CN107345140B - 一种异丁基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用 - Google Patents

一种异丁基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN107345140B
CN107345140B CN201610298800.5A CN201610298800A CN107345140B CN 107345140 B CN107345140 B CN 107345140B CN 201610298800 A CN201610298800 A CN 201610298800A CN 107345140 B CN107345140 B CN 107345140B
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid crystal
compound
ring
reaction
crystal compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610298800.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107345140A (zh
Inventor
田会强
储士红
高立龙
姜天孟
班全志
陈海光
苏学辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Bayi Space LCD Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Bayi Space LCD Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Bayi Space LCD Technology Co Ltd filed Critical Beijing Bayi Space LCD Technology Co Ltd
Priority to CN201610298800.5A priority Critical patent/CN107345140B/zh
Publication of CN107345140A publication Critical patent/CN107345140A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107345140B publication Critical patent/CN107345140B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/20—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3003—Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3066—Cyclohexane rings in which the rings are linked by a chain containing carbon and oxygen atoms, e.g. esters or ethers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3003—Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C09K2019/3004—Cy-Cy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3003—Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C09K2019/3009—Cy-Ph

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及液晶材料领域，具体涉及异丁基类负介电各向异性的液晶化合物，所述化合物具有如式(I)所示结构：其中，R表示具有1‑12个碳原子的烷基或烷氧基；环A表示1,4‑亚苯基、1,4‑亚环己基或1‑4个氢原子被氟原子取代的1,4‑亚苯基；环B表示1,4‑亚苯基、1,4‑亚环己基或1‑4个氢原子被氟原子取代的1,4‑亚苯基；n为0或1。本发明所述化合物具有极高的负介电各向异性、良好的液晶互溶性、相对低的旋转粘度等优点，这些正是改善液晶材料所需要的，具有重要的应用价值。

Description

一种异丁基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用
技术领域
本发明属于液晶化合物及其应用领域，涉及一种新型异丁基类负介电各向异性化合物及其制备方法与应用。
背景技术
液晶材料作为环境材料在信息显示材料、有机光电子材料等领域中的应用具有极大的研究价值和美好的应用前景。液晶材料作为新型显示材料有许多优势，如功耗极低，驱动电压低。同时与其他材料相比，还具有体积小、重量轻、长寿命、显示信息量大、无电磁辐射等优点，几乎可以适应各种信息显示的要求，尤其在TFT-LCD(薄膜晶体管技术)产品方面。
在TFT有源矩阵的系统中，主要有TN(Twisted Nematic，扭曲向列结构)模式，IPS(In-Plane Switching，平面转换)，FFS(Fringe Field Switching，边缘场开关技术)模式和VA(Vertical Alignment，垂直取向)模式等主要显示模式。
目前，TFT-LCD产品技术已经成熟，成功地解决了视角、分辨率、色饱和度和亮度等技术难题，大尺寸和中小尺寸TFT-LCD显示器在各自的领域已逐渐占据平板显示器的主流地位。但是对显示技术的要求一直在不断的提高，要求液晶显示器实现更快速的响应，降低驱动电压以降低功耗等方面。
液晶材料本身对改善液晶显示器的性能发挥重要的作用，尤其是降低液晶材料旋转粘度和提高液晶材料的介电各向异性△ε。为了改善材料的性能使其适应新的要求，新型结构液晶化合物的合成及结构-性能关系的研究成为液晶领域的一项重要工作。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种新型异丁基类负介电各向异性的液晶化合物，该化合物具有良好的负介电各向异性、良好的液晶互溶性、较低的旋转粘度等优点。
本发明所述的液晶化合物，具有如式(I)所示结构：
Figure GDA0002364352530000021
其中，R表示具有1-12个碳原子的烷基或烷氧基；环A表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基；环B表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基；n为0或1。
优选地，在通式I中，R表示具有1-5个碳原子的烷基或烷氧基，环A表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基；环B表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基；n为0或1。
作为更优选的技术方案，在通式I中，R表示具有1-5个碳原子的烷基或烷氧基，环A表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或1-2个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基；和/或，环B表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或1-2个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基；n为0或1。
特别优选的，在通式I中，当n为0或1，环A和环B均为1,4-亚苯基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基；或当n为1，环A为1,4-亚环己基，环B为1,4-亚苯基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基；或当n为0或1，环A和环B均为1,4-亚环己基。
作为进一步优选的技术方案，所述液晶化合物选自如下化合物的一种：
Figure GDA0002364352530000031
在I-1～I-8中R表示具有1-5个碳原子的烷基或烷氧基，更优选为1-5个碳原子的烷氧基。
作为本发明的最佳实施方式，所述液晶化合物选自如下化合物的一种：
Figure GDA0002364352530000032
Figure GDA0002364352530000041
Figure GDA0002364352530000051
Figure GDA0002364352530000061
Figure GDA0002364352530000071
本发明的第二目的是提供所述液晶化合物的制备方法。
本发明所述的液晶化合物合成路线如下所示：
Figure GDA0002364352530000072
具体包括以下步骤：
(1)
Figure GDA0002364352530000073
通过还原反应，得到
Figure GDA0002364352530000081
(2)以
Figure GDA0002364352530000082
与
Figure GDA0002364352530000083
为原料，通过Mitsunobu反应，得到结构通式(I)的化合物。
其中，各步骤所涉及化合物中的环A、环B、R、n与所得液晶化合物产物中环A、环B、R、n代表的基团相对应。
上述方法所述步骤1)中，还原试剂可选自氢气、硼氢化钾、硼氢化钠、氢化铝锂、红铝、二异丁基氢化铝中的一种或几种；
优选地，反应温度可在-10～50℃；
所述步骤2)中，
Figure GDA0002364352530000084
三苯基膦与偶氮二羧酸二异丙酯的投料摩尔比为1∶0.8～1.3：1.0～2.0：1.0～2.0；
优选地，反应温度可在-20～40℃。
其中，上述历程中
Figure GDA0002364352530000085
根据环A、环B、n的不同，选择不同的合成路线。
作为一种技术方案，当n为0或1，且环A和环B均为1,4-亚苯基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基时，合成路线如下：
Figure GDA0002364352530000091
具体包括以下步骤：
(1)在路易斯酸催化下，以
Figure GDA0002364352530000092
与
Figure GDA0002364352530000093
为原料，通过傅克酰基化反应，得到
Figure GDA0002364352530000094
(2)
Figure GDA0002364352530000095
通过还原反应，得到
Figure GDA0002364352530000096
(3)
Figure GDA0002364352530000097
与有机锂试剂进行金属化反应，再与甲酰化试剂反应，得到
Figure GDA0002364352530000098
上述方法所述步骤1)中，
Figure GDA0002364352530000099
与路易斯酸的投料摩尔比为1∶1.0～3.0：1.0～3.0；
优选地，反应温度可在-10～80℃；
其中，所述路易斯酸选自三氯化铝、氯化锌、三氟化硼乙醚或者三氯化铁中的一种或几种。
所述步骤2)中，还原剂可选自水合肼和氢氧化钾体系、三乙基硅烷和三氟乙酸体系、三乙基硅烷和三氟化硼乙醚体系中的一种或几种。
所述步骤3)中，
Figure GDA0002364352530000101
有机锂试剂与甲酰化试剂的投料摩尔比为1∶1.0～2.0：1.0～3.0；
优选地，反应温度为-50～-100℃；
其中，所述有机锂试剂选自仲丁基锂、叔丁基锂或正丁基锂中的一种或几种，所述甲酰化试剂选自甲酰氯、甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、甲酸酐、甲酸甲酯、甲酸乙酯中的一种或几种。
作为另一种技术方案，当n为1，且环A为1,4-亚环己基，环B为1,4-亚苯基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基时，即通式为
Figure GDA0002364352530000102
合成路线如下：
Figure GDA0002364352530000103
具体包括以下步骤：
(1)
Figure GDA0002364352530000104
与三苯基膦反应，得到
Figure GDA0002364352530000105
(2)以
Figure GDA0002364352530000111
与
Figure GDA0002364352530000112
为原料，通过wittig反应，得到
Figure GDA0002364352530000113
(3)
Figure GDA0002364352530000114
经催化加氢,得到
Figure GDA0002364352530000115
(4)
Figure GDA0002364352530000116
与有机锂试剂进行金属化反应，再与甲酰化试剂反应，得到
Figure GDA0002364352530000117
上述方法所述步骤1)中，
Figure GDA0002364352530000118
与三苯基膦的投料摩尔比为1.0：0.9～1.5；
优选地，反应温度可在50～150℃；
所述步骤2)中，
Figure GDA0002364352530000119
与叔丁醇钾的投料摩尔比为1∶1.0～3.0：1.0～3.0；
优选地，反应温度可在-30～30℃；
所述步骤3)中，
Figure GDA00023643525300001110
与催化剂的投料质量比为1:0.03～0.15；
优选地，反应温度可在10～70℃；
其中，所述催化剂选自Pd/C、雷尼镍、Pt/C中的一种或几种，优选为Pt/C。
所述步骤4)中，
Figure GDA0002364352530000121
有机锂试剂与甲酰化试剂的投料摩尔比为1∶1.0～2.0：1.0～3.0；
优选地，反应温度为-50～-100℃；
其中，所述有机锂试剂选自仲丁基锂、叔丁基锂或正丁基锂中的一种或几种，所述甲酰化试剂选自甲酰氯、甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、甲酸酐、甲酸甲酯、甲酸乙酯中的一种或几种。
作为第三种技术方案，当n为0或1，且环A和环B均为1,4-亚环己基时，合成路线如下：
Figure GDA0002364352530000122
具体包括以下步骤：
(1)以
Figure GDA0002364352530000123
与
Figure GDA0002364352530000124
为原料，通过wittig反应，得到
Figure GDA0002364352530000125
(2)
Figure GDA0002364352530000126
经催化加氢,得到
Figure GDA0002364352530000131
(3)
Figure GDA0002364352530000132
在酸催化脱去乙二醇,得到
Figure GDA0002364352530000133
(4)以CH3OCH2PPh3Cl与
Figure GDA0002364352530000134
为原料，通过wittig反应，得到
Figure GDA0002364352530000135
(5)
Figure GDA0002364352530000136
在酸催化下水解,得到
Figure GDA0002364352530000137
上述方法所述步骤1)中，
Figure GDA0002364352530000138
Figure GDA0002364352530000139
与叔丁醇钾的投料摩尔比为1∶1.0～3.0：1.0～3.0；
优选地，反应温度可在-30～30℃；
所述步骤2)中，
Figure GDA00023643525300001310
与催化剂的投料质量比为1:0.03～0.15；
优选地，反应温度可在10～70℃；
其中，所述催化剂选自Pd/C、雷尼镍、Pt/C中的一种或几种，优选为Pd/C。
所述步骤3)中，
Figure GDA0002364352530000141
与酸的投料质量比为1:0.5～4.0；
优选地，反应温度可在30～100℃；
其中，所述酸选自盐酸、硫酸、甲酸、醋酸、对甲苯磺酸中的一种或几种，优选为甲酸。
所述步骤4)中，
Figure GDA0002364352530000142
CH3OCH2PPh3Cl与叔丁醇钾的投料摩尔比为1∶1.0～3.0：1.0～3.0；
优选地，反应温度可在-30～30℃；
所述步骤5)中，所述酸选自盐酸、硫酸、甲酸、醋酸、对甲苯磺酸中的一种或几种，优选为盐酸；
优选地，反应温度可在30～100℃。
上述
Figure GDA0002364352530000143
Figure GDA0002364352530000144
及CH3OCH2PPh3Cl均可以通过公开商业途径或者文献中本身已知的方法合成得到。
本发明所述的方法，在必要时会涉及常规后处理，所述常规后处理具体如：用二氯甲烷、乙酸乙酯或甲苯萃取，分液，水洗，干燥，真空旋转蒸发仪蒸发，所得产物用减压蒸馏或重结晶和/或色谱分离法提纯，即可。
采用上述制备方法能够稳定、高效地得到本发明所述的液晶化合物。
本发明的第三目的是保护含有所述液晶化合物的组合物。所述液晶化合物在组合物中的质量百分比为1～60％，优选为3～50％，进一步优选为5～25％。
本发明的第四目的是保护所述液晶化合物以及含有所述液晶化合物的组合物在液晶显示领域的应用，优选为在液晶显示装置中的应用。所述的液晶显示装置包括但并不限于TN、ADS、VA、PSVA、FFS或IPS液晶显示器。使用了所述液晶化合物或含有所述液晶化合物的组合物具有良好的负介电各向异性，旋转粘度低，从而有效降低驱动电压，提高了液晶显示装置的响应速度，同时具有光学各向异性数值适中、电荷保持率高、良好的液晶互溶性、低温工作效果表现优秀等特点。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
所述原材料如无特别说明，均能从公开商业途径获得。
按照本领域的常规检测方法，通过线性拟合得到液晶化合物的各项性能参数，其中，各性能参数的具体含义如下：
△n代表光学各向异性(25℃)；△ε代表介电各向异性(25℃，1000Hz)；γ1代表旋转粘度(mPa.s，25℃)。
实施例1液晶化合物的结构式为：
Figure GDA0002364352530000151
制备化合物BYLC-01的合成线路如下所示：
Figure GDA0002364352530000161
具体步骤如下：
(1)化合物BYLC-01-1的合成：
反应瓶中加入31.4g溴苯，32.0g三氯化铝，控温-5～5℃滴加26.6g异丁酰氯，滴毕保温反应30min，然后自然回温至室温，搅拌反应6h，用200ml 2M盐酸水溶液淬灭反应，进行常规后处理，得到浅黄色液体(化合物BYLC-01-1)38.6g，GC：92.8％，收率85％；
(2)化合物BYLC-01-2的合成：
反应瓶中加入35.0g化合物BYLC-01-1，50ml三乙基硅烷，50ml三氟乙酸，室温搅拌反应过夜，加200ml水淬灭反应，进行常规后处理，经色谱纯化，旋干溶剂得到无色液体(化合物BYLC-01-2)24.7g，GC：97.5％，收率75％；
(3)化合物BYLC-01-3的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入31.8g化合物BYLC-01-2，200ml四氢呋喃，控温-60～-70℃滴加0.2mol正丁基锂的正己烷溶液，滴毕保温反应1小时，控温-60～-70℃滴加18.3g N,N-二甲基甲酰胺，然后自然回温至-30℃。加入2M盐酸水溶液150ml进行酸化，进行常规后处理，得到浅黄色液体(化合物BYLC-01-3)23.8g，GC：92.8％，收率98％；
(4)化合物BYLC-01-4的合成：
反应瓶中加入23.8g化合物BYLC-01-3，0.8g5％钯碳，30ml甲苯，100ml乙醇，氢气置换两次，控温20～40℃加氢反应4h，进行常规后处理，得到黄色液体(化合物BYLC-01-4):24.0g，GC：92.1％，收率：100％；
(5)化合物BYLC-01的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入16.4g化合物BYLC-01-4、17.4g 2,3-二氟-4-乙氧基苯酚、34.1g三苯基膦、300ml四氢呋喃，控温0～10℃滴加30.3g偶氮二甲酸二异丙酯，然后自然搅拌反应3h，加入200ml水淬灭反应，进行常规后处理，经色谱纯化，正己烷洗脱，乙醇重结晶得到白色固体(化合物BYLC-01):20.8g，GC：99.9％，收率：65％。
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-01进行分析，产物的m/z为320.1(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.90-2.56(m,12H)，4.02-5.16(m,4H),6.58-7.55(m,6H)。
实施例2
依据实施例1的技术方案，只需要简单替换对应的原料，不改变任何实质性操作，可以合成以下液晶化合物。
Figure GDA0002364352530000171
Figure GDA0002364352530000181
Figure GDA0002364352530000191
实施例3
液晶化合物的结构式为：
Figure GDA0002364352530000192
制备化合物BYLC-03的合成线路如下所示：
Figure GDA0002364352530000193
具体步骤如下：
(1)化合物BYLC-03-1的合成：
反应瓶中加入27.4g溴代异丁烷，57.6g三苯基膦，50ml N,N-二甲基甲酰胺，控温100～110℃反应6h，降温至80℃以下，加入250ml甲苯，冷冻至-10℃左右，抽滤，得到白色固体(化合物BYLC-03-1)70.7g，收率88％；
(2)化合物BYLC-03-3的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入60.0g化合物BYLC-03-1和300ml四氢呋喃，控温-10～5℃加入26.8g叔丁醇钾，反应30min，控温-10～5℃滴加42.1g化合物BYLC-03-2，然后自然回温至室温，反应3h，加入200ml水淬灭反应，进行常规后处理，得到白色固体(化合物BYLC-03-3):42.3g，GC：96.5％，收率：86％；
(3)化合物BYLC-03-4的合成：
反应瓶中加入44.0g化合物BYLC-03-3，2.1g铂碳，60ml甲苯，100ml乙醇，氢气置换两次，控温10～20℃加氢反应6h，进行常规后处理，得到化合物BYLC-03-4:43.1g，GC：95.8％，收率：97％；
(4)化合物BYLC-03-5的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入38.2g化合物BYLC-03-4，300ml四氢呋喃，控温-60～-70℃滴加0.16mol正丁基锂的正己烷溶液，滴毕保温反应1小时，控温-60～-70℃滴加13.2g N,N-二甲基甲酰胺，然后自然回温至-30℃。加入2M盐酸水溶液150ml进行酸化，进行常规后处理，得到黄色液体(化合物BYLC-03-5)30.7g，GC：91.3％，收率97％；
(5)化合物BYLC-03-6的合成：
反应瓶中加入30.7g化合物BYLC-03-5，1.2g5％钯碳，60ml甲苯，60ml乙醇，氢气置换两次，控温20～40℃加氢反应6h，进行常规后处理，得到浅黄色固体(化合物BYLC-03-6):16.9g，GC：99.2％，收率：55％；
(6)化合物BYLC-03的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入24.6g化合物BYLC-03-6、18.8g 2,3-二氟-4-丙氧基苯酚、34.1g三苯基膦、300ml四氢呋喃，控温0～10℃滴加30.3g偶氮二甲酸二异丙酯，然后自然搅拌反应3h，加入200ml水淬灭反应，进行常规后处理，经色谱纯化，正己烷洗脱，乙醇+乙酸乙酯重结晶得到白色固体(化合物BYLC-03):34.5g，GC：99.8％，收率：83％。
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-03进行分析，产物的m/z为416.2(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.88-2.70(m,24H)，4.02-5.16(m,4H),6.60-7.44(m,6H)。
实施例4
依据实施例3的技术方案，只需要简单替换对应的原料，不改变任何实质性操作，可以合成以下液晶化合物。
Figure GDA0002364352530000211
Figure GDA0002364352530000221
实施例5
液晶化合物的结构式为：
Figure GDA0002364352530000222
制备化合物BYLC-05的合成线路如下所示：
Figure GDA0002364352530000223
具体步骤如下：
(1)化合物BYLC-05-2的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入71.8g化合物BYLC-03-1和300ml四氢呋喃，控温-5～5℃加入21.8g叔丁醇钾，反应30min，控温-5～5℃滴加23.4g化合物BYLC-05-1，然后自然回温至室温，反应3h，加入200ml水淬灭反应，进行常规后处理，经色谱纯化，得到无色液体(化合物BYLC-05-2):25.0g，GC：96.8％，收率：85％；
(2)化合物BYLC-05-3的合成：
反应瓶中加入20.0g化合物BYLC-05-2，1.8g钯碳，20ml甲苯，40ml乙醇，氢气置换两次，控温10～30℃加氢反应6h，进行常规后处理，得到无色液体(化合物BYLC-05-3):19.2g，GC：95.3％，收率：96％；
(3)化合物BYLC-05-4的合成：
反应瓶中加入18.0g化合物BYLC-05-3，30ml甲酸，60ml甲苯，控温50～60℃反应4h，进行常规后处理，得到浅黄色液体(化合物BYLC-05-4):12.1g，GC：93.6％，收率：86％；
(5)化合物BYLC-05-5的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入102.6g甲氧基甲基三苯基氯化磷和600ml四氢呋喃，控温-5～5℃加入33.6g叔丁醇钾，反应30min，控温-5～5℃滴加30.8g化合物BYLC-05-4，然后自然回温至室温，反应3h，加入200ml水淬灭反应，进行常规后处理，经色谱纯化，得到无色液体(化合物BYLC-05-5):34.6g，GC：97.7％，收率：95％；
(6)化合物BYLC-05-6的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入34.6g化合物BYLC-05-5和100ml四氢呋喃，控温0～20℃滴加30g浓盐酸，控温0～20℃反应3h，进行常规后处理，得到浅黄色液体(化合物BYLC-05-6):29.4g，GC：94.6％，收率：92％；
(7)化合物BYLC-05-7的合成：
向反应瓶中加入4.5g硼氢化钾和50ml水，控温0～20℃滴加25.2g化合物BYLC-05-6和30ml四氢呋喃组成的溶液，控温0～20℃反应2h，进行常规后处理，得到黄色液体(化合物BYLC-05-7):25.0g，GC：91.9％，收率：99％；
(8)化合物BYLC-05的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入17.0g化合物BYLC-05-7、17.4g 2,3-二氟-4-乙氧基苯酚、34.1g三苯基膦、300ml四氢呋喃，控温0～10℃滴加30.3g偶氮二甲酸二异丙酯，然后自然搅拌反应3h，加入200ml水淬灭反应，进行常规后处理，经色谱纯化，正己烷洗脱，乙醇重结晶得到白色固体(化合物BYLC-05):15.6g，GC：99.7％，收率：48％。
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-05进行分析，产物的m/z为326.2(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.88-1.94(m,22H)，3.90-4.16(m,4H),6.54-6.83(m,2H)。
实施例6
依据实施例5的技术方案，只需要简单替换对应的原料，不改变任何实质性操作，可以合成以下液晶化合物。
Figure GDA0002364352530000241
Figure GDA0002364352530000251
实验例1
将实施例1所制得的化合物BYLC-01与对比例1(已知常见的另一类似液晶化合物)的液晶化合物性能参数数据进行对比整理，检测结果如表1所示：
表1：液晶化合物的性能检测结果
Figure GDA0002364352530000261
由表1的检测结果可以明显看出，本发明提供的液晶化合物与传统的相似化学结构化合物相比，负介电各向异性、清亮点、光学各向异性相当，但本发明提供的液晶化合物具有更低的旋转粘度，良好的液晶互溶性，低温工作效果表现优秀，有效的降低液晶组合物的旋转粘度，改善响应时间。
实验例2
将实施例3所制得的化合物BYLC-03与对比例2(已知常见的另一类似液晶化合物)的液晶化合物性能参数数据进行对比整理，检测结果如表2所示：
表2：液晶化合物的性能检测结果
Figure GDA0002364352530000262
由表2的检测结果可以明显看出，本发明提供的液晶化合物与传统的相似化学结构化合物相比，负介电各向异性、清亮点、光学各向异性相当，但本发明提供的液晶化合物具有更低的旋转粘度，良好的液晶互溶性，低温工作效果表现优秀，有效的降低液晶组合物的旋转粘度，改善响应时间。
实验例3
将实施例5所制得的化合物BYLC-05与对比例3(已知常见的另一类似液晶化合物)的液晶化合物性能参数数据进行对比整理，检测结果如表3所示：
表3：液晶化合物的性能检测结果
Figure GDA0002364352530000271
由表3的检测结果可以明显看出，本发明提供的液晶化合物与传统的相似化学结构化合物相比，负介电各向异性、清亮点、光学各向异性相当，但本发明提供的液晶化合物具有更低的旋转粘度，良好的液晶互溶性，低温工作效果表现优秀，有效的降低液晶组合物的旋转粘度，改善响应时间。
本发明所提供的异丁基类液晶化合物相对于正丁基化合物缩短了烷基的分子链长度，空间体积变化不大，能够显著提高液晶化合物合物的热稳定性、化学稳定性、光学稳定性，并改善其力学、介电及其它多种性能，降低了液晶化合物的旋转粘度，可有效地改善液晶组合物的旋转粘度，从而改善液晶显示器的响应时间。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (14)

1.一种异丁基类负介电各向异性的液晶化合物，其特征在于：具有如式（I）所示结构：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中，R表示具有1-12个碳原子的烷基或烷氧基；环A表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基；环B表示1,4-亚苯基或1,4-亚环己基；n为0。
2.根据权利要求1所述的液晶化合物，其特征在于：R表示具有1-5个碳原子的烷基或烷氧基。
3.根据权利要求1或2所述的液晶化合物，其特征在于：所述液晶化合物选自如下化合物的一种：
Figure 423199DEST_PATH_IMAGE002
在I-1~I-2中R表示具有1-5个碳原子的烷基或烷氧基。
4.根据权利要求3所述的液晶化合物，其特征在于：在I-1~I-2中R表示具有1-5个碳原子的烷氧基。
5.根据权利要求1所述的液晶化合物，其特征在于：所述液晶化合物选自如下化合物的一种：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
Figure 278022DEST_PATH_IMAGE004
Figure DEST_PATH_IMAGE005
。
6.权利要求1-5任一项所述的液晶化合物的制备方法，其特征在于：
Figure 57760DEST_PATH_IMAGE006
具体包括以下步骤：
（1）
Figure DEST_PATH_IMAGE007
通过还原反应，得到
Figure 390652DEST_PATH_IMAGE008
；
（2）以
Figure DEST_PATH_IMAGE009
与
Figure 632453DEST_PATH_IMAGE010
为原料，通过Mitsunobu 反应，得到结构通式（I）的化合物；
其中，n为0，各步骤所涉及化合物中的环A、环B、R同权利要求1-4任一项所述。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1) 中，还原试剂可选自氢气、硼氢化钾、硼氢化钠、氢化铝锂、红铝、二异丁基氢化铝中的一种或几种。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE011
与
Figure 454916DEST_PATH_IMAGE012
在三苯基膦和偶氮二羧酸二异丙酯 作用下得到结构通式（I）的化合物，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 659632DEST_PATH_IMAGE014
、 三苯基膦与偶氮二羧酸二异丙酯的投料摩尔比为1∶0.8～1.3：1.0～2.0：1.0～2.0。
9.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于：环B为1,4-亚苯基时，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE015
合成路线如下：
Figure 858532DEST_PATH_IMAGE016
具体包括以下步骤：
（1）在路易斯酸催化下，以
Figure DEST_PATH_IMAGE017
与
Figure 465094DEST_PATH_IMAGE018
为原料，通过傅克 酰基化反应，得到
Figure DEST_PATH_IMAGE019
；
（2）
Figure 396141DEST_PATH_IMAGE020
通过还原反应，得到
Figure DEST_PATH_IMAGE021
;
（3）
Figure 150471DEST_PATH_IMAGE022
与有机锂试剂进行金属化反应，再与甲酰化试剂反 应，得到
Figure 887482DEST_PATH_IMAGE023
；
或：
环B为1,4-亚环己基时，合成路线如下：
Figure 847086DEST_PATH_IMAGE024
具体包括以下步骤：
（1）以
Figure 276930DEST_PATH_IMAGE025
与
Figure 518556DEST_PATH_IMAGE026
为原料，通过wittig反应，得 到
Figure DEST_PATH_IMAGE027
；
（2）
Figure 731362DEST_PATH_IMAGE027
经催化加氢,得到
Figure 374833DEST_PATH_IMAGE028
；
（3）
Figure DEST_PATH_IMAGE029
在酸催化脱去乙二醇,得到
Figure 647683DEST_PATH_IMAGE030
；
（4）以
Figure 376604DEST_PATH_IMAGE032
与
Figure DEST_PATH_IMAGE033
为原料，通过wittig反应，得 到
Figure 393102DEST_PATH_IMAGE034
；
（5）
Figure 891079DEST_PATH_IMAGE035
在酸催化下水解,得到
Figure DEST_PATH_IMAGE036
。
10.一种液晶组合物，其特征在于，包含质量百分比为1-60%的权利要求1-5任一项所述化合物。
11.根据权利要求10所述的液晶组合物，其特征在于：包含质量百分比为3-50%的权利要求1-5任一项所述化合物。
12.根据权利要求11所述的液晶组合物，其特征在于：包含质量百分比为5~25%的权利要求1-5任一项所述化合物。
13.权利要求1-5任一项所述化合物或权利要求10-12任一项所述组合物在液晶显示装置中的应用。
14.根据权利要求13所述的应用，其特征在于：所述的液晶显示装置为TN、ADS、VA、PSVA、FFS 或IPS 液晶显示器。
CN201610298800.5A 2016-05-06 2016-05-06 一种异丁基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用 Active CN107345140B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610298800.5A CN107345140B (zh) 2016-05-06 2016-05-06 一种异丁基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610298800.5A CN107345140B (zh) 2016-05-06 2016-05-06 一种异丁基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107345140A CN107345140A (zh) 2017-11-14
CN107345140B true CN107345140B (zh) 2021-01-15

Family

ID=60254041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610298800.5A Active CN107345140B (zh) 2016-05-06 2016-05-06 一种异丁基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107345140B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107686471B (zh) * 2017-09-28 2020-07-03 成都苑东生物制药股份有限公司 一种非罗考昔及其中间体的合成方法
CN113980686B (zh) * 2021-10-25 2023-10-10 宁夏中星显示材料有限公司 一种含环己基的侧向邻二氟苯类液晶化合物的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5456859A (en) * 1990-02-08 1995-10-10 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Liquid crystal cyanoalkanes and cyanoalkenes
US5955000A (en) * 1995-03-28 1999-09-21 The Secretary Of State For Defence Chiral compounds
WO2003024903A1 (en) * 2001-09-14 2003-03-27 Qinetiq Limited Liquid crystal compounds with branched or cyclic end groups
CN102186945A (zh) * 2008-09-17 2011-09-14 特拉根Lc化学股份公司 手性化合物，包含这些手性化合物的胆甾型和铁电型液晶组合物，和包含这些液晶组合物的液晶显示器
CN102851035B (zh) * 2012-09-05 2014-03-26 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种向列型液晶化合物及其应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW387929B (en) * 1995-03-23 2000-04-21 Chisso Corp Liquid crystal compounds with branched alkyl group in the side chain and liquid crystal compositions containing which
JP5761479B1 (ja) * 2013-10-03 2015-08-12 Dic株式会社 ネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5456859A (en) * 1990-02-08 1995-10-10 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Liquid crystal cyanoalkanes and cyanoalkenes
US5955000A (en) * 1995-03-28 1999-09-21 The Secretary Of State For Defence Chiral compounds
WO2003024903A1 (en) * 2001-09-14 2003-03-27 Qinetiq Limited Liquid crystal compounds with branched or cyclic end groups
CN102186945A (zh) * 2008-09-17 2011-09-14 特拉根Lc化学股份公司 手性化合物，包含这些手性化合物的胆甾型和铁电型液晶组合物，和包含这些液晶组合物的液晶显示器
CN102851035B (zh) * 2012-09-05 2014-03-26 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种向列型液晶化合物及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN107345140A (zh) 2017-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109206400B (zh) 一种含有二苯并噻吩结构的液晶化合物及其应用
CN106883861B (zh) 一种液晶化合物、组合物及其应用
CN109423296B (zh) 一种二苯并噻吩类负介电各向异性化合物及其制备方法和应用
CN109207160B (zh) 一种负介电各向异性的液晶化合物及其制备方法与应用
CN109423297B (zh) 一种二苯并噻吩液晶化合物及其制备方法和应用
CN114105921B (zh) 一种环戊基苯并呋喃液晶化合物及应用
CN107267153B (zh) 一种液晶化合物、组合物及其应用
CN107345140B (zh) 一种异丁基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用
CN108728112A (zh) 一种负介电各向异性的液晶化合物及其制备方法与应用
CN107345141B (zh) 一种异戊基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用
CN103773384B (zh) 含有环戊基及五氟烯丙氧基的液晶化合物及其液晶组合物
CN111484475B (zh) 一种液晶化合物及其制备方法与应用
CN113881443A (zh) 一种含有二苯并噻吩结构的液晶化合物及其应用
CN107400517B (zh) 一种环戊基类负介电各向异性液晶化合物及组合物与应用
CN106833676B (zh) 一种环丙基类液晶化合物及其制备方法与应用
CN110229679B (zh) 一种液晶介质的自配向添加剂及其制备方法与应用
CN109082281B (zh) 一种负介电各向异性的液晶化合物及其制备方法与应用
CN107286953B (zh) 一种环戊基类负介电各向异性液晶化合物及其组合物与应用
CN107345138B (zh) 一种异丁基类液晶化合物、制备方法及应用
CN113930246B (zh) 一种液晶化合物及其应用
CN111592889B (zh) 一种液晶化合物及其制备方法与应用
CN108530275B (zh) 一种2,3-二氟苯类负介电各向异性的液晶化合物及其制备方法与应用
CN109207158A (zh) 一种含烯类负介电各向异性的液晶化合物及其应用
CN107345139B (zh) 一种异戊基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用
CN107286950A (zh) 一种环戊基液晶化合物、组合物及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant