CN111073663A - 一种新型自配向添加剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种新型自配向添加剂及其制备方法与应用 Download PDF

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CN111073663A CN201811231204.0A CN201811231204A CN111073663A CN 111073663 A CN111073663 A CN 111073663A CN 201811231204 A CN201811231204 A CN 201811231204A CN 111073663 A CN111073663 A CN 111073663A
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王迎运
储士红
田会强
姜天孟
陈海光
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Abstract

本发明涉及一种新型自配向添加剂,其结构式为:

Description

一种新型自配向添加剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于液晶材料技术领域,涉及一种新型自配向添加剂及其制备方法,在不含常规聚酰亚胺取向层的情况下,实现液晶介质的垂直取向。
背景技术
近年来,液晶显示装置被广泛应用于各种电子设备,如智能手机、平板电脑、汽车导航仪、电视机等。代表性的液晶显示模式有扭曲向列(TN)型、超扭曲向列(STN)型、面内切换(IPS)型、边缘场切换(FFS)型及垂直取向(VA)型。其中,VA模式由于具有快速的下降时间、高对比度、广视角和高质量的图像,而受到越来越多的关注。
在常规的VA显示器中,玻璃基板制成电极后,其表面需涂有一层聚酰亚胺(PI)取向膜,以实现液晶分子的垂直取向。但该方法存在着明显的不足:PI取向膜的涂敷过程繁琐,耗时较长,大大增加了生产成本。摩擦配向型PI取向膜在摩擦制备过程中会产生粉尘及静电,影响液晶介质的性能,甚至在摩擦工序中会损坏液晶显示元件;光配向型PI取向材料虽然避免了上述缺陷,但其对液晶分子的锚固能力较弱,且受自身材料性能的制约,其应用也受到了限制。因此,一种在不存在PI取向膜的情况下,能够实现液晶分子垂直取向的垂直自配向 (self-alignment for vertical alignment,SAVA)技术便应运而生。
为实现液晶介质的垂直自配向,需要在混晶介质中加入一定量的自配向添加剂。因此,为了SAVA技术的提高和改进,新型结构的自配向添加剂的合成及结构-性能关系研究成为液晶领域的一项重要工作。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种可作为SAVA技术自配向添加剂的化合物,该化合物通过 -OH与基板表面的相互作用,在不含PI取向膜的情况下可实现液晶分子的垂直取向。本发明所述的自配向添加剂,具有如下结构:
Figure RE-GDA0002006891360000011
其中,P表示丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基,氟代丙烯酸酯基、氯代丙烯酸酯基、乙烯氧基、氧杂环丁烷基或环氧基;
Z表示单键、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C≡C-、C1-C12的亚烷基、C1-C12的烷氧基或C2-C12的烯基,其中所述C1-C12的亚烷基或C2- C12的烯基中的一个或多个氢原子可彼此独立地被F、Cl或CN取代,并且一个或多个不相邻的-CH2-基团可以彼此独立地被-O-、-S-、-NH-、-CO-、COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、 -COS-或烯键以不相互直接相连的方式代替;
Figure RE-GDA0002006891360000012
表示
Figure RE-GDA0002006891360000013
所述L1、L2、L3彼此独立地表示-F、-Cl、-CN、-NO2、-CH3、-C2H5、-C(CH3)3、-CH(CH3)2、-CH2CH(CH3)C2H5、-OCH3、-OC2H5、-COCH3、-COC2H5、-COOCH3、-COOC2H5、-CF3、 -OCF3、-OCHF2或-OC2F5
r1、r2、r3各自独立地表示0、1、2、3或4;
R表示0~10个碳原子的烷基;
m表示0、1或2;
n表示1、2、3、4或5。优选地,在通式I中,P表示丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基;
Z表示单键,-O-,C1-C5的烷基或烷氧基;
Figure RE-GDA0002006891360000021
表示
Figure RE-GDA0002006891360000022
L1、L2、L3彼此独立地表示-F、-Cl、-CH3、-OCH3、-C2H5或-OC2H5
r1、r2、r3各自独立地表示0、1、2、3或4;
R表示0~10个碳原子的烷基;
m表示0、1或2;
n表示1、2、3、4或5。
进一步优选地,在通式I中,P表示丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基;
Z表示单键,-O-,C1-C5的烷基或烷氧基;
Figure RE-GDA0002006891360000023
表示
Figure RE-GDA0002006891360000024
r1、r2、r3各自独立地表示0、1或2;
R表示0~10个碳原子的烷基;
L1、L2、L3彼此独立地表示-F、-Cl、-CH3、-OCH3、-C2H5或-OC2H5
m表示0、1或2;
n表示1、2、3、4或5。
更优选的,P丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基;更优选的,n为2,R表示3个碳原子的烷基;
更优选的,Z为甲基、甲氧基或单键
更优选的,A为
Figure RE-GDA0002006891360000025
更优选的,m表示0、1或2。
更优选的,L2为F、-CH3、-OCF3 r2为0、1或2;
更优选的,L3为F r3为1。
优选的,所述添加剂选自如下化合物中的一种:
Figure RE-GDA0002006891360000026
Figure RE-GDA0002006891360000031
Figure RE-GDA0002006891360000041
Figure RE-GDA0002006891360000051
Figure RE-GDA0002006891360000061
Figure RE-GDA0002006891360000071
更优选的,所述添加剂选自如下化合物中的一种:
Figure RE-GDA0002006891360000072
优选的,上述结构中,P为丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基;Z为甲基、甲氧基或单键;n为2,R表示3个碳原子的烷基。
进一步优选地,选自如下化合物中的一种或多种:
Figure RE-GDA0002006891360000081
Figure RE-GDA0002006891360000091
Figure RE-GDA0002006891360000101
Figure RE-GDA0002006891360000111
Figure RE-GDA0002006891360000121
Figure RE-GDA0002006891360000131
Figure RE-GDA0002006891360000141
Figure RE-GDA0002006891360000151
Figure RE-GDA0002006891360000161
Figure RE-GDA0002006891360000171
Figure RE-GDA0002006891360000181
Figure RE-GDA0002006891360000191
Figure RE-GDA0002006891360000201
Figure RE-GDA0002006891360000211
Figure RE-GDA0002006891360000221
Figure RE-GDA0002006891360000231
Figure RE-GDA0002006891360000241
Figure RE-GDA0002006891360000251
Figure RE-GDA0002006891360000261
Figure RE-GDA0002006891360000271
Figure RE-GDA0002006891360000281
Figure RE-GDA0002006891360000291
Figure RE-GDA0002006891360000301
Figure RE-GDA0002006891360000311
Figure RE-GDA0002006891360000321
Figure RE-GDA0002006891360000331
Figure RE-GDA0002006891360000341
更优选的,选自如下化合物中的一种,
Figure RE-GDA0002006891360000342
Figure RE-GDA0002006891360000351
本发明的第二目的是提供所述液晶化合物的制备方法。
合成路线如下:
Figure RE-GDA0002006891360000361
具体包括以下步骤:
1)
Figure RE-GDA0002006891360000362
与有机锂试剂金属化反应,再与硼酸酯反应,得到
Figure RE-GDA0002006891360000363
2)
Figure RE-GDA0002006891360000364
Figure RE-GDA0002006891360000365
通过suzuki反应,得到
Figure RE-GDA0002006891360000366
3)
Figure RE-GDA0002006891360000367
Figure RE-GDA0002006891360000368
通过光延反应得到
Figure RE-GDA0002006891360000371
4)
Figure RE-GDA0002006891360000372
与(HO)2B-Z-OH经过suzuki反应得到
Figure RE-GDA0002006891360000373
5)
Figure RE-GDA0002006891360000374
Figure RE-GDA0002006891360000375
经过酯化反应得到
Figure RE-GDA0002006891360000376
6)
Figure RE-GDA0002006891360000377
在弱碱条件下水解得到
Figure RE-GDA0002006891360000378
优选的,Z表示单键、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C≡C-、C1-C12的亚烷基或C2-C12的烯基,其中所述C1-C12的亚烷基或C2-C12的烯基中的一个或多个氢原子可彼此独立地被F、Cl或CN取代,并且一个或多个不相邻的-CH2- 基团可以彼此独立地被-O-、-S-、-NH-、-CO-、COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS- 或烯键以不相互直接相连的方式代替;
Figure RE-GDA0002006891360000379
表示
Figure RE-GDA00020068913600003710
所述L1、L2、L3彼此独立地表示-F、-Cl、-CN、-NO2、-CH3、-C2H5、-C(CH3)3、-CH(CH3)2、-CH2CH(CH3)C2H5、-OCH3、-OC2H5、-COCH3、-COC2H5、-COOCH3、-COOC2H5、-CF3、 -OCF3、-OCHF2或-OC2F5
r1、r2、r3各自独立地表示0、1、2、3或4;
R表示0~10个碳原子的烷基;
m表示0、1或2;
n表示1、2、3、4或5;
R0代表H或-CH3
上述方法所述步骤1)中,
Figure RE-GDA00020068913600003711
与有机锂试剂的投料摩尔比为1:1.0~2.0,与硼酸酯的投料摩尔比为1:1.0~3.0;
优选地,反应温度可-50~-100℃;
其中,
Figure RE-GDA00020068913600003712
可以通过公开商业途径获得;所述有机锂试剂选自仲丁基锂、叔丁基锂或正丁基锂中的一种或几种;所述硼酸酯选自硼酸三甲酯、硼酸三异丙酯、硼酸三丁酯或硼酸三异丁酯中的一种或几种。
所述步骤2)中,
Figure RE-GDA0002006891360000381
Figure RE-GDA0002006891360000382
的投料摩尔比为1.0:1.0~1.5;
优选地,反应温度可在60~140℃;
其中,原料
Figure RE-GDA0002006891360000383
可以通过公开商业途径获得。
所述步骤3)中,
Figure RE-GDA0002006891360000384
的投料摩尔比为1.0:1.0~1.5;
优选地,反应温度可在20~40℃;
所述步骤4)中,(HO)2B-Z-OH与
Figure RE-GDA0002006891360000386
的投料摩尔比为1.0:1.0~1.5;
优选地,反应温度可在60~140℃;
所述步骤5)中,
Figure RE-GDA0002006891360000387
Figure RE-GDA0002006891360000388
的投料摩尔比为1.0:1.0~1.3;
优选地,反应温度可在80~120℃;
所述步骤6)中,
Figure RE-GDA0002006891360000389
与碳酸铵的投料摩尔比为1.0:0.8~1.1;
优选地,反应温度可在40~80℃;
本发明所述的方法,在必要时会涉及常规后处理,所述常规后处理具体如:用二氯甲烷、乙酸乙酯或甲苯萃取,分液,水洗,干燥,真空旋转蒸发仪蒸发,所得产物用减压蒸馏或重结晶和/或色谱分离法提纯,即可。
采用上述制备方法能够稳定、高效地得到本发明所述的化合物。
本发明的第三目的是保护含有所述该化合物的组合物。所述化合物在组合物中的质量百分比为0.01~15%,优选为0.1~10%,进一步优选为0.1~5%。
本发明的第四目的是保护所述化合物以及含有所述化合物的组合物在液晶显示领域的应用,优选为在液晶显示装置中的应用。所述的液晶显示装置包括但并不限于VA、TN、STN、 FFS或IPS液晶显示器。
本发明具有如下有益效果:
1)向液晶组合物中添加本发明所述的添加剂,能够实现在不含聚酰亚胺取向层的情况下,液晶分子的垂直自配向。液晶化合物的负介电各向异性极高,且同时具有比较高的清亮点,比较高的光学各向异性,适中的旋转粘度和液晶互溶性,且其低温工作效果表现优秀,具有良好的热稳定性、化学稳定性、光学稳定性及力学等的性能;进而有效降低驱动电压,提高了液晶显示装置的响应速度,同时具有光学各向异性数值适中、电荷保持率高等特点。
2)而且本发明的化合物价格低廉、性能稳定,可广泛用于液晶显示领域,具有重要的应用价值。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
所述原材料如无特别说明,均能从公开商业途径获得。
按照本领域的常规检测方法,通过线性拟合得到液晶化合物的各项性能参数,其中,各性能参数的具体含义如下:
△n代表光学各向异性(25℃);△ε代表介电各向异性(25℃,1000Hz);ε||代表平行分子轴方向的介电常数(25℃,1000Hz);Cp代表清亮点;K代表弹性常数(25℃)。
实施例1
液晶化合物的结构式为:
Figure RE-GDA0002006891360000391
制备化合物BYLC-01的合成线路如下所示:
Figure RE-GDA0002006891360000392
具体步骤如下:
(1)化合物BYLC-01-1的合成:
氮气保护下,向反应瓶中加入45g
Figure RE-GDA0002006891360000393
(0.288mol),150ml四氢呋喃,控温-70~-80℃滴加0.35mol正丁基锂的正己烷溶液,滴毕控温反应1小时,控温-60~-70℃滴加43.7g硼酸三甲酯(0.41mol),然后自然回温至-30℃。加入2M盐酸水溶液400ml进行酸化,进行常规后处理,石油醚重结晶得到浅黄色固体(化合物BYLC-01-1,0.272mol)54.3g, HPLC:99.7%,收率:94.3%。
(2)化合物BYLC-01-2的合成:
氮气保护下,向反应瓶中加入54.3g化合物BYLC-01-1(0.272mol),59.8g化合物
Figure RE-GDA0002006891360000394
(0.272mol),200ml N,N-二甲基甲酰胺,100ml去离子水,72.8g无水碳酸钾(0.53mol),0.5g四三苯基膦钯,加热至70℃反应3小时。进行常规后处理,经色谱纯化,正己烷洗脱,乙醇重结晶得到白色固体(化合物BYLC-01-2,0.209mol)51.9g,GC:99.7%,收率:76.9%。
(3)化合物BYLC-01-3的合成:
氮气保护下,向反应瓶中加入51.9g化合物BYLC-01-2(0.209mol),81.5g化合物
Figure RE-GDA0002006891360000401
(0.209mol),0.4g三苯基膦,100mlDEAD,室温反应2h。进行常规后处理,经色谱纯化,正庚烷洗脱,甲苯+正庚烷(1:3)重结晶得到白色固体(化合物BYLC- 01-3,0.206mol)127.5g,GC:99.6%,收率:98.4%。
(4)化合物BYLC-01-4的合成:
氮气保护下,向反应瓶中加入12.8g化合物B(OH)3(0.206mol),127.5g化合物
Figure RE-GDA0002006891360000402
(0.206mol),200ml N,N-二甲基甲酰胺,100ml去离子水,51.9g无水碳酸钾(0.38mol),0.3g四三苯基膦钯,加热至70℃反应3小时。进行常规后处理,经色谱纯化,正己烷洗脱,乙醇重结晶得到白色固体(化合物BYLC-01-4,0.162mol) 90.6g,GC:99.8%,收率:78.8%。
(5)化合物BYLC-01-5的合成:
室温下向反应瓶中加入90.6g化合物BYLC-01-4(0.162mol),13.9g化合物
Figure RE-GDA0002006891360000407
(0.162mol),300mlDCM,搅拌下加入1.5g DMAP。降温,控温0~10℃,滴加45gDCC+100ml DCM,室温搅拌下反应过夜。进行常规后处理,经色谱纯化,正己烷洗脱,乙腈重结晶得到白色固体(化合物BYLC-01-5,0.151mol)94.8g,GC:99.7%,收率:93.4%。
(6)化合物BYLC-01的合成:
氮气保护下,向反应瓶中加入94.8g化合物BYLC-01-5(0.151mol),11.5g碳酸铵,200ml 去离子水,控温70~80℃,反应2h。加入甲苯分层,萃取。进行常规后处理,经色谱纯化,正己烷洗脱,乙醇重结晶得到白色固体(化合物BYLC-01,0.133mol)52.8g,GC:99.9%,收率:87.9%。
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-01进行分析,产物的m/z为398.1(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.95-1.65(m,9H),1.85-2.65(m,3H),3.35-4.15(m,6H),5.45- 6.25(m,2H),6.35-7.55(m,8H)。
实施例2
液晶化合物的结构式为:
Figure RE-GDA0002006891360000403
制备化合物BYLC-02的合成线路如下所示:
Figure RE-GDA0002006891360000404
Figure RE-GDA0002006891360000405
代替
Figure RE-GDA0002006891360000406
其它反应条件同实施例1.
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-02进行分析,产物的m/z为384.1(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.95-1.65(m,9H),1.85-2.65(m,2H),3.35-4.15(m,6H),5.45-6.26 (m,3H),6.35-7.55(m,8H)。
实施例3
液晶化合物的结构式为:
Figure RE-GDA0002006891360000411
BYLC-03
Figure RE-GDA0002006891360000412
代替B(OH)3,其它条件同实施例1.
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-03进行分析,产物的m/z为412.1(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.95-1.65(m,9H),1.85-2.65(m,5H),3.35-4.15(m,6H),5.35-6.26 (m,3H),6.35-7.55(m,9H)。
实施例4
液晶化合物的结构式为:
Figure RE-GDA0002006891360000413
BYLC-04
Figure RE-GDA0002006891360000414
代替
Figure RE-GDA0002006891360000415
其它条件同实施例1.
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-04进行分析,产物的m/z为428.1(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.95-1.65(m,9H),1.85-2.65(m,5H),3.35-4.15(m,6H),5.35-6.26 (m,2H),6.35-7.55(m,10H)。
实施例5
液晶化合物的结构式为:
Figure RE-GDA0002006891360000416
BYLC-05
Figure RE-GDA0002006891360000417
代替
Figure RE-GDA0002006891360000418
其它条件同实施例1.
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-05进行分析,产物的m/z为416.1(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.95-1.65(m,9H),1.85-2.65(m,2H),3.35-4.15(m,6H),5.45- 6.25(m,2H),6.35-7.55(m,8H)。
实施例6
液晶化合物的结构式为:
Figure RE-GDA0002006891360000419
BYLC-06
Figure RE-GDA00020068913600004110
代替
Figure RE-GDA00020068913600004111
其它条件同实施例1.
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-06进行分析,产物的m/z为412.1(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.95-1.65(m,9H),1.85-2.65(m,5H),3.35-4.15(m,6H),5.45- 6.25(m,2H),6.35-7.55(m,8H)。
实施例7
液晶化合物的结构式为:
Figure RE-GDA0002006891360000421
BYLC-07
Figure RE-GDA0002006891360000422
代替
Figure RE-GDA0002006891360000423
其它条件同实施例1.
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-07进行分析,产物的m/z为428.1(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.95-1.65(m,9H),1.85-2.65(m,5H),3.35-4.15(m,6H),5.45- 6.25(m,2H),6.35-7.55(m,8H)。
实施例8
液晶化合物的结构式为:
Figure RE-GDA0002006891360000424
BYLC-08
Figure RE-GDA0002006891360000425
代替
Figure RE-GDA0002006891360000426
其它条件同实施例1.
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-08行分析,产物的m/z为434(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.95-1.65(m,9H),1.85-2.65(m,3),3.35-4.15(m,4),5.45- 6.25(m,2H),6.35-7.55(m,8H)。
实施例9
液晶化合物的结构式为:
Figure RE-GDA0002006891360000427
BYLC-09
Figure RE-GDA0002006891360000428
代替
Figure RE-GDA0002006891360000429
其它条件同实施例1.
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-09行分析,产物的m/z为416.1(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.95-1.65(m,9H),1.85-2.65(m,3),3.35-4.15(m,5),5.45- 6.25(m,2H),6.35-7.55(m,8H)。
实施例10
液晶化合物的结构式为:
Figure RE-GDA00020068913600004210
BYLC-10
Figure RE-GDA00020068913600004211
代替
Figure RE-GDA00020068913600004212
其它条件同实施例1.
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-10析,产物的m/z为471(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.95-1.65(m,9H),1.85-2.65(m,5H),3.35-4.15(m,6H),5.45- 6.25(m,2H),6.35-7.55(m,12H)。
实施例11
液晶化合物的结构式为:
Figure RE-GDA00020068913600004213
BYLC-11
Figure RE-GDA0002006891360000431
代替
Figure RE-GDA0002006891360000432
其它反应条件同实施例10.
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-11进行分析,产物的m/z为460.1(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.95-1.65(m,9H),1.85-2.65(m,2H),3.35-4.15(m,4H),5.45-6.26 (m,3H),6.35-7.55(m,8H)。
实施例12
液晶化合物的结构式为:
Figure RE-GDA0002006891360000433
BYLC-12
Figure RE-GDA0002006891360000434
代替
Figure RE-GDA0002006891360000435
Figure RE-GDA0002006891360000436
代替
Figure RE-GDA0002006891360000437
其它条件同实施例1.
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-12进行分析,产物的m/z为510.1(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.95-1.65(m,9H),1.85-2.65(m,3H),3.35-4.15(m,6H),5.45- 6.25(m,2H),6.35-7.55(m,12H)。
实施例13
液晶化合物的结构式为:
Figure RE-GDA0002006891360000438
BYLC-13
Figure RE-GDA0002006891360000439
代替
Figure RE-GDA00020068913600004310
其它条件同实施例1.
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-13进行分析,产物的m/z为480.1(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.95-1.65(m,9H),1.85-2.65(m,7H),3.35-4.15(m,10H),5.45- 6.25(m,2H),6.35-7.55(m,12H)。
实施例14
液晶化合物的结构式为:
Figure RE-GDA00020068913600004311
BYLC-14
Figure RE-GDA00020068913600004312
代替
Figure RE-GDA00020068913600004313
其它条件同实施例1.
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-14进行分析,产物的m/z为548.1(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.95-1.64(m,9H),1.65-2.65(m,5H),3.35-4.75(m,8H),4.85- 6.25(m,2H),6.35-7.55(m,16H)。
实施例15
液晶化合物的结构式为:
Figure RE-GDA00020068913600004314
BYLC-15
Figure RE-GDA00020068913600004315
代替
Figure RE-GDA00020068913600004316
其它条件同实施例1.
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-15进行分析,产物的m/z为554.1(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.95-1.64(m,9H),1.65-2.65(m,9H),3.35-4.75(m,10H),4.85- 6.25(m,2H),6.35-7.55(m,16H)。
实施例16
液晶化合物的结构式为:
Figure RE-GDA0002006891360000441
BYLC-16
Figure RE-GDA0002006891360000442
代替
Figure RE-GDA0002006891360000443
其它条件同实施例1.
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-16进行分析,产物的m/z为560.1(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.95-1.64(m,9H),1.65-2.65(m,11H),3.35-4.75(m,14H),4.85- 6.25(m,2H),6.35-7.55(m,16H)。
依据以上实施例的技术方案,只需要简单替换对应的原料,不改变任何实质性操作,可以合成发明内容中提及的液晶化合物。
对比例
Figure RE-GDA0002006891360000444
CM
实验例
将化合物BYLC-01以3wt%的比例添加于液晶组合物M中,均匀混合,得到混合物BM-1;
将化合物BYLC-03以3wt%的比例添加于液晶组合物M中,均匀混合,得到混合物BM-2;
将化合物BYLC-04以3wt%的比例添加于液晶组合物M中,均匀混合,得到混合物BM-3;
将化合物BYLC-05以3wt%的比例添加于液晶组合物M中,均匀混合,得到混合物BM-4;
将化合物BYLC-06以3wt%的比例添加于液晶组合物M中,均匀混合,得到混合物BM-5;
将化合物BYLC-10以3wt%的比例添加于液晶组合物M中,均匀混合,得到混合物BM-6;
将化合物BYLC-12以3wt%的比例添加于液晶组合物M中,均匀混合,得到混合物BM-7;
将比较物CM以3wt%的比例添加于液晶组合物M中,均匀混合,得到混合物BM- 8;
所述液晶组合物M的组成如表1所示,所述液晶组合物M的性质如表2所示。
表1:液晶组合物M组成表
Figure RE-GDA0002006891360000445
Figure RE-GDA0002006891360000451
表2:混晶M性质汇总表
性质 Cp Δn Δε ε<sub>||</sub> K<sub>3</sub>/K<sub>1</sub> γ1
数值 75.1 0.098 -3.0 3.4 1.02 113
在100℃载热台上将所述混合物注入两片玻璃基板的间隔为4μm的不具有取向膜的元件中。将所述元件置于偏光显微镜中,自下方对元件照射光,观察有无漏光。在液晶分子充分取向、光不透过元件的情形时,将垂直取向性判断为“良好”。在观察到通过元件的光的情形时,将垂直取向性判断为“不良”。
对上述两种元件在60℃下施加脉冲电压(1V且60微秒)进行充电。利用高速电压计在2秒(0.5HZ)的期间中测定衰减的电压,求出单位周期的电压曲线与横轴之间的面积A。面积B为为衰减时的面积。电压保持率是以面积A与面积B的比值来表示。
具体结果列于表3中
表3:混合物性质汇总表
Figure RE-GDA0002006891360000452
由上述混合物实验可以看出,本发明所提供的自配向化合物能够在少量添加,且不存在聚酰亚胺取向层的情况下,实现液晶分子的垂直自配向。与比较物CM相比,能够在保证液晶分子良好垂直取向性的同时,不降低其电压保持率。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种新型自配向添加剂,其结构式为:
Figure RE-FDA0002006891350000011
其中,P表示丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基,氟代丙烯酸酯基、氯代丙烯酸酯基、乙烯氧基、氧杂环丁烷基或环氧基;
Z表示单键、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C≡C-、C1-C12的亚烷基、C1-C12的烷氧基或C2-C12的烯基,其中所述C1-C12的亚烷基或C2-C12的烯基中的一个或多个氢原子可彼此独立地被F、Cl或CN取代,并且一个或多个不相邻的-CH2-基团可以彼此独立地被-O-、-S-、-NH-、-CO-、COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或烯键以不相互直接相连的方式代替;
Figure RE-FDA0002006891350000012
表示
Figure RE-FDA0002006891350000013
所述L1、L2、L3彼此独立地表示-F、-Cl、-CN、-NO2、-CH3、-C2H5、-C(CH3)3、-CH(CH3)2、-CH2CH(CH3)C2H5、-OCH3、-OC2H5、-COCH3、-COC2H5、-COOCH3、-COOC2H5、-CF3、-OCF3、-OCHF2或-OC2F5
r1、r2、r3各自独立地表示0、1、2、3或4;
R表示0~10个碳原子的烷基;
m表示0、1或2;
n表示1、2、3、4或5。
2.根据权利要求1所述的添加剂,其特征在于,在所述通式I中,P表示丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基;
Z表示单键,-O-,C1-C5的亚烷基或烷氧基;
L1、L2、L3彼此独立地表示-F、-Cl、-CH3、-OCH3、-C2H5或-OC2H5
进一步优选地,
Figure RE-FDA0002006891350000014
表示
Figure RE-FDA0002006891350000015
r1、r2、r3各自独立地表示0、1或2。
3.根据权利要求1或2所述的添加剂,其特征在于,其结构式为:
Figure RE-FDA0002006891350000016
Figure RE-FDA0002006891350000021
Figure RE-FDA0002006891350000031
Figure RE-FDA0002006891350000041
Figure RE-FDA0002006891350000051
Figure RE-FDA0002006891350000061
4.根据权利要求3所述的添加剂,其特征在于,其结构式为:
Figure RE-FDA0002006891350000062
Figure RE-FDA0002006891350000071
Figure RE-FDA0002006891350000081
Figure RE-FDA0002006891350000091
Figure RE-FDA0002006891350000101
Figure RE-FDA0002006891350000111
Figure RE-FDA0002006891350000121
Figure RE-FDA0002006891350000131
Figure RE-FDA0002006891350000141
Figure RE-FDA0002006891350000151
Figure RE-FDA0002006891350000161
Figure RE-FDA0002006891350000171
Figure RE-FDA0002006891350000181
Figure RE-FDA0002006891350000191
Figure RE-FDA0002006891350000201
Figure RE-FDA0002006891350000211
Figure RE-FDA0002006891350000221
Figure RE-FDA0002006891350000231
Figure RE-FDA0002006891350000241
Figure RE-FDA0002006891350000251
Figure RE-FDA0002006891350000261
Figure RE-FDA0002006891350000271
Figure RE-FDA0002006891350000281
Figure RE-FDA0002006891350000291
Figure RE-FDA0002006891350000301
Figure RE-FDA0002006891350000311
Figure RE-FDA0002006891350000321
Figure RE-FDA0002006891350000331
5.一种化合物的制备方法,其制备路线为:
Figure RE-FDA0002006891350000332
Z表示单键、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-C≡C-、C1-C12的亚烷基或C2-C12的烯基,其中所述C1-C12的亚烷基或C2-C12的烯基中的一个或多个氢原子可彼此独立地被F、Cl或CN取代,并且一个或多个不相邻的-CH2-基团可以彼此独立地被-O-、-S-、-NH-、-CO-、COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或烯键以不相互直接相连的方式代替;
Figure RE-FDA0002006891350000333
表示
Figure RE-FDA0002006891350000334
所述L1、L2、L3彼此独立地表示-F、-Cl、-CN、-NO2、-CH3、-C2H5、-C(CH3)3、-CH(CH3)2、-CH2CH(CH3)C2H5、-OCH3、-OC2H5、-COCH3、-COC2H5、-COOCH3、-COOC2H5、-CF3、-OCF3、-OCHF2或-OC2F5
r1、r2、r3各自独立地表示0、1、2、3或4;
R表示0~10个碳原子的烷基;
m表示0、1或2;
n表示1、2、3、4或5;
R0代表H或-CH3
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)
Figure RE-FDA0002006891350000341
与有机锂试剂金属化反应,再与硼酸酯反应,得到
Figure RE-FDA0002006891350000342
2)
Figure RE-FDA0002006891350000343
通过suzuki反应,得到
Figure RE-FDA0002006891350000344
3)
Figure RE-FDA0002006891350000345
通过光延反应得到
Figure RE-FDA0002006891350000346
4)
Figure RE-FDA0002006891350000347
与(HO)2B-Z-OH经过suzuki反应得到
Figure RE-FDA0002006891350000348
5)
Figure RE-FDA0002006891350000349
经过酯化反应得到
Figure RE-FDA00020068913500003410
6)
Figure RE-FDA00020068913500003411
在弱碱条件下水解得到
Figure RE-FDA00020068913500003412
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,
所述步骤1)中,
Figure RE-FDA0002006891350000351
与有机锂试剂的摩尔比为1:1~2,与硼酸酯的摩尔比为1:1.0~3.0;
反应温度为-50~-100℃;
所述有机锂试剂选自仲丁基锂、叔丁基锂或正丁基锂中的一种或几种;所述硼酸酯选自硼酸三甲酯、硼酸三异丙酯、硼酸三丁酯或硼酸三异丁酯中的一种或几种;
和/或,所述步骤2)中,
Figure RE-FDA0002006891350000352
的摩尔比为1:1~1.5;
反应温度为60~140℃;
和/或,所述步骤3)中,
Figure RE-FDA0002006891350000353
的摩尔比为1:1~1.5;
反应温度为20~40℃;
和/或,所述步骤4)中,(HO)2B-Z-OH与
Figure RE-FDA0002006891350000354
的摩尔比为1:1~1.5;
反应温度为60~140℃;
和/或,所述步骤5)中,
Figure RE-FDA0002006891350000355
Figure RE-FDA0002006891350000356
的投料摩尔比为1.0:1.0~1.3;
反应温度为80~120℃;
和/或,所述步骤6)中,
Figure RE-FDA0002006891350000357
与碳酸铵的摩尔比为1.0:0.8~1.1;
反应温度为40~80℃。
8.权利要求5~7任一项方法制备得到的化合物。
9.包括权利要求1~4所述的自配向添加剂或权利要求8所述化合物组合物,优选的,所述的自配向添加剂或化合物在组合物中的质量百分比为0.01~15%,优选为0.1~10%,进一步优选为0.1~5%。
10.权利要求1~4所述的添加剂,权利要求8所述的化合物以及权利要求9所述的组合物在在液晶显示领域的应用;优选为在液晶显示装置中的应用,所述的液晶显示装置包括VA、TN、STN、FFS或IPS液晶显示器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113214083A (zh) * 2021-04-06 2021-08-06 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种自配向可聚合化合物及其应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103113900A (zh) * 2013-02-01 2013-05-22 江苏和成显示科技股份有限公司 一种聚合物稳定配向型液晶组合物及其应用
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
CN106536679A (zh) * 2014-07-28 2017-03-22 默克专利股份有限公司 具有垂面配向的液晶介质
CN107557024A (zh) * 2016-06-30 2018-01-09 默克专利股份有限公司 液晶介质
CN107949620A (zh) * 2015-09-09 2018-04-20 默克专利股份有限公司 液晶介质

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103113900A (zh) * 2013-02-01 2013-05-22 江苏和成显示科技股份有限公司 一种聚合物稳定配向型液晶组合物及其应用
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
CN106536679A (zh) * 2014-07-28 2017-03-22 默克专利股份有限公司 具有垂面配向的液晶介质
CN107949620A (zh) * 2015-09-09 2018-04-20 默克专利股份有限公司 液晶介质
CN107557024A (zh) * 2016-06-30 2018-01-09 默克专利股份有限公司 液晶介质

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113214083A (zh) * 2021-04-06 2021-08-06 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种自配向可聚合化合物及其应用

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