KR19980032457A

KR19980032457A - 비스알케닐비사이클로헥산 및 액정 매질

Info

Publication number: KR19980032457A
Application number: KR1019970050737A
Authority: KR
Inventors: 레이펜라트볼커; 히르쉬만하랄드
Original assignee: 플레믹크리스티안; 메르크파텐트게젤샤프트미트베쉬랭크터하프퉁
Priority date: 1996-10-02
Filing date: 1997-10-01
Publication date: 1998-07-25
Also published as: DE59704519D1; EP0834491B1; EP0834491A1; JP4036504B2; US6126857A; DE19742315A1; KR100510617B1; JPH10114690A; KR100549898B1; TW457288B

Abstract

본 발명은 하기 화학식 (1)의 비스알케닐비사이클로헥산 및 액정 매질에서의 이의 용도에 관한 것이다:

상기 식에서,

R¹및 R²는 각각 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 라디칼이고;

Z는 -CH₂CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -(CH₂)₄- 또는 단일 결합이다.

Description

비스알케닐비사이클로헥산 및 액정 매질

본 발명은 하기 화학식 (1)의 비스알케닐비사이클로헥산에 관한 것이다:

화학식 1

상기 식에서,

Z는 -CH₂CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -(CH₂)₄- 또는 단일 결합이다.

또한, 본 발명은 액정 매질의 구성성분으로서의 상기 화합물의 용도, 및 신규한 액정 매질을 함유하는 액정 및 전광 디스플레이 소자에 관한 것이다.

상기 화학식 (1)의 화합물은 특히 트위스티드(twisted) 셀의 원리, 게스트-호스트(guest-host) 효과, 정렬된 상의 변형 효과 또는 동적 산란 효과에 기초한 디스플레이용 액정 매질의 구성성분으로서 사용될 수 있다.

본 발명은 액정 매질의 구성성분으로서 적합하고, 특히 비교적 낮은 점도 및 비교적 높은 네마틱형성성(nematogeniety)을 동시에 갖는, 신규하고 안정한 액정 또는 메소형성성(mesogenic) 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그러나, 낮은 Δn 및 바람직한 점도값을 갖는 이러한 화합물을 매우 넓고 다양한 분야에 사용하는 것과 관련하여, 특정 용도에 정밀하게 맞추어진 특성을 갖는 사용가능한 높은 네마틱형성성의 화합물을 추가로 갖는 것이 바람직하다. 신규한 화합물에 의해 놀라울 정도로 우수한 경사도(steepness)를 갖는 STN 혼합물을 제조할 수 있다. 상응하는 디알킬화된 화합물 및 모노알케닐 화합물과 비교시, 상기 물질은 더 높은 등명점(clearing point), 더 나은 용해성 및 상당히 더 낮은 스멕틱(smectic) 상 형성성을 갖는다.

상기 화학식 (1)의 화합물은 독일 특허원 제 42 11 694 호, 제 44 146 47 호 및 유럽 특허원 제 0 168 683 호의 광범위한 화학식들에 포함되나, 특정하게 지명되지는 않았다. 신규한 화합물의 제조 또는 특정한 특성도 상기 특허원에서는 설명되지 않는다.

화학식 (1)의 화합물이 액정 매질의 구성성분으로서 뛰어나게 적합하다는 것이 최근에 밝혀졌다. 특히, 상기 화합물은 비교적 낮은 점도를 가지며, 광범위한 네마틱 메소상 범위 및 유리한 광학적 값과 유전 이방성(anisotropy) 값을 갖는 안정한 액정 매질을 수득하는데 사용될 수 있다. 또한, 이러한 매질은 매우 우수한 저온 작용을 갖는다.

추가로, 화학식 (1)의 화합물을 제공하는 것은 다양한 사용의 관점에서 액정 혼합물의 제조에 적합한 액정 물질의 범위를 매우 일반적으로 상당히 넓게 한다.

화학식 (1)의 화합물은 넓은 사용 범위를 갖는다. 치환기의 선택에 따라, 상기 화합물은 액정 매질을 우세하게 조성하는 기재로서 사용될 수 있다. 그러나, 또한 예를 들면 이런 형태의 유전체의 유전 이방성 및/또는 광학 이방성을 개질시키고/시키거나 이의 역치 전압량 및/또는 점도를 최적화시키기 위해 다른 화합물 부류로부터의 액정 기재에 화학식 (1)의 화합물을 첨가할 수 있다.

순수한 상태에서, 화학식 (1)의 화합물은 무색이고, 전광 용도로 바람직하게 사용되는 온도 범위에서 액정 메소상을 형성한다. 상기 화합물은 화학적으로, 열적으로 또한 광에 안정하다.

따라서, 본 발명은 화학식 (1)의 화합물 및 액정 매질의 구성성분으로서의 이들 화합물의 용도에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 하나 이상의 화학식 (1)의 화합물을 포함하는 액정 매질, 및 이러한 형태의 매질을 함유하는 액정 디스플레이 소자, 특히 전광 디스플레이 소자에 관한 것이다.

하기 화학식 (2), (3) 및 (4)의 화합물은 바람직한 화합물이다:

상기 식에서,

R³및 R⁴은 각각 서로 독립적으로 H 또는 C₁-C₅알킬 라디칼이고, 바람직하게는 H, CH₃또는 C₂H₅, 또한 n-C₃H₇이다.

화합물의 매우 특히 바람직한 더 작은 그룹은 하기의 하위(sub)-화학식을 갖는다:

R¹및 R²는 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 1E-알케닐 또는 3E-알케닐이다. Z는 바람직하게는 단일 결합 또는 -CH₂CH₂-가교이다.

중축합 반응에 적합한 날개(wing) 그룹 R¹및 R²를 갖는 화학식 (1)의 화합물은 액정 중축합물의 제조에 적합하다.

화학식 (1) 및 하위화학식을 갖는 이러한 화합물중에서, 화합물에 존재하는 하나 이상의 라다칼이 지적되는 바람직한 의미중 하나를 갖는 화합물이 바람직하다.

화학식 (1)의 화합물에서, 사이클로헥산 고리가 트란스-1,4-이치환된 입체이성질체가 바람직하다.

또한, 화학식 (1)의 화합물은 C, H 및 O가 상응하는 동위원소¹³C,¹⁴C, D, T,¹⁷O 또는¹⁸O에 의해 치환된 모든 화합물을 포함한다.

화학식 (1)의 화합물은 상기 반응에 적합한, 공지된 반응 조건하에서, 문헌에 설명된 바와 같이 공지된 방법에 의해(예를 들면, [Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart]과 같은 표준 방법으로) 제조된다.

또한, 본질적으로 공지된 변형 방법을 본원에서 이용할 수 있으나, 더욱 상세히 언급되지는 않는다.

신규한 화합물은 예를 들면, 하기 반응식 (1) 내지 (10)과 같이 제조할 수 있다:

신규한 액정 매질은 바람직하게는 하나 이상의 신규한 화합물외에도 추가로 2 내지 40, 특히는 4 내지 30개의 구성성분을 포함한다. 이러한 매질은 매우 특히 바람직하게는 하나 이상의 신규한 화합물외에 7 내지 25개의 구성성분을 포함한다. 상기 추가의 구성성분은 바람직하게는 네마틱 또는 네마틱형성성(단변이형(monotropic) 또는 등방성)물질, 특히 아족시벤젠, 벤질리덴아닐린, 비페닐, 터페닐, 페닐 또는 사이클로헥실 벤조에이트, 사이클로헥산카복실산의 페닐 또는 사이클로헥실 에스테르, 사이클로헥실벤조산의 페닐 또는 사이클로헥실 에스테르, 사이클로헥실사이클로헥산카복실산의 페닐 또는 사이클로헥실 에스테르, 벤조산의 사이클로헥실페닐 에스테르, 사이클로헥산카복실산의 사이클로헥실페닐 에스테르, 사이클로헥실사이클로헥산카복실산의 사이클로헥실페닐 에스테르, 페닐사이클로헥산, 사이클로헥실비페닐, 페닐사이클로헥실사이클로헥산, 사이클로헥실사이클로헥산, 사이클로헥실사이클로헥실사이클로헥센, 1,4-비스-사이클로헥실벤젠, 4,4'-비스-사이클로헥실비페닐, 페닐- 또는 사이클로헥실피리미딘, 페닐- 또는 사이클로헥실피리딘, 페닐- 또는 사이클로헥실디옥산, 페닐- 또는 사이클로헥실-1,3-디티안, 1,2-디페닐에탄, 1,2-디사이클로헥실에탄, 1-페닐-2-사이클로헥실에탄, 1-사이클로헥실-2-(4-페닐사이클로헥실)-에탄, 1-사이클로헥실-2-비페닐릴에탄, 1-페닐-2-사이클로헥실페닐에탄, 임의로 할로겐화된 스틸벤, 벤질 페닐 에테르, 톨란 및 치환된 신남산의 그룹으로부터 선택된 물질이다. 상기 화합물중에서 1,4-페닐렌 그룹은 불화될 수도 있다.

신규한 매질의 추가의 구성성분으로서 적합한 가장 중요한 화합물은 하기 화학식 (5) 내지 (9)에 의해 나타내어짐을 특징으로 한다:

R'-L-E-R

R'-L-COO-E-R

R'-L-OOC-E-R

R'-L-CH₂CH₂-E-R

R'-L-C≡C-E-R

상기 화학식 (5) 내지 (9)에서, 동일하거나 상이할 수 있는 L 및 E는 각각의 경우에 서로 독립적으로, -Phe-, -Cyc-, -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -Pyr-, -Dio-, -G-Phe- 및 -G-Cyc- 및 이들의 거울상(여기서, Phe는 비치환된 또는 불소-치환된 1,4-페닐렌이고, Cyc는 트란스-1,4-사이클로헥실렌 또는 1,4-사이클로헥실렌이고 Pyr은 피리미딘-2,5-디일 또는 피리딘-2,5-디일이고, Dio는 1,3-디옥산-2,5-디일이고, G는 2-(트란스-1,4-사이클로헥실)에틸, 피리미딘-2,5-디일, 피리딘-2,5-디일 또는 1,3-디옥산-2,5-디일이다)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 이가 라디칼이다.

라디칼 L과 E중 하나는 바람직하게는 Cyc, Phe 또는 Pyr이다. E는 바람직하게는 Cyc, Phe 또는 Phe-Cyc이다. 신규한 매질은 바람직하게는 L 및 E가 Cyc, Phe 및 Pyr로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화학식 (5) 내지 (9)의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 성분; 및 라디칼 L과 E중 하나가 Cyc, Phe 및 Pyr로 이루어진 그룹으로부터 선택되고 다른 하나의 라디칼이 -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- 및 -G-Cyc-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화학식 (5) 내지 (9)의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 성분; 및 임의로 라디칼 L 및 E가 -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- 및 -G-Cyc-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화학식 (5) 내지 (9)의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 성분을 포함한다.

화학식 (5) 내지 (9)의 화합물의 더 작은 하위-그룹에서, R' 및 R은 각각의 경우에 서로 독립적으로 8개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬, 알케닐, 알콕시, 알콕시알킬, 알케닐옥시 또는 알카노일옥시이다. 상기 더 작은 하위-그룹은 그룹 A라고 불리며 이 화합물을 하위-화학식 (10), (11), (12), (13) 및 (14)라고 칭한다. 상기 화합물 대부분에서 R' 및 R은 서로 상이하고 이들 라디칼중 하나는 통상적으로 알킬, 알케닐, 알콕시 또는 알콕시알킬이다.

그룹 B라고 불리는 화학식 (5) 내지 (9)의 화합물의 또다른 더 작은 하위-그룹에서 R은 -F, -Cl, -NCS 또는 -(O)_iCH_3-(k+1)F_kCl₁(여기서 i는 0 또는 1이고, k+1은 1, 2 또는 3이다)이고, R이 상기와 같은 화합물을 하위-화학식 (15), (16), (17), (18) 및 (19)라고 칭한다. R이 -F, -Cl, -NCS, -CF₃, -OCHF₂또는 -OCF₃인 하위-화학식 (15) 내지 (19)의 화합물이 특히 바람직하다.

하위-화학식 (3), (15), (16), (17) 및 (18)의 화합물에서, R'은 하위-화학식 (2), (10) 내지 (13)의 화합물에서 정의된 바와 같고, 바람직하게는 알킬, 알케닐, 알콕시 또는 알콕시알킬이다.

화학식 (5) 내지 (9)의 추가의 더 작은 하위-그룹에서, R은 -CN이고; 이 하위-그룹은 하기 그룹 C로서 공지되어 있고, 이 하위-그룹의 화합물은 상응하게 하위-화학식 (20), (21), (22), (23) 및 (24)로 칭해진다. 하위-화학식 (20) 내지 (24)에서, R'은 하위-화학식 (2), (10) 내지 (13)의 화합물에서 정의된 바와 같고 바람직하게는 알킬, 알콕시 또는 알케닐이다.

그룹 A, B 및 C의 바람직한 화합물외에도, 제안된 치환기의 기타 변형체를 갖는 화학식 (5) 내지 (9)의 다른 화합물 또한 사용할 수 있다. 이들 모든 물질들을 문헌 등에 공지된 방법에 의해 수득할 수 있다.

화학식 (1)의 신규한 화합물외에도, 신규한 매질은 바람직하게는 그룹 A 및/또는 그룹 B 및/또는 그룹 C로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다. 신규한 매질중 상기 그룹으로부터 선택된 화합물의 중량비율은, 바람직하게는 그룹 A가 0 내지 90%, 바람직하게는 20 내지 90%, 특히는 30 내지 90%이고; 그룹 B가 0 내지 80%, 바람직하게는 10 내지 80%, 특히는 10 내지 65%이고; 그룹 C가 0 내지 80%, 바람직하게는 5 내지 80%, 특히는 5 내지 50%이다. 특정의 신규한 매질중에 존재하는 그룹 A 및/또는 B 및/또는 C 화합물의 중량비율의 합은 바람직하게는 5 내지 90%이고 특히 10 내지 90%이다.

신규한 매질은 바람직하게는 1 내지 40%, 특히 바람직하게는 5 내지 30%의 신규한 화합물을 포함한다. 더욱 바람직한 매질은 40% 이상, 특히 45 내지 90%의 신규한 화합물을 포함하는 것이다. 매질은 바람직하게는 3, 4 또는 5개의 신규한 화합물을 포함한다.

신규한 매질을 통상적인 방법에 의해 제조한다. 일반적으로, 성분을 편리하게는 승온에서 서로에게 용해시킨다. 적합한 첨가제를 사용하여 액정상을 본 발명에 따라 개질시켜 이제까지 기술된 모든 종류의 액정 디스플레이 소자에 사용할 수 있게 한다. 이러한 유형의 첨가제들은 당해 분야의 숙련자들에게 공지되어 있고 문헌[H. Kelker/R. Hatz, Handbook of Liquid Crystals, Verlag Chemie, Weinheim, 1980]에 상세하게 개시되어 있다. 예를 들면, 다색 염료를 첨가하여 유색 게스트-호스트 시스템을 제조할 수 있거나, 특정 물질을 첨가하여 네마틱상의 유전 이방성, 점성 및/또는 배향을 변화시킬 수 있다.

본 명세서 및 하기 실시예에서, 액정 화합물의 구조가 약어로서 나타내어져 있고, 표 1a, 1b, 2a 및 2b에 구조식으로 전환되어 있다. 모든 라디칼 C_nH_2n+1및 C_mH_2m+1는 각각 n 또는 m개(n 및 m은 1 내지 15이다)의 탄소 원자를 함유하는 직쇄 알킬 라디칼이다. 표 2a 및 2b의 부호는 자명하다. 표 1a 및 1b에는 본 발명의 구조의 약어만이 표시되어 있다. 각 경우에서, 본 발명의 구조의 약어는 하기와 같이 하이픈(-)으로 구분되어 있고 치환체 R¹, R², L¹및 L²의 코드로서 나타나 있다.

하기 실시예는 본 발명을 제한없이 예시하고자 하는 것이다. 상기 및 하기에서, %는 중량%이다. 모든 온도는 섭씨(℃)이고, mp.는 융점, cp.는 등명점이다. 또한, C는 결정 상태이고, N은 네마틱상이고, S는 스멕틱상이고, I는 등방성 상이다. 두 개의 부호 사이의 수는 전환 온도(℃)를 나타낸다. Δn은 광학적 이방성(589㎚, 20℃)이고 점성(㎟/sec)은 20℃에서 결정되었다.

통상적인 처리란 경우에 따라 물을 첨가하고, 혼합물을 디클로로메탄, 디에틸 에테르, 메틸 3급-부틸 에테르 또는 톨루엔으로 추출하고, 유기상을 분리시켜 제거하고, 건조 및 증발시키고, 생성물을 감압하에서 증류 또는 결정화 및/또는 크로마토그래피에 의해 정제한다. DMF는 N,N-디메틸포름아미드의 약자이고, DMEU는 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논의 약자이고, POT는 3급-부톡시화칼륨의 약자이고, THF는 테트라하이드로푸란의 약자이고, pTsOH는 p-톨루엔설폰산의 약자이다.

실시예 1

단계 1.1

1.55mol의 2-(1,3-디옥솔란-2-일에틸)트리-페닐포스포늄 브로마이드를 0 내지 5℃에서 무수 THF 800㎖에 현탁시키고 무수 THF 500㎖에 용해된 3급-부톡시화칼륨 1.55mol을 N₂하에서 첨가한다. 0 내지 5℃에서 무수 THF 200㎖에 용해된 비사이클로헥산-1,4-디온 150g을 현탁액에 첨가한다. 혼합물을 실온으로 가온시키고, 밤새 교반시키고, 가수분해시키고 마지막으로 통상적으로 처리한다.

단계 1.2

Pd/C(5%)의 존재하에 무수 THF 1000㎖중에서 화학식 (25)의 화합물 0.3mol을 수소화시킨다. 수소화가 완결될 때, 혼합물을 여과시키고, 여액을 증발시키고, 잔사를 에탄올로부터 결정화시킨다.

단계 1.3

화학식 (26)의 화합물 0.085mol을 톨루엔 600㎖에 용해시키고 포름산 250㎖를 실온에서 교반시키면서 첨가한다. 불활성 기체 대기중에서 2상(two-phase) 혼합물을 밤새 교반한다. 물 및 톨루엔을 첨가한 후 혼합물을 통상적으로 처리한다.

단계 1.4

화학식 (27)의 화합물 0.025mol 및 0.052mol의 메틸-트리페닐포스포늄 브로마이드를 무수 THF 70㎖에 용해시키고 아르곤 대기중에서 0℃에서 플라스크에 넣고, THF 80㎖에 용해된 0.052mol의 3급-부톡시화칼륨을 -70℃에서 소량씩 나누어 첨가한다. 혼합물을 실온에서 밤새 교반한다. 물 및 2N 염산을 첨가하고 혼합물을 통상적으로 처리한다. 생성물을 2-프로판올로부터 재결정화시킨다. C 2 S_B58 N 77.6 I; Δn=+0.052; Δε=-0.87; ν₂₀=6.

하기 화학식의 화합물을 위에서와 유사하게 제조한다:

실시예 2

단계 2.1

비사이클로헥산-1,4-디온 0.30㎖ 및 0.7mol의 메톡시메틸트리페닐포스포늄 클로라이드를 3급-부틸 메틸 에테르 1000㎖에 현탁시킨다. 혼합물을 0 내지 5℃로 냉각시키고 무수 THF 500㎖에 용해된 0.7mol의 3급-부톡시화칼륨을 소량씩 나누어 첨가한다. 반응 용액을 실온에서 5일동안 교반한다. 10% HCl을 첨가하고, 혼합물을 50℃에서 추가로 3시간동안 교반한다. 물 및 3급-부틸 메틸 에테르를 첨가하고 혼합물을 통상적으로 처리한다.

단계 2.2

3급-부톡시화칼륨을 무수 THF 1000㎖중 화학식 (28)의 화합물 0.41mol 및 0.82mol의 프로필트리페닐포스포늄 브로마이드에 소량씩 나누어 첨가한다. 반응 혼합물을 실온에서 밤새 교반한다. 물, 2N HCl 및 3급-부틸 메틸 에테르를 첨가하고 혼합물을 통상적으로 처리한다.

단계 2.3

화학식 (29)의 화합물 0.049mol, 톨루엔 80㎖, 소디움 벤젠설포네이트 2g 및 1N HCl 16㎖를 2일동안 환류한다. 물을 첨가하고, 혼합물을 통상적으로 처리한다. 생성물을 2-프로판올로부터 재결정화시킨다. C 25 S_B86 N 87 I; Δn=+0.063; Δε=-0.62.

하기 화학식의 화합물을 위에서와 유사하게 제조한다:

실시예 3

단계 3.1

무수 THF 500㎖에 용해된 0.7mol의 칼륨 3급-부톡사이드를 실온에서 무수 THF 1400㎖중 0.7mol의 메틸트리페닐포스포늄 브로마이드에 적가한다. 이어서 현탁액을 0.5시간동안 교반하고 무수 THF 900㎖에 용해된 화학식 (30)의 화합물 0.68mol을 첨가한다. 혼합물을 4시간동안 교반시키고, 물을 첨가하고, 혼합물을 메틸 3급-부틸 에테르로 추출하고, 추출물을 통상적으로 처리한다.

단계 3.2

화학식 (31)의 화합물 0.5mol 및 0.6mol의 메톡시트리페닐포스포늄 클로라이드를 무수 THF 1000㎖에 용해시키고 무수 THF 200㎖중 0.6mol의 3급-부톡시화칼륨의 용액을 약 10℃에서 첨가한다. 현탁액을 밤새 교반시키고, 물 및 메틸 3급-부틸 에테르를 첨가하고, 혼합물을 통상적으로 처리한다.

단계 3.3

화학식 (32)의 화합물 0.1mol 및 0.1mol의 에틸트리페닐포스포늄 브로마이드를 무수 THF 200㎖에 용해시키고 0.1mol의 3급-부톡시화칼륨을 실온에서 소량씩 나누어 첨가한다. 반응 혼합물을 밤새 교반시키고, 물을 첨가하고, 묽은 HCl을 사용하여 혼합물을 중화시키고, 통상적으로 처리한다.

시스/트란스 이성질화를 위해서, 생성물(0.04mol)을 톨루엔 80㎖에 용해시키고, 소디움 벤젠설피네이트 3.7g 및 1N HCl 23㎖를 첨가하고, 혼합물을 밤새 환류시킨다. 반응 용액을 실온으로 냉각시키고, 중탄산염 용액을 첨가하고, 마지막으로 혼합물을 통상적으로 처리한다. C-16 N 54.3 I; Δε=-0.92; Δn=+0.060.

하기 화학식의 화합물을 위에서와 유사하게 제조한다.

실시예 4

단계 4.1

무수 THF 400㎖에 용해된 1.15mol의 3급-부톡시화칼륨을 약 10℃에서 무수 THF 1.8ℓ중 1.15mol의 디옥솔란에틸트리페닐포스포늄 브로마이드에 적가한다. 현탁액을 15분동안 교반하고 무수 THF 700㎖에 용해된 화학식 (33)의 화합물 1.05mol을 10℃에서 첨가한다. 반응 혼합물을 밤새 교반하고, 물을 첨가하고, 묽은 HCl을 사용하여 혼합물을 중화시킨다. 메틸 3급-부틸 에테르로 추출한 후, 추출물을 통상적으로 처리한다.

단계 4.2

Pd/C 30g의 존재하에 THF 2.5ℓ에 용해된 화학식 (34)의 화합물 0.65mol을 수소화시킨다. 반응이 완결되면, 촉매를 여과시켜 제거하고, 여액을 회전 증발기에서 증발시킨다.

단계 4.3

화학식 (35)의 화합물 0.7mol, 포름산 1000㎖ 및 톨루엔 3000㎖을 밤새 실온에서 교반한다. 물을 반응 용액에 첨가하고, 혼합물을 통상적으로 처리한다.

단계 4.4

무수 THF 300㎖중 0.5mol의 3급-부톡시화칼륨의 용액을 실온에서 무수 THF 1200㎖중 0.5mol의 메틸트리페닐포스포늄 브로마이드에 적가한다. 반응 혼합물을 30분동안 교반하고, 무수 THF 500㎖에 용해된 화학식 (36)의 화합물 0.5mol을 첨가한다. 반응 혼합물을 실온에서 4시간동안 교반시키고, 물로 희석시키고 메틸 3급-부틸 에테르로 추출하고, 추출물을 통상적으로 처리한다.

단계 4.5

단계 3.2 및 단계 3.3과 유사한 방식으로, 우선 화학식 (37)의 화합물 0.09mol을 화학식 (38)의 알데히드로 전환시킨 후 화학식 (39)의 비스알케닐 화합물로 전환시키고 이를 마지막으로 시스/트란스 이성질화시킨다. C 4 S_B17 N 84 I; Δn=+0.066; Δε= 0.38.

하기 화학식의 화합물을 위에서와 유사하게 제조한다:

실시예 5

단계 4.1, 4.2, 4.3 및 4.4에서와 유사하게, 화학식 (37)의 화합물을 디옥솔란메틸트리페닐포스포늄 브로마이드와 반응시키고, 생성물을 수소화시키고, 우선 알데히드로 전환시킨 후 화학식 (40)의 비스알카닐 화합물로 전환시키고 마지막으로 시스/트란스 이성질화시킨다. C 29 S_B57 I; Δε=-1.8; Δn=+0.027.

실시예 6

메틸 요오다이드 한 방울을 디에틸 에테르 100㎖중 화학식 (41)의 화합물(반응식 8에서와 같이 제조함) 37mmol과 38.5mmol의 마그네슘 혼합물에 첨가한다. 그리냐르(Grignard) 반응이 완결되면, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 디에틸 에테르 20㎖에 용해된 7mmol의 트리플루오로메탄설폰산 무수물을 소량씩 나누어 첨가한다.

반응 혼합물을 30분동안 끓이면서 교반시키고, 가수분해시키고 통상적으로 처리한다. n-헥산을 사용하여 조 생성물을 실리카겔상에서 용리시키고 마지막으로 헥산/에탄올(1:5)로부터 재결정화시킨다. C 25 N 25.7 I; Δn=+0.031; Δε=-2.12; ν₂₀=5.

하기 화학식의 화합물을 위에서와 유사하게 제조한다:

실시예 7

실시예 6에서와 유사하게 화학식 (41)의 화합물 0.1mol을 그리냐르 화합물로 전환시키고, -10℃에서 상기 용액을 THF중 0.1mol의 MnLi₂Cl₄의 용액(MnCl₂및 LiCl로부터 제조됨)에 적가한다. 화학식 (43)의 화합물 0.1mol 및 0.002mol의 CuLi₂Cl₄(THF에 용해됨)를 첨가하고 혼합물을 실온에서 3시간동안 교반한다. 마지막으로, 혼합물을 통상적으로 처리한다.

하기 화학식의 화합물을 위에서와 유사하게 제조한다:

비교실시예 1

비교실시예 2

비교실시예 3

비교실시예 4

비교실시예 5

비교실시예 1 내지 5는 신규한 디알케닐 화합물이 상응하는 모노알케닐 화합물보다 스메틱상을 형성하는 경향이 더 적고, 더 높은 등명점 및 낮은 점성을 갖는다는 것을 보여준다.

본 발명에 의해, 비스알케닐비사이클로헥산을 구성성분으로서 포함하는, 낮은 점도, 광범위한 네마틱 메소상 범위 및 유리한 광학적 값과 유전 이방성 값을 갖는 안정한 액정 매질을 수득할 수 있으며, 이러한 형태의 매질을 함유하는 액정 디스플레이 소자, 특히 전광 디스플레이 소자를 수득할 수 있다.

Claims

하기 화학식 (1)의 비스알케닐비사이클로헥산:

화학식 1

상기 식에서,

R¹및 R²는 각각 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 라디칼이고;

Z는 -CH₂CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -(CH₂)₄- 또는 단일 결합이다.
제 1 항에 있어서,

R¹및 R²가 각각 서로 독립적으로 1E-알케닐 또는 3E-알케닐인 것을 특징으로 하는 비스알케닐비사이클로헥산.
제 1 항에 있어서,

Z가 -CH₂CH₂- 또는 단일 결합인 것을 특징으로 하는 화합물.
하기 화학식 (2)의 화합물:

화학식 2

상기 식에서,

R³및 R⁴은 각각 서로 독립적으로 H 또는 C₁-C₅알킬 라디칼이다.
하기 화학식 (3)의 화합물:

화학식 3

상기 식에서,

R³및 R⁴는 각각 서로 독립적으로 H 또는 C₁-C₅알킬 라디칼이다.
하기 화학식 (4)의 화합물:

화학식 4

상기 식에서,

R³및 R⁴는 각각 서로 독립적으로 H 또는 C₁-C₅알킬 라디칼이다..
하기 화학식의 화합물:

상기 식에서,

R³및 R⁴는 각각 서로 독립적으로 H 또는 C₁-C₅알킬 라디칼이다..
하기 화학식의 화합물:
액정 매질의 구성성분으로서의 화학식 (1)의 화합물의 용도.
하나 이상의 화학식 (1)의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 둘 이상의 액정 구성성분을 갖는 액정 매질.
제 10 항의 액정 매질을 함유하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 소자.
제 10 항의 액정 매질을 유전체로서 함유하는 것을 특징으로 하는 전광 디스플레이 소자.