시비페닐일-4'-카보실산(10mmol)을 무수 벤젠중에서, 옥살릴 클로라이드(29mmol) 및 디메틸 포름아미드(촉매적량)와 함께 2 내지 3시간 교반한다. 그후 용매와 미반응 옥살릴 클로라이드를 진공 증발시켜 제거한다.4-n-octyloxybiphenylyl-4'-carbolic acid (10 mmol) is stirred in anhydrous benzene with oxalyl chloride (29 mmol) and dimethyl formamide (catalytic amount) for 2-3 hours. The solvent and unreacted oxalyl chloride are then removed by vacuum evaporation.
결과 4-n-옥틸옥시비페닐-4'-카보닐 클로라이드를 무수 디클로메탄(30ml)중에 용해하고, 심하게 교반된 포화나트륨 수소카보네이트 수용액(100ml)중의 1-알라닌(10mmol) 용액에 20분간 적가한다. 교반을 추가로 30분 계속한 후, 용액을 산성화하여, 유기물질을 디클로로메탄(3×50ml)으로 추출한다.Results 4-n-octyloxybiphenyl-4'-carbonyl chloride was dissolved in anhydrous dichloromethane (30 ml) and dissolved in 1-alanine (10 mmol) solution in severely stirred saturated sodium hydrogencarbonate aqueous solution (100 ml) for 20 minutes. Add it down. After stirring is continued for another 30 minutes, the solution is acidified and the organics are extracted with dichloromethane (3 x 50 ml).
합한 추출액을 건조 및 증발하여 수득한 조 아민을, 에틸 아세테이트 : 석유분획(비점 60° 내지 80℃) 3 : 1을 용출액으로 사용, 실리카겔 상에서 플래시 크로마토그래피로서 정제하여 융점 215℃의 다음 구조식의 화합물을 60 내지 70% 수율로 수득한다.The crude amine obtained by drying and evaporating the combined extracts was purified by flash chromatography on silica gel using ethyl acetate: petroleum fraction (boiling point 60 ° to 80 ° C.) 3: 1 as eluent, and the compound of formula Obtained in 60-70% yield.
N-(4'-n-옥틸옥시비페닐-4-오일)-L-알라딘(10mmol), N,N'-디사이클로핵실카보디이미드(11mmol), 4-n-부톡시페놀(11mmol), 4-피롤리디노피리딘(1mmol) 및 디클로로메탄(50ml)을 실온에서 반응이 끝날 때까지(tlc)교반한다. 침전된 N, N'-디사이클로헥실우레아를 여과하고, 여과액을 물(3×50ml), 5% 아세트산 수용액(3×50ml), 다시 물(3×50ml)로서 계속하여 세척한다.N- (4'-n-octyloxybiphenyl-4-oyl) -L-aladdin (10 mmol), N, N'-dicyclonucleosilcarbodiimide (11 mmol), 4-n-butoxyphenol (11 mmol) , 4-pyrrolidinopyridine (1 mmol) and dichloromethane (50 ml) are stirred at room temperature until the end of the reaction (tlc). Precipitated N, N'-dicyclohexylurea is filtered and the filtrate is washed continuously with water (3 x 50 ml), 5% acetic acid aqueous solution (3 x 50 ml) and again with water (3 x 50 ml).
유기층을 건조 및 증발시켜 수득한 조 에스테르를, 에틸 아세테이트 : 석유분획(비점 60 내지 80℃) 3 : 1을 용출액으로 사용, 실리카겔 상에서 플래시 크로마토그래피로서 정제한다[참조 A Hassner and V Aleanian Tetrahedron Letters 1978, 4475].The crude ester obtained by drying and evaporating the organic layer is purified by flash chromatography on silica gel using ethyl acetate: petroleum fraction (boiling point 60-80 ° C.) 3: 1 as eluent (see A Hassner and V Aleanian Tetrahedron Letters 1978). , 4475].
융점 184 내지 185℃의 다음 구조식 화합물을 86% 수율로 수득한다.The following structural compound is obtained in 86% yield at a melting point of 184 to 185 ° C.
유사한 공정으로 다음 구조식의 2개의 화합물을 제조한다.Similar processes produce two compounds of the structure
이들의 PS값을, 다음 구조식 화합물의 각 라세미체의 10% 용액중 값으로부터 보외법으로 측정한다.These P S values are determined by extrapolation from the value in 10% solution of each racemate of the following structural compound.
보외법으로 측정된 PS값은 각각 141 및 138였다.The P S values measured by extrapolation were 141 and 138, respectively.
[실시예 6]Example 6
(-) 메틸 4-n-데실옥시비페닐-4'-카복실레이트의 제조Preparation of (-) Methyl 4-n-decyloxybiphenyl-4'-carboxylate
4-시아노-4'-n-데실옥시비페닐(BDH, Poole, Dorset)을 가수분해시켜 제조한 4-n-데실옥시비페닐-4'-카복실산(2g ; 0.0056m)을 환류하에서 3시간동안 티오닐 클로라이드(30ml)와 함께 가열한다. 티오닐 클로라이드를 회전증발기상에서 제거한 다음 ; 잔류의 티오닐 클로라이드를 무수 벤젠을 사용하여 공기 증류시켜 증발 제거한다.4-n-decyloxybiphenyl-4'-carboxylic acid (2 g; 0.0056 m) prepared by hydrolysis of 4-cyano-4'-n-decyloxybiphenyl (BDH, Poole, Dorset) was added to 3 Heat with thionyl chloride (30 ml) for time. Thionyl chloride was removed on a rotary evaporator; The remaining thionyl chloride is evaporated off by air distillation using anhydrous benzene.
산 클로라이드를 무수 피리던(30ml)에 용해시키고 빙욕에서 냉각시킨다. (-) 맨톨(0.94g ; 0.006m) [[D]16 D=-44°]을 최소 용적의 무수 피리딘에 용해시키고 15분에 걸쳐 산 클로라이드 용액에 가한다. 시약을 빙욕에서 1시간동안, 그 다음 실온에서 밤새, 및 최종적으로 60℃에서 2시간동안 교반한다. 냉각시킨후, 혼합물의 회 염산(100ml)에 붓고, 생성물을 디클로로메탄(100ml)으로 추출한다. 디클로로메탄층을 회염산 용액(100ml)으로 5회, 다음 물(100ml)로 및 최종적으로 회 중탄산나트륨 용액(100ml)으로 세척한다. 디클로로메탄 용액을 황산 마그네슘으로 건조시킨 후, 이것을 회전 증발시켜 저융점의 고체만 남게 한다. 이것을 용출제로 디클로로메탄 1부 석유 에테르 2부(비점 40 내지 60℃)를 사용하여 실리카겔(70 내지 130메쉬)상에서 컬럼 크로마토그라피로 정제한다. 분리시킨 고체를 I.M.S. 로부터 박층 크로마토그라피에 의해 일정한 융점 및 단일 반점 순도로 결정화시킨다. 최종 제품의 융점은 26℃이고, 이것이 진정 에스테르라는 획신은 C=0 신축 진동수에 상응하는 1710cm-1에서의 적외선 흡수 피크의 존재에 의해 제공된다.Acid chloride is dissolved in anhydrous pyridone (30 ml) and cooled in an ice bath. (-) Menthol (0.94 g; 0.006 m) [[D] 16 D = -44 °] is dissolved in a minimum volume of anhydrous pyridine and added to the acid chloride solution over 15 minutes. The reagents are stirred in an ice bath for 1 hour, then at room temperature overnight, and finally at 60 ° C. for 2 hours. After cooling, the mixture is poured into brine hydrochloric acid (100 ml) and the product is extracted with dichloromethane (100 ml). The dichloromethane layer is washed five times with a dichloric acid solution (100 ml), then with water (100 ml) and finally with a sodium bicarbonate solution (100 ml). The dichloromethane solution is dried over magnesium sulfate and then rotary evaporated to leave only low melting solids. This is purified by column chromatography on silica gel (70 to 130 mesh) using 1 part dichloromethane 1 part petroleum ether (boiling point 40 to 60 ° C.) as eluent. The separated solid is crystallized from IMS by thin layer chromatography to a constant melting point and single spot purity. The melting point of the final product is 26 ° C., and the stroke that it is a true ester is provided by the presence of an infrared absorption peak at 1710 cm −1 corresponding to the C = 0 stretching frequency.
[실시예 7]Example 7
4-n-옥틸옥시비페닐-4'-카복실산 및 (-) 맨톨을 사용하여 상기 제조방법을 반복 수행한다. 생성물의 융점은 57 내지 58℃이다. 52 및 71.6nCm-2의 물질에 대한 라세미체 CE 8 외삽치 PS에서 이 생성물의 3 내지 14중량%의 용액을 측정함으로써 각각 SA-SC *전이 이하의 5 및 10℃의 온도에 대해 계산한다(이것을 실시예 1의 데실옥시 유사물에 대해 상기 인용한 상응하는 53 및 78nCm-2의 외삽치 PS와 비교한다).The above method is repeated using 4-n-octyloxybiphenyl-4'-carboxylic acid and (-) menthol. The melting point of the product is 57 to 58 ° C. By measuring 3-14 weight percent solution of this product in racemic CE 8 extrapolation P S for the material of 52 and 71.6 nCm -2 to temperatures of 5 and 10 ° C. below the S A -S C * transition, respectively (Compare this with the extrapolation P S of the corresponding 53 and 78 nCm −2 cited above for the decyloxy analog of Example 1).
이제 첨부한 도면을 참조하여 액정 층에 대해 단단히 밀봉한 씌우개를 2개의 유리 시이트 11 및 12와 주변 밀봉 13과 함께 안전하게 형성시킨다. 2개의 시이트의 표면에 접하는 내부는 인듐 산화 주석의 투명한 전극층 14 및 15를 가지며, 이들 전극층 각각은 주변 밀봉에 의해 한정된 진열 면적내에서 분자 정렬목적을 위해 제공된 중합체 층(예 : 폴리이미드)(16, 17)으로 덮는다. 2개의 폴리이미드층을 한 방향으로 문질러 넣었으므로 액정이 그들과 접촉하는 경우 그들은 문지름 방향에서 액체 결정 분자의 평면 정렬을 촉진시킬 것이다. 세포를 서로 평행하게 정렬된 문지름 방향으로 모은다. 생성된 씌우개 내에 함유되어 있는 액정 층의 두께는 주변 밀봉의 두께로 측정하고, 이것의 정확성의 조절은 주변 밀봉 물질을 통해 분배된 균일직경의 유리섬유(보이지는 않음)의 짧은 길이를 광 산란시킴에 의해 제공할 수 있다.Referring now to the accompanying drawings, a tightly sealed cover against the liquid crystal layer is formed safely with two glass sheets 11 and 12 and a
밀봉후 주변을 둘러싼 지역의 한쪽 모서리에 있는 유리시트의 하나를 통해 진공을 개구부(도시되지 않음)에 가하여 대각선으로 반대쪽 모서리에 위치한 다른 개구부(도시되지 않음)를 통하여 액정 매질이 셀에 들어가게 함으로써 셀을 충전시키는 것이 편리하다(충진 공정후에 두개구부를 밀봉시킨다). 충진공정은 적절히 낮은 값으로 점성을 감소시키기 위하여 등방성 상으로 가열된 충진 물질을 사용하여 수행한다. 셀의 염기 구조는 물론 평행한 마찰 방향외에는 통상적인 꼬인 네마틱의 염기 구조와 유사하다.After sealing, a vacuum is applied to an opening (not shown) through one of the glass sheets at one corner of the surrounding area so that the liquid crystal medium enters the cell through another opening diagonally opposite the corner (not shown). It is convenient to charge (seal the cranial opening after the filling process). The filling process is carried out using a filling material heated to an isotropic phase to reduce the viscosity to an appropriately low value. The base structure of the cell is, of course, similar to the base structure of a conventional twisted nematic except for the parallel friction direction.
대표적으로 밀봉부 주위(13) 및 따라서 액정 층(18)의 두께는 약 10마이크론이지만, 예를들면 공정의 이중안정성(bistabillity)이 필요한지의 여부 및 층을 SC *상으로 조작하느냐 또는 더욱 정돈된 상(예 : S1 *또는 SF *)으로 조작하느냐에 따르서 특정 용도에 적합시키기 위하여 더 두껍거나 얇은 층이 필요할 수 있다.Typically the thickness of the perimeter of the
액정 층진물은 전술한 바와같은 2-성분 강유전성(ferroelectric) 혼합물이다. 제 1 성분은 예를들면 실시예에서 구체적으로 서술한 물질중의 하나이거나 이러한 물질들의 혼합물일 수 있다. 상기의 설명에서, 특정의 2-성분 혼합물은 제 2(호스트)성분으로서 라세미 CE8을 사용한다. CE8은 제 1 성분 물질의 특성을 구체적으로 나타내는 데에 적합한 물질이지만, 경사(filted) 스메틱성 상의 온도 범위가 비교적 좁고 또한 이러한 온도범위는 중요하게는 실온이상이기 때문에 CE8은 실질적인 표시장치로는 특히 매우 적합하지는 않다. 따라서, 비실험용 장치의 제 2 성분으로는 일반적으로, 유일한 제 2 성분의 요소로 CE8을 사용하지 않고 하기와 같은 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.The liquid crystal layer is a two-component ferroelectric mixture as described above. The first component may be, for example, one of the materials specifically described in the examples or a mixture of such materials. In the above description, certain two-component mixtures use racemic CE8 as the second (host) component. Although CE8 is a suitable material to specifically characterize the properties of the first component material, CE8 is a practical display device because the temperature range of the filtered smearable phase is relatively narrow and this temperature range is importantly above room temperature. In particular, it is not very suitable. Therefore, as the second component of the non-experimental apparatus, it is generally preferable to use a mixture as follows without using CE8 as the only second component.
이러한 셀은 예를들면 표시장치, 광학 스위치 장치 및 광학 정보 처리 장치에 사용할 수 있다.Such cells can be used, for example, in displays, optical switch devices and optical information processing devices.
사용시, 일반적으로 셀을 마찰 방향에 평해한 축을 갖는 한 편광기(19)와 마찰 방향에 수직인 축을 갖는 다른 편광기 사이에 설치하여 조명을 어둡게하여 관찰하면 셀은 투명한 즉 밝은 상태 및 불투명한, 즉 어두운 상태를 가질 것이다.In use, the cell is generally installed between one polarizer 19 having an axis that is flat in the friction direction and another polarizer having an axis perpendicular to the friction direction to dim the light so that the cell is transparent, ie bright and opaque, i.e. dark Will have status.
본 발명은 하기 표 2에 여러가지 화합물와 nCm-2값중 PS와의 비교에 의해 예시되고 있다. 락테이트, 아미노산 및 테트페노이드 유도체는 여기에 해당하는 아프리카의 계류중인 특허원에 기술된 방법을 사용하여 제조한다.The present invention is illustrated in Table 2 below by comparison of various compounds with P S in the nCm- 2 values. Lactates, amino acids and teptenoid derivatives are prepared using the methods described in the corresponding pending African patent applications.
인용된 PS값은 외삽된 PS이며, 즉 입자(라세믹 CE 8)의 스메틱 C상중의 PS값은 공지의 농도, 정상적으로는 10물% 용액에서 SC *-SA 전이 10% 이하 온도(만약 정해지지 않았다면)로 공지의 방법을 사용하여 측정하고, 그 값을 화합물의 100%에 외삽한다.Cited PSValue is extrapolated PSIe P in the Smematic C phase of the particles (racemic CE 8)SThe value is S in known concentrations, normally in a 10% water solution.C *-SA The transition is measured at a temperature of 10% or less (if not determined) using known methods and the value is extrapolated to 100% of the compound.
[표 2]TABLE 2
A와 B를 비교하면 둘다 동일한 분자 코어 및 동일한 키랄 단위, 2메틸 부틸을 소유한다. 그러나 A에서 키랄 단위는 분자 코어로부터 더 멀리 이동해 있고, 따라서 코어에 대해 회전하기가 좀더 자유롭다. A의 PS값은 B의 것 이하인 마그니투드의 차수 이상이면, 회전의 자유를 증가시키는데 기여한다.Comparing A and B both possess the same molecular core and the same chiral unit, 2methyl butyl. However, in A, the chiral unit is moving farther away from the molecular core, so it is more free to rotate about the core. The P S value of A contributes to increasing the freedom of rotation if it is above the order of Magnitude which is less than or equal to that of B.
Z-메틸 부틸 그룹이 C에서와 같이 에스테르의 카보닐 그룹에 거의 근접해서 그것을 부착함으로써 회전으로부터 더 제한받는 경우, 3-4의 더 높은 PS를 수득한다. 분자 코어의 특성이 비교적 작은 효과를 갖는 것은 J와 비교해서 설명되는데, 여기에서는 매우 상이한 코어가 존재하나 PS의 동일한 차수가 수득된다.If the Z-methyl butyl group is more restricted from rotation by attaching it in close proximity to the carbonyl group of the ester as in C, a higher P S of 3-4 is obtained. It is explained in comparison with J that the properties of the molecular core have a relatively small effect, where very different cores exist but the same order of P S is obtained.
C, D 및 E를 동일한 분자 코어와 비교해 보면 벌키(bulky) 및 극성 클로로-치환체를 갖는, 비교적 장애받지 않는 C의 Z-메틸 부틸로부터 Z-클로로프로필을 통해 락테이트 그룹까지, 분자 코어에 대한 회전에 대해 상당히 위치적으로 장애받는 위치적 장애의 진전이 있다. PS에는 상응하는 증가가 있다.Comparing C, D and E with the same molecular core, from the relatively unobstructed C-methyl butyl of C with bulky and polar chloro-substituents to the lactate group via Z-chloropropyl, There is a progression of positional disorder that is considerably positionally impaired with respect to rotation. P S has a corresponding increase.
F 및 G는 아미노산 α-알라닌으로부터 유도된 벌키 키랄 중심을 갖고 있다. 그들의 PS값은 동일한 또는 사실상 동일한 분자 코어를 갖는 화합물과 비교해서 매우 높다. F는 락테이트-코어 에스테르 결합의 산소가 N-H로 대치되어 락테이트 E에 유사하다. 아마도 이는 카보닐과 N단독 쌍사이에 약간의 π상호작용에 의한 것이나 그밖의 원인도 배제할 수 없다.F and G have a bulky chiral center derived from the amino acids α-alanine. Their P S values are very high compared to compounds having the same or substantially the same molecular core. F is analogous to lactate E in that the oxygen of the lactate-core ester bond is replaced with NH. Perhaps this is due to some π interaction between the carbonyl and N-only pairs, but other causes cannot be ruled out.
H 및 I는 각각 (-) 멘톨 및 d (-) 보르네올로부터 유도된 키랄 단위를 갖는다. H중 키랄 메틸 단위의 회전은 환으로부터 돌출하는 벌키이소프로필 그룹에 의해 장애받고, I에서 보다 작게 돌출하는 메틸은 키랄환 시스템의 회전에 장애를 준다. 장애받지 않는 유사체 C 및 D보다 상당히 높은 PS값이 발견된다.H and I have chiral units derived from (-) menthol and d (-) bornol, respectively. The rotation of chiral methyl units in H is impeded by bulkyisopropyl groups protruding from the ring, and methyl protruding smaller in I impedes the rotation of the chiral ring system. Significantly higher P S values are found than undisturbed analogs C and D.
J 및 K는 유사한 분자 코어를 가지나, J에서 키랄 Z-메틸부틸 그룹은 코어로부터 거리가 있고, 회전하기가 자유롭다. K에서 벌키(-)메틸 그룹이 사용되어 분자 코어에 에스테르 결합으로 부착되어 있으며, PS에 상당한 증가가 있다.J and K have similar molecular cores, but the chiral Z-methylbutyl groups in J are distanced from the core and are free to rotate. Bulky (-) methyl groups at K are used to attach as ester bonds to the molecular core, with a significant increase in P S.
이들 결과는 일반적으로 위치적으로 장애받는 키랄 중심 사용의 잇점, 및 특히 자연적으로 발생하는 키랄분자 유도체 사용의 잇점을 명백히 시사하고 있다.These results clearly suggest the benefits of the use of positionally impaired chiral centers, and in particular of the use of naturally occurring chiral molecule derivatives.
Claims (14)
Applications Claiming Priority (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB848428653A GB8428653D0 (en) | 1984-11-13 | 1984-11-13 | Diesters |
GB8428653 | 1984-11-13 | ||
GB8500765 | 1985-01-11 | ||
GB08500765A GB2166754A (en) | 1984-11-13 | 1985-01-11 | Ferroelectric smectic liquid crystal mixture |
GB8501999 | 1985-01-26 | ||
GB08501999A GB2170214A (en) | 1985-01-26 | 1985-01-26 | Ferroelectric smectic liquid crystal mixture |
GB8520714 | 1985-08-19 | ||
GB858520714A GB8520714D0 (en) | 1985-08-19 | 1985-08-19 | Amino acid derivatives |
GB8524879 | 1985-10-09 | ||
GB858524879A GB8524879D0 (en) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | N-substituted amino acid derivatives |
PCT/GB1985/000511 WO1986002937A1 (en) | 1984-11-13 | 1985-11-08 | Compounds for ferroelectric liquid crystal devices |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR880700043A KR880700043A (en) | 1988-02-15 |
KR930009259B1 true KR930009259B1 (en) | 1993-09-24 |
Family
ID=68834709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019860700468A KR930009259B1 (en) | 1984-11-13 | 1985-11-08 | Compounds for ferroelectric liquid crystal devices |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR930009259B1 (en) |
-
1985
- 1985-11-08 KR KR1019860700468A patent/KR930009259B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR880700043A (en) | 1988-02-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2578458B2 (en) | Mixtures of chiral liquid crystal compounds and devices containing them | |
US4732699A (en) | Biphenyl carbonic acid ester compounds and liquid crystal composition containing the same | |
EP0211030B1 (en) | Ferro-electric smectic liquid crystal materials based on terpenoid derivatives | |
EP0201554B1 (en) | Compounds for ferroelectric liquid crystal devices | |
JPH08231468A (en) | Liquid crystal compound | |
US4824217A (en) | Compounds for ferroelectric liquid crystal devices | |
JPH0533943B2 (en) | ||
EP0258298B1 (en) | Liquid crystal compounds containing two or more chiral centers | |
JPS62501700A (en) | α-Hydroxycarboxylic acid derivatives suitable for liquid crystal materials and devices | |
JP2624956B2 (en) | Mixtures for ferroelectric liquid crystal devices | |
KR930009259B1 (en) | Compounds for ferroelectric liquid crystal devices | |
JP2675037B2 (en) | Liquid crystal compounds, mixtures and devices | |
US4959173A (en) | Optically active ester compound | |
US5840209A (en) | Optically active compound, liquid crystal compositions containing the optically active compound, and liquid crystal display device | |
JP2543745B2 (en) | Optically active compound and liquid crystal composition | |
JP2521126B2 (en) | Optically active liquid crystal compound | |
JP2938623B2 (en) | Novel phenylquinoline compound, liquid crystal composition containing the same, and optical switching device | |
JP2561128B2 (en) | Optically active compound and its use | |
JP2646384B2 (en) | Ester derivatives | |
JP2585716B2 (en) | Novel optically active ester compound and method for producing the same | |
JPH0751535B2 (en) | Optically active compound and liquid crystal composition | |
JP2761909B2 (en) | Alkenyl ester derivatives of fluorine-substituted phenylpyrimidines | |
JP2857231B2 (en) | Ester compound and liquid crystal composition containing the same | |
EP0354355A1 (en) | Optically active compound and liquid crystal composition | |
WO1987005896A1 (en) | Amide liquid crystal compounds: mixtures and devices using them |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
G160 | Decision to publish patent application | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20000823 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |