CN109563409A - 液晶显示元件、显示装置 - Google Patents
液晶显示元件、显示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109563409A CN109563409A CN201780048545.1A CN201780048545A CN109563409A CN 109563409 A CN109563409 A CN 109563409A CN 201780048545 A CN201780048545 A CN 201780048545A CN 109563409 A CN109563409 A CN 109563409A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- replace
- formula
- carbon number
- hydrogen
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
-
- 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
- C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
- C09K19/54—Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
- C09K19/56—Aligning agents
-
- 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
-
- 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
- C09K19/3068—Cyclohexane rings in which the rings are linked by a chain containing carbon and oxygen atoms, e.g. esters or ethers chain containing -COO- or -OCO- groups
-
- 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
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133742—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers for homeotropic alignment
-
- 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
- G02F1/1343—Electrodes
- G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
-
- 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
- C09K2019/0425—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a specific unit that results in a functional effect
-
- 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
- C09K2019/0444—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group
- C09K2019/0448—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group the end chain group being a polymerizable end group, e.g. -Sp-P or acrylate
-
- 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
- C09K19/12—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings at least two benzene rings directly linked, e.g. biphenyls
- C09K2019/121—Compounds containing phenylene-1,4-diyl (-Ph-)
- C09K2019/122—Ph-Ph
-
- 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
- C09K19/12—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings at least two benzene rings directly linked, e.g. biphenyls
- C09K2019/121—Compounds containing phenylene-1,4-diyl (-Ph-)
- C09K2019/123—Ph-Ph-Ph
-
- 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
-
- 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)
- C09K2019/301—Cy-Cy-Ph
-
- 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)
- C09K2019/3016—Cy-Ph-Ph
-
- 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)
- C09K2019/3021—Cy-Ph-Ph-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)
- C09K2019/3027—Compounds comprising 1,4-cyclohexylene and 2,3-difluoro-1,4-phenylene
-
- 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
- C09K19/3028—Cyclohexane rings in which at least two rings are linked by a carbon chain containing carbon to carbon single bonds
- C09K2019/3036—Cy-C2H4-Ph
-
- 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
- C09K19/34—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
- C09K19/3402—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having oxygen as hetero atom
- C09K2019/3422—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having oxygen as hetero atom the heterocyclic ring being a six-membered ring
-
- 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
- C09K2323/00—Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
-
- 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
- C09K2323/00—Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
- C09K2323/02—Alignment layer characterised by chemical composition
Abstract
本发明为一种液晶显示元件,其具有可使用元件的温度范围广、响应时间短、电压保持率高、阈电压低、对比度比大、寿命长之类的特性。本发明的液晶显示元件包括:第1基板;形成于所述第1基板上的多个像素电极;第2基板;形成于所述第2基板上的与所述像素电极相向的相向电极;所述像素电极与所述相向电极之间的含有液晶组合物的液晶层;以及由包含作为所述液晶组合物的一成分的取向性单体的聚合物所形成,且分别形成于所述第1基板侧及所述第2基板侧的取向控制层。所述取向性单体为具有由至少一个环所构成的液晶原部位与极性基的聚合性极性化合物,因而本发明的液晶显示元件可不形成取向膜而通过取向控制层来使液晶组合物中的液晶性化合物进行垂直取向。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示元件。更详细而言,涉及一种含有含聚合性极性化合物且介电各向异性为正或负的液晶组合物的液晶显示元件。
背景技术
液晶显示元件中,基于液晶分子的运作模式的分类为相变(phase change,PC)、扭转向列(twisted nematic,TN)、超扭转向列(super twisted nematic,STN)、电控双折射(electrically controlled birefringence,ECB)、光学补偿弯曲(opticallycompensated bend,OCB)、共面切换(in-plane switching,IPS)、垂直取向(verticalalignment,VA)、边缘场切换(fringe field switching,FFS)、电场感应光反应取向(field-induced photo-reactive alignment,FPA)等模式。基于元件的驱动方式的分类为无源矩阵(passive matrix,PM)及有源矩阵(active matrix,AM)。PM被分类为静态式(static)、多路复用式(multiplex)等,AM被分类为薄膜晶体管(thin film transistor,TFT)、金属-绝缘体-金属(metal insulator metal,MIM)等。TFT的分类为非晶硅(amorphous silicon)及多晶硅(polycrystal silicon)。后者根据制造工序而分类为高温型与低温型。基于光源的分类为利用自然光的反射型、利用背光的透过型、及利用自然光与背光这两者的半透过型。
液晶显示元件含有具有向列相的液晶组合物。所述组合物具有适当的特性。通过提高所述组合物的特性,可获得具有良好特性的AM元件。将两者的特性中的关联汇总于下述表1中。基于市售的AM元件来对组合物的特性进一步进行说明。向列相的温度范围与元件可使用的温度范围相关联。向列相的优选的上限温度为约70℃以上,而且向列相的优选的下限温度为约-10℃以下。组合物的粘度与元件的响应时间相关联。为了以元件显示动态图像(moving image),优选的是响应时间短。理想的是响应时间短于1毫秒。因此,优选为组合物的粘度小。更优选为低温下的粘度小。
[表1]
表1:组合物与AM元件的特性
1)可缩短对液晶显示元件注入组合物的时间
组合物的光学各向异性与元件的对比度比相关联。根据元件的模式,而需要大的光学各向异性或小的光学各向异性,即适当的光学各向异性。组合物的光学各向异性(Δn)与元件的单元间隙(d)的积(Δn×d)被设计成使对比度比为最大。适当的积的值依存于运作模式的种类。在TN那样的模式的元件中,所述值为约0.45μm。在VA模式的元件中,所述值为约0.30μm至约0.40μm的范围,在IPS模式或FFS模式的元件中,所述值为约0.20μm至约0.30μm的范围。这些情况下,对于单元间隙小的元件而言,优选为具有大的光学各向异性的组合物。组合物的介电各向异性大有助于使元件的阈电压低、消耗电力小及对比度比大。因此,优选为正或负的介电各向异性大。组合物的比电阻大有助于使元件的电压保持率大与对比度比大。因此,优选为在初始阶段中不仅在室温下,而且在接近于向列相的上限温度的温度下也具有大的比电阻的组合物。优选为在长时间使用后,不仅在室温下,而且在接近于向列相的上限温度的温度下也具有大的比电阻的组合物。组合物对紫外线及热的稳定性与元件的寿命相关联。当所述稳定性高时,元件的寿命长。此种特性对于液晶投影仪、液晶电视等中使用的AM元件而言优选。
聚合物稳定取向(polymer sustained alignment,PSA)型的液晶显示元件中,使用含有聚合物的液晶组合物。首先,将添加有少量聚合性化合物的组合物注入至元件中。继而,一边对所述元件的基板之间施加电压,一边对组合物照射紫外线。聚合性化合物进行聚合而在组合物中生成聚合物的网眼结构。所述组合物中,可利用聚合物来控制液晶分子的取向,故元件的响应时间缩短,图像的残像得到改善。具有TN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS、FPA之类的模式的元件中可期待聚合物的此种效果。
通用的液晶显示元件中,液晶分子的垂直取向是通过聚酰亚胺取向膜来达成。另一方面,不具有取向膜的液晶显示元件中,使用含有极性化合物及聚合物的液晶组合物。首先,将添加有少量的极性化合物及少量的聚合性化合物的组合物注入至元件中。此处,通过极性化合物的作用而液晶分子被取向。继而,一边对所述元件的基板之间施加电压,一边对组合物照射紫外线。此处,聚合性化合物进行聚合,并使液晶分子的取向稳定化。所述组合物中,可利用极性化合物及聚合物来控制液晶分子的取向,故元件的响应时间缩短,图像的残像得到改善。进而,不具有取向膜的元件中不需要形成取向膜的工序。由于不存在取向膜,故不存在元件的电阻因取向膜与组合物的相互作用而降低的情况。具有TN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS、FPA之类的模式的元件中可期待由极性化合物与聚合物的组合所产生的此种效果。
迄今为止,作为可在不具有取向膜的液晶显示元件中使液晶分子进行垂直取向的化合物,已合成有多种在末端具有-OH基的化合物。在专利文献1中记载有一种在末端具有-OH基的联苯化合物(S-1)。然而,关于所述化合物,虽然使液晶分子进行垂直取向的能力高,但用于液晶显示元件时的电压保持率不够大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2014/090362号
专利文献2:国际公开第2014/094959号
专利文献3:国际公开第2013/004372号
专利文献4:国际公开第2012/104008号
专利文献5:国际公开第2012/038026号
专利文献6:日本专利特开昭50-35076号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的课题在于提供一种液晶显示元件,所述液晶显示元件通过含有如下液晶组合物而具有可使用元件的温度范围广、响应时间短、电压保持率高、阈电压低、对比度比大、寿命长之类的特性,所述液晶组合物含有具有化学稳定性高、使液晶分子取向的能力高、对液晶组合物的溶解度高,且用于液晶显示元件时的电压保持率大的极性化合物,而且满足向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学各向异性适当、正或负的介电各向异性大、比电阻大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高、弹性常数大等特性中的至少一种。
解决问题的技术手段
本发明人等人为解决所述课题而对各种液晶组合物进行了研究,结果发现:若在液晶组合物中含有具有由至少一个环所构成的液晶原部位与极性基的聚合性极性化合物,则在通过将液晶组合物导入至元件中后,一边对电极间施加电压一边照射活性能量线来使液晶组合物中的所述聚合性化合物聚合的方式中,不在基板上设置通用的液晶显示元件中使用的聚酰亚胺取向膜之类的现有取向膜便可解决所述课题,从而完成了本申请发明。
本发明的第1方案的液晶显示元件包括:第1基板;形成于所述第1基板上的多个像素电极;第2基板;形成于所述第2基板上的与所述像素电极相向的相向电极;所述像素电极与所述相向电极之间的含有液晶组合物的液晶层;以及由包含作为所述液晶组合物的一成分的取向性单体的聚合物所形成,且分别形成于所述第1基板侧及所述第2基板侧的取向控制层,所述取向性单体为具有由至少一个环所构成的液晶原部位与极性基的聚合性极性化合物。
若以此种方式构成,则可不形成取向膜而通过取向控制层来使液晶组合物中的液晶性化合物进行垂直取向。
本发明的第2方案的液晶显示元件为根据所述本发明的第1方案所述的液晶显示元件,其中所述液晶原部位包含环己烷环。
若以此种方式构成,则可进一步提高作为电特性的电压保持率(VHR)。
本发明的第3方案的液晶显示元件为根据所述本发明的第1方案或第2方案所述的液晶显示元件,其中所述取向性单体为由下述通式(1α)所表示的化合物。
本发明的第4方案的液晶显示元件为根据所述本发明的第1方案或第2方案所述的液晶显示元件,其中所述取向性单体为由下述通式(1β)所表示的化合物。
本发明的第5方案的液晶显示元件为根据所述本发明的第1方案或第2方案所述的液晶显示元件,其中所述取向性单体为由下述通式(1γ)所表示的化合物。
本发明的第6方案的液晶显示元件为根据所述本发明的第1方案或第2方案所述的液晶显示元件,其中所述取向性单体为由下述通式(1δ-1)所表示的化合物。
本发明的第7方案的液晶显示元件为根据所述本发明的第1方案或第2方案所述的液晶显示元件,其中所述取向性单体为由下述通式(1ε)所表示的化合物。
R1-MES-Sp1-P1 (1ε)
本发明的第8方案的液晶显示元件为根据所述本发明的第1方案至第7方案中任一方案所述的液晶显示元件,其中包含所述取向性单体的聚合物为与反应性单体的共聚物。
若以此种方式构成,则可通过使用反应性单体来提高反应性(聚合性)。
本发明的第9方案的液晶显示元件为根据所述本发明的第1方案至第8方案中任一方案所述的液晶显示元件,其中所述取向控制层具有10nm~100nm的厚度。
本发明的第10方案的液晶显示元件为根据所述本发明的第1方案至第9方案中任一方案所述的液晶显示元件,其中所述液晶组合物所含有的液晶性化合物的至少一种具有负的介电各向异性。
本发明的第11方案的液晶显示元件为根据所述本发明的第1方案至第10方案中任一方案所述的液晶显示元件,其中通过所述取向控制层,所述液晶组合物所含有的液晶性化合物的分子取向相对于所述基板的面而为垂直取向,所述垂直取向的与所述基板的角度为90°±10°。
本发明的第12方案的液晶显示元件为根据所述本发明的第1方案至第11方案中任一方案所述的液晶显示元件,其中所述液晶组合物所含有的液晶性化合物的分子取向是对每个像素进行取向分割。
本发明的第13方案的液晶显示元件为根据所述本发明的第1方案至第12方案中任一方案所述的液晶显示元件,其不具有取向膜。所谓“取向膜”,是指将液晶性化合物注入至元件之前形成于基板的聚酰亚胺取向膜等具有取向控制功能的膜。
如以此种方式构成,则在元件的制造工序中不需要形成取向膜的工序。
本发明的第14方案的显示装置包括:根据所述本发明的第1方案至第13方案中任一方案所述的液晶显示元件;及背光。
如以此种方式构成,则成为适于液晶电视等显示装置的显示装置。
发明的效果
本发明的优点在于提供一种液晶显示元件,所述液晶显示元件通过含有如下液晶组合物而具有可使用元件的温度范围广、响应时间短、电压保持率高、阈电压低、对比度比大、寿命长之类的特性,所述液晶组合物含有具有化学稳定性高、使液晶分子取向的能力高、对液晶组合物的溶解度高,且用于液晶显示元件时的电压保持率大的聚合性的极性化合物,而且满足向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学各向异性适当、正或负的介电各向异性大、比电阻大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高、弹性常数大等特性中的至少一种。
附图说明
[图1]是表示作为取向性单体的聚合性极性化合物5通过极性基与基板表面的相互作用而排列于彩色滤光片基板1与阵列基板2上的状态的元件11的概略图(未图示电极层),通过聚合反应而形成取向控制层。
[图2]是表示作为取向性单体的聚合性极性化合物5通过极性基与基板表面的相互作用而排列于彩色滤光片基板1与阵列基板2上的状态的元件12的概略图(未图示电极层),通过聚合反应而导入作为反应性单体的聚合性化合物6并形成取向控制层。
[图3]是现有的具有取向膜且包含聚合性化合物的元件21的概略图(未图示电极层)。
具体实施方式
所述申请基于在日本在2016年8月3日提出申请的日本专利特愿2016-153266号,其内容作为本申请的内容而形成本申请的一部分。本发明可通过以下的详细说明而进一步完全理解。本发明的进一步的应用范围通过以下的详细说明而明确。然而,详细的说明及特定的实例为本发明的理想实施方式,仅出于说明的目的而记载。其原因在于:根据所述详细的说明,在本发明的精神与范围内,各种变更、改变对于所属技术领域中技术人员而言显而易见。申请人并不意图献出所记载的实施方式的全部,改变、代替案中语句上可能并不包含于权利要求内者也为均等论下的发明的一部分。
所述说明书中的用语的使用方法如下所述。有时将“液晶组合物”及“液晶显示元件”的用语分别简称为“组合物”及“元件”。“液晶显示元件”是液晶显示面板以及液晶显示模块的总称。“液晶性化合物”是具有向列相、近晶相等液晶相的化合物及虽不具有液晶相但出于调节向列相的温度范围、粘度、介电各向异性之类的特性的目的而混合于组合物中的化合物的总称。所述化合物具有例如1,4-亚环己基或1,4-亚苯基之类的六元环,且其分子结构为棒状(rod like)。“聚合性化合物”是出于使组合物中生成聚合物的目的而添加的化合物。“极性化合物”通过极性基与基板表面相互作用来援助液晶分子进行排列。
液晶组合物是通过将多种液晶性化合物混合来制备。液晶性化合物的比例(含量)是由基于所述液晶组合物的重量的重量百分率(重量%)来表示。在所述液晶组合物中视需要而添加光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、色素、消泡剂、聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、极性化合物之类的添加物。添加物的比例(添加量)与液晶性化合物的比例同样地,由基于液晶组合物的重量的重量百分率(重量%)来表示。有时也使用重量百万分率(ppm)。聚合引发剂及聚合抑制剂的比例是例外地基于聚合性化合物的重量来表示。
有时将式(1)所表示的化合物简称为“化合物(1)”。“化合物(1)”是指式(1)所表示的一种化合物、两种化合物的混合物或三种以上化合物的混合物。所述规则也适用于选自式(2)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物等。由六边形包围的B1、C1、F等记号分别对应于环B1、环C1、环F等。六边形表示环己烷环或苯环之类的六元环或萘环之类的稠环。横穿所述六边形的斜线表示环上的任意的氢可经-Sp1-P1等基团取代。e等下标表示经取代的基团的数量。当下标为0时,不存在此种取代。
将末端基R11的记号用于多种成分化合物。这些化合物中,任意的两个R11所表示的两个基团可相同,或也可不同。例如,有化合物(2)的R11为乙基,化合物(3)的R11为乙基的情况。也有化合物(2)的R11为乙基,化合物(3)的R11为丙基的情况。所述规则也适用于其他末端基、环、键结基等的记号。式(8)中,当i为2时,存在两个环D1。所述化合物中,两个环D1所表示的两个基团可相同,或也可不同。所述规则也适用于i大于2时的任意两个环D1。所述规则也适用于其他环、键结基等的记号。
“至少一个‘A’”的表述是指‘A’的数量为任意。“至少一个‘A’可经‘B’取代”的表述是指当‘A’的数量为一个时,‘A’的位置为任意,当‘A’的数量为两个以上时,它们的位置也可无限制地选择。所述规则也适用于“至少一个‘A’经‘B’取代”的表述。“至少一个A可经B、C或D取代”的表述是指包括以下情况:至少一个A经B取代的情况;至少一个A经C取代的情况;及至少一个A经D取代的情况;进而,多个A经B、C、D的至少两者取代的情况。例如,至少一个-CH2-(或-(CH2)2-)可经-O-(或-CH=CH-)取代的烷基包括:烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基、烷氧基烯基、烯氧基烷基。此外,连续的两个-CH2-经-O-取代而成为如-O-O-那样的情况欠佳。烷基等中,甲基部分(-CH2-H)的-CH2-经-O-取代而成为-O-H的情况也欠佳。
卤素是指氟、氯、溴或碘。优选的卤素为氟或氯。更优选的卤素为氟。烷基为直链状或分支状,不含环状烷基。直链状烷基通常优于分支状烷基。烷氧基、烯基等末端基也同样如此。为了提高向列相的上限温度,与1,4-亚环己基相关的立体构型是反式优于顺式。2-氟-1,4-亚苯基是指下述的两种二价基。化学式中,氟可为朝左(L),也可为朝右(R)。所述规则也适用于四氢吡喃-2,5-二基之类的通过自环去除两个氢而生成的非对称的二价基。
本发明的液晶显示元件在液晶组合物中包含:作为取向性单体发挥功能且具有由至少一个环所构成的液晶原部位与极性基的聚合性极性化合物。至少一个环优选为环己烷环。所述聚合性极性化合物在本说明书中被称为化合物(1)。进而,在言及结构的详情的情况下等,视需要加以区分而称为化合物(1α)、化合物(1β)、化合物(1γ)、化合物(1δ)、化合物(1ε)。
以下,依序
关于化合物(1),说明《1.化合物(1α)的例示》、《2.化合物(1α)的方案》、《3.化合物(1α)的合成》、《4.化合物(1β)的例示》、《5.化合物(1β)的方案》、《6.化合物(1β)的合成》、《7.化合物(1γ)的例示》、《8.化合物(1γ)的方案》、《9.化合物(1γ)的合成》、《10.化合物(1δ)的例示》、《11.化合物(1δ)的方案》、《12.化合物(1δ)的合成》、《13.化合物(1ε)的例示》、《14.化合物(1ε)的方案》、《15.化合物(1ε)的合成》;
关于包含化合物(1)的组合物,说明《16.液晶组合物》;
关于含有所述组合物的元件,说明《17.液晶显示元件》。
《1.化合物(1α)的例示》
在下述项中例示化合物(1α)。
项1.一种化合物,其是由式(1α)表示。
式(1α)中,
R1为碳数1~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
MES为具有至少一个环的液晶原基;
Sp1为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
M1及M2独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基;
R2为由式(1αa)、式(1αb)或式(1αc)所表示的基团。
式(1αa)、式(1αb)及式(1αc)中,
Sp2及Sp3独立地为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
S1为>CH-或>N-;
S2为>C<或>Si<;
X1为由-OH、-NH2、-OR3、-N(R3)2、式(x1)、-COOH、-SH、-B(OH)2或-Si(R3)3所表示的基团,此处,R3为氢或碳数1~10的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代,式(x1)中的w为1、2、3或4。
项2.根据项1所述的化合物,其是由式(1α-1)表示。
式(1α-1)中,
R1为碳数1~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
环A1及环A4独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、芴-2,7-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,6-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟、氯、碳数1~12的烷基、碳数2~12的烯基、碳数1~11的烷氧基或碳数2~11的烯氧基取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
Z1为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
Sp1为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
M1及M2独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基;
a为0、1、2、3或4;
R2为由式(1αa)或式(1αb)所表示的基团。
式(1αa)及式(1αb)中,
Sp2及Sp3独立地为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
S1为>CH-或>N-;
X1为由-OH、-NH2、-OR3、-N(R3)2、式(x1)、-COOH、-SH、-B(OH)2或-Si(R3)3所表示的基团,此处,R3为氢或碳数1~10的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代,式(x1)中的w为1、2、3或4。
项3.根据项1或项2所述的化合物,其是由式(1α-2)表示。
式(1α-2)中,
R1为碳数1~15的烷基、碳数2~15的烯基、碳数1~14的烷氧基或碳数2~14的烯氧基,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
环A1及环A4独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟、氯、碳数1~12的烷基、碳数2~12的烯基、碳数1~11的烷氧基或碳数2~11的烯氧基取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
Z1为单键、-(CH2)2-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-或-CF=CF-;
Sp1及Sp2独立地为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-COO-或-OCO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
M1及M2独立地为氢、氟、碳数1~5的烷基或至少一个氢经氟取代的碳数1~5的烷基;
X1为由-OH、-NH2、-OR3、-N(R3)2、式(x1)、-COOH、-SH、-B(OH)2或-Si(R3)3所表示的基团,此处,R3为氢或碳数1~10的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代,式(x1)中的w为1、2、3或4;
a为0、1、2、3或4。
项4.根据项1至项3中任一项所述的化合物,其是由式(1α-3)至式(1α-6)的任一者表示。
式(1α-3)至式(1α-6)中,
R1为碳数1~15的烷基、碳数2~15的烯基、碳数1~14的烷氧基或碳数2~14的烯氧基,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
环A1、环A2、环A3及环A4独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟、氯、碳数1~7的烷基、碳数2~7的烯基或碳数1~6的烷氧基取代;
Z1、Z2及Z3独立地为单键、-(CH2)2-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-或-CF=CF-;
Sp1及Sp2独立地为单键或碳数1~7的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-COO-或-OCO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
M1及M2独立地为氢、氟、甲基、乙基或三氟甲基;
X1为由-OH、-NH2、-OR3、-N(R3)2、式(x1)或-Si(R3)3所表示的基团,此处,R3为氢或碳数1~5的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代,式(x1)中的w为1、2、3或4。
项5.根据项1至项4中任一项所述的化合物,其是由式(1α-7)至式(1α-10)的任一者表示。
式(1α-7)至式(1α-10)中,
R1为碳数1~10的烷基、碳数2~10的烯基或碳数1~9的烯氧基,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
环A1、环A2、环A3及环A4独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟、氯、碳数1~5的烷基、碳数2~5的烯基或碳数1~4的烷氧基取代;
Z1、Z2及Z3独立地为单键、-(CH2)2-或-CH=CH-;
Sp1为单键或碳数1~7的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代;
Sp2为碳数1~7的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
X1为-OH、-NH2或-N(R3)2,此处,R3为氢或碳数1~5的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代。
项6.根据项1至项5中任一项所述的化合物,其是由式(1α-11)至式(1α-14)的任一者表示。
式(1α-11)至式(1α-14)中,
R1为碳数1~10的烷基、碳数2~10的烯基或碳数1~9的烷氧基,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
环A1、环A2、环A3及环A4独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟或碳数1~5的烷基取代;
Z1、Z2及Z3独立地为单键或-(CH2)2-;
Sp1为单键或碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
Sp2为碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
X1为-OH、-NH2或-N(R3)2,此处,R3为氢或碳数1~5的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代。
项7.根据项1至项6中任一项所述的化合物,其是由式(1α-15)至式(1α-31)的任一者表示。
式(1α-15)至式(1α-31)中,
R1为碳数1~10的烷基、碳数2~10的烯基或碳数1~9的烷氧基,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
Z1、Z2及Z3独立地为单键或-(CH2)2-;
Sp1为单键或碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
Sp2为碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9及L10独立地为氢、氟、甲基或乙基;
Y1、Y2、Y3及Y4独立地为氢或甲基;
X1为-OH、-NH2或-N(R3)2,此处,R3为氢或碳数1~4的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代。
项8.根据项1至项7中任一项所述的化合物,其是由式(1α-32)至式(1α-43)的任一者表示。
式(1α-32)至式(1α-43)中,
R1为碳数1~10的烷基;
Sp1为单键或碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
Sp2为碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8及L9独立地为氢、氟、甲基或乙基;
Y1及Y2独立地为氢或甲基;
X1为-OH、-NH2或-N(R3)2,此处,R3为氢或碳数1~4的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代。
项9.根据项1至项8中任一项所述的化合物,其是由式(1α-44)至式(1α-63)的任一者表示。
式(1α-44)至式(1α-63)中,
R1为碳数1~10的烷基;
Sp1为单键或碳数1~3的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
Sp2为碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
L1、L2、L3、L4及L5独立地为氢、氟、甲基或乙基;
Y1及Y2独立地为氢或甲基;
R3为氢、甲基或乙基。
《2.化合物(1α)的方案》
化合物(1α)的特征在于具有由至少一个环所构成的液晶原部位、及经羟基烷基等极性基所取代的丙烯酰氧基。化合物(1α)由于极性基与基板表面以非共价键的形式进行相互作用,故有用。用途之一为液晶显示元件中所使用的液晶组合物用添加物。化合物(1α)是出于控制液晶分子的取向的目的而添加。此种添加物优选为在密封于元件的条件下化学性稳定,具有对液晶组合物的高溶解度,而且用于液晶显示元件时的电压保持率大。化合物(1α)很大程度上满足此种特性。
对化合物(1α)的优选例进行说明。化合物(1α)中的R1、MES、Sp1、R2、M1或M2的优选例也适用于化合物(1α)的下位式。化合物(1α)中,可通过适当地组合这些基团的种类而任意地调整特性。化合物的特性不存在大的差异,故化合物(1α)可包含较天然丰度的量更多的2H(氘)、13C等同位素。
式(1α)中,R1为碳数1~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代。
式(1α)中,优选的R1为碳数1~15的烷基、碳数2~15的烯基、碳数1~14的烷氧基或碳数2~14的烯氧基。更优选的R1为碳数1~10的烷基、碳数2~10的烯基或碳数1~9的烷氧基。特别优选的R1为碳数1~10的烷基。
式(1α)中,MES为具有至少一个环的液晶原基。液晶原基为所属技术领域中技术人员所熟知。液晶原基是指当化合物具有液晶相(中间相)时,有助于液晶相的形成的部分。化合物(1α)的优选例为化合物(1α-1)。
式(1α-1)中,优选的环A1或环A4为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟、氯、碳数1~12的烷基、碳数2~12的烯基、碳数1~11的烷氧基或碳数2~11的烯氧基取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代。更优选的环A1或环A4为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟或碳数1~5的烷基取代。特别优选的环A1或环A4为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、全氢环戊[a]菲-3,17-二基,这些环中,例如如1-甲基-1,4-亚环己基、2-乙基-1,4-亚环己基、2-氟-1,4-亚苯基那样,至少一个氢可经氟、甲基或乙基取代。
式(1α-1)中,Z1为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代。
式(1α-1)中,优选的Z1为单键、-(CH2)2-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-或-CF=CF-。更优选的Z1为单键、-(CH2)2-或-CH=CH-。特别优选的Z1为单键。
式(1α-1)中,a为0、1、2、3或4。优选的a为0、1、2或3。更优选的a为0、1或2。
式(1α)中,Sp1为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代。
式(1α)中,优选的Sp1为单键、碳数1~5的亚烷基或一个-CH2-经-O-取代的碳数1~5的亚烷基。更优选的Sp1为单键、碳数1~3的亚烷基或一个-CH2-经-O-取代的碳数1~3的亚烷基。
式(1α)中,M1及M2独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基。优选的M1或M2为氢、氟、甲基、乙基或三氟甲基。更优选的M1或M2为氢。
式(1α)中,R2为由式(1αa)、式(1αb)或式(1αc)所表示的基团。优选的R2为由式(1αa)或式(1αb)所表示的基团。更优选的R2为由式(1αa)所表示的基团。
式(1αa)、式(1αb)及式(1αc)中,Sp2及Sp3独立地为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代。
式(1αa)、式(1αb)及式(1αc)中,优选的Sp2或Sp3为碳数1~7的亚烷基或一个-CH2-经-O-取代的碳数1~5的亚烷基。更优选的Sp2或Sp3为碳数1~5的亚烷基或一个-CH2-经-O-取代的碳数1~5的亚烷基。特别优选的Sp2或Sp3为-CH2-。
式(1αa)、式(1αb)及式(1αc)中,S1为>CH-或>N-;S2为>C<或>Si<。优选的S1为>CH-或>N-,优选的S2为>C<。式(1b)优于式(1c)。
式(1αa)、式(1αb)及式(1αc)中,X1为由-OH、-NH2、-OR3、-N(R3)2、式(x1)、-COOH、-SH、-B(OH)2或-Si(R3)3所表示的基团,此处,R3为氢或碳数1~10的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代,式(x1)中的w为1、2、3或4。
式(1αa)、式(1αb)及式(1αc)中,优选的X1为由-OH、-NH2、-OR3、-N(R3)2、式(x1)或-Si(R3)3所表示的基团,此处,R3为氢或碳数1~5的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代,式(x1)中的w为1、2、3或4。更优选的X1为-OH、-NH2或-N(R3)2。特别优选的X1为-OH。
《3.化合物(1α)的合成》
对化合物(1α)的合成法进行说明。化合物(1α)可通过将公知的有机合成化学的方法适当组合来合成。也可参照《有机合成(Organic Syntheses)》(约翰·威利父子出版公司(John Wiley&Sons,Inc))、《有机反应(Organic Reactions)》(约翰·威利父子出版公司(John Wiley&Sons,Inc))、《综合有机合成(Comprehensive Organic Synthesis)》(培格曼出版社(Pergamon Press))、《新实验化学讲座》(丸善)等成书。
《4.化合物(1β)的例示》
在下述项中例示化合物(1β)。
项21.一种化合物,其是由式(1β)表示。
式(1β)中,
R1为碳数1~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
MES为具有至少一个环的液晶原基;
Sp1为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
R2、M1、M2及M3独立地为氢、卤素或碳数1~10的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代。
项22.根据项21所述的化合物,其是由式(1β-1)表示。
式(1β-1)中,
R1为碳数1~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
环A1及环A4独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、芴-2,7-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,6-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟、氯、碳数1~12的烷基、碳数2~12的烯基、碳数1~11的烷氧基或碳数2~11的烯氧基取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
Z1为单键或碳数1~4的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
Sp1为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
R2、M1、M2及M3独立地为氢、卤素或碳数1~8的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
a为0、1、2、3或4;
当a为0且环A4为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基时,R1为碳数5~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
当a为0且环A4为全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基时,M1为卤素或碳数1~8的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代。
项23.根据项21或项22所述的化合物,其是由式(1β-3)至式(1β-6)的任一者表示,
式(1β-3)至式(1β-6)中,
R1为碳数1~15的烷基、碳数2~15的烯基、碳数1~14的烷氧基或碳数2~14的烯氧基,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
环A1、环A2、环A3及环A4独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟、氯、碳数1~7的烷基、碳数2~7的烯基或碳数1~6的烷氧基取代;
Z1、Z2及Z3独立地为单键、-(CH2)2-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-或-CF=CF-;
Sp1为单键或碳数1~7的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-COO-或-OCO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
R2、M1、M2及M3独立地为氢或碳数1~8的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
式(1β-3)中,当环A4为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基时,R1为碳数5~15的烷基、碳数5~15的烯基、碳数4~14的烷氧基或碳数4~14的烯氧基,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
式(1β-3)中,当环A4为全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基时,M1为碳数1~8的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代。
项24.根据项21至项23中任一项所述的化合物,其是由式(1β-3)至式(1β-6)的任一者表示。
式(1β-3)至式(1β-6)中,
M2及M3为氢;
R1为碳数1~10的烷基、碳数2~10的烯基或碳数1~9的烷氧基;
环A1、环A2、环A3及环A4独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟或碳数1~5的烷基取代;
Z1、Z2及Z3独立地为单键或-(CH2)2-;
Sp1为单键或碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
M1及R2独立地为氢或碳数1~5的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
式(1β-3)中,当环A4为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基时,R1为碳数5~10的烷基、碳数5~10的烯基或碳数4~9的烷氧基;
式(1β-3)中,当环A4为全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基时,M1为碳数1~5的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代。
项25.根据项21至项24中任一项所述的化合物,其是由式(1β-7)至式(1β-20)的任一者表示。
式(1β-7)至式(1β-20)中,
R1为碳数1~10的烷基、碳数2~10的烯基或碳数1~9的烷氧基;
Z1、Z2及Z3独立地为单键或-(CH2)2-;
Sp1为单键或碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11、L12、L13及L14独立地为氢、氟、甲基或乙基;
Y1、Y2、Y3及Y4独立地为氢或甲基、
M1为氢或碳数1~5的烷基;
M4为碳数1~5的烷基;
R2为氢、甲基或乙基。
项26.根据项21至项24中任一项所述的化合物,其是由式(1β-21)至式(1β-29)的任一者表示。
式(1β-21)至式(1β-29)中,
R1为碳数1~10的烷基;
Sp1为单键或碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11及L12独立地为氢、氟、甲基或乙基;
Y1及Y2独立地为氢或甲基、
M1为氢、甲基或乙基;
M4为甲基或乙基;
R2为氢或甲基。
项27.根据项21至项24中任一项所述的化合物,其是由式(1β-30)至式(1β-36)的任一者表示。
式(1β-30)至式(1β-36)中,
R1为碳数1~10的烷基;
Sp1为单键或碳数1~3的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
L1、L2、L3、L4及L5独立地为氢、氟、甲基或乙基;
Y1及Y2独立地为氢或甲基;
R2为氢或甲基。
《5.化合物(1β)的方案》
化合物(1β)的特征在于具有由至少一个环所构成的液晶原部位、及丙烯酰胺基。化合物(1β)由于极性基与基板表面以非共价键的形式进行相互作用,故有用。用途之一为液晶显示元件中所使用的液晶组合物用添加物。化合物(1β)是出于控制液晶分子的取向的目的而添加。此种添加物优选为在密封于元件的条件下化学性稳定,具有对液晶组合物的高溶解度,而且用于液晶显示元件时的电压保持率大。化合物(1β)很大程度上满足此种特性。
对化合物(1β)的优选例进行说明。化合物(1β)中的R1、MES、Sp1、M1、R2、M2或M3的优选例也适用于化合物(1β)的下位式。化合物(1β)中,可通过适当地组合这些基团的种类而任意地调整特性。化合物的特性不存在大的差异,故化合物(1β)可包含较天然丰度的量更多的2H(氘)、13C等同位素。
式(1β)中,R1为碳数1~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代。
式(1β)中,优选的R1为碳数1~15的烷基、碳数2~15的烯基、碳数1~14的烷氧基或碳数2~14的烯氧基。更优选的R1为碳数1~10的烷基、碳数2~10的烯基或碳数1~9的烷氧基。特别优选的R1为碳数1~10的烷基。
式(1β)中,MES为具有至少一个环的液晶原基。液晶原基为所属技术领域中技术人员所熟知。液晶原基是指当化合物具有液晶相(中间相)时,有助于液晶相的形成的部分。化合物(1β)的优选例为化合物(1β-1)。
式(1β-1)中,优选的环A1或环A4为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟、氯、碳数1~12的烷基、碳数2~12的烯基、碳数1~11的烷氧基或碳数2~11的烯氧基取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代。更优选的环A1或环A4为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟或碳数1~5的烷基取代。特别优选的环A1或环A4为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢也可经氟、甲基或乙基取代。
式(1β-1)中,Z1为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代。
式(1β-1)中,优选的Z1为单键、-(CH2)2-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-或-CF=CF-。更优选的Z1为单键、-(CH2)2-或-CH=CH-。特别优选的Z1为单键。
式(1β-1)中,a为0、1、2、3或4。优选的a为0、1、2或3。更优选的a为0、1或2。
式(1β)中,Sp1为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代。
式(1β)中,优选的Sp1为单键、碳数1~5的亚烷基或一个-CH2-经-O-取代的碳数1~5的亚烷基。更优选的Sp1为单键、碳数1~3的亚烷基或一个-CH2-经-O-取代的碳数1~3的亚烷基。
式(1β)中,M2及M3独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基。优选的M2或M3为氢、氟、甲基、乙基或三氟甲基。更优选的M2或M3为氢。
式(1β)中,R2为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基。优选的R2为氢、甲基、乙基。更优选的R2为氢。
式(1β)中,M1为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基。优选的M1为氢、氟、甲基、乙基或三氟甲基。更优选的M1为甲基。
《6.化合物(1β)的合成》
对化合物(1β)的合成法进行说明。化合物(1β)可通过将公知的有机合成化学的方法适当组合来合成。也可参照《有机合成(Organic Syntheses)》(约翰·威利父子出版公司(John Wiley&Sons,Inc))、《有机反应(Organic Reactions)》(约翰·威利父子出版公司(John Wiley&Sons,Inc))、《综合有机合成(Comprehensive Organic Synthesis)》(培格曼出版社(Pergamon Press))、《新实验化学讲座》(丸善)等成书。
《7.化合物(1γ)的例示》
在下述项中例示化合物(1γ)。
项41.一种化合物,其是由式(1γ)表示。
式(1γ)中,
R1、R2、R3独立地为氢或碳数1~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-S-或-NH-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
n独立地为0、1或2;
环A4为亚环己基、亚环己烯基、亚苯基、萘、十氢萘、四氢萘、四氢吡喃、1,3-二噁烷、嘧啶或吡啶,环A1及环A5独立地为环己基、环己烯基、苯基、1-萘基、2-萘基、四氢吡喃-2-基、1,3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基或吡啶-2-基,
这些环中,至少一个氢可经氟、氯、碳数2~12的烯基、碳数1~11的烷氧基或碳数2~11的烯氧基取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
Z1及Z5独立地为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
Sp1、Sp2及Sp3独立地为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
a及b独立地为0、1、2、3或4,而且a及b的和为1、2、3或4;
c、d及e独立地为0、1、2、3或4;
c、d及e的和为2、3或4;
P1、P2及P3独立地为式(P-1)所表示的聚合性基。
式(P-1)中,
M1及M2独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基;
R4为选自式(1γa)、式(1γb)及式(1γc)所表示的基团中的基团。
式(1γa)、式(1γb)及式(1γc)中,
Sp5及Sp6独立地为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
S1为>CH-或>N-;
S2为>C<或>Si<;
X1独立地为由-OH、-NH2、-OR5、-N(R5)2、-COOH、-SH、-B(OH)2或-Si(R5)3所表示的基团,此处,R5为氢或碳数1~10的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代。
项42.根据项41所述的化合物,其中在式(P-1)中,R4为由式(1γa)或式(1γb)所表示的基团。
项43.根据项41或项42所述的化合物,其中在式(1γ)中,R4由式(1γa)表示,c、d及e为0、1、2或3,c、d及e的和为2、3或4。
项44.根据项41至项43中任一项所述的化合物,其是由式(1γ-1)至式(1γ-6)的任一者表示。
式(1γ-1)至式(1γ-6)中,
R1、R2及R3独立地为氢、碳数1~12的烷基、碳数2~12的烯基、碳数1~11的烷氧基或碳数2~11的烯氧基,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
环A1、环A2、环A3、环A4、环A5及环A6独立地为亚环己基、亚环己烯基、亚苯基、萘、四氢吡喃或1,3-二噁烷,这些环中,至少一个氢可经氟、氯、碳数1~10的烷基、碳数2~10的烯基、碳数1~9的烷氧基或碳数2~9的烯氧基取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
Z1、Z2、Z3、Z5及Z6独立地为单键或碳数1~8的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-COO-或-OCO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
Sp1、Sp2、Sp3及Sp4独立地为单键或碳数1~8的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-COO-或-OCO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
c、d、e及f独立地为0、1、2、3,c、d、e及f的和为2、3或4。其中,式(1γ-1)至式(1γ-3)中,d为2或3;
P1、P2、P3及P4独立地为式(P-1)所表示的聚合性基。
式(P-1)中,
M1及M2独立地为氢、卤素、碳数1~4的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~4的烷基;
Sp5为单键或碳数1~8的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
X1为由-OH、-NH2、-OR5、-N(R5)2或-Si(R5)3所表示的基团,此处,R5为氢或碳数1~8的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代。
项45.根据项44所述的化合物,其中在式(1γ-1)至式(1γ-6)中
R1、R2及R3独立地为氢、碳数1~10的烷基、碳数2~10的烯基、碳数1~9的烷氧基或碳数2~9的烯氧基,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
环A1、环A2、环A3、环A4、环A5及环A6独立地为亚环己基、亚环己烯基、亚苯基、萘或四氢吡喃,这些环中,至少一个氢可经氟、氯、碳数1~6的烷基、碳数2~6的烯基或碳数2~5的烷氧基取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
Z1、Z2、Z3、Z5及Z6独立地为单键或碳数1~6的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-COO-或-OCO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢或可经氟取代;
Sp1、Sp2、Sp3及Sp4独立地为单键或碳数1~6的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
c、d、e及f独立地为0、1、2、3,c、d、e及f的和为2、3或4。其中,式(1γ-1)至式(1γ-3)中,d为2、3;
P1、P2、P3及P4独立地为式(P-1)所表示的聚合性基。
式(P-1)中,
M1及M2独立地为氢、碳数1或3的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1或3的烷基;
Sp5为单键或碳数1~6的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代,
X1为由-OH、-NH2所表示的基团。
项46.根据项41至项45中任一项所述的化合物,其是由式(1γ-7)至式(1γ-21)的任一者表示。
式(1γ-7)至式(1γ-21)中,
R1、R2及R3独立地为氢、碳数1~8的烷基、碳数2~8的烯基、碳数1~7的烷氧基或碳数2~7的烯氧基;
环A1、环A2、环A3、环A4、环A5独立地为亚环己基、亚环己烯基、亚苯基,这些环中,至少一个氢可经氟、氯、碳数1~5的烷基、碳数2~5的烯基或碳数1~4的烷氧基取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
L1、L2、L3、L4、L5、L7、L8、L10、L12、L13、L15、L16、L17、L18、L19及L20独立地为氟、甲基或乙基;
Sp1、Sp2、Sp3及Sp4独立地为单键或碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
c、d、e及f独立地为0、1或2,c、d、e及f的和为2、3或4。其中,式(1γ-7)至式(1γ-9)中,d为2;
P1、P2、P3及P4独立地为式(P-1)所表示的聚合性基。
式(P-1)中,
M1及M2独立地为氢、氟、甲基、乙基或三氟甲基;
Sp5为单键或碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
X1为由-OH、-NH2所表示的基团。
项47.在式(1γ-7)~式(1γ-21)中,R1、R2及R3独立地为氢、碳数1~8的烷基、碳数2~8的烯基、碳数1~7的烷氧基或碳数2~7的烯氧基;
环A1、环A2、环A3、环A4、环A5独立地为亚环己基、亚环己烯基、亚苯基,这些环中,至少一个氢可经氟、碳数1~3的烷基、碳数2~3的烯基或碳数1~2的烷氧基取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
L1、L2、L3、L4、L5、L7、L8、L10、L12、L13、L15、L16、L17、L18、L19、L20独立地为氟、甲基或乙基;
Sp1、Sp2、Sp3及Sp4独立地为单键或碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
c、d、e及f独立地为0、1或2,c、d、e及f的和为2、3或4。其中,式(1γ-7)至式(1γ-9)中,d为2;
P1、P2、P3及P4独立地为式(P-1)所表示的聚合性基。
式(P-1)中,
M1及M2独立地为氢、氟、甲基或乙基;
Sp5为单键或碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
X1为由-OH、-NH2所表示的基团。
项48.根据项41至项47中任一项所述的化合物,其是由式(1γ-22)至式(1γ-34)的任一者表示。
式(1γ-22)至式(1γ-34)中,
R1、R2、为碳数1~7的烷基、碳数2~7的烯基、碳数1~6的烷氧基或碳数2~6的烯氧基;
L6、L7、L8、L9、L10、L11、L13、L15、L16、L17、L18、L19、L20、L21、L22、L23独立地为氢、氟、甲基或乙基;
Sp1、Sp2及Sp3独立地为单键或碳数1~3的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
P1、P2及P3独立地为式(P-1)所表示的聚合性基。
式(P-1)中,
M1及M2独立地为氢、氟或甲基;
Sp5为单键或碳数1~3的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代。
《8.化合物(1γ)的方案》
化合物(1γ)的特征在于具有由至少一个环所构成的液晶原部位、及多个极性基。化合物(1γ)由于极性基与基板表面以非共价键的形式进行相互作用,故有用。用途之一为液晶显示元件中所使用的液晶组合物用添加物。化合物(1γ)是出于控制液晶分子的取向的目的而添加。此种添加物优选为在密封于元件的条件下化学性稳定,具有对液晶组合物的高溶解度,而且用于液晶显示元件时的电压保持率大。化合物(1γ)很大程度上满足此种特性。
对化合物(1γ)的优选例进行说明。化合物(1γ)中的R1、R2、R2、R3、Z1、Z2、Z3、A1、A4、A5、Sp1、Sp2、Sp3、P1、P2、P3、的优选例也适用于化合物(1γ)的下位式。化合物(1γ)中,可通过适当地组合这些基团的种类而任意地调整特性。化合物的特性不存在大的差异,故化合物(1γ)可包含较天然丰度的量更多的2H(氘)、13C等同位素。
式(1γ)中,R1为碳数1~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代。
式(1γ)中,优选的R1为碳数1~15的烷基、碳数2~15的烯基、碳数1~14的烷氧基或碳数2~14的烯氧基。更优选的R1为碳数1~10的烷基、碳数2~10的烯基或碳数1~9的烷氧基。特别优选的R1为碳数1~10的烷基。
式(1γ)中,环A1、环A4及环A5独立地为亚环己基、亚环己烯基、亚苯基、萘、十氢萘、四氢萘、四氢吡喃、1,3-二噁烷、嘧啶或吡啶,这些环中,至少一个氢可经卤素、碳数1~12的烷基、碳数1~12的烷氧基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~12的烷基取代。
式(1γ)中,优选的环A1、环A4或环A5为亚环己基、亚环己烯基、亚苯基、萘、四氢吡喃或1,3-二噁烷,这些环中,至少一个氢可经氟、氯、碳数1~5的烷基或碳数1~4的烷氧基取代。更优选的环A1、环A4或环A5为亚环己基、亚苯基、至少一个氢经氟取代的亚苯基或至少一个氢经碳数1~3的烷基取代的亚苯基。特别优选的环A1、环A4或环A5为亚环己基、亚苯基、至少一个氢经甲基取代的亚苯基、至少一个氢经乙基取代的亚苯基。
式(1γ)中,Z1及Z5独立地为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代。
式(1γ)中,优选的Z1或Z5为单键、-(CH2)2-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-或-CF=CF-。更优选的Z1或Z5为单键。
式(1γ)中,Sp1、Sp2或Sp3独立地为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代。
式(1γ)中,优选的Sp1、Sp2或Sp3为单键、碳数1~5的亚烷基或一个-CH2-经-O-取代的碳数1~5的亚烷基。更优选的Sp1、Sp2或Sp3为单键、碳数1~3的亚烷基或一个-CH2-经-O-取代的碳数1~3的亚烷基。特别优选的Sp1、Sp2或Sp3为-CH2-、-(CH2)2-、-(CH2)3-或-O(CH2)2-。
式(1γ)中,P1、P2及P3独立地为式(P-1)所表示的聚合性基。
式(P-1)中,M1及M2独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基。为了提高反应性,优选的M1、M2为氢或甲基。更优选的M1、M2为氢。
式(P-1)中,R4为由式(1γa)、式(1γb)及式(1γc)所表示的基团所表示的基团。
优选的R4为由式(1γa)或式(1γb)所表示的基团。更优选的R4为由式(1γa)所表示的基团。
式(1γa)、式(1γb)及式(1γc)中,Sp5及Sp6独立地为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代。
式(1γa)、式(1γb)及式(1γc)中,优选的Sp5及Sp6为单键、碳数1~5的亚烷基或一个-CH2-经-O-取代的碳数1~5的亚烷基。更优选的Sp4或Sp5为单键、碳数1~5的亚烷基或一个-CH2-经-O-取代的碳数1~5的亚烷基。特别优选的Sp5及Sp6为单键、-CH2-、-(CH2)2-、-(CH2)3-或-O(CH2)2-。
式(1γa)、式(1γb)及式(1γc)中,S1为>CH-或>N-;S2为>C<或>Si<。优选的S1为>CH-或>N-,优选的S2为>C<。S1优于S2。
式(1γa)、式(1γb)及式(1γc)中,X1为由-OH、-NH2、-OR3、-N(R3)2、-COOH、-SH、-B(OH)2或-Si(R3)3所表示的基团,此处,R3为氢或碳数1~10的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代。
式(1γa)、式(1γb)及式(1γc)中,优选的X1为由-OH、-NH2或-Si(R3)3所表示的基团,此处,R3为碳数1~5的烷基或碳数1~4的烷氧基。更优选的X1为-OH、-NH2、-Si(OCH3)3或-Si(OC2H5)3。特别优选的X1为-OH。
式(1γ)中,a及b独立地为0、1、2、3或4,而且a及b的和为1、2、3或4。优选的a及b的组合为(a=1,b=0)、(a=0,b=1)、(a=2,b=0)、(a=1,b=1)、(a=0,b=2)、(a=3,b=0)、(a=2,b=1)、(a=1,b=2)或(a=0,b=3)。更优选的a及b的组合为(a=1,b=0)、(a=2,b=0)、(a=1,b=1)、(a=3,b=0)、(a=2,b=1)或(a=1,b=2)。特别优选的a及b的组合为(a=1,b=0)或(a=2,b=0)。
式(1γ)中,d为0、1、2、3或4。优选的d为2或3,更优选的d为2。
式(1γ)中,c及e独立地为0、1、2、3或4。优选的c或e为0。
《9.化合物(1γ)的合成》
对化合物(1γ)的合成法进行说明。化合物(1γ)可通过将公知的有机合成化学的方法适当组合来合成。也可参照《有机合成(Organic Syntheses)》(约翰·威利父子出版公司(John Wiley&Sons,Inc))、《有机反应(Organic Reactions)》(约翰·威利父子出版公司(John Wiley&Sons,Inc))、《综合有机合成(Comprehensive Organic Synthesis)》(培格曼出版社(Pergamon Press))、《新实验化学讲座》(丸善)等成书。
《10.化合物(1δ)的例示》
在下述项中例示化合物(1δ)。
项61.一种化合物,其是由式(1δ-1)表示。
式(1δ-1)中,
R1为碳数1~15的烷基,所述R1中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,至少一个氢可经卤素取代;
环A1及环A2独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、芴-2,7-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,6-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟、氯、碳数1~12的烷基、碳数2~12的烯基、碳数1~11的烷氧基或碳数2~11的烯氧基取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
a为0、1、2、3或4;
Z1为单键或碳数1~6的亚烷基,所述Z1中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,至少一个氢可经氟或氯取代;
Sp1为单键或碳数1~10的亚烷基,所述Sp1中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,至少一个氢可经卤素取代,这些基团中,至少一个氢经选自式(1δa)所表示的基团中的基团取代;
式(1δa)中,
Sp12为单键或碳数1~10的亚烷基,所述Sp12中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,至少一个氢可经卤素取代;
M11及M12独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基:
R12为碳数1~15的烷基,所述R12中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,至少一个氢可经卤素取代:
式(1δ-1)中,
P11为选自式(1δe)及式(1δf)所表示的基团中的基团;
式(1δe)及式(1δf)中,
Sp13为单键或碳数1~10的亚烷基,所述Sp13中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
Sp14独立地为单键或碳数1~10的亚烷基,所述Sp14中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,至少一个氢可经卤素取代;
M13及M14独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基:
X1为-OH、-NH2、-OR15、-N(R15)2、-COOH、-SH、-B(OH)2或-Si(R15)3;
-OR15、-N(R15)2及-Si(R15)3中,
R15为氢或碳数1~10的烷基,所述R15中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-取代,至少一个氢可经卤素取代。
项62.根据项61所述的化合物,其是由式(1δ-2)至式(1δ-21)表示。
式(1δ-2)至式(1δ-21)中,
R1为碳数1~10的烷基;
Z1、Z12及Z13独立地为单键、-CH2CH2-或-(CH2)4-;
Sp12、Sp13及Sp14独立地为单键或碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11及L12独立地为氢、氟、甲基或乙基;
l为1、2、3、4、5或6。
《11.化合物(1δ)的方案》
化合物(1δ)通过极性基的作用而吸附于基板表面,并控制液晶分子的取向。为了获得所期望的效果,化合物(1δ)必须具有与液晶性化合物的高相容性。化合物(1δ)具有1,4-亚环己基或1,4-亚苯基之类的六元环,且具有棒状的分子结构、或在分子结构的一个末端具有分支状的结构,被认为可提升相容性,故最适于所述目的。化合物(1δ)通过聚合而形成聚合物。所述聚合物由于使液晶分子的取向稳定化,故缩短元件的响应时间,而且改善图像的残像。
对化合物(1δ)的优选形态进行说明。式(1δ-1)中,X1为极性基。化合物(1δ-1)因添加至组合物中,故优选为稳定。当将化合物(1δ)添加至组合物中时,优选为所述化合物不会降低元件的电压保持率。化合物(1δ-1)优选为具有低的挥发性。优选的摩尔质量为130g/mol以上。更优选的摩尔质量为150g/mol~700g/mol的范围。优选的化合物(1δ)具有丙烯酰氧基(-OCO-CH=CH2)、甲基丙烯酰氧基(-OCO-(CH3)C=CH2)之类的聚合性基。
式(1δ-1)中,X1为由-OH、-NH2、-OR15、-N(R15)2或-Si(R15)3所表示的基团,此处,R15为氢或碳数1~5的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代。就对液晶组合物的高溶解度的观点而言,X1特别优选为-OH或-NH2。-OH因具有高的锚固力,故优于-O-、-CO-或-COO-。特别优选为具有多个杂原子(氮、氧)的基团。具有此种极性基的化合物即便为低浓度,也有效。
式(1δ-1)中,R1为碳数1~15的烷基,所述R1中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,至少一个氢可经卤素取代。
式(1δ-1)中,环A1及环A2独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、芴-2,7-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,6-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟、氯、碳数1~12的烷基、碳数2~12的烯基、碳数1~11的烷氧基或碳数2~11的烯氧基取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代。优选的环A1或环A2为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、萘-2,6-二基或3-乙基-1,4-亚苯基。
式(1δ-1)中,Z1为单键或碳数1~6的亚烷基,所述Z1中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,至少一个氢可经氟或氯取代。优选的Z1为单键、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-或-OCO-。更优选的Z1为单键。
式(1δ-1)中,Sp1为单键或碳数1~10的亚烷基,所述Sp1中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,至少一个氢可经卤素取代,这些基团中,至少一个氢经选自式(1δa)所表示的基团中的基团取代;
式(1δa)中,Sp12为单键或碳数1~10的亚烷基,所述Sp12中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,至少一个氢可经卤素取代;
式(1δa)中,M11及M12独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基;
式(1δa)中,R12为碳数1~15的烷基,所述R12中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,至少一个氢可经卤素取代。优选的Sp1为单键。
式(1δ-1)中,P11为选自式(1δe)及式(1δf)所表示的基团中的基团;
式(1δe)及式(1δf)中,
Sp13为单键或碳数1~10的亚烷基,所述Sp13中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
Sp14独立地为单键或碳数1~10的亚烷基,所述Sp14中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,至少一个氢可经卤素取代;
M13及M14独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基:
X1为-OH、-NH2、-OR15、-N(R15)2、-COOH、-SH、-B(OH)2或-Si(R15)3;
-OR15、-N(R15)2及-Si(R15)3中,
R15为氢或碳数1~10的烷基,所述R15中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-取代,至少一个氢可经卤素取代。
式(1δ-1)中,a为0、1、2、3或4。优选的a为0、1或2。
式(1δ-2)至式(1δ-21)中,
R1为碳数1~10的烷基;
Z1、Z12及Z13独立地为单键、-CH2CH2-或-(CH2)4-;Sp12、Sp13及Sp14独立地为单键或碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11及L12独立地为氢、氟、甲基或乙基。
优选的化合物(1δ)为项62所述的化合物(1δ-2)至化合物(1δ-21)。这些化合物中,优选为取向性单体的至少一种为化合物(1δ-2)、化合物(1δ-3)、化合物(1δ-4)、化合物(1δ-11)、化合物(1δ-19)或化合物(1δ-21)。优选为取向性单体的至少两种为化合物(1δ-2)及化合物(1δ-3)、或化合物(1δ-3)及化合物(1δ-4)的组合。
《12.化合物(1δ)的合成》
化合物(1δ)的合成法记载于实施例的项中。
《13.化合物(1ε)的例示》
在下述项中例示化合物(1ε)。
项81.一种化合物,其是由式(1ε)表示。
R1-MES-Sp1-P1 (1ε)
式(1ε)中,
R1为碳数1~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
MES为具有至少一个环的液晶原基;
Sp1为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代,这些基团中,至少一个氢经选自式(1εa)、式(1εb)、式(1εc)及式(1εd)所表示的基团中的基团取代;
式(1εa)、式(1εb)、式(1εc)及式(1εd)中,
Sp2为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
M1及M2独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基:
R2为氢或碳数1~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代:
式(1ε)中,
P1为选自式(1εe)及式(1εf)所表示的基团中的基团;
式(1εe)及式(1εf)中,
Sp3为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
M3及M4独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基:
X1为-OH、-NH2、-OR5、-N(R5)2、-COOH、-SH、-B(OH)2或-Si(R5)3;
R3为选自式(1εg)、式(1εh)及式(1εi)所表示的基团中的基团;
式(1εg)、式(1εh)及式(1εi)中,
Sp4及Sp5独立地为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
S1为>CH-或>N-;
S2为>C<或>Si<;
X1为-OH、-NH2、-OR5、-N(R5)2、-COOH、-SH、-B(OH)2或-Si(R5)3;
-OR5、-N(R5)2及-N(R5)2中,
R5为氢或碳数1~10的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代。
项82.根据项81所述的化合物,其是由式(1ε-1)表示。
式(1ε-1)中,
R1为碳数1~12的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
环A1及环A2独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、芴-2,7-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,6-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟、氯、碳数1~12的烷基、碳数2~12的烯基、碳数1~11的烷氧基或碳数2~11的烯氧基取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
a为0、1、2、3或4;
Z1为单键或碳数1~6的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
Sp1为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代,这些基团中,至少一个氢经式(1εa)所表示的聚合性基取代;
式(1εa)中,
Sp2为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
M1及M2独立地为氢、氟、氯或碳数1~5的烷基或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1~5的烷基;
R2为氢或碳数1~15的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
式(1ε-1)中,
P1为选自式(1εe)及式(1εf)所表示的基团中的基团;
式(1εe)及式(1εf)中,
Sp3为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
M3及M4独立地为氢、氟、氯或碳数1~5的烷基或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1~5的烷基:
X1为-OH、-NH2、-OR5、-N(R5)2、-COOH、-SH或-Si(R5)3;
R3为选自式(1εg)及式(1εh)所表示的基团中的基团;
式(1εg)及式(1εh)中,
Sp4及Sp5独立地为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
S1为>CH-或>N-;
X1为-OH、-NH2、-OR5、-N(R5)2、-COOH、-SH或-Si(R5)3;
-OR5、-N(R5)2及-Si(R5)3中,
R5为氢或碳数1~10的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代。
项83.根据项82所述的化合物,其中在式(1ε-1)中,
Z1为单键、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-或-CF=CF-;
式(1εa)中,
M1及M2独立地为氢、氟、碳数1~5的烷基或至少一个氢经氟取代的碳数1~5的烷基:
式(1εe)中,
M3及M4独立地为氢、氟、碳数1~5的烷基或至少一个氢经氟取代的碳数1~5的烷基:
R3为式(1εg)所表示的基团。
项84.根据项82或项83所述的化合物,其中在式(1ε-1)中,
环A1及环A2独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、芴-2,7-二基、菲-2,7-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟、氯、碳数1~10的烷基、碳数2~10的烯基、碳数1~9的烷氧基或碳数2~9的烯氧基取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
Sp1为单键或碳数1~8的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代,这些基团中,至少一个氢经式(1εa)所表示的基团取代;
式(1εa)中,
Sp2为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
M1及M2独立地为氢、氟、甲基、乙基或三氟甲基;
R2为氢或碳数1~8的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代:
式(1ε-1)中,
P1为选自式(1εe)及式(1εf)所表示的基团中的基团;
式(1εe)及式(1εf)中,
Sp3为单键或碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
M3及M4独立地为氢、氟、甲基、乙基或三氟甲基;
X1为-OH、-NH2或-N(R5)2;
R3为式(1εg)所表示的基团;
-Sp4-X1
(1εg)
式(1εg)中,
Sp4为单键或碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
X1为-OH、-NH2或-N(R5)2;
-N(R5)2中,
R5为氢或碳数1~5的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代。
项85.根据项81所述的化合物,其是由式(1ε-2)或式(1ε-3)表示。
式(1ε-2)及式(1ε-3)中,
R1为碳数1~12的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
环A1及环A2独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、芴-2,7-二基、菲-2,7-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟、碳数1~8的烷基、碳数2~8的烯基、碳数1~7的烷氧基或碳数2~7的烯氧基取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
a为0、1、2、3或4;
l为1、2、3、4、5或6,所述亚烷基的至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
Sp2为单键或碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
M1及M2独立地为氢、氟、甲基、乙基或三氟甲基;
R2为氢或碳数1~5的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代:
Sp3为单键或碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-或-COO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
M3及M4独立地为氢、氟、甲基、乙基或三氟甲基;
Sp4为单键或碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-或-COO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
X1为-OH或-N(R5)2;
-N(R5)2中,
R5为氢或碳数1~5的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟取代。
项86.根据项85所述的化合物,其中在式(1ε-2)及式(1ε-3)中,
R1为碳数1~10的烷基、碳数2~10的烯基或碳数1~9的烷氧基,这些基团中,至少一个氢可经氟取代;
环A1及环A2独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、萘-2,6-基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟或碳数1~5的烷基取代;
a为0、1、2、3或4;
Z1为单键、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH=CH-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-或-OCH2-;
Sp2为单键或碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代;
M1及M2独立地为氢、甲基或乙基;
R2为氢或碳数1~5的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-或可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-或可经-CH=CH-取代:
Sp3为单键或碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代;
M3及M4独立地为氢、氟、甲基或乙基;
Sp4为单键或碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代;
X1为-OH或-N(R5)2;
-N(R5)2中,
R5为氢或碳数1~3的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代。
项87.根据项85所述的化合物,其中在式(1ε-2)及式(1ε-3)中,
R1为碳数1~10的烷基、碳数2~10的烯基或碳数1~9的烷氧基;
环A1及环A2独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基或萘-2,6-二基,这些环中,至少一个氢可经氟或碳数1~5的烷基取代;
a为0、1、2或3;
Z1为单键、-(CH2)2-或-(CH2)4-;
Sp2为单键或碳数1~3的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
M1及M2独立地为氢或甲基;
R2为氢或碳数1~5的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经或-O-取代:
Sp3为单键或碳数1~3的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
M3及M4独立地为氢或甲基;
Sp4为单键或碳数1~3的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
X1为-OH。
项88.根据项81所述的化合物,其是由式(1ε-4)至式(1ε-41)的任一者表示。
式(1ε-4)至式(1ε-41)中,
R1为碳数1~10的烷基;
Z1、Z2及Z3独立地为单键、-(CH2)2-或-(CH2)4-;
Sp2、Sp3及Sp4独立地为碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11及L12独立地为氢、氟、甲基或乙基;
l为1、2、3、4、5或6。
项89.根据项81所述的化合物,其是由式(1ε-42)至式(1ε-60)的任一者表示。
式(1ε-42)至式(1ε-60)中,
R1为碳数1~10的烷基;
Z1、Z2及Z3独立地为单键、-(CH2)2-或-(CH2)4-;
Sp2、Sp3及Sp4独立地为碳数1~5的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11及L12独立地为氢、氟、甲基或乙基;
l为1、2、3、4、5或6。
项90.根据项81所述的化合物,其是由式(1ε-61)至式(1ε-98)的任一者表示。
式(1ε-61)至式(1ε-98)中,
R1为碳数1~10的烷基;
Sp2及Sp3独立地为碳数1~3的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11及L12独立地为氢、氟或甲基;
l为1、2、3或4,所述亚烷基的至少一个-CH2-可经-O-取代。
项91.根据项81所述的化合物,其是由式(1ε-99)至式(1ε-117)的任一者表示。
式(1ε-99)至式(1ε-117)中,
R1为碳数1~10的烷基;
Sp2及Sp3独立地为碳数1~3的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代;
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11及L12独立地为氢、氟或甲基;
l为1、2、3或4,所述亚烷基的至少一个-CH2-可经-O-取代。
《14.化合物(1ε)的方案》
本发明的化合物(1ε)的特征在于具有由至少一个环所构成的液晶原部位、及多个极性基。化合物(1ε)由于极性基与玻璃(或金属氧化物)的基板表面以非共价键的形式进行相互作用,故有用。用途之一为液晶显示元件中所使用的液晶组合物用添加物。化合物(1ε)是出于控制液晶分子的取向的目的而添加。此种添加物优选为在密封于元件的条件下化学性稳定,具有对液晶组合物的高溶解度,而且用于液晶显示元件时的电压保持率大。化合物(1ε)很大程度上满足此种特性。
对化合物(1ε)的优选例进行说明。化合物(1ε)中的R1、MES、Sp1、P1等记号的优选例也适用于化合物(1ε)的下位式。化合物(1ε)中,可通过适当地组合这些基团的种类而任意地调整特性。化合物的特性不存在大的差异,故化合物(1ε)可包含较天然丰度的量更多的2H(氘)、13C等同位素。
R1-MES-Sp1-P1 (1E)
式(1ε)中,R1为氢或碳数1~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-S-或-NH-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代。
式(1ε)中,优选的R1为氢、碳数1~15的烷基、碳数2~15的烯基、碳数1~14的烷氧基或碳数2~14的烯氧基,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代。更优选的R1为氢、碳数1~10的烷基或碳数1~9的烷氧基,这些基团中,至少一个氢可经氟取代。特别优选的R1为碳数1~10的烷基。
式(1ε)中,MES为具有至少一个环的液晶原基。液晶原基为所属技术领域中技术人员所熟知。液晶原基是指当化合物具有液晶相(中间相)时,有助于液晶相的形成的部分。化合物(1ε)的优选例为化合物(1ε-1)。
式(1ε-1)中,优选的环A1或环A2为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟、氯、碳数1~12的烷基、碳数2~12的烯基、碳数1~11的烷氧基或碳数2~11的烯氧基取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代。更优选的环A1或环A2为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟或碳数1~5的烷基取代。特别优选的环A1或环A2为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢也可经氟、甲基或乙基取代。
式(1ε-1)中,Z1为单键或碳数1~4的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
式(1ε-1)中,优选的Z1为单键、-(CH2)2-、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-或-CF=CF-。更优选的Z1或Z2为单键、-(CH2)2-、-COO-或-OCO-。特别优选的Z1或Z2为单键。
式(1ε-1)中,a为0、1、2、3或4。优选的a为0、1、2或3。更优选的a为0、1或2。特别优选的a为1或2。
式(1ε-1)中,Sp1为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代,这些基团中,至少一个以上的氢经式(1εa)所表示的聚合性基取代;
式(1εa)中,
Sp2为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
M1及M2独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基:
R2为氢或碳数1~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代。
式(1ε-1)中,优选的Sp1为碳数1~5的亚烷基或一个-CH2-经-O-取代的碳数1~5的亚烷基。更优选的Sp1为碳数1~3的亚烷基或一个-CH2-经-O-取代的碳数1~3的亚烷基,这些基团中,至少一个氢经式(1εa)所表示的聚合性基取代。
式(1εa)中,优选的Sp2为单键、碳数1~5的亚烷基或一个-CH2-经-O-取代的碳数1~5的亚烷基。更优选的Sp1为单键、碳数1~3的亚烷基或一个-CH2-经-O-取代的碳数1~3的亚烷基。
式(1εa)中,优选的R2为氢或碳数1~5的亚烷基或一个-CH2-经-O-取代的碳数1~5的亚烷基。更优选的R2为氢或碳数1~3的亚烷基或一个-CH2-经-O-取代的碳数1~3的亚烷基。特别优选的R2为氢或甲基。在R2为-CH2-OH的情况下,可通过在分子内存在两个羟基的效果而期待低浓度添加下的垂直取向。
式(1εa)中,M1及M2独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基。为了提高反应性,优选的M1或M2为氢或甲基。更优选的M1或M2为氢。
式(1ε)中,P1为选自式(1εe)及式(1εf)所表示的基团中的基团。
式(1εe)中,R3为选自式(1εg)、式(1εh)及式(1εi)所表示的基团中的基团。
式(1εe)及式(1εf)中,优选的Sp3为碳数1~7的亚烷基或一个-CH2-经-O-取代的碳数1~5的亚烷基。更优选的Sp3为碳数1~5的亚烷基或一个-CH2-经-O-取代的碳数1~5的亚烷基。特别优选的Sp3为-CH2-。
式(1εe)中,M3及M4独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基。为了提高反应性,优选的M3或M4为氢或甲基。更优选的M3或M4为氢。
式(1εe)中,优选的R3为选自式(1εg)、式(1εh)及式(1εi)所表示的极性基的群组中的基团。优选的R3为由式(1g)或式(1h)所表示的极性基。更优选的R3为由式(1g)所表示的极性基。
式(1εg)、式(1εh)及式(1εi)中,优选的Sp4或Sp5为碳数1~7的亚烷基或一个-CH2-经-O-取代的碳数1~5的亚烷基。更优选的Sp4或Sp5为碳数1~5的亚烷基或一个-CH2-经-O-取代的碳数1~5的亚烷基。特别优选的Sp4或Sp5为-CH2-。
式(1εg)及式(1εi)中,S1为>CH-或>N-,而且S2为>C<或>Si<。优选的S1为>CH-,优选的S2为>C<。
式(1εf)、式(1εg)及式(1εi)中,X1为-OH、-NH2、-OR5、-N(R5)2、-COOH、-SH、-B(OH)2或-Si(R5)3,此处,R5为氢或碳数1~10的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代。
优选的X1为-OH、-NH2或-N(R5)2,此处,R5为碳数1~5的烷基或碳数1~4的烷氧基。更优选的X1为-OH、-NH2或-N(R5)2。特别优选的X1为-OH。
《15.化合物(1ε)的合成》
对化合物(1ε)的合成法进行说明。化合物(1ε)可通过将有机合成化学的方法适当组合来合成。未记载合成法的化合物可通过《有机合成(Organic Syntheses)》(约翰·威利父子出版公司(John Wiley&Sons,Inc))、《有机反应(Organic Reactions)》(约翰·威利父子出版公司(John Wiley&Sons,Inc))、《综合有机合成(Comprehensive OrganicSynthesis)》(培格曼出版社(Pergamon Press))、《新实验化学讲座》(丸善)等成书中记载的方法来合成。
·键结基的生成
生成化合物(1ε)中的键结基的方法的例子如下述流程所述。所述流程中,MSG1(或MSG2)为具有至少一个环的一价有机基。多个MSG1(或MSG2)所表示的一价有机基可相同,或也可不同。化合物(1A)至化合物(1G)相当于化合物(1ε)或化合物(1ε)的中间体。
(I)单键的生成
使芳基硼酸(21)与化合物(22)在碳酸盐、四(三苯基膦)钯催化剂的存在下进行反应来合成化合物(1A)。使化合物(23)与正丁基锂进行反应,继而与氯化锌进行反应,在二氯双(三苯基膦)钯催化剂的存在下与化合物(22)进行反应也可合成所述化合物(1A)。
(II)-COO-与-OCO-的生成
使化合物(23)与正丁基锂进行反应,继而与二氧化碳进行反应而获得羧酸(24)。使所述羧酸(24)与自化合物(21)衍生的苯酚(25)在1,3-二环己基碳二酰亚胺(1,3-dicyclohexyl carbodiimide,DCC)与4-二甲基氨基吡啶(4-dimethylamino pyridine,DMAP)的存在下进行脱水,来合成具有-COO-的化合物(1B)。也利用所述方法来合成具有-OCO-的化合物。
(III)-CF2O-与-OCF2-的生成
利用劳森试剂(Lawesson's reagent)将化合物(1B)硫化而获得化合物(26)。利用氟化氢吡啶络合物及N-溴代琥珀酰亚胺(N-bromosuccinimide,NBS)将化合物(26)氟化,来合成具有-CF2O-的化合物(1C)。参照M.黑星(M.Kuroboshi)等人的《化学快报(ChemistryLetters,Chem.Lett.)》1992年第827期。利用(二乙基氨基)三氟化硫((diethylamino)sulfur trifluoride,DAST)将化合物(26)氟化也可合成化合物(1C)。参照W.H.班尼尔(W.H.Bunnelle)等人的《有机化学期刊(Journal of Organic Chemistry,J.Org.Chem.)》1990年第55期第768页。也利用所述方法来合成具有-OCF2-的化合物。
(IV)-CH=CH-的生成
使化合物(22)与正丁基锂进行反应,继而与N,N-二甲基甲酰胺(N,N-dimethylformamide,DMF)进行反应而获得醛(27)。使鏻盐(28)与叔丁醇钾反应所产生的磷叶立德(phosphorus ylide),与醛(27)进行反应来合成化合物(1D)。视反应条件不同而有时生成顺式体,故视需要利用公知的方法将顺式体异构化为反式体。
(V)-CH2CH2-的生成
在钯碳催化剂的存在下将化合物(1D)氢化而合成化合物(1E)。
(VI)-C≡C-的生成
在二氯钯与碘化铜的催化剂存在下,使化合物(23)与2-甲基-3-丁炔-2-醇进行反应后,在碱性条件下进行脱保护而获得化合物(29)。在二氯双(三苯基膦)钯与卤化铜的催化剂存在下,使化合物(29)与化合物(22)进行反应而合成化合物(1F)。
(VII)-CH2O-与-OCH2-的生成
利用硼氢化钠将化合物(27)还原而获得化合物(30)。利用氢溴酸将其溴化而获得化合物(31)。在碳酸钾的存在下,使化合物(25)与化合物(31)进行反应而合成化合物(1G)。也利用所述方法来合成具有-OCH2-的化合物。
(VIII)-CF=CF-的生成
在利用正丁基锂对化合物(23)进行处理后,与四氟乙烯进行反应而获得化合物(32)。在利用正丁基锂对化合物(22)进行处理后,与化合物(32)进行反应而合成化合物(1H)。
·环A2的生成
关于1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2-甲基-1,4-亚苯基、2-乙基-1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基等环,其起始原料有市售,或合成法广为人知。
·合成例
合成化合物(1ε)的方法的例子如下。这些化合物中,R1、MES、M1及M2的定义与项81中所述相同。
R2为式(1εa)所表示的基团、Sp4为-CH2-、X1为-OH的化合物(1ε-51)及化合物(1ε-52)可利用以下方法来合成。
使化合物(51)在甲醛及1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane,DABCO)的存在下进行反应而获得化合物(52)。使化合物(52)在对甲苯磺酸吡啶鎓盐(pyridinium p-toluenesulfonate,PPTS)及3,4-二氢-2H-吡喃的存在下进行反应而获得化合物(53)。
可使化合物(54)在Et3N(三乙胺)、甲基丙烯酰氯的存在下进行反应而获得化合物(1ε-51)。使化合物(1ε-51)与化合物(53)在DCC及DMAP的存在下进行反应而获得化合物(55)后,利用PPTS(氟化四丁基铵(tetrabutylammonium floride))进行脱保护,由此可导出化合物(1ε-52)。
R2为式(1εa)所表示的基团、Sp4为-(CH2)2-、X1为-OH的化合物(1ε-53)可利用以下方法来合成。使三溴化磷作用于化合物(1ε-52)而获得化合物(56)。继而,使铟作用于化合物(57)后,与甲醛进行反应,由此可导出化合物(1ε-53)。
R2为式(1εa)所表示的基团、Sp4为-CH2-、X1为-OH的化合物(1ε-54)可利用以下方法来合成。
《16.液晶组合物》
液晶组合物包含作为取向性单体发挥功能的化合物(1),即化合物(1α)、化合物(1β)、化合物(1γ)、化合物(1δ)、化合物(1ε)的至少一种聚合性极性化合物作为成分A。化合物(1)可通过与元件的基板的非共价键结方式的相互作用而控制液晶分子的取向。
所述组合物优选为
包含化合物(1)作为成分A,且更包含选自以下所示的成分B、成分C、成分D及成分E中的液晶性化合物。
成分B为化合物(2)至化合物(4)。
成分C为化合物(5)至化合物(7)。
成分D为化合物(8)。
成分E为化合物(9)至化合物(15)。
所述组合物也可包含与化合物(2)至化合物(15)不同的其他液晶性化合物。当制备所述组合物时,优选为考虑到正或负的介电各向异性的大小等而选择成分B、成分C、成分D及成分E。适当地选择了成分的组合物具有高的上限温度、低的下限温度、小的粘度、适当的光学各向异性(即,光学各向异性大或光学各向异性小)、大的正或负介电各向异性、大的比电阻、对热或紫外线的稳定性及适当的弹性常数(即,弹性常数大或弹性常数小)。
也可出于提高反应性(聚合性)的目的而在所述组合物中添加作为反应性单体发挥功能的化合物(16)。
关于化合物(1)的优选比例,为了维持对紫外线的高稳定性而为约0.01重量%以上,为了使其溶解于液晶组合物中而为约5重量%以下。更优选的比例为约0.05重量%至约2重量%的范围。最优选比例为约0.05重量%至约1重量%的范围。
再者,关于化合物(1δ)、化合物(1ε),为约0.05重量%以上,为了防止元件的显示不良而为约10重量%以下。更优选的比例为约0.1重量%至约7重量%的范围。特别优选的比例为约0.5重量%至约5重量%的范围。
再者,添加化合物(16)的情况下的优选比例为0.01重量%至1.0重量%。
成分B是两个末端基为烷基等的化合物。作为成分B的优选例,可列举:化合物(2-1)至化合物(2-11)、化合物(3-1)至化合物(3-19)、以及化合物(4-1)至化合物(4-7)。成分B的化合物中,R11及R12独立地为碳数1~10的烷基或碳数2~10的烯基,所述烷基或烯基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个氢可经氟取代。
成分B由于介电各向异性的绝对值小,故为接近中性的化合物。化合物(2)主要在减小粘度或调整光学各向异性的方面有效果。化合物(3)及化合物(4)有通过提高上限温度而扩大向列相的温度范围的效果,或在调整光学各向异性的方面有效果。
增加成分B的含量,则随之组合物的介电各向异性减小,但粘度减小。因此,只要满足元件的阈电压的要求值,则含量越多越佳。在制备IPS、VA等模式用的组合物的情况下,基于液晶组合物的重量,成分B的含量优选为30重量%以上,更优选为40重量%以上。
成分C是在右末端具有卤素或含氟基团的化合物。作为成分C的优选例,可列举化合物(5-1)至化合物(5-16)、化合物(6-1)至化合物(6-113)、化合物(7-1)至化合物(7-57)。成分C的化合物中,R13为碳数1~10的烷基或碳数2~10的烯基,所述烷基及烯基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个氢可经氟取代;X11为氟、氯、-OCF3、-OCHF2、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF2CHF2或-OCF2CHFCF3。
成分C由于介电各向异性为正,且对热、光等的稳定性非常优异,故可用于制备IPS、FFS、OCB等模式用的组合物的情况。基于液晶组合物的重量,成分C的含量适宜为1重量%至99重量%的范围,优选为10重量%至97重量%的范围,更优选为40重量%至95重量%的范围。在将成分C添加至介电各向异性为负的组合物中的情况下,基于液晶组合物的重量,成分C的含量优选为30重量%以下。通过添加成分C,可调整组合物的弹性常数,并调整元件的电压-透过率曲线。
成分D是右末端基为-C≡N或者-C≡C-C≡N的化合物(8)。作为成分D的优选例,可列举化合物(8-1)至化合物(8-64)。成分D的化合物中,R14为碳数1~10的烷基或碳数2~10的烯基,所述烷基及烯基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个氢可经氟取代;-X12为-C≡N或-C≡C-C≡N。
成分D由于介电各向异性为正,且其值大,故主要可用于制备TN等模式用的组合物的情况。通过添加所述成分D,可增大组合物的介电各向异性。成分D有扩大液晶相的温度范围、调整粘度或调整光学各向异性的效果。成分D对于调整元件的电压-透过率曲线而言也有用。
在制备TN等模式用的组合物的情况下,基于液晶组合物的重量,成分D的含量适宜为1重量%至99重量%的范围,优选为10重量%至97重量%的范围,更优选为40重量%至95重量%的范围。在将成分D添加至介电各向异性为负的组合物中的情况下,基于液晶组合物的重量,成分D的含量优选30重量%以下。通过添加成分D,可调整组合物的弹性常数,并调整元件的电压-透过率曲线。
成分E为化合物(9)至化合物(15)。这些化合物具有如2,3-二氟-1,4-亚苯基那样侧位经两个卤素取代的亚苯基。作为成分E的优选例,可列举化合物(9-1)至化合物(9-8)、化合物(10-1)至化合物(10-17)、化合物(11-1)、化合物(12-1)至化合物(12-3)、化合物(13-1)至化合物(13-11)、化合物(14-1)至化合物(14-3)及化合物(15-1)至化合物(15-3)。成分E的化合物中,R15及R16独立地为碳数1~10的烷基或碳数2~10的烯基,所述烷基及烯基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个氢可经氟取代;R17为氢、氟、碳数1~10的烷基或碳数2~10的烯基,所述烷基及烯基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个氢可经氟取代。
成分E的介电各向异性负向大。成分E可用于制备IPS、VA、PSA等模式用的组合物的情况。增加成分E的含量,则随之组合物的介电各向异性负向变大,但粘度变大。因此,只要满足元件的阈电压的要求值,则含量越少越佳。若考虑到介电各向异性为-5左右,则为了进行充分的电压驱动,优选为含量为40重量%以上。
成分E中,化合物(9)为二环化合物,故主要在减小粘度、调整光学各向异性或增加介电各向异性的方面有效果。化合物(10)及化合物(11)为三环化合物,故有提高上限温度、增大光学各向异性或增大介电各向异性的效果。化合物(12)至化合物(15)有增大介电各向异性的效果。
在制备IPS、VA、PSA等模式用的组合物的情况下,基于液晶组合物的重量,成分E的含量优选为40重量%以上,更优选为50重量%至95重量%的范围。在将成分E添加至介电各向异性为正的组合物中的情况下,基于液晶组合物的重量,成分E的含量优选为30重量%以下。通过添加成分E,可调整组合物的弹性常数,并调整元件的电压-透过率曲线。
通过适当组合以上所述的成分B、成分C、成分D及成分E,可制备满足上限温度高、下限温度低、粘度小、光学各向异性适当、正或负的介电各向异性大、比电阻大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高、弹性常数大等特性中的至少一种的液晶组合物。视需要也可添加与成分B、成分C、成分D及成分E不同的液晶性化合物。
液晶组合物利用公知的方法来制备。例如,将成分化合物混合,然后通过加热来使其相互溶解。可根据用途而在所述组合物中添加添加物。添加物的例子为除式(1)及式(16)以外的聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、热稳定剂、消泡剂等。此种添加物已为所属技术领域中技术人员所熟知,并记载于文献中。
式(16)或除式(16)以外的聚合性化合物是出于生成聚合物的目的而添加于液晶组合物中。在对电极间施加电压的状态下照射紫外线而使聚合性化合物与化合物(1)进行共聚,由此在液晶组合物中生成聚合物。此时,化合物(1)在极性基与基板表面以非共价键的形式进行相互作用的状态下被固定。由此,控制液晶分子的取向的能力进一步提升,同时并不存在极性化合物在液晶组合物中漏出的情况。另外,基板表面中也可获得适当的预倾角,故可获得响应时间缩短且电压保持率大的液晶显示元件。聚合性化合物的优选例为丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基化合物、乙烯氧基化合物、丙烯基醚、环氧化合物(氧杂环丙烷、氧杂环丁烷)及乙烯基酮。更优选的例子为具有至少一个丙烯酰氧基的化合物及具有至少一个甲基丙烯酰氧基的化合物。更优选的例子中也包括具有丙烯酰氧基与甲基丙烯酰氧基两者的化合物。
包含化合物(1α)的组合物中,更优选的例子为化合物(M-1)至化合物(M-17)。化合物(M-1)至化合物(M-17)中,R25~R31独立地为氢或甲基;s、v及x独立地为0或1;t及u独立地为1~10的整数;L21~L26独立地为氢或氟,L27及L28独立地为氢、氟或甲基。
包含化合物(1β)或化合物(1γ)的组合物中,更优选的例子为化合物(16-1-1)至化合物(16-16)。化合物(16-1-1)至化合物(16-16)中,R25~R31独立地为氢或甲基;v及x独立地为0或1;t及u独立地为1~10的整数;L31~L36独立地为氢或氟,L37及L38独立地为氢、氟或甲基。
聚合性化合物可通过添加聚合引发剂而迅速地进行聚合。通过使反应温度最适化,可减少聚合性化合物的残存量。光自由基聚合引发剂的例子为:巴斯夫(BASF)公司的德牢固(Darocur)系列中的TPO、1173及4265,艳佳固(Irgacure)系列中的184、369、500、651、784、819、907、1300、1700、1800、1850及2959。
光自由基聚合引发剂的追加例为:4-甲氧基苯基-2,4-双(三氯甲基)三嗪、2-(4-丁氧基苯乙烯基)-5-三氯甲基-1,3,4-噁二唑、9-苯基吖啶、9,10-苯并吩嗪(9,10-benzophenazine)、二苯甲酮/米氏酮(benzophenone/michler’s ketone)混合物、六芳基联咪唑/巯基苯并咪唑混合物、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、苯偶酰二甲基缩酮、2-甲基-1-[4-(甲基硫基)苯基]-2-吗啉基丙烷-1-酮、2,4-二乙基氧杂蒽酮/对二甲基氨基苯甲酸甲酯混合物、二苯甲酮/甲基三乙醇胺混合物。
向液晶组合物中添加光自由基聚合引发剂后,在施加电场的状态下照射紫外线,由此可进行聚合。但是,未反应的聚合引发剂或聚合引发剂的分解产物有可能使元件中产生图像的残像等显示不良。为了防止所述情况,也可在不添加聚合引发剂的状态下进行光聚合。所照射的光的优选的波长为150nm~500nm的范围。更优选的波长为250nm~450nm的范围,最优选的波长为300nm~400nm的范围。
当保管聚合性化合物时,为了防止聚合,也可添加聚合抑制剂。聚合性化合物通常是在不去除聚合抑制剂的状态下添加至组合物中。聚合抑制剂的例子为氢醌、甲基氢醌之类的氢醌衍生物、4-叔丁基儿茶酚、4-甲氧基苯酚、吩噻嗪等。
光学活性化合物具有通过使液晶分子中产生螺旋结构来赋予所需的扭转角(torsion angle)而防止逆扭转的效果。添加光学活性化合物即可调整螺旋节距(helicalpitch)。出于调整螺旋节距的温度依存性的目的,也可添加两种以上的光学活性化合物。作为光学活性化合物的优选例,可列举下述化合物(Op-1)至化合物(Op-18)。化合物(Op-18)中,环J为1,4-亚环己基或者1,4-亚苯基,R28为碳数1~10的烷基。
抗氧化剂对于维持大的电压保持率而言有效。作为抗氧化剂的优选例,可列举:下述化合物(AO-1)及化合物(AO-2)、易璐诺斯(IRGANOX)415、IRGANOX 565、IRGANOX 1010、IRGANOX 1035、IRGANOX 3114、以及IRGANOX 1098(商品名:巴斯夫公司)。紫外线吸收剂对于防止上限温度的下降而言有效。紫外线吸收剂的优选例为:二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、三唑衍生物等。作为具体例,可列举下述化合物(AO-3)及化合物(AO-4);帝奴彬(TINUVIN)329、TINUVIN P、TINUVIN 326、TINUVIN 234、TINUVIN 213、TINUVIN 400、TINUVIN 328及TINUVIN 99-2(商品名:巴斯夫公司);及1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane,DABCO)。
为了维持大的电压保持率,优选为具有位阻的胺之类的光稳定剂。作为光稳定剂的优选例,可列举下述化合物(AO-5)及化合物(AO-6);TINUVIN 144、TINUVIN 765、以及TINUVIN 770DF(商品名:巴斯夫公司)。热稳定剂也对于维持大的电压保持率而言有效,作为优选例,可列举易璐佛斯(IRGAFOS)168(商品名:巴斯夫公司)。消泡剂对于防止起泡而言有效。消泡剂的优选例为二甲基硅酮油、甲基苯基硅酮油等。
化合物(AO-1)中,R40为碳数1~20的烷基、碳数1~20的烷氧基、-COOR41或-CH2CH2COOR41,此处,R41为碳数1~20的烷基。化合物(AO-2)及化合物(AO-5)中,R42为碳数1~20的烷基。化合物(AO-5)中,R43为氢、甲基或O·(氧自由基),环G为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,z为1、2或3。
《17.液晶显示元件》
所述液晶组合物可用于具有PC、TN、STN、OCB、PSA等运作模式,且以有源矩阵方式进行驱动的液晶显示元件。所述组合物也可用于具有PC、TN、STN、OCB、VA、IPS等运作模式,且以无源矩阵方式进行驱动的液晶显示元件。这些元件也可应用于反射型、透过型、半透过型的任一种类型。
所述组合物也可用于将向列液晶微胶囊化(microencapsulation)而制作的向列曲线排列相(nematic curvilinear aligned phase,NCAP)元件、在液晶中形成三维网状高分子而制作的聚合物分散型液晶显示元件(polymer dispersed liquid crystaldisplay,PDLCD)、以及聚合物网络液晶显示元件(polymer network liquid crystaldisplay,PNLCD)。当基于液晶组合物的重量,聚合性化合物(化合物(1)、化合物(16)、这些以外的聚合性化合物的总量)的添加量为约10重量%以下时,可制作PSA模式的液晶显示元件。优选的比例为约0.1重量%~约2重量%的范围。更优选的比例为约0.2重量%~约1.0重量%的范围。PSA模式的元件能以如有源矩阵、无源矩阵那样的驱动方式来驱动。此种元件也可应用于反射型、透过型、半透过型的任一种类型。通过增加聚合性化合物的添加量,也可制作聚合物分散(polymer dispersed)模式的元件。
聚合物稳定取向型的元件中,组合物中所含的聚合物使液晶分子取向。极性化合物援助液晶分子进行排列。即,可代替取向膜而使用极性化合物。制造此种元件的方法的一例如下所述。准备具有被称为阵列基板与彩色滤光片基板的两片基板的元件。所述基板不具有取向膜。所述基板的至少一者具有电极层。将液晶性化合物混合而制备液晶组合物。在所述组合物中添加聚合性化合物及极性化合物。视需要可进而添加添加物。将所述组合物注入至元件中。在对所述元件施加电压的状态下进行光照射。优选为紫外线。通过光照射而使聚合性化合物进行聚合。通过所述聚合,而生成包含聚合物的组合物,从而制作具有PSA模式的元件。
所述顺序中,极性化合物因极性基与基板表面发生相互作用,故在基板上进行排列。所述极性化合物使液晶分子进行取向。当施加电压时,通过电场的作用而进一步促进液晶分子的取向。伴随所述取向,聚合性化合物也进行取向。在所述状态下,聚合性化合物通过紫外线而进行聚合,故生成维持所述取向的聚合物。通过所述聚合物的效果,液晶分子的取向更加地稳定化,故元件的响应时间缩短。图像的残像为液晶分子的运作不良,因此通过所述聚合物的效果而也同时改善残像。尤其本发明中使用的化合物(1)为聚合性的极性化合物,因此使液晶分子进行取向,并且进行均聚、或与作为其他聚合性化合物的反应性单体进行共聚。由此,不存在极性化合物在液晶组合物中漏出的情况,因此本发明可获得电压保持率大的液晶显示元件。
图1中示出作为取向性单体5发挥功能的化合物(1)通过极性基与基板表面的相互作用而排列于彩色滤光片基板1与阵列基板2上的状态的元件11。通过化合物(1)的聚合而形成取向控制层。图2中示出作为取向性单体5发挥功能的化合物(1)通过极性基与基板表面的相互作用而排列于彩色滤光片基板1与阵列基板2上的状态的元件12。通过化合物(1)与作为反应性单体6发挥功能的化合物(16)的共聚而形成取向控制层。图3是现有的具有取向膜且包含聚合性化合物的元件21的概略图。
再者,本发明的液晶显示元件并不限于如图1~图2所示那样的具有阵列基板2与彩色滤光片基板1这两个基板的结构的元件,例如,也可为在TFT基板上形成有彩色滤光片(color filter,CF)的阵列上彩色滤光片(color filter on array,COA)结构的元件,当然也可为这些以外的结构的元件。
排列于基板上的化合物(1)通过紫外线的照射而聚合,在各个基板上形成取向控制层。取向控制层的一层(仅单侧)的厚度为10nm~100nm,优选为10nm~80nm,更优选为20nm~80nm。若为10nm以上,则可维持电特性,因而优选。若为100nm以下,则可适当降低驱动电压,因而优选。
如上所述,本申请的液晶显示元件可形成取向控制层,因而使液晶性化合物相对于基板面而进行垂直取向。此时液晶性化合物与基板面的角度(即预倾角)为90°±10°,优选为90°±5°,更优选为90°±3°。若为90°±10°,则就光学特性的观点而言优选。
若可通过取向控制层而对液晶性化合物赋予预倾角,则可通过与具有狭缝的经像素分割的像素电极加以组合而达成由像素分割实现的广视角。
作为本发明的一实施例的垂直取向(VA)型液晶显示元件中,当未施加电压时,液晶分子的取向方向相对于基板面而大致垂直取向。通常,为了使液晶分子垂直取向而如图3所示,在彩色滤光片基板1与液晶层3之间、阵列基板2与液晶层3之间分别配置聚酰亚胺、聚酰胺、聚硅氧烷等垂直取向膜,但本发明的液晶显示元件不需要此种取向膜。
实施例
通过实施例(包括合成例)对本发明加以更详细说明。本发明不受这些实施例的限制。本发明包含组合物(i)与组合物(ii)的混合物。本发明也包含通过将组合物的至少两种混合而制备的混合物。
[1.测定方法]
只要无特别记载,则反应是在氮气环境下进行。化合物(1)是通过合成例等中所示的顺序来合成。所合成的化合物是利用核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)分析等方法来鉴定。化合物(1)、液晶性化合物、组合物、元件的特性是利用下述方法来测定。
NMR分析:测定时使用布鲁克拜厄斯宾(Bruker BioSpin)公司制造的DRX-500。1H-NMR的测定中,使试样溶解于CDCl3等氘化溶剂中,在室温下以500MHz、累计次数为16次的条件进行测定。使用四甲基硅烷作为内部标准。19F-NMR的测定中,使用CFCl3作为内部标准,以累计次数24次来进行。核磁共振光谱的说明中,s是指单峰(singlet),d是指双重峰(doublet),t是指三重峰(triplet),q是指四重峰(quartet),quin是指五重峰(quintet),sex是指六重峰(sextet),m是指多重峰(multiplet),br是指宽峰(broad)。
气相色谱分析:测定时使用岛津制作所制造的GC-2010型气相色谱仪。管柱使用安捷伦科技有限公司(Agilent Technologies Inc.)制造的毛细管柱DB-1(长度为60m,内径为0.25mm,膜厚为0.25μm)。使用氦气(1ml/分钟)作为载气。将试样气化室的温度设定为300℃,将检测器(火焰离子化检测器(flame ionization detector,FID))部分的温度设定为300℃。试样是溶解于丙酮中并以成为1重量%的溶液的方式制备,将所得的溶液1μl注入至试样气化室中。记录计是使用岛津制作所制造的GC解决方案(GC Solution)系统等。
高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)分析:测定时使用岛津制作所制造的普罗米奈斯(Prominence)(LC-20AD;SPD-20A)。管柱使用YMC制造的YMC-Pack ODS-A(长度为150mm,内径为4.6mm,粒径为5μm)。溶出液是将乙腈与水适宜混合而使用。作为检测器,适宜使用紫外线(Ultraviolet,UV)检测器、折射率(RefractiveIndex,RI)检测器、电晕(CORONA)检测器等。当使用UV检测器时,将检测波长设为254nm。试样是溶解于乙腈中并以成为0.1重量%的溶液的方式制备,将所述溶液1μL导入至试样室中。作为记录计,使用岛津制作所制造的C-R7Aplus。
紫外可见分光分析:测定时使用岛津制作所制造的法码思拜(PharmaSpec)UV-1700。将检测波长设为190nm~700nm。试样是溶解于乙腈中并以成为0.01mmol/L的溶液的方式制备,放入至石英池(光程长度1cm)中进行测定。
测定试样:当测定相结构及转变温度(透明点、熔点、聚合引发温度等)时,将化合物本身用作试样。
测定方法:利用下述方法来进行特性的测定。这些方法大多是日本电子信息技术产业协会(Japan Electronics and Information Technology Industries Association;JEITA)所审议制定的JEITA标准(JEITA·ED-2521B)中所记载的方法、或将其加以修饰而成的方法。用于测定的TN元件上未安装薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)。
(1)相结构
在具备偏光显微镜的熔点测定装置的热板(梅特勒(Mettler)公司的FP-52型热载台)上放置试样。一边以3℃/分钟的速度对所述试样进行加热,一边利用偏光显微镜来观察相状态及其变化,确定相的种类。
(2)转变温度(℃)
测定时使用珀金埃尔默(Perkin Elmer)公司制造的扫描热量计戴蒙德(Diamond)DSC系统、或者SSI纳米技术(SSI Nanotechnology)公司制造的高感度示差扫描热量计X-DSC7000。对试样以3℃/分钟的速度进行升降温,通过外推而求出伴随着试样的相变化的吸热峰或放热峰的起始点,决定转变温度。化合物的熔点、聚合引发温度也是使用所述装置来测定。有时将化合物自固体转变为近晶相、向列相等液晶相的温度简称为“液晶相的下限温度”。有时将化合物自液晶相转变为液体的温度简称为“透明点”。
结晶表示为C。在对结晶的种类加以区分的情况下,分别表示为C1、C2。近晶相表示为S,向列相表示为N。近晶相中,在对近晶A相、近晶B相、近晶C相或近晶F相加以区分的情况下,分别表示为SA、SB、SC或SF。液体(各向同性)表示为I。转变温度例如表述为“C 50.0N100.0I”。这表示,自结晶至向列相的转变温度为50.0℃,自向列相至液体的转变温度为100.0℃。
(3)向列相的上限温度(TNI或NI;℃)
在具备偏光显微镜的熔点测定装置的热板上放置试样,以1℃/分钟的速度进行加热。测定试样的一部分自向列相变化为各向同性液体时的温度。有时将向列相的上限温度简称为“上限温度”。当试样为化合物(1)与母液晶的混合物时,以记号TNI来表示。当试样为化合物(1)与成分B、成分C、成分D之类的化合物的混合物时,以记号NI来表示。
(4)向列相的下限温度(TC;℃)
将具有向列相的试样在0℃、-10℃、-20℃、-30℃及-40℃的冷冻器中保管10天后,观察液晶相。例如,当试样在-20℃下保持向列相的状态,而在-30℃下变化为结晶或者近晶相时,将TC记载为≦-20℃。有时将向列相的下限温度简称为“下限温度”。
(5)粘度(体积粘度;η;在20℃下测定;mPa·s)
测定时使用东京计器股份有限公司制造的E型旋转粘度计。
(6)光学各向异性(折射率各向异性;在25℃下测定;Δn)
使用波长为589nm的光,利用在接目镜上安装有偏光板的阿贝折射计来进行测定。将主棱镜的表面向一个方向摩擦后,将试样滴加于主棱镜上。折射率(n∥)是在偏光的方向与摩擦的方向平行时进行测定。折射率(n⊥)是在偏光的方向与摩擦的方向垂直时进行测定。光学各向异性(Δn)的值是根据Δn=n∥-n⊥的式子来计算。
(7)比电阻(ρ;在25℃下测定;Ωcm)
在具备电极的容器中注入试样1.0mL。对所述容器施加直流电压(10V),测定10秒后的直流电流。比电阻是根据下式而算出。(比电阻)={(电压)×(容器的电容)}/{(直流电流)×(真空的介电常数)}。
对于介电各向异性为正的试样与介电各向异性为负的试样,有时特性的测定法不同。介电各向异性为正时的测定法记载于项(8a)至项(12a)中。介电各向异性为负的情况记载于项(8b)至项(12b)中。
(8a)粘度(旋转粘度;γ1;在25℃下测定;mPa·s)
正的介电各向异性:依据M.今井(M.Imai)等人的《分子晶体与液晶(MolecularCrystals and Liquid Crystals)》第259期第37页(1995)中所记载的方法来进行测定。将试样放入至扭转角为0度、而且两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为5μm的TN元件中。对所述元件在16V~19.5V的范围内,以0.5V为单位阶段性地施加电压。不施加电压0.2秒后,以仅施加1个矩形波(矩形脉冲;0.2秒)与不施加电压(2秒)的条件反复施加。测定通过所述施加而产生的瞬态电流(transient current)的峰值电流(peak current)及峰值时间(peaktime)。根据这些测定值与M.今井(M.Imai)等人的论文中第40页的计算式(8)来获得旋转粘度的值。所述计算所需的介电各向异性的值是使用所述测定了旋转粘度的元件,利用以下所记载的方法而求出。
(8b)粘度(旋转粘度;γ1;在25℃下测定;mPa·s)
负的介电各向异性:依据M.今井(M.Imai)等人的《分子晶体与液晶(MolecularCrystals and Liquid Crystals)》第259期第37页(1995)中所记载的方法来进行测定。将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为20μm的VA元件中。对所述元件在39伏特至50伏特的范围内,以1伏特为单位阶段性地施加电压。不施加电压0.2秒后,以仅施加1个矩形波(矩形脉冲;0.2秒)与不施加电压(2秒)的条件反复施加。测定通过所述施加而产生的瞬态电流(transient current)的峰值电流(peak current)及峰值时间(peak time)。根据这些测定值与M.今井(M.Imai)等人的论文中第40页的计算式(8)来获得旋转粘度的值。所述计算所需的介电各向异性使用下述介电各向异性的项中所测定的值。
(9a)介电各向异性(Δε;在25℃下测定)
正的介电各向异性:将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为9μm、而且扭转角为80度的TN元件中。对所述元件施加正弦波(10V、1kHz),2秒后测定液晶分子的长轴方向上的介电常数(ε∥)。对所述元件施加正弦波(0.5V、1kHz),2秒后测定液晶分子的短轴方向上的介电常数(ε⊥)。介电各向异性的值是根据Δε=ε∥-ε⊥的式子来计算。
(9b)介电各向异性(Δε;在25℃下测定)
负的介电各向异性:介电各向异性的值是根据Δε=ε∥-ε⊥的式子来计算。介电常数(ε∥及ε⊥)以如下方式测定。
1)介电常数(ε∥)的测定:将十八烷基三乙氧基硅烷(0.16mL)的乙醇(20mL)溶液涂布于经充分洗涤的玻璃基板上。利用旋转器使玻璃基板旋转后,在150℃下加热1小时。将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为4μm的VA元件中,利用以紫外线进行硬化的粘接剂将所述元件密封。对所述元件施加正弦波(0.5V、1kHz),2秒后测定液晶分子的长轴方向上的介电常数(ε∥)。
2)介电常数(ε⊥)的测定:在经充分洗涤的玻璃基板上涂布聚酰亚胺溶液。将所述玻璃基板煅烧后,对所得的取向膜进行摩擦处理。将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为9μm、扭转角为80度的TN元件中。对所述元件施加正弦波(0.5V、1kHz),2秒后测定液晶分子的短轴方向上的介电常数(ε⊥)。
(10a)弹性常数(K;在25℃下测定;pN)
正的介电各向异性:测定时使用横河·惠普(Yokogawa Hewlett-Packard)股份有限公司制造的HP4284A型电感-电容-电阻(Inductance-Capacitance-Resistance,LCR)计。将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为20μm的水平取向元件中。对所述元件施加0伏特至20伏特的电荷,测定静电电容以及施加电压。使用《液晶装置手册》(日刊工业新闻社)第75页中的式(2.98)、式(2.101)对所测定的静电电容(C)及施加电压(V)的值进行拟合(fitting),根据式(2.99)获得K11及K33的值。继而,在第171页中的式(3.18)中,使用刚才求出的K11及K33的值算出K22。弹性常数K是由以所述方式求出的K11、K22及K33的平均值来表示。
(10b)弹性常数(K11及K33;在25℃下测定;pN)
负的介电各向异性:测定时使用东阳技术(TOYO Corporation)股份有限公司制造的EC-1型弹性常数测定器。将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为20μm的垂直取向元件中。对所述元件施加20伏特至0伏特的电荷,测定静电电容及施加电压。使用《液晶装置手册》(日刊工业新闻社)第75页中的式(2.98)、式(2.101)对静电电容(C)及施加电压(V)的值进行拟合,根据式(2.100)获得弹性常数的值。
(11a)阈电压(Vth;在25℃下测定;V)
正的介电各向异性:测定时使用大冢电子股份有限公司制造的LCD5100型亮度计。光源为卤素灯。将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为0.45/Δn(μm)、扭转角为80度的常白模式(normally white mode)的TN元件中。对所述元件施加的电压(32Hz、矩形波)是以0.02V为单位,自0V阶段性地增加至10V。此时,自垂直方向对元件照射光,测定透过元件的光量。制成当所述光量达到最大时透过率为100%,且当所述光量为最小时透过率为0%的电压-透过率曲线。阈电压是由透过率达到90%时的电压来表示。
(11b)阈电压(Vth;在25℃下测定;V)
负的介电各向异性:测定时使用大冢电子股份有限公司制造的LCD5100型亮度计。光源为卤素灯。将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为4μm、摩擦方向为反平行的常黑模式(normally black mode)的VA元件中,使用以紫外线进行硬化的粘接剂将所述元件密封。对所述元件施加的电压(60Hz、矩形波)是以0.02V为单位,自0V阶段性地增加至20V。此时,自垂直方向对元件照射光,测定透过元件的光量。制成当所述光量达到最大时透过率为100%,且当所述光量为最小时透过率为0%的电压-透过率曲线。阈电压是由透过率达到10%时的电压来表示。
(12a)响应时间(τ;在25℃下测定;ms)
正的介电各向异性:测定时使用大冢电子股份有限公司制造的LCD5100型亮度计。光源为卤素灯。低通滤波器(Low-pass filter)设定为5kHz。将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为5.0μm、扭转角为80度的常白模式(normally white mode)的TN元件中。对所述元件施加矩形波(60Hz、5V、0.5秒)。此时,自垂直方向对元件照射光,测定透过元件的光量。当所述光量达到最大时视作透过率为100%,当所述光量为最小时视作透过率为0%。上升时间(τr:rise time;毫秒)是透过率自90%变化为10%所需要的时间。下降时间(τf:fall time;毫秒)是透过率自10%变化为90%所需要的时间。响应时间是由以所述方式求出的上升时间与下降时间的和来表示。
(12b)响应时间(τ;在25℃下测定;ms)
负的介电各向异性:测定时使用大冢电子股份有限公司制造的LCD5100型亮度计。光源为卤素灯。低通滤波器(Low-pass filter)设定为5kHz。将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为3.2μm、摩擦方向为反平行的常黑模式(normally black mode)的PVA元件中。使用以紫外线进行硬化的粘接剂将所述元件密封。对所述元件施加略微超过阈电压程度的电压1分钟,继而一边施加5.6V的电压一边照射23.5mW/cm2的紫外线8分钟。对所述元件施加矩形波(60Hz、10V、0.5秒)。此时,自垂直方向对元件照射光,测定透过元件的光量。当所述光量达到最大时视作透过率为100%,当所述光量为最小时视作透过率为0%。响应时间是由透过率自90%变化为10%所需要的时间(下降时间;fall time;毫秒)来表示。
(13)电压保持率
使用艾古非(EyeGraphics)股份有限公司制造的黑光(black light)、F40T10/BL(峰值波长为369nm)来照射紫外线,由此使聚合性化合物进行聚合。对所述元件在60℃下施加脉冲电压(1V、60微秒)来进行充电。利用高速电压计在16.7秒的期间内测定衰减的电压,并求出单位周期中的电压曲线与横轴之间的面积A。面积B为未衰减时的面积。电压保持率是由面积A相对于面积B的百分率来表示。
原料
索尔密克斯(Solmix)(注册商标)A-11是乙醇(85.5%)、甲醇(13.4%)与异丙醇(1.1%)的混合物,自日本酒精贩卖(Japan Alcohol Trading)股份有限公司获得。
[2.化合物(1α)的合成例]
合成例1α:化合物(1α-4-2)的合成
第1工序
将化合物(Tα-1)(25.0g)、丙烯酸(7.14g)、DMAP(1.21g)及二氯甲烷(300ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加DCC(24.5g)的二氯甲烷(125ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌12小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,庚烷:甲苯=2:1)对残渣进行纯化。进而通过自Solmix(注册商标)A-11中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(Tα-2)(11.6g;38%)。
第2工序
将聚甲醛(paraformaldehyde)(2.75g)、DABCO(4.62g)及水(40ml)加入至反应器中,并在室温下搅拌15分钟。向其中滴加化合物(Tα-2)(6.31g)的四氢呋喃(tetrahydrofuran,THF)(90ml)溶液,并在室温下搅拌72小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=5:1)对残渣进行纯化。进而通过自庚烷与甲苯的混合溶剂(容积比,1:1)中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(1α-4-2)(1.97g;29%)。
所得的化合物(1α-4-2)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.23(s,1H),5.79(d,J=1.2Hz,1H),4.79-4.70(m,1H),4.32(d,J=6.7Hz,2H),2.29(t,J=6.7Hz,1H),2.07-2.00(m,2H),1.83-1.67(m,6H),1.42-1.18(m,8H),1.18-0.91(m,9H),0.91-0.79(m,5H).
化合物(1α-4-2)的物性如下。
转变温度:C 40.8SA 109I.
合成例2α:化合物(1α-4-22)的合成
第1工序
使用化合物(Tα-3)(50.0g)作为原料,利用与合成例1α的第2工序相同的方法而获得化合物(Tα-4)(42.5g;65%)。
第2工序
将化合物(Tα-4)(42.5g)、咪唑(24.5g)及二氯甲烷(740ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加叔丁基二甲基氯硅烷(tert-butyl dimethyl silylchloride)(54.1g)的二氯甲烷(110ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌12小时。将反应混合物注入至水中,并利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,庚烷:乙酸乙酯=10:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-5)(79.8g;100%)。
第3工序
将化合物(Tα-5)(79.8g)、THF(640ml)、甲醇(160ml)及水(80ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中添加氢氧化锂一水合物(27.4g),一边恢复至室温一边搅拌12小时。将反应混合物注入至水中,并缓慢地添加6N盐酸(15ml)而成为酸性后,利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,从而获得化合物(Tα-6)(60.6g;86%)。
第4工序
将化合物(Tα-7)(2.83g)、化合物(Tα-6)(2.98g)、DMAP(0.140g)及二氯甲烷(80ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加DCC(2.84g)的二氯甲烷(40ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌12小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,庚烷:甲苯=2:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-8)(3.22g;63%)。
第5工序
将化合物(Tα-8)(3.22g)、对甲苯磺酸一水合物(PTSA、0.551g)、丙酮(50ml)及水(3.5ml)加入至反应器中,并在室温下搅拌1小时。其次添加吡啶(0.30ml)后,将反应混合物注入至水中,利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,庚烷:乙酸乙酯=2:1)对残渣进行纯化。进而通过自庚烷与甲苯的混合溶剂(容积比,1:1)中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(1α-4-22)(2.05g;86%)。
所得的化合物(1α-4-22)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):7.23(d,J=8.6Hz,2H),7.03(d,J=8.6Hz,2H),6.50(s,1H),6.03(d,J=1.0Hz,1H),4.44(d,J=6.7Hz,2H),2.47(tt,J=12.2Hz,J=3.3Hz,1H),2.24(t,J=6.6Hz,1H),1.93-1.83(m,4H),1.48-1.37(m,2H),1.37-1.18(m,9H),1.10-0.98(m,2H),0.90(t,J=7.2Hz,3H).
化合物(1α-4-22)的物性如下。
转变温度:C 67.6SC 84.4SA 87.7N 89.8I.
合成例3α:化合物(1α-4-27)的合成
第1工序
将化合物(Tα-7)(4.00g)、碳酸钾(4.49g)、四丁基溴化铵(tetrabutyl ammoniumbromide,TBAB)(1.05g)、以及DMF(60ml)加入至反应器中,并在80℃下搅拌1小时。向其中缓慢地滴加依据日本专利特开2011-21118号公报中所记载的方法而合成的化合物(Tα-9)(5.27g)的DMF(20ml)溶液,在80℃下进而搅拌2小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,庚烷:甲苯=2:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-10)(4.00g;72%)。
第2工序
使用化合物(Tα-10)(4.00g)作为原料,利用与合成例1α的第2工序相同的方法而获得化合物(1α-4-27)(1.81g;42%)。
所得的化合物(1α-4-27)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):7.13(d,J=8.6Hz,2H),6.84(d,J=8.7Hz,2H),6.29(s,1H),5.85(d,J=1.2Hz,1H),4.52(t,J=4.8Hz,2H),4.33(d,J=6.7Hz,2H),4.21(t,J=4.8Hz,2H),2.41(tt,J=12.3Hz,J=3.0Hz,1H),2.26(t,J=6.6Hz,1H),1.90-1.81(m,4H),1.46-1.17(m,11H),1.09-0.98(m,2H),0.89(t,J=7.3Hz,3H).
化合物(1α-4-27)的物性如下。
转变温度:C 40.4SA 69.9I.
合成例4α:化合物(1α-5-31)的合成
第1工序
将依据国际公开第2008/105286号手册中所记载的方法而合成的化合物(Tα-11)(10.7g)、烯丙基醇(3.3ml)、乙酸钯(0.107g)、碳酸氢钠(5.99g)、TBAB(8.42g)及DMF(110ml)加入至反应器中,并在40℃下搅拌8小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(甲苯)对残渣进行纯化。进而通过自庚烷与甲苯的混合溶剂(容积比,1:1)中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(Tα-12)(6.93g;77%)。
第2工序
将硼氢化钠(0.723g)及甲醇(110ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地添加化合物(Tα-12)(6.93g)的THF(30ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌2小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=5:1)对残渣进行纯化。进而通过自庚烷与甲苯的混合溶剂(容积比,1:1)中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(Tα-13)(5.73g;82%)。
第3工序
使用化合物(Tα-13)(4.73g)作为原料,利用与合成例2α的第4工序相同的方法而获得化合物(Tα-14)(3.36g;47%)。
第4工序
将化合物(Tα-14)(2.36g)及THF(50ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地添加四丁基氟化铵(tetrabutylammonium fluoride,TBAF)(1.00M;THF溶液;4.5ml),一边恢复至室温一边搅拌1小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=5:1)对残渣进行纯化。进而通过自庚烷与甲苯的混合溶剂(容积比,1:1)中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(1α-5-31)(1.47g;77%)。
所得的化合物(1α-5-31)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):7.48(d,J=8.2Hz,2H),7.31-7.14(m,5H),6.25(s,1H),5.84(d,J=1.2Hz,1H),4.34(d,J=6.4Hz,2H),4.24(t,J=6.4Hz,2H),2.78(t,J=7.5Hz,2H),2.51(tt,J=12.1Hz,J=3.2Hz,1H),2.20(t,J=6.5Hz,1H),2.10-2.20(m,2H),1.96-1.84(m,4H),1.54-1.42(m,2H),1.38-1.20(m,9H),1.13-1.01(m,2H),0.90(t,J=7.2Hz,3H).
化合物(1α-5-31)的物性如下。
转变温度:SA 115I.
合成例5α:化合物(1α-3-1)的合成
第1工序
使用化合物(Tα-15)(10.0g)作为原料,利用与合成例2α的第4工序相同的方法而获得化合物(Tα-16)(3.56g;24%)。
第2工序
使用化合物(Tα-16)(3.56g)作为原料,利用与合成例4α的第4工序相同的方法而获得化合物(1α-3-1)(2.34g;82%)。
所得的化合物(1α-3-1)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.23(s,1H),5.79(d,J=1.1Hz,1H),4.87-4.76(m,1H),4.32(d,J=6.6Hz,2H),2.26(t,J=6.5Hz,1H),1.97(dt,J=12.6Hz,J=3.2Hz,1H),1.90-1.72(m,3H),1.69-0.81(m,38H),0.70-0.61(m,4H).
化合物(1α-3-1)的物性如下。
转变温度:C 122I.
合成例6α:化合物(1α-4-82)的合成
第1工序
使用化合物(Tα-4)(50.0g)作为原料,将咪唑(28.7g)及二氯甲烷(800ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加叔丁基二苯基氯硅烷(tert-butyl diphenylchlorosilane)(116.1g)的二氯甲烷(110ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌12小时。将反应混合物注入至水中,并利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(体积比,庚烷:乙酸乙酯=10:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-17)(127.4g;90%)。
第2工序
使用化合物(Tα-17)(127.4g)作为原料,利用与合成例2α的第3工序相同的方法而获得化合物(Tα-18)(63.6g;54%)。
第3工序
将化合物(Tα-19)(5.00g)、化合物(Tα-18)(8.29g)、DMAP(1.0g)及二氯甲烷(80ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加DCC(5.00g)的二氯甲烷(40ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌12小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(体积比,庚烷:甲苯=1:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-20)(8.66g;75%)。
第4工序
将化合物(Tα-20)(8.66g)及THF(50ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地添加TBAF(1.00M;THF溶液;18ml),一边恢复至室温一边搅拌1小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(体积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化。进而通过自庚烷中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(1α-4-82)(4.43g;88%)。
所得的化合物(1α-4-82)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):7.11(s,4H),6.26(s,1H),5.82(d,J=1.1Hz,1H),4.92-4.87(m,1H),4.34(d,J=6.4Hz,2H),2.58-2.48(m,3H),2.34-2.33(m,1H),2.15-2.13(m,2H),1.98-1.93(m,2H),1.65-1.52(m,6H),1.37-1.25(m,4H),0.89(t,J=6.8Hz,3H).
化合物(1α-4-82)的物性如下。
转变温度:C 44.0(SA 40.0)I
合成例7α:化合物(1α-4-41)的合成
第1工序
使用化合物(Tα-21)(5.00g)作为原料,利用与合成例6α的第3工序相同的方法而获得化合物(Tα-22)(9.13g;78%)。
第2工序
将化合物(Tα-22)(9.13g)及THF(50ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地添加对甲苯磺酸吡啶鎓盐(4.89g)、TBAF(1.00M;THF溶液;19ml),一边恢复至室温一边搅拌1小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(体积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化。进而通过自庚烷与甲苯的混合溶剂(体积比,1:1)中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(1α-4-41)(4.53g;86%)。
所得的化合物(1α-4-41)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):7.60(d,J=8.7Hz,2H),7.48(d,J=8.1Hz,2H),7.25(d,J=8.1Hz,2H),7.18(d,J=8.7Hz,2H),6.54(s,1H),6.06(d,J=0.8Hz,1H),4.46(d,J=6.5Hz,2H),2.64(t,J=7.6Hz,2H),2.28-2.26(m,1H),1.66-1.63(m,2H),1.36-1.33(m,4H),0.90(t,J=6.8Hz,3H).
化合物(1α-4-41)的物性如下。
转变温度:C 66.7SA 135.1I.
合成例8α:化合物(1α-6-121)的合成
第1工序
将癸基三苯基溴化鏻(50.0g)及THF(200ml)加入至反应器中,并冷却至-30℃。优库地添加叔丁醇钾(11.9g),并在-30℃下搅拌1小时。添加依据国际公开第2012/058187号手册中所记载的方法而合成的化合物(Tα-23)(19.3g)的THF(50ml)溶液。一边恢复至室温一边搅拌5小时。将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(体积比,庚烷:甲苯=4:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-24)(23.9g;82%)。
第2工序
将化合物(Tα-24)(23.9g)及甲苯(400ml)、IPA(400ml)加入至反应器中,添加Pd/C(0.38g),在氢气环境下并在室温下搅拌12小时。将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(体积比,庚烷:甲苯=4:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-25)(22.8g;95%)。
第3工序
将化合物(Tα-25)(22.8g)及二氯甲烷(300ml)加入至反应器,并进行冰冷。向其中添加三溴化硼(1.00M;二氯甲烷溶液;76ml),一边恢复至室温一边搅拌5小时。将反应混合物注入至水中,并利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法以甲苯对残渣进行纯化。进而通过自庚烷中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(Tα-26)(18.8g;86%)。
第4工序
将化合物(Tα-26)(18.8g)及环己烷(400ml)加入至高压釜中,并在70℃下搅拌6小时。将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法以甲苯对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-27)(17.1g;90%)。
第5工序
将氢化铝锂(1.21g)及THF(200ml)加入至反应器中,并进行冰冷。缓慢地添加化合物(Tα-27)(17.1g)的THF(200ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌2小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(体积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化。进而通过自庚烷中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(Tα-28)(14.2g;83%)。
第6工序
使用化合物(Tα-28)(6.0g)作为原料,利用与合成例6α的第3工序相同的方法而获得化合物(Tα-29)(10.1g;84%)。
第7工序
使用化合物(Tα-29)(10.1g)作为原料,利用与合成例6α的第4工序相同的方法而获得化合物(1α-6-121)(5.48g;86%)。
所得的化合物(1α-6-121)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.23(s,1H),5.79(d,J=0.8Hz,1H),4.77-4.71(m,1H),4.32(d,J=6.5Hz,2H),2.31(t,J=6.6Hz,1H),2.04-2.02(m,2H),1.80-1.68(m,6H),1.39-1.25(m,18H),1.13-0.80(m,14H).
化合物(1α-6-121)的物性如下。
转变温度:C 79.8SA 122.0I.
合成例9α:化合物(1α-4-4)的合成
第1工序
使用化合物(Tα-30)(5.00g)作为原料,利用与合成例6α的第3工序相同的方法而获得化合物(Tα-31)(8.84g;80%)。
第2工序
使用化合物(Tα-31)(8.84g)作为原料,利用与合成例6α的第4工序相同的方法而获得化合物(1α-4-4)(4.26g;81%)。
所得的化合物(1α-4-4)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.25(s,1H),5.82(d,J=1.1Hz,1H),4.33(d,J=6.6Hz,2H),3.99(d,J=6.5Hz,2H),2.33(t,J=6.7Hz,1H),1.80-1.62(m,9H),1.32-0.80(m,22H).
化合物(1α-4-4)的物性如下。
转变温度:C 51.9SA 72.5I.
合成例10α:化合物(1α-4-108)的合成
第1工序
使用化合物(Tα-32)(5.00g)作为原料,利用与合成例8α的第5工序相同的方法而获得化合物(Tα-33)(4.13g;82%)。
第2工序
使用化合物(Tα-33)(4.13g)作为原料,利用与合成例6α的第3工序相同的方法而获得化合物(Tα-34)(7.10g;80%)。
第3工序
使用化合物(Tα-34)(7.10g)作为原料,利用与合成例6α的第4工序相同的方法而获得化合物(1α-4-108)(3.65g;85%)。
所得的化合物(1α-4-108)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.22(s,1H),5.79(d,J=1.1Hz,1H),4.79-4.73(m,1H),4.31(d,J=6.7Hz,2H),2.32(t,J=6.5Hz,1H),2.02-1.99(m,2H),1.82-1.79(m,2H),1.72-1.70(m,4H),1.42-0.98(m,19H),0.89-0.80(m,7H).
化合物(1α-4-108)的物性如下。
转变温度:C 46.1SA 122I.
合成例11α:化合物(1α-4-5)的合成
第1工序
使用化合物(Tα-35)(5.00g)作为原料,利用与合成例6α的第3工序相同的方法而获得化合物(Tα-36)(8.60g;80%)。
第2工序
使用化合物(Tα-36)(8.60g)作为原料,利用与合成例6α的第4工序相同的方法而获得化合物(1α-4-5)(4.21g;81%)。
所得的化合物(1α-4-5)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.24(s,1H),5.82(d,J=1.1Hz,1H),4.33(d,J=6.6Hz,2H),4.21(t,J=6.8Hz,2H),2.29-2.26(m,1H),1.78-1.67(m,8H),1.60-1.55(m,2H),1.31-1.07(m,10H),1.00-0.79(m,13H).
化合物(1α-4-5)的物性如下。
转变温度:C 69.4SA 124.6I.
合成例12α:化合物(1α-4-6)的合成
第1工序
将(1,3-二噁烷-2-基)甲基三苯基溴化鏻(19.5g)及THF(200ml)加入至反应器中,并冷却至-30℃。添加叔丁醇钾(5.09g),并在-30℃下搅拌1小时。添加化合物(Tα-37)(10.0g),一边恢复至室温一边搅拌5小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法以甲苯对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-38)(11.4g;90%)。
第2工序
将化合物(Tα-38)(11.4g)、Pd/C(0.18g)、IPA(200ml)及甲苯(200ml)加入至反应器中,在室温下并在氢气环境下搅拌12小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法以甲苯对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-39)(10.6g;92%)。
第3工序
将化合物(Tα-39)(10.6g)、甲酸(14.5g)及甲苯(200ml)加入至反应器中,并在100℃下搅拌4小时。将不溶物炉别后,利用碳酸氢钠水溶液进行中和,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法以甲苯对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-40)(8.11g;88%)。
第4工序
将硼氢化钠(0.62g)及乙醇(100ml)加入至反应容器中,并冷却至0℃。向其中滴加化合物(Tα-40)(8.11g)的乙醇(100ml)溶液。一边恢复至室温一边搅拌4小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(体积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化。进而通过自庚烷中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(Tα-41)(6.37g;78%)。
第5工序
使用化合物(Tα-41)(6.37g)作为原料,利用与合成例6α的第3工序相同的方法而获得化合物(Tα-42)(8.67g;65%)。
第6工序
使用化合物(Tα-42)(8.67g)作为原料,利用与合成例6α的第4工序相同的方法而获得化合物(1α-4-6)(4.52g;85%)。
所得的化合物(1α-4-6)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.25(s,1H),5.82(d,J=0.9Hz,1H),4.33(d,J=6.7Hz,2H),4.15(t,J=6.7Hz,2H),2.27(t,J=6.5Hz,1H),1.76-1.62(m,10H),1.32-1.06(m,12H),1.02-0.79(m,13H).
化合物(1α-4-6)的物性如下。
转变温度:C 53.6SA 113I.
合成例13α:化合物(1α-4-26)的合成
第1工序
使用化合物(Tα-43)(10.0g)作为原料,利用与合成例12α的第1工序相同的方法而获得化合物(Tα-44)(11.2g;88%)。
第2工序
使用化合物(Tα-44)(11.2g)作为原料,利用与合成例12α的第2工序相同的方法而获得化合物(Tα-45)(10.1g;90%)。
第3工序
使用化合物(Tα-45)(10.1g)作为原料,利用与合成例12α的第3工序相同的方法而获得化合物(Tα-46)(7.44g;85%)。
第4工序
使用化合物(Tα-46)(7.44g)作为原料,利用与合成例12α的第4工序相同的方法而获得化合物(Tα-47)(6.07g;81%)。
第5工序
使用化合物(Tα-47)(6.07g)作为原料,利用与合成例6α的第3工序相同的方法而获得化合物(Tα-48)(9.38g;73%)。
第6工序
使用化合物(Tα-48)(9.38g)作为原料,利用与合成例6α的第4工序相同的方法而获得化合物(1α-4-26)(3.32g;58%)。
所得的化合物(1α-4-26)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):7.13(d,J=8.2Hz,2H),7.10(d,J=8.2Hz,2H),6.23(s,1H),5.82(d,J=1.1Hz,1H),4.32(d,J=6.7Hz,2H),4.20(t,J=6.4Hz,2H),2.68(t,J=7.3Hz,2H),2.43(tt,J=12.2Hz,J=3.2Hz,1H),2.21(t,J=6.8Hz,1H),2.04-1.98(m,2H),1.88-1.84(m,4H),1.46-1.38(m,2H),1.35-1.19(m,9H),1.07-0.99(m,2H),0.89(t,J=7.2Hz,3H).
化合物(1α-4-26)的物性如下。
转变温度:C 41.4I.
合成例14α:化合物(1α-6-122)的合成
第1工序
将化合物(Tα-49)(15.0g)三苯基膦(24.8g)加入至反应器中,并在100℃下搅拌6小时。利用经冰冷的庚烷进行过滤洗涤,从而获得化合物(Tα-50)(16.4g;52%)。
第2工序
将化合物(Tα-51)(10.0g)及THF(200ml)加入至反应器中,并冷却至-70℃。缓慢地添加正丁基锂(1.63M;己烷溶液;25ml),并搅拌1小时。缓慢地添加DMF(4.0ml),一边恢复至室温一边搅拌12小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(体积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-52)(6.37g;77%)。
第3工序
将化合物(Tα-50)(14.3g)及THF(200ml)加入至反应器中,并冷却至-30。向其中缓慢地添加叔丁醇钾(3.21g),并在-30℃下搅拌1小时。缓慢地添加化合物(Tα-52)(6.37g)的THF(100ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌4小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法以甲苯对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-53)(7.50g;85%)。
第4工序
将化合物(Tα-53)(7.50g)、Pd/C(0.11g)、IPA(200ml)及甲苯(200ml)加入至反应器中,在室温下并在氢气环境下搅拌12小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法以甲苯对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-54)(7.21g;95%)。
第5工序
将化合物(Tα-54)(7.21g)、甲酸(9.70g)及甲苯(200ml)加入至反应器中,并在100℃下搅拌4小时。将不溶物炉别后,利用碳酸氢钠水溶液进行中和,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法以甲苯对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-55)(5.65g;90%)。
第6工序
将氢化铝锂(0.43g)及THF(100ml)加入至反应器中,并进行冰冷。缓慢地添加化合物(Tα-55)(5.65g)的THF(100ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌2小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(体积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化。进而通过自庚烷中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(Tα-56)(4.83g;85%)。
第7工序
使用化合物(Tα-56)(4.83g)作为原料,利用与合成例6α的第3工序相同的方法而获得化合物(Tα-57)(8.41g;84%)。
第8工序
使用化合物(Tα-57)(8.41g)作为原料,利用与合成例6α的第4工序相同的方法而获得化合物(1α-6-122)(3.22g;62%)。
所得的化合物(1α-6-122)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):7.13(d,J=8.2Hz,2H),7.10(d,J=8.2Hz,2H),6.26(s,1H),5.82(d,J=1.1Hz,1H),4.92-4.87(m,1H),4.34(d,J=6.7Hz,2H),2.60(t,J=7.3Hz,2H),2.54-2.49(m,1H),2.31(t,J=6.5Hz,1H),2.15-2.04(m,4H),1.98-1.96(m,2H),1.66-1.52(m,8H).
化合物(1α-6-122)的物性如下。
转变温度:C 62.0I.
合成例15α:化合物(1α-6-123)的合成
第1工序
使用化合物(Tα-58)(5.00g)作为原料,利用与合成例6α的第3工序相同的方法而获得化合物(Tα-59)(7.74g;70%)。
第2工序
使用化合物(Tα-59)(7.74g)作为原料,利用与合成例6α的第4工序相同的方法而获得化合物(1α-6-123)(3.82g;83%)。
所得的化合物(1α-6-123)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.22(s,1H),5.79(s,1H),4.77-4.71(m,1H),4.31(d,J=6.5Hz,2H),2.29-2.26(m,1H),2.04-2.01(m,2H),1.80-1.68(m,6H),1.39-1.24(m,10H),1.13-0.80(m,14H).
化合物(1α-6-123)的物性如下。
转变温度:C 59.1SA 114I.
合成例16α:化合物(1α-4-3)的合成
第1工序
使用化合物(Tα-60)(5.00g)作为原料,利用与合成例6α的第3工序相同的方法而获得化合物(Tα-61)(8.49g;79%)。
第2工序
使用化合物(Tα-61)(8.49g)作为原料,利用与合成例6α的第4工序相同的方法而获得化合物(1α-4-3)(3.54g;69%)。
所得的化合物(1α-4-3)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.22(s,1H),5.79(d,J=1.1Hz,1H),4.76-4.72(m,1H),4.31(d,J=6.8Hz,2H),2.29-2.26(m,1H),2.04-2.01(m,2H),1.80-1.68(m,6H),1.40-1.25(m,12H),1.16-0.80(m,14H).
化合物(1α-4-3)的物性如下。
转变温度:C 60.9SA 109I.
合成例17α:化合物(1α-6-124)的合成
第1工序
使用化合物(Tα-62)(5.00g)作为原料,利用与合成例α6的第3工序相同的方法而获得化合物(Tα-63)(8.39g;58%)。
第2工序
使用化合物(Tα-63)(8.39g)作为原料,利用与合成例α6的第4工序相同的方法而获得化合物(1α-6-124)(3.85g;89%)。
所得的化合物(1α-6-124)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.22(s,1H),5.80(d,J=1.1Hz,1H),4.78-4.72(m,1H),4.31(s,2H),2.74(s,1H),2.02-1.98(m,2H),1.82-1.79(m,2H),1.42-1.16(m,11H),1.07-0.97(m,2H),0.88(t,J=6.8Hz,3H).
化合物(1α-6-124)的物性如下。
转变温度:<-50.0I.
合成例18α:化合物(1α-6-125)的合成
第1工序
将化合物(Tα-64)(10.0g)及THF(200ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。缓慢地添加甲基溴化镁(1.00M;THF溶液;48ml),,一边恢复至室温一边搅拌6小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(体积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-65)(4.58g;43%)。
第2工序
将化合物(Tα-65)(4.58g)、三乙胺(2.87ml)及THF(200ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。缓慢地添加丙烯酰氯(1.68ml),,一边恢复至室温一边搅拌5小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(体积比,甲苯:庚烷=3:2)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-66)(3.20g;58%))。
第3工序
使用化合物(Tα-66)(3.20g)作为原料,利用与合成例1α的第2工序相同的方法而获得化合物(1α-6-125)(1.12g;32%)。
所得的化合物(1α-6-125)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.15(s,1H),5.73(d,J=1.2Hz,1H),4.28(d,J=6.6Hz,2H),2.34-2.32(m,1H),2.13-2.11(m,2H),1.76-1.67(m,8H),1.54(s,3H),1.32-1.03(m,13H),0.97-0.80(m,7H).
化合物(1α-6-125)的物性如下。
转变温度:C 66.5SA 81.1I.
合成例19α:化合物(1α-6-126)的合成
第1工序
将化合物(Tα-67)(25.0g)及三苯基膦(43.9g)加入至反应器中,并在90℃下搅拌6小时。利用庚烷进行过滤洗涤,从而获得化合物(Tα-68)(22.8g;42%)。
第2工序
将化合物(Tα-69)(20.0g)、膦酰基乙酸三乙酯(22.5g)及甲苯(300ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。在其中缓慢地添加乙醇钠(20%乙醇溶液)(34.2g),,一边恢复至室温一边搅拌6小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法以甲苯对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-70)(23.3g;90%)。
第3工序
将化合物(Tα-70)(23.3g)及甲苯(400ml)、IPA(400ml)加入至反应器中,添加Pd/C(0.40g),在氢气环境下并在室温下搅拌12小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法以甲苯对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-71)(21.5g;92%)。
第4工序
将氢化铝锂(1.57g)及THF(200ml)加入至反应器中,并进行冰冷。缓慢地添加化合物(Tα-71)(21.5g)的THF(200ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌5小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(体积比,甲苯:乙酸乙酯=4:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-72)(14.3g;77%)。
第5工序
将化合物(Tα-72)(14.3g)及二氯甲烷(300ml)加入至反应器中,并进行冰冷。缓慢地添加戴斯-马丁过碘烷(Dess-Martin Periodinane)(27.1g),一边恢复至室温一边搅拌5小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(体积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-73)(9..93g;70%)。
第6工序
将化合物(Tα-68)(21.7g)及THF(200ml)加入至反应器中,并冷却至-30。向其中缓慢地添加叔丁醇钾(5.01g),并在-30℃下搅拌1小时。缓慢地添加化合物(Tα-73)(9.93g)的THF(100ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌5小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法以甲苯对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-74)(6.97g;54%)。
第7工序
将化合物(Tα-74)(6.97g)、Pd/C(0.10g)、IPA(100ml)及甲苯(100ml)加入至反应器中,在室温下并在氢气环境下搅拌12小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法以甲苯对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-75)(6.31g;90%)。
第8工序
使用化合物(Tα-75)(6.31g)作为原料,利用与合成例14α的第5工序相同的方法而获得化合物(Tα-76)(4.96g;90%)。
第9工序
化合物(Tα-76)(4.96g)作为原料,利用与合成例14α的第6工序相同的方法而获得化合物(Tα-77)(4.24g;85%)。
第10工序
使用化合物(Tα-77)(4.24g)作为原料,利用与合成例6α的第3工序相同的方法而获得化合物(Tα-78)(5.40g;62%)。
第11工序
使用化合物(Tα-78)(4.24g)作为原料,利用与合成例6α的第4工序相同的方法而获得化合物(1α-6-126)(2.37g;90%)。
所得的化合物(1α-6-126)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.25(s,1H),5.81(d,J=0.8Hz,1H),4.79-4.73(m,1H),4.34(d,J=6.7Hz,2H),2.32-2.29(m,1H),2.12-2.03(m,4H),1.82-1.72(m,6H),1.57-1.49(m,2H),1.44-1.35(m,4H),1.22-0.84(m,11H).
化合物(1α-6-126)的物性如下。
转变温度:C 72.0SA 81.1I.
合成例20α:化合物(1α-6-127)的合成
第1工序
使用化合物(Tα-79)(5.00g)作为原料,利用与合成例6α的第3工序相同的方法而获得化合物(Tα-80)(6.40g;64%)。
第2工序
使用化合物(Tα-80)(6.40g)作为原料,利用与合成例6α的第4工序相同的方法而获得化合物(1α-6-127)(2.02g;50%)。
所得的化合物(1α-6-127)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.24(s,1H),5.82(d,J=1.3Hz,1H),4.33(d,J=5.5Hz,2H),4.15(t,J=6.8Hz,2H),2.39-2.37(m,1H),1.73-1.66(m,10H),1.32-1.09(m,18H),0.91-0.80(m,11H).
化合物(1α-6-127)的物性如下。
转变温度:C 110I.
合成例21α:化合物(1α-6-128)的合成
第1工序
使用化合物(Tα-81)(5.00g)作为原料,利用与合成例6α的第3工序相同的方法而获得化合物(Tα-82)(5.94g;60%)。
第2工序
使用化合物(Tα-82)(5.94g)作为原料,利用与合成例6α的第4工序相同的方法而获得化合物(1α-6-128)(2.64g;70%)。
所得的化合物(1α-6-128)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):7.12-7.08(m,4H),6.23(s,1H),5.80(d,J=1.0Hz,1H),4.78-4.74(m,1H),4.32(d,J=6.6Hz,2H),2.55(t,J=7.6Hz,2H),2.41(tt,J=12.1Hz,J=3.3Hz,1H),2.28(t,J=6.5Hz,1H),2.07-2.04(m,2H),1.93-1.90(m,2H),1.85-1.82(m,4H),1.61-1.57(m,2H),1.44-1.30(m,8H),1.20-1.13(m,6H),0.88(t,J=6.8Hz,3H).
化合物(1α-6-128)的物性如下。
转变温度:C 85.0I.
合成例22α:化合物(1α-6-129)的合成
第1工序
将镁(削屑状)(3.67g)及THF(50ml)加入至反应器中,缓慢地滴加1-溴-2-六乙烯(29.1g)的THF(50ml)溶液,并在30℃下搅拌1小时。向其中缓慢地滴加化合物(Tα-83)(30.0g)的THF(100ml)溶液,并在室温下搅拌6小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=4:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-84)(8.88g;20%)。
第2工序
将化合物(Tα-84)(8.88g)、对甲苯磺酸一水合物(0.47g)、乙二醇(1.87g)及甲苯(200ml)加入至反应器中,并在90℃下搅拌5小时。将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法以甲苯对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-85)(8.00g;95%)。
第3工序
将化合物(Tα-85)(8.00g)、Pd/C(0.12g)、IPA(200ml)及甲苯(200ml)加入至反应器中,在室温下并在氢气环境下搅拌14小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法以甲苯对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-86)(7.48g;93%)。
第4工序
使用化合物(Tα-86)(7.48g)作为原料,利用与合成例14α的第5工序相同的方法而获得化合物(Tα-87)(5.72g;88%)。
第5工序
将硼氢化钠(0.45g)及乙醇(50ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加化合物(Tα-87)(5.72g)的乙醇(50ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌6小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(体积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-88)(2.65g;46%)。
第6工序
使用化合物(Tα-88)(2.65g)作为原料,利用与合成例6α的第3工序相同的方法而获得化合物(Tα-89)(3.72g;67%)。
第7工序
使用化合物(Tα-89)(3.72g)作为原料,利用与合成例6α的第4工序相同的方法而获得化合物(1α-6-129)(1.60g;70%)。
所得的化合物(1α-6-129)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.22(s,1H),5.79(d,J=1.0Hz,1H),4.77-4.71(m,1H),4.31(d,J=6.5Hz,2H),2.31(d,J=6.7Hz,1H),2.04-2.01(m,2H),1.80-1.68(m,6H),1.39-0.92(m,20H),0.90-0.80(m,8H).
化合物(1α-6-129)的物性如下。
转变温度:C<-50.0I.
合成例23α:化合物(1α-5-53)的合成
第1工序
将化合物(Tα-90)(21.1g)、四(三苯基膦)钯(0.74g)、碳酸钾(17.7g)、四丁基溴化铵(8.3g)、4-溴-2-乙基-1-碘苯(20.0g)、甲苯(200ml)、IPA(150ml)、及H2O(50ml)加入至反应器中,并在80℃下搅拌6小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(体积比,庚烷:甲苯=4:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-91)(22.6g;85%)。
第2工序
将化合物(Tα-91)(22.6g)、THF(200ml)加入至反应器中,并冷却至-70℃,缓慢地滴加丁基锂(1.60M;己烷溶液;41ml),并在-70℃下搅拌1小时。向其中缓慢地滴加DMF(6.35ml),一边恢复至室温一边搅拌12小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法以甲苯对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-92)(16.1g;81%)。
第3工序
将(1,3-二噁烷-2-基)甲基三苯基溴化鏻(22.8g)及THF(200ml)加入至反应器中,并冷却至-30℃。添加叔丁醇钾(5.90g),并在-30℃下搅拌1小时。添加化合物(Tα-92)(16.1g),一边恢复至室温一边搅拌6小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法以甲苯对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tα-93)(16.5g;86%)。
第4工序
使用化合物(Tα-93)(16.5g)作为原料,利用与合成例12α的第2工序相同的方法而获得化合物(Tα-94)(14.9g;90%)。
第5工序
使用化合物(Tα-94)(14.9g)作为原料,利用与合成例12α的第3工序相同的方法而获得化合物(Tα-95)(11.7g;88%)。
第6工序
使用化合物(Tα-95)(11.7g)作为原料,利用与合成例12α的第4工序相同的方法而获得化合物(Tα-96)(9.41g;80%)。
第7工序
使用化合物(Tα-96)(5.00g)作为原料,利用与合成例6α的第3工序相同的方法而获得化合物(Tα-97)(6.37g;70%)。
第8工序
使用化合物(Tα-97)(6.37g)作为原料,利用与合成例6α的第4工序相同的方法而获得化合物(1α-5-53)(3.40g;80%)。
所得的化合物(1α-5-53)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):7.23-7.19(m,4H),7.13-7.10(m,2H),7.05-7.03(m,1H),6.25(s,1H),5.84(d,J=1.1Hz,1H),4.33(d,J=6.7Hz,2H),4.25(t,J=6.6Hz,2H),2.74(t,J=7.3Hz,2H),2.58(q,J=7.5Hz,2H),2.50(tt,J=12.1Hz,J=3.3Hz,1H),2.22(t,J=6.7Hz,1H),2.10-2.04(m,2H),1.96-1.87(m,4H),1.52-1.44(m,2H),1.33-1.21(m,9H),1.11-1.02(m,5H),0.90(t,J=6.9Hz,3H).
化合物(1α-5-33)的物性如下。
转变温度:C 40.0I.
合成例24α:化合物(1α-6-130)的合成
将化合物(1α-4-2)(3.00g)、二乙胺(1.30g)及环己烷(100ml)加入至反应器中,并在75℃下搅拌12小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(体积比,甲苯:乙酸乙酯=1:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(1α-6-130)(0.52g;15%)。
所得的化合物(1α-6-130)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.18(s,1H),5.74(s,1H),4.74-4.67(m,1H),3.23(s,2H),2.50(q,J=7.1Hz,4H),2.03-2.01(m,2H),1.78-1.68(m,6H),1.37-0.80(m,28H).
化合物(1α-6-130)的物性如下。
转变温度:C 14.1SA 58.9I.
合成例:比较化合物(S-1)的合成
合成化合物(S-1)作为比较化合物,并测定特性。其原因在于:所述化合物在国际公开第2014/090362号手册中有记载,且与本发明的化合物类似。
所得的比较化合物(S-1)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):7.57-7.52(m,2H),7.45-7.42(m,2H),7.36-7.30(m,1H),7.04-6.95(m,2H),4.75(d,6.0Hz,2H),2.62(t,J=7.8Hz,2H),1.75-1.64(m,3H),0.98(t,J=7.4Hz,3H).
[3.实施例1、比较例1]
对化合物(1α-4-22)与比较化合物(S-1)的垂直取向性及电压保持率(VHR)进行比较。再者,评价时使用组合物(i)及聚合性化合物(M-1-1)。
以重量%来表示组合物(i)的成分的比例。
以下表示聚合性化合物(M-1-1)。
·垂直取向性
在组合物(i)中以0.4重量%的比例添加聚合性化合物(M-1-1)。向其中以3.5重量%的比例添加化合物(1α-4-22)或比较化合物(S-1)。将这些的混合物注入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为3.5μm的不具有取向膜的元件中,作为实施例1、比较例1。将所述元件设置于偏光显微镜上,自下方对元件照射光,观察有无漏光。在液晶分子充分取向、光未透过元件的情况下,将垂直取向性判断为“良好”。在观察到透过元件的光的情况下表示为“不良”。
·电压保持率(VHR)
使用艾古非(Eyegraphics)股份有限公司制造的黑光、F40T10/BL(峰值波长为369nm)对所述制作的元件照射紫外线(30J),由此使聚合性化合物进行聚合。对所述元件在60℃下施加脉冲电压(1V、60微秒)来进行充电。利用高速电压计在1.67秒的期间内测定衰减的电压,并求出单位周期中的电压曲线与横轴之间的面积A。面积B为未衰减时的面积。电压保持率是由面积A相对于面积B的百分率来表示。
[表2]
表2:化合物(1α-4-22)与比较化合物(S-1)的物性
将合成例2α的化合物(1α-4-22)与比较化合物(S-1)的物性汇总于表2中。两种化合物均在不具有取向膜的元件中显示出良好的垂直取向性。另一方面,使用化合物(1α-4-22)的情况下的电压保持率高于使用比较化合物(S-1)的情况。其原因在于:比较化合物(S-1)之类的具有-OH基的极性化合物使元件的电压保持率大幅度降低,但通过如化合物(1α-4-22)那样赋予聚合性,而将极性化合物导入至由聚合性化合物生成的聚合物中,由此电压保持率的降低得到抑制。因此,化合物(1α-4-22)可称为显示出良好的垂直取向性而不使元件的电压保持率降低的优异的化合物。
[4.实施例2、实施例3、比较例2]
对化合物(1α-4-2)与比较化合物(S-1)的电压保持率(VHR)进行比较。再者,评价时使用组合物(ii)及聚合性化合物(M-1-3)。
组合物中的化合物是基于下述表3的定义,由记号来表示。表3中,与1,4-亚环己基相关的立体构型为反式构型。位于记号后的括弧内的编号与化合物的编号相对应。记号(-)是指其他液晶性化合物。液晶性化合物的比例(百分率)是基于液晶组合物的重量的重量百分率(重量%)。最后,汇总液晶组合物的特性值。特性是依据之前记载的方法来测定,直接记载测定值(并不外推)。
[表3]
表3.使用记号的化合物的表达法
R-(A1)-Z1-·····-Zn-(An)-R’
以重量%来表示组合物(ii)的成分的比例。
NI=76.1℃;η=16.1mPa·s;Δn=0.100;Δε=-2.5;Vth=2.4V.
·实施例2
在所述组合物(ii)中以3重量%的比例添加下述化合物(1α-4-2)。
此外,以0.3重量%的比例添加下述化合物(M-1-3)。将所述组合物注入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为3.5μm的不具有取向膜的元件中而制作元件,使用艾古非(Eyegraphics)股份有限公司制造的黑光、F40T10/BL(峰值波长为369nm)对所述制作的元件照射紫外线(40J),由此使聚合性化合物进行聚合,作为实施例2。
·实施例3
在所述组合物(ii)中以3重量%的比例添加下述化合物(1α-4-2)。将所述组合物注入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为3.5μm的不具有取向膜的元件中而制作元件,使用艾古非(Eyegraphics)股份有限公司制造的黑光、F40T10/BL(峰值波长为369nm)对所述制作的元件照射紫外线(60J),由此使聚合性化合物进行聚合,作为实施例3。
·比较例2
在所述组合物(ii)中以3.5重量%的比例添加比较例1中使用的比较化合物(S-1)。
此外,以0.4重量%的比例添加下述化合物(M-1-3)。将所述组合物注入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为3.5μm的不具有取向膜的元件中而制作元件,使用艾古非(Eyegraphics)股份有限公司制造的黑光、F40T10/BL(峰值波长为369nm)对所述制作的元件照射紫外线(40J),由此使聚合性化合物进行聚合,作为比较例2。
对实施例2~实施例3、比较例2的元件测定电压保持率(VHR)。
[表4]
表4:电压保持率(VHR)
使用化合物(1α-4-2)的情况下的电压保持率高于使用比较例2的比较化合物(S-1)的情况。其原因在于:比较化合物(S-1)之类的具有-OH基的极性化合物使元件的电压保持率大幅度降低,但化合物(1α-4-2)之类的聚合性的极性化合物将极性化合物导入至所生成的聚合物中,由此电压保持率的降低得到抑制。因此,化合物(1α-4-2)可称为不使元件的电压保持率降低的优异的化合物。
另外,对实施例2及实施例3的元件测定在背光上放置规定时间后的电压保持率,结果如表4所示维持高的值。
[5.化合物(1β)的合成例]
合成例1β:化合物(1β-4-3)的合成
第1工序
将化合物(Tβ-1)(25.0g)、三乙胺(16.65ml)及THF(300ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加丙烯酰氯(9.7ml),一边恢复至室温一边搅拌6小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tβ-2)(16.4g;54%)。
第2工序
将氢化钠(2.57g)与THF(300ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加化合物(Tβ-2)(16.4g)的THF溶液(100ml)溶液,并搅拌1小时。向其中缓慢地滴加碘甲烷(3.7ml),一边恢复至室温一边搅拌3小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=4:1)对残渣进行纯化。进而通过自庚烷中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(1β-4-3)(14.2g;83%)。
所得的化合物(1β-4-3)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.56(m,1H),6.27(t,1H),5.65(t,1H),4.45(m,1H),2.90(s,3H),1.83-1.52(m,8H),1.43-1.20(m,8H),1.18-0.92(m,9H),0.89-0.80(m,5H).
化合物(1β-4-3)的物性如下。
转变温度:C 56.9I.
合成例2β:化合物(1β-4-45)的合成
第1工序
将化合物(Tβ-3)(25.0g)、三乙胺(16.0ml)及THF(300ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加丙烯酰氯(9.28ml),一边恢复至室温一边搅拌6小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tβ-4)(15.6g;51%)。
第2工序
将氢化钠(2.55g)与THF(300ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加化合物(Tβ-4)(15.6g)的THF溶液(100ml)溶液,并搅拌1小时。向其中缓慢滴加碘甲烷(3.6ml),一边恢复至室温一边搅拌3小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=4:1)对残渣进行纯化。进而通过自庚烷中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(1β-4-45)(13.0g;80%)。
所得的化合物(1β-4-45)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):7.51(m,4H),7.23(m,4H),6.54(m,1H),6.25(t,1H),5.63(t,1H),2.95(s,3H),2.62(t,2H),1.67-1.62(m,2H),1.37-1.33(m,4H),0.90(s,3H).
化合物(1β-4-45)的物性如下。
转变温度:C 58.0I.
[6.实施例11、比较例11]
对化合物(1β-4-3)与比较化合物(S-1)的垂直取向性及电压保持率(VHR)进行比较。评价时使用组合物(i)及聚合性化合物(M-1-1)。再者,比较化合物(S-1)、组合物(i)、聚合性化合物(M-1-1)与实施例1中所使用者相同。
·垂直取向性
在组合物(i)中以0.4重量%的比例添加聚合性化合物(M-1-1)。向其中以3.0重量%的比例添加化合物(1β-4-3)或比较化合物(S-1)。将这些的混合物注入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为3.5μm的不具有取向膜的元件中,作为实施例11、比较例11。将所述元件设置于偏光显微镜上,自下方对元件照射光,观察有无漏光。在液晶分子充分取向、光未透过元件的情况下,将垂直取向性判断为“良好”。在观察到透过元件的光的情况下表示为“不良”。
·电压保持率(VHR)
对所述制作的元件在60℃下施加脉冲电压(1V且60微秒)来进行充电。利用高速电压计在0.0167秒的期间内测定衰减的电压,并求出单位周期中的电压曲线与横轴之间的面积A。面积B为未衰减时的面积。电压保持率是由面积A相对于面积B的百分率来表示。
[表5]
表5:化合物(1β-4-3)与比较化合物(S-1)的物性
将合成例1β的化合物(1β-4-3)与比较化合物(S-1)的物性汇总于表5中。两种化合物均在不具有取向膜的元件中显示出良好的垂直取向性。另一方面,使用化合物(1β-4-3)的情况下的电压保持率高于使用比较化合物(S-1)的情况。其原因在于:虽然如比较化合物(S-1)那样的具有-OH基的极性化合物大幅度地降低元件的电压保持率,但丙烯酰胺基不会引起电压保持率的降低。因此,化合物(1β-4-3)可称为显示出良好的垂直取向性而不使元件的电压保持率降低的优异的化合物。
[7.实施例12~实施例13、比较例12]
以下表示作为元件的实施例。
原料
向不具有取向膜的元件中注入添加有式(1β)所表示的具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物的组合物。在照射紫外线后,研究所述元件中的液晶分子的垂直取向。首先对原料进行说明。原料使用组合物(iii)、组合物(iv)、具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物(1β-4-3)、聚合性化合物(M-1-1)。
以重量%来表示组合物(iii)的成分的比例。
NI=73.2℃;Tc<-20℃;Δn=0.113;Δε=-4.0;
Vth=2.18V;η=22.6mPa·s.
以重量%来表示组合物(iv)的成分的比例。
NI=75.9℃;Tc<-20℃;Δn=0.114;Δε=-3.9;
Vth=2.20V;η=24.7mPa·s.
取向性单体为具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物(1β-4-3)。再者,在存在与氮直接键结的氢的情况下、即仅当式(1β)中的M1为氢时,为了明确(甲基)丙烯酰胺基的结构而在结构式中表述为NH。
聚合性化合物为聚合性化合物(M-1-1)。
液晶分子的垂直取向
·实施例12
在组合物(iii)中以5重量%的比例添加具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物(1β-4-3)。在100℃的热载台上将所述混合物注入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为4.0μm且不具有取向膜的元件中。通过使用超高压水银灯USH-250-BY(牛尾(Ushio)电机股份有限公司制造)对所述元件照射紫外线(28J),来使具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物(1β-4-3)进行聚合。将所述元件设置于偏光元件与检偏器并行配置的偏光显微镜上,自下方对元件照射光,观察有无漏光。在液晶分子充分取向、光未透过元件的情况下,将垂直取向判断为“良好”。在观察到透过元件的光情况下表示为“不良”。
·实施例13、比较例12
实施例13中,使用将具有(甲基)丙烯酰胺基的极性化合物添加于组合物中而制备的混合物来制作不具有取向膜的元件。利用与实施例12相同的方法来观察有无漏光。将结果汇总于表中。实施例13中,也以0.5重量%的比例添加聚合性化合物(M-1-1)。比较例12中,为了进行比较,选择下述极性化合物(S-1)。其原因在于:所述化合物不具有聚合性基,故与化合物(1β)不同。
[表6]
表6:分子的垂直取向性
[8.化合物(1γ)的合成例]
合成例1γ:化合物(1γ-2-7)的合成
第1工序
将聚甲醛(60.0g)、DABCO(56.0g)及水(200ml)加入至反应器中,并在室温下搅拌15分钟。滴加化合物(Tγ-1)(50.0g)的THF(400ml)溶液,并在室温下搅拌72小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=2:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tγ-2)(44.1g;68%)。
第2工序
将化合物(Tγ-2)(44.1g)、咪唑(25.0g)将二氯甲烷(400ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。滴加叔丁基二甲基氯硅烷(53g)的二氯甲烷溶液(200ml),一边升温至室温一边搅拌4小时。将反应混合物注入至水中,并利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,庚烷:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tγ-3)(105g;84%)。
第3工序
将化合物(Tγ-3)(105g)、THF(600ml)、甲醇(150ml)及水(100ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中添加氢氧化锂一水合物(17.4g),一边恢复至室温一边搅拌12小时。将反应混合物注入至水中,缓慢地添加6N盐酸(20ml)而成为酸性后,利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,从而获得化合物(Tγ-4)(34.0g;35%)。
第4工序
将化合物(Tγ-5)(7.5g)、四(三苯基膦)钯1.3g)、四丁基溴化铵(TBAB)(1.5g)、碳酸钾(6.4g)、1-溴-3,5-二甲氧基苯(5g)、甲苯(200ml)、IPA(2-丙醇)(80ml)、纯水(20ml)加入至反应器中,并在90℃下进行搅拌。将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化,进而通过自庚烷与甲苯的混合溶剂(容积比,1:1)中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(Tγ-6)(7.18g;85%)。
第5工序
将化合物(Tγ-6)(7.18g)、二氯甲烷(200ml)加入至反应器中,一边进行搅拌一边冷却至-50。滴加三溴化硼(2.1ml)。一边升温至室温,一边搅拌5小时。将反应混合物注入至水中,并利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=1:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tγ-7)(5.3g;80%)。
第6工序
将化合物(Tγ-7)(5.3g)、碳酸亚乙酯(3.0g)、碳酸钾(6.5g)及DMF(200ml)加入至反应器中,并在100℃下进行搅拌。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=1:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tγ-8)(5.5g;83%)。
第7工序
将化合物(Tγ-8)(5.3g)、化合物(Tγ-4)(5.9g)、DMAP(1.52g)及二氯甲烷(150ml)加入至反应器中,一边进行搅拌一边冷却至0℃。滴加DCC(7.7g)的二氯甲烷溶液(50ml)。一边升温至室温,一边搅拌5小时。将反应混合物注入至水中,并利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:庚烷=1:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tγ-9)(8.3g;81%)。
第8工序
将化合物(Tγ-9)(8.3g)、THF(100ml)加入至反应器中,一边搅拌一边冷却至0℃。滴加TBAF(2.9g),一边升温至室温一边搅拌3小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=1:1)对残渣进行纯化,进而通过自庚烷中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(1γ-2-7)(4.5g;75%)。
所得的化合物(1γ-2-7)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):7.48-7.46(m,2H),7.27-7.26(m,2H),6.75(d,J=2.3Hz,2H),6.47-6.46(m,1H),6.30(s,2H),5.86(d,J=1.1Hz,2H),4.54(t,J=4.4Hz,4H),4.33(s,4H),4.27-4.25(m,4H),2.52-2.47(m,1H),2.34(s,2H),1.90(t,J=14Hz,4H),1.51-1.44(m,2H),1.35-1.20(m,9H),1.09-1.02(m,2H),0.90(t,J=6.9Hz,3H).
化合物(1γ-2-7)的物性如下。
转变温度:C 58.8
合成例2γ:化合物(1γ-5-2)的合成
第1工序
将化合物(Tγ-10)(10.0g)、4-甲氧基苯基硼酸(19.1g)、四(三苯基膦)钯(1.9g)、碳酸钾(15.8g)、TBAB(3.7g)、甲苯(200ml)、IPA(80ml)、纯水(20ml)加入至反应器中,并在90℃下进行搅拌。将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化,进而通过自庚烷与甲苯的混合溶剂(容积比,1:1)中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(Tγ-11)(14.9g;82%)。
第2工序
将己基三苯基溴化鏻(22.0g)、THF(100ml)加入至反应器中,一边冷却至-30℃一边进行搅拌。加入叔丁醇钾(5.7g),并在-30℃下搅拌1小时。滴加化合物(Tγ-11)(14.9g)的THF溶液(100ml),一边升温至室温一边搅拌4小时。将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(甲苯)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tγ-12)(16.2g;90%)。
第3工序
将化合物(Tγ-12)(16.2g)、Pd/C(0.2g)、甲苯(100ml)、IPA(100ml)加入至反应器中,并在氢气环境下搅拌10小时。将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(甲苯)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tγ-13)(15.5g;95%)。
第4工序
将化合物(Tγ-13)(15.5g)、二氯甲烷(200ml)加入至反应器中,一边冷却至-50℃一边进行搅拌。滴加三溴化硼(22.0g),一边升温至室温一边搅拌5小时。将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=8:2)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tγ-14)(13.0g;90%)。
第5工序
将化合物(Tγ-14)(13.0g)、碳酸亚乙酯(9.5g)、碳酸钾(15.0g)及DMF(200ml)加入至反应器中,并在100℃下进行搅拌。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=8:2)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tγ-15)(13.6g;84%)。
第6工序
将化合物(Tγ-15)(13.6g)、化合物(Tγ-4)(14.4g)、DMAP(1.85g)及二氯甲烷(350ml)加入至反应器中,一边进行搅拌一边冷却至0℃。滴加DCC(18.8g)的二氯甲烷溶液(150ml)。一边升温至室温,一边搅拌5小时。将反应混合物注入至水中,并利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tγ-16)(19.2g;75%)。
第7工序
将化合物(Tγ-16)(19.2g)、THF(200ml)加入至反应器中,一边进行搅拌一边冷却至0℃。滴加TBAF(6.5g),一边升温至室温一边搅拌3小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=1:1)对残渣进行纯化,进而通过自庚烷中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(1γ-5-2)(9.8g;70%)。
所得的化合物(1γ-5-2)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):7.65-7.55(m,2H),7.45(d,J=1.6Hz,1H),7.39(dd,J=7.8Hz,J=1.8Hz,1H),7.25-7.22(m,3H),7.13(d,J=8.6Hz,2H),6.98-6.93(m,4H),6.84(d,J=8.7Hz,2H),6.29(s,1H),5.85(d,J=1.2Hz,1H),4.52(t,J=4.8Hz,2H),4.33(d,J=6.7Hz,2H),4.21(t,J=7.8Hz,J=1.8Hz,1H),6.27(d,J=3.5Hz,2H),5.85(s,1H),4.35-4.28(m,8H),4.06-4.04(m,4H),2.62(t,J=7.8Hz,2H),2.30(s,2H),1.93-1.92(m,8H),1.58-1.48(m,2H),1.26-1.17(m,8H),0.84(t,6.9Hz,3H).
化合物(1γ-5-2)的物性如下。
转变温度:C 44.0I.
[9.实施例21、比较例21]
对化合物(1γ-2-7)与比较化合物(S-1)的垂直取向性进行比较。评价时使用组合物(i)及聚合性化合物(M-1-1)。再者,比较化合物(S-1)、组合物(i)、聚合性化合物(M-1-1)与实施例1中所使用者相同。
·垂直取向性
在组合物(i)中以0.4重量%的比例添加聚合性化合物(M-1-1)。在其中以0.5%~3.0%的比例添加化合物(1γ-2-7)或比较化合物(S-1)。将这些的混合物注入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为3.5μm的不具有取向膜的元件中,作为实施例21、比较例21。将所述元件设置于偏光显微镜上,自下方对元件照射光,观察有无漏光。在液晶分子充分取向、光不透过元件的情况下,将垂直取向性判断为“良好”。在观察到透过元件的光的情况下表示为“不良”。
[表7]
表6:化合物(1γ-2-7)与比较化合物(S-1)的取向性
将化合物(1γ-2-7)与比较化合物(S-1)的垂直取向性汇总于表7中。在比较化合物(S-1)中以3.0%确认到垂直取向性。另一方面,在使用化合物(1γ-2-7)的情况下,以0.5%的添加确认到垂直取向性,与比较化合物(S-1)相比,浓度低且显示出良好的垂直取向性。其原因在于:化合物(1γ-2-7)具有多个诱发垂直取向的-OH基,由此垂直取向性变强。因此,化合物(1γ-2-7)可称为浓度低且显示出良好的垂直取向性的优异的化合物。
[10.实施例22~实施例23、比较例22]
以下表示作为元件的实施例。
原料
向不具有取向膜的元件中注入添加有极性化合物的组合物。在照射紫外线后,研究所述元件中的液晶分子的垂直取向。首先对原料进行说明。原料使用组合物(iii)、组合物(iv)、极性化合物(1γ-2-7)、极性化合物(1γ-5-2)、聚合性化合物(M-1-1)。再者,组合物(iii)、组合物(iv)、聚合性化合物(M-1-1)与实施例12中所使用者相同。
取向性单体为极性化合物(1γ-2-7)、极性化合物(1γ-5-2)。
聚合性化合物为聚合性化合物(M-1-1)。
液晶分子的垂直取向
·实施例22
在组合物(iii)中以5重量%的比例添加极性化合物(1γ-2-7)。在100℃的热载台上将所述混合物注入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为4.0μm且不具有取向膜的元件中。通过使用超高压水银灯USH-250-BY(牛尾(Ushio)电机股份有限公司制造)对所述元件照射紫外线(28J),来使极性化合物(1γ-2-7)进行聚合。将所述元件设置于偏光元件与检偏器并行配置的偏光显微镜上,自下方对元件照射光,观察有无漏光。在光未透过元件的情况下,判断为垂直取向“良好”。其原因在于:推测液晶分子进行了充分取向。在观察到透过元件的光的情况下表示为“不良”。
·实施例23、比较例22
使用将具有聚合性基的极性化合物添加于组合物中而制备的混合物来制作不具有取向膜的元件。利用与实施例22相同的方法来观察有无漏光。将结果汇总于表8中。实施例23中,也以0.5重量%的比例添加聚合性化合物(M-1-1)。比较例22中,为了进行比较,选择下述极性化合物(S-2)。其原因在于:所述化合物不具有聚合性基,故与化合物(1γ)不同。
[表8]
表8:分子的垂直取向性
[11.化合物(1δ)的合成例]
合成例1δ:化合物(1δ-1-1)的合成
再者,化合物(1δ-1-1)与化合物(1ε-6-1)相同。
第1工序
将化合物(Tδ-1)(40.0g)、膦酰基乙酸三乙酯(40.7g)及甲苯(800ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。在其中缓慢地滴加乙醇钠(20%乙醇溶液)(61.8g),一边恢复至室温一边搅拌12小时。将不溶物过滤分离后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:庚烷=4:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tδ-2)(42.0g;83%)。
第2工序
将化合物(Tδ-2)(42.0g)及甲苯(400ml)、异丙醇(400ml)加入至反应器中,添加Pd/C(0.7g),在氢气环境下并在室温下搅拌24小时。将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:庚烷=4:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tδ-3)(40.1g;95%)。
第3工序
将化合物(Tδ-3)(40.1g)及THF(400ml)加入至反应器中,并冷却至-60℃。缓慢地滴加二异丙胺锂(lithium diisopropylamide,LDA)(1.13M;THF溶液;142ml),并搅拌1小时。向其中缓慢地滴加氯甲酸甲酯(11.0ml),一边恢复至室温一边搅拌5小时。将不溶物过滤分离后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:庚烷=4:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tδ-4)(30.5g;65%)。
第4工序
将氢化铝锂(1.7g)及THF(300ml)加入至反应器中,并进行冰冷。缓慢地添加化合物(Tδ-4)(30.5g)的THF(600ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌3小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=1:1)对残渣进行纯化。进而通过自庚烷中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(Tδ-5)(20.1g;80%)。
第5工序
将化合物(Tδ-5)(20.1g)、三乙胺(10.3ml)及THF(200ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加甲基丙烯酰氯(6.0ml),一边恢复至室温一边搅拌4小时。将不溶物过滤分离后,将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(1δ-1-1)(7.7g;32%)。
所得的化合物(1δ-1-1)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.11(s,1H),5.58(s,1H),4.29-4.26(m,1H),4.14-4.11(m,1H),3.60-3.57(m,1H),3.50-3.47(m,1H),1.98-1.95(m,5H),1.78-1.67(m,8H),1.32-1.11(m,12H),0.99-0.81(m,13H)
化合物(1δ-1-1)的物性如下。
转变温度:C 65.0I.
合成例2δ:化合物(1δ-1-2)的合成
再者,化合物(1δ-1-2)与化合物(1ε-2-1)相同。
第1工序
将聚甲醛(30.0g)、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane,DABCO)(56.0g)及水(600ml)放入至反应器中,并在室温下搅拌15分钟。向其中滴加化合物(Tδ-6)(50.0g)的THF(1200ml)溶液,并在室温下搅拌72小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=4:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tδ-7)(43.2g;65%)。
第2工序
使用化合物(Tδ-7)(42.2g)作为原料,将咪唑(26.3g)及二氯甲烷(800ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加叔丁基二苯基氯硅烷(TBDPSCl)(106.4g)的二氯甲烷(100ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌12小时。将反应混合物注入至水中,并利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,庚烷:乙酸乙酯=10:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tδ-8)(107.0g;90%)。
第3工序
将化合物(Tδ-8)(107.0g)、THF(800ml)、甲醇(200ml)及水(100ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中添加氢氧化锂一水合物(24.3g),一边恢复至室温一边搅拌12小时。将反应混合物注入至水中,并缓慢地添加6N盐酸(100ml)而成为酸性后,利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,通过自庚烷中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(Tδ-9)(47.4g;48%)。
第4工序
将化合物(1δ-1-1)(7.7g)、化合物(Tδ-9)(8.0g)、DMAP(1.0g)及二氯甲烷(200ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加N,N'-二环己基碳二酰亚胺(DCC)(4.8g)的二氯甲烷(60ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌12小时。对不溶物进行过滤分离后,将反应混合物注入至水中,并利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,庚烷:乙酸乙酯=19:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tδ-10)(9.8g;70%)。
第5工序
将化合物(Tδ-10)(9.8g)及THF(100ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地添加四正丁基氟化铵(TBAF)(1.00M;THF溶液;16.5ml),一边恢复至室温一边搅拌1小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化。进而通过自庚烷中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(1δ-1-2)(3.1g;47%)。
所得的化合物(1δ-1-2)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.25(s,1H),6.10(s,1H),5.85(s,1H),5.57(s,1H),4.33(d,J=4.5Hz,2H),4.27-4.16(m,2H),4.13-4.08(m,2H),2.31(s,1H),2.26-2.22(m,1H),1.94(s,3H),1,81-1.61(m,8H),1.32-1.08(m,12H),1.00-0.79(m,13H).
化合物(1δ-1-2)的物性如下。
转变温度:C 49.6I.
合成例3δ:化合物(1δ-1-3)的合成
再者,化合物(1δ-1-3)与化合物(1ε-2-2)相同。
第1工序
将化合物(Tδ-11)(15.0g)、N,N-二甲基-4-氨基吡啶(DMAP)(9.33g)、米氏酸(9.54g)及二氯甲烷(250ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地添加N,N'-二环己基碳二酰亚胺(DCC)(15.7g),一边恢复至室温一边搅拌12小时。对不溶物进行过滤分离后,将反应混合物注入至水中,并利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩。将残渣、乙醇(250ml)加入至反应器中,并在70℃下进行搅拌。将不溶物过滤分离后,将反应混合物注入至食盐水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用无水硫酸镁对混在一起的有机层进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,庚烷:甲苯=1:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tδ-12)(10.2g;55%)。
第2工序
将氢化铝锂(0.6g)及四氢呋喃(THF)(100ml)加入至反应器中并进行冰浴冷却。缓慢地添加化合物(Tδ-12)(10.2g)的THF(100ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌3小时。将不溶物过滤分离后,将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=1:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tδ-13)(7.35g;81%)。
第3工序
将化合物(Tδ-13)(7.35g)、三乙胺(3.75ml)、N,N-二甲基-4-氨基吡啶(DMAP)(0.27g)、二氯甲烷(200ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加三异丙基氯硅烷(triisopropylchlorosilane,TIPSCl)(5.05ml),一边恢复至室温一边搅拌24小时。将不溶物过滤分离后,将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=19:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tδ-14)(6.50g;60%)。
第4工序
将化合物(Tδ-14)(6.50g)、三乙胺(3.77ml)、THF(200ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加甲基丙烯酰氯(2.00ml),一边恢复至室温一边搅拌4小时。将不溶物过滤分离后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:庚烷=1:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tδ-15)(4.70g;63%)。
第5工序
将化合物(Tδ-15)(4.70g)、THF(100ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地添加TBAF(1.00M;THF溶液;10.3ml),一边恢复至室温一边搅拌1小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tδ-16)(1.50g;45%)。
第6工序
使用化合物(Tδ-16)(1.50g)作为原料,利用与合成例2δ的第4工序相同的方法而获得化合物(Tδ-17)(1.51g;55%)。
第7工序
使用化合物(Tδ-17)(1.51g)作为原料,利用与合成例2δ的第5工序相同的方法而获得化合物(1δ-1-3)(0.45g;45%)。
所得的化合物(1δ-1-3)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.25(s,1H),6.09(s,1H),5.82(d,J=1.1Hz,1H),5.55(s,1H),5.22-5.17(m,1H),4.32-4.26(m,3H),4.17-4.12(m,3H),2.50(s,1H),2.03-1.89(m,5H),1.83-1.58(m,9H),1.41-1.08(m,11H),0.96-0.78(m,13H).
化合物(1δ-1-3)的物性如下。
转变温度:C 61.2I.
[12.实施例31~实施例33、比较例31]
以下表示作为元件的实施例。
原料
向不具有取向膜的元件中注入添加有极性化合物的组合物。在照射紫外线后,研究所述元件中的液晶分子的垂直取向。首先对原料进行说明。原料使用组合物(iii)~组合物(v)、极性化合物(1δ-1-1)、极性化合物(1δ-1-5)、聚合性化合物(M-1-1)。再者,组合物(iii)、组合物(iv)、聚合性化合物(M-1-1)与实施例12中所使用者相同。
以重量%来表示组合物(v)的成分的比例。
NI=81.1℃;Tc<-30℃;Δn=0.119;Δε=-4.5;Vth=1.69V;η=31.4mPa·s.
取向性单体为极性化合物(1δ-1-1)、极性化合物(1δ-1-5)。
聚合性化合物为聚合性化合物(M-1-1)。
液晶分子的垂直取向
·实施例31
在组合物(iii)中以5重量份的比例添加极性化合物(1δ-1-1)。在100℃的热载台上将所述混合物注入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为4.0μm且不具有取向膜的元件中。通过使用超高压水银灯USH-250-BY(牛尾(Ushio)电机股份有限公司制造)对所述元件照射紫外线(28J),来使极性化合物(1δ-1-1)进行聚合。将所述元件设置于偏光元件与检偏器并行配置的偏光显微镜上,自下方对元件照射光,来观察有无漏光。在液晶分子充分取向、光未透过元件的情况下,将垂直取向判断为“良好”。在观察到透过元件的光的情况下表示为“不良”。
·实施例32~实施例33、比较例31
使用将组合物及极性化合物组合而成的混合物来制作不具有取向膜的元件。利用与实施例31相同的方法来观察有无漏光。将结果汇总于表9中。实施例33中,也以0.5重量份的比例添加聚合性化合物(M-1-1)。比较例31中,为了进行比较,选择专利文献5中记载的如下所述的极性化合物(S-3)。所述化合物由于不具有源自分子末端的分支结构,故与化合物(1δ-1)不同。
[表9]
表9:分子的垂直取向性
根据表9可知,实施例31~实施例33中,虽改变了组合物或极性化合物的种类及极性化合物的浓度,但未观察到漏光。所述结果表示,即便在元件中无取向膜,垂直取向也良好,液晶分子稳定地进行取向。实施例33中,进而添加了聚合性化合物(M-1-1),但获得同样的结果。
另一方面,比较例31中观察到漏光。所述结果表示垂直取向并非良好。
极性化合物的相容性
对所述实施例31~实施例33中获得的液晶组合物与极性化合物的混合物的在室温状态下的稳定性进行评价。在混合后以100℃加以各向同性化,并放冷至25℃。在室温下,经过半天后确认有无析出,结果,实施例31~实施例33的混合物未确认到析出,极性化合物的相容性良好。另一方面,比较例31的化合物确认到析出,极性化合物的相容性不良。
[13.化合物(1ε)的合成例]
合成例1ε:化合物(1ε-6-1)的合成
第1工序
将化合物(Tε-1)(40.0g)、膦酰基乙酸三乙酯(40.7g)及甲苯(800ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。在其中缓慢地滴加乙醇钠(20%乙醇溶液)(61.8g),一边恢复至室温一边搅拌12小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:庚烷=4:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-2)(42.0g;83%)。
第2工序
将化合物(Tε-2)(42.0g)及甲苯(400ml)、异丙醇(400ml)加入至反应器中,添加Pd/C(0.7g),在氢气环境下并在室温下搅拌24小时。将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:庚烷=4:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-3)(40.1g;95%)。
第3工序
将化合物(Tε-3)(40.1g)及THF(400ml)加入至反应器中,并冷却至-60℃。缓慢地滴加LDA(二异丙胺锂)(1.13M;THF溶液;142ml),并搅拌1小时。向其中缓慢地滴加氯甲酸甲酯(11.0ml),一边恢复至室温一边搅拌5小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:庚烷=4:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-4)(30.5g;65%)。
第4工序
将氢化铝锂(1.7g)及THF(300ml)加入至反应器中,并进行冰冷。缓慢地添加化合物(Tε-4)(30.5g)的THF(600ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌3小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=1:1)对残渣进行纯化。进而通过自庚烷中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(Tε-5)(20.1g;80%)。
第5工序
将化合物(Tε-5)(20.1g)、三乙胺(10.3ml)及THF(200ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加甲基丙烯酰氯(6.0ml),一边恢复至室温一边搅拌4小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(1ε-6-1)(7.7g;32%)。
所得的化合物(1ε-6-1)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.11(s,1H),5.58(s,1H),4.29-4.26(m,1H),4.14-4.11(m,1H),3.60-3.57(m,1H),3.50-3.47(m,1H),1.98-1.95(m,5H),1.78-1.67(m,8H),1.32-1.11(m,12H),0.99-0.81(m,13H)
化合物(1ε-6-1)的物性如下。
转变温度:C 65.0I.
合成例2ε:化合物(1ε-2-1)的合成
第1工序
将聚甲醛(30.0g)、DABCO(56.0g)及水(600ml)加入至反应器中,并在室温下搅拌15分钟。向其中滴加化合物(Tε-6)(50.0g)的THF(1200ml)溶液,并在室温下搅拌72小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=4:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-7)(43.2g;65%)。
第2工序
使用化合物(Tε-7)(42.2g)作为原料,将咪唑(26.3g)及二氯甲烷(800ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加叔丁基二苯基氯硅烷(106.4g)的二氯甲烷(100ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌12小时。将反应混合物注入至水中,并利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,庚烷:乙酸乙酯=10:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-8)(107.0g;90%)。
第3工序
将化合物(Tε-8)(107.0g)、THF(800ml)、甲醇(200ml)及水(100ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中添加氢氧化锂一水合物(24.3g),一边恢复至室温一边搅拌12小时。将反应混合物注入至水中,并缓慢地添加6N盐酸(100ml)而成为酸性后,利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,通过自庚烷中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(Tε-9)(47.4g;48%)。
第4工序
将化合物(1ε-6-1)(7.7g)、化合物(Tε-9)(8.0g)、DMAP(1.0g)及二氯甲烷(200ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加DCC(4.8g)的二氯甲烷(60ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌12小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,庚烷:乙酸乙酯=19:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-10)(9.8g;70%)。
第5工序
将化合物(Tε-10)(9.8g)及THF(100ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地添加TBAF(1.00M;THF溶液;16.5ml),一边恢复至室温一边搅拌1小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化。进而通过自庚烷中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(1ε-2-1)(3.1g;47%)。
所得的化合物(1ε-2-1)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.25(s,1H),6.10(s,1H),5.85(s,1H),5.57(s,1H),4.33(d,J=4.5Hz,2H),4.27-4.16(m,2H),4.13-4.08(m,2H),2.31(s,1H),2.26-2.22(m,1H),1.94(s,3H),1,81-1.61(m,8H),1.32-1.08(m,12H),1.00-0.79(m,13H).
化合物((1ε-2-1)的物性如下。
转变温度:C 49.6I.
合成例3ε:化合物(1ε-2-2)的合成
第1工序
将化合物(Tε-11)(15.0g)、DMAP(9.33g)、米氏酸(9.54g)及二氯甲烷(250ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地添加DCC(15.7g),一边恢复至室温一边搅拌12小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩。将残渣、乙醇(250ml)加入至反应器中,并在70℃下进行搅拌。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至食盐水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用无水硫酸镁对混在一起的有机层进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,庚烷:甲苯=1:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-12)(10.2g;55%)。
第2工序
将氢化铝锂(0.6g)及四氢呋喃(THF)(100ml)加入至反应器中并进行冰浴冷却。缓慢地添加化合物(Tε-12)(10.2g)的THF(100ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌3小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=1:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-13)(7.35g;81%)。
第3工序
将化合物(Tε-13)(7.35g)、三乙胺(3.75ml)、DMAP(N,N-二甲基-4-氨基吡啶)(0.27g)、二氯甲烷(200ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。缓慢地滴加TIPSCl(三异丙基氯硅烷)(5.05ml),一边恢复至室温一边搅拌24小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=19:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-14)(6.50g;60%)。
第4工序
将化合物(Tε-14)(6.50g)、三乙胺(3.77ml)、THF(200ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加甲基丙烯酰氯(2.00ml),一边恢复至室温一边搅拌4小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:庚烷=1:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-15)(4.70g;63%)。
第5工序
将化合物(Tε-15)(4.70g)、THF(100ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地添加TBAF(1.00M;THF溶液;10.3ml),一边恢复至室温一边搅拌1小时。将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-16)(1.50g;45%)。
第6工序
使用化合物(Tε-16)(1.50g)作为原料,利用与合成例2ε的第4工序相同的方法而获得化合物(Tε-17)(1.51g;55%)。
第7工序
使用化合物(Tε-17)(1.51g)作为原料,利用与合成例2ε的第5工序相同的方法而获得化合物(1ε-2-2)(0.45g;45%)。
所得的化合物(1ε-2-2)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.25(s,1H),6.09(s,1H),5.82(d,J=1.1Hz,1H),5.55(s,1H),5.22-5.17(m,1H),4.32-4.26(m,3H),4.17-4.12(m,3H),2.50(s,1H),2.03-1.89(m,5H),1.83-1.58(m,9H),1.41-1.08(m,11H),0.96-0.78(m,13H).
化合物(1ε-2-2)的物性如下。
转变温度:C 61.2I.
合成例4ε:化合物(1ε-9-1)的合成
第1工序
将化合物(Tε-18)(20.0g)及THF(200ml)加入至反应器中,并冷却至-70℃,缓慢地滴加二异丙胺锂(LDA)(1.10M;THF溶液;68.0ml),并搅拌1小时。向其中缓慢地添加氯甲酸甲酯(7.00g),一边恢复至室温一边搅拌4小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:庚烷=9:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-19)(19.4g;82%)。
第2工序
将氢化锂铝(1.93g)及THF(200ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地添加化合物(Tε-19)(19.4g)的THF(100ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌3小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=1:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-20)(6.0g;38%)。
第3工序
将化合物(Tε-20)(6.0g)、三乙胺(3.2ml)及THF(100ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地添加甲基丙烯酰氯(1.8ml),一边恢复至室温一边搅拌5小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(1ε-9-1)(2.5g;34%)。
所得的化合物(1ε-9-1)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.10(s,1H),5.57(d,J=1.1Hz,1H),4.38(dd,J=11.4Hz,J=4.3Hz,1H),4.23(dd,J=11.3Hz,J=6.7Hz,1H),3.71-3.68(m,1H),3.63-3.60(m,1H),1.97(s,1H),1.94(s,3H),1.82-1.62(m,9H),1.41-1.18(m,7H),1.14-0.79(m,16H).
化合物(1ε-9-1)的物性如下。
转变温度:C 68.4SA 89.3I.
合成例5ε:化合物(1ε-9-2)的合成
第1工序
将化合物(Tε-7)、3,4-二氢-2H-吡喃(23.3g)、对甲苯磺酸吡啶鎓盐(PPTS)(5.80g)加入至反应器中,并在50℃下搅拌10小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,庚烷:乙酸乙酯=2:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-21)(39.5g;80%)。
第2工序
将化合物(Tε-21)(39.5g)、THF(400ml)及水(400ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中添加氢氧化锂一水合物(15.4g),一边恢复至室温一边搅拌12小时。将反应混合物注入至水中,并缓慢地添加6N盐酸(60ml)而成为酸性后,利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,从而获得化合物(Tε-22)(32.6g;95%)。
第3工序
将化合物(1ε-9-1)(2.0g)、化合物(Tε-22)(1.18g)、DMAP(0.32g)及二氯甲烷(100ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加DCC(1.30g)的二氯甲烷(60ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌12小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=19:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-23)(2.37g;82%)。
第4工序
将化合物(Tε-23)(2.37g)、对甲苯磺酸吡啶鎓盐(PPTS)(0.54g)、THF(50ml)及甲醇(50ml)加入至反应器中,并在50℃下搅拌5小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(1ε-9-2)(1.50g;75%)。
所得的化合物(1ε-9-2)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.24(s,1H),6.09(s,1H),5.84(s,1H),5.57(s,1H),4.33-4.27(m,4H),4.20-4.16(m,2H),2.34-2.31(m,1H),1.97-1.90(m,4H),1.82-1.67(m,8H),1.43-1.39(m,1H),1.31-1.18(m,6H),1.15-0.75(m,16H).
化合物(1ε-9-2)的物性如下。
转变温度:C 66.5I.
合成例6ε:化合物(1ε-9-3)的合成
第1工序
将化合物(Tε-24)(30.0g)、乙醇(14.4ml)、磷酸钾(53.6g)、碘化铜(1.60g)、乙酰乙酸乙酯(32.8g)及二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)(500ml)加入至反应器中,并在80℃下搅拌6小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并对水层进行甲苯萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:庚烷=4:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-25)(19.5g;73%)。
第2工序
使用化合物(Tε-25)(19.5g)作为原料,利用与合成例4ε的第1工序相同的方法而获得化合物(Tε-26)(16.2g;70%)。
第3工序
使用化合物(Tε-26)(16.2g)作为原料,利用与合成例4ε的第2工序相同的方法而获得化合物(Tε-27)(6.0g;45%)。
第4工序
使用化合物(Tε-27)(6.0g)作为原料,利用与合成例4ε的第3工序相同的方法而获得化合物(1ε-9-3)(2.3g;31%)。
所得的化合物(1ε-9-3)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):7.18-7.17(m,4H),6.09(s,1H),5.57(s,1H),4.47-4.38(m,2H),3.91-3.85(m,2H),3.19-3.14(m,1H),2.44(tt,J=12.2Hz,J=3.0Hz,1H),1.93-1.86(m,8H),1.48-1.38(m,2H),1.34-1.19(m,9H),1.07-0.99(m,2H),0.89(t,J=6.8Hz,3H).
化合物(1ε-9-3)的物性如下。
转变温度:C 36.1I.
合成例7ε:化合物(1ε-9-4)的合成
第1工序
使用化合物(1ε-9-3)(2.0g)作为原料,利用与合成例5ε的第3工序相同的方法而获得化合物(Tε-28)(2.2g;76%)。
第2工序
使用化合物(Tε-28)(2.2g)作为原料,利用与合成例5ε的第4工序相同的方法而获得化合物(1ε-9-4)(1.3g;70%)。
所得的化合物(1ε-9-4)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):7.17-7.16(m,4H),6.21(s,1H),6.07(s,1H),5.81(d,J=1.0Hz,1H),5.55(s,1H),4.46-4.39(m,4H),4.27(d,J=6.2Hz,2H),3.42-3.37(m,1H),2.44(tt,J=12.2Hz,J=3.1Hz,1H),2.22-2.21(m,1H),1.95(s,3H),1.87-1.85(m,4H),1.46-1.38(m,2H),1.34-1.19(m,9H),1.07-0.99(m,2H),0.89(t,J=7.0Hz,3H).
化合物(1ε-9-4)的物性如下。
转变温度:C 52.3I.
合成例8ε:化合物(1ε-9-5)的合成
第1工序
将化合物(Tε-29)(30.0g)、膦酰基乙酸三乙酯(33.0g)及甲苯(500ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。在其中缓慢地滴加乙醇钠(20%乙醇溶液)(50.1g),一边恢复至室温一边搅拌6小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:庚烷=4:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-30)(32.8g;85%)。
第2工序
将化合物(Tε-30)(32.8g)、甲苯(300ml)、IPA(300ml)及Pd/C(0.55g)加入至反应器中,并在氢气环境下搅拌12小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并对水层进行甲苯萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:庚烷=4:1)对残渣进行纯化。进而通过自庚烷中再结晶而进行纯化,从而获得化合物(Tε-31)(16.8g;51%)。
第3工序
使用化合物(Tε-31)(16.8g)作为原料,利用与合成例4ε的第1工序相同的方法而获得化合物(Tε-32)(14.1g;71%)。
第4工序
使用化合物(Tε-32)(14.1g)作为原料,利用与合成例4ε的第2工序相同的方法而获得化合物(Tε-33)(6.0g;52%)。
第5工序
使用化合物(Tε-33)(6.0g)作为原料,利用与合成例4ε的第3工序相同的方法而获得化合物(1ε-9-5)(2.3g;32%)。
所得的化合物(1ε-9-5)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):7.14-7.10(m,4H),6.12(s,1H),5.59(s,1H),4.43-4.40(m,1H),4.28-4.25(m,1H),3.75-3.64(m,2H),2.55(t,J=7.6Hz,2H),2.47-2.42(m,1H),2.14(s,1H),1.96-1.91(m,7H),1.74-1.69(m,1H),1.62-1.22(m,11H),0.88(t,J=6.8Hz,3H).
化合物(1ε-9-5)的物性如下。
转变温度:C<-50.0I.
合成例9ε:化合物(1ε-9-6)的合成
第1工序
使用化合物(1ε-9-5)(2.0g)作为原料,利用与合成例5ε的第3工序相同的方法而获得化合物(Tε-34)(1.9g;68%)。
第2工序
使用化合物(Tε-34)(1.9g)作为原料,利用与合成例5ε的第4工序相同的方法而获得化合物(1ε-9-6)(1.2g;75%)。
所得的化合物(1ε-9-6)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):7.13-7.10(m,4H),6.27(s,1H),6.11(s,1H),5.86(s,1H),5.58(s,1H),4.40-4.32(m,4H),4.25-4.20(m,2H),2.56(t,J=7.6Hz,2H),2.45(tt,J=12.1Hz,J=2.9Hz,1H),2.35-2.32(m,1H),2.04-1.91(m,7H),1.62-1.26(m,12H),0.88(t,J=6.8Hz,3H).
化合物(1ε-9-6)的物性如下。
转变温度:C 35.8I.
合成例10ε:化合物(1ε-9-7)的合成
第1工序
将2-(1,3-二噁烷-2-基)乙基三苯基溴化鏻(103.7g)及THF(500ml)加入至反应器中,并冷却至-30℃,添加叔丁醇钾(25.4g),并搅拌1小时。向其中缓慢地滴加化合物(Tε-35)(50.0g)的THF(300ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌6小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:庚烷=1:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-36)(63.0g;92%)。
第2工序
将化合物(Tε-36)(63.0g)、甲苯(500ml)、IPA(500ml)及Pd/C(0.55g)加入至反应器中,并在氢气环境下搅拌16小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并对水层进行甲苯萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:庚烷=1:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-37)(60.1g;95%)。
第3工序
将化合物(Tε-37)(60.1g)、甲酸(75.8g)及甲苯(1000ml)加入至反应器中,并在100℃下搅拌6小时。将不溶物炉别后,利用碳酸氢钠水溶液进行中和,并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法以甲苯对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-38)(45.0g;89%)。
第4工序
将化合物(Tε-38)(45.0g)、过硫酸钾(potassium peroxymonosulfate)(OXONE)(108.3g)及DMF(1000ml)加入至反应器中,并在室温下搅拌8小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并对水层进行乙酸乙酯萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,从而获得化合物(Tε-39)(28.5g;60%)。
第5工序
将化合物(Tε-39)(28.5g)、硫酸(0.5ml)及甲醇(500ml)加入至反应器中,并在60℃下搅拌5小时。将不溶物炉别后进行浓缩,利用硅胶色谱法以甲苯对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-40)(22.3g;75%)。
第6工序
使用化合物(Tε-40)(22.3g)作为原料,利用与合成例4ε的第1工序相同的方法而获得化合物(Tε-41)(18.3g;70%)。
第7工序
使用化合物(Tε-41)(18.3g)作为原料,利用与合成例4ε的第2工序相同的方法而获得化合物(Tε-42)(5.9g;38%)。
第8工序
使用化合物(Tε-42)(5.9g)作为原料,利用与合成例4ε的第3工序相同的方法而获得化合物(1ε-9-7)(2.4g;34%)。
所得的化合物(1ε-9-7)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.11(s,1H),5.81(s,1H),4.31-4.28(m,1H),4.17-4.14(m,1H),3.63-3.58(m,1H),3.54-3.49(m,1H),1.98-1.95(m,4H),1.84-1.69(m,9H),1.41-1.18(m,10H),1.15-1.06(m,4H),1.02-0.80(m,13H).
化合物(1ε-9-7)的物性如下。
转变温度:C 33.6SA 101I.
合成例11ε:化合物(1ε-9-8)的合成
第1工序
使用化合物(1ε-9-7)(2.0g)作为原料,利用与合成例5ε的第3工序相同的方法而获得化合物(Tε-43)(2.1g;74%)。
第2工序
使用化合物(Tε-43)(2.1g)作为原料,利用与合成例5ε的第4工序相同的方法而获得化合物(1ε-9-8)(1.3g;72%)。
所得的化合物(1ε-9-8)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.25(s,1H),6.10(s,1H),5.85(d,J=1.1Hz,1H),5.57(s,1H),4.33(d,J=6.5Hz,2H),4.24-4.11(m,4H),2.28(t,J=6.6Hz,1H),2.09-2.03(m,1H),1.94(s,3H),1.75-1.67(m,8H),1.44-1.39(m,2H),1.32-1.18(m,8H),1.15-1.06(m,4H),1.02-0.79(m,13H).
化合物(1ε-9-8)的物性如下。
转变温度:C 71.4I.
合成例12ε:化合物(1ε-10-1)的合成
第1工序
将化合物(Tε-20)(2.0g)、化合物(Tε-22)(2.63g)、DMAP(0.78g)及二氯甲烷(100ml)加入至反应器中,并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加DCC(2.92g)的二氯甲烷(60ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌12小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=9:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(Tε-44)(2.83g;68%)。
第2工序
将化合物(Tε-44)(2.83g)、对甲苯磺酸吡啶鎓盐(PPTS)(1.09g)、THF(50ml)及甲醇(50ml)加入至反应器中,并在50℃下搅拌8小时。将不溶物炉别后,将反应混合物注入至水中,并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行洗涤,并利用无水硫酸镁进行干燥。在减压下对所述溶液进行浓缩,利用硅胶色谱法(容积比,甲苯:乙酸乙酯=1:1)对残渣进行纯化,从而获得化合物(1ε-10-1)(1.47g;70%)。
所得的化合物(1ε-10-1)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.24(s,2H),5.82(s,2H),4.35-4.31(m,6H),4.22-4.19(m,2H),2.36(s,2H),1.97-1.91(s,1H),1.82-1.63(m,8H),1.43-1.18(m,7H),1.15-0.79(m,16H).
化合物(1ε-10-1)的物性如下。
转变温度:C 102I.
合成例13ε:化合物(1ε-10-2)的合成
第1工序
使用化合物(Tε-27)(2.0g)作为原料,利用与合成例12ε的第1工序相同的方法而获得化合物(Tε-45)(2.7g;64%)。
第2工序
使用化合物化合物(Tε-45)(2.7g)作为原料,利用与合成例12ε的第2工序相同的方法而获得化合物(1ε-10-2)(1.3g;65%)。
所得的化合物(1ε-10-2)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):7.20-7.16(m,4H),6.26(s,2H),5.83(d,J=0.8Hz,2H),4.46(d,J=6.6Hz,4H),4.28(d,J=6.3Hz,4H),3.44-3.39(m,1H),2.44(tt,J=12.2Hz,J=3.1Hz,1H),2.16-2.13(m,2H),1.87-1.85(m,4H),1.46-1.19(m,11H),1.07-0.99(m,2H),0.89(t,J=6.8Hz,3H).
化合物(1ε-10-2)的物性如下。
转变温度:C 65.8I.
合成例14ε:化合物(1ε-10-3)的合成
第1工序
使用化合物(Tε-33)(2.0g)作为原料,利用与合成例12ε的第1工序相同的方法而获得化合物(Tε-46)(2.5g;59%)。
第2工序
使用化合物化合物(Tε-46)(2.7g)作为原料,利用与合成例12ε的第2工序相同的方法而获得化合物(1ε-10-3)(1.1g;60%)。
所得的化合物(1ε-10-3)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):7.14-7.10(m,4H),6.27(s,2H),5.87(d,J=1.1Hz,2H),4.39-4.33(m,6H),4.27-4.20(m,2H),2.57-2.54(m,2H),2.45(tt,J=12.2Hz,J=3.1Hz,1H),2.38-2.35(m,2H),2.05-1.91(m,5H),1.63-1.1.26(m,11H),0.88(t,J=6.8Hz,3H).
化合物(1ε-10-3)的物性如下。
转变温度:C 65.6I.
合成例15ε:化合物(1ε-10-4)的合成
第1工序
使用化合物(Tε-42)(2.0g)作为原料,利用与合成例12ε的第1工序相同的方法而获得化合物(Tε-47)(2.7g;67%)。
第2工序
使用化合物化合物(Tε-47)(2.7g)作为原料,利用与合成例12ε的第2工序相同的方法而获得化合物(1ε-10-4)(1.3g;64%)。
所得的化合物(1ε-10-4)的NMR分析值如下。
1H-NMR:化学位移δ(ppm;CDCl3):6.25(s,2H),5.85(d,J=1.1Hz,2H),4.33(d,J=6.3Hz,4H),4.25-4.22(m,2H),4.18-4.14(m,2H),2.30-2.28(m,2H),2.11-2.06(m,1H),1.75-1.67(m,8H),1.44-1.39(m,2H),1.32-0.79(m,25H).
化合物(1ε-10-4)的物性如下。
转变温度:C 85.7SA 125I.
[14.化合物(1α)的例示]
可依据合成例中记载的合成法,合成以下的化合物(1α-3-1)至化合物(1α-3-40)、化合物(1α-4-1)至化合物(1α-4-120)、化合物(1α-5-1)至化合物(1α-5-140)、化合物(1α-6-1)至化合物(1α-6-260)。
[15.化合物(1β)的例示]
可依据合成例中记载的合成法,合成以下的化合物(1β-3-1)至化合物(1β-3-82)、化合物(1β-4-1)至化合物(1β-4-244)、化合物(1β-5-1)至化合物(1β-5-296)及化合物(1β-6-1)至化合物(1β-6-258)。
[16.化合物(1γ)的例示]
可依据合成例中记载的合成法,合成以下的化合物(1γ-1-1)至化合物(1γ-1-80)、化合物(1γ-2-1)至化合物(1γ-2-225)、化合物(1γ-3-1)至化合物(1γ-3-100)、化合物(1γ-4-1)至化合物(1γ-4-70)、化合物(1γ-5-1)至化合物(1γ-5-75)及化合物(1γ-6-1)至化合物(1γ-6-60)。
[17.化合物(1δ)的例示]
可依据合成例中记载的合成法,合成以下的化合物(1δ-1-1)至化合物(1δ-1-13)。
[18.化合物(1ε)的例示]
可依据合成例中记载的合成法,合成以下的化合物(1ε-1-1)至化合物(1ε-1-20)、化合物(1ε-2-1)至化合物(1ε-2-180)、化合物(1ε-3-1)至化合物(1ε-3-140)、化合物(1ε-4-1)至化合物(1ε-4-134)、化合物(1ε-5-1)至化合物(1ε-5-20)、化合物(1ε-6-1)至化合物(1ε-6-180)、化合物(1ε-7-1)至化合物(1ε-7-140)、化合物(1ε-8-1)至化合物(1ε-8-134)、化合物(1ε-9-1)至化合物(1ε-9-40)、化合物(1ε-10-1)至化合物(1ε-10-200)、化合物(1ε-11-1)至化合物(1ε-11-140)、及化合物(1ε-12-1)至化合物(1ε-12-100)。
产业上的可利用性
化合物(1)具有化学稳定性高、使液晶分子取向的能力高、对液晶组合物的溶解度高,而且用于液晶显示元件时的电压保持率大。包含化合物(1)的液晶组合物满足上限温度高、下限温度低、粘度小、光学各向异性适当、正或负的介电各向异性大、比电阻大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高、弹性常数大等特性中的至少一种。包含所述组合物的本申请的液晶显示元件由于具有可使用元件的温度范围广、响应时间短、电压保持率大、阈电压低、对比度比大、寿命长等特性,故可用于液晶投影仪、液晶电视等。进而,化合物(1)为具有由至少一个环所构成的液晶原部位与极性基的聚合性化合物,可通过聚合而成为取向控制层,因而本申请的液晶显示元件无需另行形成聚酰亚胺取向膜等取向膜。
关于包括本说明书中引用的刊物、专利申请及专利在内的所有文献,与分别且具体地示出各文献而以参照的形式并入、或在本文中叙述其全部内容为相同程度地,以参照的形式并入至本文中。
关于本发明的说明中所关联(特别是以下的技术方案所关联)使用的名词及同样的指示语的使用,只要本说明书中并未特别指出、或未明显与上下文矛盾,则应解释为涉及单数及多数所述两种情况。关于语句“具备”、“具有”、“包括”及“包含”,只要并无特别说明,则应解释为开放式术语(即是指“包括~但并不限定于此”)。关于本说明书中的数值范围的陈述,若本说明书中并未特别指出,则仅仅旨在起到用以分别言及与所述范围内相当的各值的略记法的作用,各值如本说明书中所分别列举那样并入至说明书中。关于本说明书中所说明的所有方法,只要本说明书中并未特别指出、或未明显与上下文矛盾,则可按照一切适当的顺序进行。关于本说明书中所使用的一切例子或例示性措辞(例如“等”),若无特别主张,则仅仅旨在更好地说明本发明,并非对本发明的范围所设的限制。关于说明书中的任何措辞,均不应解释为表示本发明的实施中不可欠缺的技术方案中所未记载的要素。
在本说明书中,包括用以实施本发明的本发明人已知的最优选形态在内,对本发明的优选实施方式进行了说明。对于所属技术领域中技术人员而言,在阅读所述说明之后,应明确这些优选实施方式的变形。本发明人期待熟练者适宜地应用此种变形,预定通过除本说明书中具体说明之外的方法来实施本发明。因此,本发明如适用法所准许那样,包括所有本说明书中所随附的权利要求中记载的内容的变更及均等物。进而,只要本说明书中未特别指出、或未明显与上下文矛盾,则所有变形中的所述要素的任意组合也包含于本发明中。
符号的说明
1:彩色滤光片基板
2:阵列基板
3:液晶组合物
4:液晶性化合物
5:聚合性极性化合物、取向性单体、化合物(1)
6:聚合性化合物、反应性单体、化合物(16)
7:取向膜
8:聚合性化合物
11、12:元件
21:现有的元件
Claims (14)
1.一种液晶显示元件,其包括:
第1基板;
形成于所述第1基板上的多个像素电极;
第2基板;
形成于所述第2基板上的与所述像素电极相向的相向电极;
所述像素电极与所述相向电极之间的含有液晶组合物的液晶层;以及
取向控制层,由包含作为所述液晶组合物的一成分的取向性单体的聚合物所形成,且分别形成于所述第1基板侧及所述第2基板侧,
所述取向性单体为具有由至少一个环所构成的液晶原部位与极性基的聚合性极性化合物。
2.根据权利要求1所述的液晶显示元件,其中所述液晶原部位包含环己烷环。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示元件,其中所述取向性单体为下述通式(1α)所表示的化合物。
式(1α)中,
R1为碳数1~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
MES为具有至少一个环的液晶原基;
Sp1为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
M1及M2独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基;
R2为由式(1αa)、式(1αb)或式(1αc)所表示的基团:
式(1αa)、式(1αb)及式(1αc)中,
Sp2及Sp3独立地为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
S1为>CH-或>N-;
S2为>C<或>Si<;
X1为由-OH、-NH2、-OR3、-N(R3)2、式(x1)、-COOH、-SH、-B(OH)2或-Si(R3)3所表示的基团,此处,R3为氢或碳数1~10的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代,式(x1)中的w为1、2、3或4。
4.根据权利要求1或2所述的液晶显示元件,其中所述取向性单体为下述通式(1β)所表示的化合物。
式(1β)中,
R1为碳数1~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
MES为具有至少一个环的液晶原基;
Sp1为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
R2、M1、M2及M3独立地为氢、卤素或碳数1~10的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代。
5.根据权利要求1或2所述的液晶显示元件,其中所述取向性单体为下述通式(1γ)所表示的化合物。
式(1γ)中,
R1、R2、R3独立地为氢或碳数1~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-S-或-NH-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
n独立地为0、1或2;
环A4为亚环己基、亚环己烯基、亚苯基、萘、十氢萘、四氢萘、四氢吡喃、1,3-二噁烷、嘧啶或吡啶,环A1及环A5独立地为环己基、环己烯基、苯基、1-萘基、2-萘基、四氢吡喃-2-基、1,3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基或吡啶-2-基,
这些环中,至少一个氢可经氟、氯、碳数2~12的烯基、碳数1~11的烷氧基或碳数2~11的烯氧基取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
Z1及Z5独立地为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
Sp1、Sp2及Sp3独立地为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
a及b独立地为0、1、2、3或4,而且a及b的和为1、2、3或4;
c、d及e独立地为0、1、2、3或4;
c、d及e的和为2、3或4;
P1、P2及P3独立地为式(P-1)所表示的聚合性基;
式(P-1)中,
M1及M2独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基;
R4为选自式(1γa)、式(1γb)及式(1γc)所表示的基团中的基团。
式(1γa)、式(1γb)及式(1γc)中,
Sp5及Sp6独立地为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
S1为>CH-或>N-;
S2为>C<或>Si<;
X1独立地为由-OH、-NH2、-OR5、-N(R5)2、-COOH、-SH、-B(OH)2或-Si(R5)3所表示的基团,此处,R5为氢或碳数1~10的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代。
6.根据权利要求1或2所述的液晶显示元件,其中所述取向性单体为下述通式(1δ-1)所表示的化合物。
式(1δ-1)中,
R1为碳数1~15的烷基,所述R1中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,至少一个氢可经卤素取代;
环A1及环A2独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、芴-2,7-二基、菲-2,7-二基、蒽-2,6-二基、全氢环戊并[a]菲-3,17-二基或2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17-十四氢环戊并[a]菲-3,17-二基,这些环中,至少一个氢可经氟、氯、碳数1~12的烷基、碳数2~12的烯基、碳数1~11的烷氧基或碳数2~11的烯氧基取代,这些基团中,至少一个氢可经氟或氯取代;
a为0、1、2、3或4;
Z1为单键或碳数1~6的亚烷基,所述Z1中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,至少一个氢可经氟或氯取代;
Sp1为单键或碳数1~10的亚烷基,所述Sp1中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,至少一个氢可经卤素取代,这些基团中,至少一个氢经选自式(1δa)所表示的基团中的基团取代;
式(1δa)中,
Sp12为单键或碳数1~10的亚烷基,所述Sp12中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,至少一个氢可经卤素取代;
M11及M12独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基:
R12为碳数1~15的烷基,所述R12中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,至少一个氢可经卤素取代:
式(1δ-1)中,
P11为选自式(1δe)及式(1δf)所表示的基团中的基团;
式(1δe)及式(1δf)中,
Sp13为单键或碳数1~10的亚烷基,所述Sp13中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
Sp14独立地为单键或碳数1~10的亚烷基,所述Sp14中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,至少一个氢可经卤素取代;
M13及M14独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基:
X1为-OH、-NH2、-OR15、-N(R15)2、-COOH、-SH、-B(OH)2或-Si(R15)3;
-OR15、-N(R15)2及-Si(R15)3中,
R15为氢或碳数1~10的烷基,所述R15中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-CH2CH2-可经-CH=CH-取代,至少一个氢可经卤素取代。
7.根据权利要求1或2所述的液晶显示元件,其中所述取向性单体为下述通式(1ε)所表示的化合物。
Rl-MES-Sp1-Pl (1ε)
式(1ε)中,
R1为碳数1~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
MES为具有至少一个环的液晶原基;
Sp1为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代,这些基团中,至少一个氢经选自式(1εa)、式(1εb)、式(1εc)及式(1εd)所表示的基团中的基团取代;
式(1εa)、式(1εb)、式(1εc)及式(1εd)中,
Sp2为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
M1及M2独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素取代的碳数1~5的烷基:
R2为氢或碳数1~15的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代:
式(1ε)中,
P1为选自式(1εe)及式(1εf)所表示的基团中的基团;
式(1εe)及式(1εf)中,
Sp3为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
M3及M4独立地为氢、卤素、碳数1~5的烷基或至少一个氢经卤素所取代的碳数1~5的烷基:
X1为-OH、-NH2、-OR5、-N(R5)2、-COOH、-SH、-B(OH)2或-Si(R5)3;
R3为选自式(1εg)、式(1εh)及式(1εi)所表示的基团中的基团;
式(1εg)、式(1εh)及式(1εi)中,
Sp4及Sp5独立地为单键或碳数1~10的亚烷基,所述亚烷基中,至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-或-OCOO-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-或-C≡C-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代;
S1为>CH-或>N-;
S2为>C<或>Si<;
X1为-OH、-NH2、-OR5、-N(R5)2、-COOH、-SH、-B(OH)2或-Si(R5)3;
-OR5、-N(R5)2及-N(R5)2中,
R5为氢或碳数1~10的烷基,所述烷基中,至少一个-CH2-可经-O-取代,至少一个-(CH2)2-可经-CH=CH-取代,这些基团中,至少一个氢可经卤素取代。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的液晶显示元件,其中包含所述取向性单体的聚合物为与反应性单体的共聚物。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的液晶显示元件,其中所述取向控制层具有10nm~100nm的厚度。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的液晶显示元件,其中所述液晶组合物所含有的液晶性化合物的至少一种具有负的介电各向异性。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的液晶显示元件,其中通过所述取向控制层,所述液晶组合物所含有的液晶性化合物的分子取向相对于所述基板的面而为垂直取向,
所述垂直取向的与所述基板的角度为90°±10°。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的液晶显示元件,其中所述液晶组合物所含有的液晶性化合物的分子取向以像素为单位进行取向分割。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的液晶显示元件,其不具有取向膜。
14.一种显示装置,其包括:
根据权利要求1至13中任一项所述的液晶显示元件;以及背光。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016153266 | 2016-08-03 | ||
JP2016-153266 | 2016-08-03 | ||
PCT/JP2017/028326 WO2018025974A1 (ja) | 2016-08-03 | 2017-08-03 | 液晶表示素子、表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109563409A true CN109563409A (zh) | 2019-04-02 |
Family
ID=61073945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201780048545.1A Pending CN109563409A (zh) | 2016-08-03 | 2017-08-03 | 液晶显示元件、显示装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20210214615A1 (zh) |
JP (1) | JPWO2018025974A1 (zh) |
CN (1) | CN109563409A (zh) |
TW (1) | TW201816080A (zh) |
WO (1) | WO2018025974A1 (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111212886A (zh) * | 2017-11-17 | 2020-05-29 | Dic株式会社 | 聚合性化合物以及使用其的液晶组合物和液晶显示元件 |
CN112322195A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-02-05 | 西安思摩威新材料有限公司 | 一种紫外光固化组合物胶水及其使用方法和应用 |
CN112877078A (zh) * | 2019-11-29 | 2021-06-01 | 石家庄诚志永华显示材料有限公司 | 可聚合化合物、液晶组合物、液晶显示元件及液晶显示器 |
CN112961030A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-15 | 惠泽化学科技(濮阳)有限公司 | 一种催化合成4-(反-4-烷基环己基)环己酮的方法 |
CN114466882A (zh) * | 2019-09-24 | 2022-05-10 | 日产化学株式会社 | 液晶取向剂、液晶取向膜、液晶显示元件、聚合物以及二胺 |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018168721A1 (ja) * | 2017-03-17 | 2018-09-20 | Jnc株式会社 | 液晶組成物および液晶表示素子 |
EP3722278A4 (en) * | 2017-12-05 | 2021-12-08 | JNC Corporation | POLYMERISABLE FLEECE COMPOUND, LIQUID CRYSTAL COMPOSITION, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY ELEMENT |
WO2019111892A1 (ja) * | 2017-12-06 | 2019-06-13 | Jnc株式会社 | 化合物、液晶組成物、および液晶表示素子 |
CN111465592B (zh) * | 2017-12-12 | 2023-05-16 | 捷恩智株式会社 | 化合物、液晶组合物及液晶显示元件 |
KR20200136941A (ko) * | 2018-03-30 | 2020-12-08 | 제이엔씨 주식회사 | 액정 조성물 및 액정 표시 소자 |
TW202003816A (zh) * | 2018-05-21 | 2020-01-16 | 日商捷恩智股份有限公司 | 液晶組成物及液晶顯示元件 |
JP7139797B2 (ja) * | 2018-09-03 | 2022-09-21 | Dic株式会社 | 液晶組成物及び液晶表示素子 |
JPWO2020080120A1 (ja) * | 2018-10-15 | 2021-10-07 | Jnc株式会社 | 化合物、液晶組成物、および液晶表示素子 |
TW202021907A (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-16 | 台灣捷恩智股份有限公司 | 液晶顯示元件的半成品、液晶顯示元件以及顯示裝置 |
JP2020106821A (ja) * | 2018-12-26 | 2020-07-09 | Jnc株式会社 | 水平配向型液晶表示素子、液晶組成物、表示装置、および、水平配向型液晶表示素子の製造方法 |
JP2020149042A (ja) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | Jnc株式会社 | 水平配向型液晶表示素子、液晶組成物、表示装置、および、水平配向型液晶表示素子の製造方法 |
WO2020184142A1 (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | Jnc株式会社 | 化合物、液晶組成物、および液晶表示素子 |
JPWO2022059470A1 (zh) * | 2020-09-18 | 2022-03-24 | ||
CN116368202A (zh) * | 2020-11-06 | 2023-06-30 | 默克专利股份有限公司 | 包含可聚合化合物的液晶介质 |
KR102555663B1 (ko) * | 2021-04-26 | 2023-07-18 | 전북대학교산학협력단 | 자외선 및 열 감응에 의해 액정의 질서도 조절이 가능한 광학 필름 및 이를 포함하는 스마트 윈도우 |
WO2023066953A1 (en) * | 2021-10-20 | 2023-04-27 | Merck Patent Gmbh | Liquid-crystal medium comprising polymerizable compounds |
Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103119128A (zh) * | 2010-09-25 | 2013-05-22 | 默克专利股份有限公司 | 液晶显示器和具有垂面取向的液晶介质 |
US20130203920A1 (en) * | 2012-02-03 | 2013-08-08 | Jnc Petrochemical Corporation | Polymer composition having photoalignable group, liquid crystal alignment film formed of the polymer composition, and liquid crystal display device having phase difference plate formed of the liquid crystal alignment film |
CN103492531A (zh) * | 2011-02-05 | 2014-01-01 | 默克专利股份有限公司 | 具有垂面取向的液晶显示器 |
CN103619993A (zh) * | 2011-07-07 | 2014-03-05 | 默克专利股份有限公司 | 液晶介质 |
CN104737067A (zh) * | 2012-10-31 | 2015-06-24 | 捷恩智株式会社 | 液晶显示元件及其制造方法 |
US20150177571A1 (en) * | 2012-06-21 | 2015-06-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device |
CN105001879A (zh) * | 2014-03-10 | 2015-10-28 | 默克专利股份有限公司 | 具有垂面配向的液晶介质 |
WO2016015803A1 (de) * | 2014-07-28 | 2016-02-04 | Merck Patent Gmbh | Flüssigkristalline medien mit homöotroper ausrichtung |
WO2016114093A1 (ja) * | 2015-01-14 | 2016-07-21 | Jnc株式会社 | 重合性基を有する化合物、液晶組成物および液晶表示素子 |
CN105936830A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-09-14 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 液晶材料、液晶显示面板的制作方法及液晶显示面板 |
CN107108457A (zh) * | 2015-02-09 | 2017-08-29 | 捷恩智株式会社 | 聚合性极性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 |
CN107848955A (zh) * | 2015-07-17 | 2018-03-27 | 捷恩智株式会社 | 聚合性极性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 |
CN108026019A (zh) * | 2015-09-15 | 2018-05-11 | 捷恩智株式会社 | 聚合性极性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 |
CN108291147A (zh) * | 2015-12-17 | 2018-07-17 | 捷恩智株式会社 | 液晶组合物及液晶显示元件 |
CN108473873A (zh) * | 2016-04-18 | 2018-08-31 | 捷恩智株式会社 | 液晶组合物、以及液晶显示元件 |
CN109073936A (zh) * | 2016-06-28 | 2018-12-21 | 捷恩智株式会社 | 液晶显示元件的制造方法及液晶显示元件 |
CN109195943A (zh) * | 2016-06-03 | 2019-01-11 | 捷恩智株式会社 | 聚合性极性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 |
CN109476998A (zh) * | 2016-07-27 | 2019-03-15 | 捷恩智株式会社 | 液晶组合物及液晶显示元件 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6070973B1 (ja) * | 2015-12-17 | 2017-02-01 | Jnc株式会社 | 液晶組成物および液晶表示素子 |
-
2017
- 2017-08-03 CN CN201780048545.1A patent/CN109563409A/zh active Pending
- 2017-08-03 WO PCT/JP2017/028326 patent/WO2018025974A1/ja active Application Filing
- 2017-08-03 JP JP2018531990A patent/JPWO2018025974A1/ja active Pending
- 2017-08-03 TW TW106126220A patent/TW201816080A/zh unknown
- 2017-08-03 US US16/322,493 patent/US20210214615A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103119128A (zh) * | 2010-09-25 | 2013-05-22 | 默克专利股份有限公司 | 液晶显示器和具有垂面取向的液晶介质 |
CN103492531A (zh) * | 2011-02-05 | 2014-01-01 | 默克专利股份有限公司 | 具有垂面取向的液晶显示器 |
CN103619993A (zh) * | 2011-07-07 | 2014-03-05 | 默克专利股份有限公司 | 液晶介质 |
US20130203920A1 (en) * | 2012-02-03 | 2013-08-08 | Jnc Petrochemical Corporation | Polymer composition having photoalignable group, liquid crystal alignment film formed of the polymer composition, and liquid crystal display device having phase difference plate formed of the liquid crystal alignment film |
US20150177571A1 (en) * | 2012-06-21 | 2015-06-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device |
CN104737067A (zh) * | 2012-10-31 | 2015-06-24 | 捷恩智株式会社 | 液晶显示元件及其制造方法 |
CN105001879A (zh) * | 2014-03-10 | 2015-10-28 | 默克专利股份有限公司 | 具有垂面配向的液晶介质 |
WO2016015803A1 (de) * | 2014-07-28 | 2016-02-04 | Merck Patent Gmbh | Flüssigkristalline medien mit homöotroper ausrichtung |
WO2016114093A1 (ja) * | 2015-01-14 | 2016-07-21 | Jnc株式会社 | 重合性基を有する化合物、液晶組成物および液晶表示素子 |
CN107108457A (zh) * | 2015-02-09 | 2017-08-29 | 捷恩智株式会社 | 聚合性极性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 |
CN107848955A (zh) * | 2015-07-17 | 2018-03-27 | 捷恩智株式会社 | 聚合性极性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 |
CN108026019A (zh) * | 2015-09-15 | 2018-05-11 | 捷恩智株式会社 | 聚合性极性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 |
CN108291147A (zh) * | 2015-12-17 | 2018-07-17 | 捷恩智株式会社 | 液晶组合物及液晶显示元件 |
CN108473873A (zh) * | 2016-04-18 | 2018-08-31 | 捷恩智株式会社 | 液晶组合物、以及液晶显示元件 |
CN105936830A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-09-14 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 液晶材料、液晶显示面板的制作方法及液晶显示面板 |
CN109195943A (zh) * | 2016-06-03 | 2019-01-11 | 捷恩智株式会社 | 聚合性极性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 |
CN109073936A (zh) * | 2016-06-28 | 2018-12-21 | 捷恩智株式会社 | 液晶显示元件的制造方法及液晶显示元件 |
CN109476998A (zh) * | 2016-07-27 | 2019-03-15 | 捷恩智株式会社 | 液晶组合物及液晶显示元件 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111212886A (zh) * | 2017-11-17 | 2020-05-29 | Dic株式会社 | 聚合性化合物以及使用其的液晶组合物和液晶显示元件 |
CN114466882A (zh) * | 2019-09-24 | 2022-05-10 | 日产化学株式会社 | 液晶取向剂、液晶取向膜、液晶显示元件、聚合物以及二胺 |
CN112877078A (zh) * | 2019-11-29 | 2021-06-01 | 石家庄诚志永华显示材料有限公司 | 可聚合化合物、液晶组合物、液晶显示元件及液晶显示器 |
CN112877078B (zh) * | 2019-11-29 | 2024-03-15 | 石家庄诚志永华显示材料有限公司 | 可聚合化合物、液晶组合物、液晶显示元件及液晶显示器 |
CN112322195A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-02-05 | 西安思摩威新材料有限公司 | 一种紫外光固化组合物胶水及其使用方法和应用 |
CN112961030A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-15 | 惠泽化学科技(濮阳)有限公司 | 一种催化合成4-(反-4-烷基环己基)环己酮的方法 |
CN112961030B (zh) * | 2021-02-03 | 2023-09-26 | 惠泽化学科技(濮阳)有限公司 | 一种催化合成4-(反-4-烷基环己基)环己酮的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201816080A (zh) | 2018-05-01 |
JPWO2018025974A1 (ja) | 2019-06-06 |
US20210214615A1 (en) | 2021-07-15 |
WO2018025974A1 (ja) | 2018-02-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109563409A (zh) | 液晶显示元件、显示装置 | |
TWI744458B (zh) | 具有二苯并呋喃環的化合物、液晶組成物及液晶顯示元件 | |
CN107108453A (zh) | 具有聚合性基的化合物、液晶组合物及液晶显示元件 | |
CN108026019B (zh) | 聚合性极性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 | |
CN109195943B (zh) | 聚合性极性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 | |
CN104245757B (zh) | 聚合性化合物与其聚合物、液晶组合物及液晶显示元件 | |
CN111465592B (zh) | 化合物、液晶组合物及液晶显示元件 | |
CN106029619B (zh) | 具有1, 1, 3, 3-四氟烯丙基氧基的液晶性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 | |
CN106029616B (zh) | 具有四氟芴的液晶性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 | |
CN105906490B (zh) | 具有亚乙烯基的液晶性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 | |
CN111732569A (zh) | 具有二苯并噻吩环的液晶性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 | |
CN107663457B (zh) | 具有多氟-2-丁烯氧基的液晶性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 | |
TWI694068B (zh) | 具有苯並噻吩的液晶性化合物、液晶組成物和液晶顯示元件 | |
CN109073936A (zh) | 液晶显示元件的制造方法及液晶显示元件 | |
CN106565652B (zh) | 具有四氢吡喃环的化合物、液晶组合物及液晶显示元件 | |
CN109997074A (zh) | 不具有取向膜的液晶显示元件的制造方法 | |
TWI694140B (zh) | 聚合性極性化合物、液晶組成物及液晶顯示元件 | |
CN109486499A (zh) | 具有氟联苯基的介电各向异性为负的液晶性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 | |
CN113166035A (zh) | 化合物、液晶组合物及液晶显示元件 | |
CN109312232A (zh) | 液晶组合物及液晶显示元件 | |
CN109563022A (zh) | 聚合性极性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 | |
CN110325507A (zh) | 聚合性化合物及液晶显示元件 | |
CN109415283B (zh) | 具有萘环的化合物、液晶组合物、及液晶显示元件 | |
CN108473404B (zh) | 具有2原子键结基与2,3-二氟亚苯基的4环液晶性化合物、液晶组合物和液晶显示元件 | |
CN112334441A (zh) | 聚合性极性化合物、液晶组合物及液晶显示元件 |
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 | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190402 |