CN1088453C - 氟取代的液晶化合物、液晶组合物以及液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种介电各向异性大而阈电压随温度变化小且改进了低温下对其他液晶材料的溶解性的新型液晶化合物,该化合物以通式(1)表示:式中R代表例如具有1-10个碳原子的烷基或烷氧基,m和n独立地为0或1;A1、A2和A3独立地例如为反式-1,4-亚环己基、其环上的一个或多个氢原子可以被F取代的1,4-亚苯基,如果Z1、Z2和Z3中的至少一个代表酯键、-CH2O-或-OCH2-,那么Z1、Z2和Z3独立地代表-COO-、-OCO-、-(CH2)2-、-CH2O-、-OCH2-或共价键;X代表例如CF3、CF2H,Y代表H或F。本发明的另一个目的是提供一种含有该液晶化合物的液晶组合物。
Description
本发明涉及液晶化合物和液晶组合物。更具体而言,本发明涉及一种新型的具有3-氟-4-取代苯基或3,5-二氟-4-取代苯基的氟取代化合物、含有这种氟取代化合物的液晶组合物和包括该液晶组合物的液晶显示器。
包括液晶化合物的液晶显示器已广泛用于手表、台式计算机、文字处理器等的显示。这些显示器应用了液晶化合物的光学各向异性和介电各向异性。
尽管液晶相包括向列液晶相、近晶型液晶相和胆甾醇液晶相,但最广泛采用的是应用向列液晶相的显示器。就其显示方式而言,动态散射(DS)型、列相畸变(DAP)型、宾主向列相(GH)型、扭转向列(TN)型、超扭转向列(STN)型以及薄膜晶体管(TFT)型都是已知的。
由于这些显示方式中所用的液晶化合物必须在具有其中心值为室温的很宽温度范围内呈现液晶相、必须在使用该液晶化合物的条件下足够地稳定而且必须具有足以驱动该显示器的特性,因而至今未发现任一种能单独满足上述要求的化合物。因此,实际情况是将几种到几十种液晶化合物混合,必要时还要与一些非液晶化合物一起混合,以产生具备所需特性的液晶组合物。要求这些液晶化合物对在通常使用显示器时的条件下存在的潮气、光、热和空气是稳定的,对电场和电磁辐射是稳定的,而且对与其混合的化合物在化学上是稳定的。根据显示方式和显示器的形状,还要求这些液晶组合物具有适当的物理参数例如光学各向异性值(Δn)和介电各向异性(Δε)值。此外,重要的是该液晶组合物中的各组分应彼此具有充分的溶解性。
特别是已经增加了进一步降低阈电压的要求,因为降低阈电压非常有助于扩大液晶显示器屏幕所必需的高速响应。为此目的,Δε大的液晶化合物是必需的(E.Jakeman et al.,Phys.Lett.,39A.69(1972))。
此外还认为阈电压随温度变化小的液晶化合物是必需的。
为了达到上述目的,在日本专利申请公开公报Sho 55-40660、日本专利申请WO公开公报Hei 2-501311或日本专利申请WO公开公报Hei3-500413中公开了以式(a)、(b)或(c)表示的化合物。然而,这些化合物的Δε仍然不够大,且由于温度变化其阈电压的变化不能认为很小。
本发明的目的旨在解决上述现有技术中的不足问题;特别是要提供一种Δε大而其阈电压随温度变化小的氟取代化合物,该化合物的稳定性极好,且在低温下对其他液晶材料的溶解度已有改进;还要提供含有该化合物的液晶组合物;以及提供包括该液晶组合物的液晶显示器。
为了达到上述目的,对本发明叙述如下:
式中R代表具有1-10个碳原子的烷基或烷氧基,或具有2-10个碳原子的链烯基,如果决不使两个或多个亚甲基连续地被氧原子取代,那么该链烯基中的任一个亚甲基(-CH2-)可以被氧原子(-O-)取代;m和n独立地为0或1;A1、A2和A3独立地为反式-1,4-亚环己基、其环上的一个或多个氢原子可以被F取代的1,4-亚苯基,嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基,或1,3-二噁烷-2,5-二基,如果Z1、Z2和Z3中的至少一个代表酯键、-CH2O-或-OCH2-,那么,Z1、Z2和Z3独立地代表-COO-、-OCO-、-(CH2)2-、-CH2O-、-OCH2-或共价键;X代表CF3、CF2H、CFH2、OCF3、OCF2H或CN,Y代表H或F,其条件是,当X为CN,n为0,而m为1时,则A2为反式-1,4-亚环己基,A1是其环上的一个或多个氢原子被F取代的1,4-亚苯基,Z2代表共价键,Z1为酯键,Y代表F;当X为CN,n为0,而m为0时,则R代表具有2至10个碳原子的链烯基,在链烯基中的任何亚烷基-CH2-可以被氧原子-O-取代,但是不能两个或多个亚烷基连续被氧原子取代,这里Z1为酯键,Y代表F。
(2)在上述(1)的液晶化合物中,m和n是0。
(3)在上述(1)的液晶化合物中,m是1,n是0。
(4)在上述(1)的液晶化合物中,m和n都是1。
(5)在上述(2)的液晶化合物中,A1是其环上的一个或多个氢原子可以被F取代的1,4-亚苯基。
(6)在上述(2)的液晶化合物中,A1是反式-1,4-亚环己基。
(7)在上述(3)的液晶化合物中,A2是反式-1,4-亚环己基。
(8)在上述(4)的液晶化合物中,A2和A3都是反式-1,4-亚环己基,Z3是共价键。
(9)在上述(7)的液晶化合物中,A1是其环上的一个或多个氢原子可以被F取代的1,4-亚苯基,Z2是共价键。
(10)在上述(7)的液晶化合物中,A1是反式-1,4-亚环己基,Z2是共价键。
(11)在上述(7)的液晶化合物中,A1是其环上的一个或多个氢原子可以被F取代的1,4-亚苯基,Z1是酯键,Z2是-(CH2)2-或共价键,X是CN,Y是F。
(12)在上述(8)的液晶化合物中,A1是其环上的一个或多个氢原子可以被F取代的1,4-亚苯基,Z2是共价键。
(13)在上述(8)的液晶化合物中,A1是反式-1,4-亚环己基或其环上的一个或多个氢原子可以被F取代的1,4-亚苯基,Z1是共价键。
(14)一种液晶组合物,该组合物含有上述(1)-(13)中任一项的至少一种液晶化合物。
(15)一种液晶组合物,该组合物含有上述(1)-(13)中任一项的至少一种液晶化合物作为第一种组分,和含有选自以通式(2)、(3)和(4)中任一式表示的化合物中的至少一种化合物作为第二种组分 式中R1代表具有1-10个碳原子的烷基,X1代表F、Cl、OCF3、OCF2H、CF3、CF2H或CFH2,L1、L2、L3和L4独立地代表H或F,Z4和Z5独立地代表-(CH2)2-、-CH=CH-或共价键,a是1或2。
(16)一种液晶组合物,该组合物含有上述(1)-(13)中任一项的至少一种液晶化合物作为第一种组分,和含有选自以通式(5)、(6)、(7)、(8)和(9)中任一式表示的化合物中的至少一种化合物作为第二种组分式中R2代表F、具有1-10个碳原子的烷基或具有2-10个碳原子的链烯基,如果决不使两个或多个亚甲基连续地被氧原子取代,那么该烷基或链烯基中的任一个亚甲基(-CH2-)可以被氧原子(-O-)取代,环A代表反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基或1,3-二噁烷-2,5-二基,环B代表反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基或嘧啶-2,5-二基,环C代表反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,Z6代表-(CH2)2-、-COO-或共价键,L5和L6独立地代表H或F,b和c独立地为0或1,式中R3代表具有1-10个碳原子的烷基,L7代表H或F,d是0或1,式中R4代表具有1-10个碳原子的烷基,环D和E独立地代表反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,Z7和Z8独立地代表-COO-或共价键,Z9代表-COO-或-C≡C-,L8和L9独立地代表H或F,X2代表F、OCF3、OCF2H、CF3、CF2H或CFH2,如果当X2代表OCF3、OCF2H、CF3、CF2H或CFH2时,L8和L9都代表H;e、f和g独立地为0或1,式中R5和R6独立地代表具有1-10个碳原子的烷基或具有2-10个碳原子的链烯基,如果决不使两个或多个亚甲基连续地被氧原子取代,那么不论在哪种情况下该烷基或链烯基中的任一个亚甲基(-CH2-)都可以被氧原子(-O-)取代,环G代表反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基或嘧啶-2,5-二基,环H代表反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,Z10代表-C≡C-、-COO-、-(CH2)2-、-CH=CH-C≡C-或共价键,Z11代表-COO-或共价键,式中R7和R8独立地代表具有1-10个碳原子的烷基或具有2-10个碳原子的链烯基,如果决不使两个或多个亚甲基连续地被氧原子取代,那么不论在哪种情况下该烷基或链烯基中的任一个亚甲基(-CH2-)都可以被氧原子(-O-)取代,环I代表反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基或嘧啶-2,5-二基,环J代表反式-1,4-亚环己基、其环上的一个或多个氢原子可以被F取代的1,4-亚苯基或嘧啶-2,5-二基,环K代表反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,Z12和Z14独立地代表-COO-、-(CH2)2-或共价键,Z13代表-CH=CH-、-C≡C-、-COO-或共价键,h是0或1。
(17)一种液晶组合物,该组合物含有上述(1)-(13)中任一项的至少一种液晶化合物作为第一种组分,含有选自上述(15)项的以通式(2)、(3)和(4)中任一式表示的化合物中的至少一种液晶化合物作为第二种组分的一部分,且含有选自上述(16)项的以通式(5)、(6)、(7)、(8)和(9)中任一式表示的化合物中的至少一种液晶化合物作为第二种组分的另一部分。
(18)一种液晶显示器,该液晶显示器包括上述(14)-(17)中任一项的液晶组合物。
以通式(1)表示的本发明的液晶化合物,其Δε大而阈电压随温度的变化小。这些液晶化合物在显示器平常使用的条件下,物理和化学上达到了足够稳定的程度,而且在低温下的溶解性极好。此外,通过从形成该分子的单元中适当地选择六元环、取代基和/或连接基团,可使其衍生为具有所需物理参数的化合物。因此,当使用本发明的化合物作为液晶组合物的组分时,可以提供性能优越的新型液晶组合物。
以通式(1)表示的本发明的液晶化合物分类如下:
在下文中,Q代表下面所示的基团。Cyc代表反式-1,4-亚环己基,Phe代表1,4-亚苯基,Pyr代表嘧啶-2,5-二基,Pyd代表吡啶-2,5-二基,Dio代表1,3-二噁烷-2,5-二基;Phe中的一个或多个氢原子可以被F取代;A1、A2和A3选自Cyc、Phe、Pyr、Pyd和Dio,优选在一个分子中不含两个或多个Pyr、Pyd或Dio。具有2个六元环的化合物:R-A1-COO-Q (1a)R-A1-OCO-Q (1b)R-A1-CH2O-Q (1c)R-A1-OCH2-Q (1d)具有3个六元环的化合物:R-A1-A2-COO-Q (1e)R-A1-COO-A2-Q (1f)R-A1-A2-OCO-Q (1g)R-A1-OCO-A2-Q (1h)R-A1-(CH2)2-A2-COO-Q (1i)R-A1-COO-A2-COO-Q (1j)R-A1-A2-CH2O-Q (1k)R-A1-CH2O-A2-Q (1l)R-A1-A2-OCH2-Q (1m)R-A1-OCH2-A2-Q (1n)R-A1-(CH2)2-A2-CH2O-Q (1o)R-A1-(CH2)2-A2-OCH2-Q (1p)具有4个六元环的化合物:R-A1-COO-A2-A3-Q (1q)R-A1-A2-COO-A3-Q (1r)R-A1-A2-A3-COO-Q (1s)R-A1-COO-A2-COO-A3-Q (1t)R-A1-(CH2)2-A2-COO-A3-Q (1u)R-A1-A2-(CH2)2-A3-COO-Q (1v)R-A1-CH2O-A2-A3-Q (1w)R-A1-A2-CH2O-A3-Q (1x)R-A1-A2-A3-CH2O-Q (1y)R-A1-A2-OCH2-A3-Q (1z)
以式(1a)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1aa)到(1ae)之一表示的化合物:R-Cyc-COO-Q (1aa)R-Phe-COO-Q (1ab)R-Phr-COO-Q (1ac)R-Pyd-COO-Q (1ad)R-Dio-COO-Q (1ae)
在这些化合物中,特别是以式(1aa)或(1ab)表示的化合物是优选的。
以式(1b)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1ba)到(1be)之一表示的化合物:R-Cyc-OCO-Q (1ba)R-Phe-OCO-Q (1bb)R-Pyr-OCO-Q (1bc)R-Pyd-OCO-Q (ibd)R-Dio-OCO-Q (1be)
在这些化合物中,特别是以式(1ba)或(1bb)表示的化合物是优选的。
以式(1c)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1ca)到(1ce)之一表示的化合物:R-Cyc-CH2O-Q (1ca)R-Phe-CH2O-Q (1cb)R-Pyr-CH2O-Q (1cc)R-Pyd-CH2O-Q (1cd)R-Dio-CH2O-Q (1ce)
在这些化合物中,特别是以式(1ca)、(1cb)或(1ce)表示的化合物是优选的。
以式(1d)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1da)到(1de)之一表示的化合物:R-Cyc-OCH2-Q (1da)R-Phe-OCH2-Q (1db)R-Pyr-OCH2-Q (1dc)R-Pyd-OCH2-Q (1dd)R-Dio-OCH2-Q (1de)
在这些化合物中,特别是以式(1da)或(1db)表示的化合物是优选的。
以式(1e)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1ea)到(1ej)中的任一式表示的化合物:R-Cyc-Cyc-COO-Q (1ea)R-Cyc-Phe-COO-Q (1eb)R-Phe-Cyc-COO-Q (1ec)R-Phe-Phe-COO-Q (1ed)R-Pyr-Phe-COO-Q (1ee)R-Pyr-Cyc-COO-Q (1ef)R-Pyd-Phe-COO-Q (1eg)R-Pyd-Cyc-COO-Q (1eh)R-Dio-Phe-COO-Q (1ei)R-Dio-Cyc-COO-Q (1ej)
在这些化合物中,特别是以式(1ea)到(1ee)之一或式(1ej)表示的化合物是优选的。
以式(1f)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1fa)到(1fn)之一表示的化合物:R-Cyc-COO-Cyc-Q (1fa)R-Cyc-COO-Phe-Q (1fb)R-Cyc-COO-Pyr-Q (1fc)R-Cyc-COO-Pyd-Q (1fd)R-Phe-COO-Cyc-Q (1fe)R-Phe-COO-Phe-Q (1ff)R-Phe-COO-Pyr-Q (1fg)R-Phe-COO-Pyd-Q (1fh)R-Pyr-COO-Phe-Q (1fi)R-Pyr-COO-Cyc-Q (1fj)R-Pyd-COO-Phe-Q (1fk)R-Pyd-COO-Cyc-Q (1fl)R-Dio-COO-Phe-Q (1fm)R-Dio-COO-Cyc-Q (1fn)
在这些化合物中,特别是以式(1fa)、(1fb)、(1fe)或(1ff)表示的化合物是优选的。
以式(1g)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1ga)到(1gj)之一表示的化合物:R-Cyc-Cyc-OCO-Q (1ga)R-Cyc-Phe-OCO-Q (1gb)R-Phe-Cyc-OCO-Q (1gc)R-Phe-Phe-OCO-Q (1gd)R-Pyr-Phe-OCO-Q (1ge)R-Pyr-Cyc-OCO-Q (1gf)R-Pyd-Phe-OCO-Q (1gg)R-Pyd-Cyc-OCO-Q (1gh)R-Dio-Phe-OCO-Q (igi)R-Dio-Cyc-OCO-Q (1gj)
在这些化合物中,特别是以式(1ga)到(1ge)之一或式(1gi)表示的化合物是优选的。
以式(1h)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1ha)到(1hn)之一表示的化合物:R-Cyc-OCO-Cyc-Q (1ha)R-Cyc-OCO-Phe-Q (1hb)R-Cyc-OCO-Pyr-Q (1hc)R-Cyc-OCO-Pyd-Q (1hd)R-Phe-OCO-Cyc-Q (1he)R-Phe-OCO-Phe-Q (ihf)R-Phe-CO-Pyr-Q (1hg)R-Phe-OCO-Pyd-Q (1hh)R-Pye-OCO-Phe-Q (1hi)R-Pyr-OCO-Cyc-Q (1hj)R-Pyd-OCO-Phe-Q (1hk)R-Pyd-OCO-Cyc-Q (1hl)R-Dio-OCO-Phe-Q (1hm)R-Dio-OCO-Cyc-Q (1hn)
在这些化合物中,特别是以式(1ha)、(1hb)、(1he)或式(1hf)表示的化合物是优选的。
以式(1i)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1ia)到(1ik)之一表示的化合物:R-Cyc-(CH2)2-Cyc-COO-Q (1ia)R-Cyc-(CH2)2-Phe-COO-Q (1ib)R-Phe-(CH2)2-Cyc-COO-Q (1ic)R-Phe-(CH2)2-Phe-COO-Q (1id)R-Phe-(CH2)2-Pyr-COO-Q (1ie)R-Pyr-(CH2)2-Phe-COO-Q (1if)R-Pyr-(CH2)2-Cyc-COO-Q (1ig)R-Pyd-(CH2)2-Phe-COO-Q (1ih)R-Pyd-(CH2)2-Cyc-COO-Q (1ii)R-Dio-(CH2)2-Phe-COO-Q (1ij)R-Dio-(CH2)2-Cyc-COO-Q (1ik)
在这些化合物中,特别是以式(1ia)到(1id)之一表示的化合物是优选的。
以式(1j)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1ja)到(1jk)中的任一式表示的化合物:R-Cyc-COO-Cyc-COO-Q (1ja)R-Cyc-COO-Phe-COO-Q (1jb)R-Phe-COO-Cyc-COO-Q (1jc)R-Phe-COO-Phe-COO-Q (1jd)R-Phe-COO-Pyr-COO-Q (1je)R-Pyr-COO-Phe-COO-Q (1jf)R-Pyd-COO-Cyc-COO-Q (1jg)R-Pyd-COO-Phe-COO-Q (1jh)R-Pyd-COO-Cyc-COO-Q (1ji)R-Dio-COO-Phe-COO-Q (1jj)R-Dio-COO-Cyc-COO-Q (1jk)
在这些化合物中,特别是以式(1ja)到(1jd)之一表示的化合物是优选的。
以式(1k)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1ka)到(1kj)之一表示的化合物:R-Cyc-Cyc-CH2O-Q (1ka)R-Cyc-Phe-CH2O-Q (1kb)R-Phe-Cyc-CH2O-Q (1kc)R-Phe-Phe-CH2O-Q (1kd)R-Pyr-Phe-CH2O-Q (1ke)R9-Pyr-Cyc-CH2O-Q (1kf)R9-Pyd-Phe-CH2O-Q (1kg)R9-Pyd-Cyc-CH2O-Q (1kh)R9-Dio-Phe-CH2O-Q (1ki)R9-Dio-Cyc-CH2O-Q (1kj)
在这些化合物中,特别是以式(1ka)到(1ke)之一或式(1ki)表示的化合物是优选的。
以式(1l)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1la)到(1ln)中的任一式表示的化合物:R9-Cyc-CH2O-Cyc-Q (1la)R9-Cyc-CH2O-Phe-Q (1lb)R9-Cyc-CH2O-Pyr-Q (1lc)R9-Cyc-CH2O-Pyd-Q (1ld)R9-Phe-CH2O-Cyc-Q (1le)R9-Phe-CH2O-Phe-Q (1lf)R9-Phe-CH2O-Pyr-Q (1lg)R9-Phe-CH2O-Pyd-Q (1lh)R9-Pyr-CH2O-Phe-Q (1li)R9-Pyr-CH2O-Cyc-Q (1lj)R9-Pyd-CH2O-Phe-Q (1lk)R9-Pyd-CH2O-Cyc-Q (1ll)R9-Dio-CH2O-Phe-Q (1lm)R9-Dio-CH2O-Cyc-Q (1ln)
在这些化合物中,特别是以式(1la)、(1lb)、(1le)或(1lf)表示的化合物是优选的。
以式(1m)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1ma)到(1mj)中的任一式表示的化合物:R9-Cyc-Cyc-OCH2-Q (1ma)R9-Cyc-Phe-OCH2-Q (1mb)R9-Phe-Cyc-OCH2-Q (1mc)R9-Phe-Phe-OCH2-Q (1md)R9-Pyr-Phe-OCH2-Q (1me)R9-Pyr-Cyc-OCH2-Q (1mf)R9-Pyd-Phe-OCH2-Q (1mg)R9-Pyd-Cyc-OCH2-Q (1mh)R9-Dio-Phe-OCH2-Q (1mi)R9-Dio-Cyc-OCH2-Q (1mj)
在这些化合物中,特别是以式(1ma)到(1me)之一或(1mi)表示的化合物是优选的。
以式(1n)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1na)到(1nn)中的任一式表示的化合物:R9-Cyc-OCH2-Cyc-Q (1na)R9-Cyc-OCH2-Phe-Q (1nb)R9-Cyc-OCH2-Pyr-Q (1nc)R9-Cyc-OCH2-Pyd-Q (1nd)R9-Phe-OCH2-Cyc-Q (1ne)R9-Phe-OCH2-Phe-Q (1nf)R9-Phe-OCH2-Pyr-Q (1ng)R9-Phe-OCH2-Pyd-Q (1nh)R9-Pyr-OCH2-Phe-Q (1ni)R9-Pyr-OCH2-Cyc-Q (1nj)R9-Pyd-OCH2-Phe-Q (1nk)R9-Pyd-OCH2-Cyc-Q (1nl)R9-Dio-OCH2-Phe-Q (1nm)R9-Dio-OCH2-Cyc-Q (1nn)
在这些化合物中,特别是以式(1na)、(1nb)、(1ne)或(1nf)表示的化合物是优选的。
以式(1o)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1oa)到(1ok)中的任一式表示的化合物:R9-Cyc-(CH2)2-Cyc-CH2O-Q (1oa)R9-Cyc-(CH2)2-Phe-CH2O-Q (1ob)R9-Phe-(CH2)2-Cyc-CH2O-Q (1oc)R9-Phe-(CH2)2-Phe-CH2O-Q (1od)R9-Phe-(CH2)2-Pyr-CH2O-Q (1oe)R9-Pyr-(CH2)2-Phe-CH2O-Q (1of)R9-Pyr-(CH2)2-Cyc-CH2O-Q (1og)R9-Pyd-(CH2)2-Phe-CH2O-Q (1oh)R9-Pyd-(CH2)2-Cyc-CH2O-Q (1oi)R9-Dio-(CH2)2-Phe-CH2O-Q (1oj)R9-Dio-(CH2)2-Cyc-CH2O-Q (1ok)
在这些化合物中,特别是以式(1oa)到(1od)的任一式表示的化合物是优选的。
以式(1p)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1pa)到(1pk)中的任一式表示的化合物:R9-Cyc-(CH2)2-Cyc-OCH2-Q (1pa)R9-Cyc-(CH2)2-Phe-OCH2-Q (1pb)R9-Phe-(CH2)2-Cyc-OCH2-Q (1pc)R9-Phe-(CH2)2-Phe-OCH2-Q (1pd)R9-Phe-(CH2)2-Pyr-OCH2-Q (1pe)R9-Pyr-(CH2)2-Phe-OCH2-Q (1pf)R9-Pyr-(CH2)2-Cyc-OCH2-Q (1pg)R9-Pyd-(CH2)2-Phe-OCH2-Q (1ph)R9-Pyd-(CH2)2-Cyc-OCH2-Q (1pi)R9-Dio-(CH2)2-Phe-OCH2-Q (1pj)R9-Dio-(CH2)2-Cyc-OCH2-Q (1pk)
在这些化合物中,特别是以式(1pa)到(1pd)的任一式表示的化合物是优选的。
以式(1q)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1qa)到(1qh)之一表示的化合物:R9-Cyc-COO-Cyc-Cyc-Q (1qa)R9-Cyc-COO-Cyc-Phe-Q (1qb)R9-Cyc-COO-Phe-Phe-Q (1qc)R9-Cyc-COO-Phe-Cyc-Q (1qd)R9-Phe-COO-Cyc-Cyc-Q (1qe)R9-Phe-COO-Cyc-Phe-Q (1qf)R9-Phe-COO-Phe-Cyc-Q (1qg)R9-Phe-COO-Phe-Phe-Q (1qh)
在这些化合物中,特别是以式(1qb)、(1qc)、(1qf)或(1qh)表示的化合物是优选的。
以式(1r)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1ra)到(1rh)之一表示的化合物:R9-Cyc-Cyc-COO-Cyc-Q (1ra)R9-Cyc-Cyc-COO-Phe-Q (1rb)R9-Cyc-Phe-COO-Cyc-Q (1rc)R9-Cyc-Phe-COO-Phe-Q (1rd)R9-Phe-Cyc-COO-Cyc-Q (1re)R9-Phe-Cyc-COO-Phe-Q (1rf)R9-Phe-Phe-COO-Cyc-Q (1rg)R9-Phe-Phe-COO-Phe-Q (1rh)
在这些化合物中,特别是以式(1rb)、(1rc)或(1rd)表示的化合物是优选的。
以式(1s)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1sa)到(1sh)之一表示的化合物:R9-Cyc-Cyc-Cyc-COO-Q (1sa)R9-Cyc-Cyc-Phe-COO-Q (1sb)R9-Cyc-Phe-Phe-COO-Q (1sc)R9-Cyc-Phe-Cyc-COO-Q (1sd)R9-Phe-Cyc-Cyc-COO-Q (1se)R9-Phe-Phe-Cyc-COO-Q (1sf)R9-Phe-Cyc-Phe-COO-Q (1sg)R9-Phe-Phe-Phe-COO-Q (1sh)
在这些化合物中,特别是以式(1sa)或(1sb)表示的化合物是优选的。
以式(1x)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1xa)到(1xh)之一表示的化合物:R9-Cyc-Cyc-CH2O-Cyc-Q (1xa)R9-Cyc-Cyc-CH2O-Phe-Q (1xb)R9-Cyc-Phe-CH2O-Cyc-Q (1xc)R9-Cyc-Phe-CH2O-Phe-Q (1xd)R9-Phe-Cyc-CH2O-Cyc-Q (1xe)R9-Phe-Cyc-CH2O-Phe-Q (1xf)R9-Phe-Phe-CH2O-Cyc-Q (1xg)R9-Phe-Phe-CH2O-Phe-Q (1xh)
在这些化合物中,特别是以式(1xb)、(1xc)或(1xd)表示的化合物是优选的。
以式(1z)表示的化合物被进一步扩展为以下式(1za)到(1zh)之一表示的化合物:R9-Cyc-Cyc-OCH2-Cyc-Q (1za)R9-Cyc-Cyc-OCH2-Phe-Q (1zb)R9-Cyc-Phe-OCH2-Cyc-Q (1zc)R9-Cyc-Phe-OCH2-Phe-Q (1zd)R9-Phe-Cyc-OCH2-Cyc-Q (1ze)R9-Phe-Cyc-OCH2-Phe-Q (1zf)R9-Phe-Phe-OCH2-Cyc-Q (1zg)R9-Phe-Phe-OCH2-Phe-Q (1zh)
在这些化合物中,特别是以式(1zb)、(1zc)或(1zd)表示的化合物是优选的。
在上述所有的化合物中,R9代表具有1-10个碳原子的烷基或烷氧基或具有2-10个碳原子的链烯基(如果决不使两个或多个亚甲基连续地被氧原子取代,那么该链烯基中的任一个亚甲基(-CH2-)可以被氧原子(-O-)取代)。在这些基团中,最优选的基团是甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、癸基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、壬氧基、乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、3-己烯基、5-己烯基、1-庚烯基、3-庚烯基、5-庚烯基、6-庚烯基、2-丙烯氧基、3-丁烯氧基、3-甲氧基丙烯基、2-丙烯氧基甲基以及6-甲氧基-3-己烯基。
如上所述,以下式之一表示的化合物可以认为是特别优选的实例:
(1aa)、(1ab)、(1ba)、(1bb)、(1ca)、(1cb)、(1ce)、(1da)、(1db)、(1ea)到(1ee)、(1ej)、(1fa)、(1fb)、(1fe)、(1ff)、(1ga)到(1ge)、(1gi)、(1ha)、(1hb)、(1he)、(1hf)、(1ia)到(1id)、(1ja)到(1jd)、(1ka)到(1ke)、(1ki)、(1la)、(1lb)、(1le)、(1lf)、(1ma)到(1me)、(1mi)、(1na)、(1nb)、(1ne)、(1nf)、(1oa)到(1od)、(1pa)到(1pd)、(1qb)、(1qc)、(1qf)、(1qh)、(1rb)到(1rd)、(1sa)、(1sb)、(1xb)、(1xc)、(1za)、(1zb)和(1zd)。
首先,就具有酯键的化合物而言,用卤化剂例如亚硫酰氯在溶剂例如甲苯和苯中或在没有溶剂时,将羧酸类衍生物(1)转化为酰基卤(2)。通过将该酰基卤与酚类衍生物(3)在溶剂例如甲苯和苯中反应可得到目的化合物(4)。这一系列的反应优选在室温至溶剂沸点的温度下,并在碱例如吡啶(E.J.Corey et al.,The Journal of Organic Chemistry,38,3223(1973))、三乙胺(B.Iselin et al.,Helvetica Chimica Acta,40,373(1957))、二甲基苯胺(C.Raha,Organic Synthesis,IV,263(1963))或四甲基脲(M.S.Newmanet al.,Tetrahedron Letters,3267(1967))存在时进行。
或者,也可以通过将羧酸类衍生物(1)与酚类衍生物(3)在溶剂例如二氯甲烷和氯仿中并有二环己基碳二亚胺(DCC)或4-二甲氨基吡啶(DMAP)存在的条件下反应得到目的化合物(4)(B.Neises et al.,Organic Synthesis,63,183(1985))。
就具有-CH2O-或-OCH2-键的化合物而言,通过将α-卤代甲基类化合物(5)与相应的醇类衍生物、酚类衍生物(3)或环己醇类衍生物在溶剂例如二甲基亚砜、二甲基甲酰胺(DMF)、1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、磷酰六甲基三胺和甲苯中并在碱例如氨基钠(J.B.Wright et al.,Journal ofthe American Chemical Society,70,3098(1948))、碳酸钾(W.T.Olson et al.,Journal of the American Chemical Society,69,2451(1947))、三乙胺(R.L.Merker et al.,The Journal of Organic Chemistry,26,5180(1961))、氢氧化钠(C.Wilkins,Synthesis,156(1973))、氢氧化钾(J.Rebek et al.,TheJournal of Organic Chemistry,44,1485(1979))、氧化钡(N.Kawabe et al.,The Journal of Organic Chemistry,37,4210(1972))或氢化钠(C.J.Stark.,Tetrahedron Letters,22 2089(1981))and K.Takai et al.,TetrahedronLetters,211 1657(1980))存在下反应可制得目的化合物(6)。
或者,目的化合物(6)可以从酯类衍生物(7)例如磺酸酯(T.Gramstad etal.,Journal of the Chemical Society,4069(1957),and P.M.Dewick,Synthetic Communications,11,853(1981))、碳酸酯(D.Grobelny et al.,Tetrahedron Letters,2639(1979),M.Lissel et al.,Synthesis,382(1986),andR.Lakhmiri et al.,Tetrahedron Letters,30,4669(1989))和亚磷酸酯(Y.Kashman,The Journal of Organic Chemistry,37,912(1972))与相应的醇类衍生物、酚类衍生物(3)或环己醇类衍生物的反应制得。
作为原料的羧酸类衍生物可以采用一些已知的普通有机合成方法或其组合来生产。例如,这类衍生物可以采用各种方法例如将腈类衍生物水解(R.C.Fuson et al.,Organic Synthesis,III,557(1955),and P.G.Baraldi etal.,The Journal of Organic Chemistry,50,23(1985))、将Grignard试剂或锂化合物与二氧化碳反应(H.Gilman et al.,Organic Synthesis,I,361(1941),and Y.Fukuyama et al.,Synthesis,443(1974))、将卤化物水解(N.O.V.Sonntag,Chemical Review,52,237(1953))、以及将烷基类、醇类或醛类衍生物氧化(L.Friedman,Organic Synthesis,V,810(1973),E.Turoset al.,Journal of the American Chemical Society,111,8231(1989),R.L.Shriner et al.,Organic Synthesis II,538(1943),D.Vakentine.,Jr.et al.,The Journal of Organic Chemistry,45,3698(1980),E.Dalcanale et al.,The Journal of Organic Chemistry 51,567(1986),and E.J.Corey et al.,Tetrahedron Letters,399(1979))容易地进行制备。更具体地参照一个实例加以说明,羧酸类衍生物(8)可以通过制备4-烷基卤代苯的Grignard试剂,然后将其与二氧化碳反应而制得。
将氟取代化合物(9)转化为以例如1,3-二噁茂烷或1,3-二噁烷保护的化合物,然后采用L.Friedman等人(Journal of the American ChemicalSociety,96,7101(1974)或M.Tiecco等人(Tetrahedron Letters,23,4629(1982))的方法将其烷基化。随后,将其解除保护,并将这样制得的醛(10)用氧化剂例如氧化铬、重铬酸、活性二氧化锰、氧化银和亚氯酸钠氧化以制得羧酸类衍生物(11)。
即,用保护基团例如四氢吡喃基将取代酚(14)转化为醚(15),然后再与有机锂试剂例如丁基锂和碘反应以生成碘化物(16)。通过将该碘化物氰化,然后将该氰化物解除保护可制得酚类衍生物(17)。
将上述碘化物(16)与三氟乙酸钠/碘化铜(I)(G.E.Carr et al.,Journal ofthe Chemical Society,Perkin Trans Reactions I,921,(1988))或氟磺酰二氟乙酸甲酯/碘化铜(I)(Q.Y.Chen et al.,Journal of the Chemical Society,Chemical Communications,705(1989))反应以生成三氟甲基化物(18)然后将该氟化物解除保护可制得酚类衍生物(19)。
将上述醚(15)与有机锂试剂例如丁基锂或苯基锂和甲酰化剂例如N-甲酰基哌啶(G.A.Olah et al.,Angewandte Chemie,International Editionin English,20,878(1981))、N-甲酰基吗啉(G.A.Olah et al.,The Journal ofOrganic Chemistry,49,385(1984))和DMF(G.Boss et al.,ChemischeBerichte,1199(1989))反应以生成醛(20),然后将该醛与氟化剂例如二乙氨基三氟化硫(DAST)(W.J.Middleton et al.,The Journal of OrganicChemistry,40,574(1975),S.Rozen et al.,Tetrahedron Letters,41,111(1985),M.Hudlicky,Organic Reactions,35,513(1988),and P.A.Messina etal.,Journal of Fluorine Chemistry,42,137(1989))以生成二氟甲基化合物(21)。通过将化合物(21)解除保护可以制得酚类衍生物(22)。
用还原剂例如氢化硼钠(SBH)、氢化铝锂(LAH)、氢化二异丁基铝(DIBAL)、和氢化双(2-甲氧基乙氧基)铝钠(SBMEA)将醛(20)还原以生成醇(23),并将该醇与氟化剂例如DAST反应以生成单氟甲基化合物(24)。通过将该化合物(24)解除保护可以制得酚类衍生物(25)。
在硝酸和硫酸的存在下将另一种取代酚(26)处理以生成硝基化合物(27),然后采用Albert等人的方法(SyntheticCommunications,19,547(1989))将其转化为黄原酸酯。采用Kurohoshi等人的方法(TetrahedronLetters,33,29,4173(1992))将该黄原酸酯氟化,然后在铂催化剂存在下催化还原使其转化为化合物(28)。随后通过将化合物(28)与盐酸和亚硝酸钠反应,然后将这样制得的重氮盐加以水解可制得酚类衍生物(29)。
在氯二氟甲烷/氢氧化钠体系(日本专利申请WO公开公报Hei 3-500413)中使硝基化合物(27)反应以便氟化,然后在铂催化剂存在下用氢催化还原将其转化为化合物(30)。随后通过将化合物(30)与盐酸和亚硝酸钠反应,然后将这样制得的重氮盐水解可得到酚类衍生物(31)。
例如,通过用还原剂例如SBH、LAH、DIBAL、SBMEA或甲硼烷将4-烷基苯甲酸或4-烷基苯甲醛还原或通过将4-烷基苯卤化物的Grignard试剂与甲醛反应(H.Gilman et al.,Organic Synthesis,I,188(1941))可制得醇(32)。通过用卤化剂例如亚硫酰氯、氢溴酸、氢碘酸或碘化钾将醇(32)卤化可制得α-卤代甲基化合物(33)。
至于相应的氟取代化合物如氟取代的α-卤代甲基化合物可以类似地通过上述羧酸衍生物(11)和(13)的还原反应和卤化反应制得。
采用上述方法制得的本发明的任一种液晶化合物都呈现出大的Δε且其阈电压随温度的变化小,稳定性极好,易于与各种液晶材料混合,甚至在低温下其溶解性也很好。因此,该化合物用作向列液晶组合物的组分显然是极好的。
尽管本发明的这些化合物甚至可以用作已成为当今主流的TFT型、TN型和STN型的任一种液晶组合物中的组分,然而特别优选以通式(1)表示的其中X为CN的化合物作为TN和STN的组分,且特别优选以通式(1)表示的其中X为氟取代的基团的化合物作为TN和TFT的组分,因为它们的稳定性显然极好。
当这类化合物用作向列液晶组合物的组分时,采用具有2或3个环的化合物对生产低粘度的液晶组合物而言是足够的,而采用具有3或4个环的化合物对生产呈现液晶相的温度范围宽的液晶组合物而言也是足够的。
关于Δn,当采用具有芳环的化合物时,可以生产呈现大Δn的液晶组合物,而当采用具有环己烷环的化合物时,可以生产呈现小Δn的液晶组合物。
尽管具有3-氟-4-取代苯基或3,5-二氟-4-取代苯基的本发明的化合物呈现出大的Δε,通过用氟原子取代其他环结构中的氢原子可以赋予更大的Δε。
基于以上事实,通过适当地选择化合物可以获得具有所需物理特性的液晶组合物。
尽管根据本发明提供的液晶组合物可以只由含有至少一种以通式(1)表示的液晶化合物的第一种组分组成,然而优选的是将至少一种选自以通式(2)、(3)和(4)中的任一式表示的化合物(下文中称之为第二A组分)和/或至少一种选自以通式(5)、(6)、(7)、(8)和(9)中的任一式表示的化合物(下文中称之为第二B组分)混合在其中。此外,为了调节阈电压、液晶相的温度范围、液晶组合物的光学各向异性、介电各向异性和粘度,可混合已知的化合物作为第三组分。
在上述第二A组分中,以下的(2-1)至(2-15)可分别作为通式(2)所包括的优选化合物的实例提出;(3-1)至(3-48)可分别作为通式(3)所包括的优选化合物的实例提出;(4-1)至(4-55)可分别作为通式(4)所包括的优选化合物的实例提出:
以通式(2)至(4)表示的化合物表现出正的介电各向异性值,而其热稳定性和化学稳定性都是极好的。
这类化合物的用量以液晶组合物的总量计适宜为1-99%(重量),优选为10-97%(重量),更希望为40-95%(重量)。
以通式(5)至(7)表示的化合物具有大的介电各向异性正值,且可特别用作液晶组合物的组分以便降低阈电压。它们甚至还可以用于调节粘度、调节光学各向异性、扩展液晶相的温度范围、以及便于提高陡度。
以通式(8)或(9)表示的化合物具有负的或小而正的介电各向异性值。其中,以通式(8)表示的化合物可以用作液晶组合物的组分以便降低粘度和调节光学各向异性,而以通式(9)表示的化合物可用以扩展液晶相的温度范围和/或调节光学各向异性。
特别是当生产用于STN显示型或普通的TN显示型的液晶组合物时,以通式(5)至(9)表示的化合物是必不可少的。当生产用于STN显示型或普通的TN显示型的液晶组合物时,这类化合物的用量以液晶组合物的总量计适宜为1-99%(重量),优选为10-97%(重量),更希望为40-95%(重量)。
本发明的液晶组合物优选含有至少一种以通式(1)表示的液晶化合物,其用量为0.1-99%(重量),以便发挥极好的特性。
这类液晶组合物通常采用本领域中已熟知的方法例如通过将该组合物的各种组分在高温下相互溶解的方法生产。还可以根据预期的用途,通过补加适宜的添加剂加以优化而使它们得到改进。这些添加剂在本领域中是众所周知的,且在文献中有详细介绍。通常,添加具有引起液晶的螺旋结构作用的手性掺杂剂或类似的添加剂以调节所需的扭转角和避免反向扭转。
此外,通过添加二色性染料例如部花青型、苯乙烯基型、偶氮型、偶氮甲碱型、氧化偶氮型、奎酞酮型、蒽醌型和四嗪型染料,这类液晶组合物就可以用作宾主向列相(GH)型的液晶组合物。或者,本发明的液晶组合物也可以呈NCAP的形式使用,它是通过将向列型液晶形成微型胶囊制得的,或用于聚合物分散体型液晶显示器(PDLCD),它是通过将聚合物在液晶显示器中形成三维的网络结构的形式而制成的,例如,用于聚合物网络液晶显示器(PNLCD)以及用于电控双折射(ECB)型或动态散射(DS)型。
作为含有本发明的化合物的液晶组合物的实例将在下文中提及,其中化合物的编号与下面的实施例中所示的相同:
组合物实例1 (No.3) 7wt.% (No.1) 7wt.% (No.235) 13wt.% (No.236) 13wt.% (No.237) 13wt.% (No.174) 7wt.% (No.175) 8wt.% (No.176) 8wt.% (No.194) 10wt.% (No.197) 10wt.% (No.366) 2wt.% (No.350) 2wt.%
组合物实例2 (No.113) 5wt.% (No.150) 5wt.% (No.152) 5wt.% (No.219) 10wt.% (No.220) 10wt.% (No.236) 10wt.% (No.237) 10wt.% (No.213) 10wt.% (No.239) 10wt.% (No.175) 5wt.% (No.176) 4wt.% (No.195) 4wt.% (No.196) 4wt.% (No.191) 4wt.% (No.192) 4wt.%
组合物实例3 (No.3) 4wt.% (No.1) 4wt.% (No.235) 8wt.% (No.236) 8wt.% (No.237) 8wt.% (No.174) 4wt.% (No.175) 4wt.% (No.176) 4wt.% (No.194) 6wt.% (No.197) 6wt.% (No.366) 2wt.% (No.350) 2wt.% 3wt.% 10wt.% 5wt.% 6wt.% 6wt.%
组合物实例4 (No.113) 3wt.% (No.150) 4wt.% (No.152) 3wt.% (No.219) 7wt.% (No.220) 7wt.% (No.236) 7wt.% (No.237) 7wt.% (No.213) 7wt.% (No.239) 7wt.% (No.175) 4wt.% (No.176) 3wt.% (No.195) 3wt.%(No.196) 3wt.% (No.191) 3wt.% (No.192) 2wt.% 6wt.% 8wt.% 8wt.% 8wt.%
组合物实例5 (No.42) 3wt.% (No.235) 4wt.% (No.236) 4wt.% (No.189) 4wt.% (No.190) 3wt.% (No.343) 2wt.% 10wt.% 12wt.% 12wt.% 12wt.% 4wt.% 2wt.% 4wt.% 6wt.% 6wt.% 12wt.%
组合物实例7 (No.40) 5wt.% (No.42) 5wt.% (No.45) 2wt.% (No.236) 3wt.% (No.195) 3wt.% 10wt.% 8wt.% 8wt.% 8wt.% 8wt.% 10wt.% 10wt.% 20wt.%
组合物实例8 (No.309) 5wt.% (No.310) 4wt.% (No.218) 5wt.% (No.179) 5wt.% (No.182) 5wt.% 5wt.% 5wt.% 8wt.% 8wt.% 3wt.% 3wt.% 3wt.% 2wt.%
组合物实例9 (No.41) 4wt.% (No.198) 5wt.% (No.219) 6wt.% (No.368) 2wt.% 5wt.% 8wt.% 7wt.% 7wt.% 14wt.% 3wt.% 8wt.% 3wt.% 10wt.% 8wt.% 4wt.% 4wt.% 2wt.%
组合物实例10 (No.214) 5wt.% (No.215) 5wt.% (No.216) 4wt.% 5wt.% 2wt.% 8wt.% 8wt.% 8wt.% 5wt.% 5wt.% 10wt.% 5wt.% 3wt.% 3wt.% 2wt.% 2wt.%
组合物实例11 (No.191) 3wt.% (No.192) 3wt.% (No.334) 2wt.% (No.175) 6wt.% (No.176) 6wt.% (No.177) 2wt.% (No.178) 2wt.% 3wt.% 5wt.% 7wt.% 7wt.% 7wt.% 6wt.% 3wt.% 6wt.% 3wt.% 3wt.% 6wt.% 4wt.% 3wt.% 3wt.% 3wt.%
组合物实例12 (No.2) 3wt.% (No.4) 2wt.% (No.424) 6wt.% (No.344) 2wt.% (No.199) 3wt.% (No.200) 3wt.% 5wt.% 6wt.% 5wt.% 4wt.% 4wt.% 4wt.% 7wt.% 7wt.% 14wt.% 2wt.% 5wt.% 5wt.% 5wt.% 3wt.% 3wt.% 2wt.%
组合物实例13 (No.355) 2wt.% (No.365) 2wt.% (No.214) 3wt.% (No.216) 2wt.% 5wt.% 6wt.% 12wt.% 12wt.% 12wt.% 4wt.% 2wt.% 4wt.% 5wt.% 5wt.% 10wt.% 3wt.% 3wt.% 3wt.% 5wt.%
组合物实例14 (No.309) 6wt.% (No.310) 4wt.% (No.235) 6wt.% (No.237) 6wt.% (No.367) 2wt.% (No.365) 2wt.% 3wt.% 3wt.% 6wt.% 2wt.% 2wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.% 3wt.% 3wt.% 10wt.% 8wt.% 8wt.% 8wt%
组合物实例15 (No.205) 5wt.% (No.206) 5wt.% (No.207) 5wt.% (No.277) 3wt.% (No.249) 3wt.% 7wt.% 7wt.% 3wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.% 2wt.% 2wt.% 3wt.% 5wt.% 5wt.% 5wt.% 5wt.% 5wt.%
组合物实例16 (No.40) 5wt.% (No.42) 5wt.% (No.218) 4wt.% (No.219) 4wt.% (No.366) 2wt.% 5wt.% 5wt.% 10wt.% 7wt.% 4wt.% 10wt.% 8wt.% 10wt.% 3wt.% 3wt.% 8wt.% 7wt.%
组合物实例17 (No.3) 5wt.% (No.5) 5wt.% (No.424) 6wt.% (No.354) 2wt.% 10wt.% 10wt.% 2wt.% 8wt.% 10wt.% 10wt.% 2wt.% 2wt.% 14wt.% 4wt.% 4wt.% 3wt.% 3wt.%
组合物实例18 (No.46) 5wt.% (No.238) 5wt.% (No.213) 4wt.% (No.335) 3wt.% 10wt.% 10wt.% 10wt.% 15wt.% 2wt.% 7wt.% 5wt.% 4wt.% 3wt.% 2wt.% 3wt.% 3wt.% 3wt.% 4wt.% 2wt.%
组合物实例19 (No.2) 5wt.% (No.206) 5wt.% (No.180) 3wt.% (No.309) 5wt.% (No.367) 3wt.% 4wt.% 2wt.% 10wt.% 10wt.% 5wt.% 5wt.% 5wt.% 3wt.% 3wt.% 3wt.% 3wt.% 7wt.% 9wt.% 4wt.% 2wt.% 2wt.%
组合物实例20 (No.276) 5wt.% (No.174 5wt.% (No.175) 5wt.% (No.343) 2wt.% 8wt.% 8wt.% 8wt.% 6wt.% 8wt.% 1wt.% 1wt.% 1wt.% 5wt.% 5wt.% 5wt.% 5wt.% 2wt.% 10wt.% 4wt.% 3wt.% 3wt.%
组合物实例21 (No.189) 6wt.% (No.173) 6wt.% (No.177) 4wt.% (No.178) 4wt.% (No.40) 5wt.% (No.42) 4wt.% 6wt.% 6wt.% 10wt.% 4wt.% 5wt.% 8wt.% 6wt.% 6wt.% 5wt.% 4wt.% 2wt.% 2wt.% 2wt.% 5wt.%
组合物实例22 (No.42) 5wt.% (No.334) 2wt.% (No.235) 9wt.% (No.236) 9wt.% (No.237) 9wt.% (No.351) 3wt.% 10wt.% 10wt.% 10wt.% 3wt.% 3wt.% 3wt.% 2wt.% 2wt.% 2wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.%
组合物实例23 (No.277) 4wt.% (No.206) 5wt.% (No.207) 5wt.% (No.424) 7wt.% (No.355) 2wt.% 8wt.% 7wt.% 7wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.% 4wt.% 4wt.% 4wt.% 4wt.% 5wt.% 5wt.% 5wt.%
组合物实例24 (No.179) 5wt.% (No.181) 5wt.% (No.182) 5wt.% (No.195) 5wt.% (No.365) 2wt.% 4wt.% 5wt.% 4wt.% 10wt.% 10wt.% 5wt.% 3wt.% 3wt.% 3wt.% 5wt.% 6wt.% 5wt.% 4wt.% 4wt.% 3wt.% 4wt.%
组合物实例25 (No.42) 5wt.% (No.235) 8wt.% (No.236) 8wt.% (No.237) 7wt.% (No.355) 5wt.% 10wt.% 10wt.% 10wt.% 7wt.% 7wt.% 7wt.% 6wt.% 5wt.% 5wt.%
组合物实例26 (No.235) 5wt.% (No.236) 5wt.% (No.310) 5wt.% (No.311) 5wt.% (No.368) 2wt.% 7wt.% 6wt.% 10wt.% 10wt.% 5wt.% 10wt.% 10wt.% 10wt.% 10wt.%
组合物实例27 (No.218) 7wt.% (No.219) 6wt.% (No.220) 6wt.% (No.344) 3wt.% (No.179) 4wt.% (No.181) 4wt.% (No.189) 3wt.% (No.173) 3wt.% (No.351) 3wt.% 10wt.% 7wt.% 4wt.% 13wt.% 13wt.% 7wt.% 7wt.%
组合物实例28 (No.238) 4wt.% (No.213) 5wt.% (No.175) 4wt.% (No.176) 4wt.% (No.345) 3wt.% (No.177) 3wt.% 8wt.% 8wt.% 7wt.% 5wt.% 4wt.% 7wt.% 7wt.% 7wt.% 2wt.% 2wt.% 8wt.% 8wt.% 4wt.%
组合物实例29 (No.3) 5wt.% (No.5) 4wt.% (No.215) 3wt.% (No.216) 3wt.% 5wt.% 5wt.% 4wt.% 5wt.% 4wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.% 4wt.% 2wt.% 2wt.% 4wt.% 3wt.% 5wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.% 2wt.% 2wt.% 2wt.%
组合物实例30 (No.6) 5wt.% (No.334) 3wt.% (No.179) 3wt.% (No.180) 3wt.% (No.354) 3wt.% (No.424) 3wt.% 5wt.% 4wt.% 4wt.% 4wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.% 3wt.%
组合物实例31 (No.43) 3wt.% (No.189) 5wt.% (No.173) 3wt.% (No.195) 4wt.% (No.310) 4wt.% (No.350) 2wt.% 8wt.% 5wt.% 4wt.% 10wt.% 10wt.% 7wt.% 8wt.% 8wt.% 7wt.% 6wt.% 6wt.%
组合物实例32 (No.235) 5wt.% (No.236) 5wt.% (No.205) 10wt.% (No.206) 8wt.% 7wt.% 5wt.% 5wt.% 5wt.% 4wt.% 6wt.% 3wt.% 7wt.% 5wt.% 2wt.% 4wt.% 4wt.% 2wt.% 2wt.% 6wt.% 5wt.%
组合物实例33 (No.205) 5wt.% (No.206) 3wt.% (No.276) 5wt.% (No.277) 5wt.% 6wt.% 6wt.% 4wt.% 3wt.% 5wt.% 5wt.% 5wt.% 4wt.% 4wt.% 6wt.% 5wt.% 5wt.% 4wt.% 12wt.% 4wt.% 4wt.%
组合物实例34 (No.205) 5wt.% (No.277) 5wt.% (No.249) 3wt.% (No.425) 8wt.% (No.424) 7wt.% 10wt.% 6wt.% 4wt.% 4wt.% 3wt.% 2wt.% 2wt.% 2wt.% 8wt.% 8wt.% 8wt.% 4wt.% 4wt.% 5wt.% 2wt.%
组合物实例35 (No.78) 6wt.% (No.164) 4wt.% (No.229) 6wt.% (No.267) 6wt.% 3wt.% 6wt.% 2wt.% 2wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.% 3wt.% 3wt.% 10wt.% 8wt.% 8wt.% 8wt.%
组合物实例36 (No.379) 3wt.% (No.397) 2wt.% (No.439) 6wt.% (No.344) 2wt.% (No.452) 3wt.%(No.484) 3wt.%(No.493) 3wt.% 6wt.% 5wt.% 4wt.% 4wt.% 4wt.% 7wt.% 7wt.% 14wt.% 2wt.% 5wt.% 5wt.% 5wt.% 3wt.% 3wt.% 2wt.%
组合物实例37 (No.169) 9wt.% (No.256) 9wt.% (No.363) 9wt.% (No.286) 3wt.% 10wt.% 3wt.% 3wt.% 3wt.% 2wt.% 2wt.% 2wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.%
组合物实例38 (No.389) 6wt.% (No.422) 6wt.% (No.441) 4wt.% (No.474) 4wt.% (No.485) 4wt.% 6wt.% 6wt.% 10wt.% 4wt.% 5wt.% 8wt.% 8wt.% 6wt.% 5wt.% 4wt.% 2wt.% 2wt.% 2wt.% 5wt.%
组合物实例40 (No.277) 10wt.% 11wt.% 10wt.% 10wt.% 5wt.% 6wt.% 8wt.% 4.2wt.% 4.2wt.% 4.2wt.% 4.2wt.% 4.2wt.% 5wt.% 5wt.% 5wt.% 4wt.%
组合物实例41 (No.277) 10wt.% (No.205) 5wt.% 10wt.% 10wt.% 7wt.% 13wt.% 12wt.% 4wt.% 6wt.% 9wt.% 3wt.% 3wt.% 8wt.%
组合物实例42 (No.440) 10wt.% 8wt.% 4wt.% 4wt.% 3wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.% 3wt.% 4wt.% 4wt.% p6wt.% 6wt.% 6wt.% 4wt.% 4wt.% 4wt.%
组合物实例43 (No.205) 6wt.% 10wt.% 10wt.% 10wt.% 3wt.% 3wt.% 10.2wt.% 7.7wt.% 7.7wt.% 6.3wt.% 5.1wt.% 2wt.% 2wt.% 2wt.% 6wt.% 3wt.% 3wt.% 3wt.%
组合物实例44 (No.205) 12wt.% 12wt.% 3wt.% 12wt.% 15wt.% 6wt.% 5wt.% 3wt.% 2wt.% 8wt.% 4wt.% 5wt.% 5wt.% 3wt.% 3wt.% 2wt.%
组合物实例45 (No.277) 7wt.% (No.205) 3wt.% 5wt.% 5wt.% 10wt.% 10wt.% 10wt.% 10wt.% 5wt.% 5wt.% 10wt.% 10wt.% 10wt.%
组合物实例46 (No.189) 5wt.% (No.237) 5wt.% 9wt.% 10wt.% 10wt.% 10wt.% 8.4wt.% 4.2wt.% 8.4wt.% 7.5wt.% 7.5wt.% 15wt.%
组合物实例47 (No.8) 8wt.% 10wt.% 3wt.% 4.6wt.% 4.7wt.% 4.7wt.% 8.3wt.% 8.3wt.% 16.4wt.% 3wt.% 3wt.% 4wt.% 4wt.% 6wt.% 6wt.% 6wt.%
组合物实例48 (No.191) 3wt.% (No.238) 3wt.% 4wt.% 13.4wt.% 13.3wt.% 13.3wt.% 7.2wt.% 3.6wt.% 7.2wt.% 3.3wt.% 3.3wt.% 6.4wt.% 2wt.% 4wt.% 6wt.% 5wt.% 2wt.%
组合物实例49 (No.175) 3wt.% (No.220) 3wt.% (No.355) 2wt.% 9wt.% 4wt.% 9wt.% 4wt.% 4wt.% 13wt.% 13wt.% 9wt.% 11wt.% 6wt.% 10wt.%
现在,参照实施例更详细地对本发明说明如下。
在各实施例中,Cr代表晶体,SA代表近晶A相,SB代表近晶B相,SC代表近晶C相,SX代表其结构尚未分析的近晶相,N代表向列相,ISO代表各向同性的液体,所有相变温度的单位都是℃。实施例1
制备4-戊基苯甲酸(3,5-二氟-4-三氟甲基苯基)酯(以通式(1)表示的化合物No.1,式中R代表C5H11,m和n都是0,A1是1,4-亚苯基,Z1是-COO-,X是CF3,Y是F)
首先,将1.2g(6.1mmol)4-戊基苯甲酸与1.1g(9.1mmol)亚硫酰氯、0.1ml吡啶和3ml甲苯混合,并在80℃下反应2小时。将过量的亚硫酰氯和甲苯在减压下蒸出以得到粗制的4-戊基苯甲酰氯。
然后,将1.2g(6.1mmol)3,5-二氟-4-三氟甲基苯酚、0.7ml吡啶和2ml甲苯混合。在室温下于10分钟内向该混合物中滴加3ml含有6.1mmol 4-戊基苯甲酰氯的甲苯溶液。滴加完毕后,将其在50℃下反应2小时。反应完毕后,向该反应产物中添加10ml水,然后用30ml甲苯进行萃取。将这样得到的有机层用6N盐酸洗涤3次,用2N氢氧化钠洗涤3次,再用水洗涤3次,然后在无水硫酸镁上干燥。将溶剂在减压下蒸出,并将残余物进行硅胶柱色谱分离(洗脱液:甲苯)以得到2.1g粗制的4-戊基苯甲酸(3,5-二氟-4-三氟甲基苯基)酯。将该粗产物从庚烷/乙醚(1/1)混合溶剂中重结晶以得到1.5g(收率:65.2%)标题化合物。
质谱分析的数据充分证实了它的结构。
质谱分析结果:373(M+1)
根据实施例1的方法制备了下列化合物(No.2-No.65)。
制备2-氟-4-丙基苯甲酸(3,5-二氟-4-三氟甲基苯基)酯(以通式(1)表示的化合物No.66,式中R是C3H7,m和n都是0,A1是2-氟-1,4-亚苯基,Z1是-COO-,X是CF3,Y是F)
首先,将1.1g(6.1mmol)2-氟-4-丙基苯甲酸与1.1g(9.1mmol)亚硫酰氯、0.1ml吡啶和3ml甲苯混合,并在80℃下反应2小时。将过量的亚硫酰氯和甲苯在减压下蒸出以得到粗制的2-氟-4-丙基苯甲酰氯。
然后,将1.2g(6.1mmol)3,5-二氟-4-三氟甲基苯酚、0.7ml吡啶和2ml甲苯混合。在室温下于10分钟内向该混合物中滴加3ml含有6.1mmol 2-氟-4-丙基苯甲酰氯的甲苯溶液。滴加完毕后,将其在50℃下反应2小时。反应完毕后,向该反应产物中添加10ml水,然后用30ml甲苯进行萃取。将这样得到的有机层用6N盐酸洗涤3次,用2N氢氧化钠洗涤3次,再用水洗涤3次,然后在无水硫酸镁上干燥。将溶剂在减压下蒸出,并将残余物进行硅胶柱色谱分离(洗脱液:甲苯)以得到2.0g粗制的2-氟-4-丙基苯甲酸(3,5-二氟-4-三氟甲基苯基)酯。将该产物从庚烷/乙醚(1/1)混合溶剂中重结晶以得到1.1g(收率:50.2%)标题化合物。
质谱分析的数据充分证实了它的结构。
质谱分析结果:363(M+1)
制备反式-4-乙基环己基羧酸(3-氟-4-三氟甲氧基苯基)酯(以通式(1)表示的化合物No.108,式中R是C2H5,m和n都是0,A1是反式-1,4-亚环己基,Z1是-COO-,X是OCF3,Y是H)
首先,将1.0g(6.1mmol)反式-4-乙基环己烷羧酸与1.1g(9.2mmol)亚硫酰氯、0.1ml吡啶和3ml甲苯混合,并在60℃下反应4小时。将过量的亚硫酰氯和甲苯在减压下蒸出以得到粗制的反式-4-乙基环己基碳酰氯。
然后,将1.2g(6.1mmol)3-氟-4-三氟甲氧基苯酚、0.7ml吡啶和2ml甲苯混合。在室温下于5分钟内向该混合物中滴加3ml含有6.1mmol反式-4-乙基环己基碳酰氯的甲苯溶液。滴加完毕后,将其在50℃下反应2小时。反应完毕后,添加10ml水,然后用30ml甲苯进行萃取。将这样得到的有机层用6N盐酸洗涤3次,用2N氢氧化钠洗涤3次,再用水洗涤3次,然后在无水硫酸镁上干燥。将溶剂在减压下蒸出,并将残余物进行硅胶柱色谱分离(洗脱液:甲苯)以得到2.0g粗制的反式-4-乙基环己基羧酸(3-氟-4-三氟甲氧基苯基)酯。将该产物从庚烷/乙醚(1/1)混合溶剂中重结晶以得到1.6g(收率:78.0%)标题化合物。
质谱分析的数据充分证实了它的结构。
质谱分析结果:335(M+1)
制备4-(反式-4-丙基环己基)苯甲酸(3-氟-4-三氟甲氧基苯基)酯(以通式(1)表示的化合物No.173,式中R是C3H7,m是1,n是0,A1是1,4-亚苯基,A2是反式-1,4-亚环己基,Z1是-COO-,Z2是共价键,X是OCF3,Y是H)
首先,将1.6g(6.5mmol)4-(反式-4-丙基环己基)苯甲酸与1.2g(9.7mmol)亚硫酰氯、0.1ml吡啶和4ml甲苯混合,并在60℃下反应4小时。将过量的亚硫酰氯和甲苯在减压下蒸出以得到粗制的4-(反式-4-丙基环己基)苯甲酰氯。
然后,将1.3g(6.5mmol)3-氟-4-三氟甲氧基苯酚、0.8ml吡啶和3ml甲苯混合。在室温下于5分钟内向该混合物中滴加3ml含有6.5mmol 4-(反式-4-丙基环己基)苯甲酰氯的甲苯溶液。滴加完毕后,将其在50℃下反应3小时。反应完毕后,向该反应产物中添加15ml水,然后用40ml甲苯进行萃取。将这样得到的有机层用6N盐酸洗涤3次,用2N氢氧化钠洗涤3次,再用水洗涤3次,然后在无水硫酸镁上干燥。将溶剂在减压下蒸出,并将残余物进行硅胶柱色谱分离(洗脱液:甲苯)以得到2.6g粗制的4-(反式-4-丙基环己基)苯甲酸(3-氟-4-三氟甲氧基苯基)酯。将该产物从庚烷/乙醚(1/1)混合溶剂中重结晶以得到2.4g(收率:85.6%)标题化合物。
质谱分析的数据充分证实了它的结构。
质谱分析结果:425(M+1)
制备反式-4-(反式-4-丙基环己基)环己基羧酸(3,5-二氟-4-三氟甲氧基苯基)酯(以通式(1)表示的化合物No.213,式中R是C3H7,m是1,n是0,A1和A2都是反式-1,4-亚环己基,Z1是-COO-,Z2是共价键,X是OCF3,Y是F)
首先,将1.5g(6.1mmol)反式-4-(反式-4-丙基环己基)环己烷羧酸、1.3g(6.1mmol)3,5-二氟-4-三氟甲氧基苯酚、0.2g(1.8mmol)DMAP和15ml二氯甲烷混合。在室温下于5分钟内向该混合物中滴加5ml含有1.5g(7.3mmol)DCC的二氯甲烷溶液,在搅拌下反应12小时。将这样沉淀的结晶过滤出来。将20ml甲苯添加到滤液中,用2N氢氧化钠洗涤5次,再用水洗涤3次,然后在无水硫酸镁上干燥。将溶剂在减压下蒸出,并将残余物进行硅胶柱色谱分离(洗脱液:甲苯)以得到2.7g粗制的反式-4-(反式-4-丙基环己基)环己基羧酸(3,5-二氟-4-三氟甲氧基苯基)酯。将该产物从庚烷/乙醚(1/1)混合溶剂中重结晶以得到1.6g(收率:58.8%)标题化合物。
质谱分析的数据充分证实了它的结构。
质谱分析结果:449(M+1)
制备2-氟-4-(2-(反式-4-戊基环己基)乙基)苯甲酸(3,5-二氟-4-氰基苯基)酯(以通式(1)表示的化合物No.249,式中R是C5H11,m是1,n是0,A1是2-氟-1,4-亚苯基,A2是反式-1,4-亚环己基,Z1是-COO-,Z2是-(CH2)2-,X是CN,Y是F)
首先,将2.1g(6.4mmol)2-氟-4-(2-(反式-4-戊基环己基)乙基)苯甲酸与1.1g(9.6mmol)亚硫酰氯、0.1ml吡啶和3ml甲苯混合,并在80℃下反应3小时。将过量的亚硫酰氯和甲苯在减压下蒸出以得到粗制的2-氟-4-(2-(反式-4-戊基环己基)乙基)苯甲酰氯。
然后,将1.1g(6.4mmol)2,6-二氟-4-羟基苯甲腈、0.8ml吡啶和2ml甲苯混合。在室温下于5分钟内向该混合物中滴加3ml含有6.4mmol 2-氟-4-(2-(反式-4-戊基环己基)乙基)苯甲酰氯。滴加完毕后,将其在50℃下反应2小时。反应完毕后,向该反应产物中添加10ml水,然后用30ml甲苯进行萃取。将这样得到的有机层用6N盐酸洗涤3次,用2N氢氧化钠洗涤3次,再用水洗涤3次,然后在无水硫酸镁上干燥。将溶剂在减压下蒸出,并将残余物进行硅胶柱色谱分离(洗脱液:甲苯)以得到2.8g粗制的2-氟4-(2-(反式-4-戊基环己基)乙基)苯甲酸(3,5-二氟-4-氰基苯基)酯。将该产物从庚烷/乙醚(1/1)混合溶剂中重结晶以得到2.4g(收率:81.6%)标题化合物。
质谱分析的数据充分证实了它的结构。
质谱分析结果:458(M+1)
制备反式-4-甲基环己基羧酸(3’-氟-4’-二氟甲氧基联苯-4-基)酯(以通式(1)表示的化合物No.308,式中R是CH3,m是1,n是0,A1是1,4-亚苯基,A2是反式-1,4-亚环己基,Z1是共价键,Z2是-COO-,X是OCF2H,Y是H)
首先,将0.9g(6.7mmol)反式-4-甲基环己烷羧酸、1.7g(6.7mmol)3’-氟-4’-二氟甲氧基-4-羟基联苯、0.2g(2.0mmol)DMAP和15ml二氯甲烷混合。在室温下于5分钟内向该混合物中滴加5ml含有1.7g(8.0mmol)DCC的二氯甲烷溶液,在搅拌下反应12小时。将这样沉淀的结晶过滤出来。将15ml甲苯添加到滤液中,用2N氢氧化钠洗涤5次,再用水洗涤3次,然后在无水硫酸镁上干燥。将溶剂在减压下蒸出,并将残余物进行硅胶柱色谱分离(洗脱液:甲苯)以得到2.5g粗制的反式-4-甲基环己基羧酸(3’-氟-4’-二氟-甲氧基联苯-4-基)酯。将该产物从庚烷/乙醚(1/1)混合溶剂中重结晶以得到2.1g(收率:83.0%)标题化合物。
质谱分析的数据充分证实了它的结构。
质谱分析结果:379(M+1)
制备4-(反式-4-(反式-4-乙基环己基)环己基)苯甲酸(3,5-二氟-4-氟甲基苯基)酯(以通式(1)表示的化合物No.349,式中R是C2H5,m和n都是1,A1是1,4-亚苯基,A2和A3都是反式-1,4-亚环己基,Z1是-COO-,Z2和Z3都是共价键,X是CFH2,Y是F)
首先,将1.5g(4.8mmol)4-(反式-4-(反式-4-乙基环己基)环己基)苯甲酸、0.8g(4.8mmol)3,5-二氟-4-氟甲基苯酚、0.2g(1.4mmol)DMAP和25ml二氯甲烷混合。在室温下于5分钟内向该混合物中滴加5ml含有1.2g(5.7mmol)DCC的二氯甲烷溶液,在搅拌下反应12小时。将这样沉淀的结晶过滤出来。将30ml甲苯添加到滤液中,用2N氢氧化钠洗涤5次,再用水洗涤3次,然后在无水硫酸镁上干燥。将溶剂在减压下蒸出,并将残余物进行硅胶柱色谱分离(洗脱液:甲苯)以得到2.1g粗制的4-(反式-4-(反式-4-乙基环己基)环己基)苯甲酸(3,5-二氟-4-氟甲基苯基)酯。将该产物从庚烷/乙酸乙酯(1/1)混合溶剂中重结晶以得到1.9g(收率:86.3%)标题化合物。
质谱分析的数据充分证实了它的结构。
质谱分析结果:459(M+1)
制备(4-丙基苯基)甲基-3,5-二氟-4-三氟甲基苯基醚(以通式(1)表示的化合物No.377,式中R是C3H7,m和n都是0,A1是1,4-亚苯基,Z1是-CH2O-,X是CF3,Y是F)
首先,在室温下于20分钟内将含有1.8g(9.1mmol)3,5-二氟-4-三氟甲基苯酚的18ml四氢呋喃(THF)溶液滴加到0.22g(9.1mmol)氢化钠和4mlTHF的混合物中,然后在室温下反应1小时。
随后,向该混合物中添加催化量的碘化钾,然后在室温下于5分钟内滴加5ml含有2.1g(10.0mmol)4-丙基苄基溴的THF溶液。滴加完毕后,将其在60℃下反应3小时。反应完毕后,向该反应产物中添加5ml水,然后用20ml乙酸乙酯进行萃取。将这样得到的有机层用2N盐酸洗涤3次,用2N碳酸氢钠洗涤3次,再用水洗涤3次,然后在无水硫酸镁上干燥。将溶剂在减压下蒸出,并将残余物进行硅胶柱色谱分离(洗脱液:庚烷/乙酸乙酯)以得到2.7g粗制的(4-丙基苯基)甲基·3,5-二氟-4-三氟甲基苯基醚。将该产物从乙醇/乙酸乙酯(1/1)混合溶剂中重结晶以得到1.7g(收率:56.7%)标题化合物。质谱分析的数据充分证实了它的结构。质谱分析结果:331(M+1)根据实施例9的方法制备了下列化合物(No.378-No.399):实施例10
制备(反式-4-戊基环己基)甲基·3-氟-4-三氟甲氧基苯基醚(以通式(1)表示的化合物No.400,式中R是C5H11,m和n都是0,A1是反式-1,4-亚环己基,Z1是-CH2O-,X是OCF3,Y是H)
首先,在室温下于25分钟内将含有1.4g(7.1mmol)3-氟-4-三氟甲氧基苯酚的14ml二甲基甲酰胺(DMF)溶液滴加到0.17g(7.1mmol)氢化钠和3ml DMF的混合物中,然后在室温下反应1小时。
随后,向该混合物中添加催化量的碘化钾,然后在室温下于5分钟内将5ml含有1.9g(7.9mmol)反式-4-戊基-溴甲基环己烷的DMF溶液滴加到该混合物中。滴加完毕后,将其在80℃下反应5小时。反应完毕后,向该反应产物中添加10ml水,然后用30ml乙酸乙酯进行萃取。将这样得到的有机层用2N盐酸洗涤3次,用2N碳酸氢钠洗涤3次,再用水洗涤3次,然后在无水硫酸镁上干燥。将溶剂在减压下蒸出,并将残余物进行硅胶柱色谱分离(洗脱液:庚烷/乙酸乙酯)以得到2.4g粗制的(反式-4-戊基己基)甲基·3-氟-4-三氟甲氧基苯基醚。将该产物从乙醇/乙酸乙酯(1/1)混合溶剂中重结晶以得到1.8g(收率:69.2%)标题化合物。
质谱分析的数据充分证实了它的结构。
质谱分析结果:363(M+1)
制备(反式-4-(反式-4-丙基环己基)环己基)甲基·3,5-二氟-4-三氟甲基苯基醚(以通式(1)表示的化合物No.424,式中R是C3H7,m是1,n是0,A1和A2都是反式-1,4-亚环己基,Z1是-CH2O-,Z2是共价键,X是CF3,Y是F)
首先,在室温下于20分钟内将含有1.4g(7.1mmol)3,5-二氟-4-三氟甲基苯酚的14ml DMF溶液滴加到0.17g(7.1mmol)氢化钠和3ml DMF的混合物中,然后在室温下反应1小时。
随后,向该混合物中添加催化量的碘化钾,然后在室温下于5分钟内将5ml含有2.3g(7.8mmol)反式,反式-4’-丙基-4-溴甲基二环己烷的DMF溶液滴加到该混合物中。滴加完毕后,将其在80℃下反应5小时。反应完毕后,向该反应产物中添加10ml水,然后用30ml乙酸乙酯进行萃取。将这样得到的有机层用2N盐酸洗涤3次,用2N碳酸氢钠洗涤3次,再用水洗涤3次,然后在无水硫酸镁上干燥。将溶剂在减压下蒸出,并将残余物进行硅胶柱色谱分离(洗脱液:庚烷/乙酸乙酯)以得到2.6g粗制的(反式-4-(反式4-戊基环己基)环己基)甲基·3,5-二氟-4-三氟甲基苯基醚。将该产物从乙醇/乙酸乙酯(1/1)混合溶剂中重结晶以得到2.3g(收率:77.8%)标题化合物。
质谱分析的数据充分证实了它的结构。
质谱分析结果:419(M+1)
根据实施例11的方法制备了下列化合物(No.425-No.448):实施例12
制备(反式-4-丁基环己基)甲基·3’,5’-二氟-4’-三氟甲基联苯-4-基醚(以通式(1)表示的化合物No.449,式中R是C4H9,m是1,n是0,A1是1,4-亚苯基,A2是反式-1,4-亚环己基,Z1是共价键,Z2是-CH2O-,X是CF3,Y是F)
首先,在室温下于20分钟内将含有1.7g(6.2mmol)3’,5’-二氟-4’-三氟甲基-4-羟基联苯的17ml DMF溶液滴加到0.15g(6.2mmol)氢化钠和3ml DMF的混合物中,然后在室温下反应1小时。
随后,向该混合物中添加催化量的碘化钾,然后在室温下于5分钟内将5ml含有1.6g(6.8mmol)反式-4-丁基-溴甲基环己烷的DMF溶液滴加到该混合物中。滴加完毕后,将其在80℃下反应5小时。反应完毕后,向该反应产物中添加10ml水,然后用30ml乙酸乙酯进行萃取。将这样得到的有机层用2N盐酸洗涤3次,用2N碳酸氢钠洗涤3次,再用水洗涤3次,然后在无水硫酸镁上干燥。将溶剂在减压下蒸出,并将残余物进行硅胶柱色谱分离(洗脱液:庚烷/乙酸乙酯)以得到2.4g粗制的(反式-4-丁基环己基)甲基·3’,5’-二氟-4’-三氟甲基联苯-4-基醚。将该产物从乙醇/乙酸乙酯(1/1)混合溶剂中重结晶以得到1.9g(收率:73.1%)标题化合物。
质谱分析的数据充分证实了它的结构。
制备(反式-4-(反式-4-丙基环己基)环己基)甲基·3’,5’-二氟-4’-三氟甲基联苯-4-基醚(以通式(1)表示的化合物No.473,式中R是C3H7,m和n都是1,A1是1,4-亚苯基,A2和A3都是反式-1,4-亚环己基,Z1和Z3都是共价键,Z2是-CH2O-,X是CF3,Y是F)
首先,在室温下于20分钟内将含有1.5g(5.5mmol)3’,5’-二氟-4’-三氟甲基-4-羟基联苯的15ml DMF溶液滴加到0.13g(5.5mmol)氢化钠和3ml DMF的混合物中,然后在室温下反应1小时。
随后,向该混合物中添加催化量的碘化钾,然后在室温下于5分钟内将5ml含有1.8g(6.0mmol)反式,反式-4’-丙基-4-溴甲基二环己烷的DMF溶液滴加到该混合物中。滴加完毕后,将其在80℃下反应5小时。反应完毕后,向该反应产物中添加10ml水,然后用50ml乙酸乙酯进行萃取。将这样得到的有机层用2N盐酸洗涤3次,用2N碳酸氢钠洗涤3次,再用水洗涤3次,然后在无水硫酸镁上干燥。将溶剂在减压下蒸出,并将残余物进行硅胶柱色谱分离(洗脱液:庚烷/乙酸乙酯)以得到2.5g粗制的(反式-4-(反式-4-丙基环己基)环己基)甲基-3’,5’-二氟-4’-三氟甲基联苯-4-基醚。将该产物从乙醇/乙酸乙酯(1/1)混合溶剂中重结晶以得到1.8g(收率:66.7%)标题化合物。
质谱分析的数据充分证实了它的结构。
质谱分析结果:495(M+1)根据实施例13的方法制备了下列化合物(No.474-No.497):
将本发明的液晶化合物用作液晶组合物的组分的实例表示如下。在各应用实施例中,NI代表清亮点(℃),Δε代表介电各向异性值,
Δn代表光学各向异性值,η代表20℃时的粘度(mPa·s),V10代表阈电压(V)。实施例14(应用实施例1)
包括氰基苯基环己烷型液晶化合物的液晶组合物具有以下特定组成4-(反式-4-丙基环己基)苯甲腈 24%(重量)4-(反式-4-戊基环己基)苯甲腈 36%(重量)4-(反式-4-庚基环己基)苯甲腈 25%(重量)4-(反式-4-戊基环己基)-4’-氰基联苯 15%(重量)并具有以下参数:
NI:72.4,Δε:11.0,Δn:0.137,η:26.9,晶胞厚度为9微米的V10:1.78
将85%(重量)的上述组合物与15%(重量)的化合物No.205混合以制得向列液晶组合物。这样得到的液晶组合物的参数如下:
NI:75.1,Δε:55.7,Δn;0.144,η:38.7,晶胞厚度为8.8微米的V10:1.29
尽管将该组合物留在-20℃的冰箱中,甚至经过60天后也未观察到结晶沉淀。实施例15(应用实施例2)
除了采用化合物No.277代替化合物No.205以外,重复实施例14以得到向列液晶组合物。这样得到的液晶组合物的参数如下:
NI:75.4,Δε:16.8,Δn:0.139,η:37.4,晶胞厚度为8.8微米的V10:1.40
尽管将该组合物留在-20℃的冰箱中,甚至经过60天后也未观察到结晶沉淀。实施例16(应用实施例3)
在组合物实例39中所示的向列液晶组合物的参数如下:
NI:94.3,Δε:8.2,Δn:0.164,η:16.0,晶胞厚度为8.8微米的V10:1.91实施例17(应用实施例4)
在组合物实例40中所示的向列液晶组合物的参数如下:
NI:82.3,Δε:12.1,Δn:0.151,η:23.5,晶胞厚度为8.9微米的V10:1.49实施例18(应用实施例5)
在组合物实例41中所示的向列液晶组合物的参数如下:
NI:71.3,Δε:25.1,Δn:0.160,η:25.1,晶胞厚度为8.8微米的V10:0.85实施例19(应用实施例6)
在组合物实例42中所示的向列液晶组合物的参数如下:
NI:100.7,Δε:4.4,Δn:0.216,η:34.0,晶胞厚度为9.0微米的V10:2.39实施例20(应用实施例7)
在组合物实例43中所示的向列液晶组合物的参数如下:
NI:76.2,Δε:13.6,Δn:0.125,η:42.6,晶胞厚度为8.9微米的V10:1.33实施例21(应用实施例8)
在组合物实例44中所示的向列液晶组合物的参数如下:
NI:84.1,Δε:18.1,Δn:0.137,η:36.8,晶胞厚度为8.9微米的V10:1.20实施例22(应用实施例9)
在组合物实例45中所示的向列液晶组合物的参数如下:
NI:74.5,Δε:10.9,Δn:0.132,η:22.7,晶胞厚度为8.8微米的V10:1.36实施例23(应用实施例10)
在组合物实例46中所示的向列液晶组合物的参数如下:
NI:82.0,Δε:6.4,Δn:0.094,η:25.2,晶胞厚度为8.8微米的V10:1.90实施例24(应用实施例11)
在组合物实例47中所示的向列液晶组合物的参数如下:
NI:84.9,Δε:7.1,Δn:0.135,η:27.7,晶胞厚度为8.9微米的V10:1.69实施例25(应用实施例12)
在组合物实例48中所示的向列液晶组合物的参数如下:
NI:100.3,Δε:4.1,Δn:0.091,η:28.0,晶胞厚度为8.8微米的V10:2.31实施例26(应用实施例13)
在组合物实例49中所示的向列液晶组合物的参数如下:
NI:92.0,Δε:5.4,Δn:0.093,η:21.8,晶胞厚度为9.0微米的V10:2.32实施例27(应用实施例14)
在组合物实例50中所示的向列液晶组合物的参数如下:
NI:101.6,Δε:10.5,Δn:0.098,η:39.2,晶胞厚度为8.9微米的V10:1.53
如上所述,本发明的任一种液晶组合物都具有大的介电各向异性。此外,可以看出该化合物的阈电压随温度的变化特别小,而且在低温下对其他液晶材料的溶解性也可以提高。
因此,当采用本发明的化合物作为液晶组合物的组分时,通过适当选择构成分子的单元即六元环、取代基和/或连接基团,除了对其他液晶组合物的极好溶解性特点以外,还可以提供具有所需物理特性的新型液晶组合物。
Claims (13)
式中R代表具有1-10个碳原子的烷基或烷氧基,或具有2-10个碳原子的链烯基,如果决不使两个或多个亚甲基连续地被氧原子取代,那么该链烯基中的任一个亚甲基(-CH2-)可以被氧原子(-O-)取代;m和n独立地为0或1;A1、A2和A3独立地为反式-1,4-亚环己基、其环上的一个或多个氢原子可以被F取代的1,4-亚苯基,嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基,或1,3-二噁烷-2,5-二基,如果Z1、Z2和Z3中的至少一个代表酯键、-CH2O-或-OCH2-,那么,Z1、Z2和Z3独立地代表-COO-、-OCO-、-(CH2)2-、-CH2O-、-OCH2-或共价键;X代表CF3、CF2H、CFH2、OCF3、OCF2H或CN,Y代表H或F,
其条件是,当X为CN,n为0,而m为1时,则A2为反式-1,4-亚环己基,A1是其环上的一个或多个氢原子被F取代的1,4-亚苯基,Z2代表共价键,Z1为酯键,Y代表F;
当X为CN,n为0,而m为0时,则R代表具有2至10个碳原子的链烯基,在链烯基中的任何亚烷基-CH2-可以被氧原子-O-取代,但是不能两个或多个亚烷基连续被氧原子取代,这里Z1为酯键,Y代表F。
2.根据权利要求1的液晶化合物,其中m和n是0。
3.根据权利要求1的液晶化合物,其中m是1,n是0。
4.根据权利要求1的液晶化合物,其中m和n都是1。
5.根据权利要求2的液晶化合物,其中A1是其环上的一个或多个氢原子可以被F取代的1,4-亚苯基。
6.根据权利要求2的液晶化合物,其中A1是反式-1,4-亚环己基。
7.根据权利要求3的液晶化合物,其中A2是反式-1,4-亚环己基。
8.根据权利要求4的液晶化合物,其中A2和A3都是反式-1,4-亚环己基,Z3是共价键。
9.根据权利要求7的液晶化合物,其中A1是其环上的一个或多个氢原子可以被F取代的1,4-亚苯基,Z2是共价键。
10.根据权利要求7的液晶化合物,其中A1是反式-1,4-亚环己基,Z2是共价键。
11.根据权利要求7的液晶化合物,其中A1是其环上的一个或多个氢原子可以被F取代的1,4-亚苯基,Z1是酯键,Z2是-(CH2)2-或共价键,X是CN,Y是F。
12.根据权利要求8的液晶化合物,其中A1是其环上的一个或多个氢原子可以被F取代的1,4-亚苯基,Z2是共价键。
13.根据权利要求8的液晶化合物,其中A1是反式-1,4-亚环己基或其环上的一个或多个氢原子可以被F取代的1,4-亚苯基,Z1是共价键。
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Owner name: JNC CORPORATION Free format text: FORMER NAME: CHISSO CORPORATION |
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Granted publication date: 20020731 |
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