KR0137948B1 - 액정 화합물 및 이를 함유하는 액정 조성물 - Google Patents

액정 화합물 및 이를 함유하는 액정 조성물

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KR0137948B1
KR0137948B1 KR1019890002161A KR890002161A KR0137948B1 KR 0137948 B1 KR0137948 B1 KR 0137948B1 KR 1019890002161 A KR1019890002161 A KR 1019890002161A KR 890002161 A KR890002161 A KR 890002161A KR 0137948 B1 KR0137948 B1 KR 0137948B1
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노기 사다오
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Abstract

없음

Description

액정 화합물 및 이를 함유하는 액정 조성물
본 발명은 디스플레이 소자에 유용한 신규한 액정 화합물 및 이를 함유하는 액정 조성물에 관한 것이다.
액정 물질 및 이의 조성물은 액정 상에서 유전 이방성(이후에는 △ε로 표시한다)과 광학 이방성(이후에는 △n으로 표시한다)을 이용하는 각종 디스플레이 장치에 사용되어 왔다.
액정 디스플레이 방식은 방식이 응용되는 전기광학 효과에 상응하는 각종 디스플레이 방식, 예를 들면, 전계 제어 복굴절형(ECB형), 트위스트 네마틱형(TN형), 슈터 트위스트 복굴절형(SBE형), 동산란형(DS형), 게스트-호스트형 디스플레이 방식 등을 포함한다. 디스플레이 장치에 사용되는 액정 물질은 각각의 디스플레이 방식과 디스플레이 소자에 요구되는 각종 특성에 따라 넓은 준결정 범위, 낮은 점성, 큰 (+)△ε수치 또는 (-)△ε수치 및 광범위한 온도에 걸쳐 디스플레이 소자의 다양한 특성(특히, 역치 전압)이 크게 변하지 않는 등의 각종 특성을 겸비하지 않으면 안된다.
그러나, 현재 준결정 범위, 작동 전압 및 반응 특성면에서 실제로 사용할 수 있는 단일 화합물은 존재하지 않는다. 따라서, 수 종류의 액정 화합물의 혼합물 또는 수 종류의 액정 화합물과 액정 특성을 잠재적으로 갖는 화합물 또는 비액정 물질과의 혼합물을 실제로 사용하여 왔다.
본 발명의 목적은 TN방식 액정 디스플레이 소자에 사용하는 액정 조성물의 성분으로서 유용한 액정 화합물, 특히 (+)△ε수치가 크고, 또한 △ε수치에 대한 점성이 낮은 액정 화합물을 제공하는데 있다. 본 명세서에서 언급하는 액정 화합물은 액정상을 나타내는 화합물뿐만 아니라 그 자체는 액정상을 나타내지 않지만 다른 액정 화합물에 용해되는 경우에 액정 거동의 특정한 면에 유효하게 작용하는 화합물을 의미한다.
본 발명은 하기 일반식(Ⅰ)의 화합물과 이를 하나 이상 함유하는 액정 혼합물에 관한 것이다.
Figure kpo00001
상기 식에서, n은 0 및 1 내지 20의 자연수이다.
본 발명의 일반식(Ⅰ)의 화합물을 하기에 구체적으로 설명한다.
Figure kpo00002
Figure kpo00003
본 발명의 일반식(Ⅰ)의 화합물은 액정 디스플레이 장치가 사용되는 온도 부근에서 네마틱 특성을 갖는 단변성 화합물(monotropic compound)을 포함한다. 또한, 본 발명의 화합물은 점성이 비교적 낮고, 응답속도가 빠른 액정 디스플레이 장치를 제조하는데 적합하다. 또한, 본 발명의 화합물은 (+) 유전 이방성 수치가 비교적 크고, 구동전압이 낮은 액정 디스플레이 장치를 수득할 수 있는 액정 조성물을 제조하는데 적합하다.
본 발명의 화합물은 액정 디스플레이 물질에 필요한 열, 광, 전기, 공기, 습기 등에 대하여 안정하고, 또한 기존의 기타 액정 물질, 예를 들면 에스테르, 시프 염기 화합물, 에탄 화합물, 아세틸렌 화합물, 아족시 화합물, 비페닐 화합물, 사이클로헥산 화합물, 피리미딘 화합물, 피리딘 화합물 등의 액정 화합물과의 혼화성이 우수하다. 따라서, 이들 화합물과 혼합할 경우, 각종 용도에 적합한 액정 조성물을 제조할 수 있다.
본 발명의 화합물은, 예를 들면, 하기의 제조 방법에 따라 제조할 수 있다.
Figure kpo00004
Figure kpo00005
상기 식에서, n은 상기에서 정의한 바와 같다.
즉, 후술하는 바와 같이 수득한 목적 생성물에 상응하는 알데하이드 유도체(Ⅱ)를 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디메틸포름아미드, N-메틸피롤리돈 등의 용매 중에서 트리페닐포스핀 및 나트륨 클로로디플루오로아세테이트와 반응시켜 화합물(Ⅰ)을 수득한다. 이 반응은 위티히 반응(Wittig reaction), 즉 탄소-탄소 이중결합을 형성하는 반응으로서 공지되어 있다[참조 : Org. Synth. Coll. Vol. V. 390(1973)]. 반응 생성물은 진공 종류, 크로마토그래피, 재결정화 등의 통상적인 분리 및 정제 과정을 수행하여 목적하는 화합물(Ⅰ)을 수득할 수 있다. 원료로서 사용하는 알데하이드 유도체(Ⅱ)는, 예를 들면, 하기의 제조방법에 따라 제조할 수 있다.
Figure kpo00006
즉, 공지된 트랜스-4-메톡시메틸-1-(4-시아노페닐)사이클로헥산(Ⅲ)[예를 들면, 일본국 공개특허공보 제(소)58-59956/1983호에 기술된 제조방법에 따라 수득한다]을 공지된 방법[참조 : J. Org. Chem., 44, 1247(1979)]에 따라 용매로서 아세토니트릴중에서 트리메틸실릴 클로라이드 및 요오드화나트륨과 반응시켜 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실카비놀(Ⅳ)을 수득하고, 이 화합물(Ⅳ)을 문헌[참조 : Synthesis, 245(1982)]에 기술된 방법에 따라 피리디늄 클로로크로메이트(PCC)를 사용하여 알데하이드로 산화시켜 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실카보알데하이드(Ⅴ)를 수득한다. 화합물(Ⅴ)는 알데하이드 유도체(Ⅱ)의 화합물(여기서, n은 0이다)에 상응한다. 또한, 알데하이드 유도체(Ⅱ)의 화합물(여기서, n은 1 내지 20이다)은 하기와 같은 방법으로 제조할 수 있다.
Figure kpo00007
Figure kpo00008
즉, 알데하이드 유도체(Ⅴ)를 위티히 반응에 따라 메톡시메틸트리페닐포스포늄 클로라이드 및 염기[예를 들면, 칼륨 t-부톡사이드, 나트륨 메틸레이트, 페닐리듐, n-부틸리튬 등]와 반응시켜 메톡시비닐 유도체(Ⅵ)를 수득하고, 화합물(Ⅵ)을 산성 조건하에서 가열(예를 들면, 용매로서 테트라하이드로푸란중에서 염산과 함께 가열)하여 원래의 알데하이드(Ⅴ)에 비해 메틸렌이 하나 증가된 알데하이드 유도체(Ⅶ)를 수득한다. 알데하이드 유도체(Ⅴ)를 위티히 반응시키고, 계속해서 n회 산처리 반응시키는 경우, n이 1 이상인 알데하이드 유도체(Ⅱ)를 수득할 수 있다.
실시예를 이용하여 본 발명을 보다 상세하게 기술하지만, 이들 실시예로 제한하려는 것은 아니다. 실시예에서, 결정↔네마틱상 전이점 및 네마틱상↔등방성 액체상 전이점은 각각 CN점과 NI점으로 약칭한다.
실시예 1
트랜스-1-(2,2-디플루오로-1-에테닐)-4-(4-시아노페닐)사이클로헥산의 제조
[n이 0인 일반식(Ⅰ)의 화합물, 즉 화합물(1)]
(ⅰ) 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥산카보알데하이드의 제조
트리메틸실릴 클로라이드(305.6g, 2.81몰)를 질소 대기하에 교반하면서 트랜스-4-메톡시메틸-1-(4-시아노페닐)사이클로헥산(Ⅲ) (322.5g, 1.41몰), Na Ⅰ(421.6g, 2.81몰) 및 아세토니트릴(2.5ℓ)에 35℃에서 30분에 걸쳐 적가하고, 혼합물을 20분 동안 진탕한 다음, 10℃로 냉각시키고, 반응 혼합물을 흡인여과한 다음, 모액을 빙수(2㎏)에 부어넣고, 클로로포름(1.5ℓ)으로 추출한 다음, 생성된 클로로포름 용액을 티오설페이트(0.5ℓ)의 10중량% 수용액으로 2회 세척하고, 분리한 다음, 추가로 물(1ℓ)로 3회 세척하고, 분리한 다음, 클로로포름을 증류시키고, 잔사를 톨루엔(300㎖)으로부터 3회 재결정화하여 융점이 108.5 내지 110.8℃인 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실카비놀(Ⅳ) (182.5g, 0.848몰)을 수득한다. 한편, 피리디늄 클로로크로메이트(161.7g, 0.750몰) 를 디클로로메탄(1ℓ)에 가하고, 이 용액에 디클로로메탄(0.7ℓ)중의 상기에서 수득한 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실카비놀(Ⅳ) (107.6g, 0.500몰)의 용액을 실온에서 교반하면서 즉시 가한 다음, 혼합물을 1.5시간 동안 실온에서 진탕하고, 생성된 반응 용액에 디에틸 에테르(1ℓ)를 가하고, 플로리실(florysil) 컬럼 크로마토그래피에 따라 상등액을 농축시켜 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실카보알데하이드(Ⅴ) (101.2g, 0.474몰)를 수득한다.
(ⅱ) 목적 화합물의 제조
(ⅰ)에서 수득한 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실카보알데하이드(Ⅴ) (47.8g, 0.224몰), 트리페닐포스핀(64.6g, 0.246몰), 나트륨 클로로디플루오로 아세테이트(54.6g, 0.538몰) 및 디메틸포름아미드(200㎖)를 질소 대기하에 약 90℃에서 3시간 동안 교반하면서 가열하고, 생성된 용액을 실온으로 냉각시킨 다음, 톨루엔(200㎖)과 물(200㎖)을 가하고, 생성된 톨루엔 용액을 물(200㎖)로 3회 세척한 다음, 분리하고, 무수황산나트륨으로 건조시킨 다음, 건조제를 제거하고, 생성된 잔사를 감압하여 증류시킨 다음(비점 : 136 내지 138℃/1mmHg), 증류물을 톨루엔에 용해시키고, 실리카겔 크로마토그래피에 따라 정제한 다음, 메탄올로부터 반복하여 재결정화하고, 건조시켜 목적 화합물(20.3g, 0.0821몰)을 수득한다. 이 화합물의 융점은 59.3℃이고, NI점은 9.8℃(단변성)이다.
실시예 2
트랜스-1-(3,3-디플루오로-2-프로페닐)-4-(4-시아노페닐)사이클로헥산의 제조
[n이 1인 일반식(Ⅰ)의 화합물, 즉 화합물(2)]
(ⅰ) 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실아세트알데하이드(Ⅶ)의 제조
통상적으로 시판되고 있는 메톡시메틸트리페닐포스포늄 클로라이드(127.5g, 0.372몰)를 메틸 t-부틸 에테르(1ℓ)에 가하고, 이어서 칼륨 t-부톡사이드(43.1g, 0.384몰)를 아르곤 대기하에 -10℃에서 10분에 걸쳐 교반하면서 가하고, 반응 용액을 0℃에서 1시간 동안 진탕한 다음, 메틸 t-부틸 에테르(200ℓ)중의 실시예 1(ⅰ)에서 수득한 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실카보알데하이드(Ⅴ) (44.1g, 0.207몰)의 용액을 -10℃에서 15분에 걸쳐 적가하고, 생성된 반응 용액을 0℃에서 1시간 동안 진탕한 다음, 톨루엔(0.3ℓ)과 물(0.3ℓ)을 가하고, 생성된 톨루엔 용액을 물(0.3ℓ)로 4회 세척한 다음, 분리하고, 무수 황산나트륨으로 건조시킨 다음, 건조제를 제거하고, 톨루엔을 증류시킨 다음, 생성된 잔사를 에틸 아세테이트(100㎖)에 가열하면서 용해시키고, 용액을 하루 동안 방치한 다음, 석출된 결정을 여과하고, 모액을 농축시킨 다음, 농축물을 헵탄에 용해시키고, 실리카겔 컬럼 크로마토그래피에 따라 정제하여 트랜스-1-(2-메톡시-1-에테닐)-4-(시아노페닐)사이클로헥산(39.8g, 0.164몰)을 수득하고, 이의 전체량에 테트라하이드로푸란(500㎖)과 2N 염산(120㎖)을 가한 다음, 혼합물을 환류하에 1시간 동안 교반하면서 가열하고, 생성된 반응 용액을 냉각시킨 다음, 톨루엔(300㎖)과 물(1ℓ)을 가하고, 생성된 톨루엔 용액을 물(1ℓ)로 3회 세척한 다음, 분리하고, 무수 황산나트륨으로 건조시킨 다음, 건조제를 제고하고, 톨루엔을 증류시켜 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실아세트알데하이드(Ⅶ) (35.4g, 0.156몰)를 수득한다.
(ⅱ) 목적 화합물의 제조
(ⅰ)에서 수득한 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실아세트알데하이드(Ⅶ) (35.4g, 0.156몰), 트리페닐포스핀(49.0g, 0.187몰), 나트륨 클로로디플루오로아세테이트(47.5g, 0.311몰) 및 디메틸포름아미드(100㎖)를 질소 기류하에 약 90℃에서 3시간 동안 교반하면서 가열하고, 생성된 용액을 실온으로 냉각시킨 다음, 톨루엔(200㎖)과 물(200㎖)을 용액에 가하고, 생성된 톨루엔 용액을 물(200㎖)로 3회 세척한 다음, 분리하고, 무수황산나트륨으로 건조시킨 다음, 건조제를 제거하고, 톨루엔을 증류시킨 다음, 생성된 잔사를 감압하에 증류시키고(비점 : 156 내지 158℃/0.5mmHg), 증류물을 톨루엔에 용해시킨 다음, 실리카겔 크로마토그래피에 따라 용액을 정제하고, 에탄올로부터 반복하여 재결정화하고, 건조시켜 목적하는 화합물(18.6g, 0.0712몰)을 수득한다. 이 화합물을 융점은 30.8 내지 31.5℃이고, 외삽법에 따른 NI점은 -37.3℃이다.
실시예 3
트랜스-1-(4,4-디플루오로-3-부테닐)-4-(4-시아노페닐)사이클로헥산의 제조
[n이 2인 일반식(Ⅰ)의 화합물, 즉 화합물(3)]
(ⅰ) 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실프로필알데하이드의 제조
통상적으로 시판되고 있는 메톡시메틸트리페닐포스포늄 클로라이드(15.7g, 0.0458몰)를 테트라하이드로푸란(100㎖)에 가하고, 이어서 25중량% 페닐리튬의 톨루엔 용액(23㎖)을 아르곤 대기하에 -10℃에서 10분에 걸쳐 교반하면서 적가하고, 반응 용액을 0℃에서 30분 동안 진탕한 다음, 테트라하이드로푸란(90㎖)중의 실시예 2(ⅰ)에서 수득한 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실아세트알데하이드(Ⅶ) (7.3g, 0.032몰)의 용액을 -10℃에서 10분에 걸쳐 적가하고, 생성된 반응 용액을 0℃에서 2시간 동안 진탕한 다음, 톨루엔(100㎖)과 물(200㎖)을 가하고, 세척한 다음, 생성된 톨루엔 용액을 물(200㎖)로 3회 세척하고, 분리한 다음, 무수 황산나트륨으로 건조시키고, 건조제를 제거한 다음, 톨루엔을 증류시키고, 생성된 잔사를 가열하면서 에틸 아세테이트(20㎖)에 용해시킨 다음, 실온에서 하루동안 용액을 방치하고, 석출된 결정을 여과한 다음, 생성된 모액을 농축시키고, 농축물을 헵탄에 용해시킨 다음, 실리카겔 크로마토그래피에 따라 정제하여 트랜스-1-(3-메톡시-2-프로페닐)-4-(4-시아노페닐)사이클로헥산(4.4g, 0.017몰)을 수득하고, 이의 전체량에 테트라하이드로푸란(70㎖)과 2N 염산(18㎖)을 가하고, 혼합물을 환류하에 1시간 동안 교반하면서 가열한 다음, 반응 용액을 냉각시키고, 디에틸 에테르(50㎖)와 물(50㎖)을 용액에 가한 다음, 생성된 디에틸 에테르를 물(50㎖)로 3회 세척하고, 분리한 다음, 무수 황산나트륨으로 건조시키고, 건조제를 제거한 다음, 디에틸 에테르를 증류시켜 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실프로필알데하이드 (4.2g, 0.017몰)를 수득한다.
(ⅱ) 목적 화합물의 제조
(ⅰ)에서 수득한 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실프로필알데하이드(4.2g, 0.017몰), 트리페닐포스핀(5.2g, 0.020몰), 나트륨 클로로디플루오로아세테이트(4.5g, 0.029몰) 및 디메틸포름아미드(30㎖)를 질소 기류하에 질소 약 90℃에서 3시간 동안 교반하면서 가열하고, 반응 용액을 실온으로 냉각시킨 다음, 디에틸 에테르(50㎖) 및 물(100㎖)을 용액에 가하고, 생성된 디에틸 에테르 용액을 물(100㎖)로 3회 세척하고, 분리한 다음, 무수 황산나트륨으로 건조시키고, 건조제를 제거한 다음 디에틸 에테르를 증류시키고, 잔사를 헥산에 용해시킨 다음, 실리카겔 컬럼 크로마토그래피에 따라 정제하고, 에탄올로부터 반복하여 재결정화하여 목적하는 화합물(1.6g, 0.0058몰)을 수득한다. 이 화합물의 CN점은 11.6℃이고, NI점은 27.9℃이다.
실시예 4
트랜스-1-(5,5-디플루오로-4-펜테닐)-4-(4-시아노페닐)사이클로헥산의 제조
[n이 3인 일반식(Ⅰ)의 화합물, 즉 화합물(4)]
(ⅰ) 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실부티르알데하이드의 제조
통상적으로 시판되고 있는 메톡시메틸트리페닐포스포늄 클로라이드(257g, 0.75몰)를 테트라하이드로푸란(500㎖)에 가하고, 이어서 칼륨 t-부톡사이드(84.2g, 0.75몰)를 아르곤 대기하에 -10℃에서 40분에 걸쳐 교반하면서 가하고, 반응 용액을 0℃에서 1시간 동안 진탕한 다음, 테트라하이드로푸란(400㎖)중의 실시예 3(ⅰ)에서 수득한 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실프로필알데하이드 (121g, 0.50몰)의 용액을 -10℃에서 1시간에 걸쳐 적가하고, 반응 용액을 0℃에서 1시간 동안 진탕한 다음, 추가로 20℃에서 2시간 동안 진탕하고, 톨루엔(1ℓ)과 물(1ℓ)을 0℃에서 반응 용액에 가한 다음, 생성된 톨루엔 용액을 물(1ℓ)로 4회 세척하고, 분리한 다음, 무수 황산마그네슘으로 건조시키고, 건조제를 제거한 다음, 톨루엔을 증류시키고, 용출제로서 헵탄을 사용하여 실리카겔 크로마토그래피에 따라 생성된 잔사를 정제하여 트랜스-1-(4-메톡시-3-부테닐)-4-(4-시아노페닐)사이클로헥산(110.8g, 0.41몰)을 수득하고, 이의 전체량에 테트라하이드로푸란(1.5ℓ) 및 2N 염산(0.4ℓ)을 가하고, 혼합물을 환류하에 교반하면서 1시간 동안 가열한 다음, 생성된 반응 용액을 냉각시키고, 디에틸 에테르(0.5ℓ) 및 물(1ℓ)을 용액에 가한 다음, 생성된 디에틸 에테르 용액을 물(0.5ℓ)로 3회 세척하고, 분리한 다음, 무수 황산마그네슘으로 건조시키고, 건조제를 제거한 다음, 생성된 물질을 감압하에 농축시켜 잔액(120g)을 수득하고, 이를 헵탄과 에틸 아세테이트(3 : 1) 혼합 용매로부터 재결정화한 다음, 건조시켜 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실부티르알데하이드 (93.0g, 0.36몰)를 수득한다.
(ⅱ) 목적 화합물의 제조
(ⅰ)에서 수득한 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실부티르알데하이드(20.0g, 0.0783몰), 트리페닐포스핀(24.7g, 0.0940몰), 나트륨 클로로디플루오로아세테이트(23.9g, 0.157몰) 및 디메틸포름아미드(70㎖)를 질소 기류하에 약 90℃에서 3시간 동안 교반하면서 가열하고, 생성된 반응 용액을 실온으로 냉각한 다음, 톨루엔(200㎖)과 물(200㎖)을 용액에 가하고, 생성된 톨루엔 용액을 물(300㎖)로 3회 세척한 다음 분리하고, 무수 황산나트륨으로 건조시킨 다음, 건조제를 제거하고, 톨루엔을 증류시킨 다음, 용출제로서 헵탄을 사용하여 실리카겔 크로마토그래피에 따라 정제하고, 헵탄을 증류시킨 다음, 생성된 잔사를 감압하에 증류시키고(비점 : 164℃/0.5mmHg), 증류물을 에탄올로부터 반복해서 재결정화하고, 건조시켜 목적하는 화합물(7.2g, 0.0025몰)을 수득한다. 이 화합물의 융점은 9.1℃이고, NI점은 -19.0℃(단변성)이다.
실시예 5
트랜스-1-(6,6-디플루오로-5-헥세닐)-4-(4-시아노페닐)사이클로헥산의 제조
[n이 4인 일반식(Ⅰ)의 화합물, 즉 화합물(5)]
(ⅰ) 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실펜틸알데하이드의 제조
통상적으로 시판되고 있는 메톡시메틸트리페닐포스포늄 클로라이드(120.8g, 0.35몰)를 테트라하이드로푸란(400㎖)에 가하고, 이어서 칼륨 t-부톡사이드(39.5g, 0.35몰)를 아르곤 대기하에 -10℃에서 20분에 걸쳐 교반하면서 가하고, 생성된 반응 용액을 0℃에서 1시간 동안 진탕한 다음, 테트라하이드로푸란(300㎖)중의 실시예 4(ⅰ)에서 수득한 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실부티르알데하이드 (60.0g, 0.23몰)의 용액을 -10℃에서 1시간에 걸쳐 적가하고, 생성된 반응 용액을 0℃에서 1시간 동안 진탕한 다음, 20℃에서 2시간 동안 추가 진탕하고, 톨루엔(1ℓ)과 물(1ℓ)을 0℃에서 생성된 반응 용액에 가한 다음, 생성된 톨루엔 용액을 물(1ℓ)로 4회 세척하고, 분리한 다음, 무수 황산마그네슘으로 건조시키고, 건조제를 제거한 다음, 톨루엔을 증류시키고, 생성된 잔사를 용출제로서 헵탄을 사용하여 실리카겔 크로마토그래피에 따라 정제하여 트랜스-1-(5-메톡시-4-펜테닐)-4-(4-시아노페닐)사이클로헥산(52.6g, 0.19몰)을 수득하고, 이의 전체량에 테트라하이드로푸란(750㎖)과 2N 염산(190㎖)을 가하고, 혼합물을 환류하에 교반하면서 1시간 동안 가열한 다음, 생성된 반응 용액을 냉각시키고, 디에틸 에테르(0.5ℓ)와 물(1ℓ)을 용액에 가한 다음, 생성된 디에틸 에테르 용액을 물(0.5ℓ)로 3회 세척하고, 분리한 다음, 무수 황산마그네슘으로 건조시키고, 건조제를 제거한 다음, 잔사를 감압하에 농축시켜 잔사(50g)을 수득하고, 이를 헵탄 및 아텔 아세테이트(3 : 1)의 혼합 용매로부터 재결정화한 다음, 건조시켜 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실펜틸알데하이드 (43.1g, 0.16몰)를 수득한다.
(ⅱ) 목적 화합물의 제조
(ⅰ)에서 수득한 트랜스-4-(4-시아노페닐)사이클로헥실펜틸알데하이드(20.0g, 0.074몰), 트리페닐포스핀(23.5g, 0.090몰), 나트륨 클로로디플루오로아세테이트(22.7g, 0.149몰) 및 디메틸포름아미드(70㎖)를 질소 기류하에 약 90℃에서 3시간 동안 교반하면서 가열하고, 반응 용액을 실온으로 냉각시킨 다음, 톨루엔(200㎖)과 물(200㎖)을 용액에 가하고, 생성된 톨루엔 용액을 물(200㎖)로 3회 세척한 다음, 분리하고, 무수 황산나트륨으로 건조시킨 다음, 건조제를 제거하고, 톨루엔을 증류시킨 다음, 용출제로서 헵탄을 사용하여 실리카겔 컬럼 크로마토그래피에 따라 정제하고, 헵탄을 증류시킨 다음, 생성된 잔사를 에탄올로부터 반복하여 재결정화하고, 건조시켜 목적하는 화합물(15.4g, 0.051몰)을 수득한다. 이 화합물의 CN점은 19.6℃이고, NI점은 34.7℃이다.
실시예 6
(용도 실시예 1)
Figure kpo00009
Figure kpo00010
로 이루어진 액정 조성물 A의 NI점은 72.0℃이고, 20℃에서 점도 η20은 27.5cp이며, △ε는 11.0(ε″=15.7, ε⊥=4.7)이다. 조성물을 두께가 9㎛인 TN셀 속에 충전시킨다. 생성된 액정 조성물의 역치전압은 1.83V이고, 포화전압은 2.79V이다. 실시예 1에서 수득한 트랜스-1-(2,2-디플루오로-1-에테닐)-4-(4-시아노페닐)사이클로헥산(15중량부)을 액정 조성물 A(85중량부)에 가할 경우, 생성된 액정 조성물의 NI점은 64.7℃이고(즉, 많이 저하되지는 않았고), 점도 η20은 26.6cp이며(즉, 감소되었고), △ε는 10.3이고(ε″=15.1, ε⊥=4.8)(즉, 어느 정도 저하되었으며), △n은 0.14(ne=1.63, no=1.49) (즉, 변화가 없다)이다. 조성물을 상기한 바와 같이 두께가 9㎛인 TN셀에 충전시키는 경우, 역치전압은 1.71V로, 포화 전압은 2.69V로 저하되었다.
실시예 7
(용도 실시예 3)
실시예 2에서 수득한 트랜스-1-(3,3-디플루오로-2-프로페닐)-4-(4-시아노페닐)사이클로헥산(15중량부)을 용도 실시예 1에 기재한 액정 조성물 A(85중량부)에 가할 경우, 생성된 액정 조성물의 NI점은 55.6℃이고, η20은 30.0cp이며, △ε는 10.0(ε″=15.0, ε⊥=5.0)이고, △n은 0.13(ne=1.62, no=1.49)이다. 액정 조성물을 상기한 바와 같이 두께가 9㎛인 TN셀에 충전시키는 경우, 역치전압은 1.53V로, 포화 전압은 2.41V로 저하되었다.
실시예 8
(용도 실시예 3)
실시예 3에서 수득한 트랜스-1-(4,4-디플루오로-2-부테닐)-4-(4-시아노페닐)사이클로헥산(15중량부)을 용도 실시예 1에 기재한 액정 조성물 A(85중량부)에 가할 경우, 생성된 액정 조성물의 NI점은 66.6℃이고, η20은 23.9, 즉 저하되었으며, △ε는 10.7(ε″=1.56, ε⊥=4.9)이고, △n은 0.13(ne=1.62, no=1.49)이다. 액정 조성물을 상기한 바와 같이 두께가 9㎛인 TN셀에 충전시키는 경우, 역치전압은 1.69V로, 포화전압은 2.74V로 저하되었다.
상기에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 일반식(Ⅰ)의 화합물을 액정 조성물의 성분으로서 사용하는 경우, 구동전압이 낮은 TN방식 디스플레이 소자를 얻는다.

Claims (2)

  1. 하기 일반식(Ⅰ)의 화합물,
    Figure kpo00011
    상기 식에서, n은 0 내지 4의 정수이다.
  2. 제 1 항에 있어서, 청구한 일반식(Ⅰ)의 화합물을 포함함을 특징으로 하는 액정 조성물.
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