KR101113901B1 - 신규한 피란 유도체, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 액정 조성물 및 액정 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적절한 범위의 굴절 이방성(광학 이방성) 및 액정 전이 온도와 우수한 유전 이방성을 나타낼 뿐 아니라, 다양한 액정 화합물과의 상용성이 우수하여 액정 표시 장치의 액정층 형성을 위해 바람직하게 사용될 수 있는 피란 유도체, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 액정 조성물 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
상기 피란 유도체는 하기 일반식 1으로 표시된다.
[일반식 1]
상기 식에서, R, 환 A 내지 C, Z1 내지 Z3, L1 내지 L4, j, k, l 및 m은 명세서에 정의된 바와 같다.
피란, 액정 조성물, 액정 표시 장치, 굴절 이방성, 액정 전이 온도, 유전 이방성
Description
본 발명은 신규한 피란 유도체, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 액정 조성물 및 액정 표시 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 적절한 범위의 굴절 이방성(광학 이방성) 및 액정 전이 온도와 우수한 유전 이방성을 나타낼 뿐 아니라, 다양한 액정 화합물과의 상용성이 우수하여 액정 표시 장치의 액정층 형성을 위해 바람직하게 사용될 수 있는 피란 유도체, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 액정 조성물 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
굴절 이방성 (Δn)과 유전 이방성 (Δε) 등의 특성을 갖는 액정 화합물들은 시계, 노트북, 핸드폰, 텔레비전 및 모니터 등에 적용되는 각종 액정 표시 장치에 광범위하게 이용되고 있으며, 이에 대한 수요가 매년 급증하고 있다. 이러한 액정 표시 장치에 사용되는 액정 화합물들은 네마틱 액정상, 스메틱 액정상 및 콜레스테릭 액정상을 포함하는데, 주로 네마틱 액정상이 가장 광범위하게 사용되고 있으며, 단일한 액정 화합물로서 사용되기 보다는 여러 액정 화합물을 혼합해 사용하여 다 양한 액정 표시 장치에 적용되기 위해 요구되는 물성을 충족시키고 있다.
보다 구체적으로, 이들 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물은 수분, 빛, 열, 공기 및 전기장 등에 대하여 안정적이어야 하며, 사용되는 환경 하에서 서로 화학적으로 안정적이어야 하고, 서로 다른 액정 화합물들 간에 우수한 상용성을 나타낼 필요가 있다.
또한, 액정 화합물이 액정 표시 장치에 적용되기 위해서는 광범위한 액정상 온도 범위, 적절한 범위의 굴절 이방성 (Δn)값과 유전 이방성 (Δε)값, 점도 및 전도도 등의 물성이 적절히 조화를 이루어야 하며, 특히, 액정 표시 장치의 형태에 따라 그 요구 물성 또한 다양하므로, 여러 액정 화합물들이 잘 혼합되어 각 액정 표시 장치의 형태에 따른 다양한 물성을 충족시킬 수 있는 신규 액정 화합물이 계속적으로 요구되고 있다.
이에 본 발명은 적절한 범위의 광학 이방성 및 액정 전이 온도와 우수한 유전 이방성을 나타낼 뿐 아니라 다양한 액정 화합물과의 상용성이 우수하여, 다양한 액정 표시 장치의 액정층 형성을 위해 바람직하게 적용될 수 있는 신규한 피란 유도체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 또한, 상기 피란 유도체의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 피란 유도체를 포함하는 액정 조성물 및 액정 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 하기 일반식 1의 피란 유도체를 제공한다:
[일반식 1]
상기 식에서, R은 H, C1 ~ C15 알킬기, C2 ~ C15 알케닐기 또는 R1O-의 알콕시기이고; R1은 H, C1 ~ C15 알킬기 또는 C2 ~ C15 알케닐기이고; 환 C는 
또는 
이고; 환 A 및 B는 각각 독립적으로 
, 
또는 
이고; Y1은 H, F, Cl, CN 또는 CF3 이고; Y2는 F, Cl, CN 또는 CF3 이고; a1 및 a2는 각각 독립적으로 O 또는 N이고; Z1, Z2 및 Z3는 각각 독립적으로 -(CH2)n- (n은 0 또는 2), -C≡C-, -C(=O)O-, -OC(=O)-, -CF2O-, -OCF2 -, -OC(=O)O-, -CH2O-, -CH2C(=O)-, -OCH2 - 또는 -C(=O)CH2- 이고; X는 Cl, F, CF3, OCF3, OCHF2, CHF2, CH2F, OCF2CHF2 또는 OCF2CHFCH3 이고; L1 내지 L8은 각각 독립적으로 H 또는 F이고; j, k, l, m은 0, 1 또는 2이다.
본 발명은 또한, 일반식 2의 화합물을 고리화하여 일반식 3의 화합물을 형성하는 단계; 및 일반식 3의 화합물로부터 일반식 1의 피란 유도체를 형성하는 단계를 포함하는 피란 유도체의 제조 방법을 제공한다:
[일반식 2]
[일반식 3] 
[일반식 1]
상기 식에서, R, 환 A 내지 C, Z1 내지 Z3, L1 내지 L4, j, k, l 및 m은 상기에서 정의된 바와 같다.
또한, 본 발명은 상기 피란 유도체를 1종 이상 포함하는 액정 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 액정 조성물을 포함한 액정층을 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 구체적인 구현예에 따른 피란 유도체, 이의 제조 방법, 이를 포함하는 액정 조성물 및 액정 표시 장치에 대하여 상술하기로 한다.
발명의 일 구현예에 따라, 하기 화학식 1의 피란 유도체가 제공된다:
[일반식 1]
상기 식에서, R은 H, C1 ~ C15 알킬기, C2 ~ C15 알케닐기 또는 R1O-의 알콕시기이고; R1은 H, C1 ~ C15 알킬기 또는 C2 ~ C15 알케닐기이고; 환 C는 
또는 
이고; 환 A 및 B는 각각 독립적으로 
, 
또는 
이고; Y1은 H, F, Cl, CN 또는 CF3 이고; Y2는 F, Cl, CN 또는 CF3 이고; a1 및 a2는 각각 독립적으로 O 또는 N이고; Z1, Z2 및 Z3는 각각 독립적으로 -(CH2)n- (n은 0 또는 2), -C≡C-, -C(=O)O-, -OC(=O)-, -CF2O-, -OCF2-, -OC(=O)O-, -CH2O-, -CH2C(=O)-, -OCH2 - 또는 -C(=O)CH2- 이고; X는 Cl, F, CF3, OCF3, OCHF2, CHF2, CH2F, OCF2CHF2 또는 OCF2CHFCH3 이고; L1 내지 L8은 각각 독립적으로 H 또는 F이고; j, k, l, m은 0, 1 또는 2이다.
본 발명자들의 실험 결과, 이러한 피란 유도체는 적절한 범위의 굴절 이방성(광학 이방성) 및 액정 전이 온도와 우수한 유전 이방성(높은 포지티브 유전 이방성) 등을 나타내어 액정 표시 장치의 액정층을 형성하기 위한 액정 화합물로서 바람직하게 사용될 수 있음이 밝혀졌다.
특히, 상기 피란 유도체는 적절한 광학 이방성 및 높은 포지티브 유전 이방성과 함께 넓은 온도 범위의 네마틱 액정성을 나타내고, 이들 상호간 또는 다른 액정 화합물과의 우수한 상용성을 나타냄에 따라, 액정 화합물들끼리 혼합되어 다양한 액정 표시 장치에서 요구되는 여러 물성을 충족시킬 수 있다.
따라서, 이러한 피란 유도체를 사용하여 다양한 액정 표시 장치에 적용 가능하고 넓은 온도 범위의 네마틱 액정상, 적절한 광학 이방성 및 낮은 역치 전압을 가지는 액정 조성물을 제공할 수 있고, 이러한 액정 조성물을 이용해 짧은 응답시간, 낮은 소비전력, 큰 콘트라스트 및 높은 전압 유지율을 갖는 다양한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
한편, 상기 발명의 일 구현예에 따른 피란 유도체에서, R 또는 R1의 C2 ~ C15 알케닐기는 통상적으로 알려진 임의의 C2 ~ C5 알케닐기, 예를 들어, -CH=CH2, -CH=CHCH3 (E,Z), -CH2CH=CH2, -CH=CHCH2CH3 (E,Z), -CH2CH=CHCH3 (E,Z), -CH2CH2CH=CH2, -CH=CHCH2CH2CH3 (E,Z), -CH2CH=CHCH2CH3 (E,Z), -CH2CH2CH=CHCH3 (E,Z) 또는 -CH2CH2CH2CH=CH2로 될 수 있다.
또한, 상기 피란 유도체에서, 환 A 또는 환 B가 1,4-사이클로헥실(
)로 되거나, 환 C가 2,5-테트라하이드로피란(
)으로 되는 경우, 상기 1,4-사이클로헥실 또는 2,5-테트라하이드로피란은 트랜스 입체 이성체의 형태를 띄게 됨이 바람직하다. 그리고, 이러한 환 C의 2,5-테트라하이드로피란에 하나의 불소만이 치환되어 있는 경우에는(즉, Y1이 불소가 아닌 경우에는), 이러한 하나의 불소가 수평 자리(equatorial position)에 결합되어 있는 것이 바람직하다.
상기 피란 유도체가 이러한 화학 구조를 가짐에 따라, 이러한 피란 유도체에 요구되는 물성, 예를 들어, 적절한 범위의 광학 이방성 및 액정 전이 온도와 높은 포지티브 유전 이방성 등이 보다 최적화되어 액정 표시 장치의 액정 화합물로서 보다 바람직하게 사용될 수 있다.
상술한 일반식 1의 피란 유도체의 구체적인 예로는 하기 화학식 1 내지 52의 화합물을 들 수 있으며, 이들 화학식 1 내지 52의 화합물을 액정 표시 장치의 액정 화합물로서 바람직하게 사용할 수 있다:
[화학식 1] [화학식 2] [화학식 3]
[화학식 4] [화학식 5] [화학식 6]
[화학식 7] [화학식 8] [화학식 9]
[화학식 10] [화학식 11] [화학식 12]
[화학식 13] [화학식 14] [화학식 15]
[화학식 16] [화학식 17] [화학식 18]
[화학식 19] [화학식 20] [화학식 21]
[화학식 22] [화학식 23] [화학식 24]
[화학식 25] [화학식 26] [화학식 27]
[화학식 28] [화학식 29] [화학식 30]
[화학식 31] [화학식 32] [화학식 33]
[화학식 34] [화학식 35] [화학식 36]
[화학식 37] [화학식 38] [화학식 39]
[화학식 40] [화학식 41] [화학식 42]
[화학식 43] [화학식 44] [화학식 45]
[화학식 46] [화학식 47] [화학식 48]
[화학식 49] [화학식 50] [화학식 51]
[화학식 52]
다만, 이들 화학식 1 내지 52의 화합물 이외에도, 일반식 1의 범주에 속하는 다양한 피란 유도체들이 여러 가지 액정 표시 장치의 액정층을 형성하기 위한 액정 화합물로서 바람직하게 사용될 수 있음은 물론이다.
한편, 발명의 다른 구현예에 따라, 상술한 일반식 1의 피란 유도체의 제조 방법이 제공된다. 이러한 제조 방법은 일반식 2의 화합물을 고리화하여 일반식 3의 화합물을 형성하는 단계; 및 일반식 3의 화합물로부터 상술한 일반식 1의 피란 유도체를 형성하는 단계를 포함한다:
[일반식 2]
[일반식 3] 
상기 식에서, R, 환 A 내지 C, Z1 내지 Z3, L1 내지 L4, j, k, l 및 m은 상기에서 정의된 바와 같다.
이러한 제조 방법에서, 상기 일반식 2의 화합물은 후술하는 실시예에 기재되 바와 같이 공지된 화합물로부터 당업자에게 자명하게 알려진 방법으로 제조될 수 있다.
또한, 상기 제조 방법에서는, 상기 일반식 2의 화합물을 고리화하여 일반식 3의 화합물을 형성하게 되는데, 이러한 고리화 반응은 통상적인 반응 조건에 따라 NaHMDS (sodium hexamethyldisilazide) 등의 염기의 존재 하에 진행될 수 있고, THF 등의 유기 용매 내에서 진행될 수 있다.
그리고, 상기 일반식 3의 화합물을 형성한 후에는, 이에 Y1 및 불소의 치환기 또는 Y2의 치환기를 도입하여 상술한 일반식 1의 피란 유도체를 제조하며, 이러한 치환기의 도입 공정은 각 치환기의 종류에 따른 통상적인 반응 조건 및 방법에 따른다.
예를 들어, 상기 일반식 1의 피란 유도체를 형성하는 단계에서는, 일반식 3 의 화합물을 불소화하여 상기 일반식 1의 범주에 속하는 하기 일반식 4의 화합물을 형성할 수 있다:
[일반식 4]
상기 식에서, R, 환 A 내지 C, Z1 내지 Z3, L1 내지 L4, j, k, l 및 m은 상기에서 정의된 바와 같다.
보다 구체적으로, 이러한 불소화를 위해서, 상기 일반식 3의 화합물에 대해 하이드로보레이션 및 산화 반응을 진행해 하기 일반식 7의 화합물을 진행한 후, 이를 불소화하여 상기 일반식 4의 화합물을 형성할 수 있으며, 상기 하이드로보레이션, 산화 및 불소화 반응 조건은 후술하는 실시예에 기재된 바와 유사한 통상적인 반응 조건에 따른다:
[일반식 7]
상기 식에서, R, 환 A 내지 C, Z1 내지 Z3, L1 내지 L4, j, k, l 및 m은 상기에서 정의된 바와 같다.
한편, 상기 일반식 1의 피란 유도체를 형성하는 단계는, 상기 일반식 4의 화합물을 형성한 후에, 이를 탈불소화하여 하기 일반식 5의 화합물을 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다:
[일반식 5]
상기 식에서, R, 환 A 내지 C, Z1 내지 Z3, L1 내지 L4, j, k, l 및 m은 상기에서 정의된 바와 같다.
또한, 상기 일반식 1의 피란 유도체를 형성하는 단계는, 상기 일반식 5의 화합물을 형성한 후에, 이를 수소화(환원)하여 하기 일반식 6의 화합물을 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다:
[일반식 6]
상기 식에서, R, 환 A 내지 C, Z1 내지 Z3, L1 내지 L4, j, k, l 및 m은 상기에서 정의된 바와 같다.
이러한 과정을 통해, 상기 일반식 1의 범주에 속하는 여러 가지 화합물, 예 를 들어, 상기 일반식 5 또는 6의 화합물을 형성할 수 있고, 이러한 반응 공정 또한 각각의 반응에 따른 통상적인 반응 조건 및 방법에 따른다.
이상에서 설명한 방법을 통하여, 상기 일반식 1의 범주에 속하는 다양한 피란 유도체를 제조할 수 있으며, 이외에도, Y1 및 Y2의 치환기의 종류에 따라 상기 일반식 3 내지 7의 화합물에 대해 통상적인 치환기 도입 반응을 진행하여 상기 일반식 1의 피란 유도체를 제조할 수 있다.
한편, 발명의 또 다른 구현예에 따라, 상술한 일반식 1의 피란 유도체를 1종 이상 포함하는 액정 조성물이 제공된다. 이러한 액정 조성물은 적절한 범위의 광학 이방성 및 액정 전이 온도와 높은 포지티브 유전 이방성을 나타내는 액정 화합물을 포함하므로, 액정 표시 장치의 액정층을 형성하기 위한 액정 조성물, 예를 들어, 네마틱(nematic) 액정 조성물로서 바람직하게 적용될 수 있다.
특히, 상기 액정 조성물은 상기 일반식 1의 피란 유도체를 포함한 액정 화합물을 1종 이상 포함하여 다양한 액정 표시 장치에서 요구되는 여러 물성을 충족시킬 수 있어 다양한 액정 표시 장치의 액정층 형성을 위해 적용 가능하며, 이를 위해 바람직한 물성, 예를 들어, 넓은 온도 범위의 네마틱 액정상, 적절한 광학 이방성 및 낮은 역치 전압 등을 나타낼수 있다.
따라서, 이러한 액정 조성물을 이용해 짧은 응답시간, 낮은 소비전력, 큰 콘트라스트 및 높은 전압 유지율을 갖는 다양한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
한편, 이러한 액정 조성물은 상기 일반식 1의 피란 유도체를 2종 이상 포함 하거나, 상기 일반식 1의 피란 유도체의 1종 이상과 본 발명 이전부터 통상적으로 사용되던 액정 화합물의 1종 이상을 함께 포함할 수 있다. 이때, 상기 액정 조성물은 이들 2종 이상의 액정 화합물 중 상기 일반식 1의 피란 유도체의 각각을 전체 액정 조성물의 중량에 대해 1 내지 50 중량%의 함량으로 포함할 수 있다.
이로서, 다양한 액정 표시 장치에서 요구되는 여러 가지 물성이 적절한 범위로 조절된 액정 조성물을 용이하게 제공할 수 있다.
또한, 상기 액정 조성물은 상술한 일반식 1에서 환 A 또는 환 B가 1,4-사이클로헥실(
)이거나 환 C가 2,5-테트라하이드로피란(
)으로 되는 피란 유도체를 1종 이상 포함할 수 있는데, 이러한 피란 유도체는 상기 1,4-사이클로헥실 또는 2,5-테트라하이드로피란이 트랜스 입체 이성체의 형태를 띄는 화합물 : 시스 입체 이성체의 형태를 띄는 화합물을 85 : 15 이상, 바람직하게는 95 : 5 이상, 가장 바람직하게는 100 : 0의 몰비로 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 이러한 피란 유도체에서 환 C의 2,5-테트라하이드로피란에 하나의 불소만이 치환되어 있는 경우에는(즉, Y1이 불소가 아닌 경우에는), 이러한 하나의 불소가 수평 자리(equatorial position)에 결합되어 있는 것이 바람직하다.
상기 액정 조성물이 이러한 입체 이성체 형태의 피란 유도체를 포함함에 따라, 액정 조성물의 제반 물성, 예를 들어, 적절한 범위의 광학 이방성 및 액정 전이 온도와 높은 포지티브 유전 이방성 등이 보다 최적화되어 액정 표시 장치의 액 정층 형성을 위해 보다 바람직하게 사용될 수 있다.
상술한 액정 조성물은 일반식 1의 피란 유도체의 1종 이상 이외에도, 이전부터 알려진 액정 화합물의 1종 이상을 함께 포함할 수 있음은 상술한 바와 같으며, 이때의 각 액정 화합물의 조성비는 적용하고자 하는 액정 표시 장치의 종류나 액정 조성무에 요구되는 물성 등을 고려하여 당업자가 자명하게 결정할 수 있다.
또한, 상기 액정 조성물은 필요에 따라 적절한 첨가제를 사용할 수 있는데, 이러한 첨가제는 이전부터 액정 표시 장치의 액정층 형성을 위한 액정 조성물에 사용 가능한 것으로 자명하게 알려져 있다. 예를 들어, 상기 액정 조성물은 "H. Kelker / R. Hatz, Handbook of Liquid Crystals, Verlag Chemie, Weinheim, 1980"에 기재된 임의의 첨가제를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 액정 조성물은 네마틱 액정상의 유전 이방성, 점도 및/또는 배열 방향을 변형하기 위한 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 액정의 나선 구조 및 역방향 뒤틀림을 억제하는 카이럴 도펀드를 포함하거나, 2색성 색소를 포함할 수도 있다.
한편, 발명의 또 다른 구현예에 따라, 상술한 액정 조성물을 포함한 액정층을 포함하는 액정 표시 장치가 제공된다.
이러한 액정 표시 장치는 현재까지 알려진 임의의 형태의 액정 표시 장치로 될 수 있고, 예를 들어, 단순 매트릭스형 (simple matrix type) 트위스트 네마틱 방식 액정 표시 장치, 단순 매트릭스형 수퍼트위스트 네마틱 방식 액정 표시 장치, 능동형 TFT 방식 액정 표시 장치, 능동형 MIM 방식 액정 표시 장치, 능동형 IPS 방 식의 액정 표시 장치 등으로 될 수 있다.
또한, 상기 액정 표시 장치는 이미 상술한 바와 같은 액정 조성물을 이용하여 당업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 액정 조성물을 적절한 온도에서 용해시킨 후, 이를 액정 표시 장치의 액정층이 형성될 위치에 투입함으로서 상기 액정 표시 장치가 제조될 수 있다. 이때, 적절한 첨가제를 사용하면, 상기 액정 조성물을 사용해 임의의 액정 표시 장치의 액정층을 형성할 수 있게 되다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 적절한 범위의 광학 이방성 및 액정 전이 온도와 높은 포지티브 유전 이방성 등을 나타내어 액정 표시 장치의 액정층을 형성하기 위한 액정 화합물로서 바람직하게 사용될 수 있는 신규한 피란 유도체, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 액정 조성물이 제공되다.
특히, 이러한 피란 유도체 및 이를 포함하는 액정 조성물은 적절한 광학 이방성 및 높은 포지티브 유전 이방성과 함께 넓은 온도 범위의 네마틱 액정성을 나타내고, 이들 상호간 또는 다른 액정 화합물과의 우수한 상용성을 나타냄에 따라, 다양한 액정 표시 장치에서 요구되는 여러 물성을 충족시키고 다양한 액정 표시 장치의 액정층 형성을 위해 적용될 수 있다. .
따라서, 이러한 피란 유도체 및 액정 조성물을 사용하여 짧은 응답시간, 낮은 소비전력, 큰 콘트라스트 및 높은 전압 유지율을 갖는 다양한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 본 발명의 예시로 제시되 것에 불과하며 이에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되지는 않는다.
[실시예 1] 액정 화합물(화합물 1-14)의 합성
(제1단계)
10.0g의 4-n-프로필아세토페논(propylacetophenone, 화합물 1-1), 3.95g의 황 및 0.74g의 몰폴린(morpholine)을 플라스크에 넣고, 이 혼합물을 110℃에서 12시간 동안 반응시켰다. 이후 반응 혼합물의 온도를 상온으로 낮추고 30mL MeOH에 부었다. 이렇게 준비된 용액을 0℃로 온도 유지하여 고체를 침전시키고, 이렇게 침 전된 고체를 거르고, 걸러진 고체를 차가운 MeOH로 씻어주었다. MeOH를 건조시켜 화합물 1-2를 얻었다. 500MHz 1H-NMR(CDCl3) δ(ppm) : 0.92 (t, 3H), 1.61 (sex, 2H), 2.56 (t, 2H), 3.39 (m, 2H), 3.63 (m, 2H), 3.74 (m, 2H), 4.32 (s, 2H), 4.35 (m, 2H), 7.12 (d, 2H), 7.21 (d, 2H).
(제2단계)
화합물 1-2에 42.0g의 50% KOH 수용액과 72mL EtOH을 첨가한 혼합 용액을 6시간 동안 가열 환류하였다. 반응 용액에서 65Ml의 EtOH을 제거하고, 용액의 온도를 0℃로 낮추어 생성되는 고체를 걸러 제거하였다. 고체를 제거한 용액에 염산을 첨가하여 pH를 1로 조정하였다. 생성된 고체를 거르고, 냉수로 씻어준 다음 건조시켜 화합물 1-3을 얻었다. 500MHz 1H-NMR(CDCl3) δ(ppm) : 0.94 (t, 3H), 1.62 (sex, 2H), 2.56 (t, 2H), 3.60 (s, 2H), 7.13 (d, 2H), 7.18 (d, 2H).
(제3단계)
화합물 1-3을 17mL의 EtOH 및 5mL 벤젠에 녹인 용액에 3.52g p-TsOH를 첨가하였다. 이 혼합 용액을 담은 플라스크에 vigreux 컬럼을 장착하여 물이 제거될 때까지 혼합 용액을 끓였다. 이후 벤젠과 일부 EtOH를 증류 제거한 다음, 반응 용액을 일정시간 다시 가열 환류하였다. 반응 용액에 차콜(charcoal)을 섞어 거르고, 걸러진 용액을 농축시켰다. 실리카 겔 컬럼크로마토그래피를 이용하여 화합물 1-4를 분리했다. 500MHz 1H-NMR(CDCl3) δ(ppm) : 0.94 (t, 3H), 1.25(t, 3H), 1.61 (sex, 2H), 2.56 (t, 2H), 3.58 (s, 2H), 4.14(q, 2H), 7.13 (d, 2H), 7.19 (d, 2H).
(제4단계)
36.97mL nBuLi(2.5M in hexane)와 50mL 무수 THF를 혼합한 용액을 0℃로 온도를 낮추고, 이 혼합 용액에 16.19mL의 디이소프로필아민을 천천히 첨가하고 0℃를 유지하면서 15분간 더 반응시켰다. 이렇게 준비된 혼합 용액의 온도를 -78℃로 낮추고, 화합물 1-4의 15.89g을 첨가한 후 30분간 반응시켰다. 용액 온도를 -78℃로 계속 유지한 상태로 THP-보호된 브로모에탄올의 17.72g을 15mL 헥사메틸포스포아미드(HMPA)에 녹인 용액을 천천히 첨가하였다. 이렇게 준비된 반응 용액을 -78℃에서 10분간 더 반응시킨 다음, 상온으로 승온하여 20시간 동안 반응시켰다. 반응 용액에 얼음물을 첨가하여 반응을 종료시키고, 에테르를 이용하여 물 층을 추출했다. 증류수와 포화식염수로 유기층을 씻어주고 MgSO4를 이용하여 건조하였다. 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 화합물 1-5를 얻었다. 500MHz 1H-NMR(CDCl3) δ(ppm) : 0.93 (t, 3H), 1.22(t, 3H), 1.50~1.71 (m, 7H), 1.81 (m, 1H), 2.01 (sep, 1H), 2.35(sex, 1H), 2.55 (t, 2H), 3.23~3.37 (m, 1H), 3.45 (m, 1H), 3.67~3.84 (m, 3H), 4.05~4.15 (m, 2H), 4.48~4.55 (m, 1H), 7.12 (d, 2H), 7.21 (d, 2H).
(제5단계)
LAH 2.17g을 무수 디에틸에테르와 혼합한 용액을 0℃로 온도를 낮추고, 이 용액에 15.93g의 화합물 1-5를 무수 에테르에 녹인 용액을 첨가하였다. 반응 용액을 2시간 동안 가열 환류하고, 반응 용액을 0℃로 다시 낮춘 다음, 물 2mL, 15% NaOH 4mL 및 물 6mL를 차례로 첨가하여 반응을 종료시킨 후, 에테르를 이용하여 물 층을 추출했다. 추출된 유기층을 NH4Cl 포화 수용액으로 씻고 MgSO4로 건조한 다음 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 화합물 1-6을 얻었다. 500MHz 1H-NMR(CDCl3) δ(ppm) : 0.94 (t, 3H), 1.50~2.07 (m, 10H), 2.57 (t, 2H), 2.95 (m, 1H), 3.28~3.40 (m, 1H), 3.46 (m, 1H), 3.67~3.72 (m, 4H), 4.49~4.57 (m, 1H), 7.13 (s, 4H).
(제6단계)
화합물 1-6의 12.78g을 무수 THF에 녹인 용액에 피리딘 24.74mL를 첨가하고, 이어서 무수 아세트산 12.39mL를 첨가하여 3시간 동안 반응을 진행시켰다. 반응 용액을 에테르로 희석시킨 후, 0℃로 온도를 낮추고 1N HCl을 첨가하였다. 에테르를 이용하여 추출하고, 추출된 유기층을 물, NaHCO3 수용액 그리고 포화 식염수를 이용 하여 차례로 씻어주고, MgSO4로 건조한 다음 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 화합물 1-7을 얻었다. 500MHz 1H-NMR(CDCl3) δ(ppm) : 0.93 (t, 3H), 1.48~1.89 (m, 9H), 2.00 (s, 3H), 2.06 (m, 1H), 2.55 (t, 2H), 3.07 (m, 1H), 3.21~3.29 (m, 1H), 3.41 (m, 1H), 3.61~3.68 (m, 2H), 4.19 (m, 2H), 4.22~4.52 (m, 1H), 7.10 (s, 4H).
(제7단계)
PPh3 23.62g을 DCM에 녹인 용액을 -15℃로 온도를 낮추고, 이 용액에 브롬(Br2) 4.61mL를 첨가하였다. 이어서 혼합용액에 화합물 1-7의 13.69g을 디클로로메탄(DCM)에 녹인 용액을 첨가하고 상온에서 20시간 동안 반응시켰다. 반응용액을 증류수와 포화 식염수로 씻고 MgSO4로 건조하였다. 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 화합물 1-8을 얻었다. 500MHz 1H-NMR(CDCl3) δ(ppm) : 0.94 (t, 3H), 1.62 (sex, 2H), 2.03 (s, 3H), 2.16 (m, 1H), 2.28 (m, 1H), 2.56 (t, 2H), 3.14 (m, 2H), 3.33 (m, 1H), 4.17 (m, 1H), 4.23 (m, 1H), 7.12 (m, 4H).
(제8단계)
PPh3 9.92g과 화합물 1-8의 9.87g을 섞고 이 혼합물을 110℃로 가열하여 24 시간 동안 반응시켰다. 반응 혼합물을 MeOH 100mL에 녹이고, 이 용액에 0.26g K2CO3를 물 10mL에 녹인 용액을 첨가하여 20시간 동안 반응시켰다. 용매를 제거하고 컬럼 크로마토크래피(에틸아세테이트/MeOH)를 이용하여 화합물 1-9를 분리하였다. 500MHz 1H-NMR(CDCl3) δ(ppm) : 0.93 (t, 3H), 1.60 (sex, 2H), 1.97 (m, 1H), 2.34 (m, 1H), 2.54 (t, 2H), 3.30 (m, 1H), 3.45 (m, 1H), 3.89 (m, 3H), 4.47 (br, 1H), 7.04 (d, 2H), 7.07 (d, 2H), 7.63~7.78 (m, 15H).
(제9단계)
화합물 1-9의 15.93g을 DCM에 녹인 용액에 피리딘 3.62mL를 첨가하였다. 이 용액의 온도를 0℃로 낮추고, 3,4,5-트리플루오로벤조일 클로라이드 4.30mL를 첨가하였다. 용매를 제거하고 컬럼 크로마토크래피(ethyl acetate/MeOH)를 이용하여 화합물 1-10을 분리하였다. 500MHz 1H-NMR(CDCl3) δ(ppm) : 0.91 (t, 3H), 1.62 (sex, 2H), 1.78 (m, 1H), 2.23 (m, 1H), 2.54 (t, 2H), 3.02 (m, 1H), 3.84 (m, 1H), 4.42 (m, 1H), 4.48 (m, 1H), 4.83 (m, 1H), 7.10 (d, 2H), 7.16 (d, 2H), 7.50 (m, 2H), 7.65 (m, 6H), 7.78 (m, 9H).
(제10단계)
화합물 1-10 10.0g을 무수 THF에 녹인 용액을 -78℃로 온도를 낮추고, NaHMDS(1.0M in THF) 28.9mL를 첨가하였다. 반응 용액을 40℃로 3시간 동안 반응시킨 후, 상온에서 18시간 동안 반응을 더 진행시켰다. 반응 용액의 온도를 0℃로 낮추고, NH4Cl 수용액으로 반응을 종료시켰다. 에테르를 이용하여 물 층을 추출하고 NH4Cl 포화 수용액과 포화 식염수로 유기층을 차례로 씻고 MgSO4로 건조한 다음 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 화합물 1-11을 얻었다. 500MHz 1H-NMR(CDCl3) δ(ppm) : 0.95 (t, 3H), 1.62 (sex, 2H), 2.46 (m, 2H), 2.58 (t, 2H), 3.10 (m, 1H), 3.97 (t, 1H), 4.34 (m, 1H), 5.46 (m, 1H), 7.12~7.21 (m, 6H).
(제11단계)
화합물 1-11 2.0g을 무수 THF에 녹인 용액을 0℃로 온도를 낮추고, 보레인 . THF(1.0M in THF) 7.22mL를 첨가하였다. 반응 용액을 2시간 동안 가열 환류하고, 상온으로 낮추었다. 이 용액에 얼음물을 첨가하고, 물 층을 에테르로 추출하였다. 추출된 유기층을 MgSO4로 건조하고 농축시켰다. 이렇게 얻은 화합물을 다시 DCM에 녹이고, 0.1g 4Å 분자체(molecular sieves)와 4.54g 피리디늄 클로로 크로메이트(PCC)를 첨가하였다. 혼합용액을 4시간 동안 가열 환류하고, 상온으로 식혔다. 반응 용액을 셀라이트(celite)로 거르고, 고체를 거른 용액을 포화 식염수로 씻어주었다. 씻어준 포화 식염수용액을 다시 DCM을 이용해 추출하고, 포화 식염수로 씻어주었던 유기 층과 추출된 DCM 용액을 합쳐 다시 물로 씻어준 다음 MgSO4로 건조하 였다. 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 화합물 1-12를 얻었다. 500MHz 1H-NMR(CDCl3) δ(ppm) : 0.94 (t, 3H), 1.60 (sex, 2H), 2.56 (t, 2H), 2.86 (m, 2H), 3.19 (m, 1H), 3.89 (m, 1H), 4.26 (m, 1H), 4.92 (s, 1H), 7.15~7.23 (m, 6H).
(제12단계)
화합물 1-12의 1.82g과 1,2-에탄디티올 0.88mL 혼합물에 보론트리플루오라이드 아세트산 0.73mL를 첨가하였다. 반응 혼합물을 상온에서 2시간 반응시키고, 에테르와 물을 차례로 첨가하여 반응을 종료시켰다. 물 층을 다시 에테르로 추출하고, 유기층을 NaHCO3 포화 수용액, 10% NaOH 수용액 및 포화 식염수로 차례로 씻고 MgSO4로 건조하였다. 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 화합물 1-13을 얻었다. 500MHz 1H-NMR(CDCl3) δ(ppm) : 0.95 (t, 3H), 1.61 (sex, 2H), 2.56 (t, 2H), 2.65~2.88 (m, 6H), 2.95 (m, 1H), 3.94 (m, 1H), 4.31 (m, 1H), 5.32 (s, 1H), 7.15~7.23 (m, 6H).
(제13단계)
1,2-디브로모-5,5-디메틸히단토인 0.35g을 무수 DCM에 녹인 용액을 -78℃로 냉각한 다음, 이 용액에 HF-피리딘(70%-30%) 1㎤를 천천히 첨가하였다. 화합물 1-13 0.5g을 무수 DCM에 녹인 용액을 앞서 준비한 혼합용액에 -78℃ ~ -60℃를 유지 하며 30분간 천천히 첨가하였다. 반응 용액 온도를 -78℃로 유지하며 30분간 더 반응시켰다. 반응 용액을 염기성 알루미나를 이용하여 거르고, 용매를 제거한 다음 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 화합물 1-14를 얻었다. 500MHz 1H-NMR(CDCl3) δ(ppm) : 0.95 (t, 3H), 1.61 (sex, 2H), 2.48 (m, 2H), 2.56 (t, 2H), 2.97 (m, 1H), 3.95 (m, 1H), 4.30 (m, 1H), 5.30 (s, 1H), 7.14~7.22 (m, 6H).
[실시예 2] 액정 화합물(화합물 1-15)의 합성
KOtBu 0.45g을 THF에 녹인 용액을 0℃로 온도를 낮추고, 화합물 1-14 1.0g을 THF에 녹인 용액을 천천히 첨가하였다. 이 반응 용액을 70℃로 온도를 높여 5시간 동안 반응시켰다. 에테르 워크-업과 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 화합물 1-15를 얻었다. 500MHz 1H-NMR(CDCl3) δ(ppm) : 0.94 (t, 3H), 1.62 (sex, 2H), 2.47 (m, 2H), 2.57 (t, 2H), 3.09 (m, 1H), 3.96 (m, 1H), 4.34 (m, 1H), 7.13~7.22 (m, 6H).
[실시예 3] 액정 화합물(화합물 1-16)의 합성
화합물 1-15 0.43g을 MeOH에 녹인 용액에 10% Pd/C 0.13g을 첨가하고, 진공 펌프와 수소 풍선을 이용하여 반응플라스크를 수소 분위기로 유지하며 20시간 동안 반응시켰다. 반응이 완결된 후 Pd/C를 걸러 제거하고 반응용액을 농축하였다. 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 화합물 1-16를 얻었다. 500MHz 1H-NMR(CDCl3) δ(ppm) : 0.94 (t, 3H), 1.61 (sex, 2H), 2.32 (m, 2H), 2.58 (t, 2H), 3.01 (m, 1H), 3.96 (t, 1H), 4.12 (m, 1H), 4.34 (m, 1H), 5.28 (m, 1H), 7.15~7.25 (m, 6H).
[실시예 4] 액정 화합물(화합물 2-13)의 합성
(제1단계)
60% NaH 5.70g을 벤젠에 넣은 혼합물에 트리에틸포스포노아세테이트 28.30mL를 50분에 걸쳐 천천히 첨가하였다. 첨가하는 도중 용액 온도가 30℃가 넘지 않도록 얼음 욕조를 사용하였다. 혼합용액을 상온에서 1시간 동안 반응시켰다. 4-n-프로필시클로헥사논(화합물 2-1) 20.0g을 40분에 걸쳐 천천히 첨가하였다. 이때 용액 의 온도가 25℃가 넘지 않도록 하였고, 이어서 반응 용액의 온도를 65℃로 올리고 30분간 더 반응시켰다. 상온으로 온도를 낮추고 에틸 아세테이트를 이용하여 추출하였다. 추출된 유기 용액을 증류수와 포화 식염수로 세척하고 MgSO4로 건조하였다. 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 화합물 2-2를 얻었다. 500MHz 1H-NMR(CDCl3) δ(ppm) : 0.89 (t, 3H), 1.07 (m, 2H), 1.18 (m, 2H), 1.27 (t, 3H), 1.32 (m, 2H), 1.49 (m, 1H), 1.88 (m, 2H), 1.95 (m, 1H), 2.16 (m, 1H), 2.26 (m, 1H), 3.73 (m, 1H), 4.12 (q, 2H), 5.60 (s, 1H).
(제2단계)
화합물 2-2 25.36g을 MeOH에 녹인 용액에 10% Pd/C 1.28g을 첨가하고, 진공 펌프와 수소 풍선을 이용하여 반응플라스크를 수소 분위기로 유지하며 20시간 동안 반응시켰다. 반응이 완결되면 Pd/C를 걸러 제거하고 반응용액을 농축하였다. 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 화합물 2-3을 얻었다. 500MHz 1H-NMR(CDCl3) δ(ppm) : 0.87 (t, 3H), 0.94 (m, 3H), 1.15 (m, 2H), 1.25 (t, 3H), 1.30 (m, 3H), 1.48 (m, 1H), 1.69~1.75 (m, 5H), 2.16 (d, 2H), 4.12 (q, 2H).
(제3단계~제12단계)
실시예 1의 (제4단계)~(제13단계)와 유사한 방법으로 화합물 2-13을 합성하 였다. 500MHz 1H-NMR(CDCl3) δ(ppm) : 0.82~0.91 (m, 5H), 1.03 (m, 2H), 1.15~1.50 (m, 7H), 1.69 (m, 1H), 1.74~2.01 (m, 4H), 2.22 (m, 1H), 3.72(m, 1H), 4.34 (m, 1H), 5.12 (m, 1H), 7.16 (m, 2H).
[실시예 5] 액정 화합물(화합물 2-14)의 합성
실시예2와 같은 방법으로 화합물 2-13으로부터 화합물 2-14를 얻었다. 500MHz 1H-NMR(CDCl3) δ(ppm) : 0.84~0.90 (m, 5H), 1.01 (m, 2H), 1.16~1.53 (m, 7H), 1.71 (m, 1H), 1.73~1.98 (m, 4H), 2.18 (m, 1H), 3.65(m, 1H), 4.29 (m, 1H), 7.17 (m, 2H).
[실시예 6] 액정 화합물(화합물 2-15)의 합성
실시예3과 같은 방법으로 화합물 2-14로부터 화합물 2-15를 얻었다. 500MHz 1H-NMR(CDCl3) δ(ppm) : 0.81~0.93 (m, 5H), 1.02 (m, 2H), 1.13~1.48 (m, 7H), 1.68 (m, 1H), 1.72~2.00 (m, 4H), 2.12 (m, 1H), 2.26 (m, 1H), 3.74(m, 1H), 4.35 (m, 1H), 5.15 (m, 1H), 7.15 (m, 2H).
[실시예 7] 대표적 액정 조성물의 예
일반식 1의 피란 유도체의 2종 이상을 혼합하여 이하의 조성물예 1 내지 7의 액정 조성물을 제조하였다. 이들 액정 조성물에 포함된 피란 유도체들을 하기 표 1의 약어표에 나타난 약어로 표시하였다.
상기 표 1에서 n은 자연수로 표시된다.
하기 일반식 1의 피란 유도체의 2종 이상이 혼합된 조성물예 1 내지 7의 액정 조성물(조성물예 1 내지 7에 포함된 피란 유도체들의 함량은 아래에 표시되 바와 같음.)의 물성을 다음과 같은 방법으로 평가하였다.
각각의 액정 조성물에 대하여, 네마틱 액정 전이 온도(Tni), 굴절 이방성(Δn) 및 유전 이방성(Δε)을 측정하였다. 먼저, 상기 액정 조성물의 유전이방성(Δε)값은 액정 셀을 제작하여 토요(Toyo)사 장비 모델 6254 기기를 이용해 25 ℃ 및 0.1 Hz에서 측정하였고, 굴절 이방성은 아베 굴절계를 이용하여 측정하였다. 또한, 네마틱 액정 전이 온도(Tni)는 DSC를 이용하여 측정하였다.
(조성물예 1)
3-PPr(F)P(F,F)-F 13%
4-PPr(F)P(F,F)-F 13%
3-PPr(2F)P(F,F)-F 13%
5-CP-F 12%
6-CP-F 9%
7-CP-F 5%
2-CCP-OCF3 5%
3-CCP-OCF3 5%
4-CCP-OCF3 5%
3-CCP(F,F)-OCF3 4%
3-CPP(F)-F 5%
5-CCP(F)-F 5%
5-CPPC-3 3%
3-CP(F)PC-3 3%
Tni = 84.4; Δn = 0.139; Δε= 27.6
(조성물예 2)
3-PPr(F)P(F,F)-F 23%
3-PPr(2F)P(F,F)-F 23%
3-CC-4 8%
3-CCP-1 6%
3-CCP(F,F)-F 6%
3-CPP(F,F)-F 13%
5-CPP(F,F)-F 10%
3-CCPP(F,F)-F 8%
3-CP(F)PC-3 3%
Tni = 87.6; Δn = 0.119; Δε= 12.5
(조성물예 3)
3-CPr(2F)P(F,F)-F 13%
4-CPr(2F)P(F,F)-F 13%
3-CPr(F)P(F,F)-F 13%
V-CC-3 22%
3-CCP(F,F)-F 8%
3-PP(F)P(F,F)-F 7%
V-CCP-3 7%
V-CCP-1 7%
5-CPPC-3 5%
3-CP(F)PC-3 5%
Tni = 100.3; Δn = 0.107; Δε= 10.8
(조성물예 4)
3-Pr(F)P(F)P(F,F)-F 6%
4-Pr(F)P(F)P(F,F)-F 6%
3-Pr(F)P(F,F)P(F,F)-F 5%
3-Pr(F)PP(F,F)-F 7%
3-CPr(2F)P(F,F)-F 10%
4-CPr(2F)P(F,F)-F 10%
5-CPr(2F)P(F,F)-F 10%
5-CP-F 12%
6-CP-F 9%
7-CP-F 5%
3-CCP(F,F)-OCF3 4%
3-CPP(F)-F 5%
5-CCP(F)-F 5%
5-CPPC-3 3%
3-CP(F)PC-3 3%
Tni = 87.5; Δn = 0.112; Δε= 8.9
(조성물예 5)
3-CPr(2F)P(F,F)-F 11%
4-CPr(2F)P(F,F)-F 11%
3-Pr(2F)P(F)P(F,F)-F 5%
3-Pr(2F)P(F,F)P(F,F)-F 5%
5-CP-F 6%
6-CP-F 6%
7-CP-F 5%
V-CCP-1 8%
V-CCP-3 9%
3-CC-3 8%
3-CC-4 8%
3-PP(F)P(F,F)-F 7%
5-CCP(F)-F 5%
5-CPPC-3 3%
3-CP(F)PC-3 3%
Tni = 86.2; Δn = 0.123; Δε= 13.2
(조성물예 6)
3-CPr(F)P(F,F)-F 10%
4-CPr(F)P(F,F)-F 10%
3-CPrP(F,F)-F 6%
2-CP-F 5%
3-CP-F 10%
3-CP-O2 14%
3-CCP-F 4%
3-CCP-1 8%
3-CCP-O1 5%
3-CCP-3 10%
2-CCP(F)-F 4%
3-CCP(F)-F 4%
5-CCP(F)-F 5%
3-CCP(F,F)-F 5%
Tni = 106.3; Δn = 0.097; Δε= 7.9
(조성물예 7)
3-CPr(F)P(F,F)-F 11%
4-CPr(F)P(F,F)-F 11%
3-PPr(2F)P(F,F)-F 11%
3-Pr(2F)P(F)P(F,F)-F 9%
7-CP(F,F)-F 3%
3-CC-4 10%
3-CC-5 5%
3-CP-O2 7%
3-CCP-1 7%
3-CCP-O1 5%
2-CCP(F)-F 4%
3-CPP(F)-F 5%
5-CCP(F)-F 4%
3-CCP(F,F)-F 5%
3-CP(F)PC-3 3%
Tni = 88.6; Δn = 0.127; Δε= 12.9
상기 네마틱 액정 전이 온도(Tni), 굴절 이방성(Δn) 및 유전 이방성(Δε)의 측정 결과를 참조하면, 상기 일반식 1의 피란 유도체의 2종 이상이 혼합된 조성물예 1 내지 7의 액정 조성물은 적절한 범위의 굴절 이방성 및 액정 전이 온도와 비교적 높은 포지티브 유전 이방성을 나타내어, 액정 표시 장치의 액정층 형성을 위해 바람직하게 사용될 수 있을 것으로 확인된다.
특히, 이러한 액정 조성물은 액정 화합물 상호 간에 우수한 상용성을 나타내어 전체적으로 균일하게 혼합된 상태로 우수한 물성을 나타낼 수 있고, 이에 따라, 액정 화합물을 적절히 혼합해 물성을 조절하는 것도 가능하므로, 다양한 액정 표시 장치에서 요구되는 여러 물성을 충족시키고 다양한 액정 표시 장치의 액정층 형성을 위해 적용될 수 있을 것으로 확인된다.
Claims (16)
- 하기 일반식 1의 피란 유도체:[일반식 1]상기 식에서, R은 H, C1 ~ C15 알킬기, C2 ~ C15 알케닐기 또는 R1O-의 알콕시기이고; R1은 H, C1 ~ C15 알킬기 또는 C2 ~ C15 알케닐기이고; 환 C는또는이고; 환 A 및 B는 각각 독립적으로,또는이고; Y1은 H, F, Cl, CN 또는 CF3 이고; Y2는 F, Cl, CN 또는 CF3 이고; a1 및 a2는 각각 독립적으로 O 또는 N이고; Z1, Z2 및 Z3는 각각 독립적으로 -(CH2)n- (n은 0 또는 2)이고; X는 Cl, F, CF3, OCF3, OCHF2, CHF2, CH2F, OCF2CHF2 또는 OCF2CHFCH3 이고; L1 내지 L8은 각각 독립적으로 H 또는 F이고; j, k, l, m은 0, 1 또는 2이다.
- 제 1 항에 있어서, 상기 C2 ~ C15 알케닐기는 -CH=CH2, -CH=CHCH3 (E,Z), -CH2CH=CH2, -CH=CHCH2CH3 (E,Z), -CH2CH=CHCH3 (E,Z), -CH2CH2CH=CH2, -CH=CHCH2CH2CH3 (E,Z), -CH2CH=CHCH2CH3 (E,Z), -CH2CH2CH=CHCH3 (E,Z) 또는 -CH2CH2CH2CH=CH2인 피란 유도체.
- 제 1 항에 있어서, 환 A 또는 환 B가이거나 환 C가이고, 상기 환 A 또는 환 B의이나 상기 환 C의는 트랜스 입체 이성체의 형태를 띄고 있는 피란 유도체.
- 제 1 항에 있어서, 환 C가(단, Y1은 불소가 아니다.)이고, 상기 환 C의 불소가 수평 자리(equatorial position)에 결합되어 있는 피란 유도체.
- 제 1 항에 있어서, 하기 화학식 1 내지 52의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 피란 유도체:[화학식 1] [화학식 2] [화학식 3][화학식 4] [화학식 5] [화학식 6][화학식 7] [화학식 8] [화학식 9][화학식 10] [화학식 11] [화학식 12][화학식 13] [화학식 14] [화학식 15][화학식 16] [화학식 17] [화학식 18][화학식 19] [화학식 20] [화학식 21][화학식 22] [화학식 23] [화학식 24][화학식 25] [화학식 26] [화학식 27][화학식 28] [화학식 29] [화학식 30][화학식 31] [화학식 32] [화학식 33][화학식 34] [화학식 35] [화학식 36][화학식 37] [화학식 38] [화학식 39][화학식 40] [화학식 41] [화학식 42][화학식 43] [화학식 44] [화학식 45][화학식 46] [화학식 47] [화학식 48][화학식 49] [화학식 50] [화학식 51][화학식 52]
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 액정 표시 장치의 액정층용 액정 화합물로 사용되는 피란 유도체.
- 일반식 2의 화합물을 고리화하여 일반식 3의 화합물을 형성하는 단계; 및일반식 3의 화합물로부터 일반식 1의 피란 유도체를 형성하는 단계를 포함하는 피란 유도체의 제조 방법:[일반식 2][일반식 3][일반식 1]상기 식에서, R은 H, C1 ~ C15 알킬기, C2 ~ C15 알케닐기 또는 R1O-의 알콕시기이고; R1은 H, C1 ~ C15 알킬기 또는 C2 ~ C15 알케닐기이고; 환 C는또는이고; 환 A 및 B는 각각 독립적으로,또는이고; Y1은 H, F, Cl, CN 또는 CF3 이고; Y2는 F, Cl, CN 또는 CF3 이고; a1 및 a2는 각각 독립적으로 O 또는 N이고; Z1, Z2 및 Z3는 각각 독립적으로 -(CH2)n- (n은 0 또는 2)이고; X는 Cl, F, CF3, OCF3, OCHF2, CHF2, CH2F, OCF2CHF2 또는 OCF2CHFCH3 이고; L1 내지 L8은 각각 독립적으로 H 또는 F이고; j, k, l, m은 0, 1 또는 2이다.
- 제 7 항에 있어서, 상기 피란 유도체의 형성 단계는, 상기 일반식 3의 화합물을 불소화하여 하기 일반식 4의 화합물을 형성하는 단계를 포함하는 피란 유도체의 제조 방법:[일반식 4]
- 제 8 항에 있어서, 상기 일반식 4의 화합물을 탈불소화하여 하기 일반식 5의 화합물을 형성하는 단계를 더 포함하는 피란 유도체의 제조 방법:[일반식 5]
- 제 9 항에 있어서, 상기 일반식 5의 화합물을 수소화하여 하기 일반식 6의 화합물을 형성하는 단계를 더 포함하는 피란 유도체의 제조 방법:[일반식 6]
- 제 1 항의 피란 유도체를 1종 이상 포함하는 액정 조성물.
- 제 11 항에 있어서, 상기 피란 유도체의 1종을 상기 액정 조성물 전체의 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%의 함량으로 포함하는 액정 조성물.
- 제 11 항에 있어서, 환 A 또는 환 B가이거나 환 C가인 피란 유도체를 1종 이상 포함하고, 이러한 피란 유도체는 상기 환 A 또는 환 B의이나 상기 환 C의가 트랜스 입체 이성체의 형태를 띄는 화합물 : 시스 입체 이성체의 형태를 띄는 화합물을 85 : 15 이상의 몰비로 포함하는 액정 조성물.
- 제 11 항에 있어서, 환 C가(단, Y1은 불소가 아니다.)이고, 상기 환 C의 불소가 수평 자리(equatorial position)에 결합되어 있는 피란 유도체를 1종 이상 포함하는 액정 조성물.
- 제 11 항의 액정 조성물을 포함한 액정층을 포함하는 액정 표시 장치.
- 제 15 항에 있어서, 단순 매트릭스형 트위스트 네마틱 방식 액정 표시 장치, 단순 매트릭스형 수퍼트위스트 네마틱 방식 액정 표시 장치, 능동형 TFT 방식 액정 표시 장치, 능동형 MIM 방식 액정 표시 장치 또는 능동형 IPS 방식 액정 표시 장치 인 액정 표시 장치.
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