CN106458816B - 具有cf2o结合基与二苯乙炔骨架的液晶性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有CF2O结合基与二苯乙炔骨架的液晶性化合物、液晶组合物及液晶显示元件,所述液晶性化合物满足化学稳定性高、透明点高、液晶相的下限温度低、粘度低、光学各向异性大、介电各向异性大、弹性常数适当、与其他液晶性化合物的相容性优异等物性的至少一种。一种式(1)所表示的化合物。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶性化合物、液晶组合物及液晶显示元件。更详细而言,涉及具有CF2O 结合基与二苯乙炔骨架的液晶性化合物、含有所述化合物且具有向列相的液晶组合物、及包含所述组合物的液晶显示元件。
背景技术
液晶显示元件被广泛用于个人计算机、电视等的显示器。所述元件利用液晶性化合物的光学各向异性、介电各向异性等物性。液晶显示元件的运作模式有:相变(phasechange,PC)、扭转向列(twisted nematic,TN)、超扭转向列(super twisted nematic,STN)、双稳态扭转向列(bistable twisted nematic,BTN)、电控双折射(electricallycontrolled birefringence,ECB)、光学补偿弯曲(optically compensated bend,OCB)、共面切换(in-plane switching,IPS)、垂直取向(vertical alignment,VA)、边缘场切换(Fringe Field Switching,FFS)、聚合物稳定取向(polymer sustained alignment,PSA)等模式。
此种液晶显示元件中使用具有适当物性的液晶组合物。为了进一步提高液晶显示元件的特性,所述组合物中所含的液晶性化合物优选为具有下述(1)~(8)所示的物性。
(1)对热、光等的稳定性高
(2)透明点高
(3)液晶相的下限温度低
(4)粘度(η)小
(5)光学各向异性(Δn)大
(6)介电各向异性(Δε)大
(7)弹性常数(K)适当
(8)与其他液晶性化合物的相容性优异
液晶性化合物的物性对元件的特性带来的效果如下所述。如(1)所述具有对热、光等的高稳定性的化合物增大元件的电压保持率。由此,元件的寿命延长。如(2)所述具有高透明点的化合物扩大元件的可使用的温度范围。如(3)所述具有向列相、层列相等之类的液晶相的低下限温度,特别是向列相的低下限温度的化合物还扩大元件的可使用的温度范围。如(4) 所述,粘度小的化合物缩短元件的响应时间。
如(5)所述具有大的光学各向异性的化合物提高元件的对比度。根据元件的设计,需要具有大的光学各向异性或小的光学各向异性,即适当的光学各向异性的化合物。在通过缩小元件的单元间隙(cell gap)来缩短响应时间的情况下,宜为具有大的光学各向异性的化合物。如(6)所述具有大的介电各向异性的化合物降低元件的阈电压。由此,元件的消耗电力减小。另一方面,具有小的介电各向异性的化合物通过减小组合物的粘度而缩短元件的响应时间。
关于(7),具有大的弹性常数的化合物缩短元件的响应时间。具有小的弹性常数的化合物降低元件的阈电压。因此,根据所欲提高的特性而需要适当的弹性常数。优选为如(8)所述具有与其他液晶性化合物的优异相容性的化合物。其原因在于,将具有不同物性的液晶性化合物混合来调节组合物的物性。
迄今为止,已合成了多种具有大的介电各向异性的液晶性化合物。还已合成了多种具有大的光学各向异性的液晶性化合物。其原因在于,对于新颖的化合物,期待现有的化合物中所不具有的优异的物性。且原因在于,通过将新颖的化合物添加于液晶组合物,可期待获得至少两种物性之间的适当的平衡。根据此种状况,期望关于上述物性(1)~(8),与优异的物性具有适当的平衡的化合物,特别是介电各向异性(Δε)及光学各向异性(Δn)均大的化合物。
专利文献1中记载有具有CF2O基与二苯乙炔骨架的化合物(S-1)。
非专利文献2中记载有具有CF2O基与二苯乙炔骨架的化合物(S-2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第96/011897号手册
非专利文献
非专利文献1:《液晶(Liq.Cryst.)》2013年第40期第91页-第96页
非专利文献2:《分子晶体与液晶(Mol.Cryst.Liq.Cryst.)》,1985年第131期第109页
非专利文献3:《分子晶体与液晶(Mol.Cryst.Liq.Cryst.)》,1985年第131期第327页
发明内容
发明要解决的问题
本发明的第一课题为提供一种满足对热或光的稳定性高、透明点高、液晶相的下限温度低、粘度小、光学各向异性大、介电各向异性大、弹性常数适当、与其他液晶性化合物的相容性优异等物性的至少一种的液晶性化合物。与类似的化合物相比较而言,提供一种具有大的光学各向异性及大的介电各向异性的化合物。第二课题为提供含有所述化合物,且满足向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学各向异性大、介电各向异性大、弹性常数适当等物性的至少一种的液晶组合物。所述课题提供关于至少两种物性而具有适当的平衡的液晶组合物。第三课题为提供包含所述组合物、且元件可使用的温度范围广、响应时间短、电压保持率大、阈电压低、对比度比大、及寿命长的液晶显示元件。
解决问题的技术手段
本发明涉及一种式(1)所表示的化合物、含有所述化合物的液晶组合物、及包含所述组合物的液晶显示元件。
式(1)中,
R1为碳数1~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-CH2CH2- 可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
环A1、环A2、及环A3独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、2-卤代-1,4- 亚苯基、2,6-二卤代-1,4-亚苯基、嘧啶-2,5-二基、或吡啶-2,5-二基;
Z1及Z2独立地为单键或-C≡C-,但至少一个为-C≡C-;
L1为卤素、-OCF3、或-CF3;
L2及L3独立地为氢或卤素,但至少一个为卤素;
m及n独立地为0、1或2,且m及n的和为1或2。
发明的效果
本发明的第一优点为提供一种满足对热或光的稳定性高、透明点高、液晶相的下限温度低、粘度小、光学各向异性大、介电各向异性大、弹性常数适当、与其他液晶性化合物的相容性优异等物性的至少一种的液晶性化合物。与类似的化合物相比较而言,提供一种具有大的光学各向异性及大的介电各向异性的化合物(参照比较例1)。第二优点为提供含有本发明中的化合物,且满足向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学各向异性大、介电各向异性大、弹性常数适当等物性的至少一种的液晶组合物。所述优点提供关于至少两种物性而具有适当的平衡的液晶组合物。第三优点为提供包含本发明中的组合物、且元件可使用的温度范围广、响应时间短、电压保持率大、阈电压低、对比度比大、及寿命长的液晶显示元件。
具体实施方式
所述说明书中的用语的使用方法如下所述。液晶性化合物是具有向列相、层列相等液晶相的化合物,及虽不具有液晶相,但出于调节上限温度、下限温度、粘度、介电各向异性之类的组合物的物性的目的而添加的化合物的总称。这些化合物具有1,4-亚环己基或1,4-亚苯基之类的六元环,其分子结构为棒状(rod like)。通过将此种液晶性化合物混合来制备液晶组合物。液晶性化合物的比例(含量)是由基于所述液晶组合物的重量的重量百分率(重量%) 所表示。视需要在所述组合物中添加可聚合的化合物、聚合引发剂、光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、热稳定剂、消泡剂、色素之类的添加物。添加物的比例(添加量)是与液晶性化合物的比例同样,由基于液晶组合物的重量的重量百分率(重量%)所表示。有时也使用重量百万分率(ppm)。
液晶显示元件是液晶显示面板及液晶显示模块的总称。有时将液晶性化合物、液晶组合物、液晶显示元件分别简称为化合物、组合物、元件。透明点为液晶性化合物的液晶相-各向同性相的转变温度。液晶相的下限温度为液晶性化合物中的固体-液晶相(层列相、向列相等) 的转变温度。向列相的上限温度为液晶组合物的向列相-各向同性相的转变温度,有时简称为上限温度。有时将向列相的下限温度简称为下限温度。
有时将式(1)所表示的化合物简称为化合物(1)。所述简称有时也应用于式(2)等所表示的化合物。式(1)~式(15)中,由六边形包围的A1、B1、C1等记号分别对应于环A1、环B1、环C1等。将末端基R11的记号用于多种化合物。这些化合物中,任意的2个R11所表示的2个基团可相同,或也可不同。例如,存在化合物(2)的R11为乙基,且化合物(3)的 R11为乙基的情况。还存在化合物(2)的R11为乙基,且化合物(3)的R11为丙基的情况。所述规则也适用于其他的末端基、环等记号。式(5)中,当i为2时,存在2个环C1。所述化合物中,2个环C1所表示的2个基团可相同,或也可不同。所述规则也适用于当i大于2 时的任意2个。所述规则还应用于其他的环、结合基等记号。
“至少一个“A”可经“B”取代”的表述是指,当“A”的数量为1个时,“A”的位置为任意,当“A”的数量为2个以上时,它们的位置也可无限制地选择。所谓“至少一个A可经B、C或D取代”的表述是指包括以下情况:任意的A经B取代的情况;任意的A经C取代的情况;及任意的 A经D取代的情况;进而,多个A经B、C、D的至少两个所取代的情况。例如,“至少一个 -CH2-可经-O-或-CH=CH-取代的烷基”中包含:烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基、烷氧基烯基、烯氧基烷基。此外,连续的2个-CH2-经-O-取代为-O-O-那样的情况欠佳。烷基等中,甲基部分(-CH2-H)的-CH2-经-O-取代为-O-H的情况也欠佳。
卤素是指氟、氯、溴及碘。优选的卤素为氟及氯。进而优选的卤素为氟。液晶性化合物的烷基为直链状或分支状,且不包含环状烷基。直链状烷基优于通常的分支状烷基。这些情况对于烷氧基、烯基等末端基也相同。关于1,4-亚环己基的立体构型,为了提升上限温度,反式优于顺式。2-氟-1,4-亚苯基是指下述的2种二价基。化学式中,氟可为朝左(L),也可为朝右(R)。所述规则也适用于如四氢吡喃-2,5-二基之类的通过自环去除两个氢而生成的非对称的二价基。
本发明为如下项等。
项1.一种化合物,其由式(1)所表示:
式(1)中,
R1为碳数1~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-CH2CH2- 可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
环A1、环A2、及环A3独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、2-卤代-1,4- 亚苯基、2,6-二卤代-1,4-亚苯基、嘧啶-2,5-二基、或吡啶-2,5-二基;
Z1及Z2独立地为单键或-C≡C-,但至少一个为-C≡C-;
L1为卤素、-OCF3、或-CF3;
L2及L3独立地为氢或卤素,但至少一个为卤素;
m及n独立地为0、1或2,且m及n的和为1或2。
项2.根据项1所述的化合物,其中在根据项1所述的式(1)中,R1为碳数1~15的烷基、碳数2~15的烯基、碳数2~15的烷氧基、至少一个氢经卤素取代的碳数1~15的烷基、至少一个氢经卤素取代的碳数2~15的烯基、或至少一个氢经卤素取代的碳数2~15的烷氧基;
环A1、环A2、及环A3独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、2-卤代-1,4- 亚苯基、2,6-二卤代-1,4-亚苯基、嘧啶-2,5-二基、或吡啶-2,5-二基;
Z1及Z2独立地为单键或-C≡C-,且m个Z1及n个Z2中的至少一个为-C≡C-;
L1为卤素、-OCF3、或-CF3;
L2及L3独立地为氢或卤素,但至少一个为卤素;
m及n独立地为0、1、或2,且m及n的和为1或2。
项3.根据项1所述的化合物,其由式(1-1)~式(1-3)的任一者所表示:
式(1-1)~式(1-3)中,
R1为碳数1~15的烷基、碳数2~15的烯基、碳数1~14的烷氧基、或碳数2~14的烯氧基;
环A1、环A2、及环A3独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、2-卤代-1,4- 亚苯基、2,6-二卤代-1,4-亚苯基、嘧啶-2,5-二基、或吡啶-2,5-二基;
Z1及Z2独立地为单键或-C≡C-,且m个Z1及n个Z2中的至少一个为-C≡C-;
L1为卤素、-OCF3、或-CF3;
L2及L3独立地为氢或氟,且至少一个为氟。
项4.根据项3所述的化合物,其中在式(1-1)~式(1-3)中,环A1、环A2、及环A3独立地为1,4-亚苯基、2-卤代-1,4-亚苯基、2,6-二卤代-1,4-亚苯基、嘧啶-2,5-二基、或吡啶-2,5- 二基;L1为氟、-OCF3、或-CF3。
项5.根据项1所述的化合物,其由式(1-4)~式(1-28)的任一者所表示:
式(1-4)~式(1-28)中,R1为碳数1~15的烷基、碳数2~15的烯基、碳数1~14的烷氧基、或碳数2~14的烯氧基;Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、及Y6独立地为氢、氟、或氯;L1为氟、氯、-OCF3、或-CF3;L2及L3独立地为氢或氟,但至少一个为氟。
项6.根据项5所述的化合物,其中在式(1-4)~式(1-28)中,L1为氟或-CF3。
项7.一种液晶组合物,其含有根据项1~项6中任一项所述的化合物的至少一种。
项8.根据项7所述的液晶组合物,其还含有选自式(2)~式(4)所表示的化合物组群中的至少一种化合物:
式(2)~式(4)中,
R11为碳数1~10的烷基或碳数2~10的烯基,所述烷基及烯基中,至少一个氢可经氟取代,至少一个-CH2-可经-O-取代;
X11为氟、氯、-OCF3、-OCHF2、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF2CHF2、或-OCF2CHFCF3;
环B1、环B2及环B3独立地为1,4-亚环己基、至少一个氢可经氟取代的1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二恶烷-2,5-二基、或嘧啶-2,5-二基;
Z11、Z12及Z13独立地为单键、-CH2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-CF2O-、-OCF2-、 -CH2O-、或-(CH2)4-,Z11、Z12及Z13的任一者为-C≡C-的情况下,其他为单键、-CH2CH2-、 -CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCF2-、-CH2O-、或-(CH2)4-;Z11、Z12及Z13的任一者为-CF2O- 的情况下,其他为单键、-CH2CH2-、-CH=CH-、-COO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、或-(CH2)4-;
L11及L12独立地为氢或氟。
项9.根据项7或项8所述的液晶组合物,其还含有选自式(5)所表示的化合物的组群中的至少一种化合物:
式(5)中,
R12为碳数1~10的烷基或碳数2~10的烯基,所述烷基及烯基中,至少一个氢可经氟取代,至少一个-CH2-可经-O-取代;
X12为-C≡N或-C≡C-C≡N;
环C1为1,4-亚环己基、至少一个氢可经氟取代的1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二恶烷-2,5-二基、或嘧啶-2,5-二基;
Z14为单键、-CH2CH2-、-C≡C-、-COO-、-CF2O-、-OCF2-、或-CH2O-;
L13及L14独立地为氢或氟;
i为1、2、3、或4。
项10.根据项7~项9中任一项所述的液晶组合物,其还含有选自式(6)~式(12)所表示的化合物的组群中的至少一种化合物:
式(6)~式(12)中,
R13及R14独立地为碳数1~10的烷基或碳数2~10的烯基,所述烷基及烯基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个氢可经氟取代;
R15为氢、氟、碳数1~10的烷基、或碳数2~10的烯基,所述烷基及烯基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个氢可经氟取代;
S11为氢或甲基;
X13及X14独立地为-CF2-、-O-、或-CHF-;
环D1、环D2、环D3、及环D4独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、至少一个氢可经氟取代的1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、或十氢萘-2,6-二基;
环D5及环D6独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、或十氢萘-2,6-二基;
Z15、Z16、Z17、及Z18独立地为单键、-CH2CH2-、-COO-、-CH2O-、-OCF2-、或-OCF2CH2CH2-;
L15及L16独立地为氟或氯;
j、k、m、n、p、q、r、及s独立地为0或1,k、m、n、及p的和为1或2,q、r及s的和为0、1、2、或3,t为1、2、或3。
项11.根据项7~项10中任一项所述的液晶组合物,其还含有选自式(13)~式(15)所表示的化合物的组群中的至少一种化合物:
式(13)~式(15)中,
R16及R17独立地为碳数1~10的烷基或碳数2~10的烯基,所述烷基或烯基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个氢可经氟取代;
环E1、环E2、环E3、及环E4独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,5- 二氟-1,4-亚苯基、或嘧啶-2,5-二基;
Z19、Z20及Z21独立地为单键、-CH2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-、或-COO-。
项12.根据项7~项11中任一项所述的液晶组合物,其还含有可聚合的化合物、光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、热稳定剂、及消泡剂的至少一种。
项13.一种液晶显示元件,其含有根据项7~项12中任一项所述的液晶组合物。
项14.根据项13所述的液晶显示元件,其将根据项7~项12中任一项所述的液晶组合物内包于胶囊。
项15.根据项13所述的液晶显示元件,其在二维-三维(2dimension-3dimension,2D-3D) 间转换中所利用的透镜中使用根据项7~项12中任一项所述的液晶组合物。
对本发明的化合物、液晶组合物及液晶显示元件依次进行说明。
1.本发明的化合物(1)
1-1.优选例
本发明的化合物(1)在于具有-CF2O-及-C≡C-。化合物(1)与类似的化合物相比较而言具有大的介电各向异性(Δε)与大的光学各向异性(Δn)。对化合物(1)的优选例进行说明。化合物(1)中的末端基、环结构、结合基、及取代基的优选例也适用于化合物(1)的下位式。
式(1)中,R1为碳数1~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代。
R1的例子为碳数1~15的烷基、碳数2~15的烯基、碳数1~15的烷氧基、至少一个氢经卤素取代的碳数1~15的烷基、至少一个氢经卤素取代的碳数2~15的烯基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1~15的烷氧基。
R1的例子还为碳数1~15的烷基、碳数2~15的烯基、碳数2~15的烷氧基、至少一个氢经卤素取代的碳数1~15的烷基、至少一个氢经卤素取代的碳数2~15的烯基、或至少一个氢经卤素取代的碳数2~15的烷氧基。
此种左末端基R1的例子为:烷基、烷氧基、烷氧基烷基、烷氧基烷氧基、烯基、烯氧基、烯氧基烷基、及烷氧基烯基。这些基团中,至少一个氢可经卤素取代。优选的卤素为氟或氯。进而优选的卤素为氟。这些基团为直链或分支链,不包含环己基之类的环状基。这些基团中,直链的基团优于分支链的基团。
烯基中的-CH=CH-的优选立体构型依存于双键的位置。如-CH=CHCH3、-CH=CHC2H5、 -CH=CHC3H7、-CH=CHC4H9、-C2H4CH=CHCH3、及-C2H4CH=CHC2H5之类在奇数位具有双键的烯基中优选为反式构型。如-CH2CH=CHCH3、-CH2CH=CHC2H5、及-CH2CH=CHC3H7之类在偶数位具有双键的烯基中优选为顺式构型。具有优选的立体构型的烯基化合物具有高透明点或液晶相的宽广温度范围。《分子晶体与液晶(Molecular Crystals and LiquidCrystals,Mol. Cryst.Liq.Cryst.)》1985年第131期第109页及《分子晶体与液晶》1985年第131期第327 页有详细说明。
烷基的例子为:-CH3、-C2H5、-C3H7、-C4H9、-C5H11、-C6H13、或-C7H15。
烷氧基的例子为:-OCH3、-OC2H5、-OC3H7、-OC4H9、-OC5H11、-OC6H13、或-OC7H15。
烷氧基烷基的例子为:-CH2OCH3、-CH2OC2H5、-CH2OC3H7、-(CH2)2-OCH3、-(CH2)2-OC2H5、-(CH2)2-OC3H7、-(CH2)3-OCH3、-(CH2)4-OCH3、或-(CH2)5-OCH3。
烯基的例子为:-CH=CH2、-CH=CHCH3、-CH2CH=CH2、-CH=CHC2H5、-CH2CH=CHCH3、-(CH2)2-CH=CH2、-CH=CHC3H7、-CH2CH=CHC2H5、-(CH2)2-CH=CHCH3、或-(CH2)3-CH=CH2。
烯氧基的例子为:-OCH2CH=CH2、-OCH2CH=CHCH3、或-OCH2CH=CHC2H5。
至少一个氢经卤素取代的烷基的例子为:-CH2F、-CHF2、-CF3、-(CH2)2-F、-CF2CH2F、-CF2CHF2、-CH2CF3、-CF2CF3、-(CH2)3-F、-(CF2)3-F、-CF2CHFCF3、-CHFCF2CF3、-(CH2)4-F、 -(CF2)4-F、-(CH2)5-F、-(CF2)5-F、-CH2Cl、-CHCl2、-CCl3、-(CH2)2-Cl、-CCl2CH2Cl、-CCl2CHCl2、-CH2CCl3、-CCl2CCl3、-(CH2)3-Cl、-(CCl2)3-Cl、-CCl2CHClCCl3、-CHClCCl2CCl3、-(CH2)4-Cl、-(CCl2)4-Cl、-(CH2)5-Cl、或-(CCl2)5-Cl。
至少一个氢经卤素取代的烷氧基的例子为:-OCH2F、-OCHF2、-OCF3、-O-(CH2)2-F、 -OCF2CH2F、-OCF2CHF2、-OCH2CF3、-O-(CH2)3-F、-O-(CF2)3-F、-OCF2CHFCF3、-OCHFCF2CF3、 -O(CH2)4-F、-O-(CF2)4-F、-O-(CH2)5-F、-O-(CF2)5-F、-OCH2Cl、-OCHCl2、-OCCl3、-O-(CH2)2-Cl、-OCCl2CH2Cl、-OCCl2CHCl2、-OCH2CCl3、-O-(CH2)3-Cl、-O-(CCl2)3-Cl、-OCCl2CHClCCl3、 -OCHClCCl2CCl3、-O(CH2)4-Cl、-O-(CCl2)4-Cl、-O-(CH2)5-Cl、或-O-(CCl2)5-Cl。
至少一个氢经卤素取代的烯基的例子为:-CH=CHF、-CH=CF2、-CF=CHF、-CH=CHCH2F、 -CH=CHCF3、-(CH2)2-CH=CF2、-CH2CH=CHCF3、-CH=CHCF2CF3、-CH=CHCl、-CH=CCl2、 -CCl=CHCl、-CH=CHCH2Cl、-CH=CHCCl3、-(CH2)2-CH=CCl2、-CH2CH=CHCCl3、或 -CH=CHCCl2CCl3。
R1的优选例为:碳数1~15的烷基、碳数2~15的烯基、碳数1~14的烷氧基、或碳数1~ 14的烯氧基。R1的更优选例为:碳数1~7的烷基、碳数1~7的烷氧基、碳数2~8的烯基、或碳数2~8的烯氧基。R1的进而优选例为:-CH3、-C2H5、-C3H7、-C4H9、-C5H11、-C6H13、 -OCH3、-OC2H5、-OC3H7、-OC4H9、-OC5H11、-CH=CH2、-CH=CHCH3、-(CH2)2-CH=CH2、 -CH2CH=CHC2H5、-(CH2)2-CH=CHCH3、-OCH2CH=CH2、-OCH2CH=CHCH3、或 -OCH2CH=CHC2H5。R1的最优选例为-C3H7、-C4H9、-C5H11、-C6H13、-OC2H5、-OC3H7、-OC4H9、 -(CH2)2-CH=CH2、-(CH2)2-CH=CHCH3、-OCH2CH=CH2。
式(1)中,环A1、环A2、及环A3独立地为:1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、2-卤代-1,4-亚苯基、2,6-二卤代-1,4-亚苯基、嘧啶-2,5-二基、或吡啶-2,5-二基。
环A1、环A2、及环A3的优选例为:1,4-亚苯基、2-卤代-1,4-亚苯基、2,6-二卤代-1,4-亚苯基、嘧啶-2,5-二基、或吡啶-2,5-二基。至少一个氢经卤素取代的1,4-亚苯基的优选例为式 (A-1)~式(A-5)。
2-氟-1,4-亚苯基(A-1)并不左右对称。化学式中,存在氟位于左末端基之侧的情况(朝左;A-6)、及位于右末端基之侧的情况(朝右;A-1)。为了增大介电各向异性,优选的2-氟-1,4-亚苯基为朝右(A-1)。这也适用于2,6-二氟-1,4-亚苯基等。即,优选为氟位于右末端基之侧的情况即式(A-1)~式(A-5)。
至少一个氢经卤素取代的1,4-亚苯基的进而优选例为:2-氟-1,4-亚苯基、2,6-二氟-1,4-亚苯基、2-氯-6-氟-1,4-亚苯基、2,6-二氟-1,4-亚苯基、或2-氯-1,4-亚苯基。至少一个氢经卤素取代的1,4-亚苯基的最优选例为:2-氟-1,4-亚苯基或2,6-二氟-1,4-亚苯基。
环A1、环A2、及环A3的进而优选例为:环A1为1,4-亚苯基、2-卤代-1,4-亚苯基、2,6-二卤代-1,4-亚苯基、嘧啶-2,5-二基、或吡啶-2,5-二基,环A2或环A3为1,4-亚苯基、2-卤代-1,4- 亚苯基、或2,6-二卤代-1,4-亚苯基。
式(1)中,Z1及Z2独立地为单键或-C≡C-,但至少一个为-C≡C-。即,化合物(1)具有-CF2O-及-C≡C-。化合物(1)可具有两个-C≡C-。将化合物(1)的优选例示于项5。这些化合物中,进而优选例为化合物(1-4)、化合物(1-5)、化合物(1-6)、及化合物(1-16)~化合物(1-24)。特别优选例为化合物(1-7)~化合物(1-15)。
式(1)中,L1为卤素、-OCF3、或-CF3;L2、L3独立地为氢或卤素,但至少一个为卤素。L1的优选例为氟、氯、-OCF3、或-CF3,L2及L3的优选例氟或氯。L1的进而优选例为氟、-OCF3、或-CF3,L2及L3的进而优选例氟。L2及L3的优选组合为:L2及L3的一者为氢、另一者为氟,或L2及L3的两者均为氟。L2及L3的进而优选组合为:L2及L3的两者均为氟。
式(1)中,m及n独立地为0、1、或2,且m及n的和为1或2。m及n的和为1时,所述化合物具有三环。m及n的和为2时,所述化合物具有四环。就低粘度的观点而言,优选的组合为:m为1且n为0。就高上限温度的观点而言,优选的组合为:m为1且n为1、或m为2且n为0。
1-2.化合物(1)的物性
化合物(1)中,通过适当组合R1、环A1、环A2、环A3、Z1、Z2、L1、L2、及L3的种类,可任意地调整透明点、光学各向异性、介电各向异性等物性。由于化合物的物性不存在大的差异,故而化合物(1)可包含较天然存在比的量更多的2H(氘)、13C等同位素。以下对R1等的种类给化合物(1)的物性带来的主要效果进行说明。
当左末端基R1为直链时,液晶相的温度范围广,而且粘度小。当R1为分支链时,与其他液晶性化合物的相容性良好。R1为光学活性的化合物可用作手性掺杂剂(chiraldopant)。通过将所述化合物添加于组合物中,能够防止液晶显示元件所产生的反向扭转域(reverse twisted domain)。R1不为光学活性的化合物可用作组合物的成分。当R1为烯基时,优选的立体构型依存于双键的位置。具有优选的立体构型的烯基化合物具有小的粘度、高上限温度或液晶相的宽广温度范围。
当环A1、环A2、及环A3全部为1,4-亚环己基时,透明点高,粘度小。当环A1、环A2、及环A3的至少一个为1,4-亚苯基、或至少一个氢经卤素取代的1,4-亚苯基时,光学各向异性比较大,而且取向序参数(orientational order parameter)比较大。当环A1、环A2、及环A3全部为1,4-亚苯基、至少一个氢经卤素取代的1,4-亚苯基、或这些基团的组合时,光学各向异性特别大。当环A1、环A2、及环A3的至少一个为至少一个氢经卤素取代的1,4-亚苯基、嘧啶 -2,5-二基、或吡啶-2,5-二基时,介电各向异性大。
当结合基Z1为单键时,化学稳定性高、粘度小。当Z1为-C≡C-时,光学各向异性及介电各向异性大、上限温度高。
当L2及L3的一者为氟时,介电各向异性大。当L2及L3的两者均为氟时,介电各向异性特别大。
化合物(1)的优选例为化合物(1-1)、化合物(1-2)、及化合物(1-3)。化合物(1-1)就低下限温度的观点而言优选。化合物(1-2)或化合物(1-3)就高上限温度的观点而言优选。化合物(1-2)就大的光学各向异性的观点而言优选。化合物(1-3)就低温下的优异的相容性的观点而言优选。化合物(1-1)~化合物(1-3)的优选例就光学各向异性或介电各向异性的观点而言为化合物(1-4)~化合物(1-28)。
如以上所述,通过适当选择环结构、末端基、结合基等的种类,可获得具有目标的物性的化合物。因此,化合物(1)适合用作PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VA之类的模式的液晶显示元件中使用的液晶组合物的成分。
1-3.化合物(1)的合成
对化合物(1)的合成法进行说明。化合物(1)可通过将有机合成化学的合成法适当组合来合成。在起始物中导入目标末端基、环及结合基的方法记载于《有机合成》(OrganicSyntheses,约翰威立父子出版公司(John Wiley&Sons,Inc.))、《有机反应》(OrganicReactions,约翰威立父子出版公司)、《综合有机合成》(Comprehensive OrganicSynthesis,培格曼出版公司(Pergamon Press))、《新实验化学讲座》(丸善)等成书中。
1-3a.结合基的生成
生成化合物(1)中的结合基的方法如下述流程所述。所述流程中,MSG1(或MSG2)为具有至少一个环的一价有机基。多个MSG1(或MSG2)所表示的一价有机基可相同,或也可不同。化合物(1A)~化合物(1G)相当于化合物(1)。
(I)单键的生成
使芳基硼酸(21)与化合物(22)在碳酸盐、四(三苯基膦)钯催化剂的存在下进行反应来合成化合物(1A)。所述化合物(1A)还使化合物(23)与正丁基锂进行反应,继而与氯化锌进行反应,在二氯双(三苯基膦)钯催化剂的存在下与化合物(22)进行反应来合成。
(II)-COO-的生成
使化合物(23)与正丁基锂进行反应,继而与二氧化碳进行反应而获得羧酸(24)。使化合物(24)、与利用公知的方法由化合物(21)合成的苯酚(25)在1,3-二环己基碳二亚胺(1,3-dicyclohexylcarbodiimide,DCC)与4-二甲基氨基吡啶(4-dimethylaminopyridine,DMAP) 的存在下进行脱水,来合成具有-COO-的化合物(1B)。
(III)-CF2O-的生成
利用劳森试剂(Lawesson's reagent)将化合物(1B)硫化而获得化合物(26)。利用氟化氢吡啶络合物及N-溴代丁二酰亚胺(N-bromosuccinimide,NBS)将化合物(26)氟化,来合成化合物(1C)。参照M.黑星(M.Kuroboshi)等人的《化学快报(Chemistry Letters,Chem.Lett.)》1992年第827期。还利用(二乙基氨基)三氟化硫((diethylamino)sulfurtrifluoride,DAST) 将化合物(26)氟化来合成化合物(1C)。参照W.H.班尼爾(W.H.Bunnelle)等人的《有机化学期刊(Journal of Organic Chemistry,J.Org.Chem.)》1990年第55期第768页。
(IV)-CH=CH-的生成
使化合物(22)与正丁基锂进行反应,继而与N,N-二甲基甲酰胺(N,N-dimethylformamide, DMF)进行反应而获得醛(27)。使将鏻盐(28)与叔丁醇钾进行反应而产生的磷叶立德 (phosphorus ylide),与醛(27)进行反应来合成化合物(1D)。根据反应条件而生成顺式体,因此视需要利用公知的方法将顺式体异构化为反式体。
(V)-CH2CH2-的生成
将化合物(1D)在钯碳催化剂的存在下进行氢化来合成化合物(1E)。
(VI)-C≡C-的生成
在二氯钯与碘化铜的催化剂存在下,使化合物(23)与2-甲基-3-丁炔-2-醇 (2-methyl-3-butyne-2-ol)进行反应后,在碱性条件下进行去保护而获得化合物(29)。在二氯双(三苯基膦)钯与卤化铜的催化剂存在下,使化合物(29)与化合物(22)进行反应而合成化合物(1F)。
(VII)-CH2O-的生成
利用硼氢化钠将化合物(27)还原而获得化合物(30)。利用氢溴酸将化合物(30)进行溴化而获得化合物(31)。在碳酸钾的存在下,使化合物(32)与化合物(31)进行反应而合成化合物(1G)。
1-3b.环A1、环A2、及环A3的生成
关于1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,6-二氟-1,4-亚苯基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基等环,起始物已有市售,或已熟知合成法。
1-3c.合成例
合成化合物(1-A)的方法的例子为如下所述。使可通过已存的方法来合成的化合物(32) 与仲丁基锂进行反应,继而与碘进行反应,由此而获得化合物(33)。在双(三苯基膦)二氯化钯(II)与碘化铜(I)的存在下,使化合物(33)与乙炔基三甲基硅烷进行反应而获得化合物(34)。在碳酸钾的存在下,使化合物(34)进行去硅烷基化而获得化合物(35)。在PdCl2(Amphos)2(Pd-132)及碳酸铯的存在下,使可通过已存的方法来合成的化合物(36)与化合物(35)进行反应来合成化合物(1-A)。
合成化合物(1-B)的方法的例子为如下所述。在双(三苯基膦)二氯化钯(II)与碘化铜(I) 的存在下,使可通过已存的方法来合成的化合物(37)与化合物(38)进行反应而获得化合物(39)。使化合物(39)与仲丁基锂进行反应,继而与异丙氧基硼酸频那醇进行反应而获得化合物(40)。在四(三苯基膦)钯(0)及磷酸钾的存在下,使化合物(40)与可通过已存的方法来合成的化合物(36)进行反应来合成化合物(1-B)。
这些化合物中,R1、环A1、环A2、环A3、L1、L2、及L3的定义与上述相同。
2.液晶组合物
2-1.化合物(2)~化合物(15)
对本发明的液晶组合物进行说明。所述组合物包含至少一种化合物(1)作为成分A。组合物也可包含2种或3种以上的化合物(1)。组合物的成分也可仅为化合物(1)。为了表现出优良的物性,组合物优选为在1重量%~99重量%的范围内含有化合物(1)的至少一种。介电各向异性为正的组合物中,化合物(1)的优选含量为5重量%~60重量%的范围。介电各向异性为负的组合物中,化合物(1)的优选含量为30重量%以下。组合物也可包含化合物 (1)、及本说明书中未记载的多种液晶性化合物。
优选的组合物含有选自以下所示的成分B、成分C、成分D、及成分E中的化合物。制备组合物时,例如还可考虑到化合物(1)的介电各向异性来选择成分。制备用于薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)、IPS、FFS等模式的介电各向异性为正的组合物时,主要成分为成分 A、成分B及成分E。制备用于STN、TN等模式的介电各向异性为正的组合物时,主要成分为成分A、成分C及成分E。制备用于VA、PSA等模式的介电各向异性为负的组合物时,主要成分为成分D及成分E,成分A是出于调整元件的电压-透过率曲线的目的来添加。适当选择成分的组合物具有高上限温度、低下限温度、小的粘度、适当的光学各向异性、大的介电各向异性、及适当的弹性常数。
成分B为化合物(2)~化合物(4)。成分C为化合物(5)。成分D为化合物(6)~化合物(12)。成分E为化合物(13)~化合物(15)。对这些成分依次进行说明。
成分B为在右末端具有卤素或含氟基团的化合物。成分B的优选例可列举:化合物(2-1)~化合物(2-16)、化合物(3-1)~化合物(3-113)、或化合物(4-1)~化合物(4-57)。这些化合物中,R11及X11的定义与上述项8相同。
成分B由于介电各向异性为正,且对热、光等的稳定性非常优异,故而用于制备TFT、 IPS、FFS等模式用组合物的情况。基于组合物的重量,成分B的含量宜为1重量%~99重量%的范围,优选为10重量%~97重量%的范围,更优选为40重量%~95重量%的范围。所述组合物可通过进而添加化合物(13)~化合物(15)(成分E)来调整粘度。
成分C是右末端基为-C≡N或-C≡C-C≡N的化合物(5)。成分C的优选例可列举:化合物(5-1)~化合物(5-64)。这些化合物(成分C)中,R12及X12的定义与上述项9相同。
成分C由于介电各向异性为正,且其值大,故而主要用于制备STN、TN、PSA等模式用组合物的情况。通过添加所述成分C,可增大组合物的介电各向异性。成分C具有扩大液晶相的温度范围、调整粘度、或调整光学各向异性的效果。成分C还可用于调整元件的电压-透过率曲线。
在制备STN、TN等模式用组合物的情况下,基于组合物的重量,成分C的含量宜为1重量%~99重量%的范围,但优选为10重量%~97重量%的范围,更优选为40重量%~95重量%的范围。所述组合物可通过添加成分E来调整液晶相的温度范围、粘度、光学各向异性、介电各向异性等。
成分D为化合物(6)~化合物(12)。这些化合物具有如2,3-二氟-1,4-亚苯基那样,侧位(lateral position)经2个卤素取代的苯环。成分D的优选例可列举:化合物(6-1)~化合物(6-8)、化合物(7-1)~化合物(7-17)、化合物(8-1)、化合物(9-1)~化合物(9-3)、化合物(10-1)~化合物(10-11)、化合物(11-1)~化合物(11-3)、或化合物(12-1)~化合物(12-3)。这些化合物(成分D)中,R13、R14及R15的定义与上述项10相同。
成分D为介电各向异性为负的化合物。成分D主要用于制备VA、PSA等模式用组合物的情况。成分D中,化合物(6)由于是二环化合物,故而主要具有调整粘度、调整光学各向异性、或调整介电各向异性的效果。化合物(7)及化合物(8)由于是三环化合物,故而具有提高上限温度、增大光学各向异性、或增大介电各向异性的效果。化合物(9)~化合物(12) 具有增大介电各向异性的效果。
在制备VA、PSA等模式用组合物的情况下,基于组合物的重量,成分D的含量优选为40重量%以上,更优选为50重量%~95重量%的范围。在将成分D添加于介电各向异性为正的组合物中的情况下,基于组合物的重量,成分D的含量优选为30重量%以下。通过添加成分D,可调整元件的电压-透过率曲线。
成分E是2个末端基为烷基等的化合物。成分E的优选例可列举:化合物(13-1)~化合物(13-11)、化合物(14-1)~化合物(14-19)、或化合物(15-1)~化合物(15-7)。这些化合物(成分E)中,R16及R17的定义与上述项11相同。
成分E由于介电各向异性的绝对值小,故而是接近中性的化合物。化合物(13)主要具有调整粘度或调整光学各向异性的效果。化合物(14)及化合物(15)通过提高上限温度而具有扩大向列相的温度范围的效果、或调整光学各向异性的效果。
若增加成分E的含量,则组合物的介电各向异性减小,但粘度减小。因此,只要满足元件的阈电压的要求值,则优选为含量多。因此,在制备组合物的情况下,基于组合物的重量,成分E的含量优选为30重量%以上,更优选为40重量%以上。
2-1.添加物
组合物的制备是利用使所需的成分在高温下溶解等方法来进行。根据用途,可在所述组合物中添加添加物。添加物的例子为光学活性化合物、可聚合的化合物、聚合引发剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、热稳定剂、消泡剂、色素等。此种添加物已为本领域技术人员所熟知,并记载于文献中。
组合物可还含有至少一种光学活性化合物。光学活性化合物具有通过使液晶分子中产生螺旋结构来赋予所需的扭转角(torsion angle)而防止逆扭转的效果。光学活性化合物的优选例可列举下述化合物(Op-1)~化合物(Op-18)。
化合物(Op-18)中,环F为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,R21为碳数1~10的烷基。
组合物添加此种光学活性化合物来调整螺旋间距。若为TFT模式用及TN模式用组合物,则螺旋间距优选为调整为40μm~200μm的范围。若为STN模式用组合物,则螺旋间距优选为调整为6μm~20μm的范围。在BTN模式用组合物的情况下,螺旋间距优选为调整为1.5 μm~4μm的范围。出于调整螺旋间距的温度依存性的目的,也可添加2种以上的光学活性化合物。
组合物还可通过添加可聚合的化合物而用于PSA模式。可聚合的化合物的例子为丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基化合物、乙烯基氧基化合物、丙烯基醚、环氧化合物(氧杂环丙烷(oxirane)、氧杂环丁烷)、乙烯基酮等。可聚合的化合物通过紫外线照射等而聚合。也可添加光聚合引发剂等引发剂。用于聚合的适当条件、引发剂的适当类型、及适当量已为本领域技术人员所知,并记载于文献中。可聚合的化合物的优选例可列举化合物(M-1)~化合物(M-12)。
化合物(M-1)~化合物(M-12)中,R25、R26及R27独立地为氢或甲基;u、x及y独立地为0或1;v及w独立地为1~10的整数;L21、L22、L23、L24、L25、及L26独立地为氢或氟。
抗氧化剂对于维持大的电压保持率有效。抗氧化剂的优选例可列举:下述化合物(AO-1) 或化合物(AO-2);易璐诺斯(IRGANOX)(注册商标)415、IRGANOX 565、IRGANOX1010、 IRGANOX 1035、IRGANOX 3114、或IRGANOX 1098。紫外线吸收剂对于防止上限温度的下降有效。紫外线吸收剂的优选例为二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、三唑衍生物等。具体例可列举:下述化合物(AO-3)或化合物(AO-4);帝奴彬(TINUVIN)(注册商标)329、TINUVIN P、TINUVIN 326、TINUVIN 234、TINUVIN 213、TINUVIN 400、TINUVIN 328、TINUVIN 99-2;或1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane,DABCO)。
为了维持大的电压保持率,优选为如具有位阻的胺之类的光稳定剂。光稳定剂的优选例可列举:下述化合物(AO-5)或化合物(AO-6);TINUVIN 144、TINUVIN 765、或TINUVIN770DF。热稳定剂还对于维持大的电压保持率有效,优选例可列举易璐佛斯(IRGAFOS)168(商品名:巴斯夫(BASF)公司)。为了适合于宾主(guest host,GH)模式的元件,可在组合物中添加偶氮系色素、蒽醌系色素等之类的二色性色素(dichroic dye)。消泡剂对于防止鼓泡有效。消泡剂的优选例为二甲基硅酮油、甲基苯基硅酮油等。
化合物(AO-1)中,R30为碳数1~20的烷基、碳数1~20的烷氧基、-COOR31或 -CH2CH2COOR31,R31为碳数1~20的烷基。化合物(AO-2)中,R32为碳数1~20的烷基。化合物(AO-5)中,R32为碳数1~20的烷基;R33为氢、甲基或O·(氧自由基);环G为1,4- 亚环己基或1,4-亚苯基;z为1、2、或3。
组合物若添加部花青素(merocyanine)系、苯乙烯基(styryl)系、偶氮(azo)系、偶氮次甲基(azomethine)系、氧偶氮基(azoxy)系、喹酞酮(quinophthalone)系、蒽醌(anthraquinone) 系、四嗪(tetrazine)系等二色性色素,则还可用于宾主(guest host,GH)模式。
3.液晶显示元件
组合物可用于具有PC模式、TN模式、STN模式、OCB模式、PSA模式等运作模式,且以有源矩阵(active matrix,AM)方式来驱动的液晶显示元件。组合物还可用于具有PC模式、TN模式、STN模式、OCB模式、VA模式、IPS模式等运作模式,且以无源矩阵(passive matrix,PM)方式来驱动的液晶显示元件。这些AM方式及PM方式的元件还可应用于反射型、透过型、半透过型的任一种类型。
组合物还可用于将向列液晶进行微胶囊化(microencapsulation)而制作的向列曲线排列相 (nematic curvilinear aligned phase,NCAP)元件、在液晶中形成三维网状高分子来制作的聚合物分散型液晶显示元件(polymer dispersed liquid crystaldisplay,PDLCD)、聚合物网络液晶显示元件(polymer network liquid crystal display,PNLCD)、纳米胶囊分散型液晶显示元件。所述组合物还可用于立体图像显示装置。所述装置中,可在通常的液晶显示元件组装液晶透镜面板。对所述面板施加电压而使液晶的折射率变化,由此可成为透镜状态或非透镜状态。如所述那样进行,可进行2D显示与3D显示之间的转换。化合物(1)也适合用作此种转换液晶的成分。
[实施例]
通过实施例(包含合成例、使用例)对本发明进一步进行详细说明。本发明不受这些实施例的限制。本发明包含使用例1的组合物与使用例2的组合物的混合物。本发明还包含通过混合使用例的组合物的至少两种来制备的组合物。
1.化合物(1)的实施例
化合物(1)是利用下述程序来合成。所合成的化合物是通过核磁共振(nuclearmagnetic resonance,NMR)分析等方法来鉴定。化合物或组合物的物性、及元件的特性是利用下述的方法来测定。
NMR分析
测定时使用布鲁克拜厄斯宾(Bruker BioSpin)公司制造的DRX-500。1H-NMR的测定中,使试样溶解于CDCl3等氘化溶媒中,在室温下以500MHz、累计次数为16次的条件进行测定。使用四甲基硅烷作为内部标准。19F-NMR的测定中,使用CFCl3作为内部标准,以累计次数 24次来进行。核磁共振波谱的说明中,s是指单峰(singlet),d是指双重峰(doublet),t是指三重峰(triplet),q是指四重峰(quartet),quin是指五重峰(quintet),sex是指六重峰(sextet),m是指多重峰(multiplet),br是指宽峰(broad)。
测定试样
当测定相结构及转变温度时,使用液晶性化合物其本身作为试样。当测定向列相的上限温度、粘度、光学各向异性、介电各向异性等物性时,使用将化合物混合于母液晶中来制备的组合物作为试样。
在使用将化合物与母液晶混合而成的试样的情况下,以如下方式进行测定。将化合物15 重量%与母液晶85重量%混合来制备试样。根据所述试样的测定值,依据以下式子所表示的外推法(extrapolation method),计算外推值,并记载所述值。
〈外推值〉=(100×〈试样的测定值〉-〈母液晶的重量%〉×〈母液晶的测定值〉)/〈化合物的重量%〉
在即便化合物与母液晶的比例为所述比例,结晶(或层列相)也在25℃下析出的情况下,将化合物与母液晶的比例以10重量%:90重量%、5重量%:95重量%、1重量%:99重量%的顺序进行变更,以结晶(或层列相)在25℃下不会析出的比例来测定试样的物性。此外,只要无特别说明,则化合物与母液晶的比例为15重量%:85重量%。
母液晶是使用下述母液晶(i)。将母液晶(i)的成分的比例以重量%表示。
测定方法
物性的测定是利用下述方法来进行。这些方法大多是社团法人电子信息技术产业协会 (Japan Electronics and Information Technology Industries Association;以下简称为JEITA)所审议制定的JEITA规格(JEITA·ED-2521B)中记载的方法、或将其修饰而成的方法。用于测定的TN元件上未安装TFT。
(1)相结构
在具备偏光显微镜的熔点测定装置的热板(梅特勒(Mettler)公司,FP-52型加热台)上放置试样,一边以3℃/分钟的速度进行加热,一边利用偏光显微镜来观察相状态及其变化,来确定相的种类。
(2)转变温度(℃)
测定时使用珀金埃尔默(Perkin Elmer)公司制造的示差扫描热量计戴蒙德(Diamond) DSC系统、或SII纳米技术(SII Nanotechnology)公司制造的高感度示差扫描热量计 X-DSC7000。以3℃/分钟的速度升温降温,通过外推来求出伴随试样的相变化的吸热峰值、或发热峰值的起始点,决定转变温度。有时将化合物自固体转变为层列相、向列相等液晶相的温度简称为“液晶相的下限温度”。有时将化合物自液晶相转变为各向同性液体的温度简称为“透明点”。
结晶表示为C。在对结晶的种类加以区别的情况下,分别表示为C1或C2。层列相表示为 S,向列相表示为N。层列相中,在对层列A相、层列B相、层列C相、或层列F相加以区别的情况下,分别表示为SA、SB、SC、或SF。液体(各向同性)表示为I。转变温度例如表述为“C 50.0N100.0I”。这表示,自结晶至向列相的转变温度为50.0℃,自向列相至液体的转变温度为100.0℃。
(3)低温相容性
制备以化合物的比例成为20重量%、15重量%、10重量%、5重量%、3重量%、及1重量%的方式将母液晶与化合物混合而成的试样,将试样放入玻璃瓶中。将所述玻璃瓶在-10℃或-20℃的冷冻机中保管一定时间后,观察结晶或层列相是否析出。
(4)向列相的上限温度(TNI或NI;℃)
在具备偏光显微镜的熔点测定装置的热板上放置试样,以1℃/分钟的速度加热。测定试样的一部分自向列相变化为各向同性液体时的温度。当试样为化合物与母液晶的混合物时,以TNI的记号表示。当试样为化合物与成分B等的混合物时,以NI的记号表示。有时将向列相的上限温度简称为“上限温度”。
(5)向列相的下限温度(TC;℃)
将具有向列相的试样在0℃、-10℃、-20℃、-30℃、及-40℃的冷冻机中保管10日后,观察液晶相。例如,当试样在-20℃下为向列相的状态而在-30℃下变化为结晶或层列相时,将 TC记载为≦-20℃。有时将向列相的下限温度简称为“下限温度”。
(6)粘度(体积粘度;η;在20℃下测定;mPa·s)
测定时使用东京计器股份有限公司制造的E型旋转粘度计。
(7)粘度(旋转粘度;γ1;在25℃下测定;mPa·s)
测定依据M.今井(M.Imai)等人的《分子晶体与液晶》(Molecular Crystals andLiquid Crystals)第259卷第37页(1995)中记载的方法。在扭转角(twist angle)为0°,而且两块玻璃基板的间隔(单元间隙)为5μm的TN元件中放入试样。对所述元件在16V至19.5V的范围内以0.5V为单位阶段性地施加电压。不施加电压0.2秒后,以施加仅1个矩形波(矩形脉冲;0.2秒)与不进行施加(2秒)的条件反复施加。测定通过所述施加而产生的暂态电流(transient current)的峰值电流(peak current)及峰值时间(peak time)。根据这些测定值与M.Imai等人的论文第40页的计算式(8)来获得旋转粘度的值。所述计算所必需的介电各向异性的值是使用测定所述旋转粘度的元件,以下述所记载的方法来求出。
(8)光学各向异性(折射率各向异性;在25℃下测定;Δn)
使用波长为589nm的光,利用在目镜上安装有偏光板的阿贝折射计(abberefractometer) 来进行测定。将主棱镜的表面向一个方向摩擦后,将试样滴加至主棱镜上。折射率(n∥)是在偏光的方向与摩擦的方向平行时测定。折射率(n⊥)是在偏光的方向与摩擦的方向垂直时测定。光学各向异性(Δn)的值是根据Δn=n∥-n⊥的式子来计算。
(9)介电各向异性(Δε;在25℃下测定)
在两块玻璃基板的间隔(单元间隙)为9μm,而且扭转角为80度的TN元件中放入试样。对所述元件施加正弦波(10V,1kHz),2秒后测定液晶分子的长轴方向的介电常数(ε∥)。对所述元件施加正弦波(0.5V,1kHz),2秒后测定液晶分子的短轴方向中的介电常数(ε⊥)。介电各向异性的值是根据Δε=ε∥-ε⊥的式子来计算。
(10)弹性常数(K;在25℃下测定;pN)
测定时使用横河·惠普(Yokogawa·Hewlett-Packard)股份有限公司制造的HP4284A型LCR 计。在两块玻璃基板的间隔(单元间隙)为20μm的水平取向元件中放入试样。对所述元件施加0伏特至20伏特电荷,测定静电电容及施加电压。使用《液晶装置手册》(日刊工业新闻社)第75页的式(2.98)、式(2.101),将所测定的静电电容(C)及施加电压(V)的值进行拟合(fitting),由式(2.99)获得K11及K33的值。继而,在第171页的式(3.18)中,使用刚才求出的K11及K33的值来算出K22。弹性常数K是由以上述方式求出的K11、K22、及 K33的平均值来表示。
(11)阈电压(Vth;在25℃下测定;V)
测定时使用大冢电子股份有限公司制造的LCD5100型亮度计。光源为卤素灯。在两块玻璃基板的间隔(单元间隙)为0.45/Δn(μm),且扭转角为80度的正常显白模式(normally white mode)的TN元件中放入试样。对所述元件施加的电压(32Hz,矩形波)是以0.02V为单位自0V阶段性地增加至10V。此时,自垂直方向对元件照射光,测定透过元件的光量。制成当所述光量达到最大时透过率为100%,且当所述光量为最小时透过率为0%的电压-透过率曲线。阈电压是以透过率达到90%时的电压来表示。
(12)电压保持率(VHR-1;在25℃下测定;%)
测定中使用的TN元件具有聚酰亚胺取向膜,而且两块玻璃基板的间隔(单元间隙)为5 μm。所述元件在放入试样后,利用以紫外线硬化的粘接剂来密封。对所述元件在25℃下施加脉冲电压(5V,60微秒)来进行充电。利用高速电压计在16.7毫秒之间测定所衰减的电压,求出单位周期中的电压曲线与横轴之间的面积A。面积B为未衰减时的面积。电压保持率是以面积A相对于面积B的百分率来表示。
(13)电压保持率(VHR-2;在80℃下测定;%)
除了在80℃下测定以外,以与VHR-1相同的方法求出电压保持率(VHR-2)。以记号VHR-2表示所得的结果。
原料
索尔米克斯(solmix)(注册商标)A-11为乙醇(85.5%)、甲醇(13.4%)及2-丙醇(1.1%) 的混合物,自日本酒精销售(股)获取。
[合成例1]
化合物(1-6-77)的合成
第1步骤:
在利用公知的方法合成的化合物(T-1)(11.4g,30.96mmol)、双(三苯基膦)二氯化钯 (II)(2.17g,3.10mmol)、及碘化铜(I)(0.59g,3.10mmol)的三乙胺(175ml)溶液中滴加乙炔基三甲基硅烷(3.34g,34.04mmol),在室温下搅拌2小时。将反应混合物以滤纸进行过滤,利用甲苯对钯残渣进行清洗,将一起产生的滤液浓缩。在残渣中添加水(250ml),利用甲苯(250ml)进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(Column Chromatography)(庚烷/乙酸乙酯=20/1,体积比)进行纯化而获得化合物(T-2)(9.59g,28.33mmol,91.5%)。
第2步骤:
将第1步骤所获得的化合物(T-2)(9.59g,28.33mmol)溶解于二氯甲烷(55ml)及甲醇(55ml)中。将碳酸钾(5.28g,38.18mol)以固体的状态一点一点地添加后,在室温下搅拌2小时。将反应混合物注入至水(150ml),并利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化而获得化合物(T-3)(6.75g,25.34mmol,79.7%)。
第3步骤:
在PdCl2(Amphos)2(Pd-132;0.0246g,0.03mmol)与碳酸铯(4.983g,15.29mmol)中混合第2步骤所获得的化合物(T-3)(2.22g,8.33mmol)与利用公知的方法合成的化合物(T-100)(2.70g,6.94mmol)的乙腈(12ml)溶液,加热回流2.5小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水(50ml),利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=100/1,体积比)进行纯化,继而通过再结晶(乙酸乙酯/2-丙醇=1/10,体积比)进行纯化而获得化合物(1-6-77)(2.22g,3.87mmol,55.7%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.55(1H,t,J=7.6Hz),7.51(2H,d,J=8.1Hz),7.40(1H,dd,J=1.7Hz,8.1Hz),7. 36(1H,dd,J=1.3Hz,10.6Hz),7.27(2H,t,J=8.1Hz),7.18(2H,d,J=9.4Hz),6.98(2H,dd,J=6.0Hz,7.4Hz),2.6 6(2H,t,J=7.6Hz),1.65(2H,quin,J=7.5Hz),1.36-1.34(4H,m),0.91(3H,t,J=6.9Hz).
化合物(1-6-77)的物性如下所述。
相转变温度:C 60.3SA 81.8N 161.5I.
上限温度(TNI)=125.7℃;介电各向异性(Δε)=39.5;光学各向异性(Δn)=0.270.
[合成例2]
化合物(1-6-42)的合成
第1步骤:
将化合物(T-4)(5.00g,19.21mmol,吉本化学(ZIEBEN CHEMICALS))的四氢呋喃(Tetra Hydro Furan,THF)溶液冷却至-70℃,并滴加正丁基锂。在-70℃下搅拌2.25小时后,滴加碘(5.85g,23.05mmol)的THF(50ml)溶液。在-70℃下搅拌2小时后,将反应混合物恢复至室温。注入至硫代硫酸钠水溶液(100ml),并利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化而获得化合物(T-5)(7.90g,19.21mmol,定量)。
第2步骤:
在第1步骤所获得的化合物(T-5)(7.90g,19.21mmol)、双(三苯基膦)二氯化钯(II) (1.44g,2.05mmol)、及碘化铜(I)(0.39g,2.05mmol)的三乙胺(120ml)溶液中滴加乙炔基三甲基硅烷(3.34g,34.04mmol),在室温下搅拌4小时。将反应混合物以滤纸进行过滤,利用甲苯对钯残渣进行清洗,将一起产生的滤液浓缩。在残渣中添加水(150ml),利用甲苯(150ml)进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=100/1,体积比)进行纯化而获得化合物(T-6)(7.25g,20.34mmol,99.4%)。
第3步骤:
将第2步骤所获得的化合物(T-6)(7.25g,20.34mmol)溶解于二氯甲烷(40ml)及甲醇(40ml)中。将碳酸钾(3.37g,24.40mol)以固体的状态一点一点地添加后,在室温下搅拌1.5小时。将反应混合物注入至水(100ml),并利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=50/1,体积比)进行纯化而获得化合物(T-7)(4.84g,17.02mmol,83.7%)。
第4步骤
在PdCl2(Amphos)2(Pd-132;0.0311g,0.04mmol)与碳酸铯(5.729g,17.58mmol)中混合第3步骤所获得的化合物(T-7)(2.5g,8.79mmol)与利用公知的方法合成的化合物 (T-100)(2.7g,6.94mmol)的乙腈(13ml)溶液,加热回流3小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水(50ml),利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=100/1,体积比)进行纯化,继而通过再结晶(乙酸乙酯/2-丙醇=1/10,体积比)进行纯化而获得化合物(1-6-42)(2.22g,3.87mmol,55.7%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.49(2H,d,J=8.2Hz),7.28(2H,t,J=8.1Hz),7.20(4H,dd,J=2.4Hz,10.8Hz), 6.98(2H,dd,J=6.1Hz,7.4Hz),2.66(2H,t,J=7.8Hz),1.65(2H,quin,J=7.4Hz),1.35-1.34(4H,m),0.91(3H,t, J=6.9Hz).
化合物(1-6-42)的物性如下所述。再者,上限温度、光学各向异性及介电各向异性的测定中,使用化合物与母液晶的比例为10重量%:90重量%的试样。
相转变温度:C 87.5SA 109.1N 163.1I.
上限温度(TNI)=113.7℃;介电各向异性(Δε)=48.9;光学各向异性(Δn)=0.257.
[合成例3]
化合物(1-6-11)的合成
第1步骤:
在利用公知的方法合成的化合物(T-8)(12.50g,42.79mmol)与(3,5-二氟苯基)硼酸(T-9) (7.43g,47.07mmol)的甲苯(63ml)溶液中添加碳酸钾(17.74g,128.4mmol)与四丁基溴化铵(2.76g,8.56mmol)的solmix(63ml)悬浮液。向其中添加混合钯碳(0.277g,2.6mmol) 与水(63ml),回流1.5小时。将反应混合物以滤纸进行过滤,利用甲苯对钯残渣进行清洗,将一起产生的滤液浓缩。在残渣中添加水(100ml),利用甲苯(100ml)进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化而获得化合物(T-10)(10.37g,37.26mmol,87.0%)。
第2步骤:
将第1步骤所获得的化合物(T-10)(10.37g,37.26mmol)的THF(100ml)溶液冷却至-70℃,并滴加正丁基锂。在-70℃下搅拌2.5小时后,滴加碘(11.35g,44.71mmol)的THF(100ml)溶液。在-70℃下搅拌1小时后,将反应混合物恢复至室温。注入至硫代硫酸钠水溶液(100ml),利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化而获得化合物(T-11)(13.44g,33.25mmol,89.2%)。
第3步骤:
在第2步骤所获得的化合物(T-11)(8.00g,19.79mmol)、双(三苯基膦)二氯化钯(II) (1.39g,1.98mmol)、及碘化铜(I)(0.38g,1.98mmol)的三乙胺(110ml)溶液中滴加乙炔基三甲基硅烷(2.14g,21.77mmol),在室温下搅拌2.5小时。将反应混合物以滤纸进行过滤,利用甲苯对钯残渣进行清洗,将一起产生的滤液浓缩。在残渣中添加水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化而获得化合物(T-12)(6.61g,17.67mmol,89.2%)。
第4步骤:
将第3步骤所获得的化合物(T-12)(6.61g,17.67mmol)溶解于二氯甲烷(40ml)及甲醇(40ml)中。将碳酸钾(2.92g,21.18mol)以固体的状态一点一点地添加后,在室温下搅拌1小时。将反应混合物注入至水(100ml),利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/ 乙酸乙酯=100/1,体积比)进行纯化而获得化合物(T-13)(4.98g,16.47mmol,93.3%)。
第5步骤:
在PdCl2(Amphos)2(Pd-132;0.0293g,0.04mmol)与碳酸铯(5.39g,16.54mmol)中混合第4步骤所获得的化合物(T-13)(2.50g,8.27mmol)与利用公知的方法合成的化合物 (T-100)(3.86g,9.92mmol)的乙腈(26ml)溶液,加热回流4.5小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水(50ml),利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=100/1,体积比)进行纯化,继而通过再结晶(乙酸乙酯/2-丙醇=1/10,体积比)进行纯化而获得化合物(1-6-11)(2.99g,4.90mmol,59.2%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.34(1H,t,J=8.1Hz),7.22-7.19(4H,m),7.07-6.97(4H,m),2.65(2H,t,J=7.9 Hz),1.65(2H,quin,J=7.5Hz),1.37-1.32(4H,m),0.91(3H,t,J=6.9Hz).
化合物(1-6-11)的物性如下所述。
相转变温度:C 92.0SA 156.3I.
上限温度(TNI)=99.7℃;介电各向异性(Δε)=54.6;光学各向异性(Δn)=0.250.
[合成例4]
化合物(1-5-32)的合成
第1步骤:
在PdCl2(Amphos)2(Pd-132;0.0266g,0.04mmol)与碳酸铯(4.89g,17.58mmol)中添加利用公知的方法合成的化合物(T-14)(1.47g,7.50mmol)及利用公知的方法合成的化合物(T-101)(4.0g,7.50mmol)的乙腈(100ml)溶液,加热回流4小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水(50ml),利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/甲苯=4/1,体积比)进行纯化,继而通过再结晶(庚烷/solmix=1/4,体积比)进行纯化而获得化合物(1-5-32) (1.1g,1.71mmol,22.8%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.44-7.36(2H,m),7.49(2H,d,J=6.05Hz),7.25(2H,d,J=9.65Hz),6.99(2H,d ,J=10.0Hz),6.95(2H,d,J=9.7Hz),2.63(2H,t,J=7.6Hz),1.63(2H,quin,J=7.7Hz),1.37-1.29(4H,m),0.90(3 H,t,J=6.7Hz).
化合物(1-5-32)的物性如下所述。
相转变温度:C 79.2SA 99.2N 150.6I.
上限温度(TNI)=103.7℃;介电各向异性(Δε)=57.4;光学各向异性(Δn)=0.250.
[合成例5]
化合物(1-6-84)的合成
第1步骤:
在PdCl2(Amphos)2(Pd-132;0.043g,0.06mmol)与碳酸铯(7.42g,22.78mmol)中添加前项中合成的化合物(T-3)(3.03g,11.4mmol)及利用公知的方法合成的化合物(T-102)(5.0g,11.39mmol)的乙腈(150ml)溶液,加热回流4小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水(50ml),利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/甲苯=4/1,体积比) 进行纯化,继而通过再结晶(庚烷/solmix=1/4,体积比)进行纯化而获得化合物(1-6-84)(1.52g,2.43mmol,21.4%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.55(1H,t,J=7.70Hz),7.51(2H,d,J=8.15Hz),7.38(1H,dd,J=1.6Hz,8.0Hz) ,7.36(1H,dd,J=1.0Hz,10.7Hz),7.28(2H,d,J=8.10Hz),7.18(2H,d,J=9.6Hz),6.97(2H,d,J=9.9Hz),2.65(2 H,t,J=7.6Hz),1.65(2H,quin,J=7.5Hz),1.38-1.32(4H,m),0.91(3H,t,J=6.8Hz).
化合物(1-6-84)的物性如下所述。
相转变温度:C 92.9N 156.4I.
上限温度(TNI)=119.7℃;介电各向异性(Δε)=52.8;光学各向异性(Δn)=0.264.
[合成例6]
化合物(1-5-50)的合成
第1步骤:
将利用公知的方法合成的化合物(T-15)(5.00g,18.8mmol)的THF(40ml)溶液冷却至-70℃,并滴加仲丁基锂(s-BuLi)(1.01M;环己烷溶液,22.3ml)。在-70℃下搅拌2 小时后,滴加化合物(T-16)(4.56ml,22.5mmol)的THF(10ml)溶液,恢复至室温。将反应混合物注入至饱和氯化铵水溶液(50ml),利用乙酸乙酯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过再结晶(庚烷) 进行纯化而获得化合物(T-17)(4.64g,11.8mmol,63%)。
第2步骤:
在四(三苯基膦)钯(0)(0.267g,0.23mmol)与磷酸钾(4.91g,23.1mmol)中混合化合物(T-17)(3.63g,9.25mmol)与利用公知的方法合成的化合物(T-100)(3.00g,7.71mmol)的1,4-二恶烷(30ml)溶液,加热回流10小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水(100ml),利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/甲苯=10/1,体积比)进行纯化,继而通过再结晶(2-丙醇)进行纯化而获得化合物(1-5-50)(2.53g,4.40mmol,57%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.46(2H,d,J=8.1Hz),7.42-7.39(2H,m),7.35(1H,d,J=11.8Hz),7.24(2H,d, J=10.6Hz),7.19(2H,d,J=8.1Hz),7.02-6.97(2H,m),2.63(2H,t,J=7.8Hz),1.63(2H,quin,J=7.6Hz),1.37-1. 29(4H,m),0.90(3H,t,J=7.0Hz).
化合物(1-5-50)的物性如下所述。
相转变温度:C 63.3N 149.3I.
上限温度(TNI)=119℃;介电各向异性(Δε)=37.1;光学各向异性(Δn)=0.257.
[合成例7]
化合物(1-7-31)的合成
第1步骤:
在PdCl2(Amphos)2(Pd-132;46.2mg,0.0652mmol)与碳酸铯(8.04g,24.7mmol)中混合化合物(T-14)(2.82g,14.8mmol)及利用公知的方法合成的化合物(T-103)(5.96g,12.3mmol)的乙腈(120ml)溶液,加热回流4小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水(100ml),利用甲苯进行萃取。将萃取液以水(200ml)及饱和食盐水(50ml)进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/甲苯=10/1,体积比)进行纯化,继而通过再结晶(2-丙醇/乙酸乙酯=5/1,体积比)进行纯化而获得化合物(1-7-31)(3.49g,5.89mmol,48%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.43-7.34(2H,m),7.18-7.12(6H,m),6.99-6.93(2H,m),2.63(2H,t,J=7.9Hz ),1.62(2H,quin,J=7.5Hz),1.38-1.26(4H,m),0.90(3H,t,J=7.0Hz).
化合物(1-7-31)的物性如下所述。
相转变温度:C 74.7N 126.4I.
上限温度(TNI)=84.4℃;介电各向异性(Δε)=47.5;光学各向异性(Δn)=0.230.
[合成例8]
化合物(1-4-10)的合成
第1步骤:
在PdCl2(Amphos)2(Pd-132;0.067g,0.09mmol)与碳酸铯(6.17g,18.92mmol)中混合化合物(T-14)(1.80g,9.46mmol)及利用公知的方法合成的化合物(T-100)(4.05g,10.41mmol)的乙腈(32ml)溶液,加热回流8小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水(50ml),利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化,继而通过再结晶 (乙酸乙酯/2-丙醇=1/10,体积比)进行纯化而获得化合物(1-4-10)(1.39g,2.79mmol,29.5%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.41(1H,t,J=7.4Hz),7.15(2H,d,J=9.6),6.99-6.95(4H,m),2.63(2H,t,J=7.6 Hz),1.62(2H,quin,J=7.5Hz),1.35-1.30(4H,m),0.90(3H,t,J=6.8Hz).
化合物(1-4-10)的物性如下所述。
相转变温度:C 4.4N 16.2I.
上限温度(TNI)=25.0℃;介电各向异性(Δε)=38.6;光学各向异性(Δn)=0.164.
[合成例9]
化合物(1-4-32)的合成
第1步骤:
在PdCl2(Amphos)2(Pd-132;0.074g,0.10mmol)与碳酸铯(6.80g,20.90mmol)中混合1-乙炔基-4-戊基苯(1.80g,10.45mmol,吉本化学)及利用公知的方法合成的化合物(T-100) (4.88g,12.54mmol)的乙腈(32ml)溶液,加热回流11.5小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水(50ml),利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化,继而通过再结晶(乙酸乙酯/2-丙醇=1/10,体积比)进行纯化而获得化合物(1-4-32)(1.17g,2.44mmol,23.3%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.45(2H,d,J=8.1Hz),7.19(2H,d,J=8.1Hz),7.12(2H,d,J=9.6Hz),6.97(2H, dd,J=7.6Hz,6.1Hz).2.63(2H,t,J=7.7Hz),1.62(2H,quin,J=7.4Hz),1.35-1.30(4H,m),0.90(3H,t,J=6.8Hz) .
化合物(1-4-32)的物性如下所述。
相转变温度:C 30.6I.
上限温度(TNI)=33.0℃;介电各向异性(Δε)=32.6;光学各向异性(Δn)=0.177.
[合成例10]
化合物(1-5-23)的合成
第1步骤:
将PdCl2(Amphos)2(Pd-132;0.0266g,0.04mmol)与碳酸铯(4.89g,17.58mmol)与利用公知的方法合成的化合物(T-18)(1.47g,7.50mmol)及利用公知的方法合成的化合物(T-101)(4.0g,7.50mmol)添加至乙腈(100ml),加热回流4小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水(50ml),利用甲苯进行萃取。将萃取液以水(50ml)及饱和食盐水(50ml)进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法 (溶出液:庚烷/甲苯=4/1(体积比))进行分离取出后,通过再结晶(溶媒:庚烷/solmix=1/5) 进行纯化而获得化合物(1-5-23)(1.2g,1.82mmol,24.2%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.46-7.38(3H,m),7.49(2H,d,J=10.4Hz),6.99(2H,d,J=9.85Hz),6.78(2H,d ,J=8.10Hz),2.62(2H,t,J=7.65Hz),1.62(2H,quin,J=7.45Hz),1.37-1.29(4H,m),0.90(3H,t,J=6.8Hz).
化合物(1-5-23)的物性如下所述。再者,上限温度、光学各向异性及介电各向异性的测定中,使用化合物与母液晶的比例为5重量%:95重量%的试样。
相转变温度:C 112.7SmA 133.9N 163.7I.
上限温度(NI)=97.7℃;介电各向异性(Δε)=62.1;光学各向异性(Δn)=0.237.
[合成例11]
化合物(1-5-28)的合成
第1步骤:
将2-氟-4羟基苯甲腈(50.00g,364.7mmol,TCI)与碳酸铯(50.42g,364.82mmol)的N,N-二甲基甲酰胺(200ml)溶液在50℃下加热1小时后,滴加1-溴丁烷(50.01g,364.99mmol)。在80℃下加热3小时后,将反应混合物恢复至室温。注入至水(300ml)并利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(甲苯)进行纯化而获得化合物(T-19)(64.67g,360.7mmol,98.9%)。
第2步骤:
将第1步骤所获得的化合物(T-19)(33.18g,171.7mmol)的THF(350ml)溶液冷却至-70℃,并滴加二异丁基氢化铵(180ml,181.80mmol),在-70℃下搅拌2小时。恢复至室温,在室温下搅拌15小时后,注入至3N-HCI,利用乙酸乙酯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩而获得化合物(T-20)(32.28 g,164.8mmol,95.8%)。
第3步骤:
将四溴化碳(104.03g,396.6mmol)的二氯甲烷(200ml)溶液冷却至0℃,滴加三苯基膦(65.71g,198.1mmol)并搅拌10分钟。滴加第2步骤所获得的化合物(T-20)(32.28g,164.5mmol)的二氯甲烷溶液(70ml),在0℃下搅拌1小时。将反应混合物以庚烷进行稀释,并进行硅藻土过滤,将固体残渣去除,在减压下将溶液浓缩。将残渣通过管柱色谱法(甲苯)进行纯化而获得化合物(T-21)(62.03g,160.5mmol,97.6%)。
第4步骤:
将第3步骤所获得的化合物(T-21)(56.49g,160.5mmol)的THF(300ml)溶液冷却至-70℃,并滴加正丁基锂(205.6ml,329.0mmol),在-70℃下搅拌1小时。恢复至室温,将反应混合物注入至水(500ml),利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化而获得化合物(T-22)(7.98g,41.51mmol,25.9%)。
第5步骤:
将1-溴-2-氟-4-碘苯(10.87g,36.13mmol,TCI)、双(三苯基膦)二氯化钯(II)(0.367 g,0.52mmol)、及碘化铜(I)(0.075g,0.39mmol)的三乙胺(100ml)溶液混合,滴加第4步骤所获得的化合物(T-22)(7.48g,36.19mmol),在室温下搅拌18小时。将反应混合物在减压下进行浓缩,并溶解于甲苯,以氯化铵、水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/甲苯=4/1,体积比)进行纯化,继而通过再结晶(2-丙醇)进行纯化而获得化合物(T-23)(7.51g,20.56mmol,56.8%)。
第6步骤:
将第5步骤所获得的化合物(T-23)(3.91g,10.71mmol)、利用公知的方法合成的化合物(T-105)(4.67g,10.71mmol)、四(三苯基)钯(0)(0.67g,0.58mmol)、四丁基溴化铵(0.89g,2.76mmol)及碳酸铯(2.21g,16.0mmol)的甲苯(7ml)、solmix(7ml) 及水(7ml)溶液混合,加热回流46小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/甲苯=3/1,体积比)进行纯化,继而通过再结晶(2- 丙醇)进行纯化而获得化合物(1-5-28)(2.18g,3.67mmol,34.3%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.44-7.39(3H,m),7.35(1H,d,J=11.3Hz),7.24(2H,d,J=10.6Hz),7.00(2H,d d,J=7.5Hz,6.0),6.71-6.66(2H,m),3.98(2H,t,J=6.6Hz),1.79(2H,quin,J=6.5Hz),1.54-1.46(2H,m),0.99(3 H,t,J=7.5Hz).
化合物(1-5-28)的物性如下所述。
相转变温度:C 82.5SA 124.9N 184.3I.
上限温度(TNI)=124.4℃;介电各向异性(Δε)=43.4;光学各向异性(Δn)=0.264.
[合成例12]
化合物(1-5-31)的合成
第1步骤:
将前项中合成的化合物(T-23)(3.20g,8.76mmol)、利用公知的方法合成的化合物(T-104)(4.27g,8.78mmol)、四(三苯基)钯(0)(0.61g,0.53mmol)、四丁基溴化铵(0.71 g,2.20mmol)及碳酸铯(1.81g,13.10mmol)的甲苯(7ml)、solmix(7ml)及水(7ml) 溶液混合,加热回流28小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/甲苯=3/1,体积比)进行纯化,继而通过再结晶(2-丙醇)进行纯化而获得化合物(1-5-31)(2.90g,4.50mmol,51.4%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.42-7.39(3H,m),7.36(1H,d,11.4Hz),7.25(2H,d,J=10.3),6.99(2H,d,J=9. 9),6.71-6.66(2H,m),3.98(2H,t,J=6.7Hz),1.79(2H,quin,J=6.5Hz),1.54-1.46(2H,m),0.99(3H,t,J=7.3Hz ).
化合物(1-5-31)的物性如下所述。
相转变温度:C 80.2C 88.5SA 148.3N 182.8I.
上限温度(TNI)=118.4℃;介电各向异性(Δε)=58.9;光学各向异性(Δn)=0.257.
[合成例13]
化合物(1-5-49)的合成
第1步骤:
将1-溴-2-氟-4-碘苯(62.75g,208.5mmol,TCI)、双(三苯基膦)二氯化钯(II)(13.31 g,18.96mmol)、及碘化铜(I)(3.61g,18.96mmol)的三乙胺(500ml)溶液混合,滴加1-丁基-4-乙炔基苯(30.00g,189.6mmol,吉本化学),在室温下搅拌17小时。将反应混合物以滤纸进行过滤,利用甲苯对钯残渣进行清洗,将一起产生的滤液浓缩。在残渣中添加水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化而获得化合物(T-24)(59.99g,181.1mmol,95.5%)。
第2步骤:
将第1步骤所获得的化合物(T-24)(15.37g,46.40mmol)、利用公知的方法合成的化合物(T-106)(17.25g,48.72mmol)、钯碳(1.64g,0.769mmol)、Amphos(1.92mg,0.0072mmol)、碳酸钾(12.83g,92.81mmol)及四丁基溴化铵(2.99g,9.28mmol)的甲苯(70ml)、solmix(70ml)及水(70ml)溶液混合,加热回流2小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=100/1,体积比)进行纯化,继而通过再结晶(2-丙醇/乙酸乙酯=10/1)进行纯化而获得化合物(1-5-49)(15.33g,27.35mmol,58.9%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.46(2H,d,J=8.1Hz),7.42-7.39(2H,m),7.35(2H,d,J=11.6),7.24(2H,d,J=1 0.7),7.19(2H,d,J=8.1),7.00(2H,t,J=6.2),2.64(2H,t,J=7.7Hz),1.61(2H,quin,J=7.9Hz),1.36(2H,sext,J=7 .4),0.94(3H,t,J=7.4Hz).
化合物(1-5-49)的物性如下所述。
相转变温度:C 56.4N 147.3I.
上限温度(TNI)=113.7℃;介电各向异性(Δε)=36.9;光学各向异性(Δn)=0.250.
[合成例14]
化合物(1-5-54)的合成
第1步骤:
将1-溴-2-氟-4-碘苯(4.71g,15.65mmol,TCI)、双(三苯基膦)二氯化钯(II)(0.549g, 0.78mmol)、及碘化铜(I)(0.298g,1.57mmol)的三乙胺(30ml)溶液混合,滴加利用公知的方法合成的化合物(T-25)(3.00g,17.22mmol),在室温下搅拌15小时。将反应混合物以滤纸进行过滤,利用甲苯对钯残渣进行清洗,将一起产生的滤液浓缩。在残渣中添加水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水(50ml)及饱和食盐水(50ml)进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化而获得化合物 (T-26)(4.38g,13.01mmol,83.1%)。
第2步骤:
将第1步骤所获得的化合物(T-26)(4.77g,13.74mmol)、利用公知的方法合成的化合物(T-106)(5.11g,14.42mmol)、钯碳(0.117g,0.05mmol)、Amphos(7.29mg,0.03 mmol)、碳酸钾(3.80g,27.48mmol)及四丁基溴化铵(0.89g,2.75mmol)的甲苯(20ml)、 solmix(20ml)及水(20ml)溶液混合,加热回流9小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=100/1,体积比)进行纯化,继而通过再结晶(2-丙醇/乙酸乙酯=10/1)进行纯化而获得化合物(1-5-54)(5.63g,9.77mmol,71.1%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.48(2H,d,J=8.7Hz),7.43-7.39(2H,m),7.33(1H,d,J=11.7),7.24(2H,d,J=1 0.7Hz),7.00(2H,t,J=7.4),6.91(2H,d,J=8.7),4.00(2H,t,J=6.5),1.80(2H,quin,J=8.0Hz),1.56-1.48(2H,m), 1.00(3H,t,J=7.4Hz).
化合物(1-5-54)的物性如下所述。
相转变温度:C 78.7SA 92.1N 183.8I.
上限温度(TNI)=136.4℃;介电各向异性(Δε)=38.8;光学各向异性(Δn)=0.277.
[合成例15]
化合物(1-5-56)的合成
第1步骤:
将1-氟-3-碘苯(10.00g,45.05mmol,TCI)、双(三苯基膦)二氯化钯(II)(3.16g,4.50 mmol)、及碘化铜(I)(0.858g,4.50mmol)的三乙胺(130ml)溶液混合,滴加1-乙炔基 -4-戊基苯(8.53g,49.55mmol,吉本化学),在室温下搅拌16小时。将反应混合物以滤纸进行过滤,利用甲苯对钯残渣进行清洗,将一起产生的滤液浓缩。在残渣中添加水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水(100ml)及饱和食盐水(100ml)进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化而获得化合物(T-27) (11.79g,44.26mmol,98.3%)。
第2步骤:
将第1步骤所获得的化合物(T-27)(11.74g,44.08mmol)的THF(120ml)溶液冷却至-70℃,并滴加仲丁基锂(48.97ml,52.89mmol)。在-70℃下搅拌6小时后,滴加碘(15.66g,61.71mmol)的THF(220ml)溶液。在-70℃下搅拌2小时后,将反应混合物恢复至室温。注入至硫代硫酸钠水溶液(100ml),利用甲苯进行萃取。将萃取液以水(150ml)及饱和食盐水(150ml)进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化而获得化合物(T-28)(16.34g,41.66mmol,94.5%)。
第3步骤:
将第2步骤所获得的化合物(T-28)(1.70g,4.34mmol)、利用公知的方法合成的化合物(T-107)(1.46g,3.61mmol)、钯碳(0.0319g,0.30mmol)、碳酸钾(1.00g,7.23mmol) 及四丁基溴化铵(0.23g,0.72mmol)的甲苯(9ml)、solmix(9ml)及水(9ml)溶液混合,加热回流8.5小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=100/1,体积比)进行纯化,继而通过再结晶(2-丙醇/乙酸乙酯=10/1)进行纯化而获得化合物(1-5-56)(0.86g,1.37mmol,37.9%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.46(2H,d,J=8.0Hz),7.42-7.41(2H,m),7.35(1H,d,J=11.7),7.25(2H,d,J=9 .2Hz),7.19(2H,d,J=8.1),6.99(2H,d,J=9.9),2.63(2H,t,J=4.9),1.63(2H,quin,J=7.3Hz),1.35-1.30(4H,m), 0.90(3H,t,J=7.0Hz).
化合物(1-5-56)的物性如下所述。
相转变温度:C 86.8N 140.0I.
上限温度(TNI)=112.4℃;介电各向异性(Δε)=50.1;光学各向异性(Δn)=0.244.
[合成例16]
化合物(1-6-49)的合成
第1步骤:
将PdCl2(Amphos)2(Pd-132;0.040g,0.06mmol)与碳酸铯(7.42g,22.78mmol)与利用公知的方法合成的化合物(T-29)(3.24g,11.4mmol)及利用公知的方法合成的化合物(T-102)(5.0g,11.39mmol)添加至乙腈(150ml),加热回流4小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水(50ml),利用甲苯进行萃取。将萃取液以水(50ml)及饱和食盐水(50ml)进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法 (溶出液:庚烷/甲苯=4/1(体积比))进行分离取出后,通过再结晶(溶媒:庚烷/solmix=1/4) 进行纯化而获得化合物(1-6-49)(3.86g,6.01mmol,52.8%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.47(2H,d,J=8.15Hz),7.27(2H,d,J=8.15Hz),7.17(2H,d,J=9.85Hz),6.96( 2H,d,J=9.75Hz),2.64(2H,t,J=7.65Hz),1.64(2H,quin,J=7.40Hz),1.39-1.30(4H,m),0.90(3H,t,J=6.8Hz).
化合物(1-6-49)的物性如下所述。再者,上限温度、光学各向异性及介电各向异性的测定中,使用化合物与母液晶的比例为5重量%:95重量%的试样。
相转变温度:C1 5.4C2 100SmX 107.4SmA 124.2N 161.4Iso.
上限温度(NI)=105.7℃;介电各向异性(Δε)=60.1;光学各向异性(Δn)=0.257.
[合成例17]
化合物(1-6-62)的合成
第1步骤:
将1-氯-4-碘苯(25.00g,41.94mmol,TCI)、双(三苯基膦)二氯化钯(II)(7.36g,4.19 mmol)、及碘化铜(I)(2.00g,4.19mmol)的三乙胺(250ml)溶液混合,滴加三甲基硅烷基乙炔(11.33g,46.13mmol),在室温下搅拌16小时。将反应混合物以滤纸进行过滤,利用甲苯对钯残渣进行清洗,将一起产生的滤液浓缩。在残渣中添加水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水(150ml)及饱和食盐水(150ml)进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化而获得化合物(T-30)(18.87g,90.39 mmol,86.2%)。
第2步骤:
将第1步骤所获得的化合物(T-30)(18.87g,90.39mmol)溶解于二氯甲烷(150ml)及甲醇(150ml)中。添加碳酸钾(14.99g,108.5mol)后,在室温下搅拌16小时。将反应混合物注入至水(100ml),并利用甲苯进行萃取。将萃取液以水(100ml)及饱和食盐水(100 ml)进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(己烷) 进行纯化而获得化合物(T-31)(9.63g,70.51mmol,78.0%)。
第3步骤:
将利用公知的方法合成的化合物(T-100)(11.73g,30.14mmol)、PdCl2(Amphos)2(Pd-132; 0.43g,0.60mmol)及碳酸铯(19.64g,60.28mmol)的乙腈(120ml)溶液混合,并添加第 2步骤所获得的化合物(T-31)(5.94g,43.49mmol),加热回流14小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水,利用乙酸乙酯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=100/1,体积比)进行纯化而获得化合物(T-32)(12.20g,27.43mmol,91.0%)。
第4步骤:
将第3步骤所获得的化合物(T-32)(6.88g,15.47mmol)、利用公知的方法合成的化合物(T-33)(3.90g,18.6mmol)、PdCl2(Amphos)2(Pd-132;0.11g,0.15mmol)、碳酸钾(4.27g,30.94mmol)及四丁基溴化铵(1.00g,3.09mmol)的甲苯(20ml)、solmix(20 ml)及水(20ml)溶液混合,加热回流9小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=100/1,体积比)进行纯化,继而利用再结晶(2-丙醇/乙酸乙酯=10/1)进行纯化而获得化合物(1-6-62)(4.48g,7.80mmol,50.4%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.59(4H,dd,J=11.9Hz,3.2Hz),7.35(1H,t,J=8.1),7.15(2H,d,J=9.6),7.05(1 H,dd,J=9.1Hz,1.1Hz),7.01-6.97(3H,m),2.65(2H,t,J=7.6Hz),1.65(2H,quin,J=7.4Hz),1.37-1.32(4H,m), 0.91(3H,t,J=7.0Hz).
化合物(1-6-62)的物性如下所述。
相转变温度:C 84.3N 145.3I.
上限温度(TNI)=121.0℃;介电各向异性(Δε)=42.9;光学各向异性(Δn)=0.257.
[合成例18]
化合物(1-6-83)的合成
第1步骤:
对4-溴-2-氟苯甲醛(10.00g,49.26mmol)、乙二醇(3.97g,64.04mmol)及对甲苯磺酸一水合物(0.47g,2.46mmol)的甲苯(200ml)溶液进行加热回流4小时。将反应混合物注入至饱和碳酸氢钠,利用乙酸乙酯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=20/1,体积比)进行纯化而获得化合物(T-34)(11.49g,46.51mmol,94.4%)。
第2步骤:
将第1步骤所获得的化合物(T-34)(11.49g,46.51mmol)、利用公知的方法合成的化合物(T-35)(9.39g,48.39mmol)、钯碳(0.41g,3.86mmol)、碳酸钾(12.86g,93.01mmol)及四丁基溴化铵(3.00g,9.30mmol)的甲苯(40ml)、solmix(40ml)及水(40ml)溶液混合,加热回流9小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=8/1,体积比)进行纯化而获得化合物(T-36)(12.52g, 39.57mmol,85.1%)。
第3步骤:
在室温下,将第2步骤所获得的化合物(T-36)(12.52g,39.57mmol)、甲酸(20.90ml, 554.0mmol)及四丁基溴化铵(0.29g,11.87mmol)的甲苯(125ml)溶液搅拌17.5小时。将反应混合物注入至水,利用乙酸乙酯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=20/1,体积比)进行纯化而获得化合物(T-37)(9.68g,35.6mmol,89.9%)。
第4步骤:
在三苯基膦(14.83g,56.55mmol)的甲苯溶液(70ml)中添加四溴化碳(9.38g,28.28 mmol),在室温下搅拌3.5小时,添加第3步骤所获得的化合物(T-37)(3.5g,12.85mmol) 的甲苯(70ml)溶液并搅拌15小时。将反应混合物注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=10/1)进行纯化而获得化合物(T-38)(5.36g,12.52mmol,97.4%)。
第5步骤:
将第4步骤所获得的化合物(T-38)(11.45g,26.74mmol)的THF(115ml)溶液冷却至-70℃,并滴加正丁基锂(33.43ml,53.40mmol),在-70℃下搅拌2小时。恢复至室温,将反应混合物注入至冰水(200ml),利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=100/1)进行纯化而获得化合物(T-39)(4.60g,17.14mmol,64.1%)。
第6步骤:
在PdCl2(Amphos)2(Pd-132;0.15g,0.28mmol)与碳酸铯(2.19g,6.71mmol)的乙腈(5ml)溶液中混合第5步骤所获得的化合物(T-39)(1.50g,5.59mmol)与利用公知的方法合成的化合物(T-100)(2.39g,6.15mmol)的乙腈(15ml)溶液,加热回流7.5小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=40/1)进行纯化,继而通过再结晶(乙酸乙酯/2-丙醇=1/10,体积比)进行纯化而获得化合物(1-6-83)(0.79g,1.37mmol,24.5%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.55-7.52(3H,m),7.37(1H,dd,J=8.1Hz,1.7Hz),7.33(1H,dd,J=10.7,1.2Hz ),7.18(2H,d,J=9.6Hz),6.99-6.96(4H,m),4.02(2H,t,J=6.5Hz),1.80(2H,quin,J=7.1Hz),1.56-1.48(2H,m), 0.99(3H,t,J=7.5Hz).
化合物(1-6-83)的物性如下所述。再者,上限温度、光学各向异性及介电各向异性的测定中,使用化合物与母液晶的比例为10重量%:90重量%的试样。
相转变温度:C 110.3SA 144.1N 196.2I.
上限温度(TNI)=142.7℃;介电各向异性(Δε)=39.8;光学各向异性(Δn)=0.287.
[合成例19]
化合物(1-6-86)的合成
第1步骤:
在PdCl2(Amphos)2(Pd-132;0.13g,0.24mmol)与碳酸铯(1.85g,5.67mmol)的乙腈(5ml)溶液中混合前项中合成的化合物(T-39)(1.27g,4.73mmol)与利用公知的方法合成的化合物(T-102)(2.18g,4.97mmol)的乙腈(10ml)溶液,加热回流13小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=40/1)进行纯化,继而通过再结晶(乙酸乙酯/2-丙醇=1/10,体积比)进行纯化而获得化合物(1-6-86)(0.64g,1.02mmol,21.6%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.55-7.51(3H,m),7.37(1H,dd,J=8.1Hz,1.7Hz),7.33(1H,dd,J=10.7Hz,1.5 Hz),7.19(2H,d,J=9.6Hz),7.00-6.97(4H,m),4.02(2H,t,J=6.6Hz),1.80(2H,quin,J=7.5Hz),1.55-1.48(2H, m),1.00(3H,t,J=7.5Hz).
化合物(1-6-86)的物性如下所述。再者,上限温度、光学各向异性及介电各向异性的测定中,使用化合物与母液晶的比例为3重量%:97重量%的试样。
相转变温度:C 70.8C 135.0N 190.7I.
上限温度(TNI)=131.7℃;介电各向异性(Δε)=51.9;光学各向异性(Δn)=0.304.
[合成例20]
化合物(1-7-32)的合成
第1步骤:
将1-氟-3-丙基苯(90.91g,521.7mmol,吉本化学)的THF(500ml)溶液冷却至-70℃,并滴加仲丁基锂(500ml,540.00mmol)。在-70℃下搅拌2小时后,滴加碘(139.4g,549.2mmol)的THF(500ml)溶液,将反应混合物恢复至室温。注入至氯化铵水溶液(100ml),添加硫代硫酸钠水溶液,利用己烷进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(己烷)进行纯化而获得化合物(T-40)(100.6g,381.0mmol,73.0%)。
第2步骤:
将第1步骤所获得的化合物(T-40)(60.00g,227.2mmol)、双(三苯基膦)二氯化钯(II) (1.629g,2.32mmol)、及碘化铜(I)(0.441g,2.32mmol)的三乙胺(500ml)溶液混合,滴加三甲基硅烷基乙炔(24.88g,253.31mmol),在室温下搅拌3小时。将反应混合物以滤纸进行过滤,利用甲苯对钯残渣进行清洗,将一起产生的滤液浓缩。在残渣中添加水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化而获得化合物(T-41)(46.84g,199.86mmol,88.0%)。
第3步骤:
将第2步骤所得的化合物(T-41)(52.93g,225.83mmol)溶解于甲醇(300ml)。添加碳酸钾(37.62g,272.2mol)后,在室温下搅拌6小时。将反应混合物注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/甲苯=9/1,体积比)进行纯化而获得化合物(T-42)(36.63g,225.83mmol,92.6%)。
第4步骤:
在PdCl2(Amphos)2(Pd-132;0.076g,0.11mmol)与碳酸铯(13.56g,41.62mmol)中混合第3步骤所获得的化合物(T-42)(3.56g,21.95mmol)与利用公知的方法合成的化合物(T-103)(10.00g,20.70mmol)的乙腈(80ml)溶液,加热回流4小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/甲苯=6/1,体积比)进行纯化,继而通过再结晶(甲苯)进行纯化而获得化合物(1-7-32)(3.10g,5.49mmol, 26.5%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.41(1H,t,J=7.5Hz),7.37(1H,t,J=8.6),7.18-7.13(6H,m),6.98-6.94(2H,m ),2.61(2H,t,J=7.5Hz),1.62(2H,sext,J=7.6Hz),0.95(3H,t,J=7.4Hz).
化合物(1-7-32)的物性如下所述。再者,上限温度、光学各向异性及介电各向异性的测定中,使用化合物与母液晶的比例为3重量%:97重量%的试样。
相转变温度:C 118.8N 132.5I.
上限温度(TNI)=88.4℃;介电各向异性(Δε)=55.2;光学各向异性(Δn)=0.237.
[合成例21]
化合物(1-8-9)的合成
第1步骤:
将利用公知的方法合成的化合物(T-108)(5.00g,13.47mmol)、四(三苯基膦)钯(0) (0.78g,0.67mmol)的甲苯(35ml)及2N-碳酸钠水溶液(70ml)混合,添加利用公知的方法所合成的化合物(T-33)(3.11g,14.82mmol)的solmix(35ml)溶液,加热回流5.5小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化而获得化合物(T-42)(5.81g,12.73mmol,94.5%)。
第2步骤:
将第1步骤所获得的化合物(T-42)(5.89g,12.91mmol)的THF(80ml)溶液冷却至 -70℃,并滴加正丁基锂(8.87ml,14.20mmol),在-70℃下搅拌2小时,滴加碘(3.93g,15.49mmol)的THF(30ml)溶液。恢复至0℃,将反应混合物注入至亚硫酸钠水溶液,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化而获得化合物(T-43)(5.01g,11.89mmol,92.1%)。
第3步骤:
将第2步骤所获得的化合物(T-43)(5.44g,9.34mmol)、双(三苯基膦)二氯化钯(II) (0.656g,0.93mmol)、及碘化铜(I)(0.178g,0.93mmol)的三乙胺(110ml)溶液混合,滴加三甲基硅烷基乙炔(1.44ml,10.28mmol),在室温下搅拌4小时。将反应混合物以滤纸进行过滤,利用甲苯对钯残渣进行清洗,将一起产生的滤液浓缩。在残渣中添加水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=100/1)进行纯化而获得化合物(T-44)(4.90g,8.87mmol,95.0%)。
第4步骤:
将第3步骤所得的化合物(T-44)(4.90g,8.87mmol)溶解于二氯甲烷(25ml)及甲醇(25ml)。添加碳酸钾(1.47g,10.64mol)后,在室温下搅拌2小时。将反应混合物注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化而获得化合物(T-45)(3.76g,7.83mmol,88.3%)。
第5步骤:
在PdCl2(Amphos)2(Pd-132;0.027g,0.04mmol)与碳酸铯(4.98g,15.28mmol)中混合第4步骤所获得的化合物(T-45)(3.67g,7.64mmol)与1-溴-3,4,5-三氟苯(1.93g,9.17mmol,吉本化学)的乙腈(25ml)溶液,加热回流11小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化,继而通过再结晶(乙酸乙酯/2-丙醇=1/10,体积比)进行纯化而获得化合物(1-8-9)(1.79g,2.93mmol,38.4%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.33(1H,t,J=7.9Hz),7.23-7.18(4H,m),7.07(1H,dd,J=7.8Hz,1.1Hz),7.02( 1H,dd,12.0Hz,0.9Hz),6.95(2H,d,J=7.6),2.65(2H,t,J=7.7Hz),1.65(2H,quin,J=7.3Hz),1.38-1.31(4H,m) ,0.91(3H,t,J=6.8Hz).
化合物(1-8-9)的物性如下所述。再者,上限温度、光学各向异性及介电各向异性的测定中,使用化合物与母液晶的比例为5重量%:95重量%的试样。
相转变温度:C 97.2N 134.0I.
上限温度(TNI)=83.7℃;介电各向异性(Δε)=52.1;光学各向异性(Δn)=0.217.
[合成例22]
化合物(1-10-24)的合成
第1步骤:
将1-氟-3-碘苯(4.24g,22.30mmol)、双(三苯基膦)二氯化钯(II)(1.42g,2.03mmol)、及碘化铜(I)(0.386g,2.03mmol)的三乙胺(67.5ml)溶液混合,滴加化合物(T-14)(4.50 g,20.27mmol),在室温下搅拌2小时。将反应混合物以滤纸进行过滤,利用甲苯对钯残渣进行清洗,将一起产生的滤液浓缩。在残渣中添加水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法 (庚烷)进行纯化而获得化合物(T-47)(5.12g,18.00mmol,88.8%)。
第2步骤:
将第1步骤所获得的化合物(T-47)(5.56g,19.55mmol)的THF(90ml)溶液冷却至 -70℃,并滴加仲丁基锂(22.78ml,23.78mmol)。在-70℃下搅拌3小时后,滴加碘(6.20g,24.44mmol)的THF(20ml)溶液,将反应混合物恢复至室温。注入至硫代硫酸钠水溶液(100ml),利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化而获得化合物(T-48)(7.93g,19.33mmol,98.9%)。
第3步骤:
将第2步骤所获得的化合物(T-48)(6.32g,15.41mmol)、双(三苯基膦)二氯化钯(II) (1.08g,1.54mmol)、及碘化铜(I)(0.293g,1.54mmol)的三乙胺(94.8ml)溶液混合,滴加三甲基硅烷基乙炔(1.66g,16.95mmol),在室温下搅拌6.5小时。将反应混合物以滤纸进行过滤,利用甲苯对钯残渣进行清洗,将一起产生的滤液浓缩。在残渣中添加水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化而获得化合物(T-49)(4.81g,12.64mmol,82.1%)。
第4步骤:
将第3步骤所得的化合物(T-49)(4.81g,12.64mmol)溶解于二氯甲烷(20ml)及甲醇(20ml)。添加碳酸钾(2.10g,15.17mol)后,在室温下搅拌4.5小时。将反应混合物注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化而获得化合物(T-50)(3.59g,11.64mmol,92.1%)。
第5步骤:
在PdCl2(Amphos)2(Pd-132;0.0258g,0.04mmol)与碳酸铯(4.74g,14.55mmol)的乙腈(20ml)溶液中混合第4步骤所获得的化合物(T-50)(2.69g,8.73mmol)与利用公知的方法合成的化合物(T-100)(2.83g,7.27mmol)的乙腈(30ml)溶液,加热回流5小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化,继而通过再结晶(甲苯/2-丙醇=1/5,体积比)进行纯化而获得化合物(1-10-24) (2.82g,4.58mmol,62.9%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.49(1H,t,J=7.6Hz),7.41(1H,t,J=7.6),7.35-7.29(2H,m),7.17(2H,d,J=9.3 ),6.99-6.94(4H,m),2.62(2H,t,J=7.7Hz),1.62(2H,quin,J=7.5Hz),1.38-1.27(4H,m),0.90(3H,t,J=6.8Hz).
化合物(1-10-24)的物性如下所述。
相转变温度:C 92.5SA 112.5N 187.4I.
上限温度(TNI)=132.4℃;介电各向异性(Δε)=47.9;光学各向异性(Δn)=0.324.
[合成例23]
化合物(1-5-57)的合成
第1步骤:
将前项中合成的化合物(T-26)(2.54g,7.33mmol)、利用公知的方法合成的化合物(T-104)(3.74g,7.69mmol)、钯碳(0.624g,0.03mmol)、Amphos(3.89mg,0.01mmol)、碳酸钾(2.03g,14.65mmol)及四丁基溴化铵(0.472g,1.47mmol)的甲苯(10ml)、solmix (10ml)及水(10ml)溶液混合,加热回流11小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=100/1,体积比)进行纯化,继而通过再结晶(2-丙醇/乙酸乙酯=10/1)进行纯化而获得化合物(1-5-57)(3.19g,5.09mmol, 69.5%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.48(2H,d,J=4.9Hz),7.43-7.38(2H,m)),7.33(1H,d,J=11.9Hz),7.28-7.24( 2H,m),6.99(2H,d,J=9.9Hz),6.89(2H,d,J=7.0Hz),3.99(2H,t,J=6.5Hz),1.79(2H,quin,J=7.1Hz),1.50(2H ,sext,J=7.5Hz),0.98(3H,t,J=7.5Hz).
化合物(1-5-57)的物性如下所述。再者,上限温度、光学各向异性及介电各向异性的测定中,使用化合物与母液晶的比例为10重量%:90重量%的试样。
相转变温度:C 109.9N 177.2I.
上限温度(TNI)=127.7℃;介电各向异性(Δε)=50.1;光学各向异性(Δn)=0.267.
[合成例24]
化合物(1-6-66)的合成
第1步骤:
将4-溴-3-苯酚(3.50g,18.32mmol,TCI)、1-溴丁烷(2.51g,18.32mmol)及碳酸钾(5.07g,36.65mmol)的丙酮(70ml)溶液加热回流14.5小时后,将反应混合物恢复至室温。注入至水并利用乙酸乙酯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷)进行纯化而获得化合物(T-51)(4.13g,16.71mmol,91.2%)。
第2步骤:
将异丙基氯化镁(9.19ml,18.38mmol)冷却至-10℃,滴加第1步骤所获得的化合物(T-51) (4.13g,16.71mmol)的THF溶液(35ml),在-10℃下搅拌2小时。滴加硼酸三甲酯(1.91 g,18.38mmol)的THF(5ml)溶液,在-10℃下搅拌1小时。将反应混合物恢复至室温,注入至1N-HCl,搅拌1小时,利用乙酸乙酯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将庚烷添加至残渣,进行过滤并在减压下进行干燥而获得化合物(T-52)(1.32g,6.23mmol,37.3%)。
第3步骤:
将第2步骤所获得的化合物(T-52)(1.32g,6.23mmol)、化合物(T-31)(2.31g,5.19mmol)、PdCl2(Amphos)2(Pd-132;0.0367g,0.05mmol)、碳酸钾(1.43g,10.38mmol) 及四丁基溴化铵(0.334g,1.04mmol)的甲苯(7ml)、solmix(7ml)及水(7ml)溶液混合,并加热回流8.5小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=100/1,体积比)进行纯化,继而通过再结晶(2-丙醇/乙酸乙酯=10/1)进行纯化而获得化合物(1-6-66)(0.45g,0.78mmol,15.1%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.46(2H,d,J=8.7Hz),7.37(1H,t,J=8.7Hz),7.18-7.13(4H,m),7.10(2H,d,J= 9.6Hz),6.89(2H,d,J=8.8Hz),3.99(2H,t,J=6.5Hz),1.79(2H,quin,J=7.1Hz),1.50(2H,sext,J=7.5Hz),0.99( 3H,t,J=7.4Hz).
化合物(1-6-66)的物性如下所述。再者,上限温度、光学各向异性及介电各向异性的测定中,使用化合物与母液晶的比例为5重量%:95重量%的试样。
相转变温度:C 102.8N 176.5I.
上限温度(TNI)=139.7℃;介电各向异性(Δε)=40.1;光学各向异性(Δn)=0.277.
[合成例25]
化合物(1-7-90)的合成
第1步骤:
在PdCl2(Amphos)2(Pd-132;0.12g,0.17mmol)与碳酸铯(1.85g,5.67mmol)的乙腈(5ml)溶液中混合前项中合成的化合物(T-25)(1.59g,9.15mmol)与利用公知的方法合成的化合物(T-103)(4.02g,8.32mmol)的乙腈(35ml)溶液,加热回流7.5小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=100/1)进行纯化,继而通过再结晶(乙酸乙酯/2-丙醇=1/10,体积比)进行纯化而获得化合物(1-7-90)(2.66g,4.61mmol,55.5%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.59-7.54(4H,m),7.36(1H,t,J=8.8Hz),7.15(2H,d,J=9.5Hz),6.98(2H,dd,J =7.4Hz,6.4Hz),6.78(1H,dd,J=8.6Hz,2.4Hz),6.72(1H,dd,J=12.8,2.4Hz),4.00(2H,t,J=6.5Hz),1.80(2H, quin,J=7.1Hz),1.51(2H,sext,J=7.4Hz),1.00(3H,t,J=7.4Hz).
化合物(1-7-90)的物性如下所述。
相转变温度:C 56.7C 70.0N 151.9I.
[合成例26]
化合物(1-6-92)的合成
第1步骤:
将1-溴-3-氟-4-碘苯(20.00g,66.47mmol,TCI)、双(三苯基膦)二氯化钯(II)(4.67g, 6.65mmol)、及碘化铜(I)(1.27g,6.65mmol)的三乙胺(200ml)溶液混合,滴加2-甲基-3-丁基-2-醇(6.15g,73.12mmol),在室温下搅拌16小时。将反应混合物以滤纸进行过滤,利用甲苯对钯残渣进行清洗,将一起产生的滤液浓缩。在残渣中添加水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=8/1)进行纯化而获得化合物(T-53)(17.09g,66.47 mmol,定量)。
第2步骤:
将第1步骤所获得的化合物(T-53)(17.36g,67.52mmol)、双联硼酸频那醇酯(bis(pinacolato)diboron)(18.00g,70.90mmol)、乙酸钾(19.88g,202.6mmol)及四(三苯基膦)钯(0)(0.780g,0.68mmol)的1,4-二恶烷(175ml)溶液混合,并加热回流11.5小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=4/1,体积比)进行纯化而获得化合物(T-54)(18.70g,61.48mmol,91.1%)。
第3步骤:
将第2步骤所获得的化合物(T-54)(17.80g,59.84mmol)、化合物(T-55)(9.82g,54.40mmol)、PdCl2(Amphos)2(Pd-132;0.377g,0.54mmol)、碳酸钾(14.71g,108.8mmol) 及四丁基溴化铵(3.43g,10.88mmol)的甲苯(60ml)、solmix(60ml)及水(60ml)溶液混合,并加热回流8.5小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/乙酸乙酯=100/1,体积比)进行纯化而获得化合物(T-56)(13.75 g,42.12mmol,79.2%)。
第4步骤:
将第3步骤所获得的化合物(T-56)(9.98g,30.57mmol)及氢氧化钾(1.87g,33.33mmol) 的甲苯(200ml)混合,并加热回流3小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至氯化铵水溶液,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(甲苯)进行纯化而获得化合物(T-57)(8.04g, 29.87mmol,97.7%)。
第5步骤:
在PdCl2(Amphos)2(Pd-132;0.107g,0.15mmol)与碳酸铯(19.56g,60.03mmol)中混合第4步骤所获得的化合物(T-57)(8.04g,29.87mmol)与利用公知的方法合成的化合物(T-100)(11.80g,30.33mmol)的乙腈(100ml)溶液,加热回流5小时。将反应混合物放置冷却至室温后,注入至水,利用甲苯进行萃取。将萃取液以水及饱和食盐水进行清洗,以无水硫酸镁进行干燥,在减压下进行浓缩。将残渣通过管柱色谱法(庚烷/甲苯=1/4,体积比)进行纯化,继而通过再结晶(甲苯/2-丙醇=1/1)进行纯化而获得化合物(1-6-92)(5.90 g,10.23mmol,34.3%)。
1H-NMR(CDCl3;δppm):8.65(2H,s),8.25(1H,dd,J=8.2,1.2),8.22(1H,d,J=10.6),7.62(1H,t,7.5Hz), 7.19(2H,d,J=9.4Hz),6.98(2H,dd,J=7.2,6.2Hz),2.65(2H,t,J=7.6Hz),1.67(2H,quin,J=7.5Hz),1.37-1.35( 4H,m),0.91(3H,t,J=6.8Hz).
化合物(1-6-92)的物性如下所述。
相转变温度:C 105.6SA 153.0N 181.2I.
上限温度(TNI)=134.4℃;介电各向异性(Δε)=56.8;光学各向异性(Δn)=0.270.
[比较例1]
为了进行比较,选择下述化合物(A)。原因在于所述化合物具有-CF2O-,但不具有-C≡C-。化合物(A)根据国际公开第96/011897号手册的记载来合成。
1H-NMR(CDCl3;δppm):7.68(2H,d,J=8.5Hz),7.63(2H,d,J=8.5Hz),7.55(2H,d,J=6.8Hz),7.30-7.25 (4H,m),7.00(2H,dd,J=6.0,7.5Hz),2.65(2H,t,J=7.5Hz),1.65(2H,quin,J=7.7Hz),1.44-1.34(4H,m),0.96( 3H,t,J=7.5Hz)
化合物(A)的物性如下所述。
相转变温度:C 108.6N 139.9I.上限温度(TNI)=117.7℃;介电各向异性(Δε)=25.6;光学各向异性(Δn)=0.204.
将合成例1~合成例24、合成例26及比较例1合成的化合物的物性汇总于表1。根据所述结果可知,就具有较比较化合物(A)大的介电各向异性(Δε)与大的光学各向异性(Δn) 的观点而言化合物(1)优异。
表1.化合物(1)的物性
根据已经记载的化合物(1)的合成法来合成以下的化合物(1-4-1)~(1-4-45)、化合物(1-5-1)~化合物(1-5-99)、化合物(1-6-1)~化合物(1-6-124)、化合物(1-7-1)~化合物(1-7-117)、化合物(1-8-1)~化合物(1-8-115)、化合物(1-9-1)~化合物(1-9-104)、化合物(1-10-1)~化合物(1-10-90)、化合物(1-11-1)~化合物(1-11-24)、化合物(1-12-1)~化合物(1-12-55)、化合物(1-13-1)~化合物(1-13-57)或化合物(1-14-1)~化合物(1-14-60)。
2.组合物的实施例
通过实施例对本发明的组合物进行详细说明。本发明包含使用例1的组合物与使用例2 的组合物的混合物。本发明还包含将使用例的组合物的至少两者混合的混合物。使用例中的化合物是基于下述表2的定义而以记号来表示。表2中,与1,4-亚环己基相关的立体构型为反式。使用例中位于记号后的括弧内的编号表示化合物所属的化学式。(-)的记号是指其他液晶性化合物。液晶性化合物的比例(百分率)是基于液晶组合物的重量的重量百分率(重量%)。最后,汇总组合物的物性值。物性是依据以前记载的方法来测定,将测定值(并不外推)直接记载。
表2.使用记号的化合物的表述法
R-(A1)-Z1-·····-Zn-(An)-R’
[使用例1]
NI=82.2℃;Δn=0.110;Δε=9.3;η=23.4mPa·s.
[使用例2]
NI=104.2℃;Δn=0.104;Δε=6.7;η=20.9mPa·s.
[使用例3]
NI=87.3℃;Δn=0.121;Δε=7.8;η=26.4mPa·s.
[使用例4]
NI=111.9℃;Δn=0.097;Δε=5.2;η=18.7mPa·s.
[使用例5]
[使用例6]
[使用例7]
[使用例8]
[使用例9]
[使用例10]
[使用例11]
[使用例12]
[使用例13]
[使用例14]
NI=82.2℃;Δn=0.105;Δε=7.5;η=12.9mPa·s.
[使用例15]
NI=100.2℃;Δn=0.106;Δε=6.8;η=22.3mPa·s.
[使用例16]
NI=71.0℃;Δn=0.122;Δε=7.2;η=21.5mPa·s.
[使用例17]
NI=87.4℃;Δn=0.121;Δε=7.0;η=27.1mPa·s.
[使用例18]
NI=115.3℃;Δn=0.100;Δε=6.0;η=22.3mPa·s.
[使用例19]
NI=85.2℃;Δn=0.096;Δε=6.1;η=16.2mPa·s.
[使用例20]
NI=81.7℃;Δn=0.111;Δε=11.2;η=26.2mPa·s.
[使用例21]
NI=70.8℃;Δn=0.102;Δε=9.9;η=26.6mPa·s.
[使用例22]
NI=82.2℃;Δn=0.105;Δε=7.5;η=12.9mPa·s.
[使用例23]
NI=71.1℃;Δn=0.072;Δε=6.9;η=19.6mPa·s.
[使用例24]
NI=88.0℃;Δn=0.097;Δε=-3.1;η=36.8mPa·s.
[使用例25]
NI=76.5℃;Δn=0.097;Δε=-3.9;η=20.4mPa·s.
[使用例26]
NI=82.2℃;Δn=0.105;Δε=7.5;η=12.9mPa·s.
[使用例27]
NI=77.1℃;Δn=0.116;Δε=-2.8;η=16.5mPa·s.
[使用例28]
NI=78.9℃;Δn=0.132;Δε=7.2;η=12.4mPa·s.
[使用例29]
[产业上的可利用性]
本发明的液晶性化合物具有优异的物性。含有所述化合物的液晶组合物可广泛用于个人计算机、电视等中使用的液晶显示元件。
Claims (11)
1.一种化合物,其由式(1-4)、式(1-6)、式(1-7)、式(1-9)、式(1-10)、式(1-12)、式(1-13)、式(1-15)、式(1-16)、式(1-18)、式(1-22)及式(1-24)的任一者所表示:
式(1-4)、式(1-6)、式(1-7)、式(1-9)、式(1-10)、式(1-12)、式(1-13)、式(1-15)、式(1-16)、式(1-18)、式(1-22)及式(1-24)中,R1为碳数1~15的烷基、碳数2~15的烯基、碳数1~14的烷氧基、或碳数2~14的烯氧基;Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、及Y6独立地为氢、氟、或氯;L1为氟、氯、-OCF3、或-CF3;L2及L3独立地为氢或氟,但至少一个为氟。
2.根据权利要求1所述的化合物,其中在式(1-4)、式(1-6)、式(1-7)、式(1-9)、式(1-10)、式(1-12)、式(1-13)、式(1-15)、式(1-16)、式(1-18)、式(1-22)及式(1-24)中,L1为氟或-CF3。
3.一种液晶组合物,其特征在于,含有根据权利要求1所述的化合物的至少一种。
4.根据权利要求3所述的液晶组合物,其还含有选自式(2)~式(4)所表示的化合物组群中的至少一种化合物:
式(2)~式(4)中,
R11为碳数1~10的烷基或碳数2~10的烯基,所述烷基及烯基中,至少一个氢可经氟取代,至少一个-CH2-可经-O-取代;
X11为氟、氯、-OCF3、-OCHF2、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF2CHF2、或-OCF2CHFCF3;
环B1、环B2及环B3独立地为1,4-亚环己基、至少一个氢可经氟取代的1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二恶烷-2,5-二基、或嘧啶-2,5-二基;
Z11、Z12及Z13独立地为单键、-CH2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、或-(CH2)4-;Z11、Z12及Z13的任一者为-C≡C-的情况下,其他为单键、-CH2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCF2-、-CH2O-、或-(CH2)4-;Z11、Z12及Z13的任一者为-CF2O-的情况下,其他为单键、-CH2CH2-、-CH=CH-、-COO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、或-(CH2)4-;
L11及L12独立地为氢或氟。
5.根据权利要求3所述的液晶组合物,其还含有选自式(5)所表示的化合物的组群中的至少一种化合物:
式(5)中,
R12为碳数1~10的烷基或碳数2~10的烯基,所述烷基及烯基中,至少一个氢可经氟取代,至少一个-CH2-可经-O-取代;
X12为-C≡N或-C≡C-C≡N;
环C1为1,4-亚环己基、至少一个氢可经氟取代的1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二恶烷-2,5-二基、或嘧啶-2,5-二基;
Z14为单键、-CH2CH2-、-C≡C-、-COO-、-CF2O-、-OCF2-、或-CH2O-;
L13及L14独立地为氢或氟;
i为1、2、3、或4。
6.根据权利要求3所述的液晶组合物,其还含有选自式(6)~式(12)所表示的化合物的组群中的至少一种化合物:
式(6)~式(12)中,
R13及R14独立地为碳数1~10的烷基或碳数2~10的烯基,所述烷基及烯基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个氢可经氟取代;
R15为氢、氟、碳数1~10的烷基、或碳数2~10的烯基,所述烷基及烯基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个氢可经氟取代;
S11为氢或甲基;
X13及X14独立地为-CF2-、-O-、或-CHF-;
环D1、环D2、环D3、及环D4独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、至少一个氢可经氟取代的1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、或十氢萘-2,6-二基;
环D5及环D6独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、或十氢萘-2,6-二基;
Z15、Z16、Z17、及Z18独立地为单键、-CH2CH2-、-COO-、-CH2O-、-OCF2-、或-OCF2CH2CH2-;
L15及L16独立地为氟或氯;
j、k、m、n、p、q、r、及s独立地为0或1,k、m、n、及p的和为1或2,q、r及s的和为0、1、2、或3,t为1、2、或3。
7.根据权利要求3所述的液晶组合物,其还含有选自式(13)~式(15)所表示的化合物的组群中的至少一种化合物:
式(13)~式(15)中,
R16及R17独立地为碳数1~10的烷基或碳数2~10的烯基,所述烷基或烯基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个氢可经氟取代;
环E1、环E2、环E3、及环E4独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,5-二氟-1,4-亚苯基、或嘧啶-2,5-二基;
Z19、Z20及Z21独立地为单键、-CH2CH2-、-CH=CH-、-C≡C-、或-COO-。
8.根据权利要求3所述的液晶组合物,其还含有可聚合的化合物、光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、热稳定剂、及消泡剂的至少一种。
9.一种液晶显示元件,其特征在于,其含有根据权利要求3所述的液晶组合物。
10.根据权利要求9所述的液晶显示元件,其特征在于,将液晶组合物内包于胶囊。
11.根据权利要求9所述的液晶显示元件,其特征在于,在二维-三维间转换中所利用的透镜中使用液晶组合物。
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