CN106873249A - 具有侧取代的光配向材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有侧取代的光配向材料,其组合物,以及其用于光学和光电器件、特别是液晶器件(LCD)的用途。

Description

具有侧取代的光配向材料
本申请是申请号为201180008953.7、申请日为2011年02月09日、发明名称为“具有侧取代的光配向材料”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及具有侧取代的光配向材料,其组合物,及其用于光学和光电器件特别是液晶器件(LCD)或安全器件的用途。
技术背景
在LCD的大规模制造中,不同加工步骤之间的时间段受到非常严格的控制。在利用光配向技术的显示器制造中,UV曝光能量及其在涂覆的配向层上的入射角是重要的和主要的加工步骤。对液晶的特定预倾角以及其余的生产工艺时段进行优化该工艺步骤。预倾角的任何期望变化通常都需要UV曝光单元花费时间的调整。因此,总是需要更经济的制造工艺。
发明内容
在本发明中,发现了新的光配向材料,其能够获得期望的预倾角而不会显著改变生产线。
一种光配向材料,包含在侧链上具有至少一个由式(I)表示的侧取代部分的聚合物
其中
A和B彼此独立地表示未取代或取代的碳环或杂环的芳族或脂环族基团,其选自五或六个原子的单环,两个相邻的五或六个原子的单环,八、九或十个原子的双环体系,或者十三或十四个原子的三环体系;
优选A表示未取代或取代的碳环或杂环的芳族基团,其选自五或六个原子的单环,两个相邻的五或六个原子的单环,八、九或十个原子的双环体系,或者十三或十四个原子的三环体系;和B表示未取代或取代的碳环或杂环的芳族或脂环族基团,其选自五或六个原子的单环,两个相邻的五或六个原子的单环,八、九或十个原子的双环体系,或者十三或十四个原子的三环体系;
Z表示桥接基团,
R1表示卤素、C1-C16烷氧基、C1-C16烷基、硝基或腈,优选甲氧基、氟、氯或腈,和更优选氟,
R2和R3彼此独立地为氢、卤素或腈;未取代的或被卤素取代的C1-C12烷基,其中一个或多个C-原子、CH-或CH2-基可被连接基替换;优选R2和R3为氢、腈或氟,和更优选R2和R3为氢和/或腈,和最优选R2和R3为氢。
芳族或脂环族基团的取代基为例如直链或支化的C1-C16烷基(其为未取代的或被氟、二(C1-C16烷基)氨基、C1-C16烷氧基、硝基、腈和/或氯取代的;和其中一个或多个C-原子、CH-或CH2-基可彼此独立地被连接基替换;卤素或腈。优选的取代基为C1-C6烷基(特别是甲基或乙基)、C1-C6烷氧基(特别是甲氧基或乙氧基)、氯、氟、或腈,更优选甲氧基、氯、氟、或腈,和最优选甲氧基、氯或氟。此外,如果芳族基团被取代,则其优选被取代一次或两次。
在本发明的上下文中,卤素表示氟、氯、溴或碘,和优选氟或氯和更优选氟。
在本发明的上下文中,烷基或亚烷基是取代或未取代的,并对于伯、仲和叔烷基或相应的亚烷基具有相同含义;和其中一个或多个C-原子、CH-或CH2-基可彼此独立地被连接基替换。
优选的C1-C30烷基特别是C1-C24烷基和优选C1-C16烷基,更优选C1-C12烷基,最优选C1-C6烷基,如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一碳基基、十二碳基、十三碳基、十四碳基、十五碳基、十六碳基、十七碳基、十八碳基、十九碳基、二十碳基、二十一碳基、二十二碳基、二十三碳基或三十碳基;更优选为C1-C6烷基如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基。
就烷基而言优选的二(C1-C16烷基)氨基或C1-C16烷氧基具有如上给出相同的优选情况和含义。
在本发明的上下文中,亚烷基是取代或未取代的,并具有与伯、仲和叔亚烷基相同的含义。
优选的C1-C24亚烷基是亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基、亚丁基、仲亚丁基、叔亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚十一碳基、亚十二碳基、亚十三碳基、亚十四碳基、亚十五碳基或亚十六碳基;更优选为C1-C16亚烷基;最优选为C1-C12亚烷基和特别最优选为C1-C6亚烷基。
在本发明的上下文中使用的术语"桥接基团"优选选自-O-、-CO-、-CH(OH)-、-CH2(CO)-、-OCH2-、-CH2O-、-O-CH2-O-、-COO-、-OCO-、-(C1-C16亚烷基)(CO)O-、-(C1-C16亚烷基)O(CO)-、-(CO)O(C1-C16亚烷基)-、-O(CO)(C1-C16亚烷基)-、-O(C1-C16亚烷基)-、-(C1-C16亚烷基)O-、-OCF2-、-CF2O-、-CON(C1-C16亚烷基)-、-(C1-C16亚烷基)NCO-、-CONH-、-NHCO-、-HNOCO-、-OCONH-、-NHCONH-、-OCOO-、-CO-S-、-S-CO-、-CSS、-SOO-、-OSO-、-SOS-、-SO-、-CH2(SO)-、-SO2-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-CH=N-、-C(CH3)=N-、-N=N-或单键;或者环状、直链或支化的,取代或未取代的C1-C24亚烷基,其中一个或多个C-原子、CH-或CH2-基可彼此独立地被连接基替换。
优选地,所述桥接基团为-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-OCF2-、-CF2O-、-CON(CH3)-、-(CH3)NCO-、-CONH-、-NHCO-、-CO-S-、-S-CO-、-CS-S-SOO-、-OSO-、-CH2(SO2)-、-CH2-CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、或单键。
更优选桥接基团为-COO-、-OCO-、-OCOO-、-OCF2-、-CF2O-、-CON(CH3)-、-(CH3)NCO-、-CONH-、-NHCO-、-CO-S-、-S-CO-、-CS-S-、-SOO-、-OSO,特别是-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CON(CH3)-、-(CH3)NCO-、-CONH-、-NHCO-。
最优选的桥接基团为-COO-、-OCO-、-OCH2-、-CH2O-或单键,和特别是-OCO-、-OCH2-或单键。
如在本发明的上下文中使用的,术语"连接基",优选选自单键、-S-、-S(CS)-、-(CS)S-、-CO-S-、-S-CO-、-O-、-CO、-CO-O-、-O-CO-、-NR2-、-NR2-CO-、-CO-NR2-、-NR2-CO-O-、-O-CO-NR2-、-NR2-CO-NR2-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-CO-O-、-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-;和未取代或取代的亚环己基和未取代或取代的亚苯基和其中:
R2表示氢或C1-C6烷基;特别是氢或甲基;条件是,连接基的氧原子不直接彼此连接;优选为单键、-O-、-O(CO)、-S-、-(CO)O-或-NR2-;更优选为单键、-O-、-O(CO)或-(CO)O-。
本发明的上下文中使用的"碳环或杂环的芳族基团"和"芳族基团"表示5、6、10或14个原子的环,例如呋喃、苯或亚苯基、吡啶、三嗪、嘧啶、亚联苯基、亚萘基、菲、苯并[9,10]菲、四氢萘,它们是未间隔的或被至少单一杂原子和/或至少单一桥接基团间隔的;优选的"碳环或杂环的芳族基团"和"芳族基团"是苯、亚苯基、亚萘基、亚联苯基、菲、或苯并[9,10]菲,和更优选的是苯、亚苯基和亚联苯基,特别是亚苯基。
如在本发明上下文中使用的,术语"亚苯基"优选表示1,2-、1,3-或1,4-亚苯基,其任选地被取代。优选的是,亚苯基为1,3-或1,4-亚苯基。1,4-亚苯基是特别优选的。
本发明的上下文中使用的"脂环族基团"表示例如具有3-40个碳原子,优选C6-C40碳原子的环体系,例如环丙烷、环丁烷,环戊烷,环戊烯,环己烷,环己烯,环己二烯,萘烷,四氢呋喃,二恶烷,吡咯烷,哌啶或甾体骨架如胆固醇,并且优选的是环己烷或甾体骨架。
在本发明的上下文中使用的术语"聚合物"不限于和包括例如共聚物、聚合物、均聚物或低聚物,优选均聚物或共聚物。
在本发明的上下文中使用的术语"聚合"不限于和包括例如共聚、聚合、均聚或低聚。
本发明中使用的光配向材料包含如上所述的具有侧链和主链的聚合物,该主链没有特别限制,并由例如以下为代表:聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰胺酸酯、聚酯、聚酰胺、聚硅氧烷、纤维素衍生物、聚缩醛、聚脲、聚氨酯、聚苯乙烯衍生物、聚(苯乙烯-苯基-马来酰亚胺)-衍生物和聚(甲基)丙烯酸酯、环烯烃聚合物或它们的混合物。聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚酰胺酸酯、聚苯乙烯衍生物和聚(苯乙烯苯基马来酰亚胺)衍生物是优选的;聚酰胺酸酯、聚酰胺酸、聚酰亚胺和它们的混合物是更优选的,并且聚酰胺酸、聚酰亚胺和它们的混合物是特别优选的。
此外,优选一种光配向材料,其包含在侧链中、优选在单或多发色侧链中、特别是在双发色侧链中具有至少一个由通式(II)表示的侧取代的部分的聚合物
其中
B和Z具有如上所述的含义和优选情形,
R1表示卤素、C1-C16烷氧基、C1-C16烷基、硝基或腈,优选甲氧基、氟、氯或腈,和更优选氟,
U表示氢或直链或支化的,未取代的,或被卤素、腈、醚、酯、硅氧烷、酰胺或胺取代至少一次的C1-C16烷基,优选在端位被取代;特别是端位取代的C1-C12烷基,更特别是C1-C6烷基,其中一个或多个C-原子、CH-或CH2-基彼此独立地不被替换或被具有上述含义和优选情形的连接基替换;特别是C-原子、CH-或CH2-基被-NH-、-NCH3-、-NH-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NH-CONH-、-NCH3-、NCH3-CO-、-CO-NCH3-、-NCH3-CO-O-、-O-CO-NCH3-、-NCH3-CONCH3-、-O-、-CO、-CO-O-、-O-CO-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-CO-O-、或未取代或取代的亚环己基或亚苯基替换;
优选U是氢或Q1-(C1-C16烷基),优选Q1-(C1-C12烷基)和最优选Q1-(C1-C6烷基),其为未取代的或被卤素、腈、醚、酯、酰胺或胺取代;优选被氟或腈,特别是被1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个,更特别是被1、2、3、4、5、6或7个,和最特别是被1、2、3或5个氟原子取代;和其中Q1-(C1-C16烷基)的一个或多个C-原子、CH-或CH2-基彼此独立地不被替换或被具有上述含义和优选情形的连接基替换;特别是C-原子、CH-或CH2-基被-NH-、-NCH3-、-NH-CO-、-CO-NH-、NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NH-CONH-、-NCH3-、NCH3-CO-、-CO-NCH3-、-NCH3-CO-O-、-NCH3-CO-O-、-O-CO-NCH3-、NCH3-CONCH3-、-O-、-CO、-CO-O-、-O-CO-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-CO-O-、或未取代或取代的亚环己基或亚苯基替换;和其中
Q1表示单键或-NH-、-NCH3-、-NH-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NH-CONH-、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-S-、-CS-、-SCS-、-SCO-、-CH=CH-、-C≡C-或-O-CO-O-,优选Q1为-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或单键,更优选-O-或单键;
优选Q1-(C1-C6烷基)的氟取代基是在烷基的端位,在到B的连接基相反的侧,更优选取代的(C1-C6烷基)是-CF3、-CF2H、-CH2F、-CF2CF3、-CF2CHF2、-CF2CH2F、-CFHCF3、-CFHCHF2、-CFHCH2F、-CF2CH3、-CFHCHF2、-(CF2)2CF3、-(CF2)2CHF2、-(CF2)2CH2F、-(CF2)2CH3、-(CF2)3CHF2、-(CF2)3CH2F、-(CF2)3CF3、-CF(CF3)2或-CF2(CHF)CF3,和最优选式-CF2H、-CF2H、-CH2F、-CF3、-CF2CF3、-CF2CHF2;和特别是最优选式-CF3、-CH2F、-CF2CF3,特别是-CF3
更优选U是氢、-CF3、-CF2H、-CH2F、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CF3、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CF2H、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CH2F、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CF2CF3、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CF2CHF2、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CF2CH2F、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CFHCF3、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CFHCHF2、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CFHCH2F、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CF2CH3、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CFHCHF2、-Q1-(C1-C6亚烷基)-(CF2)2CF3、-Q1-(C1-C6亚烷基)-(CF2)2CHF2、-Q1-(C1-C6亚烷基)-(CF2)2CH2F、-Q1-(C1-C6亚烷基)-(CF2)2CH3、-Q1-(C1-C6亚烷基)-(CF2)3CHF2、-Q1-(C1-C6亚烷基)-(CF2)3CH2F、-Q1-(C1-C6亚烷基)-(CF2)3CF3、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CF(CF3)2、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CF2(CHF)CF3
其中一个或多个C-原子、CH-或CH2-基彼此独立地不被替换或被具有上述含义和优选情形的连接基替换;特别是C-原子、CH-或CH2-基被-NH-、-NCH3-、-NH-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NH-CONH-、-NCH3-、NCH3-CO-、-CO-NCH3-,-NCH3-CO-O-、-O-CO-NCH3-、-NCH3-CONCH3-、-O-、-CO、-CO-O-、-O-CO-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-CO-O-或未取代或取代的亚环己基或亚苯基替换;
其中-Q1-具有如上所述的含义和优选情形,
R2和R3彼此独立地表示氢、氟、氯、腈、未取代的或具有氟的取代的C1-C12烷基,其中一个或多个C-原子、CH-或CH2-基可被连接基替换;
优选氢,腈或F,和更优选氢;
X是二价芳族基团,如亚苯基,特别是1,4-亚苯基;或X为-CH2-、-CO-、-CS-、-O(CO)-、-(CO)O-、-NH(CO)-、-(CO)NH-、-OCF2-、((C1-C6烷基)-N)CO-,优选((CH3)N)CO-、或-S(CS)-、-O(CS)、-S(CO)-,优选-O(CO)-。
更优选一种光配向材料,其包含在侧链上、优选在单或多发色侧链上、特别是在双发色侧链上具有至少一个由式(III)表示的侧取代部分的聚合物
其中
X、Z和U具有如上所述的含义和优选情形,
R1表示卤素、C1-C6烷氧基、C1-C16烷基、硝基或腈,优选甲氧基、氯、氟或腈和更优选氟、或甲氧基;
R1′和R1〞彼此独立地表示氢、氟、C1-C6烷氧基、腈和/或氯或U;优选氢、甲氧基、氟或氯,和更优选氢或氟。
此外,本发明涉及化合物,特别是单体化合物,其包含至少一个侧取代部分和可聚合基团,该侧取代部分由式(I)表示,优选由式(II)表示和更优选由式(III)表示,如上所述并如上给出所有优选情形。
在本发明的上下文中,表述"可聚合基团"表示未取代或取代的脂族、芳族或脂环族可聚合基团,其中"未取代或取代的脂族"基团是C1-C30烷基,其中一个或多个C-原子、CH-或CH2-基可被连接基替换;和其中"未取代或取代的芳族基团"或"脂环族基团"具有如上所述的含义和优选情形。
在本发明的上下文中,短语"可聚合基团"没有特别限制和表示优选胺、二胺、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、2-氯丙烯酸酯、2-苯基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、2-氯丙烯酰胺、2-苯基-丙烯酰胺、N-(C1-C6)烷基取代的丙烯酰胺-、N-(C1-C6)烷基取代的甲基丙烯酰胺、N-(C1-C6)烷基取代的2-氯丙烯酰胺、N-(C1-C6)烷基取代的2-苯基丙烯酰胺、乙烯基醚、乙烯基酯、苯乙烯、乙烯基、羧酸、羧酸卤化物、羰基、硅氧烷、羟基、卤化物、降冰片烯或它们的混合物。优选的可聚合基团是胺、二胺、乙烯基、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,更优选的是二胺基团,和更优选未取代或取代的脂族、芳族或脂环族二胺基团,和最优选芳族二胺基团,包含苯基。
特别是最优选的是式(IV)表示的化合物
其中
B表示未取代或取代的苯、亚苯基、吡啶、三嗪、嘧啶、亚联苯基、亚萘基、菲、苯并[9,10]菲、四氢萘、优选亚苯基、或脂环族基团,其选自环丙烷、环丁烷、环戊烷、环戊烯、环己烷、环己烯、环己二烯、萘烷、四氢呋喃、二恶烷、吡咯烷、哌啶和甾体骨架,优选环己烷或甾体骨架;优选B为苯、亚苯基、亚联苯基或萘,和更优选B为未取代的或被取代亚苯基;
R1表示卤素、C1-C16烷氧基、C1-C16烷基、硝基或腈,优选甲氧基、氟、氯或腈,和更优选氟、氯或甲氧基,
R2和R3为氢和/或腈,优选氢,
X为二价芳族基团,如亚苯基,特别是1,4-亚苯基;或X是-CH2-、-CO-、-CS-、-O(CO)-、-(CO)O-、-NH(CO)-、-(CO)NH-、-OCF2-、((C1-C6烷基)-N)CO-、-(C1-C16亚烷基)(CO)O-、-(C1-C16亚烷基)O(CO)-、-(CO)O(C1-C16亚烷基)-、-O(CO)(C1-C16亚烷基)-、-O(C1-C16亚烷基)-、-(C1-C16亚烷基)O-、((CH3)N)CO-、或-S(CS)-、-O(CS)、-S(CO),优选1,4-亚苯基、O(CS)、-S(CO)、-CS-、-CO-或-O(CO)-,和更优选-CO-或-O(CO)-或1,4-亚苯基;
Z表示-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-,-(C1-C16亚烷基)(CO)O-、-(C1-C16亚烷基)O(CO)-、-(CO)O(C1-C16亚烷基)-、-O(CO)(C1-C16亚烷基)-、-O(C1-C16亚烷基)-、-(C1-C16亚烷基)O-、-CON(CH3)-、-(CH3)NCO-、-CONH-、-NHCO-、-OCH2-、-CH2O-、或单键,优选-COO-、-OCO-、OCH2-、-OCF2-、-CF2O-、-CH2O-、或单键,特别是-OCO-、OCH2-或单键,
U为氢、-CF3、-CF2H、-CH2F、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CF3、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CF2H,-Q1-(C1-C6亚烷基)-CH2F、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CF2CF3、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CF2CHF2、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CF2CH2F、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CFHCF3、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CFHCHF2、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CFHCH2F、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CF2CH3、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CFHCHF2、-Q1-(C1-C6亚烷基)-(CF2)2CF3、-Q1-(C1-C6亚烷基)-(CF2)2CHF2、-Q1-(C1-C6亚烷基)-(CF2)2CH2F、-Q1-(C1-C6亚烷基)-(CF2)2CH3、-Q1-(C1-C6亚烷基)-(CF2)3CHF2、-Q1-(C1-C6亚烷基)-(CF2)3CH2F、-Q1-(C1-C6亚烷基)-(CF2)3CF3、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CF(CF3)2、-Q1-(C1-C6亚烷基)-CF2(CHF)CF3;其中一个或多个C-原子、CH-或CH2-基彼此独立地不被替换或被具有上述含义和优选情形的连接基替换;特别是C-原子、CH-或CH2-基被-NH-、-NCH3-、-NH-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NH-CONH-、-NCH3-、NCH3-CO-、-CO-NCH3-、-NCH3-CO-O-、-O-CO-NCH3-、-NCH3-CONCH3-、-O-、-CO、-CO-O-、-O-CO-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-CO-O-或未取代或取代的亚环己基或亚苯基替换;
其中
Q1表示单键或-NH-、-NCH3-、-NH-CO-、-CO-NH-、-NH-CO-O-、-O-CO-NH-、-NH-CONH-、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-S-、-CS-、-SCS-、-SCO-、-CH=CH-、-C≡C-或-O-CO-O-,优选Q1为-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或单键,更优选-O-或单键;
D表示未取代或取代的脂族、芳族或脂环族可聚合基团,优选具有1-40个碳原子的二胺基团,更优选D为芳族可聚合基团,最优选芳族可聚合二胺基团;y和z各自彼此独立地为1、2、3或4,优选1或2;更优选y为2和z为1;或z为2和y为1;和此外更优选y和z为1;w为1、2、3、4和优选1或2,更优选w为1;
此外,最优选w为1和y为2和z为1;和z为2和y为1;或此外,最优选w为1和y和z为1;特别是最优选w为1和y为2和z为1;和z为2和y为1;
S1和S2各自彼此独立地表示单键或间隔单元,其为环状、直链或支化的,取代或未取代的C1-C24亚烷基,优选C1-C12亚烷基,更优选C1-C6亚烷基,如亚甲基、亚乙基、直链或支化的亚丙基、亚丁基、亚戊基或亚己基,其中一个或多个,优选非相邻的C-原子、CH-或CH2-基团可被至少一个连接基替换;
其中该连接基优选为单键、-O-、-O(CO)、-S-、-(CO)O-、-C≡C-、或-NR2-,和更优选单键、-O-、-O(CO)或-(CO)O-,和最优选的-O-;和其中C1-C24亚烷基的取代基优选为至少一个C1-C6烷基,优选甲基;和/或式(V)的非芳族、芳族、未取代或取代的碳环或杂环基团:
-(Z1a')a3'-(Z1-C1)a1-(Z2-C2)a2-(Z1a)a3-(V)
其中:
C1,C2各自独立地表示脂环族或芳族,未取代或取代的碳环或杂环基团,优选C1和C2经由Z1、Z2、Z1a和/或Z1a'在相对的位置连接,使得基团S1和/或S2具有长分子轴,以及
Z1、Z2、Z1a、Z1a'各自独立地表示具有上述含义和优选情形的桥接基团,以及
a1、a3'、a2、a3各自独立地表示0-3的整数,使得
a1+a3'+a2+a3≤6,优选a3和/或a3'为1和a1+a2≤4,
最优选的S1和S2各自彼此独立地表示单键或直链或支化的,取代的或未取代的C1-C12亚烷基,优选C1-C6亚烷基,特别是C1-C2亚烷基,进一步特别是C4-C12亚烷基;和其中一个或多个,优选非相邻的,C-原子、CH-或CH2-基可被至少一个连接基替换,其中该连接基优选单键、-O-、-O(CO)、-S-、-(CO)O-、-C≡C-、或-NR2-和更优选为单键、-O-、-O(CO)-或-(CO)O-和最优选为-O-;特别是最优选S1和S2一起为单键或直链或支化的、取代的或未取代的C1-C12亚烷基,优选C1-C6亚烷基,特别是C1-C2亚烷基,进一步特别是C4-C12亚烷基。
更特别是最优选为式(IVa)的化合物
其中
D表示未取代或取代的脂族、芳族或脂环族可聚合基团,优选具有1-40个碳原子的二胺基团,更优选D为芳族可聚合基团,最优选芳族可聚合二胺基团;w、y和z,以及S1和S2和U具有上述含义和优选情形;
R为氢或卤素、C1-C16烷氧基、C1-C16烷基、硝基或腈,优选甲氧基、氟、氯或腈和更优选氟、氯或甲氧基,
R1'、R1″和R1″′彼此独立地表示氢、甲氧基、氟、腈和/或氯或U;条件是,R1'、R1″或R1″′至少之一不是氢;
优选R1'、R1″和R1″′为氢和R为氟或甲氧基;
进一步更优选R1″和R1″′为氢和R为氟或氯和R1'为氟或氯,或R1'为氟和R为氢;或
进一步更优选R1″和R1'为氢并且R和R1″′为氟;
Z表示具有以上含义和优选情形的桥接基团;特别是最优选为式(IVa)的化合物,其中如果y、z和w为1和S1表示亚丁基、亚戊基或亚己基和S2具有对于特别最优选的式(IV)的化合物而提到的相同的含义和优选方式。
在本发明的上下文中,在优选的实施方式中,
D表示未取代或取代的具有1-40个碳原子的脂族、芳族或脂环族二胺基团,更优选D为芳族可聚合基团;D优选选自式(VI):
H(R5)N-(Sp1)k1-(X4)t1-(Z4-C4)a4-(Z5-C5)a5-(X5)t2-(Sp2)k2-N(R4)H(VI)
其中:
R4,R5各自彼此独立地表示氢原子或C1-C6烷基;
Sp1,Sp2各自彼此独立地表示未取代的或取代的直链或支化的C1-C24亚烷基,其中一个或多个-CH2-基团可彼此独立地被连接基替换,
k1,k2各自独立地为0或1,优选0;和
X4、X5各自独立地表示-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CH(OH)-、-CO-、-CH2(CO)-、-SO-、-CH2(SO)-、-SO2-、-CH2(SO2)-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-SOO-、-OSO-、-SOS-、-CH2-CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、或-C≡C-或单键,优选单键;和
t1,t2各自独立地是值为0或1的整数;和
C4、C5各自独立地表示非芳族、芳族,取代的或非取代的碳环或杂环基团,其可具有侧链T,优选未取代或取代的亚苯基,以及
Z4和Z5彼此独立地表示单键或取代或未取代的直链或支化的C1-C24亚烷基,其中一个或多个C-原子、CH-或CH2-基可彼此独立地被非芳族、芳族、未取代或取代的碳环或杂环基团替换;和/或被杂原子和/或被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CON(CH3)-、-(CH3)NCO-、-CONH-,-NHCO-、-CO-S-、-S-CO-、-CS-S-,-SOO-,-OSO-、-CH2(SO2)-,-CH2-CH2-、-OCH2-、-CH2O、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-替换;优选地,Z4为单键和Z5表示未取代或取代的直链或支化的C1-C14亚烷基、C1-C6亚烷基,其中一个或多个,优选非相邻的,-C-原子、CH-或CH2-基可被氧或氮原子替换,和/或一个或多个碳-碳单键被碳-碳双键或碳-碳三键替换;和
a4,a5彼此独立地为0、1、2或3,使得a4+a5≤4,优选a4和a5彼此独立地为0或1,和更优选a4或a5至少之一为1,和最优选a4和a5为1;和其中
D至少一次连接到至少一个间隔基团的S2和/或S1;和/或经由Sp1、Sp2、C4、C5和/或Z4、Z5至少之一连接,和其中k1、k2、a4和a5至少之一不等于零。
更优选地,D选自式(VI),其中:
C4,C5彼此独立地选自基团G2化合物,其中基团G2表示:
更优选G2表示:
其中
"—"表示C4和C5与如上所述的式(VI)化合物的相邻基团的连接键;和
L是氢、-CH3、-COCH3、-OCH3、硝基、腈、卤素、-CH2=CH-、-CH2=C(CH3)-、-CH2=CH-(CO)O-、-CH2=CH-O-、-NR5R6、-CH2=C(CH3)-(CO)O-、-CH2=C(CH3)-O-,其中:
R5、R6各自彼此独立地表示氢原子或C1-C6烷基;
T表示取代或未取代的直链或支化的C1-C24亚烷基,其中一个或多个C-原子、CH-或CH2-基可彼此独立地被非芳族、芳族、未取代或取代的碳环或杂环基团、或杂原子替换,和/或被桥接基团替换,优选T为氢;
m为0-2的整数;优选1或0;和更优选0;
u1为0-4的整数,优选0;条件是,m+u1≤4;和
u2为0-3的整数,优选0;条件是,m+u2≤3;和
u3为0-2的整数,优选0;条件是,m+u3≤2。
本发明的二胺基团D特别是更优选选自以下结构的基团:取代或未取代的邻苯二胺,对苯二胺,间苯二胺,联苯二胺,氨基亚苯基-Z5-亚苯基氨基,其中Z5具有如上所述的相同的含义和优选情形;萘二胺、联苯胺、二氨基芴、3,4-二氨基苯甲酸、3,4-二氨基苄基醇二氯化氢、2,4-二氨基苯甲酸、L-(+)-苏型-2-氨基-1-(4-氨基苄基)-1,3-丙二醇、对氨基苯甲酸、[3,5-3h]-4-氨基-2-甲氧基苯甲酸、L-(+)-苏型-2-(N,N-二甲基氨基)-1-(4-氨基苯基)-1,3-丙二醇、2,7-二氨基芴、4,4'-二氨基八氟联苯、3,3'-二氨基联苯胺、2,7-二氨基-9-芴酮、3,5,3',5'-四溴-联苯-4,4'-二胺、2,2'-二氯[1,1'-联苯]-4,4'-二胺、3,9-二氨基-1,11-二甲基-5,7-二氢-二苯并(a,c)环庚-6-酮、二苯并(1,2)二硫酮(dithiine)-3,8-二胺、3,3'-二氨基二苯甲酮、3,3'-二氨基二苯基甲烷、4'4-双(3-氨基-4-羟基苯基)-戊酸、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、2,2-双(3-氨基-4-甲基苯基)六氟丙烷、四溴亚甲基二苯胺、2,7-二氨基-9-芴酮、2,2-双(3-氨基苯基)-六氟丙烷、双(3-氨基-4-氯-苯基)-甲酮、双(3-氨基-4-二甲基氨基-苯基)-甲酮、3-[3-氨基-5-(三氟甲基)苄基]-5-(三氟甲基)苯胺、1,5-二氨基萘、联苯胺-3,3'-二甲酸、4,4'-二氨基-1,1'-联萘、4,4'-二氨基二苯基-3,3'-二乙醇酸、二氢溴乙非啶(dihydroethidium)、邻二茴香胺(o-dianisidine)、2,2'-二氯-5,5'-二甲氧基联苯胺、3-甲氧基联苯胺、3,3'-二氯联苯胺(二苯基-d6)、2,2'-双(三氟甲基)联苯胺、3,3'-双(三氟甲基)联苯胺、3,3'-二氯-联苯胺-d6、四甲基联苯胺、二(氨基苯基)亚烷基,以及
二胺基团D为进一步选自以下列出的氨基化合物的基团,其不带两个氨基和被视作具有至少一个另外的氨基的衍生物:
苯胺、4-氨基-2,3,5,6-四氟苯甲酸、4-氨基-3,5-二碘苯甲酸、4-氨基-3-甲基苯甲酸、4-氨基-2-氯苯甲酸、4-氨基水杨酸、4-氨基苯甲酸、4-氨基邻苯二甲酸、1-(4-氨基苯基)乙醇、4-氨基苄基醇、4-氨基-3-甲氧基苯甲酸、4-氨基苯基乙基甲醇、4-氨基-3-硝基苯甲酸、4-氨基-3,5-二硝基苯甲酸、4-氨基-3,5-二氯苯甲酸、4-氨基-3-羟基苯甲酸、4-氨基苄基醇氯化氢、4-氨基苯甲酸氯化氢、副品红碱、4-氨基-5-氯-2-甲氧基苯甲酸、4-(六氟-2-羟基异丙基)苯胺、哌嗪-对氨基苯甲酸盐、4-氨基-3,5-二溴苯甲酸、异烟酸肼、对氨基水杨酸盐、4-氨基-3,5-二碘水杨酸、4-氨基-2-甲氧基苯甲酸、2-[2-(4-氨基苯基)-2-羟基-1-(羟基甲基)乙基]异二氢吲哚-1,3-二酮、4-氨基-2-硝基苯甲酸、2-(4-氨基苯基)-3,3,3-三氟-2-羟基丙酸乙酯、2-(4-氨基-3-甲基苯基)-3,3,3-三氟-2-羟基丙酸乙酯、2-(4-氨基-3-甲氧基苯基)-3,3,3-三氟-2-羟基丙酸乙酯、4-氨基萘-1,8-二甲酸、4-氨基-3-氯-5-甲基苯甲酸、4-氨基-2,6-二甲基苯甲酸、4-氨基-3-氟苯甲酸、4-氨基-5-溴-2-甲氧基苯甲酸、3,3'-联苯胺-5-磺酸,或它们的衍生物,同样条件是,不带两个氨基的所列化合物被视作具有至少一个另外的氨基的衍生物。
更特别是更优选D为邻苯二胺、对苯二胺、间苯二胺、联苯二胺、氨基亚苯基-Z5-亚苯基氨基,其中Z5具有如上所述的相同的含义和优选方式。
二胺基团D是市售的或可通过已知方法获得。仲氨基可例如通过取代反应获得。
D此外特别更优选选自以下的化合物:
以及
更特别进一步优选为
其中
L、L1、L2和L3彼此独立地为氢、-CH3、-COCH3、-OCH3、硝基、腈、卤素、CH2=CH-、CH2=C(CH3)-、CH2=CH-(CO)O-、CH2=CH-O-、-NR5R6、CH2=C(CH3)-(CO)O-或CH2=C(CH3)-O-,优选氢,
T、T1、T2和T3彼此独立地为单键或取代或未取代的直链或支化的C1-C24亚烷基,其中一个或多个C-原子、CH-或CH2-基可彼此独立地被非芳族、芳族、未取代或取代的碳环或杂环基团、和/或杂原子替换和/或被连接基替换;
"—"为单键,
q为1或2的整数;和
q1、q2和q3彼此独立地为0-2的整数;优选1或2;
m为1或2的整数;
m1、m2和m3彼此独立地为0-2的整数;优选1或2;
u3、u3'和u3"彼此独立地为0-2的整数;
R5、R6和Z5如上所述;优选Z5为未取代的或取代的直链或支化的C1-C14亚烷基,C1-C6亚烷基,其中一个或多个、优选非相邻的、-C-原子、CH-或CH2-基可被氧或氮原子替换;更优选Z5为亚甲基、亚乙基、亚丙基、2,2-二甲基-亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基,2(-O-C1-C6亚烷基)亚甲基或2(-(CO)O-C1-C6亚烷基)亚甲基或它们的单价或二价基团;条件是,
D至少一次通过单键"—"、或通过侧链T、T1、T2或T3、或通过基团Z5连接到基团S1或S2中的至少之一
条件是,
u3+q,或u3+m≤4;
u3+q1或/和u3'+q2或/和u3+m1,或/和u3'+m2,或/和u3"+q3,或/和u3"+m3≤4;
q1+q2,和ml+m2;和q1+q2+q3,和ml+m2+m3≥1。
最优选为根据本发明的二胺化合物,其中D选自以下化合物:
更优选为
"—"表示D到S1或S2的连接,并且表示单键;和
L为-CH3、-COCH3、-OCH3、硝基、腈、卤素、CH2=CH-、CH2=C(CH3)-、CH2=CH-(CO)O-、CH2=CH-O-、-NR5R6、CH2=C(CH3)-(CO)O-或CH2=C(CH3)-O-,
其中:
R5、R6各自彼此独立地表示氢或C1-C6烷基,优选氢;u3为0-2的整数,优选0。
此外,优选本发明的二胺基团D涉及如下式(VII)-(XV)的二胺:
H2N—亚烷基—NH2 (VII)
其中亚烷基优选C1-C24亚烷基,其至少一次连接到式(IV)化合物中的X或S1或S2
其中亚环己基至少一次连接到式(IV)化合物中的X或S1或S2
其中X4或/和亚环己基至少一次连接到式(IV)化合物中的X或S1或S2
其中X5或/和亚苯基至少一次连接到式(IV)化合物中的X或S1或S2,其中X5为C1-C30烷基,
其中X6或/和亚苯基至少一次连接到式(IV)化合物中的X或S1或S2
其中X7、X8或/和亚苯基至少一次连接到式(IV)化合物中的X或S1或S2
其中X9、X10、X11或/和亚苯基至少一次连接到式(IV)化合物中的X或S1或S2,以及
其中X4、X6、X7、X8、X9、X10、X11各自独立地为桥接基团或单键;或选自以下给出的化合物的式(XIV)的二胺:
其中X5具有以上含义并且X17为CH2、O、NH;并且它们在芳基上连接到式(IV)和(XV)化合物中的X或S1或S2
其中
R9、R10、R11彼此独立地具有上述含义,并且R9和R10为C1-C30烷基,优选甲基和R11为2-甲基庚烷和如果y为1则n为0,和如果n为1则y为0,并且y1为单键或双键,并且X18为羰基或单键或NH,
其中X17为CH2、O、NH,并且其连接到式(IV)化合物中的X或S1或S2
在D中使用的术语"亚烷基"表示(C1-C24)亚烷基,优选(C1-C12)亚烷基,其为支化的、直链的、取代的、未取代的、不间隔的或被上述连接基间隔的,和脂环族基团,如亚环己基或C17-C40脂环族基团,具有如上所述的含义和优选情形;或-Si(R3)2-或-O-Si(R3)2-,其中R3表示氢、氟、氯、腈、未取代的或被氟取代的C1-C12烷基,其中一个或多个C-原子、CH-或CH2-基可被连接基替换;优选氢、甲基或氟,和更优选氢。
此外,在本发明中优选的是二胺基团D(XV),其中X12是取代或未取代的脂族、脂环族基团,优选
其中R3具有如上所述的相同的含义和优选方式,和a、b和c彼此独立地为1、2或3,和c为1-20的整数;如
其中X13为亚甲基、亚乙基、亚丙基或亚丁基,并且R3具有相同含义并且优选为甲基、乙基或丙基。
进一步优选的是式(VIII-1)的二胺基团D(VIII)
其中和R9和R10彼此独立地为氢、卤素、羟基、碳环或杂环非芳族基团或C1-C30烷基,其为支化的、直链的、取代的、未取代的、不间隔的或如上所述间隔的和优选被连接基间隔的,和更优选被碳环或杂环非芳族基团,如亚环己基或C17-C40脂环族基团间隔的,并且其中环己基连接到式(IV)化合物中的X或S1或S2
此外,优选的是二胺基团D(IX-1)
其中
X14是桥接基团或单键和优选-COO-、-CONH-;单键、-O-、-S-、亚甲基、亚乙基、亚丙基,和R9和R10彼此独立地为氢、卤素、羟基、碳环或杂环非芳族基团或C1-C30烷基;优选X14是单键,或具有CF3、OCF3、F取代的或未取代的亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基或亚戊基和R9和R10为卤素或取代或未取代的亚甲基、亚乙基、亚丙基,和其中至少一个环己基连接到式(IV)化合物中的X或S1或S2
此外,优选的是二胺基团D(IX-1)
其中R11、R12、R13和R14彼此独立地为氢、卤素、羟基、碳环或杂环的非芳族的基团或C1-C30烷基。优选C1-C30烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基、1,1'-环己基、4-(C1-C30烷基)-环己基、3,4"-双[4'-(C1-C30烷基)-1,1'-二(环己基)-4-基]、1,1'-二(环己基)-4-基、2-吡啶、吡咯烷-2,5-二酮,其为未取代的或被CF3、OCF3、F、苄基、戊基、苯甲酸酯、4-(苯氧基羰基)、羧酸、-SO3H、-PO3H、-OR15取代,其中R15为C1-C30烷基,优选-C12H25;未取代的或被取代的苄基,其中苯基连接到式(IV)化合物中的X或S1或S2;优选地,(X-1)的两个NH2基团是亚苯基环的间位或对位;进一步优选(X-1)的结构是:
其中R11具有如上所述的含义和优选情形,
X15和X16彼此独立地为单键或C1-C30烷基,优选C1-C6烷基,-COO-和-CONH-;-COO(C1-C6亚烷基)-、-CONH(C1-C6亚烷基)-,和其中至少一个苯基连接到式(IV)化合物中的X或S1或S2
进一步优选的二胺化合物(X)是1-十六烷氧基-2,4-二氨基苯、1-十八烷氧基-2,4-二氨基苯、十六烷氧基(3,5-二氨基苯甲酰基)、十八烷氧基(3,5-二氨基苯甲酰基)。
优选地,二胺基D(XI)是式(XI-1)
其中X6具有如上所述的含义和优选情形,并且优选例如-O-、-S-或取代或未取代的C1-C6亚烷基、-O-(CH2CH2O)n-;-O-(C1-C12烷基)n-O-、-S-(C1-C12烷基)n-S-、三嗪、1,3,5-三氮杂嗪-2,4,6-三酮,1,1'-亚环己基、NR5((C1-C6烷基)nNR6)、-(哌啶)n1-(C1-C6烷基)n-(哌啶)n,其中n为1-6的整数,和n1为0-6的整数,
其中R11、R12、R13和R14彼此独立地具有上述含义和优选情形,并且其中至少一个苯基或X6连接到式(IV)化合物中的X或S1或S2
此外,优选的二胺基团D(XI-1)为:
其中R11和R12彼此独立地具有如上所述含义,并且优选为氢、C1-C6烷基、羟基,或4-(C1-C30烷基)-环己基或3,4"-双[4'-(C1-C30烷基)-1,1'-二(环己基)-4-基],并且其中至少一个苯基或X6连接到式(IV)化合物中的X或S1或S2
更优选的二胺基团D(XI)如下:
其中n彼此独立地为0或1和R3、R11、R11、X14和X17具有如上相同的含义和优选情形,并且其中至少一个苯基或环己基或X17连接到式(IV)化合物中的X或S1或S2
以及
进一步更优选的是二胺基团(XI)
4,4'-二氨基二苯基、4,4'-二氨基二苯基-3,3'-二甲氧基、4,4'-二氨基二苯基-3,3'-二甲基、4,4'-二氨基二苯基-3,3'-二羟基、4,4'-二氨基-二苯基甲烷、4,4'-二氨基二苯硫醚、4,4'-二氨基-二苯基砜、4,4'-二氨基二苯基羰基、4,4'-二氨基二苯基氧杂亚甲基、4,4'-二氨基二苯基-双(三氟甲基)-亚甲基、4,4'-二氨基二苯基-双(三氟甲基)亚甲基-3,3'-二甲氧基或4,4'-二氨基二苯基-双(三氟甲基)亚甲基-3,3'-二羟基、4,4'-二氨基二苯基醚、4,4'-(对亚苯基亚异丙基)二苯胺、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-六氟-丙烷、2,2'-双[4-4-氨基-2-三氟-甲基-苯氧基-)苯基)六氟丙烷、4,4'-二氨基-2,2'-二/三氟甲基)-联苯、4,4'-双[4-氨基-2-三氟甲基)苯氧基]-八氟联苯。
优选的是二胺基团D(XII)和(XIII),其中X7和X8,X9和X10或X11为单键或C1-C30烷基。
优选地,X7和X8,X9和X10或X11彼此独立地为单键,-O-烷氧基-,如-O-亚甲基-,亚甲基-O-;C1-C12亚烷基如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基或亚己基,取代或未取代的1,1'-亚环己基、-SO-、-S-、-SO2-、-O-、-N(R25)-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、1,1'-环己基、取代或未取代的4-(C1-C30烷基)-环己基,取代或未取代的3,4"-双[4'-(C1-C30烷基)-1,1'-二(环己基)-4-基]、1,1'-二(环己基)-4-基,其中
R11和R12彼此独立地优选为氢、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基;
优选X10为-SO-、-SO2-、-O-、-N(CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、1,1'-环己基,4-(C1-C30烷基)-环己基,3,4"-双[4'-(C1-C30烷基)-1,1'-二(环己基)-4-基]或1,1’-二(环己基)-4-基,并且其中X9和X11是相同的并且为亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基或-O-;
其中n为0-3的整数,优选地,0或1;和
如果n为0则X9和X11是相同的并且亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、-O-、-S-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-。
进一步优选的(XII)的二胺基团D是:
其中至少一个苯基连接到式(IV)化合物中的X或S1或S2
进一步优选的(XIII)的二胺基团D是:
其中n为0或1,并且其中X7和X8,X9和X10或X11具有上述含义和优选情形,并且其中至少一个苯基或X9或X10连接到式(IV)化合物中的X或S1或S2
优选二胺基团D(XIV)是1,5-二氨基萘、2,7-二氨基芴。
优选二胺基团D(XV)是以下化合物:
此外,1-胆甾醇基-氧基-2,4-二氨基-苯,1-胆甾烷基氧基-2,4-二氨基苯,胆甾醇基氧基(3,5-二氨基-苯甲酰基)、胆甾烷基氧基(3,5-二氨基苯甲酰基)。
此外,通过引用纳入EP-A-1,818,354第10页第48-58行和第11页第1-19行所述的二胺。
优选地,更特别最优选的是式(XVI)的化合物,
其中
S1、S2、Z、U、y和z具有上述对于化合物(IV)的含义和优选情形;和R、R1'、R1″彼此独立地表示氢、甲氧基、氟、腈和/或氯,条件是,R,R1'或R1″至少之一不为氢;优选R和R1'具有上述对于化合物(IVa)的含义和优选情形;R1″具有上述对于化合物(IVa)中R1″和R1″′的含义和优选情形;
此外,更优选更特别的最优选为是式(XXVc)、(XXVd)、(XXVe)、(XXVf)、(XXVg)、(XVIIII)、(XIX)的化合物,和/或光配向材料,该光配向材料包含在侧链上具有式(XXVc)、(XXVd)、(XXVe)、(XXVf)、(XXVg)、(XVIIII)、(XIX)表示的至少一个侧取代部分的聚合物
其中
S1、S2、Z、U、y和z彼此独立地具有上述对于化合物(IV)的含义和优选情形;和R1"、R1″′彼此独立地表示氢、甲氧基、氟、腈和/或氯或U和对于化合物(IVa)的优选情形,条件是,R1"或R1″′至少之一不是氢;
S1、S2、Z、U、y和z彼此独立地具有上述对于化合物(IV)的含义和优选情形;和R1"、R1″′具有上述对于化合物(IVa)的含义和优选情形,并且优选彼此独立地表示氢、甲氧基、氟、腈和/或氯或U,优选氢;
其中
S1、S2、y、z、Z和U具有上述对于化合物(IV)的含义和优选对于下述(XVIIa)、(XVIIb)、(XVIIc)、(XVIId)、(XVIIf)的含义,和
R1'、R1″彼此独立地表示氢、甲氧基、氟、腈和/或氯或U,优选氢。
此外,优选再更特别最优选为式(XVIII)的化合物,
其中U、S2、S1、Z、y和z具有上述含义和优选具有下述对于(XVIII)或(XIX)的含义;和
R、R1'、R1″彼此独立地表示氢、甲氧基、氟、腈和/或氯或U,条件是,R1'、R1″至少之一不为氢;其中X6是单键或直链或支化的、取代或未取代的C1-C6亚烷基;
其中U、S2、S1、Z、y和z具有上述含义和优选具有下述对于(XVIII)或(XIX)的含义;和
R、R1'、R1″彼此独立地表示氢、甲氧基、氟、腈和/或氯或U,条件是,R、R1'、R1″至少之一不为氢;和其中X6为单键或直链或支化的、取代或未取代的C1-C6亚烷基。
特别是优选最更特别最优选为下式的化合物
其中
S1、S2、R1、R1'、R1″、Z和U具有上述含义和优选情形;和y和z各自彼此独立地1、2、3或4,优选1或2;更优选y为2和z为1;或z为2和y为1;和进一步更优选y和z为1;或
R1、R1'、R1"、Z和U具有上述含义和优选情形;和
S1和S2各自彼此独立地表示单键或直链或支化的、取代的或未取代的C1-C12亚烷基,优选C1-C6亚烷基,特别是C1-C2亚烷基,进一步特别是C4-C12亚烷基;和其中一个或多个、优选非相邻的、C-原子、CH-或CH2-、基团被至少一个连接基替换,其中该连接基优选单键、-O-、-O(CO)、-S-、-(CO)O-、-C≡C-、或-NR2-和更优选为单键、-O-、-O(CO)或-(CO)O-和最优选为-O-;特别最优选S1和S2一起为单键或直链或支化的、取代的或未取代的C1-C12亚烷基,优选C1-C6亚烷基,特别是C1-C2亚烷基,和进一步特别是C4-C12亚烷基;
进一步
特别是优选再更特别是最优选为式(XVIIb)或(XVIIc)的化合物
其中
S1、S2、y、z、R1、R1'、R1″、Z和U具有上述含义和优选情形;
更特别是优选再更特别是最优选为式(XVIId)和(XVIIe)的化合物
其中
S1、S2、R1、R1'、R1″、Z和U具有上述含义和优选情形;和y和z各自彼此独立地为1、2、3或4,优选1或2;更优选y为2和z为1;或z为2和y为1;和进一步更优选y和z为1;最优选的S1和S2各自彼此独立地表示单键或直链或支化的、取代的或未取代的C1-C12亚烷基,优选C1-C6亚烷基,特别是C1-C2亚烷基,和进一步特别是C4-C12亚烷基;和其中一个或多个,优选非相邻的,C-原子,CH-或CH2-基团被至少一个连接基替换,其中该连接基优选为单键、-O-、-O(CO)、-S-、-(CO)O-、-C≡C-、或、-NR2-,和更优选为单键、-O-、-O(CO)或-(CO)O-,和最优选为-O-;特别是最优选S1和S2一起为单键或直链或支化的、取代的或未取代的C1-C12亚烷基,优选C1-C6亚烷基,特别是C1-C2亚烷基,和进一步特别是C4-C12亚烷基;
此外,更特别是优选再更特别是最优选为(XVIIf)的化合物
其中
R1、R1'、R1″、Z和U具有上述含义和优选情形;和
最优选S2各自彼此独立地表示单键或直链或支化的、取代的或未取代的C1-C12亚烷基,优选C1-C6亚烷基,特别是C1-C2亚烷基;和其中一个或多个、优选非相邻的、C-原子、CH-或CH2-基团可被至少一个连接基替换,其中该连接基优选为单键、-O-、-O(CO)、-S-、-(CO)O-、-C≡C-或、-NR2-,和更优选为单键、-O-、-O(CO)或-(CO)O-,和最优选为-O-;特别是最优选S1和S2一起为单键或直链或支化的、取代的或未取代的C1-C12亚烷基,优选C1-C6亚烷基,特别是C1-C2亚烷基,和进一步特别是C4-C12亚烷基;
或者
此外,更特别是优选再更特别是最优选的式(XVIII)或(XIX)的化合物
并且优选化合物(XIX)是式(XVIIIa)的化合物,并且化合物(XVIII)是式(XIXa)、(XVIIIa)或(XVIIIb)的化合物
其中R1、R1'、R1″、Z和U具有上述含义和优选情形;和
S1和S2各自彼此独立地表示单键或间隔单元,其为环状、直链或支化的、取代或未取代的C1-C24亚烷基,优选C1-C12亚烷基,更优选C1-C6亚烷基,如亚甲基、亚乙基,直链或支化的亚丙基、亚丁基、亚戊基或亚己基,其中一个或多个、优选非相邻的、C-原子、CH-或CH2-基可被至少一个连接基替换,其中该连接基优选为单键、-O-、-O(CO)、-S-、-(CO)O-、-C≡C-、或-NR2-和,更优选为单键、-O-、-O(CO)或-(CO)O-,和最优选为-O-,并且其中该取代基优选为至少一个C1-C6烷基,优选甲基;和/或S1和S2各自彼此独立地表示式(V)的非芳族、芳族、未取代或取代的碳环或杂环基团:
-(Z1a')a3'-(Z1-C1)a1-(Z2-C2)a2-(Z1a)a3-(V)
其中:
C1、C2各自独立地表示脂环族或芳族、未取代或取代的碳环或杂环基团,优选C1和C2经由桥接基团Z1、Z2、Z1a和/或Z1a'在相对的位置连接,使得基团S1和/或S2具有长分子轴,以及
Z1、Z2、Z1a、Z1a'各自独立地表示具有上述含义和优选情形的桥接基团,以及
a1、a3'、a2、a3各自独立地表示0-3的整数,使得
a1+a3'+a2+a3≤6,优选a3或/和a3'为1和a1+a2≤4,
最优选的S1和S2各自彼此独立地表示单键或直链或支化的、取代的或未取代的C1-C12亚烷基,优选C1-C6亚烷基,特别是C1-C2亚烷基,进一步特别是C4-C12亚烷基;和其中一个或多个、优选非相邻的、C-原子、CH-或CH2-基可被至少一个连接基替换,其中该连接基优选单键、-O-、-O(CO)、-S-、-(CO)O-、-C≡C-、或-NR2-和更优选为单键、-O-、-O(CO)-或-(CO)O-和最优选为-O-;特别是最优选S1和S2一起为单键或直链或支化的、取代的或未取代的C1-C12亚烷基,优选C1-C6亚烷基;和
y和z各自彼此独立地1、2、3或4,优选1或2;更优选y为2和z为1;或z为2和y为1;和进一步更优选y和z为1;X6优选为单键或直链或支化的、取代或未取代的C1-C6亚烷基,优选与侧链连接一次或两次的直链或支化的亚丙基、亚丁基、亚戊基或亚己基,特别是其中亚丙基在2-位连接一次或在2,2'-位连接两次,和亚丁基在2-和/或3-位连接一次或两次。
更优选再更特别是最优选为具有至少一个式(XX)、(XXI)、(XXII)、(XXIII)、(XXIV)、(XXV)、(XXVa)或(XXVb)表示的侧取代部分的化合物和/或光配向材料,该光配向材料包含在侧链上具有至少一个式(XX),(XXI),(XXII),(XXIII),(XXIV),(XXV),(XXVa)或(XXVb)表示的侧取代部分的聚合物
其中在(XX)、(XXI)、(XXII)、(XXIII)、(XXIV)、(XXV)、(XXVa)中
U、Z彼此独立地具有上述含义和优选情形,以及
R1'、R1″和R1″′彼此独立地表示氢、甲氧基、氟、腈和/或氯,优选R1'、R1″为氢,并且R1″′为氢、甲氧基、氟、腈和/或氯,
其中
U、Z彼此独立地具有上述含义和优选方式,Z优选为-OCO-、-OCH2-或单键。在进一步优选的实施方式中,Z为-OCH2-或单键,并且R1″和R1″′彼此独立地表示氢、甲氧基、氟、腈和/或氯,条件是,R1″或R1″′至少之一不是氢。
还进一步优选的是在侧链上具有至少一个式(XXII)、(XXIV)、(XXV)、(XXVa)或(XXVb)表示的侧取代部分的聚合物。
此外,本发明涉及聚合物的制备方法,包括使本发明的包含至少一个由式(I)表示的侧取代部分的化合物,特别是单体化合物进行接触,优选进行聚合,任选地在溶剂的存在下。
在本发明的上下文中使用的溶剂是非质子或质子极性溶剂,γ-丁内酯,二甲基亚砜,N,N-二甲基乙酰胺,氯苯,二甘醇二乙基醚,甲苯,氯仿,氯苯,二甘醇二乙基醚,二异丁基酮,甲基溶纤剂,丁基溶纤剂,丁基卡必醇,四氢呋喃,N-甲基-2-吡咯烷酮,N,N-二甲基甲酰胺,甲基乙基酮(MEK),1-甲氧基丙基乙酸酯(MPA),醇类,特别是1-甲氧基丙醇(MP)。优选非质子极性溶剂,特别是γ-丁内酯,N,N-二甲基乙酰胺,N-甲基-2-吡咯烷酮,或N,N-二甲基甲酰胺,甲基乙基酮(MEK),1-甲氧基丙基乙酸酯(MPA)。
聚合物,特别是聚酰胺酸,聚酰胺酸酯和聚酰亚胺和它们的混合物可根据已知方法制备,如Plast.Eng.36(1996),(Polyimides,fundamentals and applications),MarcelDekker,Inc.以及在WO2007/071091的第64页第二段至第68页第29行所述的那些。
优选为一种方法,其中聚酰胺酸、聚酰胺酸酯和聚酰亚胺和它们的混合物通过使至少一个四羧酸二酐与至少一种本发明的单体化合物接触而进行反应来制备,本发明的单体化合物包含至少一个由式(I)表示的侧取代部分,具有作为可聚合基团的两个二氨基基团,二氨基,和
总之,聚酰胺酸、聚酰胺酸酯和聚酰亚胺和它们的混合物通过可以在一步步骤或两步步骤中进行的缩聚和脱水反应来制备。
通常,至少一种包含至少一个由式(I)表示的侧取代部分并包含可聚合基团二氨基的本发明的单体化合物与至少一个四羧酸二酐进行缩聚,从而优选形成了聚酰胺酸或聚酰胺酸酯,然后进行脱水,从而优选形成了相应的聚酰亚胺,或聚酰胺酸、聚酰胺酸酯和聚酰亚胺的混合物。
更优选地,本发明涉及一种方法,其中在缩聚之后,在形成聚酰亚胺是进行热循环并除去水。
更优选地,本发明涉及一种方法,其中将聚合物、共聚物或低聚物施加到载体之前或之后进行酰亚胺化,其中优选进行用配位光来辐照。
在本发明的上下文中,术语"聚酰亚胺"是指部分地或完全地酰亚胺化的聚酰胺酸或聚酰胺酯。类似地,术语"酰亚胺化"在本发明的上下文中是指部分地或完全地酰亚胺化。
可用于脱水的材料的实例为例如乙酸酐,三氟乙酸酐或丙酸酐。可用于开环催化剂的材料的实例可包括例如三甲基胺、吡啶或三甲基吡啶。聚酰胺酸酯通过使例如上述聚酰胺酸与有机卤化物、醇或苯酚反应而获得。
本发明中使用的四羧酸二酐没有特别限制,并且表示例如式(XXIII)的化合物
其中:
T表示四价有机基团。
该四价有机基团T优选得自脂族、脂环族或芳族四羧酸二酐。
优选的脂族或脂环族四羧酸二酐或它们的混合物为:1,1,4,4-丁四酸二酐,亚乙基马来酸二酐,1,2,3,4-环丁四酸二酐,1,2,3,4-环戊烷四甲酸二酐,2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐,外-2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐,含至少90%外-2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐的混合物,四氢-4,8-甲烷呋喃并[3,4-d]恶庚英-1,3,5,7-四酮,3-(羧甲基)-1,2,4-环戊烷三甲酸1,4:2,3-二酐,六氢呋喃并[3',4':4,5]环戊[1,2-c]吡喃-1,3,4,6-四酮,3,5,6-三羧基-降冰片基乙酸二酐,2,3,4,5-四氢呋喃四甲酸二酐,后翻-[1S,5R,6R]-3-氧杂二环[3.2.1]辛烷-2,4-二酮-6-螺-3'-(四氢呋喃2',5'-二酮),4-(2,5-二氧代四氢呋喃-3-基)四氢萘-1,2-二甲酸二酐,5-(2,5-二氧代四氢呋喃-3-基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二甲酸二酐,二环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四甲酸二酐,二环[2.2.2]辛烷-2,3,5,6-四甲酸二酐,1,8-二甲基二环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四甲酸二酐,均苯四酸二酐,3,3',4,4'-苯甲酮四甲酸二酐,4,4'-氧二邻苯二甲酸二酐,3,3',4,4'-二苯基砜四甲酸二酐,1,4,5,8-萘四甲酸二酐,2,3,6,7-萘四甲酸二酐,3,3',4,4'-二甲基二苯基硅烷四甲酸二酐,3,3',4,4'-四苯基硅烷四甲酸二酐,1,2,3,4-呋喃四甲酸二酐,4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐,4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)-二苯基砜二酐,4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)-二苯基丙烷二酐,3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐,亚乙基二醇双(偏苯三酸)二酐,4,4'-(1,4-亚苯基)双(邻苯二甲酸)二酐,4,4'-(1,3-亚苯基)双(邻苯二甲酸)二酐,4,4'-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸二酐,4-叔丁基-6-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-2-苯并呋喃-1,3-二酮,5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-3a,4,5,9b-四氢萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮,5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-5-甲基-3a,4,5,9b-四氢萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮,5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-6-甲基六氢-2-苯并呋喃-1,3-二酮,5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-7-甲基-3a,4,5,7a-四氢-2-苯并呋喃-1,3-二酮,6-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-4-甲基六氢-2-苯并呋喃-1,3-二酮,9-异丙基八氢-4,8-乙烷呋喃并[3',4':3,4]环丁[1,2-f][2]苯并呋喃-1,3,5,7-四酮,1,2,5,6-环辛烷四甲酸二酐,八氢-4,8-乙烷呋喃并[3',4':3,4]环丁[1,2-f][2]苯并呋喃-1,3,5,7-四酮,八氢呋喃并[3',4':3,4]环丁[1,2-f[2]苯并呋喃-1,3,5,7-四酮,四氢-3,3'-二呋喃-2,2',5,5'-四酮,4,4'-氧二(1,4-亚苯基)双(邻苯二甲酸)二酐,和4,4'-亚甲基二(1,4-亚苯基)双(邻苯二甲酸)二酐。
优选的芳族四羧酸二酐的实例为:
均苯四酸二酐,3,3',4,4'-苯甲酮四甲酸二酐,4,4'-氧二邻苯二甲酸二酐,3,3',4,4'-二苯基砜四甲酸二酐,1,4,5,8-萘四甲酸二酐,2,3,6,7-萘四甲酸二酐,3,3',4,4'-二甲基二苯基硅烷四甲酸二酐,3,3',4,4'-四苯基硅烷四甲酸二酐,1,2,3,4-呋喃四甲酸二酐,4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐,4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯基砜二酐,4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯基丙烷二酐,3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐,亚乙基二醇双(偏苯三酸)二酐,4,4'-(1,4-亚苯基)双(邻苯二甲酸)二酐,4,4'-(1,3-亚苯基)双(邻苯二甲酸)二酐,4,4'-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸二酐,4,4'-氧二(1,4-亚苯基)双(邻苯二甲酸)二酐,4,4'-亚甲基二(1,4-亚苯基)双(邻苯二甲酸)二酐,4-叔丁基-6-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-2-苯并呋喃-1,3-二酮等。
用于形成四价有机基团T的更优选的四羧酸二酐选自:
1,2,3,4-环丁四酸二酐,1,2,3,4-环戊烷四甲酸二酐,2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐,四氢-4,8-甲烷呋喃并[3,4-d]恶庚英-1,3,5,7-四酮,3-(羧甲基)-1,2,4-环戊烷三甲酸1,4:2,3-二酐,六氢呋喃并[3',4':4,5]环戊[1,2-c]吡喃-1,3,4,6-四酮,5-(2,5-二氧代四氢呋喃-3-基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二甲酸二酐,均苯四酸二酐,4-(2,5-二氧代四氢呋喃-3-基)四氢萘-1,2-二甲酸二酐,5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-5-甲基-3a,4,5,9b-四氢萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮,5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-3a,4,5,9b-四氢萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮,5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-7-甲基-3a,4,5,7a-四氢-2-苯并呋喃-1,3-二酮,4-叔丁基-6-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-2-苯并呋喃-1,3-二酮,4,4'-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸二酐和二环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四甲酸二酐。
用于形成四价有机基团T的更优选的四羧酸二酐选自:
1,2,3,4-环丁四酸二酐,1,2,3,4-环戊烷四甲酸二酐,2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐,外-2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐,含至少90%外-2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐的混合物;四氢-4,8-甲烷呋喃并[3,4-d]恶庚英-1,3,5,7-四酮,3-(羧甲基)-1,2,4-环戊烷三甲酸1,4:2,3-二酐,六氢呋喃并[3',4':4,5]环戊[1,2-c]吡喃-1,3,4,6-四酮,5-(2,5-二氧代四氢呋喃-3-基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二甲酸二酐,均苯四酸二酐,4-(2,5-二氧代四氢呋喃-3-基)四氢萘-1,2-二甲酸二酐,5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-5-甲基-3a,4,5,9b-四氢萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮,5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-3a,4,5,9b-四氢萘并[1,2-c]呋喃-1,3-二酮,5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-7-甲基-3a,4,5,7a-四氢-2-苯并呋喃-1,3-二酮,4-叔丁基-6-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-2-苯并呋喃-1,3-二酮,4,4'-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸二酐和二环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四甲酸二酐。
此外,本发明涉及组合物,优选共混物和/或制剂,包含根据本发明的在侧链上具有至少一个由式(I)表示的侧取代部分光配向材料或聚合物,或根据本发明的方法的或根据本发明的方法制备的,和/或至少一种化合物,其包含至少一个由式(I)表示的侧取代部分。本发明的优选的组合物包含
-任选至少两种不同的四羧酸二酐,和如上所述的和具有给定优选情形的化合物(I),其中该可聚合基团为胺;和/或
-任选至少两种如上所述的和具有给定优选情形的不同化合物(I),并且其中优选可聚合基团为胺,优选两个胺基团;
-任选如上所述的和具有给定优选情形的化合物(I),其中该可聚合基团为胺,并且至少一个本发明的进一步的二胺,其不连接到式(I)的侧链。优选地,没有连接到侧链(I),该二胺在该潜在的连接位被氢饱和,
任选如上所述的溶剂,和/或
-任选如下所述的添加剂。
更优选的本发明的组合物是制剂,其包含具有如下所述说明和优选情形的溶剂,但是不限于它们,特别是,此外包含具有如下所述说明和优选情形的添加剂。
此外,本发明的组合物任选包含添加剂,如交联剂,如环氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯试剂,例如US 2009/0290109中披露的光配向添加剂;或选自以下的添加剂:4,4'-亚甲基-双(N,N-二缩水甘油基苯胺),三羟甲基丙烷三缩水甘油基醚,苯-1,2,4,5-四甲酸1,2,4,5-N,N'-二缩水甘油基二酰亚胺,聚亚乙基二醇二缩水甘油基醚和N,N-二缩水甘油基环己基胺。
优选地,本发明的组合物包含0.5%-99%重量在侧链上具有至少一个由式(I)表示的侧取代部分的光配向材料和99.5-1%重量有机溶剂。优选地,所述组合物包含0.5-40重量%和更优选0.5-10重量%和最优选0.5-5重量%的在侧链上具有至少一个由式(I)表示的侧取代部分的光配向材料。
此外,本发明涉及聚合物,优选共聚物,该共聚物包含在侧链上具有至少一个由式(I)表示的侧取代部分的聚合物,和/或包含至少一个由式(I)表示的侧取代部分的化合物,优选的本发明的共聚物包含
-至少两种不同的四羧酸二酐和如上所述的和具有给定优选情形的化合物(I),其中可聚合基团为胺;和/或
-至少两种不同的如上所述的和具有给定优选情形的化合物(I),并且其中优选可聚合基团为胺,优选两个胺基团;
-如上所述的和具有给定优选情形的化合物(I),其中该可聚合基团是胺,以及至少一个本发明的进一步的二胺,其不连接到式(I)的侧链。优选地,没有连接到侧链(I),该二胺在这样的潜在连接位被氢饱和。
在进一步实施方式中,本发明涉及光配向材料,优选在侧链上具有至少一个由式(I)表示的侧取代部分的聚合物,其可通过如上所述的方法获得,并优选通过如上所述的方法获得。
根据本发明的聚合物可以聚合物层的形式使用,优选光配向层或特别是取向层,单独的或与其它聚合物、低聚物、单体、光活性聚合物、光活性低聚物和/或光活性单体组合,这取决于加入聚合物或低聚物层的应用。因此,能理解的是,通过改变聚合物层的组成,可以控制特定的和期望的性质,如入射预倾角、良好的表面润湿、高压保持比率或比锚定能量。
在本发明的上下文中,表述聚合物层表示低聚物、均聚物或共聚物层。
此外,本发明涉及聚合物层,特别是取向层,其包含在侧链上具有至少一个本发明中所述的由式(I)表示的侧取代部分的至少一种光配向材料,或包含在本发明中获得或制备的至少一种聚合物,或根据本发明中所述制备的聚合物层。
聚合物层可由本发明的聚合物或低聚物容易地制备,并且本发明的进一步实施方式涉及包含根据本发明的聚合物的聚合物层,其优选通过用配向光处理来制备。
优选地,本发明涉及一种制备聚合物层、特别是取向层的方法,包括将如本发明中所述获得或制备的光配向材料或聚合物、或本发明的组合物施加到载体上,和用配向光对其进行处理。
聚合物层优选通过将根据本发明的一种或多种聚合物施加到载体,在酰亚胺化后或没有酰亚胺化,通过用配向光辐照来处理该聚合物或包含该聚合物的组合物。
用配向光进行的处理可以单一步骤进行或以若干分开的步骤进行。在本发明优选的实施方式中,用配向光进行的处理以单一步骤进行。
在本发明的上下文中,配向光是具有波长的光,其可以引起光配向。优选地,波长在UV-A、UVB和/或UV/C范围内,或在可见光范围内。合适的波长取决于光配向化合物。优选地,光反应性基团对可见光和/或UV光敏感。本发明进一步的实施方式涉及通过激光产生配向光。
配向光的瞬时方向可垂直于基材或处于任何倾斜的角度。
为了产生倾斜角,优选配向光从倾斜的角度曝光。
更优选地,配向光式至少部分线性偏振的,椭圆偏振的,例如圆偏振的,或非偏振的;最优选至少圆或部分线性偏振的光,或倾斜曝光的非偏振的光。特别地,最优选的配向光是显著偏振光,特别是线性偏振光;或配向光是非偏振光,其通过倾斜辐照来施加。
在本发明更优选的实施方式中,聚合物、共聚物或低聚物用偏振光,特别是线性偏振光处理,或用非偏振光通过倾斜辐照处理。
通常,载体是透明载体如玻璃或塑料基材,使用任选用氧化铟锡(ITO)涂覆的。
此外,可以通过控制配向光的辐照方向来改变聚合物层内倾角和取向的方向。能理解,通过选择性辐照聚合物层的特定区域,可以使该层的那个特定区域定向。这样,可以提供具有限定的倾角的层。引发的取向和倾角通过特定工艺、特别是通过交联工艺而保持在聚合物层中。
本发明进一步优选的方法涉及
-制备垂直配向的聚合物层的方法;
-制备多畴垂直配向的聚合物层的方法;
-制备具有倾斜光轴的聚合物层的方法。
本发明的进一步实施方式涉及聚合物层,尤其是取向层,其包含如上所述的或如上所述获得的至少一种在侧链上具有至少一个由式(I)表示的侧取代部分的光配向材料。
聚合物层包含如上所述的至少一种在侧链上具有至少一个由式(I)表示的侧取代部分的光配向材料。
能理解的是,本发明的聚合物层(聚合物凝胶,聚合物网络,聚合物膜等)还可以用作液晶的取向层。本发明进一步优选的实施方式涉及取向层,其包含根据本发明的一种或多种聚合物或低聚物,优选为交联的形式。这样的取向层可以用于制造非结构性的或结构性的光学或光电元件,优选用于制造混杂层元件。
此外,本发明涉及制备聚合物的方法,其中根据本发明的一种或多种聚合物、共聚物或低聚物优选由该聚合物或低聚物材料的溶液涂布于载体,和接着蒸发溶剂,其中,在可能需要的任何酰亚胺化步骤之后,聚合物或低聚物或聚合物组合物用配向光处理,优选通过用配向光辐照来异构化和/或交联。
本发明优选的方法涉及这样的方法,其中聚合物层内取向和倾角的方向通过控制用配向光辐照的方法来改变,和/或通过选择性辐照聚合物层的特定区域,该层的特定区域配向。
取向层由光配向材料的溶液合适地制备。聚合物溶液涂布到任选涂有电极的载体[例如涂有氧化铟锡(ITO)的玻璃板]上,使得产生0.05-50μm厚的均质层。在该过程中,可使用不同的涂覆技术,如旋涂、弯月面涂覆、线涂、狭缝涂覆、平版印刷、胶版印刷、凹版印刷。然后,或任选在之前的酰亚胺化步骤后,例如,用高压汞蒸气灯、氙灯或脉冲UV激光,利用偏振器和任选用于产生结构图形的遮罩来照射待取向的区域。
此外,本发明涉及根据本发明的聚合物层,优选以交联形式,作为液晶取向层的用途。
此外,本发明涉及优选聚合物层用于引发相邻液晶层的垂直配向,尤其是用于在MVA模式下操作光学单元。
辐照时间取决于各灯的输出并且可以从几秒到几小时。然而,光反应(二聚,聚合,交联)也可以利用例如仅使适于交联反应的辐照通过的滤光片通过照射均质层来进行。
此外,本发明涉及本发明中所述的光配向材料、或在侧链上具有至少一个由式(I)表示的侧取代部分的或根据权利要求1、8所述制备的聚合物用于制备聚合物层、特别是取向层的用途。
进一步本发明涉及本发明中所述的聚合物层如本发明中所述的,或如本发明中所述制备的,或如本发明中所述的光配向材料,用于制备光学和光电非结构性或结构性的构成元件、优选液晶显示单元、安全器件、多层和混杂层元件的用途。
能理解的是,本发明的聚合物层可用于制造具有至少一个取向层的光学或光电器件,以及非结构性的和结构性的光学元件和多层体系。
本发明涉及聚合物层作为液晶取向层的用途。优选为用于引发相邻液晶层的垂直配向的用途。
本发明进一步的实施方式涉及包含根据本发明的一种或多种聚合物或低聚物的光学或光电器件。
特别地,本发明涉及光学和光电非结构性或结构性的构成元件,优选液晶显示单元、安全器件、多层和混杂层元件,其包含如本发明中所述的,或如本发明中所述制备的至少一种聚合物层,或包含至少一种如本发明中所述的光配向材料。
该光电器件可包含多于一层。
此外,本发明涉及光电非结构性或结构性的构成元件,如本发明中所述的,其为液晶显示单元,包含如本发明中所述的,或如本发明中所述制备的至少一种聚合物层,或包含至少一种如本发明中所述的光配向材料。
层,或各个层可含有一个或多个不同空间取向的区域。
在本发明中,表述光学或光电元件例如表示多层体系、或器件,其用于制备显示波导、安全或品牌保护元件、条码、光学grating、滤光器、延迟器、补偿膜、反射性偏振膜、吸收性偏振膜、各向异性散射膜补偿器和延迟膜、扭曲延迟膜、胆淄液晶膜、宾主液晶膜、单体共轭膜、近晶液晶膜、偏振器、压电单元、具有非线性光学性质的薄膜、装饰性光学元件、亮度增强膜、用于波长带选择性补偿的组件、用于多畴补偿的组件、多视角液晶显示器的组件、消色延迟器、偏振状态校正/调节膜、光学或光电传感器的组件、亮度增强膜的组件、光基通信器件的组件、具有各向异性吸收器的G/H-偏振器、反射性圆偏振器、反射性线性偏振器、MC(单体共轭膜)、液晶显示器,优选扭曲向列(TN)液晶显示器、(RTN)反向TN、(VATN)、(VECB)、混杂配向向列(HAN)液晶显示器、电控制的双折射(ECB)液晶显示器、超级扭曲向列(STN)液晶显示器、任选补偿的双折射(OCB)液晶显示器、π-单元液晶显示器、平板开关(IPS)液晶显示器、边缘场开关(FFS)液晶显示器、垂直配向(VA)(优选(MVA=多畴垂直配向))液晶显示器;所有上述显示器类型以透射或反射或透反射模式应用。
本发明的优点不可能由本领域技术人员预见。
令人惊奇地发现,在具有特定分子构造的聚合物侧基的周边位置引入侧取代基对于获得具有优化性质的MVA材料有重要作用,该优化性质,如所需的高压保持比率、可调节的MVA模式所需的预倾角和它们对光和热的稳定性。
特别是,发现利用本发明的新光配向材料,分别达到了液晶预倾角的期望改变,没有干扰UV曝光能量和入射角的参数设定。因此不需要对生产线进行耗费时间的改造。
实施例
实施例种使用的定义:
质谱分析EI=EI(电子碰撞)
1H NMR=1H核磁共振谱分析
DMSOd6=氘化二甲基亚砜
300MHz=300兆赫
M+=阳离子的分子质量
m=多重态
d=双重态
dd=双双重态
t=三重态
s=单重态
q=四重态
br=broad
HCl=氯化氢
NaOH=氢氧化钠
NMP=N-甲基-2-吡咯烷酮
THF=四氢呋喃
预倾=液晶的倾斜
合成
6-羟基己基-3,5-二硝基苯甲酸酯和2-(2,4-二硝基苯基)乙醇的制备根据WO2007/071091 A1第79和92页中所述来制备,该文献在此引为参考。
实施例1/化合物1的制备
2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲腈
将464.5g(1.95mol)4-碘-1,1,1-三氟丁烷、267.6g(1.95mol)4-腈-3-氟苯酚和539.5g(3.90mol)碳酸钾溶于3L的NMP。将混合物加热到80℃过夜。将溶液冷却到室温,并将反应混合物用乙酸乙酯和水萃取。将有机相用水反复洗涤,用硫酸钠干燥,在减压下过滤和浓缩,得到503g化合物1。
实施例2/化合物2的制备
2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酸
将61.8g(250.0mmol)化合物1150ml硫酸、600ml乙酸和400mL盐酸加热回流2天。将混合物冷却并倒入2.5L水中。将固体过滤并用水洗涤。将固体在真空下干燥,得到53.4g化合物2。
实施例3/化合物3的制备:
2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酸4-甲酰基苯酯
将5.0g(18.7mmol)化合物2、2.29g(18.78mmol)4-羟基苯甲醛、0.23g(1.88mmol)4-二甲基氨基吡啶溶于25mL二氯甲烷。将3.88g(18.78mmol)二环己基碳二亚胺(DCC)在0℃加入。将溶液在0℃搅拌1小时,并在室温搅拌过夜。在室温下22小时后,使反应混合物在二氯甲烷和水之间分层。将有机相用水反复洗涤,用硫酸钠干燥,在减压下过滤和浓缩,得到6.92g化合物3。
实施例4/化合物4的制备:
(2E)-3-(4-{[2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酰基]氧基}苯基)丙-2-烯酸
将6.92g(18.68mmol)化合物3和3.32g(31.93mmol)丙二酸溶于15ml吡啶。将0.78ml(9.39mmol)吡咯烷加入悬浮液,使其在90℃在氩气下反应2.5小时。然后将黄色溶液投入冰中。用25%HCl溶液将溶液逐渐酸化至pH=1-2,并搅拌15分钟。将产物滤掉,并在室温在真空下干燥,得到7.75g化合物4。
实施例5/化合物5的制备:
2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酸4-{(1E)-3-[2-(2,4-二硝基苯基)乙氧基]- 3-氧代丙-1-烯基)苯酯
将2.50g(11.8mmol)2-(2,4-二硝基苯基)乙醇、4.86g(11.8mmol)化合物4、144mg(1.2mmol)4-二甲基氨基吡啶溶于30mL二氯甲烷。在0℃加入2.48g(13.0mmol)N-(3-二甲基氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺氯化氢(EDC氯化氢)。将溶液在0℃搅拌1小时,并在室温搅拌过夜。在室温下22小时后,使反应混合物在二氯甲烷和水之间分层。将有机相用水反复洗涤,用硫酸钠干燥,在减压下过滤和浓缩。将残余物在200g硅胶上使用95:5的甲苯:乙酸乙酯作为洗提液进行色谱分析并由乙酸乙酯:己烷混合物结晶产生作为无色晶体的5.08g(71%)化合物5。
实施例6/化合物6的制备:
2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酸4-{(1E)-3-[2-(2,4-二氨基苯基)乙氧基]- 3-氧代丙-1-烯基苯酯
将5.8g(8.38mmol)化合物5溶于54ml N,N-二甲基甲酰胺和6ml水的混合物。加入13.9g(51.4mmol)六水合氯化铁。5.60g(85.7mmol)锌粉在60分钟内分批加入。使混合物反应2小时。使反应混合物在乙酸乙酯和水之间分层,并过滤。将有机相用水反复洗涤,用硫酸钠干燥,在减压下过滤和浓缩。将残余物在200g硅胶上过滤,使用1:3的甲苯:乙酸乙酯作为洗提液,并由乙酸乙酯:己烷混合物结晶,产生3.30g作为无色晶体的化合物6。
实施例7/化合物7的制备
3-甲氧基-4-(戊基氧基)苯甲酸
将16.57g(109.7mmol)溴戊烷、20g(109.7mmol)香草酸甲酯和30.30g(219mmol)碳酸钾溶于200mL NMP。将混合物加热到80℃过夜。将100ml(100mmol)1N NaOH溶液加入上述混合物。将悬浮液在回流温度下加热30分钟直到反应完全。使反应混合物在室温下冷却并投入冷水中。用25%HCl溶液将溶液逐渐酸化,并搅拌15分钟。将产物滤掉,用水洗涤和并在室温在真空下干燥过夜,得到23.90g(97%)作为白色固体的化合物7。
实施例8/化合物8的制备
2,3-二氟-4-(戊基氧基)苯甲酸
将19.09g(109.7mmol)2,3-二氟-4-羟基苯甲酸在500ml甲醇及2滴硫酸中回流22小时。将溶剂在真空下蒸发。向残余物加入16.57g(109.7mmol)溴戊烷、30.30g(219mmol)碳酸钾和200ml NMP。将混合物加热到80℃过夜。将100ml(100mmol)1N NaOH溶液加入上述混合物。将悬浮液在回流温度下加热30分钟直到反应完全。使反应混合物在室温下冷却并投入冷水中。用25%HCl溶液将溶液逐渐酸化,并搅拌15分钟。产物滤掉,用水洗涤和并在室温在真空下干燥过夜,得到25.72g(96%)作为白色固体的化合物8。
实施例9/化合物9的制备/3-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酸
将4.37g(28.00mmol)3-氟-4-羟基苯甲酸在100ml甲醇和2滴硫酸中回流22小时。将溶剂蒸发在真空下。向残余物加入6.66g(28.00mmol)4-碘-1,1,1-三氟丁烷、1 1.84g(85.00mmol)碳酸钾和50ml NMP。将混合物加热到80℃过夜。将40ml(40mmol)1N NaOH溶液加入上述混合物。将悬浮液在回流温度下加热30分钟直到反应完全。使反应混合物在室温下冷却并投入冷水中。用25%HCl溶液将溶液逐渐酸化,并搅拌15分钟。将产物滤掉,用水洗涤和并在室温在真空下干燥过夜,得到5.91g(79%)作为白色固体的化合物9。
分别携带化合物7、8、9作为酯取代基的4-甲酰基苯基化合物3A、3B、3C根据化合物3的实施例3中所述的方法制备,条件是,化合物2分别被化合物7、化合物8、化合物9替换:
3-甲氧基-4-(戊基氧基)苯甲酸4-甲酰基苯酯3A
2,3-二氟-4-(戊基氧基)苯甲酸4-甲酰基苯酯3B
3-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酸4-甲酰基苯酯3C
肉桂酸化合物4A、4B、4C根据化合物4的实施例4中所述的方法制备,条件是,化合物3分别被化合物3A、化合物3B、化合物3C替换:
(2E)-3-(4-{[3-甲氧基-4-(戊基氧基)苯甲酰基]氧基}苯基)丙-2-烯酸4A
(2E)-3-(4-{[2,3-二氟-4-(戊基氧基)苯甲酰基]氧基}苯基)丙-2-烯酸4B
(2E)-3-(4-{[3-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酰基]氧基}苯基)丙-2-烯酸4C
二硝基化合物5A、5B、5C根据化合物5的实施例5中所述的方法制备,条件是,化合物4被化合物4A替换和2-(2,4-二硝基苯基)乙醇被6-羟基己基-3,5-二硝基苯甲酸酯替换,化合物4B和2-(2,4-二硝基苯基)乙醇分别被6-羟基己基-3,5-二硝基苯甲酸酯、化合物4C替换:
3-甲氧基-4-(戊基氧基)苯甲酸4-[(1E)-3-({6-[(3,5-二硝基苯甲酰基)氧基]己基}氧基)-3-氧代丙-1-烯基]苯酯5A
2,3-二氟-4-(戊基氧基)苯甲酸4-[(1E)-3-({6-[(3,5-二硝基苯甲酰基)氧基]己基}氧基)-3-氧代丙-1-烯基]苯酯5B
3-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酸4-{(1E)-3-[2-(2,4-二硝基苯基)乙氧基]-3-氧代丙-1-烯基}苯酯5C
化合物11根据化合物6的实施例6中所述的方法制备,条件是,化合物5被化合物5A替换。
化合物12根据化合物6的实施例6中所述的方法制备,条件是,化合物5被化合物5B替换。
化合物10根据化合物6的实施例6中所述的方法制备,条件是,化合物5被化合物5C替换。
聚合步骤A(聚酰胺酸的形成)
实施例10:
将0.820g(3.66mmol)2,3,5-三羧基环戊基乙-1,2:3,4-二酐加入2.000g(3.66mmol)化合物6在6.56mL NMP中的溶液。然后在0℃搅拌2小时。接着使混合物在室温反应21小时。将聚合物混合物用18mL THF稀释,在800ml水中沉淀,在室温在真空下干燥后,产生2.76g白色粉末形式的聚酰胺酸1:[h]=0.21dL/g
实施例11:
类似于实施例10,以下二胺与2,3,5-三羧基环戊基乙-1,2:3,4-二酐用于聚酰胺酸的制备。
化合物10
产生作为白色粉末的聚酰胺酸2;[η]=0.22dL/g
化合物11
产生作为白色粉末的聚酰胺酸7;[η]=0.26dL/g
化合物12
产生作为白色粉末的聚酰胺酸8;[η]=0.27dL/g
实施例12:
类似于实施例10,以下二胺与1,2,3,4-环丁四甲酸二酐用于聚酰胺酸的制备。
化合物6
作为白色粉末的产生聚酰胺酸5;[η]=0.28dL/g
化合物10
作为白色粉末的产生聚酰胺酸6;[η]=0.29dL/g
化合物11
作为白色粉末的产生聚酰胺酸3;[η]=0.33dL/g
化合物12
作为白色粉末的产生聚酰胺酸4;[η]=0.40dL/g
实施例13:
类似于实施例10,以下四甲酸二酐混合物与化合物6用于聚酰胺酸的制备。
1,2,3,4-环丁四甲酸二酐和2,3,5-三羧基环戊基乙-1,2:3,4-二酐25:75(摩尔比)的混合物产生作为白色粉末的聚酰胺酸9;[η]=0.31dL/g
实施例14:
聚合步骤B(聚酰亚胺的形成)
将以上实施例12中获得的0.50g聚酰胺酸3溶于3ml 1-甲基-2-吡咯烷(NMP)。向其中加入0.28g(3.57mmol,4当量)吡啶和364mg(3.57mmol,4当量)乙酸酐,脱水和闭环在80℃进行2小时。将聚合物混合物用1.5ml NMP稀释,在100ml二乙基醚中沉淀,通过过滤收集。在室温在真空下干燥后,将聚合物从THF(10ml)再沉淀入200ml水中,产生0.45g聚酰亚胺1;[η]=0.31dL/g,酰亚胺化程度ID=100%
类似于实施例12的聚合步骤,以下聚酰胺酸用于部分酰亚胺化的聚酰亚胺的制备。利用乙酸酐和吡啶的比例来调节酰亚胺化程度。
聚酰胺酸3以及1.2当量乙酸酐和吡啶产生作为白色粉末的聚酰亚胺2;[η]=0.33dL/g,ID=35%。
实施例15:
制备液晶单元,其中液晶通过光反应性聚酰胺酸1来配向。
聚酰胺酸1的4%溶液通过以下方式制备:将固体聚酰胺酸1在溶剂N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中混合并充分搅拌,直到固体聚酰胺酸1溶解,并加入第二溶剂丁基纤维素(BC),将整个组合物充分搅拌以获得最终溶液。N-甲基-2-吡咯烷酮和丁基纤维素之间的溶剂比例为1:1。将上述聚合物溶液以1200rpm的旋转速度用30秒旋涂在两个涂有ITO的玻璃基材上。旋涂后,将基材进行烘焙过程,包括在130℃预烘焙5分钟和在200℃的温度后烘焙40分钟。所得层厚度为大约70nm。
将上有涂覆的聚合物层的基材以相对于基材表面的法线40°的入射角暴露于线性偏振UV光(LPUV)。偏振面在基材法线和光的传播方向所夹平面内。施加的曝光计量为48mJ/cm2
在LPUV曝光后,将单元与两个基材组装,经曝光的聚合物层面对该单元的内侧。将基材相对于彼此调节,使得引发的配向方向彼此平行(在通过揉擦方法配向的情况下,对应于反平行的揉擦配置)。使用真空方法用具有负的介电各向异性的液晶MLC6610(MerckKGA)填充单元。该单元中的液晶表现出良好限定的垂直取向使用晶体旋转方法测得87.86°倾角。
实施例16:
另一液晶单元以与实施例15中描述的相同的方式制备,除了使用具有不同方向的侧取代的聚酰胺酸2代替聚酰胺酸1,和使用了旋转速度1250rpm 30秒。
预倾角与实施例15中所述相同的方式测量,为88.40°。
实施例17:
另一液晶单元以与实施例15中描述的相同的方式制备,除了使用了聚酰胺酸3和使用了旋转速度1600rpm 30秒。
预倾角与实施例15中所述相同的方式测量,为88.96°。
实施例18:
另一液晶单元以与实施例15中描述的相同的方式制备,除了使用了聚酰胺酸4和使用了旋转速度1750rpm 30秒。
预倾角与实施例15中所述相同的方式测量,为88.34°。
这表明,利用液晶单元加工条件,在保持相同的配向层涂覆步骤后,预倾角可以通 过在聚合物上不同的侧取代来改变。
实施例19:
4,4'-二硝基-1,1'-联苯-2,2'-二甲醇的制备:
将3.6g(10.83mmol)4,4'-二硝基-1,1'-联苯-2,2'-二甲酸溶于25ml四氢呋喃,并在1小时内滴加到65ml(65.02mmol)硼烷-四氢呋喃在四氢呋喃中的1.0M络合物溶液。在25℃19小时后,逐渐加入50ml水。1小时后,用10ml 1N HCl溶液将溶液酸化到pH=1-2,并搅拌30分钟。然后使反应混合物在乙酸乙酯和水之间分层;将有机相用水反复洗涤,用硫酸钠干燥,通过旋转蒸发过滤和浓缩。使用作为白色粉末的残余物4.2g 4,4'-二硝基-1,1'-联苯2,2'-二甲醇,没有进一步纯化。
实施例20/2-(2,4-二硝基苯基)丙烷-1,3-二醇的制备:
将20g(106.5mmol)2,4-二硝基甲苯溶于280mL NMP。向棕色溶液加入7.6g(255.6mmol)仲甲醛。向悬浮液加入597mg(5.32mmol)四丁氧基钾。将所得溶液在室温下搅拌过夜。将混合物倒在200mL冰上,并用2mL HCl 25%中和。然后使反应混合物在乙酸乙酯和水之间分层;将有机相用水反复洗涤,用硫酸钠干燥,过滤和通过旋转蒸发浓缩。通过加入150mL庚烷使溶液在室温下沉淀。将产物过滤并在真空下在室温干燥。将产物分离为16.15g淡黄色的产品。
实施例21/化合物21即2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酸4-((1E)-3-{[2'- ({[(2E)-3-(4-{[2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酰基]氧基}苯基)丙-2-酰基]氧基)甲 基)-4,4'-二硝基-1,1'-联苯-2-基]甲氧基)-3-氧代丙-1-烯基)苯酯的制备
将8.48g(27.9mmol)4,4'-二硝基-1,1'-联苯-2,2'-二甲醇、23.0g(55.7mmol)化合物5、170mg(1.4mmol)4-二甲基氨基吡啶溶于100mL二氯甲烷中。在0℃加入8.64g(55.7mmol)N-(3-二甲基氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺氯化氢(EDC氯化氢)。将溶液在0℃搅拌1小时并在室温搅拌过夜。在室温下22小时后,使反应混合物在二氯甲烷和水之间分层。将有机相用水反复洗涤,用硫酸钠干燥,在减压下过滤和浓缩。在200g硅胶上对残余物进行色谱分析,使用甲苯:乙酸乙酯95:5作为洗提液,并由乙酸乙酯:己烷混合物结晶,产生21g(71%)作为无色晶体的化合物21。
实施例22/化合物22即
4-(4,4,4-三氟丁氧基)-2-氟苯甲酸4-[(1E)-3-(2-(2,4-二硝基苯基)-3-{[(2E)-3-(4-{[2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酰基]氧基}苯基)丙-2-酰基]氧基}丙氧基)-3-氧代丙-1-烯基]苯酯的制备:
将6.75g(27.9mmol)2-(2,4-二硝基苯基)-丙-1,3-二醇、23.0g(55.7mmol)化合物5、170mg(1.4mmol)4-二甲基氨基吡啶溶于100mL二氯甲烷。在0℃加入8.64g(55.7mmol)N-(3-二甲基氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺氯化氢(EDC氯化氢)。将溶液在0℃搅拌1小时,并在室温搅拌过夜。在室温下22小时后,使反应混合物在二氯甲烷和水之间分层。将有机相用水反复洗涤,用硫酸钠干燥,在减压下过滤和浓缩。
在200g硅胶上对残余物进行色谱分析,使用甲苯:乙酸乙酯95:5作为洗提液,从乙酸乙酯:己烷混合物结晶,产生21.3g(74%)作为无色晶体的化合物22。
实施例23/化合物23即2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酸4-((1E)-3-{[4,4'-二 氨基-2'-({[(2E)-3-(4-{[2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酰基]氧基}苯基)丙-2-酰基] 氧基}甲基)-1,1'-联苯-2-基]甲氧基}-3-氧代丙-1-烯基)苯酯的制备
将9.15g(8.38mmol)化合物21溶于54mL N,N-二甲基甲酰胺和6mL水的混合物中。加入13.9g(51.4mmol)六水合氯化铁。将5.60g(85.7mmol)锌粉在60分钟内分批加入。使混合物反应2小时。使反应混合物在乙酸乙酯和水之间分层,并过滤。将有机相用水反复洗涤,用硫酸钠干燥,在减压下过滤和浓缩。残余物在200g硅胶上过滤,使用甲苯:乙酸乙酯1:3作为洗提液,有乙酸乙酯:己烷混合物结晶,产生6.05g作为无色晶体的化合物23。
实施例24/化合物24即4-(4,4,4-三氟丁氧基)-2-氟苯甲酸4-[(1E)-3-(2-(2,4- 二氨基苯基)-3-{[(2E)-3-(4-{[2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酰基]氧基}苯基)丙-2- 酰基]氧基}丙氧基)-3-氧代丙-1-烯基]苯酯的制备
将8.63g(8.38mmol)化合物22溶于54mL N,N-二甲基甲酰胺和6mL水的混合物。加入13.9g(51.4mmol)六水合氯化铁。在60分钟内分批加入5.60g(85.7mmol)锌粉。使混合物反应2小时。使反应混合物在乙酸乙酯和水之间分层和过滤。将有机相用水反复洗涤,用硫酸钠干燥,在减压下过滤和浓缩。残余物在200g硅胶上过滤,使用甲苯:乙酸乙酯1:3作为洗提液,和从乙酸乙酯:己烷混合物结晶,产生6.50g作为无色晶体的化合物24。
实施例25:
将0.277g(1.24mmol)2,3,5-三羧基环戊基乙-1,2:3,4-二酐加入1.20g(1.24mmol)化合物24在3.51mL NMP中的溶液。然后在0℃搅拌2小时。接着使混合物在室温反应21小时。将聚合物混合物用25mL THF稀释,在800mL水中沉淀,在室温在真空下干燥后,产生1.1g白色粉末形式的聚酰胺酸25:[h]=0.19dl/g
实施例26:
类似于实施例25,以下二胺与2,3,5-三羧基环戊基乙-1,2:3,4-二酐用于聚酰胺酸的制备。
化合物23
产生作为白色粉末的聚酰胺酸26;[η]=0.48dL/g
实施例27
另一液晶单元以与实施例15中描述的相同的方式制备,除了使用了聚酰胺酸25和使用了旋转速度1500rpm 30秒。
预倾角以与实施例15中相同的方式测量,为88.05°。
实施例28/化合物28即3-甲氧基-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酸的制备
该化合物根据化合物7的实施例7中所述的方法制备条件是,溴戊烷被替换4-碘-1,1,1-三氟丁烷。
实施例29/化合物29即3-甲氧基-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酸4-甲酰基苯酯的 制备
该化合物根据化合物3的实施例3中所述的方法制备,条件是,化合物2被化合物28替换。
实施例30/化合物30即(2E)-3-(4-{[3-甲氧基-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酰基] 氧基}苯基)丙-2-烯酸的制备
该化合物根据化合物4的实施例4中所述的方法制备,条件是,化合物3被化合物29替换。
实施例31/化合物31即3-甲氧基-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酸4-[(1E)-3-({6- [(3,5-二硝基苯甲酰基)氧基]己基}氧基)-3-氧代丙-1-烯基]苯酯的制备
该化合物根据化合物5B的实施例5中所述的方法制备,条件是,化合物4B被化合物30替换。
实施例32/化合物32即3-甲氧基-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酸4-[(1E)-3-({6- [(3,5-二氨基苯甲酰基)氧基]己基}氧基)-3-氧代丙-1-烯基]苯基酯的制备
该化合物根据化合物6的实施例6中所述的方法制备,条件是,化合物5B被化合物31替换。
实施例33/化合物33即3,4-双[(4,4,5,5,5-五氟戊基)氧基]苯甲酸的制备
该化合物根据化合物7的实施例7中所述的方法制备,条件是,溴戊烷被5-碘-1,1,1,2,2-五氟戊烷替换和香草酸甲酯被3,4-二羟基苯甲酸乙酯替换。
实施例34/化合物34即3,4-双[(4,4,5,5,5-五氟戊基)氧基]苯甲酸4-甲酰基苯基 酯的制备
该化合物根据化合物3的实施例3中所述的方法制备,条件是,化合物2被化合物33替换。
实施例35/化合物35即(2E)-3-[4-({3,4-双[(4,4,5,5,5-五氟戊基)氧基)苯甲酰 基}氧基)苯基]丙-2-烯酸的制备
该化合物根据化合物4的实施例4中所述的方法制备,条件是,化合物3被化合物34替换。
实施例36/化合物36即3,4-双[(4,4,5,5,5-五氟戊基)氧基]苯甲酸4-{(1E)-3- [2-(2,4-二硝基苯基)乙氧基]-3-氧代丙-1-烯基}苯基酯的制备
该化合物根据化合物5的实施例5中所述的方法制备,条件是,化合物4被化合物35替换。
实施例37/化合物37即3,4-双[(4,4,5,5,5-五氟戊基)氧基]苯甲酸4-{(1E)-3- [2-(2,4-二氨基苯基)乙氧基]-3-氧代丙-1-烯基)苯基酯的制备
该化合物根据化合物6的实施例6中所述的方法制备,条件是,化合物5被化合物36替换。
实施例38/化合物38即2-氟-4-[(4,4,5,5,5-五氟戊基)氧基]苯甲腈的制备
该化合物根据化合物1的实施例1中所述的方法制备,条件是,4-碘-1,1,1-三氟丁烷被5-碘-1,1,1,2,2-五氟戊替换烷。
实施例39/化合物39即2-氟-4-[(4,4,5,5,5-五氟戊基)氧基]苯甲酸的制备
该化合物根据化合物2的实施例2中所述的方法制备,条件是,化合物1被化合物38替换。
实施例40/化合物40即2-氟-4-[(4,4,5,5,5-五氟戊基)氧基]苯甲酸4-甲酰基苯 酯的制备
该化合物根据化合物3的实施例3中所述的方法制备,条件是,化合物2被化合物39替换。
实施例41/化合物41即(2E)-3-4-({2-氟-4-[(4,4,5,5,5-五氟戊基)氧基]苯甲酰 基}氧基)苯基]丙-2-烯酸的制备
该化合物根据化合物4的实施例4中所述的方法制备,条件是,化合物3被替换化合物40。
实施例42/化合物42即2-氟-4-[(4,4,5,5,5-五氟戊基)氧基]苯甲酸4-{(1E)-3- [2-(2,4-二硝基苯基)乙氧基]-3-氧代丙-1-烯基}苯基酯的制备
该化合物根据化合物5的实施例5中所述的方法制备,条件是,化合物4被化合物41替换。
实施例43/化合物43即2-氟-4-[(4,4,5,5,5-五氟戊基)氧基]苯甲酸4-{(1E)-3- [2-(2,4-二氨基苯基)乙氧基]-3-氧代丙-1-烯基)苯酯的制备
该化合物根据化合物6的实施例6中所述的方法制备,条件是,化合物5被化合物42替换。
实施例44/化合物44即2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酸甲酯的制备
3.0g(11.3mmol)2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酸在40mL甲醇和2滴硫酸中回流22小时。溶剂在真空下蒸发。粗产物没有进一步纯化而使用。
实施例45/化合物45即[2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯基]甲醇的制备
将40mL THF中的3.13g(11.2mmol)化合物44冷却到0℃。向该溶液加入8.8mLLiAlH4THF溶液。3小时后,通过加入20mL HCl 1N使溶液骤冷。将产物用AcOEt萃取,用200mL水洗涤。有机相用硫酸钠干燥,并在真空下除去溶剂,得到作为橙色油的2.32g化合物45。
实施例46/化合物46即1-(溴甲基)-2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯的制备
将2.00g(7.93mmol)化合物45和3.42g(10.31mmol)CBr4溶于20mL THF。向该溶液加入2.70g(10.31mmol)三苯基膦。1小时后,将混合物在硅胶塞上过滤,并用AcOEt/己烷1/1的混合物洗提。在真空下除去过量溶剂,得到2.28g作为无色油的化合物46。
实施例47/化合物47即4-{[2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苄基]氧基}苯甲醛的制
将0.66g(2.09mmol)化合物46、0.32g(2.30mmol)K2CO3和0.25g(2.30mmol)4-羟基苯甲醛在10mL NMP中混合。将混合物加热到65℃一小时。将溶液倒入100mL HCl 0.1N。将固体过滤和在真空下干燥,得到化合物47。
实施例48/化合物48即(2E)-3-(4-{[2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苄基]氧基}苯 基)丙-2-烯酸的制备
该化合物根据化合物4的实施例4中所述的方法制备,条件是,化合物3被化合物47替换。
实施例49/化合物49即(2E)-3-(4-{[2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苄基]氧基}苯 基)丙-2-酸2-(2,4-二硝基苯基)乙酯的制备
该化合物根据化合物5的实施例5中所述的方法制备,条件是,化合物4被化合物48替换。
实施例50/化合物50即(2E)-3-(4-{[2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苄基]氧基}苯 基)丙-2-酸2-(2,4-二氨基苯基)乙酯的制备
该化合物根据化合物6的实施例6中所述的方法制备,条件是,化合物5被化合物49替换。
实施例51/化合物51即1,2-二氟-3-(4,4,4-三氟丁氧基)苯的制备
该化合物根据化合物1的实施例1中所述的方法制备,条件是,3-氟-4-羟基苯甲腈被2,3-二氟苯酚替换。
实施例52/化合物52即2,3-二氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯基硼酸的制备
将5.0g(20.8mmol)化合物51溶于58mL THF并冷却到-78℃。向该溶液滴加7.71mL(20.8mmol)BuLi在己烷中的溶液。3小时后,将在20mL THF中的2.84mL(24.98mmol)硼酸三甲酯加入之前的溶液。加入后,将该溶液在室温搅拌过夜。通过加入20ml HCl 1N将混合物骤冷。所得乳液通过加入10mL浓HCl进行处理。将混合物搅拌2小时。用乙酸乙酯萃取有机相,用水洗涤,用硫酸钠干燥。在真空下除去溶剂,得到5.3g作为棕色固体的化合物52。
实施例53/化合物53即2',3'-二氟-4'-(4,4,4-三氟丁氧基)-1,1'-联苯-4-甲醛 的制备
将5.3g(18.66mmol)化合物52、3.4g(18366mmol)4-溴苯甲醛和862mg(0.74mmol)四(三苯基膦)合钯在90mL甲苯中混合。对混合物脱气,并用氮气吹扫。将反应加热到50℃,并缓慢加入90mL Na2CO3 2M。将反应加热到90℃,并搅拌2天。冷却到室温后,用50mL HCl25%使混合物骤冷。用乙酸乙酯萃取有机相,并用硫酸钠干燥。在真空下除去过量溶剂。产物53用甲苯/AcOEt 98/2的混合物在硅胶上通过快速色谱法进行纯化。
实施例54/化合物54即(2E)-3-[2',3'-二氟-4'-(4,4,4-三氟丁氧基)-1,1'-联 苯-4-基]丙-2-烯酸的制备
该化合物根据化合物4的实施例4中所述的方法制备,条件是,化合物3被化合物53替换。
实施例55/化合物55即(2E)-3-[2',3'-二氟-4'-(4,4,4-三氟丁氧基)-1,1'-联 苯-4-基]丙-2-酸2-(2,4-二硝基苯基)乙基酯的制备
该化合物根据化合物5的实施例5中所述的方法制备,条件是,化合物4被化合物54替换。
实施例56/化合物56即(2E)-3-[2',3'-二氟-4'-(4,4,4-三氟丁氧基)-1,1'-联 苯-4-基]丙-2-酸2-(2,4-二氨基苯基)乙酯的制备
该化合物根据化合物6的实施例6中所述的方法制备,条件是,化合物5被化合物55替换。
实施例57/化合物57即2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酸4-{(1E)-3-[(3,5-二 硝基苄基)氧基]-3-氧代丙-1-烯基)苯酯的制备
该化合物根据化合物5的实施例5中所述的方法制备,条件是,化合物2,4-二硝基苯乙醇被3,5-二硝基苄基醇替换。
实施例58/化合物58即2-氟-4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酸4-{(1E)-3-[(3,5-二 氨基苄基)氧基]-3-氧代丙-1-烯基}苯基酯的制备
该化合物根据化合物6的实施例6中所述的方法制备,条件是,化合物5被化合物57替换。
实施例59:
类似于实施例10,以下二胺和2,3,5-三羧基环戊基乙-1,2:3,4-二酐用于聚酰胺 酸的制备
化合物37
产生作为白色粉末的聚酰胺酸60;[η]=0.24dL/g
化合物43
产生作为白色粉末的聚酰胺酸61;[η]=0.28dL/g
化合物50
产生作为白色粉末的聚酰胺酸62;[η]=0.25dL/g
化合物56
产生作为白色粉末的聚酰胺酸63;[η]=0.21dL/g
化合物58
产生作为白色粉末的聚酰胺酸64;[η]=0.32dL/g
实施例60:
类似于实施例10,以下二胺和1,2,3,4-环丁四甲酸二酐用于聚酰胺酸的制备。
化合物32
产生作为白色粉末的聚酰胺酸59;[η]=0.38dL/g
实施例61:
类似于实施例10,以下二胺的混合物与1,2,3,4-环丁四甲酸二酐用于聚酰胺酸的制备。
1,2,3,4-环丁四甲酸二酐的混合物以及化合物6和4-(4,4,4-三氟丁氧基)苯甲酸4-{(1E)-3-[2-(2,4-二氨基苯基)乙氧基]-3-氧代丙-1-烯基}苯酯50:50(摩尔比)产生作为白色粉末的聚酰胺酸65;[η]=0.64dL/g
1H NMR 300MHz DMSO d6:
12.51(s,2H),10.19(s,1H),9.59(s,1H),8.08-7.61(m,6H),7.43-6.94(m,7H),6.65-6.59(m,1H),4.30(s,2H),4.16(s,2H),3.83-3.58(m,4H),2.95(s,2H),2.39(m,2H),1.96(m,2H)。
实施例62:
另一液晶单元以与实施例15中描述的相同的方式制备,除了使用了聚酰胺酸25和使用了旋转速度1200rpm 30秒。
预倾角与实施例15中所述相同的方式测量,为88.15°。
实施例63:
另一液晶单元以与实施例15中描述的相同的方式制备,除了使用了聚酰胺酸26和使用了旋转速度1400rpm 30秒。
预倾角与实施例15中所述相同的方式测量,为88.60°。
实施例64:
另一液晶单元以与实施例15中描述的相同的方式制备,除了使用了聚酰胺酸59和使用了旋转速度1600rpm 30秒。
预倾角与实施例15中所述相同的方式测量,为89.33°。
实施例65:
另一液晶单元以与实施例15中描述的相同的方式制备,除了使用了聚酰胺酸60和使用了旋转速度1900rpm 30秒。
预倾角与实施例15中所述相同的方式测量,为87.44°。
实施例66:
另一液晶单元以与实施例15中描述的相同的方式制备,除了使用了聚酰胺酸61和使用了旋转速度1800rpm 30秒。
预倾角与实施例15中所述相同的方式测量,其为88.52°。
实施例67:
另一液晶单元以与实施例15中描述的相同的方式制备,除了使用了聚酰胺酸62和使用了旋转速度1200rpm 30秒。
预倾角与实施例15中所述相同的方式测量,为77.2°。
实施例68:
另一液晶单元以与实施例15中描述的相同的方式制备,除了使用了聚酰胺酸63和使用了旋转速度1200rpm 30秒。
预倾角与实施例15中所述相同的方式测量,为89.61°。
实施例69:
另一液晶单元以与实施例15中描述的相同的方式制备,除了使用了聚酰胺酸64和使用了旋转速度1600rpm 30秒。
预倾角与实施例15中所述相同的方式测量,为87.84°。

Claims (7)

1.光配向材料,其包含在侧链上具有至少一个由式(II)表示的侧取代部分的聚合物
其中
B为未取代或取代的1,4-亚苯基;
Z表示-COO-,-OCO-,-OCH2-,-CH2O-,或单键,
R1表示氟,
R2和R3为氢,
U表示氢或直链或支化的,未取代的,或被腈、醚、酯、硅氧烷、酰胺或胺取代至少一次的C1-C16烷基,和
X为-O(CO)-,-(CO)O-。
2.光配向材料,其包含在侧链上具有至少一个由式(III)表示的侧取代部分的聚合物,
其中
Z表示-COO-,-OCO-,-OCH2-,-CH2O-,或单键,
R1表示氟,
U表示氢或直链或支化的,未取代的,或被腈、醚、酯、硅氧烷、酰胺或胺取代至少一次的C1-C16烷基,
X为-O(CO)-,-(CO)O-,
R1′为氟,和
R1〞表示氢,氟或氯。
3.根据权利要求1或2的光配向材料,其包含在双发色侧链上具有至少一个由式(II)或(III)表示的侧取代部分的聚合物。
4.组合物,其包含在侧链上具有至少一个由权利要求1和3中任一项所述的式(II)、或权利要求2中所述的式(III)表示的侧取代部分的光配向材料。
5.制备取向层的方法,包括将权利要求1-3中任一项所述的光配向材料、或者权利要求4中所述的组合物涂布于载体,并用配向光对其进行处理。
6.取向层,包含至少一种在侧链上具有至少一个由权利要求1和3中任一项所述的式(II)、或权利要求2中所述的式(III)表示的侧取代部分的光配向材料,或权利要求4中所述的组合物。
7.光学和光电非结构性或结构性的构成元件,其包含至少一个根据权利要求6的取向层,或包含至少一种根据权利要求1-3中任一项的光配向材料,或权利要求4中所述的组合物。
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