CN107400517B - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种环戊基类负介电各向异性液晶化合物及组合物和应用，所述液晶化合物具有通式I所示结构：
Figure DDA0000994580320000011
其中，R为C1‑12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、1,4‑亚环己烯基或1‑4个氢原子被氟原子取代的1,4‑亚苯基；m为0、1或2；该化合物具有良好的负介电各向异性、良好的液晶互溶性、相对低的旋转粘度等优点，应用于液晶显示器尤其是TN、ADS、VA、PSVA、FFS或IPS型显示器时具有良好的效果。

Description

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
技术领域
本发明涉及液晶显示材料领域，特别涉及一种环戊基类负介电各向异性液晶组合物及组合物与应用。
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Δε。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
本发明的第一个目的是提供一种环戊基类负介电各向异性液晶化合物，该化合物具有良好的负介电各向异性、良好的液晶互溶性、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。
所述环戊基类负介电各向异性液晶化合物，具有通式I所示结构：
Figure GDA0002549861300000021
其中，R为C1-12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、1,4-亚环己烯基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基，m为0、1或2。
优选地，R为C1-5的烷基或烷氧基。
优选地，环A选自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。
优选地，环B选自1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基或1-2个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基。
优选地，m为0或1。
作为进一步优选的技术方案，在通式I中，R表示C1-5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、1,4-亚环己烯基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基，m为0或1。
作为再进一步优选的技术方案，在通式I中，R表示C1-5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；环B表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基或1-2个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基，m为0或1。
作为更优选的技术方案：
当m为0时，环B选自1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基或1-2个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基；
当m为1，且环A为1,4-亚苯基时，环B选自1,4-亚苯基或1-2个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基；
当m为1，且环A为1-2个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基时，环B为1-2个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基；
当m为1，且环A为1,4-亚环己基时，环B为1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基或1-2个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基。
作为本发明最优选的技术方案，所述液晶化合物选自如下化合物的一种：
Figure GDA0002549861300000031
Figure GDA0002549861300000041
在I-1～I-17中，R表示具有1-5个碳原子的烷基或烷氧基。
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 GDA0002549861300000042
Figure GDA0002549861300000051
Figure GDA0002549861300000061
Figure GDA0002549861300000071
本发明的第二目的是提供所述液晶化合物的制备方法。
本发明所述的制备方法，根据环B结构的不同，选择不同的合成路线。
作为一种技术方案，当m为0或1，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，合成路线如下：
Figure GDA0002549861300000072
具体包括以下步骤：
(1)
Figure GDA0002549861300000081
与有机锂试剂反应，再与硼酸酯反应，得到
Figure GDA0002549861300000082
(2)以
Figure GDA0002549861300000083
与
Figure GDA0002549861300000084
为原料，通过Suzuki反应，得到
Figure GDA0002549861300000085
其中，X2代表Br或Cl，各步骤所涉及化合物中的R、m、环A与所得液晶化合物产物中R、m、环A代表的基团相对应。
上述方法所述步骤1)中，
Figure GDA0002549861300000086
有机锂试剂与硼酸酯的投料摩尔比为1∶1.0～4.0∶1.0～4.0。
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，所述硼酸酯选自硼酸三甲酯、硼酸三异丙酯、硼酸三丁酯或硼酸三异丁酯中的一种或几种。
所述步骤2)中，
Figure GDA0002549861300000087
与
Figure GDA0002549861300000088
的投料摩尔比为1∶0.9～1.5。
优选地，反应温度为60～150℃；
上述历程中
Figure GDA0002549861300000089
的合成，可根据m值及环A结构的不同，选择不同的合成路线。
当m为0或1，且环A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，其合成路线如下：
Figure GDA0002549861300000091
具体包括以下步骤：
(1)
Figure GDA0002549861300000092
与有机锂试剂进行金属化反应，再与
Figure GDA0002549861300000093
反应，得到
Figure GDA0002549861300000094
(2)
Figure GDA0002549861300000095
经酸催化脱水，得到
Figure GDA0002549861300000096
(3)
Figure GDA0002549861300000097
经催化加氢,得到
Figure GDA0002549861300000098
其中，X1、X2各自独立地代表Br或Cl，各步骤所涉及化合物中的m、环A、环B与所得液晶化合物产物中m、环A、环B代表的基团相对应。
上述方法所述步骤(1)中
Figure GDA0002549861300000099
有机锂试剂与
Figure GDA00025498613000000910
的投料摩尔比为1∶1.0～2.0：0.8～1.5；
优选地，反应温度可在-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。
所述步骤(2)中，
Figure GDA0002549861300000101
与酸的投料摩尔比为1∶0.02～0.2；
优选地，反应温度可在50～120℃；
其中，所述酸选自盐酸、硫酸、甲酸、醋酸、对甲苯磺酸、硫酸氢钾中的一种或几种，优选为对甲苯磺酸。
所述步骤(3)中，
Figure GDA0002549861300000102
与催化剂的投料质量比为1:0.05～0.15；
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。
当m＝1，且环A为1,4-亚环己基时，即
Figure GDA0002549861300000103
(a)，合成路线如下：
Figure GDA0002549861300000104
具体包括以下步骤：
(1)以
Figure GDA0002549861300000105
与三苯基膦反应，得到
Figure GDA0002549861300000106
(2)
Figure GDA0002549861300000111
与
Figure GDA0002549861300000112
为原料通过wittig反应，得到
Figure GDA0002549861300000113
(3)
Figure GDA0002549861300000114
经催化加氢,得到
Figure GDA0002549861300000115
其中，各步骤所涉及化合物中的环B、X2与所得液晶化合物产物中环B、X2代表的基团相对应。
上述方法所述步骤(1)中，
Figure GDA0002549861300000116
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 GDA0002549861300000117
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 GDA0002549861300000118
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。
作为第二种技术方案，当m为0或1，且环B为1,4-亚环己烯基时，即通式为
Figure GDA0002549861300000121
合成路线如下：
Figure GDA0002549861300000122
具体包括以下步骤：
(1)
Figure GDA0002549861300000123
与有机锂试剂进行金属化反应，再与
Figure GDA0002549861300000124
反应，得到
Figure GDA0002549861300000125
(2)
Figure GDA0002549861300000126
经酸催化脱水，得到
Figure GDA0002549861300000127
其中，各步骤所涉及化合物中的R、m、环A与所得液晶化合物产物中R、m、环A代表的基团相对应(见关于通式I中各取代基的限定)。
上述方法所述步骤1)中，
Figure GDA0002549861300000128
有机锂试剂与
Figure GDA0002549861300000131
的投料摩尔比为1.0～3.0：1.0～3.0∶1。
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。
所述步骤2)中，
Figure GDA0002549861300000132
与酸的投料摩尔比为1∶0.02～0.2；
优选地，反应温度可在50～120℃；
其中，所述酸选自盐酸、硫酸、甲酸、醋酸、对甲苯磺酸、硫酸氢钾中的一种或几种，优选为对甲苯磺酸。
上述历程中
Figure GDA0002549861300000133
的合成路线优选如下：
Figure GDA0002549861300000134
具体包括以下步骤：
Figure GDA0002549861300000135
与
Figure GDA0002549861300000136
为原料通过wittig反应，得到
Figure GDA0002549861300000137
(2)
Figure GDA0002549861300000138
经催化加氢,得到
Figure GDA0002549861300000139
(3)
Figure GDA0002549861300000141
经酸催化脱保,得到
Figure GDA0002549861300000142
其中，各步骤所涉及化合物中的m、环A与所得液晶化合物产物中m、环A代表的基团相对应，更优选m为0或1，且环A为1,4-亚环己基。
上述方法所述步骤(1)中，
Figure GDA0002549861300000143
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 GDA0002549861300000144
与催化剂的投料质量比为1:0.05～0.15；
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 GDA0002549861300000145
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。
作为第三种技术方案，当m为0或1，且环B为1,4-亚环己基时，即通式为
Figure GDA0002549861300000151
合成路线如下：
Figure GDA0002549861300000152
具体包括以下步骤：
Figure GDA0002549861300000153
经催化加氢，得到
Figure GDA0002549861300000154
其中，所涉及化合物中的R、环A与所得液晶化合物产物中R、环A代表的基团相对应，与通式化合物中各取代基的限定相同。
上述方法所述步骤中，
Figure GDA0002549861300000155
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。
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。
本发明的第三个目的是提供一种含有上述任意一种环戊基类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提供上述任意一种环戊基类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，较低的旋转粘度，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：
Δn代表光学各向异性(25℃)；Δε代表介电各向异性(25℃，1000Hz)；γ1代表旋转粘度(mPa.s，25℃)。
实施例1
一种环戊基类液晶化合物，其结构式为：
Figure GDA0002549861300000161
本实施例同时提供制备化合物BYLC-01的方法，合成线路如下所示：
Figure GDA0002549861300000171
具体步骤如下：
(1)化合物BYLC-01-1的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入37.2g 1,2-二氟-4-甲基-3-丙氧基苯，26.8g叔丁醇钾，200ml四氢呋喃，控温-70～-80℃滴加0.24mol正丁基锂的正己烷溶液，滴毕保温反应1小时，控温-70～-80℃滴加31.2g硼酸三甲酯，然后自然回温至-30℃。加入2M盐酸水溶液300ml进行酸化，进行常规后处理，石油醚重结晶得到浅黄色固体(化合物BYLC-01-1)41.0g，HPLC：99.2％，收率89.2％；
(2)化合物BYLC-01-2的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入47.2g对二溴苯，350ml四氢呋喃，控温-70～-80℃滴加0.22mol正丁基锂的正己烷溶液，滴毕保温反应1小时，控温-70～-80℃滴加17.6g环戊酮与40ml四氢呋喃组成的溶液，然后自然回温至-30℃。加入2M盐酸水溶液300ml进行酸化，进行常规后处理，得到浅黄色液体(化合物BYLC-01-2)47.3g，GC：99.2％(顺反)，收率93.5％；
(3)化合物BYLC-01-3的合成：
反应瓶中加入40.0g BYLC-01-2，0.3g对甲苯磺酸，200ml甲苯，回流脱水4h，进行常规后处理，得到白色固体(化合物BYLC-01-3):30.5g，GC：99.5％，收率：82.5％；
(4)化合物BYLC-01-4的合成：
反应瓶中加入30.0g化合物BYLC-01-3，2.0g铂碳，40ml甲苯，70ml乙醇，氢气置换两次，控温10～30℃加氢反应6h，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-01-4):20.8g，GC：99.6％，收率：68.8％。
(5)化合物BYLC-01的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入34.5g化合物BYLC-01-1，33.7g化合物BYLC-01-4，150ml N,N-二甲基甲酰胺，50ml去离子水，20.7g无水碳酸钾，0.7g四三苯基膦钯，加热回流反应3小时。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)42.1g，GC：99.7％，收率：85.2％。
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-01进行分析，产物的m/z为330.1(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.87-1.85(m,13H)，2.10-2.95(m,4H),3.53-4.15(m,2H),6.85-7.73(m,5H)。
依据实施例1的合成路线，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，经过结构表征，确实得到如下各结构化合物。
Figure GDA0002549861300000181
Figure GDA0002549861300000191
实施例2
一种环戊基类液晶化合物，其结构式为：
Figure GDA0002549861300000201
本实施例同时提供制备化合物BYLC-03的方法，合成线路如下所示：
Figure GDA0002549861300000202
具体步骤如下：
(1)化合物BYLC-03-1的合成：
反应瓶中加入22.3g溴代环戊基，39.5g三苯基膦，80ml N,N-二甲基甲酰胺，控温105～110℃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)52.8g，收率85.7％；
(2)化合物BYLC-03-2的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入92.4g化合物BYLC-03-1和300ml四氢呋喃，控温-10～5℃加入28.5g叔丁醇钾，反应30min，控温-10～5℃滴加37.9g 4-(4-溴苯)-环己酮与50ml四氢呋喃组成的溶液，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-03-2):39.5g，GC：96.5％，收率：86.5％；
(3)化合物BYLC-03-3的合成：
反应瓶中加入45.0g化合物BYLC-03-2，2.0g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，得到白色固体(化合物BYLC-03-3):43.7g，GC：98.5％，收率：96.5％；
(4)化合物BYLC-03的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入23.0g BYLC-01-1，30.7g BYLC-03-3，120ml N,N-二甲基甲酰胺，40ml去离子水，13.8g无水碳酸钾，0.4g四三苯基膦钯，加热回流反应3小时。进行常规后处理，经色谱纯化，正己烷洗脱，乙醇+正己烷重结晶得到白色固体(化合物BYLC-03)35.2g，GC：99.7％，收率：85.6％。
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-03进行分析，产物的m/z为412.1(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.95-1.85(m,23H)，2.10-2.75(m,4H),3.53-4.15(m,2H),6.40-7.75(m,5H)。
依据实施例2的合成路线，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，经过结构表征，确实得到如下各结构化合物。
Figure GDA0002549861300000211
Figure GDA0002549861300000221
实施例3
一种环戊基类液晶化合物，其结构式为：
Figure GDA0002549861300000222
本实施例同时提供制备化合物BYLC-05的方法，合成线路如下所示：
Figure GDA0002549861300000231
具体步骤如下：
(1)化合物BYLC-05-1的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入80.1g BYLC-03-1和300ml四氢呋喃，控温-5～5℃加入25.2g叔丁醇钾，反应30min，控温-5～5℃滴加23.4g 1,4-环己二酮单乙二醇缩酮，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-05-1):26.6g，GC：95.8％，收率：85.5％；
(2)化合物BYLC-05-2的合成：
反应瓶中加入20.0g化合物BYLC-05-1，1.8g铂碳，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-05-2):19.1g，GC：96.8％，收率：94.6％；
(3)化合物BYLC-05-3的合成：
反应瓶中加入30.0g BYLC-05-2，30ml甲酸，60ml甲苯，控温50～60℃反应4h，进行常规后处理，得到浅黄色固体(化合物BYLC-05-3):17.9g，GC：98.5％，收率：75.6％；
(4)化合物BYLC-05-4的合成：
反应瓶中加入20.5g 1,2-二氟-4-甲基-3-丙氧基苯，130ml四氢呋喃，控温-70～-80℃滴加0.12mol正丁基锂的正己烷溶液，滴毕保温反应1小时，控温-70～-80℃滴加16.6gBYLC-05-3和30ml四氢呋喃组成的溶液，然后自然回温至-30℃。加入2M盐酸水溶液100ml进行酸化，进行常规后处理，旋干溶剂得到浅黄色液体(化合物BYLC-05-4)33.6g，GC：91.5％(顺+反)，收率95.5％；
(5)化合物BYLC-05的合成：
反应瓶中加入30.0g BYLC-05-4，0.2g对甲苯磺酸，100ml甲苯，回流脱水4h，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):22.3g，GC：99.7％，收率：78.5％；
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-05进行分析，产物的m/z为334.2(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.85-2.10(m,21H)，2.15-2.75(m,3H),3.53-4.15(m,2H),5.25-5.95(m,1H),6.40-7.75(m,1H)。
依据实施例3的合成路线，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，经过结构表征，确实得到如下各结构化合物。
Figure GDA0002549861300000241
Figure GDA0002549861300000251
实施例4
一种环戊基类液晶化合物，其结构式为：
Figure GDA0002549861300000252
本实施例同时提供制备化合物BYLC-07的方法，合成线路如下所示：
Figure GDA0002549861300000253
具体步骤如下：
化合物BYLC-07的合成：
反应瓶中加入35.0g化合物BYLC-05，2.0g钯碳，40ml甲苯，70ml乙醇，氢气置换两次，控温10～30℃加氢反应6h，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-07):22.7g，GC：99.8％，收率：64.7％。
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-07进行分析，产物的m/z为336.2(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.95-1.85(m,23H)，2.10-2.75(m,4H),3.53-4.15(m,2H),6.40-7.75(m,1H)。
依据实施例4的合成路线，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，经过结构表征，确实得到如下各结构化合物。
Figure GDA0002549861300000261
实验例1
将实施例1所制得的化合物BYLC-01和对比例1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 GDA0002549861300000262
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的负介电各向异性化合物相比，具有更大的负介电各向异性、旋转粘度γ1适中，良好的低温互溶性，这些正是改善液晶材料所需要的，可以有效提高液晶组合物的介电各向异性Δε，降低驱动电压，得到响应速度更快的液晶组合物。
实验例2
将实施例2所制得的化合物(BYLC-03)和对比例2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 GDA0002549861300000271
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的负介电各向异性化合物相比，具有更大的负介电各向异性、旋转粘度γ1适中，良好的低温互溶性，这些正是改善液晶材料所需要的，可以有效提高液晶组合物的介电各向异性Δε，降低驱动电压，得到响应速度更快的液晶组合物。
实验例3
将实施例4所制得的化合物(BYLC-07)和对比例3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 GDA0002549861300000272
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的负介电各向异性化合物相比，具有更大的负介电各向异性、旋转粘度γ1适中，良好的低温互溶性，这些正是改善液晶材料所需要的，可以有效提高液晶组合物的介电各向异性Δε，降低驱动电压，得到响应速度更快的液晶组合物。
实验例4
将依据实施例4的技术方案所制得的化合物(BYLC-08)和对比例4的液晶化合物性能参数数据进行对比整理，检测结果如表4所示：
表4：液晶化合物的性能检测结果
Figure GDA0002549861300000281
由表4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的负介电各向异性化合物相比，具有更大的负介电各向异性、旋转粘度γ1适中，良好的低温互溶性，这些正是改善液晶材料所需要的，可以有效提高液晶组合物的介电各向异性Δε，降低驱动电压，得到响应速度更快的液晶组合物。
此外，将本申请所述化合物具体应用在常规体系的液晶组合物中后发现，其可以提高液晶组合物的介电各向异性Δε，同时保持较低的旋转粘度γ1和适当的折射率各向异性Δn，所得液晶组合物具有显著的快速响应特点和低电压驱动特点。
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 (11)

1.一种环戊基类负介电各向异性液晶化合物，其特征在于，具有通式I所示结构：
Figure FDA0002549861290000011
其中，R为C1-12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-亚环己烯基；
m为0、1或2。
2.根据权利要求1所述的液晶化合物，其特征在于：R为C1-5的烷基或烷氧基，和/或，
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-亚环己烯基，和/或，
m为0或1。
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中的一种：
Figure FDA0002549861290000012
在I-5、I-16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 FDA0002549861290000013
Figure FDA0002549861290000021
5.制备权利要求1-4任一项所述液晶化合物的方法，其特征在于：
当m为0或1，且环B为1,4-亚环己烯基时，合成路线如下：
Figure FDA0002549861290000022
具体包括以下步骤：
(1)
Figure FDA0002549861290000023
与有机锂试剂进行金属化反应，再与
Figure FDA0002549861290000024
反应，得到
Figure FDA0002549861290000025
(2)
Figure FDA0002549861290000031
经酸催化脱水，得到
Figure FDA0002549861290000032
其中，R，m，环A，环B代表的含义与权利要求1-4相同。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
Figure FDA0002549861290000033
的合成路线为：
Figure FDA0002549861290000034
具体包括以下步骤：
(1)
Figure FDA0002549861290000035
与
Figure FDA0002549861290000036
为原料通过wittig反应，得到
Figure FDA0002549861290000037
(2)
Figure FDA0002549861290000038
经催化加氢,得到
Figure FDA0002549861290000039
(3)
Figure FDA00025498612900000310
经酸催化脱保,得到
Figure FDA00025498612900000311
7.含有权利要求1-4任一项所述液晶化合物，或权利要求5或6所述方法制备得到的液晶化合物的液晶组合物，其特征在于：所述液晶化合物的重量百分比为1-60％。
8.根据权利要求7所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶化合物的重量百分比为3-50％。
9.根据权利要求8所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶化合物的重量百分比为5-25％。
10.权利要求1-4任一项所述液晶化合物、或权利要求5或6所述方法制备得到的液晶化合物，或权利要求7-9任一项所述的液晶组合物在液晶显示器中的应用。
11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，所述液晶显示器为TN、ADS、VA、PSVA、FFS或IPS型显示器。
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