CN111819165B - 化合物、液晶组合物及液晶显示元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有高的化学稳定性、高的使液晶分子取向的能力、在液晶组合物中的高的溶解度，并且液晶显示元件的电压保持率大的极性化合物、液晶组合物及液晶显示元件。化合物由式(1)所表示。式(1)中，环A1～环A2为可经取代的亚环己基、亚环己烯基、亚苯基、萘二基、十氢萘二基、四氢萘二基、四氢吡喃二基、或二噁烷二基；a为0～3；Z1为单键或亚烷基，R1为氢、碳数1至10的烷基；R2为选自式(1‑a)、式(1‑b)、及式(1‑c)所表示的基中的基。
Description
技术领域
本发明涉及一种化合物、液晶组合物及液晶显示元件。进而，详细而言涉及一种一并具有多个甲基丙烯酰基氧基等聚合性基与-OH基等极性基的化合物、包含所述化合物且介电各向异性为正或负的液晶组合物、以及包含所述组合物或其一部分的硬化物的液晶显示元件。
背景技术
若基于液晶分子的运行模式对液晶显示元件进行分类，则可分类为相变(phasechange，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(optically compensated bend，OCB)、共面切换(in-plane switching，IPS)、垂直取向(vertical alignment，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。另外，若基于元件的驱动方式，则可分类为无源矩阵(passive matrix，PM)与有源矩阵(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 filmtransistor，TFT)、金属-绝缘体-金属(metal insulator metal，MIM)等。进而，TFT可分类为非晶硅(amorphous silicon)及多晶硅(polycrystal silicon)。后者根据制造步骤而分类为高温型与低温型。若基于光源进行分类，则可分类为利用自然光的反射型、利用背光的透过型、以及利用自然光与背光两者的半透过型。
具有向列相的液晶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。将所述组合物的特性与AM元件的特性的关联汇总于下述表1中。
表1.组合物与AM元件的特性
1)可缩短向液晶显示元件注入组合物的时间
基于市售的AM元件来对所述组合物的特性进一步进行说明。向列相的温度范围(呈现向列相的温度范围)与元件的可使用的温度范围相关联。向列相的优选上限温度为约70℃以上，而且，向列相的优选下限温度为约-10℃以下。
所述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，优选为响应时间短。理想的是短于1毫秒的响应时间。因此，所述组合物的粘度优选为低，进而更优选为在低温下也低。
所述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，而需要光学各向异性大或光学各向异性小，即光学各向异性适当。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行模式的种类。所述值在TN等模式的元件中为约0.45μm。所述值在VA模式的元件中为约0.30μm至约0.40μm的范围，在IPS模式或FFS模式的元件中为约0.20μm至约0.30μm的范围。这些情况下，对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。
所述组合物中的介电各向异性大有助于元件中的阈电压低、消耗电力小与对比度比大。因此，优选为正或负的介电各向异性大。组合物中的比电阻大有助于元件中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。此种特性对用于液晶投影仪、液晶电视等的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。此处，通常使用具有多个聚合性基的聚合性化合物。继而，一面对夹持所述元件的基板间施加电压，一面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状结构。若使用所述组合物，则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等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可通过聚酰亚胺取向膜实现。另一方面，作为不具有取向膜的液晶显示元件，提出有将极性化合物添加于液晶组合物中而使液晶分子取向的模式。首先，将添加有少量极性化合物及少量聚合性化合物的组合物注入至元件中。作为所述聚合性化合物，通常使用具有多个聚合性基的聚合性化合物。此处，通过极性化合物的作用，将液晶分子取向。继而，一面对夹持所述元件的基板间施加电压，一面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。若使用所述组合物，则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步骤。由于不存在取向膜，故通过取向膜与组合物的相互作用，元件的电阻不会降低。具有TN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS、FPA等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，在并不具有取向膜的液晶显示元件中，作为兼备极性化合物的作用与聚合性化合物的作用的化合物，合成有具有聚合性的极性化合物(例如，专利文献1、专利文献2、及专利文献3)。专利文献2中记载有具有多个极性基与多个聚合性基的聚合性化合物(S-1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2017/047177号
专利文献2：国际公开第2017/209161号
专利文献3：国际公开第2016/129490号
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的第一课题为提供一种化合物，其具有高的化学稳定性、高的使液晶分子取向的能力、利用紫外线照射的高的聚合反应性、用于液晶显示元件时的大的电压保持率的至少一种，而且具有在液晶组合物中的高的溶解度。第二课题为提供一种液晶组合物，其包含所述化合物，而且满足向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度低、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、弹性常数大等特性的至少一种。第三课题为提供一种液晶显示元件，其具有可使用元件的温度范围广、响应时间短、透过率高、电压保持率大、阈电压低、对比度比大、寿命长、垂直取向性良好等特性的至少一种。
解决问题的技术手段
本发明涉及式(1)所表示的化合物、包含所述化合物的液晶组合物、及包含所述组合物和/或所述组合物的至少一部分聚合而成的聚合物的液晶显示元件。
式(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-1，5-二基、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、或吡啶-2，5-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至10的烷基、碳数2至10的烯基、碳数1至9的烷氧基、或碳数2至9的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
a为0、1、2、或3；
Z1为单键或碳数1至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，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
Sp1及Sp2独立地为单键或碳数1至15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，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
M1、M2、M3、及M4独立地为氢、氟、氯、碳数1至5的烷基、或至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基；
R1为氢、碳数1至10的烷基、碳数1至9的烷氧基、或碳数1至9的烷氧基烷基，这些基中，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
R2为选自式(1-a)、式(1-b)、及式(1-c)所表示的基中的基；
式(1-a)、式(1-b)、及式(1-c)中，
Sp3及Sp4独立地为单键或碳数1至15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，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
R3为氢、碳数1至10的烷基、碳数1至9的烷氧基、或碳数1至9的烷氧基烷基；
X1独立地为-OH、-NH2、-N(R4)2、-COOH、-SH、或-Si(R4)3；
-N(R4)2、及-Si(R4)3中，
R4为氢或碳数1至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，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。
发明的效果
本发明的第一优点为提供一种化合物，其具有高的化学稳定性、高的使液晶分子取向的能力、利用紫外线照射的高的聚合反应性、用于液晶显示元件时的大的电压保持率的至少一种，而且具有在液晶组合物中的高的溶解度。第二优点为提供一种液晶组合物，其包含所述化合物，而且满足向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度低、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、弹性常数大等特性的至少一种。第三优点为提供一种液晶显示元件，其具有可使用元件的温度范围广、响应时间短、透过率高、电压保持率大、阈电压低、对比度比大、寿命长、垂直取向性良好等特性的至少一种。
具体实施方式
本说明书中的用语的使用方法为如下所述。有时将“液晶性化合物”、“液晶组合物”、及“液晶显示元件”的用语分别简称为“化合物”、“组合物”及“元件”。
“液晶性化合物”为具有向列相、近晶相等液晶相的化合物、以及不具有液晶相但出于调节上限温度、下限温度、粘度、介电各向异性等组合物的物性的目的而添加的化合物的总称。所述化合物通常具有1，4-亚环己基或1，4-亚苯基等六元环，其分子结构为棒状(rod like)。
“聚合性化合物”为出于使组合物中生成聚合物的目的而添加的化合物。具有烯基的液晶性化合物在其含义方面并非为聚合性化合物。
“极性化合物”通过极性基与基板表面等相互作用而辅助液晶分子进行排列。
“液晶显示元件”为液晶显示面板及液晶显示模块等的总称。
液晶组合物通常是通过将多种液晶性化合物混合来制备。在所述组合物中，出于进一步调整物性的目的，视需要而添加聚合性化合物、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、色素、及消泡剂等添加物。即便在添加有添加物的情况下，液晶组合物中的液晶性化合物的比例(含量)也是由基于不含添加物的液晶组合物的重量的重量百分率(重量％)来表示。液晶组合物中的添加物的比例(添加量)是由基于不含添加物的液晶组合物的重量的重量百分率(重量％)来表示。即，液晶性化合物或添加物的比例是基于液晶性化合物的总重量而算出。有时也使用重量百万分率(ppm)。例外的是液晶组合物中的聚合引发剂及聚合抑制剂的比例是基于聚合性化合物的重量来表示。
“透明点”为液晶性化合物中的液晶相-各向同性相的转变温度。“液晶相的下限温度”为液晶性化合物中的固体-液晶相(近晶相、向列相等)的转变温度。“向列相的上限温度”为液晶性化合物与母液晶的混合物或液晶组合物中的向列相-各向同性相的转变温度，有时简称为“上限温度”。有时将“向列相的下限温度”简称为“下限温度”。“提高介电各向异性”或“介电各向异性大”的表达是指其值的绝对值增加或大。“电压保持率大”是指元件在初始阶段不仅在室温下，而且在接近于上限温度的温度下也具有大的电压保持率，而且在长时间使用元件后不仅在室温下，而且在接近于上限温度的温度下也具有大的电压保持率。组合物或元件中，有时在经时变化试验(包含加速劣化试验)前后研究特性。“在液晶组合物中的溶解度高”的表达是指对于常温下的包含液晶性化合物的组合物的任一者而言溶解度均高，作为所述组合物，可将下述实施例中对溶解性进行评价时所使用的组合物作为标准。
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、或三种以上的化合物的混合物。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A1、B1、C1等记号分别对应于环A1、环B1、环C1等。六边形表示环己烷环或苯环等六元环或萘环等稠环。横切所述六边形的一边的直线表示环上的任意的氢可经-Sp1-P1等基取代。
f、g、h等下标表示经取代的基的数量。当下标为0时，不存在此种取代。
“环A及环C独立地为X、Y或Z”的表达中，由于主语为多个，故使用“独立地”。当主语为“环A”时，由于主语为单数，故不使用“独立地”。
在化合物的化学式中，将末端基R11的记号用于多种化合物，但这些化合物中的R11所表示的基可分别相同，或者也可不同。例如，在化合物(2)的R11为乙基的情况下，化合物(3)的R11可为乙基，也可为丙基等其他基。所述规则也适用于其他记号。化合物(8)中，当i为2时，存在两个环D1。所述化合物中，两个环D1所表示的两个基可相同，或者也可不同。当i大于2时，也适用于任意两个环D1。所述规则也适用于其他记号。
“至少一个‘A’”的表达是指‘A’的数量为任意。“至少一个‘A’可经‘B’取代”的表达包含未经‘B’取代的‘A’其本身的情况、一个‘A’经‘B’取代的情况、两个以上的‘A’经‘B’取代的情况，这些中，经‘B’取代的‘A’的位置为任意。取代位置为任意的规则也适用于“至少一个‘A’经‘B’取代”的表达。“至少一个A可经B、C、或D取代”的表达是指包含A未经取代的情况、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，进而包含多个A经B、C、D的至少两个取代的情况。例如，至少一个-CH2-(或-CH2CH2-)可经-O-(或-CH＝CH-)取代的烷基中包含烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基、烷氧基烯基、烯氧基烷基。再者，连续的两个-CH2-经-O-取代而变成-O-O-那样的情况不佳。在烷基等中，甲基部分(-CH2-H)的-CH2-经-O-取代而变成-O-H的情况也不佳。
有时使用“R11及R12独立地为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代”的表达。在所述表达中，“这些基中”可如语句那样进行解释。在所述表达中，“这些基”是指烷基、烯基、烷氧基、烯氧基等。即，“这些基”表示“这些基中”的用语之前所记载的所有基。所述常识性的解释也适用于其他用语中。
卤素是指氟、氯、溴、或碘。优选的卤素为氟或氯。进而优选的卤素为氟。液晶性化合物中，烷基为直链状或分支状，不包含环状烷基。直链状烷基通常优于分支状烷基。这些情况对于烷氧基、烯基等末端基而言也相同。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，氟可为向左(L)，也可为向右(R)。所述规则也适用于四氢吡喃-2，5-二基等通过自环中去除两个氢而生成的左右非对称的二价基。
本发明包含下述项等。
项1.
一种化合物，由式(1)所表示；
式(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-1，5-二基、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、或吡啶-2，5-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至10的烷基、碳数2至10的烯基、碳数1至9的烷氧基、或碳数2至9的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
a为0、1、2、或3；
Z1为单键或碳数1至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，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
Sp1及Sp2独立地为单键或碳数1至15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，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
M1、M2、M3、及M4独立地为氢、氟、氯、碳数1至5的烷基、或至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基；
R1为氢、碳数1至10的烷基、碳数1至9的烷氧基、或碳数1至9的烷氧基烷基，这些基中，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
R2为选自式(1-a)、式(1-b)、及式(1-c)所表示的基中的基；
式(1-a)、式(1-b)、及式(1-c)中，
Sp3及Sp4独立地为单键或碳数1至15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，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
R3为氢、碳数1至10的烷基、碳数1至9的烷氧基、或碳数1至9的烷氧基烷基；
X1独立地为-OH、-NH2、-N(R4)2、-COOH、-SH、或-Si(R4)3；
-N(R4)2、及-Si(R4)3中，
R4为氢或碳数1至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，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。
项2.
根据项1所述的化合物，其中式(1)中，
Z1为单键、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、或-CF＝CF-。
项3.
根据项1或项2所述的化合物，其中式(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-1，5-二基、萘-2，6-二基、四氢吡喃-2，5-二基、或1，3-二噁烷-2，5-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至10的烷基、碳数2至10的烯基、碳数1至9的烷氧基、或碳数2至9的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。
项4.
根据项1至项3中任一项所述的化合物，由式(1-1)至式(1-4)的任一者所表示；
式(1-1)至式(1-4)中，
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-1，5-二基、萘-2,6-二基、四氢吡喃-2，5-二基、或1，3-二噁烷-2，5-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、碳数1至10的烷基、碳数2至10的烯基、碳数1至9的烷氧基、或碳数2至9的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
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至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，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
M1、M2、M3、及M4独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或至少一个氢经氟取代的碳数1至5的烷基；
R1为氢、碳数1至7的烷基、碳数1至6的烷氧基、或碳数1至6的烷氧基烷基，这些基中，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
R2为选自式(1-a)、式(1-b)、及式(1-c)所表示的基中的基；
式(1-a)、式(1-b)、及式(1-c)中，
Sp3及Sp4独立地为单键或碳数1至15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，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
R3为氢、碳数1至7的烷基、碳数1至6的烷氧基、或碳数1至6的烷氧基烷基；
X1独立地为-OH、-NH2、或-SH。
项5.
根据项1至项4中任一项所述的化合物，由式(1-5)至式(1-7)的任一者所表示；
式(1-5)至式(1-7)中，
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、或1，3-二噁烷-2，5-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、碳数1至7的烷基、碳数2至7的烯基、或碳数1至6的烷氧基取代；
Z1、Z2、及Z3独立地为单键、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2O-、或-OCH2-；
Sp1、及Sp2独立地为单键或碳数1至10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；
R1为氢、碳数1至5的烷基、碳数1至4的烷氧基、或碳数1至4的烷氧基烷基；
R2为选自式(1-a)、及式(1-b)所表示的基中的基；
式(1-a)、及式(1-b)中，
Sp3及Sp4独立地为单键或碳数1至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，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
R3为氢、碳数1至7的烷基、碳数1至6的烷氧基、或碳数1至6的烷氧基烷基；
X1独立地为-OH、-NH2、或-SH。
项6.
根据项1至项5中任一项所述的化合物，由式(1-8)至式(1-25)的任一者所表示；
式(1-8)至式(1-25)中，
R1为氢、甲基、乙基、丙基、或-CH2OCH3；
R3为氢、碳数1至7的烷基、碳数1至6的烷氧基、或碳数1至6的烷氧基烷基；
Z1及Z2独立地为单键、-(CH2)2-、或-CH＝CH-；
Sp1、Sp2、Sp3、及Sp4独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-取代；
Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、Y10、Y11、及Y12独立地为氢、氟、或碳数1至5的烷基。
项7.
根据项1至项6中任一项所述的化合物，由式(1-26)至式(1-43)的任一者所表示；
式(1-26)至式(1-43)中，
Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、及Y6独立地为氢、氟、甲基、或乙基；
R3为氢、碳数1至7的烷基、碳数1至6的烷氧基、或碳数1至6的烷氧基烷基；
Z1及Z2独立地为单键或-(CH2)2-；
Sp1、Sp2、Sp3、及Sp4独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-取代。
项8.
一种液晶组合物，含有根据项1至项7中任一项所述的化合物的至少一种。
项9.
根据项8所述的液晶组合物，含有选自式(2)至式(4)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物；
式(2)至式(4)中，
R11及R12独立地为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
环B1、环B2、环B3、及环B4独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、2，5-二氟-1，4-亚苯基、或嘧啶-2，5-二基；
Z11、Z12、及Z13独立地为单键、-COO-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、或-C≡C-。
项10.
根据项8或项9所述的液晶组合物，含有选自式(5)至式(7)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物；
式(5)至式(7)中，
R13为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
X11为氟、氯、-OCF3、-OCHF2、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF2CHF2、或-OCF2CHFCF3；
环C1、环C2、及环C3独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、四氢吡喃-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、嘧啶-2，5-二基、或至少一个氢经氟取代的1，4-亚苯基；
Z14、Z15、及Z16独立地为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、或-(CH2)4-；
L11及L12独立地为氢或氟。
项11.
根据项8至项10中任一项所述的液晶组合物，含有选自式(8)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物；
式(8)中，
R14为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
X12为-C＝N或-C≡C-C＝N；
环D1为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、嘧啶-2，5-二基、或至少一个氢经氟取代的1，4-亚苯基；
Z17为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、或-C≡C-；
L13及L14独立地为氢或氟；
i为1、2、3、或4。
项12.
根据项8至项11中任一项所述的液晶组合物，含有选自式(11)至式(19)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物；
式(11)至式(19)中，
R15、R16、及R17独立地为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代，而且R17也可为氢或氟；
环E1、环E2、环E3、及环E4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、十氢萘-2，6-二基、或至少一个氢经氟取代的1，4-亚苯基；
环E5及环E6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、或十氢萘-2，6-二基；
Z18、Z19、Z20、及Z21独立地为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2OCH2CH2-、或-OCF2CH2CH2-；
L15及L16独立地为氟或氯；
S11为氢或甲基；
X为-CHF-或-CF2-；
j、k、m、n、p、q、r、及s独立地为0或1，且k、m、n、及p的和为1或2，q、r、及s的和为0、1、2、或3，
t为1、2、或3。
项13.
根据项8至项12中任一项所述的液晶组合物，含有式(1)所表示的化合物以外的、式(20)所表示的至少一种聚合性化合物；
式(20)中，
环F及环I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，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代；
环G为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、萘-1，2-二基、萘-1，3-二基、萘-1，4-二基、萘-1，5-二基、萘-1，6-二基、萘-1，7-二基、萘-1，8-二基、萘-2，3-二基、萘-2，6-二基、萘-2，7-二基、菲-2，7-二基、四氢吡喃-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、嘧啶-2，5-二基、或吡啶-2，5-二基，这些环中，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代；
Z22及Z23独立地为单键或碳数1至10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-CH2CH2-可经-CH＝CH-、-C(CH3)＝CH-、-CH＝C(CH3)-、或-C(CH3)＝C(CH3)-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
P11、P12、及P13独立地为聚合性基；
Sp11、Sp12、及Sp13独立地为单键或碳数1至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-CH2CH2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
u为0、1、或2；
f、g、及h独立地为0、1、2、3、或4，而且f、g、及h的和为1以上。
项14.
根据项13所述的液晶组合物，其中式(20)中，
P11、P12、及P13独立地为选自式(P-1)至式(P-5)所表示的聚合性基的群组中的基；
式(P-1)至式(P-5)中，
M11、M12、及M13独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至5的烷基。
项15.
根据项13或项14所述的液晶组合物，其中式(20)所表示的聚合性化合物为选自式(20-1)至式(20-7)所表示的聚合性化合物的群组中的至少一种化合物；
式(20-1)至式(20-7)中，
L31、L32、L33、L34、L35、L36、L37、及L38独立地为氢、氟、或甲基；
Sp11、Sp12、及Sp13独立地为单键或碳数1至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-CH2CH2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
P11、P12、及P13独立地为选自式(P-1)至式(P-3)所表示的聚合性基的群组中的基，
式(P-1)至式(P-3)中，
M11、M12、及M13独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至5的烷基。
项16.
根据项8至项15中任一项所述的液晶组合物，含有选自与式(1)或式(20)所表示的化合物不同的聚合性化合物、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、色素、及消泡剂的群组中的至少一种。
项17.
一种液晶显示元件，含有选自由根据项8至项16中任一项所述的液晶组合物、及根据项8至项16中任一项所述的液晶组合物的至少一部分聚合而成者所组成的群组中的至少一种。
本发明也包括以下项。
(a)进而含有聚合性化合物、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、色素、消泡剂等添加物的至少两种的所述液晶组合物。
(b)通过在所述液晶组合物中添加与化合物(1)或化合物(20)不同的聚合性化合物而制备成的聚合性组合物。
(c)通过在所述液晶组合物中添加化合物(1)与化合物(20)而制备成的聚合性组合物。
(d)通过使所述聚合性组合物进行聚合而制备成的液晶复合体。
(e)含有所述液晶复合体的聚合物稳定取向型的元件。
(f)通过在所述液晶组合物中添加化合物(1)及化合物(20)、以及与化合物(1)或化合物(20)不同的聚合性化合物而制备聚合性组合物，通过使用所制备的聚合性组合物而制成的聚合物稳定取向型的元件。
以下，依次对化合物(1)的形态、化合物(1)的合成、液晶组合物、及液晶显示元件进行说明。
1.化合物(1)的形态
本发明的化合物(1)：具有由至少一个环构成的液晶原部位、至少一个极性基、及两个以上的聚合性基，尤其在于：在极性基的相反侧具有聚合性基。化合物(1)由于极性基与玻璃(或金属氧化物)等基板表面以非共价键结的方式相互作用，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，在所述用途中，出于控制液晶分子的取向的目的来添加化合物(1)。此种添加物优选为在密封于元件的条件下化学性稳定，且使液晶分子取向的能力高、用于液晶显示元件时的电压保持率大、而且在液晶组合物中的溶解度大。化合物(1)很大程度上满足此种特性，且现有的化合物中无法实现的在液晶组合物中的溶解度大，并且通过使用所述化合物(1)，与使用现有的化合物的情况相比，可在将取向性或电压保持率维持为相同程度或其以上的状态下，容易地获得长期稳定性优异的元件。
对化合物(1)的优选例进行说明。化合物(1)中的R1、A1、Sp1等记号的优选例也适用于化合物(1)的下位式、例如式(1-1)等。在化合物(1)中，可通过将这些基的种类适当组合来任意地调整特性。化合物的特性不存在大的差异，故化合物(1)可包含较天然丰度的量更多的2H(氘)、13C等同位素。
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-1，5-二基、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、或吡啶-2，5-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至10的烷基、碳数2至10的烯基、碳数1至9的烷氧基、或碳数2至9的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。
优选的环A1及环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、四氢吡喃-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、嘧啶-2，5-二基、或吡啶-2，5-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至10的烷基、碳数2至10的烯基、碳数1至9的烷氧基、或碳数2至9的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。
更优选的环A1及环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、四氢吡喃-2，5-二基、或1，3-二噁烷-2，5-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、碳数1至10的烷基、碳数2至10的烯基、碳数1至9的烷氧基、或碳数2至9的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代。
进而优选的环A1及环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、四氢吡喃-2，5-二基、或1，3-二噁烷-2，5-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、碳数1至5的烷基、碳数2至5的烯基、或碳数1至4的烷氧基取代。
特别优选的环A1及环A2为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、2位取代1，4-亚苯基、3位取代1，4-亚苯基、或2位及3位取代1，4-亚苯基，所述取代基优选为氢、氟、碳数1至5的烷基、碳数2至5的烯基、或碳数1至4的烷氧基，更优选为氢、氟、甲基、或乙基。
环A1及环A2独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、至少一个氢经氟取代的1，4-亚苯基、至少一个氢经碳数1至5的烷基取代的1，4-亚苯基、十氢萘-2，6-二基、或四氢吡喃-2，5-二基的化合物的化学稳定性高。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、至少一个氢经氟取代的1，4-亚苯基、至少一个氢经碳数1至5的烷基取代的1，4-亚苯基、或至少一个氢经碳数2至5的烯基取代的1，4-亚苯基的化合物在液晶组合物中的溶解度大。环A1及环A2独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、至少一个氢经碳数1至2的烷基取代的1，4-亚苯基的化合物使液晶分子取向的能力高。环A1及环A2独立地为1，4-亚苯基、至少一个氢经碳数1至5的烷基取代的1，4-亚苯基、至少一个氢经碳数1至4的烷氧基取代的1，4-亚苯基、萘-2，6-二基、嘧啶-2，5-二基、或吡啶-2，5-二基的化合物利用紫外线照射的聚合反应性高。
a为0、1、2、或3，优选为0、1、或2，特别优选为1、或2。
a为0的化合物在液晶组合物中的溶解度大。a为3的化合物使液晶分子取向的能力高。a为1或2的化合物在液晶组合物中的溶解度大、使液晶分子取向的能力高、利用紫外线照射的聚合反应性高。
Z1为单键或碳数1至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，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。
优选的Z1为单键、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、或-CF＝CF-。
更优选的Z1为单键、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、或-CF＝CF-。
进而优选的Z1为单键、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2O-、或-OCH2-，特别优选的Z1为单键或-(CH2)2-，最优选的Z1为单键。
Z1为单键的化合物的化学稳定性高。Z1为单键、-(CH2)2-、-CF2O-、或-OCF2-的化合物在液晶组合物中的溶解度大。Z1为单键或-(CH2)2-的化合物使液晶分子取向的能力高。Z1为单键、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-的化合物利用紫外线照射的聚合反应性高。
Sp1、及Sp2独立地为单键或碳数1至15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，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。
Sp1、及Sp2独立地为单键或碳数1至7的亚烷基的化合物的化学稳定性高。Sp1、及Sp2独立地为碳数1至7的亚烷基、或碳数1至7的亚烷基的至少一个-CH2-经-O-取代的基的化合物在液晶组合物中的溶解度大。
更优选的Sp1、及Sp2独立地为单键或碳数1至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。
就成为在液晶组合物中的溶解性更优异的化合物等方面而言，特别优选为Sp1为单键或碳数1至5的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-取代；
Sp2为单键或碳数1至5的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，进而优选为-CH2-、-(CH2)2-、或-(CH2)3-。
M1、M2、M3、及M4独立地为氢、氟、氯、碳数1至5的烷基、或至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基，优选为氢、氟、碳数1至3的烷基、或至少一个氢经氟取代的碳数1至3的烷基，就成为利用紫外线照射的聚合反应性特别高的化合物等方面而言，更优选为氢。
R1为氢、碳数1至10的烷基、碳数1至9的烷氧基、或碳数1至9的烷氧基烷基，这些基中，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。
优选的R1为氢、碳数1至5的烷基、碳数1至4的烷氧基、或碳数1至4的烷氧基烷基，这些基中，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。进而优选的R1为氢、甲基、乙基、丁基、甲氧基甲基、甲氧基乙基、乙氧基甲基、或乙氧基乙基。特别优选的R1为氢、甲基、或甲氧基甲基。
R1为碳数1至15的烷基或碳数1至14的烷氧基的化合物的化学稳定性高。R1为碳数1至15的烷基、碳数2至15的烯基、或碳数2至14的烯氧基的化合物在液晶组合物中的溶解度大。R1为碳数1～15的烷基的化合物使液晶分子取向的能力高。
R2为选自式(1-a)、式(1-b)、及式(1-c)所表示的基中的基。
优选的R2为式(1-a)、或式(1-b)。R2为式(1-a)的化合物在液晶组合物中的溶解度大。R2为式(1-a)、或式(1-c)的化合物使液晶分子取向的能力高。R2为式(1-b)的化合物在液晶组合物中的溶解度高且使液晶分子取向的能力高。
Sp3及Sp4独立地为单键或碳数1至15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，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。
优选的Sp3及Sp4为单键、碳数1至10的直链亚烷基、或碳数3至10的分支链亚烷基，这些亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、或-COO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。进而优选的Sp3及Sp4为单键、碳数1至10的直链亚烷基、或碳数3至10的分支链亚烷基，这些亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。特别优选的Sp3及Sp4为单键、碳数1至10的直链亚烷基、或碳数3至10的分支链亚烷基，这些亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-取代。
Sp3及Sp4独立地为分支链烷基的化合物在液晶组合物中的溶解度大。Sp3及Sp4独立地为碳数1至10的直链亚烷基、或碳数1至10的直链烷氧基烷基的化合物使液晶分子取向的能力高。
R3为氢、碳数1至10的烷基、碳数1至9的烷氧基、或碳数1至9的烷氧基烷基。
优选的R3为氢、碳数1至10的烷基、碳数1至9的烷氧基、或碳数1至9的烷氧基烷基。就成为在液晶组合物中的溶解性更优异、化学稳定性高、使液晶分子取向的能力高的化合物等方面而言，更优选的R3为氢、或碳数1至4的烷基。
X1为-OH、-NH2、-N(R4)2、-COOH、-SH、或-Si(R4)3。
就成为在液晶组合物中的溶解性更优异的化合物等方面而言，优选的X1为-OH、-NH2、或-SH，特别优选的X1为-OH。
此处，R4为氢或碳数1至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，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。
X1为-OH、-NH2、或-SH的化合物使液晶分子取向的能力高。X1为-OH的化合物的化学稳定性高、使液晶分子取向的能力高、用于液晶显示元件时的电压保持率大、而且在液晶组合物中的溶解度大。
优选的化合物(1)的例子为项4所记载的化合物(1-1)至化合物(1-4)。更优选的化合物(1)的例子为项5所记载的化合物(1-5)至化合物(1-7)。进而优选的化合物(1)的例子为项6所记载的化合物(1-8)至化合物(1-25)。最优选的化合物(1)的例子为项7所记载的化合物(1-26)至化合物(1-43)。
2.化合物(1)的合成
对化合物(1)的合成法进行说明。化合物(1)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。
2-1.键结基的生成
生成化合物(1)中的键结基的方法的例子如下述的流程所示。在所述流程中，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，或者也可不同。化合物(1A)至化合物(1H)相当于化合物(1)或化合物(1)的中间物。
(I)单键的生成
在碳酸盐、四(三苯基膦)钯催化剂的存在下，使硼酸化合物(21)与化合物(22)进行反应来合成化合物(1A)。所述化合物(1A)也可通过如下方式来合成：使化合物(23)与正丁基锂进行反应，继而与氯化锌进行反应，然后在二氯双(三苯基膦)钯催化剂的存在下与化合物(22)进行反应。
(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)。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，使所述羧酸(24)与自化合物(21)衍生出的醇(25)脱水来合成具有-COO-的化合物(1B)。具有-OCO-的化合物也利用所述方法来合成。
(III)-CF2O-与-OCF2-的生成
利用劳森试剂(Lawesson′s reagent)对化合物(1B)进行硫化而获得化合物(26)。利用氟化氢吡啶络合物与N-溴代琥珀酰亚胺(N-bromosuccinimide，NBS)对化合物(26)进行氟化而合成具有-CF2O-的化合物(1C)。参照M.黑星(M.Kuroboshi)等人的《化学快报(Chem.Lett.)》1992年第827期。也可利用(二乙基氨基)三氟化硫((diethylamino)sulfurtrifluoride，DAST)对化合物(26)进行氟化来合成化合物(1C)。参照W.H.班尼尔(W.H.Bunnelle)等人的《有机化学期刊(J.Org.Chem.)》1990年第55期第768页。具有-OCF2-的化合物也可利用所述方法来合成。
(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)与叔丁醇钾进行反应而产生磷叶立德(phosphorus ylide)，并使所述磷叶立德与醛(27)进行反应来合成化合物(1D)。根据反应条件而生成顺式体，故视需要利用公知的方法将顺式体异构化成反式体。
(V)-CH2CH2-的生成
在钯碳催化剂的存在下对化合物(1D)进行氢化而合成化合物(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
利用硼氢化钠对化合物(27)进行还原而获得化合物(30)。利用氢溴酸对其进行溴化而获得化合物(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)。具有-OCH2-的化合物也可利用所述方法来合成。
(VIII)-CF＝CF-的生成
利用正丁基锂对化合物(23)进行处理后，使四氟乙烯进行反应而获得化合物(32)。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)。
2-2.环A1及环A2的生成
关于1，2-亚环丙基、1，3-亚环丁基、1，3-亚环戊基、1，4-亚环己基、1，4-亚环庚基、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-2，5-二基等环，起始物质有市售、或合成法广为人知。
2-3.合成例
合成化合物(1)的方法的例子为如下所述。这些化合物中，R1、R2、A1、A2、Z1、Sp1、Sp2、Sp3、及a的定义与项1中的记载相同。
式(1)中，R2为式(1-a)、Sp3为-CH2-、M1、M2、M3、及M4为氢、R1为甲基、X1为-OH的化合物(1-61)可利用以下方法来合成。
在1，4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(1，4-diazabicyclo[2.2.2]octane，DABCO)的存在下，使化合物(53)与甲醛进行反应，而获得化合物(54)。在对甲苯磺酸吡啶鎓盐(Pyridinium p-Toluenesulfonate，PPTS)的存在下，使化合物(54)与3，4-二氢-2H-吡喃进行反应，而获得化合物(55)。使用氢氧化锂对化合物(55)进行水解而获得化合物(56)。在DCC及DMAP的存在下使利用公知的方法来合成的二醇(57)与化合物(58)进行反应而获得化合物(59)。在DCC及DMAP的存在下，使化合物(59)与化合物(56)进行反应，而获得化合物(60)，之后使用PPTS进行脱保护，由此可导出化合物(1-61)。
式(1)中，R2为式(1-a)、Sp3为-(CH2)2-、M1、M2、M3、及M4为氢、R1为甲基、X1为-OH的化合物(1-63)可利用以下方法来合成。
使三溴化磷作用于化合物(1-61)而获得化合物(62)。继而，使铟作用于化合物(62)后，与甲醛进行反应，由此可导出化合物(1-63)。
式(1)中，R2为式(1-a)、Sp3为-CH2O(CH2)2-、M1、M2、M3、及M4为氢、R1为甲基、X1为-OH的化合物(1-64)可利用以下方法来合成。
使三氟甲磺酸酐(Tf2O)及三乙基胺(Et3N)作用于化合物(1-61)后，与乙二醇进行反应，由此可导出化合物(1-64)。
3.液晶组合物
3-1.成分化合物
本发明的液晶组合物包含化合物(1)作为成分A。化合物(1)通过与元件的基板的非共价键结方式的相互作用，而可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，且进而包含选自下述成分B、成分C、成分D、及成分E中的至少一种液晶性化合物。成分B为化合物(2)至化合物(4)。成分C为化合物(2)至化合物(4)以外的化合物(5)至化合物(7)。成分D为化合物(8)。成分E为化合物(11)至化合物(19)。所述组合物也可包含与化合物(2)至化合物(8)及化合物(11)至化合物(19)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。适当地选择成分的组合物具有高的上限温度、低的下限温度、低粘度、适当的光学各向异性(即，大的光学各向异性或小的光学各向异性)、正或负的大的介电各向异性、大的比电阻、对热或紫外线的稳定性、及适当的弹性常数(即，大的弹性常数或小的弹性常数)。
化合物(1)是出于控制液晶分子的取向的目的而添加于组合物中。相对于液晶组合物100重量％的化合物(1)的优选的比例就可容易使液晶分子取向等方面而言，为0.05重量％以上，就可进一步防止元件的显示不良等方面而言，优选为10重量％以下。进而优选的比例为0.1重量％至7重量％的范围，特别优选的比例为0.4重量％至5重量％的范围。这些比例也适用于包含化合物(20)的组合物。
成分B为两个末端基为烷基等的化合物。成分B具有小的介电各向异性。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)、及化合物(4-1)至化合物(4-7)。在这些化合物中，R11及R12独立地为碳数1至10的烷基或碳数2至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)主要具有减小粘度或者调整光学各向异性的效果。化合物(3)及化合物(4)具有通过提高上限温度而扩大向列相的温度范围的效果、或者调整光学各向异性的效果。
增加成分B的含量，则随之组合物的介电各向异性变小，但粘度变小。因此，只要满足元件的阈电压的要求值，则成分B的含量越多越佳。成分B的含量相对于液晶组合物100重量％而优选为30重量％以上，进而优选为40重量％以上，其上限并无特别限制，例如为99.95重量％。
成分C为在至少一末端具有氟、氯或含氟基的化合物。成分C具有正的大的介电各向异性。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(6-116)、化合物(7-1)至化合物(7-59)。在成分C的化合物中，R13为碳数1至10的烷基或碳数2至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，对热、光等的稳定性非常良好，故适宜用于制备IPS、FFS、OCB等模式用的组合物的情况。相对于液晶组合物100重量％的成分C的含量适合为1重量％至99重量％的范围，优选为10重量％至97重量％的范围，进而优选为40重量％至95重量％的范围。在将成分C添加于介电各向异性为负的组合物中的情况下，相对于液晶组合物100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，且可调整元件的电压-透过率曲线。
成分D为单末端基为-C＝N或者-C≡C-C＝N的化合物(8)。成分(D)具有氰基，故具有正的更大的介电各向异性。作为成分D的优选例，可列举化合物(8-1)至化合物(8-64)。在成分D的化合物中，R14为碳数1至10的烷基或碳数2至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或者-C≡C-C＝N。
成分D由于介电各向异性为正，且其值大，故主要用于制备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具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。
相对于液晶组合物100重量％的成分D的含量适合为1重量％至99重量％的范围，优选为10重量％至97重量％的范围，进而优选为40重量％至95重量％的范围。在将成分D添加于介电各向异性为负的组合物中的情况下，相对于液晶组合物100重量％，成分D的含量优选为30重量％以下。通过添加成分D，可调整组合物的弹性常数，且可调整元件的电压-透过率曲线。
成分E为化合物(11)至化合物(19)。成分E具有负的大的介电各向异性。这些化合物具有如2，3-二氟-1，4-亚苯基那样，侧位(lateral position)经两个卤素(氟或氯)取代的亚苯基。作为成分E的优选例，可列举化合物(11-1)至化合物(11-9)、化合物(12-1)至化合物(12-19)、化合物(13-1)及化合物(13-2)、化合物(14-1)至化合物(14-3)、化合物(15-1)至化合物(15-3)、化合物(16-1)至化合物(16-11)、化合物(17-1)至化合物(17-3)、化合物(18-1)至化合物(18-3)、及化合物(19-1)。在这些化合物中，R15、R16、及R17独立地为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代，而且R17可为氢或氟。
成分E的介电各向异性为负且大。成分E适宜用于制备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，相对于液晶组合物100重量％的成分E的含量优选为40重量％以上。
成分E中，化合物(11)为二环化合物，故具有降低粘度、调整光学各向异性、或提高介电各向异性的效果。化合物(12)及化合物(13)为三环化合物，化合物(14)为四环化合物，故具有提高上限温度、提高光学各向异性、或提高介电各向异性的效果。化合物(15)至化合物(19)具有提高介电各向异性的效果。
成分E的含量相对于液晶组合物100重量％而优选为40重量％以上，进而优选为50重量％至95重量％的范围。在将成分E添加于介电各向异性为正的组合物中的情况下，相对于液晶组合物100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，且可调整元件的电压-透过率曲线。
通过将以上所述的成分B、成分C、成分D及成分E适当组合，可制备如下液晶组合物，其满足上限温度高、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、弹性常数大等特性的至少一种。
3-2.添加物
液晶组合物是利用公知的方法来制备。例如，可列举如下方法：将所述成分混合，而且通过加热而使彼此溶解。根据用途，可在所述组合物中添加添加物。添加物的例子为化合物(1)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、色素、消泡剂等。此种添加物已为本领域技术人员所熟知，并记载于文献中。
聚合性化合物是出于使液晶组合物中生成聚合物的目的而添加。在对电极间施加电压的状态下照射紫外线，使化合物(1)聚合，由此可生成聚合物。此时，化合物(1)在其极性基与玻璃(或金属氧化物)的基板表面以非共价键结的方式相互作用的状态下经固定化。由此，控制液晶分子的取向的能力进一步提高，且可获得适当的预倾角，故响应时间经缩短。
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、乙烯基氧基化合物、丙烯基醚、环氧化合物(氧杂环丙烷、氧杂环丁烷)、及乙烯基酮。进而优选的例子为具有至少一个丙烯酰基氧基的化合物及具有至少一个甲基丙烯酰基氧基的化合物。进而优选的例子也包含具有丙烯酰基氧基与甲基丙烯酰基氧基两者的化合物。
聚合性化合物的特别优选例可列举化合物(20)。化合物(20)为与化合物(1)不同的化合物。化合物(1)具有极性基。另一方面，化合物(20)优选为不具有极性基。
式(20)中，环F及环I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，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代。
优选的环F或环I为环己基、环己烯基、苯基、氟苯基、二氟苯基、1-萘基、或2-萘基。进而优选的环F或环I为环己基、环己烯基、或苯基。特别优选的环F或环I为苯基。
式(20)中，环G为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、萘-1，2-二基、萘-1，3-二基、萘-1，4-二基、萘-1，5-二基、萘-1，6-二基、萘-1，7-二基、萘-1，8-二基、萘-2，3-二基、萘-2，6-二基、萘-2，7-二基、菲-2，7-二基、四氢吡喃-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、嘧啶-2，5-二基、或吡啶-2，5-二基，这些环中，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代。
优选的环G为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、萘-1，2-二基、萘-1，3-二基、萘-1，4-二基、萘-1，5-二基、萘-1，6-二基、萘-1，7-二基、萘-1，8-二基、萘-2，3-二基、萘-2，6-二基、萘-2，7-二基。进而优选的环G为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、或2-氟-1，4-亚苯基。特别优选的环G为1，4-亚苯基或2-氟-1，4-亚苯基。最优选的环G为1，4-亚苯基。
式(20)中，Z22及Z23独立地为单键或碳数1至10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-CH2CH2-可经-CH＝CH-、-C(CH3)＝CH-、-CH＝C(CH3)-、或-C(CH3)＝C(CH3)-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。优选的Z22或Z23为单键、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、或-OCO-。进而优选的Z22或Z23为单键。
化合物(20)中，P11、P12、及P13独立地为聚合性基。优选的P11至P13为选自式(P-1)至式(P-5)所表示的聚合性基的群组中的基。进而优选的P11至P13为式(P-1)、式(P-2)、或式(P-3)所表示的基。特别优选的P11至P13为式(P-1)所表示的基。式(P-1)所表示的优选基为丙烯酰基氧基(-OCO-CH＝CH2)或甲基丙烯酰基氧基(-OCO-C(CH3)＝CH2)。式(P-1)至式(P-5)的波形线表示键结的部位。
式(P-1)至式(P-5)中，M11、M12、及M13独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至5的烷基。为了提高反应性，优选的M11、M12、或M13为氢或甲基。进而优选的M11为氢或甲基，进而优选的M12或M13为氢。
式(20)中，Sp11、Sp12、及Sp13独立地为单键或碳数1至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-CH2CH2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。优选的Sp11、Sp12、或Sp13为单键。
式(20)中，u为0、1、或2。优选的u为0或1。
式(20)中，f、g、及h独立地为0、1、2、3、或4，而且，f、g、及h的和为1以上。优选的f、g、或h为1或2。优选的和为2、3或4。进而优选的和为2或3。
化合物(20)的优选例为项15所记载的化合物(20-1)至化合物(20-7)，更优选的例子为化合物(20-8)至化合物(20-11)。进而优选的例子为化合物(20-1-1)至化合物(20-1-5)、化合物(20-2-1)至化合物(20-2-5)、化合物(20-4-1)、化合物(20-5-1)、化合物(20-6-1)、及化合物(20-7-1)。这些化合物中，R25至R31独立地为氢或甲基；R32、R33、及R34独立地为氢或碳数1至5的烷基，R32、R33、及R34的至少一个为碳数1至5的烷基；v、及x独立地为0或1；t及u独立地为1至10的整数，t+v及x+u分别最大为10；L31及L36独立地为氢或氟，L37及L38独立地为氢、氟、或甲基。
组合物中的聚合性化合物可通过使用光自由基聚合引发剂等聚合引发剂，而迅速地进行聚合。另外，通过使聚合时的反应条件最佳化，可减少残存的聚合性化合物的量。光自由基聚合引发剂的例子可列举巴斯夫(BASF)公司的达罗卡(Darocur)系列中的TPO、1173、及4265，且可列举艳佳固(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、二苯甲酮/米氏酮(Michler′sketone)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。然而，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至500nm的范围。进而优选的波长为250nm至450nm的范围，最优选的波长为300nm至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。通常在不去除聚合抑制剂的状态下将聚合性化合物添加于组合物中。聚合抑制剂的例子为氢醌、甲基氢醌等氢醌衍生物、4-叔丁基儿茶酚、4-甲氧基苯酚、吩噻嗪。
光学活性化合物具有通过使液晶分子诱发螺旋结构来赋予所需扭曲角而防止逆扭曲的效果。通过添加光学活性化合物而可调整螺旋节距(helical pitch)。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，可列举下述的化合物(Op-1)至化合物(Op-18)。化合物(Op-18)中，环J为1，4-亚环己基或1，4-亚苯基，R28为碳数1至10的烷基。*符号表示不对称碳。
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：下述的化合物(AO-1)及化合物(AO-2)；易璐诺斯(Irganox)415、易璐诺斯(Irganox)565、易璐诺斯(Irganox)1010、易璐诺斯(Irganox)1035、易璐诺斯(Irganox)3114及易璐诺斯(Irganox)1098(商品名；巴斯夫(BASF)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：下述的化合物(AO-3)及化合物(AO-4)；帝奴彬(Tinuvin)329、帝奴彬(Tinuvin)P、帝奴彬(Tinuvin)326、帝奴彬(Tinuvin)234、帝奴彬(Tinuvin)213、帝奴彬(Tinuvin)400、帝奴彬(Tinuvin)328及帝奴彬(Tinuvin)99-2(商品名；巴斯夫(BASF)公司)；以及1，4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)。
具有位阻的胺之类的光稳定剂对于维持大的电压保持率而言优选。作为光稳定剂的优选例，可列举：下述的化合物(AO-5)、化合物(AO-6)、化合物(AO-7)、化合物(AO-8)、及化合物(AO-9)；帝奴彬(Tinuvin)144、帝奴彬(Tinuvin)765、帝奴彬(Tinuvin)770DF、帝奴彬(Tinuvin)780(商品名；巴斯夫(BASF)公司)；LA-52、LA-57、LA-77Y、及LA-77G(商品名；艾迪科(ADEKA)公司)。热稳定剂对于维持大的电压保持率而言也有效，作为优选例，可列举：易璐佛斯(Irgafos)168(商品名；巴斯夫(BASF)公司)。为了适合于宾主(guesthost，GH)模式的元件，将偶氮系色素、蒽醌系色素等之类的二色性色素(dichroicdye)添加于组合物中。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至20的烷基、碳数1至20的烷氧基、-COOR41、或-CH2CH2COOR41，此处，R41为碳数1至20的烷基。化合物(AO-2)及化合物(AO-5)中，R42为碳数1至20的烷基。化合物(AO-5)中，R43为氢、甲基或O·(氧自由基)；环G1为1，4-亚环己基或1，4-亚苯基；化合物(AO-7)及化合物(AO-8)中，环G2为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、或至少一个氢经氟取代的1，4-亚苯基；化合物(AO-5)、化合物(AO-7)、及化合物(AO-8)中，z为1、2、或3。
4.液晶显示元件
液晶组合物可适宜用于具有PC、TN、STN、OCB、PSA等运行模式且以有源矩阵方式进行驱动的液晶显示元件。所述组合物也可适宜用于具有PC、TN、STN、OCB、VA、IPS等运行模式且以无源矩阵方式进行驱动的液晶显示元件。这些元件也可适用于反射型、透过型、半透过型的任一种类型。
所述组合物也适合于向列型曲线排列相(nematic curvilinear aligned phase，NCAP)元件，此处，组合物经微胶囊化。所述组合物也可用于聚合物分散型液晶显示元件(Polymer Dispersed Liquid Crystal Display，PDLCD)、或者聚合物网络液晶显示元件(Polymer Network Liquid Crystal Display，PNLCD)。在这些组合物中，大量地添加聚合性化合物。另一方面，PSA模式的液晶显示元件中使用的组合物中，聚合性化合物的比例相对于液晶组合物100重量％而优选为10重量％以下，更优选的比例为0.1重量％至2重量％的范围，进而优选的比例为0.2重量％至1.0重量％的范围。PSA模式的元件可通过有源矩阵方式、无源矩阵方式等驱动方式来进行驱动。此种元件也可适用于反射型、透过型、半透过型的任一种类型。
在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。极性化合物辅助液晶分子进行排列。即，极性化合物可代替取向膜来使用。制造此种元件的方法的一例如下所示。准备具有被称为阵列基板与彩色滤光片基板的两个基板的元件。所述基板不具有取向膜。所述基板的至少一个具有电极层。将液晶性化合物混合来制备液晶组合物。向所述组合物中添加化合物(1)，进而视需要添加其他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。通过光照射来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相互作用而在基板上进行排列。所述极性化合物使液晶分子取向。在存在多个极性基的情况下，与基板表面的相互作用进一步变强，可以低浓度进行取向。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，通过紫外线而聚合性化合物进行聚合，因此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，因此元件的响应时间缩短。图像的残像为液晶分子的运行不良，因此通过所述聚合物的效果而残像也同时得到改善。化合物(1)为聚合性，故通过聚合而被消耗。化合物(1)也通过与其他聚合性化合物的共聚而被消耗。因此，化合物(1)虽具有极性基，但被消耗，故可获得电压保持率大的液晶显示元件。再者，若使用具有聚合性的极性化合物，则可利用一种化合物来实现极性化合物与聚合性化合物两者的效果，因此也存在并不需要不具有极性基的聚合性化合物的情况。
实施例
通过实施例(包括合成例、使用例)对本发明进行更详细说明。本发明不受这些实施例的限制。本发明也包含通过将使用例的组合物的至少两种混合而制备的混合物。
1.化合物(1)的实施例
只要无特别记载，则反应是在氮气环境下进行。化合物(1)是通过实施例1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)分析等方法来进行鉴定。化合物(1)、液晶性化合物、组合物、元件的特性是利用下述的方法来进行测定。
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等氘化溶媒中，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)，sext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(股)制造的GC-2010型气相色谱仪。管柱是使用安捷伦科技公司(Agilent Technologies Inc.)制造的毛细管柱DB-1(长度60m、内径0.25mm、膜厚0.25μm)。作为载体气体，使用氦气(1ml/min)。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℃。试样溶解于丙酮中，制备成1重量％的溶液，将所获得的溶液1μl注入至试样气化室中。记录计是使用岛津制作所(股)制造的气相色谱溶液系统(Gas ChromatographySolution system)等。
高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography，HPLC)分析：测定时使用岛津制作所(股)制造的普罗米能斯(Prominence)(LC-20AD；SPD-20A)。管柱使用YMC(股)制造的YMC-Pack ODS-A(长度150mm、内径4.6mm、粒子径5μm)。析出液是将乙腈与水适宜混合来使用。作为检测器，适宜使用紫外线(Ultraviolet，UV)检测器、折射率(Reflective Index，RI)检测器、电晕检测器(CORONA detector)等。在使用UV检测器的情况下，检测波长设为254nm。试样溶解于乙腈中，制备成0.1重量％的溶液，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(股)制造的C-R7Aplus。
紫外可见分光分析：测定时使用岛津制作所(股)制造的法码思拜(PharmaSpec)UV-1700。检测波长设为190nm至700nm。试样溶解于乙腈中，制备成0.01mmol/L的溶液，放入至石英槽(光程长度为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、聚合起始温度等)时，将化合物其本身用作试样。
测定方法：利用下述方法来进行特性的测定。这些方法大多为社团法人电子信息技术产业协会(Japan Electronics and Information Technology IndustriesAssociation，JEITA)审议制定的JEITA标准(JEITA·ED-2521B)中记载的方法或将其加以修饰的方法。在用于测定的TN元件中未安装薄膜晶体管(TFT)。
(1)相结构
将试样置于具备偏光显微镜的熔点测定装置的热板(梅特勒(Mettler)公司制造，FP-52型加热台)上。一面以3℃/min的速度对所述试样进行加热，一面利用偏光显微镜观察相状态与其变化，来确定相的种类。
(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系统或者日立高新科技(Hitachi High-Tech Science)(股)制造的高感度示差扫描热量计X-DSC7000。以3℃/min的速度使试样升降温，并通过外推来求出伴随试样的相变化的吸热峰或放热峰的起始点，而决定转变温度。化合物的熔点、聚合起始温度也使用所述装置来进行测定。有时将化合物自固体转变成近晶相、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成液体的温度简称为“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。将近晶相表示为S，将向列相表示为N。近晶相中，在对近晶A相、近晶B相、近晶C相、或者近晶F相加以区分的情况下，分别表示为SA、SB、SC、或者SF。液体(各向同性)表示为I。转变温度例如表述为“C 50.0N 100.0I”。其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；℃)
将试样置于具备偏光显微镜的熔点测定装置的热板上，并以1℃/min的速度进行加热。测定试样的一部分自向列相变化成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℃下为向列相的状态，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)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589nm的光，利用在接目镜上安装有偏光板的阿贝折射计(abberefractometer)来进行测定。朝一个方向摩擦主棱镜的表面后，将试样滴加至主棱镜上。当偏光的方向与摩擦的方向平行时测定折射率(n//)。当偏光的方向与摩擦的方向垂直时测定折射率(n⊥)。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)×(容器的电容量)}/{(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。在16V至19.5V的范围内以每次0.5V对所述元件阶段性地施加电压。在未施加电压0.2秒后，以仅1个矩形波(矩形脉冲；0.2秒)与未施加(2秒)的条件反复施加电压。测定通过所述施加所产生的瞬态电流(transient current)的峰值电流(peak current)与峰值时间(peak time)。根据这些测定值与M.今井(M.Imai)等人的论文第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。在39伏特至50伏特的范围内以每次1伏特对所述元件阶段性地施加电压。在未施加电压0.2秒后，以仅1个矩形波(矩形脉冲；0.2秒)与未施加(2秒)的条件反复施加电压。测定通过所述施加所产生的瞬态电流(transient current)的峰值电流(peak current)与峰值时间(peak time)。根据这些测定值与M.今井(M.Imai)等人的论文第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是使用下述介电各向异性一项中所测定的值。
(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)，在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)，在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(Δa；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⊥)是以如下方式进行测定。
1)介电常数(ε//)的测定：在经充分清洗的玻璃基板上涂布十八烷基三乙氧基硅烷(0.16ml)的乙醇(20ml)溶液。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，利用通过紫外线而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)，在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：在经充分清洗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。将试样注入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为9μm、且扭转角为80度的TN元件中。对所述元件施加正弦波(0.5V，1kHz)，在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：测定时使用安捷伦科技公司(Agilent Technologies Inc.)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，并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)对所测定的静电电容(C)与施加电压(V)的值进行拟合(fitting)，根据式(2.99)而获得K11及K33的值。继而，在第171页的式(3.18)中，使用刚才求出的K11及K33的值来算出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：测定时使用东阳特克尼卡(Toyo Technica)(股)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，并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)与施加电压(V)的值进行拟合，并根据式(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)制造的LCD5100型亮度计。光源是设为卤素灯。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)是以每次0.02V自0V阶段性地增加至10V。此时，自垂直方向对元件照射光，并测定透过元件的光量。制成所述光量达到最大时透过率为100％、且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)制造的LCD5100型亮度计。光源是设为卤素灯。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，使用通过紫外线而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)是以每次0.02V自0V阶段性地增加至20V。此时，自垂直方向对元件照射光，并测定透过元件的光量。制成所述光量达到最大时透过率为100％、且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)制造的LCD5100型亮度计。光源是设为卤素灯。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，并测定透过元件的光量。当所述光量达到最大时视作透过率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)制造的LCD5100型亮度计。光源是设为卤素灯。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)的图像垂直取向(Patterned Vertical Alignment，PVA)元件中。使用通过紫外线而硬化的粘接剂将所述元件密封。对所述元件施加略微超出阈电压程度的电压1分钟，继而一面施加5.6V的电压，一面照射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，并测定透过元件的光量。当所述光量达到最大时视作透过率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
使用岩琦(EyeGraphics)(股)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。
原料
索尔密克斯(Solmix)(注册商标)A-11为乙醇(85.5％)、甲醇(13.4％)与异丙醇(isopropanol，IPA)(1.1％)的混合物，自日本醇销售(Japan Alcohol Trading)(股)获得。
[合成例1]
化合物(1-2-1)的合成
第一步骤
将化合物(T-1)(40g)、三乙基胺(33.7ml)及DMF(3000ml)放入至反应器中，冷却至0℃。向其中添加化合物(T-2)(23.2g)，恢复至室温并且搅拌12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。利用食盐水对所获得的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，以硅胶色谱法(容积比，庚烷∶乙酸乙酯＝1∶1)将残渣纯化，获得化合物(T-3)(2.7g；5％)。
第二步骤
将化合物(T-3)(5.0g)、化合物(T-4)(4.2g)、DMAP(1.2g)、及二氯甲烷(55.0ml)放入至反应器中，冷却至0℃。向其中缓慢地滴加DCC(5.8g)的二氯甲烷(30.0ml)溶液，恢复至室温并且搅拌12小时。将不溶物过滤分离后，将反应混合物注入至水中，利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对所获得的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，以硅胶色谱法(容积比，庚烷∶乙酸乙酯＝9∶1)将残渣纯化，获得化合物(T-5)(5.0g；58％)。再者，THP是表示四氢吡喃基。
第三步骤
将化合物(T-5)(5.0g)、对甲苯磺酸吡啶鎓盐(PPTS)(1.5g)、四氢呋喃(tetrahydrofuran，THF)(25.0ml)、及甲醇(25.0m1)放入至反应器中，在50℃下搅拌4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。利用水对所获得的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，以硅胶色谱法(容积比，甲苯：乙酸乙酯＝2：1)将残渣纯化。进而通过自庚烷的再结晶而进行纯化，获得化合物(1-2-1)(2.7g；67％)。
所获得的化合物(1-2-1)的NMR分析值为如下所述。
1H-NMR：化学位移δ(ppm；CDCl3)：6.23(s，1H)，6.07(s，1H)，5.80(d，J＝1.1Hz，1H)，5.53(t，J＝1.6Hz，1H)，4.79-4.65(m，2H)，4.32(d，J＝6.8Hz，2H)，2.30(t，J＝6.6Hz，1H)，2.09-2.00(m，4H)，1.93(s，3H)，1.85-1.76(m，4H)，1.43-1.31(m，4H)，1.19-1.07(m，6H).
转变温度：C 119I.(聚合起始温度：123℃)
[合成例2]
化合物(1-2-16)的合成
第一步骤
将利用公知的方法来合成的化合物(T-6)(156.2g)、及THF(1770ml)放入至反应器中，冷却至0℃。向其中滴加10％盐酸(884ml)并在室温下进行搅拌。将反应混合物注入至水中，并利用碳酸钾进行中和，利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对所获得的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，以硅胶色谱法(容积比，庚烷∶乙酸乙酯＝1∶1)将残渣纯化，获得化合物(T-7)(123.6g；95％)。
第二步骤
将化合物(T-7)(123.6g)、3，4-二氢-2H-吡喃(60.2ml)、及二氯甲烷(1000ml)放入至反应器中，冷却至0℃。向其中添加对甲苯磺酸吡啶鎓盐(PPTS)(13.8g)，恢复至室温并且进行搅拌。将反应混合物注入至碳酸氢钠水中，利用甲苯对水层进行萃取。利用水对所获得的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，以硅胶色谱法(容积比，庚烷∶乙酸乙酯＝4∶1)将残渣纯化，获得化合物(T-8)(116.0g；68％)。
第三步骤
将氢化铝锂(8.6g)及THF(500ml)放入至反应器中，冷却至-10℃。向其中缓慢地添加化合物(T-8)(116.0g)的THF(660ml)溶液，恢复至室温并且进行搅拌。将反应混合物注入至水中，将不溶物过滤分离后，利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对所获得的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，以硅胶色谱法(容积比，庚烷∶乙酸乙酯＝1∶1)将残渣纯化，获得化合物(T-9)(86.2g；74％)。
第四步骤
使用化合物(T-9)(81.2g)与化合物(T-10)(26.5ml)作为原料，利用与合成例1的第二步骤相同的方法而获得化合物(T-11)(86.2g；87％)。
第五步骤
使用化合物(T-11)(55.0g)作为原料，利用与合成例1的第三步骤相同的方法而获得化合物(T-12)(40.6g；95％)。
第六步骤
使用化合物(T-12)(5.0g)作为原料，利用与合成例1的第二步骤相同的方法而获得化合物(T-13)(6.5g；82％)。
第七步骤
使用化合物(T-13)(6.5g)作为原料，利用与合成例1的第三步骤相同的方法而获得化合物(1-2-16)(4.6g；87％)。
所获得的化合物(1-2-16)的NMR分析值为如下所述。
1H-NMR：化学位移δ(ppm；CDCl3)：6.25(s，1H)，6.07(s，1H)，5.83(s，1H)，5.52(s，1H)，4.74-4.64(m，1H)，4.34(d，J＝6.6Hz，2H)，4.22(t，J＝6.7Hz，2H)，2.25(t，J＝6.6Hz，1H)，2.07-1.98(m，2H)，1.93(s，3H)，1.83-1.69(m，6H)，1.62-1.53(m，2H)，1.41-1.26(m，3H)，1.18-0.88(m，8H).
转变温度：C 66.8I.(聚合起始温度：102℃)
[合成例3]
化合物(1-2-17)的合成
第一步骤
将三氟甲磺酸酐(50.0g)及二氯甲烷(160ml)放入至反应器中，冷却至0℃。向其中缓慢地滴加化合物(T-14)(20.6g)的二氯甲烷(160ml)溶液及三乙基胺(17.9g)的二氯甲烷溶液(160ml)，并且在0℃下搅拌60分钟。将反应混合物缓慢地滴加至乙二醇(330ml)中，并且在室温下搅拌12小时。自反应混合物将溶媒在减压下蒸馏去除，并自残渣利用氯仿进行萃取。利用碳酸氢钠水对所获得的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，以硅胶色谱法(容积比，庚烷∶乙酸乙酯＝1∶2)将残渣纯化，获得化合物(T-15)(13.5g；48％)。
第二步骤
使用化合物(T-15)(13.5g)作为原料，利用与合成例2的第二步骤相同的方法而获得化合物(T-16)(19.5g；95％)。
第三步骤
将化合物(T-16)(19.5g)、溴化四丁基铵(2.6g)、四氢呋喃(THF)(97ml)及水(97ml)放入至反应器中。向其中缓慢地滴加氢氧化锂一水合物，并且在室温下搅拌24小时。对反应混合物添加甲苯(100ml)并利用水进行萃取。向所获得的水层缓慢地滴加1N盐酸(168ml)，并利用叔丁基甲醚进行萃取。利用食盐水对所获得的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩而获得化合物(T-17)(13.6g，产率74％)。
第四步骤
使用化合物(T-12)(5.0g)作为原料，利用与合成例1的第二步骤相同的方法而获得化合物(T-18)(7.2g；83％)。
第五步骤
使用化合物(T-18)(7.2g)作为原料，利用与合成例1的第三步骤相同的方法而获得化合物(1-2-17)(5.0g；84％)。
所获得的化合物(1-2-17)的NMR分析值为如下所述。
1H-NMR：化学位移δ(ppm；CDCl3)：6.31(s，1H)，6.07(s，1H)，5.87(s，1H)，5.52(s，1H)，4.74-4.64(m，1H)，4.28-4.17(m，4H)，3.81-3.74(m，2H)，3.66-3.61(m，2H)，2.21(t，J＝6.1Hz，1H)，2.07-1.98(m，2H)，1.93(s，3H)，1.84-1.69(m，6H)，1.63-1.53(m，2H)，1.41-1.25(m，3H)，1.18-0.88(m，8H).
转变温度：C 46.0SA 62.2I.(聚合起始温度：105℃)
[合成例4]
化合物(1-2-18)的合成
第一步骤
使用化合物(T-14)(14.6g)与二乙二醇(400g)作为原料，利用与合成例4的第一步骤相同的方法而获得化合物(T-19)(14.8g；58％)。
第二步骤
使用化合物(T-19)(14.8g)作为原料，并利用与合成例4的第二步骤相同的方法而获得化合物(T-20)(19.8g；95％)。
第三步骤
使用化合物(T-20)(19.8g)作为原料，并利用与合成例4的第三步骤相同的方法而获得化合物(T-21)(15.3g；83％)。
第四步骤
使用化合物(T-21)(6.0g)与化合物(T-12)(4.3g)作为原料，利用与合成例1的第二步骤相同的方法而获得化合物(T-22)(6.1g；76％)。
第五步骤
使用化合物(T-22)(6.1g)作为原料，利用与合成例1的第三步骤相同的方法而获得化合物(1-2-18)(3.3g；64％)。
所获得的化合物(1-2-18)的NMR分析值为如下所述。
1H-NMR：化学位移δ(ppm；CDCl3)：6.32(s，1H)，6.09(s，1H)，5.91(s，1H)，5.54(s，1H)，4.74-4.69(m，1H)，4.27(s，2H)，4.22(t，J＝6.9Hz，2H)，3.76-3.64(m，8H)，2.34-2.33(m，1H)，2.06-2.03(m，2H)，1.95(s，3H)，1.84-1.69(m，6H)，1.61-1.56(m，4H)，1.38-1.33(m，3H)，1.55-0.94(m，7H).
转变温度：C 41.8SB 57.7I.(聚合起始温度：109℃)
[合成例5]
化合物(1-2-59)的合成
第一步骤
将化合物(T-23)(30.0g)与三苯基膦(70.0g)、咪唑(34.9g)及甲苯(450ml)放入至反应器中并冷却至0℃。向其中缓慢地滴加碘，并且在0℃下搅拌2小时。自反应混合物将不溶物过滤分离后，利用水对所获得的有机层进行清洗，并且向其中添加庚烷(500ml)，在室温下搅拌30分钟。自混合物将不溶物过滤分离后，将所述溶液在减压下浓缩，以硅胶色谱法(容积比，庚烷∶甲苯＝2∶1)将残渣纯化，获得化合物(T-24)(45.7g；87％)。
第二步骤
将氢化钠(21.8g)与四氢呋喃(800ml)放入至反应器中。向其中滴加膦酰乙酸三乙酯(106.8g)的四氢呋喃(240ml)，并且在室温下搅拌1小时。向其中滴加化合物(T-24)(61.0g)的四氢呋喃(360ml)溶液，并且在加热回流下搅拌6小时。将反应混合物注入至水中，并利用乙酸乙酯进行萃取。利用盐水对所获得的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，并与水(610ml)一起放入至反应器中。向其中添加碳酸钾(65.8g)与多聚甲醛(paraformaldehyde)(28.6g)，并且在80℃下加热搅拌6小时。将反应混合物注入至水中，并利用乙酸乙酯进行萃取。在加热回流下搅拌6小时。将反应混合物注入至水中，并利用乙酸乙酯进行萃取。利用盐水对所获得的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，而获得化合物(T-25)(21.9g；40％)。
第三步骤
使用化合物(T-25)(21.9g)作为原料，利用与合成例4的第三步骤相同的方法而获得化合物(T-26)(12.7g；66％)。
第四步骤
使用化合物(T-26)(5.1g)与化合物(T-12)(5.0g)作为原料，利用与合成例1的第二步骤相同的方法而获得化合物(T-27)(7.8g；96％)。
第五步骤
使用化合物(T-27)(7.4g)作为原料，利用与合成例1的第三步骤相同的方法而获得化合物(1-2-59)(4.0g；59％)。
所获得的化合物(1-2-59)的NMR分析值为如下所述。
1H-NMR：化学位移δ(ppm；CDCl3)：6.25(d，J＝1.0Hz，1H)，6.07(s，1H)，5.67(s，1H)，5.52(t，J＝1.3Hz，1H)，4.74-4.64(m，1H)，4.20(t，J＝6.9Hz，2H)，3.82-3.74(m，2H)，3.70-3.62(m，2H)，2.54(t，J＝5.65Hz，2H)，2.40(d，J＝7.4Hz，2H)，2.07-1.98(m，2H)，1.93(s，3H)，1.90-1.83(m，1H)，1.82-1.70(m，6H)，1.62-1.54(m，2H)，1.41-1.25(m，3H)，1.18-0.88(m，8H).
转变温度：C 109I.(聚合起始温度：122℃)
[合成例6]
化合物(1-3-42)的合成
第一步骤
使用化合物(T-28)(4.5g)与化合物(T-12)(2.2g)作为原料，利用与合成例1的第二步骤相同的方法而获得化合物(T-29)(5.4g；88％)。
第二步骤
使用化合物(T-29)(5.4g)作为原料，利用与合成例1的第三步骤相同的方法而获得化合物(1-3-42)(2.7g；58％)。
所获得的化合物(1-3-42)的NMR分析值为如下所述。
1H-NMR：化学位移δ(ppm；CDCl3)：7.26-7.23(m，2H)，7.18(d，J＝7.7Hz，1H)，7.16-7.12(m，3H)，7.09-7.05(m，4H)，6.35(s，1H)，6.27(s，1H)，5.85(s，1H)，5.75(s，1H)，4.34(t，J＝7.15Hz，2H)，4.26(t，J＝6.45Hz，2H)，2.96-2.92(m，4H)，2.75(t，J＝7.65Hz，2H)，2.69(q，J＝7.55Hz，2H)，2.59(q，J＝7.55Hz，2H)，2.11-2.05(m，5H)，1.24(t，J＝7.55Hz，3H)，1.11(t，J＝7.55Hz，3H).
聚合起始温度：142℃
[合成例7]
化合物(1-3-44)的合成
第一步骤
使用化合物(T-28)(5.6g)与化合物(T-17)(4.2g)作为原料，利用与合成例1的第二步骤相同的方法而获得化合物(T-30)(6.3g；77％)。
第二步骤
使用化合物(T-30)(6.3g)作为原料，利用与合成例1的第三步骤相同的方法而获得化合物(1-3-44)(3.3g；60％)。
所获得的化合物(1-3-44)的NMR分析值为如下所述。
1H-NMR：化学位移δ(ppm；CDCl3)：7.28-7.25(m，2H)，7.22-7.15(m，3H)，7.12-7.07(m，4H)，6.38(s，1H)，6.35(s，1H)，5.92(s，1H)，5.78(s，1H)，4.28-4.26(m，4H)，3.81-3.79(m，2H)，3.67(t，J＝4.25Hz，2H)，3.02-2.93(m，4H)，2.77(t，J＝7.85Hz，2H)，2.71(q，J＝7.55Hz，2H)，2.61(q，J＝7.55Hz，2H)，2.11-2.08(m，5H)，1.26(t，J＝7.55Hz，3H)，1.14(t，J＝7.55Hz，3H).
聚合起始温度：143℃
[合成例8]
化合物(1-3-46)的合成
第一步骤
使用化合物(T-31)(4.5g)与化合物(T-17)(2.2g)作为原料，利用与合成例1的第二步骤相同的方法而获得化合物(T-32)(5.4g；88％)。
第二步骤
使用化合物(T-32)(5.4g)作为原料，利用与合成例1的第三步骤相同的方法而获得化合物(1-3-46)(2.7g；58％)。
所获得的化合物(1-3-46)的NMR分析值为如下所述。
1H-NMR：化学位移δ(ppm；CDCl3)：7.23-7.20(m，6H)，7.14-7.11(m，2H)，7.06-7.03(m，3H)，6.33(d，J＝10.7Hz，2H)，5.90-5.89(m，1H)，5.75-5.74(m，1H)，4.26-4.23(m，4H)，3.79-3.76(m，2H)，3.65-3.63(m，2H)，2.99(s，4H)，2.76-2.70(m，2H)，2.61-2.56(m，2H)，2.27-2.26(m，1H)，2.10-2.08(m，5H)，1.01-1.08(m，3H).
聚合起始温度：180℃
[合成例9]
化合物(1-3-62)的合成
第一步骤
在氮气环境下，将化合物(T-33)(13.6g)、化合物(T-34)(2.2g)、四(三苯基膦)钯(4.8g)、碳酸钾(22.8g)、溴化四丁基铵(tetrabutyl ammonium bromide，TBAB)(2.7g)、甲苯(300ml)、索尔密克斯(Solmix)(300ml)放入至反应器中，并进行加热回流。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。利用水对一起产生的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，利用硅胶管柱色谱法(甲苯)与再结晶将残渣纯化，获得化合物(T-35)(21.5g；产率86％)。
第二步骤
在氮气环境下，添加化合物(T-35)(2.0g)、二异丙基胺(35ml)、四氢呋喃(10ml)、碘化铜(I)(0.05g)、乙酸钯(0.08g)、叔丁基二甲基(2-丙炔基氧基)硅烷(4.2ml)，并且在加热回流下进行2小时搅拌。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。利用水对一起产生的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，以硅胶管柱色谱法(容积比，庚烷∶乙酸乙酯＝4∶1)将残渣纯化，获得化合物(T-36)(1.4g；54％)。
第三步骤
在氮气环境下，添加化合物(T-36)(17.3g)、四氢呋喃(200ml)并冷却至-30℃，向其中添加叔丁氧基钾(3.6g)。搅拌1小时后，滴加化合物(T-37)(10.0g)、四氢呋喃(50ml)溶液。升温至室温并进行搅拌，之后将反应混合物注入至水中，并且利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对一起产生的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，以硅胶管柱色谱法(容积比，庚烷∶乙酸乙酯＝9∶1)将残渣纯化，获得化合物(T-38)(7.6g；56％)。
第四步骤
在氮气环境下，添加化合物(T-38)(7.6g)、Pd/C(0.38g)、甲苯(80ml)、索尔密克斯(Solmix)(80ml)，并且在氢气环境下、室温下进行搅拌直至并不吸收氢为止。将Pd/C去除后，以硅胶色谱法(容积比，庚烷∶乙酸乙酯＝4∶1)进行纯化，获得化合物(T-39)(7.1g；92％)。
第五步骤
在氮气环境下，添加化合物(T-39)(7.1g)、甲酸(35.5ml)、TBAB(0.88g)、甲苯(100ml)，并且在室温下搅拌7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。利用水对一起产生的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，以硅胶管柱色谱法(容积比，庚烷∶乙酸乙酯＝4∶1)将残渣纯化，获得化合物(T-40)(5.1g；96％)。
第六步骤
在氮气环境下，将化合物(T-40)(5.1g)、3，4-二氢-2H-吡喃(2.4g)、及二氯甲烷(30ml)放入至反应器中，冷却至0℃。向其中添加对甲苯磺酸吡啶鎓盐(PPTS)(0.35g)，恢复至室温并且进行搅拌。将反应混合物注入至碳酸氢钠水中，利用甲苯对水层进行萃取。利用水对所获得的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，以硅胶色谱法(容积比，庚烷∶乙酸乙酯＝2∶1)将残渣纯化，获得化合物(T-41)(4.9g；97％)。
第七步骤
将氢化铝锂(0.25g)及THF(25ml)放入至反应器中，冷却至-10℃。向其中缓慢地添加化合物(T-41)(4.6g)的THF(50ml)溶液，恢复至室温并且进行搅拌。将反应混合物注入至水中，将不溶物过滤分离后，利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对所获得的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，以硅胶色谱法(容积比，庚烷∶乙酸乙酯＝2∶1)将残渣纯化，获得化合物(T-42)(3.1g；63％)。
第八步骤
使用化合物(T-42)(3.1g)与化合物(T-10)(0.7g)作为原料，利用与合成例1的第二步骤相同的方法而获得化合物(T-43)(3.5g；98％)。
第九步骤
使用化合物(T-43)(3.5g)作为原料，利用与合成例1的第三步骤相同的方法来进行反应，之后利用与合成例1的第二步骤相同的方法进行酯化，进而利用与合成例1的第三步骤相同的反应而获得化合物(1-3-62)(1.9g；70％)。
所获得的化合物(1-3-62)的NMR分析值为如下所述。
1H-NMR：化学位移δ(ppm；CDCl3)：7.26-7.23(m，4H)，7.18-7.13(m，2H)，7.09-7.03(m，1H)，6.38(s，1H)，6.10(s，1H)，5.87(s，1H)，5.55(s，1H)，4.80-4.76(m，1H)，4.29-4.26(m，4H)，3.82-3.79(m，2H)，3.67(t，J＝4.3Hz，2H)，2.77(t，J＝7.9Hz，2H)，2.71-2.69(m，2H)，2.61(q，J＝7.50Hz，2H)，2.25-2.22(m，1H)，2.12-2.05(m，4H)，1.96-1.92(m，5H)，1.64-1.59(m，2H)，1.47-1.34(m，3H)，1.19-1.09(m，5H).
聚合起始温度：168℃
[合成例9]
化合物(1-3-66)的合成
第一步骤
使用化合物(T-44)(3.0g)与化合物(T-17)(1.7g)作为原料，利用与合成例1的第二步骤相同的方法而获得化合物(T-45)(4.0g；92％)。
第二步骤
将化合物(T-45)(0.5g)的四氢呋喃(5.0ml)溶液冷却至0℃。向其中滴加氟化四丁基铵(Tetrabutylammonium fluoride，TBAF)(0.76ml)，一面升温至室温一面搅拌10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。利用水对所获得的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，以硅胶色谱法(容积比，甲苯∶乙酸乙酯＝4∶1)将残渣纯化，获得化合物(T-46)(0.3g；74％)。
第三步骤
使用化合物(T-46)(11.0g)作为原料，利用与合成例1的第二步骤、第三步骤相同的方法而获得化合物(1-3-66)(6.6g；78％)。
所获得的化合物(1-3-66)的NMR分析值为如下所述。
1H-NMR：化学位移δ(ppm；CDCl3)：7.23-7.21(m，6H)，7.13-7.12(m，2H)，7.06-7.04(m，3H)，6.56(s，1H)，6.12(s，1H)，6.07(s，1H)，5.57-5.56(m，1H)，4.36(s，1H)，4.21(t，J＝6.4Hz，2H)，3.81-3.78(m，2H)，3.68(t，J＝4.2Hz，4H)，2.97(s，4H)，2.75(t，J＝7.7Hz，2H)，2.58(q，J＝7.5Hz，2H)，2.14-2.12(m，1H)，2.09-2.03(m，2H)，1.96(s，3H)，1.09(t，J＝7.6Hz，3H).
聚合起始温度：123℃
[合成例10]
化合物(1-3-45)的合成
第一步骤
使用化合物(T-47)(4.0g)与化合物(T-17)(2.9g)作为原料，利用与合成例1的第二步骤相同的方法而获得化合物(T-48)(6.3g；定量)。
第二步骤
使用化合物(T-48)(6.3g)作为原料，利用与合成例1的第三步骤相同的方法而获得化合物(1-3-45)(3.5g；64％)。
所获得的化合物(1-3-45)的NMR分析值为如下所述。
1H-NMR：化学位移δ(ppm；CDCl3)：7.25-7.23(m，2H)，7.18-7.13(m，3H)，7.10-7.07(m，3H)，7.03-6.97(m，2H)，6.34(s，1H)，6.33(s，1H)，5.92(s，1H)，5.78(s，1H)，4.29-4.26(m，4H)，3.82-3.79(m，2H)，3.68-3.66(m，2H)，3.00-2.98(m，4H)，2.78(t，J＝15.3Hz，2H)，2.52(q，J＝7.5Hz，2H)，2.13-2.07(m，5H)，1.08(t，J＝7.6Hz，3H).
聚合起始温度：179℃
[比较例1]
相容性的比较
作为比较化合物，选择下述的化合物(S-1)。所述化合物是依据公知的方法来合成。
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).
将化合物(1-2-6)与比较化合物(S-1)的在液晶组合物中的相容性加以比较。评价时使用包含下述化合物(i-1)～化合物(i-9)的组合物(i)
以重量％来表示组合物(i)的成分的比例。
制成将化合物(1-2-17)、化合物(1-3-42)、化合物(1-3-66)或比较化合物(S-1)以2重量％的比例添加于母液晶(i)中而成的试样。将所述试样在-20℃下静置3天后，通过目视进行观察，将维持向列相的情况表示为○，将结晶或近晶相析出的情况表示为×。
表2.相容性
将溶解度加以比较，结果，本申请中记载的化合物即便在母液晶中添加2重量％也可在-20℃下维持向列相，相对于此，比较化合物(S-1)在添加2重量％时在-20℃下析出结晶。可推测其原因在于：本申请化合物在两末端具有聚合性基，因此在液晶组合物中的亲和性经改善。因此，本申请化合物可谓是具有良好的相容性的优异的化合物。
可一面参考合成例中所记载的方法、或“2.化合物(1)的合成”一项，一面合成以下的化合物(1-1-1)至化合物(1-4-24)。
2.组合物的实施例
实施例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。位于记号后的括弧内的编号与化合物的编号对应。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进行测定，将测定值(并不外推)直接记载。
表3.使用记号的化合物的表述法
R-(A1)-Z1-·····-Zn-(An)-R’
[使用例1]
对所述组合物以1重量％的比例添加下述化合物(1-2-1)。
NI＝95.8℃；η＝16.9mPa·s；Δn＝0.108；Δε＝4.8.
[使用例2]
对所述组合物以1.5重量％的比例添加下述化合物(1-3-42)。
NI＝75.5℃；η＝20.9mPa·s；Δn＝0.117；Δε＝5.7.
[使用例3]
对所述组合物以2重量％的比例添加下述化合物(1-2-16)。
NI＝84.7℃；η＝25.0mPa·s；Δn＝0.112；Δε＝5.7.
[使用例4]
对所述组合物以0.5重量％的比例添加下述化合物(1-2-17)。
NI＝113.1℃；η＝18.6mPa·s；Δn＝0.090；Δε＝3.7.
[使用例5]
对所述组合物以2重量％的比例添加下述化合物(1-3-44)。
NI＝106.9℃；η＝32.3mPa·s；Δn＝0.122；Δε＝8.2.
[使用例6]
对所述组合物以1.5重量％的比例添加下述化合物(1-2-18)。
NI＝85.3℃；η＝14.9mPa·s；Δn＝0.092；Δε＝4.5.
[使用例7]
对所述组合物以4重量％的比例添加下述化合物(1-2-59)。
NI＝78.5℃；η＝23.4mPa·s；Δn＝0.109；Δε＝8.7.
[使用例8]
对所述组合物以2.5重量％的比例添加下述化合物(1-3-45)。
NI＝73.1℃；η＝24.8mPa·s；Δn＝0.099；Δε＝8.1.
[使用例9]
对所述组合物以5重量％的比例添加下述化合物(1-3-62)。
NI＝73.2℃；η＝15.5mPa·s；Δn＝0.073；Δε＝3.1.
[使用例10]
对所述组合物以0.5重量％的比例添加下述化合物(1-3-64)。
NI＝84.4℃；η＝21.2mPa·s；Δn＝0.070；Δε＝5.8.
[使用例11]
对所述组合物以1重量％的比例添加下述化合物(1-3-65)。
NI＝81.0℃；η＝11.1mPa·s；Δn＝0.130；Δε＝6.6.
[使用例12]
对所述组合物以3重量％的比例添加下述化合物(1-3-8)。
NI＝79.4℃；η＝22.1mPa·s；Δn＝0.106；Δε＝8.2.
产业上的可利用性
包含化合物(1)的液晶组合物可用于液晶投影仪、液晶电视等的显示元件中。
Claims (16)
1.一种液晶组合物，含有由式(1)所表示的化合物；
式(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-1,5-二基、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、或吡啶-2,5-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至10的烷基、碳数2至10的烯基、碳数1至9的烷氧基、或碳数2至9的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
a为0、1、2、或3；
Z1为单键或碳数1至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，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
Sp1及Sp2独立地为单键或碳数1至15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，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
M1、M2、M3、及M4独立地为氢、氟、氯、碳数1至5的烷基、或至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基；
R1为氢、碳数1至10的烷基、碳数1至9的烷氧基、或碳数1至9的烷氧基烷基，这些基中，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
R2为选自式(1-a)、式(1-b)、及式(1-c)所表示的基中的基；
式(1-a)、式(1-b)、及式(1-c)中，
Sp3及Sp4独立地为单键或碳数1至15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，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
R3为氢、碳数1至10的烷基、碳数1至9的烷氧基、或碳数1至9的烷氧基烷基；
X1独立地为-OH、-NH2、-N(R4)2、-COOH、-SH、或-Si(R4)3；
-N(R4)2、及-Si(R4)3中，
R4为氢或碳数1至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，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其中式(1)中，
Z1为单键、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-
CH2O-、-OCH2-、或-CF＝CF-。
3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，其中式(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-1,5-二基、萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、或1,3-二噁烷-2,5-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至10的烷基、碳数2至10的烯基、碳数1至9的烷氧基、或碳数2至9的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。
4.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，由式(1-1)至式(1-4)的任一者所表示；
式(1-1)至式(1-4)中，
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-1,5-二基、萘-2,6-二基、四氢吡喃-2,5-二基、或1,3-二噁烷-2,5-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、碳数1至10的烷基、碳数2至10的烯基、碳数1至9的烷氧基、或碳数2至9的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
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至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，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
M1、M2、M3、及M4独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或至少一个氢经氟取代的碳数1至5的烷基；
R1为氢、碳数1至7的烷基、碳数1至6的烷氧基、或碳数1至6的烷氧基烷基，这些基中，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
R2为选自式(1-a)、式(1-b)、及式(1-c)所表示的基中的基；
式(1-a)、式(1-b)、及式(1-c)中，
Sp3及Sp4独立地为单键或碳数1至15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，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
R3为氢、碳数1至7的烷基、碳数1至6的烷氧基、或碳数1至6的烷氧基烷基；
X1独立地为-OH、-NH2、或-SH。
5.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，由式(1-5)至式(1-7)的任一者所表示；
式(1-5)至式(1-7)中，
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、或1,3-二噁烷-2,5-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、碳数1至7的烷基、碳数2至7的烯基、或碳数1至6的烷氧基取代；
Z1、Z2、及Z3独立地为单键、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2O-、或-OCH2-；
Sp1、及Sp2独立地为单键或碳数1至10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；
R1为氢、碳数1至5的烷基、碳数1至4的烷氧基、或碳数1至4的烷氧基烷基；
R2为选自式(1-a)、及式(1-b)所表示的基中的基；
式(1-a)、及式(1-b)中，
Sp3及Sp4独立地为单键或碳数1至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，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
R3为氢、碳数1至7的烷基、碳数1至6的烷氧基、或碳数1至6的烷氧基烷基；
X1独立地为-OH、-NH2、或-SH。
6.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，由式(1-8)至式(1-25)的任一者所表示；
式(1-8)至式(1-25)中，
R1为氢、甲基、乙基、丙基、或-CH2OCH3；
R3为氢、碳数1至7的烷基、碳数1至6的烷氧基、或碳数1至6的烷氧基烷基；
Z1及Z2独立地为单键、-(CH2)2-、或-CH＝CH-；
Sp1、Sp2、Sp3、及Sp4独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-取代；
Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9、Y10、Y11、及Y12独立地为氢、氟、或碳数1至的烷基。
7.根据权利要求1或2所述的液晶组合物，由式(1-26)至式(1-43)的任一者所表示；
式(1-26)至式(1-43)中，
Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、及Y6独立地为氢、氟、甲基、或乙基；
R3为氢、碳数1至7的烷基、碳数1至6的烷氧基、或碳数1至6的烷氧基烷基；
Z1及Z2独立地为单键或-(CH2)2-；
Sp1、Sp2、Sp3、及Sp4独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-取代。
8.根据权利要求1所述的液晶组合物，含有选自式(2)至式(4)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物；
式(2)至式(4)中，
R11及R12独立地为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
环B1、环B2、环B3、及环B4独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,5-二氟-1,4-亚苯基、或嘧啶-2,5-二基；
Z11、Z12、及Z13独立地为单键、-COO-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、或-C≡C-。
9.根据权利要求1或8所述的液晶组合物，含有选自式(5)至式(7)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物；
式(5)至式(7)中，
R13为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
X11为氟、氯、-OCF3、-OCHF2、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF2CHF2、或-OCF2CHFCF3；
环C1、环C2、及环C3独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、或至少一个氢经氟取代的1,4-亚苯基；
Z14、Z15、及Z16独立地为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、或-(CH2)4-；
L11及L12独立地为氢或氟。
10.根据权利要求1或8所述的液晶组合物，含有选自式(8)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物；
式(8)中，
R14为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
X12为-C≡N或-C≡C-C≡N；
环D1为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、或至少一个氢经氟取代的1,4-亚苯基；
Z17为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、或-C≡C-；
L13及L14独立地为氢或氟；
i为1、2、3、或4。
11.根据权利要求1或8所述的液晶组合物，含有选自式(11)至式(19)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物；
式(11)至式(19)中，
R15、R16、及R17独立地为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代，而且R17也可为氢或氟；
环E1、环E2、环E3、及环E4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、十氢萘-2,6-二基、或至少一个氢经氟取代的1,4-亚苯基；
环E5及环E6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、或十氢萘-2,6-二基；
Z18、Z19、Z20、及Z21独立地为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2OCH2CH2-、或-OCF2CH2CH2-；
L15及L16独立地为氟或氯；
S11为氢或甲基；
X为-CHF-或-CF2-；
j、k、m、n、p、q、r、及s独立地为0或1，且k、m、n、及p的和为1或2，q、r、及s的和为0、1、2、或3，
t为1、2、或3。
12.根据权利要求1或8所述的液晶组合物，含有式(1)所表示的化合物以外的，且为式(20)所表示的至少一种聚合性化合物；
式(20)中，
环F及环I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，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代；
环G为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-1,2-二基、萘-1,3-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,6-二基、萘-1,7-二基、萘-1,8-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7-二基、菲-2,7-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、或吡啶-2,5-二基，这些环中，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代；
Z22及Z23独立地为单键或碳数1至10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-CH2CH2-可经-CH＝CH-、-C(CH3)＝CH-、-CH＝C(CH3)-、或-C(CH3)＝C(CH3)-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
P11、P12、及P13独立地为聚合性基；
Sp11、Sp12、及Sp13独立地为单键或碳数1至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-CH2CH2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
u为0、1、或2；
f、g、及h独立地为0、1、2、3、或4，而且f、g、及h的和为1以上。
13.根据权利要求12所述的液晶组合物，其中式(20)中，
P11、P12、及P13独立地为选自式(P-1)至式(P-5)所表示的聚合性基的群组中的基；
式(P-1)至式(P-5)中，
M11、M12、及M13独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至5的烷基。
14.根据权利要求12所述的液晶组合物，其中式(20)所表示的聚合性化合物为选自式(20-1)至式(20-7)所表示的聚合性化合物的群组中的至少一种化合物；
式(20-1)至式(20-7)中，
L31、L32、L33、L34、L35、L36、L37、及L38独立地为氢、氟、或甲基；Sp11、Sp12、及Sp13独立地为单键或碳数1至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-CH2CH2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
P11、P12、及P13独立地为选自式(P-1)至式(P-3)所表示的聚合性基的群组中的基，
式(P-1)至式(P-3)中，
M11、M12、及M13独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至5的烷基。
15.根据权利要求1或8所述的液晶组合物，含有选自与式(1)或式(20)所表示的化合物不同的聚合性化合物、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、色素、及消泡剂的群组中的至少一种，
式(20)中，
环F及环I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，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代；
环G为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-1,2-二基、萘-1,3-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,6-二基、萘-1,7-二基、萘-1,8-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7-二基、菲-2,7-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、或吡啶-2,5-二基，这些环中，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代；
Z22及Z23独立地为单键或碳数1至10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-CH2CH2-可经-CH＝CH-、-C(CH3)＝CH-、-CH＝C(CH3)-、或-C(CH3)＝C(CH3)-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
P11、P12、及P13独立地为聚合性基；
Sp11、Sp12、及Sp13独立地为单键或碳数1至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-CH2CH2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
u为0、1、或2；
f、g、及h独立地为0、1、2、3、或4，而且f、g、及h的和为1以上。
16.一种液晶显示元件，含有选自由如权利要求1至15中任一项所述的液晶组合物、及如权利要求1至15中任一项所述的液晶组合物的至少一部分聚合而成者所组成的群组中的至少一种。
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