CN111484475A - 一种液晶化合物及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于液晶材料技术领域，具体涉及一种液晶化合物及其制备方法与应用。所述的液晶化合物具有通式I所示的结构；所述液晶化合物具有较大的垂直介电各项异性，具有较大的穿透率，且同时具有高清亮点，比较高的光学各向异性，适中的旋转粘度和液晶互溶性，在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方面的性能，从而有效降低驱动电压，提高了液晶显示装置的响应速度，同时具有光学各向异性数值适中、电荷保持率高等特点。

Description

一种液晶化合物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，涉及一种液晶化合物及其制备方法与应用。
背景技术
近年来液晶显示装置发展越来越迅速，也发展出不同类型，如车载小型液晶显示装置，便携式液晶显示装置，超薄型液晶显示装置等等。本领域开发正在取得进展，以电视为例，其特点是重量轻，占据空间小，移动方便，还有笔记本型个人电脑，手机等。
液晶材料作为环境材料在信息显示材料、有机光电子材料等领域中的应用极大的研究价值和美好的应用前景。目前，TFT-LCD产品技术已经成熟，成功地解决了视角、分辨率、色饱和度和亮度等技术难题，大尺寸和中小尺寸TFT-LCD显示器在各自的领域已逐渐占据平板显示器的主流地位。但是对显示技术的要求一直在不断的提高，要求液晶显示器实现更快速的响应，降低驱动电压以降低功耗等方面，也就要求液晶材料具有低电压驱动、快速响应、宽的温度范围和良好的低温稳定性。
液晶材料本身对改善液晶显示器的性能发挥着重要的作用，为了改善材料的性能使其适应新的要求，新型结构液晶化合物的合成及结构-性能关系的研究成为液晶领域的一项重要工作。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种新型结构的液晶化合物，该化合物具有较大的垂直介电各项异性，且整体的各项异性为正，接近于0；较低的旋转粘度以及良好的液晶互溶性等特点，可广泛用于液晶显示领域，具有重要的应用价值。
本发明所述的液晶化合物，具有如下结构：
Figure BDA0001960734570000011
在通式I中，R1表示具有1～10个碳原子的烷基、1～10个碳原子的烷氧基、被F取代的1～10个碳原子的烷基、被F取代的1～10个碳原子的烷氧基、环丙基、环丁基或环戊基中的一种；
Z1表示单键、-O-、-CH2-、-CH2CH2-或-CH2O-中的一种；
Figure BDA0001960734570000021
表示
Figure BDA0001960734570000022
中的一种；
n表示0、1或2，且当n＝2时，两个
Figure BDA0001960734570000023
表示相同或不同的基团；
Z2表示单键、-O-、-CH2-、-CH2CH2-、-CH2O-或-CF2O-中的一种；
M、N表示-CH2-或-O-中的一种，且M、N不为相同基团；
R2表示-CF3或-OCF3。
优选地，在通式I中，R1表示具有1～5个碳原子的烷基、1～5个碳原子的烷氧基、被F取代的1～5个碳原子的烷基、被F取代的1～5个碳原子的烷氧基、环丙基、环丁基或环戊基中的一种；更为优选地，R1表示具有1～3个碳原子的烷基、1～3个碳原子的烷氧基、被F取代的1～3个碳原子的烷基、被F取代的1～3个碳原子的烷氧基、环丙基、环丁基或环戊基中的一种。
作为本发明的最佳实施方式，所述液晶化合物选自如下通式I-1～I-80所示化合物中的一种：
以下I-1～I-80的各式中R0表示具有1～10个碳原子的烷基、1～10个碳原子的烷氧基、被F取代的1～10个碳原子的烷基或被F取代的1～10个碳原子的烷氧基中的一种；
Z1表示单键、-O-、-CH2-、-CH2CH2-或-CH2O-中的一种；
Z2表示单键、-O-、-CH2-、-CH2CH2-、-CH2O-或-CF2O-中的一种；
R2表示-CF3或-OCF3；
Figure BDA0001960734570000024
Figure BDA0001960734570000031
Figure BDA0001960734570000041
Figure BDA0001960734570000051
进一步优选地，选自如下化合物中的一种或几种：
Figure BDA0001960734570000052
Figure BDA0001960734570000061
Figure BDA0001960734570000071
Figure BDA0001960734570000081
Figure BDA0001960734570000091
更进一步优选地，所述液晶化合物选自如下化合物中的一种或多种：
Figure BDA0001960734570000092
Figure BDA0001960734570000101
Figure BDA0001960734570000111
Figure BDA0001960734570000121
Figure BDA0001960734570000131
Figure BDA0001960734570000141
Figure BDA0001960734570000151
Figure BDA0001960734570000161
Figure BDA0001960734570000171
Figure BDA0001960734570000181
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：
当M为-CH2-,N为O时，合成路线如下：
Figure BDA0001960734570000191
具体包括以下步骤：
1)
Figure BDA0001960734570000192
与
Figure BDA0001960734570000193
通过suzuki反应，得到
Figure BDA0001960734570000194
2)
Figure BDA0001960734570000195
与二甲基甲酰胺、二异丙基氨基锂反应得到
Figure BDA0001960734570000196
3)
Figure BDA0001960734570000197
与硼氢化钾反应，得到
Figure BDA0001960734570000198
4)
Figure BDA0001960734570000199
与二氯亚砜反应得到
Figure BDA00019607345700001910
5)
Figure BDA0001960734570000201
经过水解反应得到
Figure BDA0001960734570000202
6)
Figure BDA0001960734570000203
在碱性条件下反应得到
Figure BDA0001960734570000204
其中，各步骤所涉及化合物中的R1、Z1、Z2、n、R2与所述液晶化合物中R1、Z1、Z2、n、R2代表的基团相对应(同上)；
上述方法所述步骤1)中，
Figure BDA0001960734570000205
与
Figure BDA0001960734570000206
的投料摩尔比为1.0：(1.0～1.5)；
优选地，所述suzuki反应温度可在60～140℃；
其中，原料
Figure BDA0001960734570000207
可以通过公开商业途径获得。
所述步骤2)中
Figure BDA0001960734570000208
与二异丙基氨基锂的投料摩尔比为1.0:1.0～3.0；
优选地，反应温度可在-90℃～0℃；
所述步骤3)中
Figure BDA0001960734570000209
与硼氢化钾的投料摩尔比为1.0:1.0～3.0；
优选地，反应温度可在-50℃～0℃；
所述步骤4)中
Figure BDA00019607345700002010
与二氯亚砜的投料摩尔比为1.0:1.0～5.0；
优选地，反应温度可在-10℃～40℃；
所述步骤5)中
Figure BDA00019607345700002011
三溴化硼的投料摩尔比为1：1.0～1.3；
优选地，反应温度可在-30～-5℃。
所述步骤6)中
Figure BDA0001960734570000211
与碳酸钾的投料摩尔比为1:1.0～3.0；
优选地，反应温度可在50～120℃。
当M＝O,N为-CH2-时，合成路线如下：
Figure BDA0001960734570000212
具体包括以下步骤：
1)
Figure BDA0001960734570000213
与
Figure BDA0001960734570000214
通过suzuki反应，得到
Figure BDA0001960734570000215
2)
Figure BDA0001960734570000216
与二甲基甲酰胺、二异丙基氨基锂反应得到
Figure BDA0001960734570000217
3)
Figure BDA0001960734570000218
与硼氢化钾反应，得到
Figure BDA0001960734570000219
4)
Figure BDA0001960734570000221
与二氯亚砜反应得到
Figure BDA0001960734570000222
5)
Figure BDA0001960734570000223
经过水解反应得到
Figure BDA0001960734570000224
6)
Figure BDA0001960734570000225
在碱性条件下反应得到
Figure BDA0001960734570000226
其中，各步骤所涉及化合物中的R1、Z1、Z2、n、R2与所述液晶化合物中R1、Z1、Z2、n、R2代表的基团相对应(同上)；
上述方法所述步骤1)中，
Figure BDA0001960734570000227
与
Figure BDA0001960734570000228
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 BDA0001960734570000229
可以通过公开商业途径获得。
所述步骤2)中
Figure BDA00019607345700002210
与二异丙基氨基锂的投料摩尔比为1.0:(1.0～3.0)；
优选地，反应温度可在-90℃～0℃；
所述步骤3)中
Figure BDA00019607345700002211
与硼氢化钾的投料摩尔比为1.0:1.0～3.0；
优选地，反应温度可在-50℃～0℃；
所述步骤4)中
Figure BDA00019607345700002212
与二氯亚砜的投料摩尔比为1.0:(1.0～5.0)；
优选地，反应温度可在-10℃～40℃；
所述步骤5)中
Figure BDA0001960734570000231
三溴化硼的投料摩尔比为1：(1.0～1.3)；
优选地，反应温度可在-30～-5℃。
所述步骤6)中
Figure BDA0001960734570000232
与碳酸钾的投料摩尔比为1:(1.0～3.0)；
优选地，反应温度可在50～120℃。
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；在此不做特殊限定。
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。所述化合物在所述组合物中的质量百分比为0.01～60％，优选为0.1～50％，进一步优选为0.1～40％。
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。所述液晶化合物具有较大的垂直介电各项异性，具有较大的穿透率，且同时具有高清亮点，比较高的光学各向异性，适中的旋转粘度和液晶互溶性，低温工作效果表现优秀，良好的热稳定性、化学稳定性、光学稳定性及力学等方面的性能；从而有效降低驱动电压，提高了液晶显示装置的响应速度，同时具有光学各向异性数值适中、电荷保持率高等特点。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
所述原材料如无特别说明，均能从公开商业途径获得。
按照本领域的常规检测方法，通过线性拟合得到液晶化合物的各项性能参数，其中，各性能参数的具体含义如下：
△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)。
实施例1
本实施例提供一种液晶化合物，其结构式为：
Figure BDA0001960734570000233
本实施例同时提供制备化合物BYLC-01的合成线路如下所示：
Figure BDA0001960734570000241
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71.4g化合物
Figure BDA0001960734570000242
(0.340mol)，92.5g化合物
Figure BDA0001960734570000243
(0.340mol)，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-01-1，0.263mol)94.2g，GC:99.8％，收率：77.4％。
(2)化合物BYLC-01-2的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入500mlTHF溶液，94.2g化合物BYLC-01-1(0.263mol)，降温至-50℃，滴加含有0.5mol LDA石油醚溶液，继续控温，滴加20g(0.27mol)DMF，搅拌1h后自然回温至室温，加入盐酸溶液调，pH为1-2。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-01-2，0.183mol)70.6g，GC:99.8％，收率：69.4％。
(3)化合物BYLC-01-3的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入400mlTHF和100ml去离子水，70.6g化合物BYLC-01-2(0.183mol)，搅拌均匀。加入15g硼氢化钾(0.278mol)，室温搅拌过夜。进行常规后处理，经色谱纯化，石油醚洗脱，甲苯-乙醇重结晶得到白色固体(化合物BYLC-01-3，0.156mol)60.5g，GC:99.8％，收率：85％。
(4)化合物BYLC-01-4的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入500ml二氯甲烷，60.5g化合物BYLC-01-3(0.156mol)，搅拌均匀，室温滴加36.8g二氯亚砜(0.312mol)，室温搅拌过夜。进行常规后处理，经色谱纯化，正庚烷洗脱，乙醇重结晶得到白色固体(化合物BYLC-01-4，0.128mol)52.0g，GC:99.8％，收率：82％。
(5)化合物BYLC-01-5的合成：
将52.0g化合物BYLC-01-4(0.128mol)在-10℃下引入500ml二氯甲烷中，并滴加160ml(0.16mol)的1M的三溴化硼在己烷中的溶液。停止冷却，室温下搅拌3小时。然后冷却至-10℃，加入400ml去离子水，搅拌3小时。然后进行常规后处理操作，经二氯甲烷溶解分液，色谱纯化，正庚烷与甲苯的体积比为3:1的混合溶液进行重结晶，得到白色固体(BYLC-01-5)43.9g(0.112mol)。GC:99.6％，收率:87.5％。
(6)化合物BYLC-01的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入43.9g化合物BYLC-01-5(0.112mol)，25g碳酸钾(0.178mol)，400ml DMF搅拌均匀，加热至90℃，搅拌4h，停止较热，搅拌过夜。然后进行常规后处理操作，经二氯甲烷溶解分液，色谱纯化，正庚烷进行重结晶，得到白色固体(BYLC-01)33.1g(0.093mol)。GC:99.9％，收率:82.5％。
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-01进行分析，产物的m/z为356(M+)。
1H-NMR(300MHz，CDCl3):0.15-0.85(m，5H),2.85-4.65(m,2H),4.35-6.15(m，2H),6.45-7.25(m，4H)。
实施例2
本实施例提供一种液晶化合物，其结构式为：
Figure BDA0001960734570000251
本实施例同时提供制备化合物BYLC-02的合成线路如下所示：
Figure BDA0001960734570000252
具体步骤如下：
(1)化合物BYLC-02-1的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入65.2g化合物
Figure BDA0001960734570000261
(0.291mol)，67.5g化合物
Figure BDA0001960734570000262
(0.291mol)，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-02-1，0.224mol)83.8g，GC:99.8％，收率：77.1％。
(2)化合物BYLC-02-2的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入500mlTHF溶液，83.8g化合物BYLC-02-2(0.224mol)，降温至-50℃，滴加含有0.5mol LDA石油醚溶液，继续控温，滴加20g(0.27mol)DMF，搅拌1h后自然回温至室温，加入盐酸溶液调，pH为1-2。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-02-2，0.156mol)62.7g，GC:99.7％，收率：69.7％。
(3)化合物BYLC-02-3的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入400mlTHF和100ml去离子水，62.7g化合物BYLC-02-2(0.156mol)，搅拌均匀。加入15g硼氢化钾(0.278mol)，室温搅拌过夜。进行常规后处理，经色谱纯化，石油醚洗脱，甲苯-乙醇重结晶得到白色固体(化合物BYLC-02-3，0.130mol)52.5g，GC:99.8％，收率：83.4％。
(4)化合物BYLC-02-4的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入500ml二氯甲烷，52.5g化合物BYLC-02-3(0.130mol)，搅拌均匀，室温滴加36.8g二氯亚砜(0.312mol)，室温搅拌过夜。进行常规后处理，经色谱纯化，正庚烷洗脱，乙醇重结晶得到白色固体(化合物BYLC-02-4，0.109mol)46.0g，GC:99.8％，收率：83.5％。
(5)化合物BYLC-02-5的合成：
将46.0g化合物BYLC-02-4(0.109mol)在-10℃下引入500ml二氯甲烷中，并滴加160ml(0.16mol)的1M的三溴化硼在己烷中的溶液。停止冷却，室温下搅拌3小时。然后冷却至-10℃，加入400ml去离子水，搅拌3小时。然后进行常规后处理操作，经二氯甲烷溶解分液，色谱纯化，正庚烷与甲苯的体积比为3:1的混合溶液进行重结晶，得到白色固体(BYLC-02-5)40.0g(0.098mol)。GC:99.8％，收率:89.5％。
(6)化合物BYLC-02的合成：
氮气保护下，向反应瓶中加入40.0g化合物BYLC-02-5(0.098mol)，25g碳酸钾(0.178mol)，400ml DMF搅拌均匀，加热至90℃，搅拌4h，停止较热，搅拌过夜。然后进行常规后处理操作，经二氯甲烷溶解分液，色谱纯化，正庚烷进行重结晶，得到白色固体(BYLC-02)30.5g(0.082mol)。GC:99.9％，收率:83.9％。
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-02进行分析，产物的m/z为372(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.15-0.85(m,4H),2.85-4.65(m,3H),4.35-6.15(m,2H),6.45-7.25(m,4H)。
实施例3
本实施例提供一种液晶化合物，其结构式为：
Figure BDA0001960734570000263
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-03进行分析，产物的m/z为370(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.15-0.85(m,4H),2.85-4.65(m,5H),4.35-6.15(m，2H),6.45-7.25(m,4H)。
实施例4
本实施例提供一种液晶化合物，其结构式为：
Figure BDA0001960734570000271
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-04进行分析，产物的m/z为384(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.15-0.85(m,4H),2.85-4.65(m,5H),4.35-6.15(m,4H),6.45-7.25(m，4H)。
实施例5
本实施例提供一种液晶化合物，其结构式为：
Figure BDA0001960734570000272
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-05进行分析，产物的m/z为400(M+)。
1H-NMR(300MHz，CDCl3):0.15-0.85(m，4H),2.85-4.65(m,5H),4.35-6.15(m,4H),6.45-7.25(m,4H)。
实施例6
本实施例提供一种液晶化合物，其结构式为：
Figure BDA0001960734570000273
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-06进行分析，产物的m/z为384(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.15-0.85(m,3H),2.85-4.65(m,6H),4.35-6.15(m,4H),6.45-7.25(m,4H)。
实施例7
本实施例提供一种液晶化合物，其结构式为：
Figure BDA0001960734570000274
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-07进行分析，产物的m/z为436(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.15-0.85(m,5H),1.15-4.65(m,9H),4.35-6.45(m,4H),6.55-7.35(m,3H)。
实施例8
本实施例提供一种液晶化合物，其结构式为：
Figure BDA0001960734570000275
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-08进行分析，产物的m/z为450(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.15-0.85(m,7H),1.15-4.65(m,9H),4.35-6.45(m,4H),6.55-7.35(m,3H)。
实施例9
本实施例提供一种液晶化合物，其结构式为：
Figure BDA0001960734570000281
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-09进行分析，产物的m/z为464(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.15-0.85(m,7H),1.15-4.65(m,11H),4.35-6.45(m,4H)，6.55-7.35(m，3H)。
实施例10
本实施例提供一种液晶化合物，其结构式为：
Figure BDA0001960734570000282
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-10进行分析，产物的m/z为478(M+)。
1H-NMR(300MHz，CDCl3):0.15-0.85(m,7H),1.15-4.65(m,11H),4.35-6.45(m,6H),6.55-7.35(m,3H)。
实施例11
本实施例提供一种液晶化合物，其结构式为：
Figure BDA0001960734570000283
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-11进行分析，产物的m/z为432(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.15-0.85(m,5H),1.15-4.65(m,2H),4.35-6.45(m,3H),6.55-7.55(m,7H)。
实施例12
本实施例提供一种液晶化合物，其结构式为：
Figure BDA0001960734570000284
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-12进行分析，产物的m/z为446(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.15-0.85(m,5H),1.15-4.65(m,4H),4.35-6.45(m,3H),6.55-7.55(m,7H)。
实施例13
本实施例提供一种液晶化合物，其结构式为：
Figure BDA0001960734570000285
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-13进行分析，产物的m/z为460(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.15-0.85(m，5H)，1.15-4.65(m，4H)，4.35-6.45(m，5H)，6.55-7.55(m，7H)。
实施例14
本实施例提供一种液晶化合物，其结构式为：
Figure BDA0001960734570000286
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-14进行分析，产物的m/z为416(M+)。
1H-NMR(300MHz，CDCl3):0.15-0.85(m，5H)，1.15-4.65(m，2H)，4.35-6.45(m，3H),6.55-7.55(m,7H)。
实施例15
本实施例提供一种液晶化合物，其结构式为：
Figure BDA0001960734570000291
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-15进行分析，产物的m/z为328(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.15-0.85(m,3H),1.15-4.65(m,4H),4.35-6.75(m,3H),6.55-7.55(m,3H)。
实施例16
本实施例提供一种液晶化合物，其结构式为：
Figure BDA0001960734570000292
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-16进行分析，产物的m/z为424(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.15-1.05(m，3H)，1.15-4.65(m，9H)，5.15-6.75(m,4H)，6.55-7.55(m，3H)。
实施例17
本实施例提供一种液晶化合物，其结构式为：
Figure BDA0001960734570000293
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-17进行分析，产物的m/z为446(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):1.15-4.65(m,9H),5.15-6.75(m,3H),6.55-7.55(m,7H)。
实施例18
本实施例提供一种液晶化合物，其结构式为：
Figure BDA0001960734570000294
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-18进行分析，产物的m/z为382(M+)。
1H-NMR(300MHz，CDCl3):1.15-4.65(m,13H)，5.15-6.75(m，2H),6.55-7.55(m，3H)。
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 BDA0001960734570000295
Figure BDA0001960734570000301
实验例
将实施例所制得的化合物的性能参数数据进行对比整理，检测结果如表1所示：
表1
Figure BDA0001960734570000302
由上述实验数据可以看出，本发明所提供的液晶化合物具有较大的垂直介电各项异性，且整体的介电各项异性为正，且近似为0。
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)

1.一种液晶化合物，其特征在于，具有通式I所示的结构：
Figure FDA0001960734560000011
其中，R1表示具有1～10个碳原子的烷基、1～10个碳原子的烷氧基、被F取代的1～10个碳原子的烷基、被F取代的1～10个碳原子的烷氧基、环丙基、环丁基或环戊基中的一种；
Z1表示单键、-O-、-CH2-、-CH2CH2-或-CH2O-中的一种；
Figure FDA0001960734560000012
表示
Figure FDA0001960734560000013
中的一种；
n表示0、1或2，且当n＝2时，两个
Figure FDA0001960734560000014
表示相同或不同的基团；
Z2表示单键、-O-、-CH2-、-CH2CH2-、-CH2O-或-CF2O-中的一种；
M、N表示-CH2-或-O-中的一种，且M、N不为相同基团；
R2表示-CF3或-OCF3。
2.根据权利要求1所述的液晶化合物，其特征在于，在通式I中：
R1表示具有1～5个碳原子的烷基、1～5个碳原子的烷氧基、被F取代的1～5个碳原子的烷基、被F取代的1～5个碳原子的烷氧基、环丙基、环丁基或环戊基中的一种；
优选地，R1表示具有1～3个碳原子的烷基、1～3个碳原子的烷氧基、被F取代的1～3个碳原子的烷基、被F取代的1～3个碳原子的烷氧基、环丙基、环丁基或环戊基中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的液晶化合物，其特征在于，选自如下通式I-1～I-80所示化合物中的一种：
Figure FDA0001960734560000021
Figure FDA0001960734560000031
Figure FDA0001960734560000041
Figure FDA0001960734560000051
Figure FDA0001960734560000061
在通式I-1～I-80中，R0表示具有1～10个碳原子的烷基、1～10个碳原子的烷氧基、被F取代的1～10个碳原子的烷基或被F取代的1～10个碳原子的烷氧基中的一种；
Z1表示单键、-O-、-CH2-、-CH2CH2-或-CH2O-中的一种；
Z2表示单键、-O-、-CH2-、-CH2CH2-、-CH2O-或-CF2O-中的一种；
R2表示-CF3或-OCF3：
优选地，选自如下化合物中的一种或几种：
Figure FDA0001960734560000071
Figure FDA0001960734560000081
Figure FDA0001960734560000091
Figure FDA0001960734560000101
Figure FDA0001960734560000111
更优选地，选自如下化合物中的一种或几种：
Figure FDA0001960734560000112
Figure FDA0001960734560000113
Figure FDA0001960734560000121
Figure FDA0001960734560000131
Figure FDA0001960734560000141
Figure FDA0001960734560000151
Figure FDA0001960734560000161
Figure FDA0001960734560000171
Figure FDA0001960734560000181
Figure FDA0001960734560000191
Figure FDA0001960734560000201
4.一种制备权利要求1-3任一项所述的液晶化合物的方法，其特征在于，在通式I中，M为-CH2-,N为O；
合成路线如下：
Figure FDA0001960734560000211
优选地，包括如下步骤：
1)
Figure FDA0001960734560000212
通过suzuki反应，得到
Figure FDA0001960734560000213
2)
Figure FDA0001960734560000214
与二甲基甲酰胺、二异丙基氨基锂反应得到
Figure FDA0001960734560000215
3)
Figure FDA0001960734560000216
与硼氢化钾反应，得到
Figure FDA0001960734560000217
4)
Figure FDA0001960734560000218
与二氯亚砜反应得到
Figure FDA0001960734560000221
5)
Figure FDA0001960734560000222
经过水解反应得到
Figure FDA0001960734560000223
6)
Figure FDA0001960734560000224
在碱性条件下反应得到
Figure FDA0001960734560000225
其中，各步骤所涉及化合物中的R1、Z1、Z2、n、R2与所述液晶化合物中R1、Z1、Z2、n、R2代表的基团相对应。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤1)中，
Figure FDA0001960734560000226
的投料摩尔比为1.0：(1.0～1.5)；优选地，步骤1)的所述suzuki反应的温度60～140℃；
和/或，
步骤2)中
Figure FDA0001960734560000227
与二异丙基氨基锂的投料摩尔比为1.0:(1.0～3.0)；优选地，步骤2)的反应温度在-90℃～0℃；
和/或，
步骤3)中
Figure FDA0001960734560000228
与硼氢化钾的投料摩尔比为1.0:(1.0～3.0)；优选地，步骤3)的反应温度在-50℃～0℃。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，步骤4)中
Figure FDA0001960734560000231
与二氯亚砜的投料摩尔比为1.0:(1.0～5.0)；优选地，步骤4)的反应温度在-10℃～40℃；
和/或，
步骤5)中
Figure FDA0001960734560000232
三溴化硼的投料摩尔比为1：(1.0～1.3)；优选地，步骤5)的所述水解反应的反应温度在-30～-5℃；
和/或，
步骤6)中
Figure FDA0001960734560000233
与碳酸钾的投料摩尔比为1:(1.0～3.0)；优选地，步骤6)的反应温度可在50～120℃。
7.一种制备权利要求1-3任一项所述的液晶化合物的方法，其特征在于，在通式I中，M＝O,N为-CH2-；
合成路线如下：
Figure FDA0001960734560000234
优选地，包括如下步骤：
1)
Figure FDA0001960734560000241
通过suzuki反应，得到
Figure FDA0001960734560000242
2)
Figure FDA0001960734560000243
与二甲基甲酰胺、二异丙基氨基锂反应得到
Figure FDA0001960734560000244
3)
Figure FDA0001960734560000245
与硼氢化钾反应，得到
Figure FDA0001960734560000246
4)
Figure FDA0001960734560000247
与二氯亚砜反应得到
Figure FDA0001960734560000248
5)
Figure FDA0001960734560000249
经过水解反应得到
Figure FDA00019607345600002410
6)
Figure FDA00019607345600002411
在碱性条件下反应得到
Figure FDA00019607345600002412
其中，各步骤所涉及化合物中的R1、Z1、Z2、n、R2与所述液晶化合物中R1、Z1、Z2、n、R2代表的基团相对应。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤1)中，
Figure FDA0001960734560000251
的投料摩尔比为1.0：(1.0～1.5)；优选地，步骤1)所述suzuki反应的反应温度在60～140℃；
和/或，
步骤2)中
Figure FDA0001960734560000252
与二异丙基氨基锂的投料摩尔比为1.0:(1.0～3.0)；优选地，步骤2)的反应温度在-90℃～0℃；
和/或，
步骤3)中
Figure FDA0001960734560000253
与硼氢化钾的投料摩尔比为1.0:1.0～3.0；优选地，步骤3)的反应温度在-50℃～0℃；
和/或，
步骤4)中
Figure FDA0001960734560000254
与二氯亚砜的投料摩尔比为1.0:(1.0～5.0)；优选地，步骤4)的反应温度在-10℃～40℃；
步骤5)中
Figure FDA0001960734560000255
三溴化硼的投料摩尔比为1：(1.0～1.3)；
优选地，步骤5)的所述水解反应的反应温度在-30～-5℃；
步骤6)中
Figure FDA0001960734560000256
与碳酸钾的投料摩尔比为1:(1.0～3.0)；优选地，步骤6)的反应温度在50～120℃。
9.一种组合物，其特征在于，所述组合物含有权利要求1-3任一项所述的液晶化合物；
优选地，所述液晶化合物占所述组合物的质量百分比为0.01～60％，更优选为0.1～50％，进一步优选为0.1～40％。
10.权利要求1-3任一项所述的液晶化合物和/或权利要求9所述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；
更优选，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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