CN114174467B - 介晶化合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包括第一介晶、第二介晶和第三介晶的介晶化合物，其中所述第一介晶和第二介晶通过第一连接基团(‑L1‑)连接，并且所述第二介晶和第三介晶通过第二连接基团(‑L2‑)连接，如以下式(I)所表示的：(I)。介晶‑1、介晶‑2、或介晶‑3中的至少一种包括至少四个环状基团。连接基团‑L1‑和‑L2‑各自不具有介晶特性(各自是非介晶的)并且各自独立地具有至少20个键的平均链长。介晶化合物是任选地可聚合的。本发明还涉及包括此类介晶化合物的液晶组合物、以及包括此类介晶化合物的光学元件，诸如在一个或多个含介晶的层中。

Description

介晶化合物
技术领域
本发明涉及介晶化合物，其包括第一介晶、第二介晶和第三介晶，其中第一介晶和第二介晶通过第一连接基团连接，并且第二介晶和第三介晶通过第二连接基团连接，并且其这些介晶化合物是任选地可聚合的，并且涉及包括此类介晶化合物的液晶组合物，以及包括此类介晶化合物的光学元件。
背景技术
液晶的分子典型地能够在基本上一个方向上彼此配向，这导致流体材料具有各向异性特性，诸如对于光学、电磁、和/或机械特性。介晶典型地被描述为液晶材料的主要或基本单元(或链段或基团)，其在液晶(诸如，存在的其他液晶材料)之中和之间诱导、和/或被诱导结构有序性。
液晶聚合物是在液相中时能够形成高度有序结构的区域的聚合物。液晶聚合物具有广泛的用途，包括工程塑料、以及用于液晶显示器(LCD’s)的凝胶。可以将液晶聚合物的结构描述为由密堆积的伸长聚合物链组成，该聚合物链提供自增强(几乎至聚合物熔点)。
由于分子结构的光学各向异性、或者杂质的存在、或者二向色性染料和/或光致变色-二向色性材料的存在，二向色性可以发生在包括介晶化合物的液晶中。如本文所使用的，术语“二向色性(dichroism)”和类似术语，诸如“二向色性的(dichroic)”意指比另一正交平面偏振分量更强地吸收辐射(包括透射和/或反射辐射)的两个正交平面偏振分量中的一者的能力。光致变色-二向色性材料拥有光致变色特性和二向色性特性两者。在一些情况下，可以将光致变色-二向色性材料描述为包括光致变色分子(或核、或部分(moiety))，其上共价附接至少一个延长基团，该延长基团的至少一部分能够与介晶材料配向(或通过介晶材料配向)。
当与液晶材料(诸如介晶化合物)组合使用时，可以增强光致变色-二向色性化合物的二向色性特性，诸如偏振效率和吸收比。虽然不愿受任何理论的束缚，但基于手头的证据，认为光致变色-二向色性化合物与配向介晶化合物的配向增强了光致变色-二向色性化合物的二向色性特性，诸如改善的吸收比(AR)值。
光致变色-二向色性化合物的光致变色特性可以通过化学环境来增强，该化学环境允许其光致变色部分在吸收(或着色状态)与非吸收(或非着色状态)之间有效地经历可逆的构象变化。可定量光致变色特性的实例包括但不限于：消色速率(有时称为消色半衰期，T1/2)；光密度变化(有时称为ΔOD)；饱和时光密度变化(ΔOD)；敏感性(有时称为ΔOD/分钟)；以及光致变色化合物吸收活化光致变色化合物所需的辐射的效率(有时称为色度)。在增强光致变色-二向色性化合物的二向色性部分的二向色性特性的同时，由配向介晶化合物提供的化学环境在一些情况下可以提供不利地制约或限制光致变色-二向色性化合物的光致变色部分的有效可逆构象变化的化学环境。
期望开发能够进一步增强二向色性材料(诸如光致变色-二向色性化合物)的二向色性特性的新的介晶化合物。进一步期望此类新开发的介晶化合物维持或增强与其结合使用的光致变色-二向色性材料的光致变色特性。
发明内容
根据本发明，提供了由以下式(I)表示的含介晶的化合物，
对于式(I)，(A)介晶-1和介晶-3各自独立地由以下式(II)表示，
对于式(II)，P选自氢、卤素、烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、三卤代甲基丙烯酸酯、氰基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、甲基丙烯酰胺基、环氧乙烷、羟基、伯氨基、羧酸、或羧酸酯。
进一步对于式(I)，(B)介晶-2由以下式(III)表示，
独立地，对于式(II)和式(III)中的每一个：
S1、S2、S3和S4每次出现时独立地选自间隔基单元，该间隔基单元选自：-CH2-；-O-；-C(O)-；-N＝N-；-CH＝CH-；-C≡C-；-CH＝N-；-CF2-；或-NH-，前提是当两个包含杂原子的间隔基单元连接在一起时，所述间隔基单元被连接为使得杂原子不直接彼此连接；
d是0至20；
e、f和g每次出现时独立地是0至3；
Q1、Q2和Q3每次出现时独立地是选自由以下组成的组的二价基团：未取代或取代的脂环族基团；未取代或取代的杂环脂肪族基团；未取代或取代的芳基；以及未取代或取代的杂芳基；其中所述脂环族基团取代基、杂脂环族基团取代基、芳基取代基、以及杂芳基取代基各自独立地选自氰基或-(S1)d-P，其中S1、d和P各自如对于式(II)所定义的；并且
e”和f”每次出现时独立地是从0至6，前提是e”和f”的总和至少是1。
另外对于式(I)，(C)-L1-和-L2-各自独立地由以下式(IV)表示，
-(A-B)y-E- (IV)
对于式(IV)：
(i)y是0至30；
(ii)对于各y，各A独立地是选自由脂肪族基团和卤代脂肪族基团组成的组的二价基团；
(iii)对于各y，各B独立地是选自由以下组成的组的二价基团：-O-；-C(O)O-；-OC(O)O-；-C(O)N(R1)-，其中R1是H或烷基；
-NH-C(O)O-；-N(R2)C(O)N(R2)-，其中各R2独立地选自H或烷基；其中n是1至5，并且对于各n，各R3独立地选自甲基、乙基、或苯基；和-Si(R4)(R4)-，其中各R4独立地选自甲基、乙基、或苯基；并且
(iv)E是选自由脂肪族基团和卤代脂肪族基团组成的组的二价基团。
对于式(I)，前提是：
介晶-1、介晶-2、或介晶-3中的至少一种包括至少四个环状基团；并且-L1-和-L2-各自独立地包含至少20个键的平均链长。
进一步根据本发明，提供了包括本发明的含介晶的化合物的液晶组合物，诸如对于式(I)所描述的。
进一步根据本发明，提供了一种光学元件，其包含：基材；以及在所述基材的表面的至少一部分上的层，其中所述层包含本发明的含介晶的化合物，诸如对于式(I)所描述的。
在权利要求书中具体指出了表征本发明的特征，将其附在本披露内容中并使其构成本披露内容的一部分。从以下详细说明中将更全面地理解本发明的这些和其他特征、其操作优点以及通过其使用所获得的具体目的，在以下详细说明中展示并描述了本发明的非限制性实施例。
具体实施方式
本发明的介晶化合物，诸如由式(I)表示的，在本文中被称为“介晶化合物”、“含介晶的化合物”、“三介晶”、以及“三介晶化合物”。
如本文所使用的，冠词“一个/种(a/an)”、以及“该/所述(the)”包含复数指示物，除非另有清楚地且明确地限于一个指示物。
除非另有指明，否则本文所披露的所有范围或比率应理解为涵盖其中所包含的任何和所有子范围或子比率。例如，叙述的范围或比率“1到10”应视为包含在最小值1与最大值10之间(并且包含端点)的任何和所有子范围；即，以最小值1或更大值开始并且以最大值10或更小值结束的所有子范围或子比率，诸如但不限于1至6.1、3.5至7.8、以及5.5至10。
如本文所使用的，除非另有指明，连接基团(诸如二价连接基团)的从左至右表示包括其他合适的取向，诸如但不限于从右至左取向。出于非限制性说明的目的，二价连接基团或等效地-C(O)O-的从左至右表示包括其从右至左表示或等效地-O(O)C-或-OC(O)-。
除了在操作示例中、或在另有指明的情况下，在说明书和权利要求书中所使用的表示成分、反应条件等的量的所有数字应理解为在所有情况下由术语“约(about)”修饰。
如本文所使用的，聚合物的分子量值，比如重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)通过凝胶渗透色谱法使用合适的标准物(比如聚苯乙烯标准物)来确定。
如本文所使用的，多分散性指数(PDI)值表示聚合物的重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的比率(即，Mw/Mn)。
如本文所使用的，术语“聚合物”意指均聚物(例如，由单一单体种类所制备的)、共聚物(例如，由至少两种单体种类所制备的)、以及接枝聚合物。
如本文所使用的，“…中的至少一个/种”与“…中的一个/种或多个/种”同义，无论要素是结合地列出还是分离地列出。例如，短语“A、B、以及C中的至少一个/种”和“A、B、或C中的至少一个/种”各自意指A、B、或C中的任意一个/种，或者A、B、或C中的任意两个/种或更多个/种的任意组合。例如，单独的A；或单独的B；或单独的C；或A和B；或A和C；或B和C；或全部的A、B、以及C。
如本文所使用的，“选自(selected from)”与“选自(chosen from)”同义，无论要素是结合地列出还是分离地列出。进一步地，短语“选自A、B、以及C”和“选自A、B、或C”各自意指A、B、或C中的任意一个/种，或者A、B、或C中的任意两个/种或更多个/种的任意组合。例如，单独的A；或单独的B；或单独的C；或A和B；或A和C；或B和C；或全部的A、B、以及C。
本文中，本发明的讨论可以将某些特征描述为“特别地”或“优选地”在某些限制内(例如，“优选地”、“更优选地”、或“甚至更优选地”在某些限制内)。应理解的是，本发明不限于这些特定或优选的限制或者不被这些特定或优选的限制所限制，而是涵盖本披露的整个范围。
如本文所使用的，术语“(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylate)”和类似术语(比如“(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylic acid ester)”)意指甲基丙烯酸酯和/或丙烯酸酯。如本文所使用的，并且根据一些实施例，诸如对于本发明的介晶化合物的基团和各种基团的取代基的术语“(甲基)丙烯酸酯”和相关术语诸如“(甲基)丙烯酸酯基团”和“(甲基)丙烯酸酯取代基”包括由-O-C(O)-C(R’)＝CH2表示的材料，其中R’是氢或甲基。如本文所使用的，术语“(甲基)丙烯酸((meth)acrylic acid)”意指甲基丙烯酸和/或丙烯酸。
如本文所使用的，术语“(甲基)丙烯酰胺基”意指丙烯酰胺基(-N(H)-C(O)-C(H)＝CH2)和甲基丙烯酰胺基(-N(H)-C(O)-C(CH3)＝CH2)。
如本文所使用的，并且根据一些实施例，诸如对于本发明的含介晶的化合物的基团和各种基团的取代基的术语“羧酸”和相关术语诸如“羧酸基团”和“羧酸取代基”包括由-C(O)OH表示的材料。
如本文所使用的，并且根据一些实施例，诸如对于本发明的含介晶的化合物的基团和各种基团的取代基的术语“羧酸酯”和相关术语诸如“羧酸酯基团”和“羧酸酯取代基”意指由-C(O)OR表示的材料，其中R例如选自未取代和取代的脂族基团、未取代和取代的脂环族基团、未取代和取代的杂脂环族基团、未取代和取代的芳基、以及未取代和取代的杂芳基。
如本文所使用的，术语“光致变色(的)(photochromic)”和类似术语(比如“光致变色化合物”)意指具有响应于至少光化辐射的吸收而变化的至少可见辐射的吸收光谱。进一步地，如本文所使用的，术语“光致变色材料”意指适于显示光致变色特性(比如适于具有响应于至少光化辐射的吸收而变化的至少可见辐射的吸收光谱)并且包含至少一种光致变色化合物的任何物质。
如本文所使用的，术语“光化辐射”意指能够在材料中引起响应的电磁辐射，诸如但不限于将光致变色材料从一种形式或状态转变至另一种形式或状态，如本文进一步详细讨论的。
如本文所使用的，术语“光致变色材料”包含热可逆光致变色材料和化合物以及非热可逆光致变色材料和化合物。如本文所使用的术语“热可逆光致变色化合物/材料”意指能够响应于光化辐射从第一状态(诸如“透明状态”)转换至第二状态(诸如“着色状态”)、并且响应于热能返回至第一状态的化合物/材料。如本文所使用的术语“非热可逆光致变色化合物/材料”意指能够响应于光化辐射从第一状态(诸如“透明状态”)转换至第二状态(诸如“着色状态”)、并且响应于与着色状态的吸收基本上相同波长的光化辐射返回至第一状态的化合物/材料。
如本文所使用的，为了修饰术语“状态”，术语“第一”和“第二”不旨在指任何特定顺序或时间顺序，而是指两种不同的条件或特性。出于非限制性说明的目的，光致变色化合物的第一状态和第二状态可以在至少一种光学特性方面不同，比如但不限于可见辐射和/或UV辐射的吸收。因此，根据本文所披露的各种非限制性实施例，与本发明结合使用的光致变色化合物可以在第一和第二状态中的每一个中具有不同的吸收光谱。例如，虽然本文没有限制，与本发明结合使用的光致变色化合物可以在第一状态下是透明的并且在第二状态下是着色的。可替代地，与本发明结合使用的光致变色化合物可以在第一状态下具有第一颜色并且在第二状态下具有第二颜色。另外，与本发明结合使用的光致变色-二向色性化合物可以在第一状态下具有第一配向，并且在第二状态下具有第二配向，其中第一配向和第二配向中的一种基本上未配向。
如本文所使用的，术语“光学”是指与光和/或视觉有关或者与光和/或视觉相关联。例如，根据本文所披露的各种非限制性实施例，光学制品或元件或装置可以选自：眼科制品、元件和装置，显示制品、元件和装置，窗，镜，以及有源和无源液晶盒制品、元件和装置。
如本文所使用的，术语“眼科”是指与眼睛和视觉有关或者与眼睛和视觉相关联。眼科制品或元件的非限制性实例包括矫正和非矫正镜片(其包括单视或多视镜片，多视镜片可以是分段的或非分段的多视镜片(诸如但不限于双焦镜片、三焦镜片和渐进镜片)、以及用于矫正、保护或增强(美容或其他)视觉的其他元件其包括但不限于接触镜片、眼内镜片、放大镜片、以及保护性镜片或护目镜)。
如本文所使用的，术语“显示(display)”意指呈字、数字、符号、设计或图的信息的可见的或机器可读的表示。显示元件的非限制性示例包含屏幕、监视器、以及安全元件，比如安全标记。
如本文所使用的，术语“窗(window)”意指适于允许辐射透射穿过那里的孔。窗的非限制性示例包含汽车和飞机的透明体、挡风玻璃、滤光片、遮光器、以及光学开关。
如本文所使用的，术语“镜(mirror)”意指镜面反射很大部分的入射光的表面。
如本文所使用的，术语“液晶盒(liquid crystal cell)”是指含有能够被有序化的液晶材料的结构。液晶盒元件的非限制性示例是液晶显示器。
如本文所使用的，空间或方向术语，比如“左”、“右”、“内”、“外”、“在…上方”、“在…下方”等是与所描绘的本发明相关。然而，应理解的是，本发明可以采取各种替代性的取向，并且因此，这样的术语不应被视为限制性的。
如本文所使用的，术语“形成在…上/在…上形成(formed over)”、“沉积在…上/在…上沉积(deposited over)”、“提供在…上/在…上提供(provided over)”、“施用在…上/在…上施用(applied over)”、“驻留在…上/在…上驻留(residing over)”或“定位在…上/在…上定位(positioned over)”意指形成、沉积、提供、施用、驻留或定位在上面、但不必然与下面的元件、或下面的元件的表面直接(或邻接)接触。例如，“定位在基材上”的层不排除位于所定位或形成的层与基材之间存在相同或不同组成的一个或多个其他层、涂层、或膜。
本文所提及的、并且除非另有指明，所有文献(比如但不限于公布的专利和专利申请)均视为“通过援引以其全文并入”。
如本文所使用的，术语“脂肪族(的)”和相关术语(诸如“脂肪族基团”)意指以下非环状且非芳香族烃基：其包括至少一个碳原子，诸如1至20个碳原子，诸如C1-C20脂肪族基团、或C1-C10脂肪族基团、或C1-C6脂肪族基团；可以是直链或支链的；任选地包括一个或多个内部和/或末端烯基(alkene groups)(或烯基(alkenyl groups))；并且任选地包括一个或多个内部和/或末端炔基(alkyne groups)(或炔基(alkynyl groups))。当包括两个或更多个烯基时，脂肪族基团的烯基可以是共轭的和/或非共轭的。当包括两个或更多个炔基时，脂肪族基团的炔基可以是共轭的和/或非共轭的。当包括至少一个烯基和至少一个炔基时，脂肪族基团的烯基和炔基可以相对于彼此是共轭的和/或非共轭的。
脂肪族基团的实例包括但不限于烷基。如本文所使用的，术语“烷基(alkyl)”和相关术语(诸如“烷基(alkyl group(s))”)意指以下基团：其包括至少一个碳原子，诸如1至20个碳原子，诸如C1-C20烷基、或C1-C10烷基、或C1-C6烷基；是直链或支链的；并且是饱和的(并且相应地不含烯基和炔基)。烷基的实例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、直链或支链戊基、直链或支链己基、直链或支链庚基、直链或支链辛基、直链或支链壬基、直链或支链癸基、直链或支链十一烷基、直链或支链十二烷基、直链或支链十三烷基、直链或支链十四烷基、直链或支链十五烷基、直链或支链十六烷基、直链或支链十七烷基、直链或支链十八烷基、直链或支链十九烷基、以及直链或支链二十烷基。
如本文所使用的，出于非限制性说明的目的，“直链或支链(的)”基团的叙述(诸如但不限于直链或支链烷基)在本文中理解为包括亚甲基或甲基；直链基团，诸如直链C2-C20烷基；以及适当支化的基团，诸如但不限于支链C3-C20烷基。
脂肪族基团的实例包括但不限于烯基。如本文所使用的，术语“烯基(alkenyl)”和相关术语(诸如“烯基(alkenyl groups)”)意指以下基团：其包括至少两个碳原子，诸如2至20个碳原子，诸如C2-C20烯基、或C2-C10烯基、或C2-C6烯基；是直链或支链的；并且包括一个或多个内部和/或末端烯基(alkene groups)(或烯基(alkenyl groups))。烯基的实例包括但不限于本文前述的直链或支链烷基的那些实例，其具有至少两个碳原子和至少一个烯基(alkene group)(或烯基(alkenyl group))，诸如但不限于乙烯基、直链或支链丙烯基、直链或支链丁烯基、直链或支链戊烯基、直链或支链己烯基等。
脂肪族基团的实例包括但不限于炔基。如本文所使用的，术语“炔基(alkynyl)”和相关术语(诸如“炔基(alkynyl group(s))”)意指以下基团：其包括至少两个碳原子，诸如2至20个碳原子，诸如C2-C20炔基、或C2-C10炔基、或C2-C6炔基；是直链或支链的；并且包括一个或多个内部和/或末端炔基(alkyne groups)(或烯基(alkynyl groups))。炔基的实例包括但不限于本文前述的直链或支链烷基的那些实例，其具有至少两个碳原子和至少一个炔基(alkyne group)(或炔基(alkynyl group))，诸如但不限于乙炔基、丙炔基、丁炔基、直链或支链戊炔基、直链或支链己炔基等。
如本文所使用的，术语“卤代脂肪族(的)”和相关术语(诸如“卤代脂肪族基团”)意指以下非环状且非芳香族烃基：其包括至少一个碳原子，诸如1至20个碳原子，诸如C1-C20卤代脂肪族基团、或C1-C10卤代脂肪族基团、或C1-C6卤代脂肪族基团；包括至少一个选自氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、和/或碘(I)的卤代基团；是直链或支链的；任选地包括一个或多个内部和/或末端烯基；并且任选地包括一个或多个内部和/或末端炔基。当包括两个或更多个烯基时，卤代脂肪族基团的烯基可以是共轭的和/或非共轭的。当包括两个或更多个炔基时，卤代脂肪族基团的炔基可以是共轭的和/或非共轭的。当包括至少一个烯基和至少一个炔基时，卤代脂肪族基团的烯基和炔基可以相对于彼此是共轭的和/或非共轭的。卤代脂肪族基团的至少一个有效氢、以及至多所有有效氢可以被诸如选自氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、和/或碘(I)的卤代基团替代。相应地，如本文所使用的，术语“卤代脂肪族(的)”包括但不限于“全卤代脂肪族(的)”以及相关术语，诸如“全卤代脂肪族基团”。
卤代脂肪族基团的实例包括但不限于卤代烷基。如本文所使用的，术语“卤代烷基(haloalkyl)”和相关术语(诸如“卤代烷基(haloalkyl group(s))”)意指以下基团：其包括至少一个碳原子，诸如1至20个碳原子，诸如C1-C20卤代烷基、或C1-C10卤代烷基、或C1-C6卤代烷基；是直链或支链的；包括至少一个诸如选自氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、和/或碘(I)的卤代基团；并且是饱和的(并且相应地不含烯基和炔基)。卤代烷基的至少一个有效氢、以及至多所有有效氢可以被诸如选自氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、和/或碘(I)的卤代基团替代。相应地，如本文所使用的，术语“卤代烷基”包括但不限于“全卤代烷基(perhaloalkyl)”以及相关术语，诸如“全卤代烷基(perhaloalkyl group(s))”。卤代烷基的实例包括但不限于上述直链或支链烷基的那些实例，其包括至少一个卤代基团，诸如但不限于卤代甲基、卤代乙基、直链或支链卤代丙基、直链或支链卤代丁基、直链或支链卤代戊基、直链或支链卤代己基等，各自独立地包括至少一个卤代基团。
卤代脂肪族基团的实例包括但不限于卤代烯基。如本文所使用的，术语“卤代烯基(haloalkenyl)”和相关术语(诸如“卤代烯基(haloalkenyl group(s))”)意指以下基团：其包括至少两个碳原子，诸如2至20个碳原子，诸如C2-C20卤代烯基、或C2-C10卤代烯基、或C2-C6卤代烯基；是直链或支链的；包括至少一个诸如选自氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、和/或碘(I)的卤代基团；并且包括一个或多个内部和/或末端烯基(alkene groups)(或烯基(alkenylgroups))。卤代烯基的实例包括但不限于上述直链或支链烷基的那些实例，其具有至少两个碳原子、至少一个烯基(alkene group)(或烯基(alkenyl group))、以及至少一个卤代基团，诸如但不限于卤代乙烯基、直链或支链卤代丙烯基、直链或支链卤代丁烯基、直链或支链卤代戊烯基、直链或支链卤代己烯基等，各自独立地包括至少一个卤代基团。
卤代脂肪族基团的实例包括但不限于卤代炔基。如本文所使用的，术语“卤代炔基(haloalkynyl)”和相关术语(诸如“卤代炔基(haloalkynyl group(s))”)意指以下基团：其包括至少两个碳原子，诸如2至20个碳原子，诸如C2-C20卤代炔基、或C2-C10卤代炔基、或C2-C6卤代炔基；是直链或支链的；包括至少一个诸如选自氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、和/或碘(I)的卤代基团(或卤素基团)；并且包括一个或多个内部和/或末端炔基(alkyne groups)(或烯基(alkynyl groups))。卤代炔基的实例包括但不限于上述直链或支链烷基的那些实例，其具有至少两个碳原子、至少一个炔基(alkyne group)(或炔基(alkynyl group))、以及至少一个卤代基团，诸如但不限于卤代乙炔基、卤代丙炔基、卤代丁炔基、直链或支链卤代戊炔基、直链或支链卤代己炔基等，各自独立地包括至少一个卤代基团。
如本文所使用的，术语“脂环族(的)”和相关术语(诸如“脂环族基团)”)意指以下环状且非芳香族烃基：其包括至少三个碳原子，诸如3至20个碳原子，诸如C3-C20脂环族基团、或C3-C10脂环族基团、或C3-C8脂环族基团；任选地包括至少一个选自烯烃和/或炔烃的不饱和基团；并且任选地包括两个或更多个稠合的脂环族环。
脂环族基团的实例包括但不限于环烷基。如本文所使用的，术语“环烷基(cycloalkyl)”和相关术语(诸如“环烷基(cycloalkyl group(s))”)意指以下基团：其包括至少三个碳原子，诸如3至20个碳原子，诸如C3-C20环烷基、或C3-C10环烷基、或C3-C8环烷基；任选地包括至少一个选自烯烃和/或炔烃的不饱和基团；并且任选地包括两个或更多个稠合的环烷基环。环烷基的实例包括但不限于环丙基；环丁基；环戊基；环己基；环庚基；环辛基；环壬基；环癸基；环十一烷基；环十二烷基；降冰片基；十氢萘基；十四氢蒽基；十四氢菲基；以及十二氢-1H-非那烯基(phenalenyl)。
如本文所使用的，术语“杂脂环族(的)”和相关术语(诸如“杂脂环族基团”)意指以下环状且非芳香族基团：其包括至少两个碳原子，诸如2至20个碳原子，诸如C2-C20杂脂环族基团、或C2-C10杂脂环族基团、或C2-C8杂脂环族基团；并且其在环状环中具有至少一个杂原子，诸如但不限于O、S、N、P、以及它们的组合；任选地包括至少一个选自烯烃和/或炔烃的不饱和基团；并且任选地包括两个或更多个稠合的非芳香族环状环，其中至少一个是稠合的杂脂环族环。
杂脂环族基团的实例包括但不限于杂环烷基基团。如本文所使用的，术语“杂环烷基”和相关术语(诸如“杂环烷基基团”)意指以下基团：其包括至少两个碳原子，诸如2至20个碳原子，诸如C2-C20杂环烷基基团、或C2-C10杂环烷基基团、或C2-C8杂环烷基基团；并且其在环状环中具有至少一个杂原子，诸如但不限于O、S、N、P、以及它们的组合；任选地包括至少一个选自烯烃和/或炔烃的不饱和基团；并且任选地包括两个或更多个稠合的非芳香族环状环，其中至少一个是稠合的杂环烷基环。杂环烷基基团的实例包括但不限于咪唑基、四氢呋喃基、四氢吡喃基、哌啶基、哌嗪基、吗啉基、7-氧杂双环[2.2.1]庚基、八氢环戊[b]吡喃基、以及八氢-1H-异色烯基(isochromenyl)。
如本文所使用的，术语“芳基(aryl)”和相关术语(诸如“芳基(aryl group(s))”)意指以下环状芳香族基团：其包括至少6个碳原子，诸如C6-C20芳基、或C6-C14芳基；并且任选地包括至少两个稠合的环，其中至少一个是稠合的芳香族环。芳基的实例包括但不限于苯基、萘基、蒽基、菲基、3a1 H-非那烯基、三苯基烯基、9,10-二氢蒽基、9,10-二氢菲基、以及三蝶烯基(triptycenyl)。
如本文所使用的，术语“杂芳基(heteroaryl)”和相关术语(诸如“杂芳基(heteroaryl group(s))”)意指以下环状芳香族基团：其包括至少3个碳原子，诸如C3-C20杂芳基、或C5-C14杂芳基；芳香族环中的至少一个杂原子，诸如-O-、-N-、和/或-S-；并且任选地包括至少两个稠合的环，其中至少一个是稠合的杂芳香族环。杂芳基的实例包括但不限于吡唑基、咪唑基、三嗪基、呋喃基、噻吩基、吡喃基、吡啶基、异喹啉基、以及嘧啶基。
如本文所使用的，术语“烷氧基(alkoxy)”和相关术语(诸如“烷氧基(alkoxygroup(s))”)意指以下烷基：其包括至少一个碳原子，诸如1至20个碳原子，诸如C1-C20烷氧基、或C1-C10烷氧基、或C1-C6烷氧基。烷氧基的实例包括但不限于本文前述的烷基的那些实例，其包括末端二价氧键或基团(或末端醚键或基团)，诸如但不限于甲氧基(CH3-O-)、乙氧基(CH3CH2-O-)、正丙氧基(CH3CH2CH2-O-)、异丙氧基、直链或支链丁氧基、直链或支链戊氧基、直链或支链己氧基等。
如本文所使用的，术语“卤素”和相关术语(诸如“卤素基团)”和/或“卤代基团”)意指单键键合的诸如选自氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、和/或碘(I)的卤素原子。
如本文所使用的，并且除非另有明确表述，否则术语“氢”和相关术语(诸如“氢基团”)意指单键键合的氢(-H)。
如本文所使用的，“取代(的)”基团的叙述意指包括但不限于脂族基团、脂环族基团、杂脂环族基团、芳基基团、芳基、或杂芳基的基团，其中其至少一个氢已经被除氢以外的基团替代或取代，诸如但不限于烷氧基基团；卤素基团(例如，F、Cl、I、以及Br)；羟基；硫醇基团；烷硫基；芳硫基；酮基团；醛基团；羧酸基团；羧酸酯基团；磷酸基团；磷酸酯基团；磺酸基团；磺酸酯基团；硝基；氰基；烷基(包括芳烷基)；烯基；炔基；卤代烷基；全卤代烷基；杂环烷基；芳基(包括烷芳基，包括羟基取代的芳基，诸如苯酚)；杂芳基；氨基，诸如-N(R11’)(R12’)，其中R11’和R12’各自独立地选自例如氢、烷基、脂族基团、脂环族基团、杂脂环族基团、芳基、以及杂芳基；羧酸酯基团(-O-C(O)-R，其中R是例如选自脂族基团、脂环族基团、杂脂环族基团、芳基、以及杂芳基)；硅氧烷基团；烷氧基硅烷基团；聚硅氧烷基团；酰胺基团；氨基甲酸酯基团；碳酸酯基团；脲基团；聚酯基团；聚醚基团；聚碳酸酯基团；聚氨酯基团；丙烯酸酯基团；甲基丙烯酸酯基团；含氮杂环化合物；或其组合，包括如本文所描述的那些类别和实例。
对于式(II)，并且在一些实施例中，P选自氢；烷基；烷氧基(-O-R’，其中R’选自脂族基团、脂环族基团、杂脂环族基团、芳基、以及杂芳基)；丙烯酸酯(CH2＝CHC(O)O-)；或甲基丙烯酸酯(CH2＝C(CH3)C(O)O-)。
进一步对于式(II)，并且根据一些进一步的实施例，P选自丙烯酸酯(CH2＝CHC(O)O-)、甲基丙烯酸酯(CH2＝C(CH3)C(O)O-)；三卤代甲基丙烯酸酯(CH2＝C(CX3)C(O)O-，其中各X独立地是卤素或卤代基团)；氰基丙烯酸酯(CH2＝C(CN)C(O)O-)；环氧乙烷羟基(-OH)；伯氨基(-NH2)；羧酸(-C(O)OH)；或羧酸酯。可以从其中选择P的三卤代甲基丙烯酸酯的实例包括但不限于三氟甲基丙烯酸酯和三氯甲基丙烯酸酯。
根据一些实施例，并且对于式(II)和(III)；下标d在每种情况下独立地是0至20、或0至15、或0至12、或0至10、或0至8、或0至5；并且下标e、f和g每次出现时独立地是0至3，诸如0、1、2、或3。
进一步对于式(II)和(III)，S1、S2、S3和S4每次出现时独立地选自间隔基单元，该间隔基单元选自：-CH2-；-O-；-C(O)-；-N＝N-；-CH＝CH-；-C≡C-；-CH＝N-；-CF2-；或-NH-，前提是当两个包含杂原子的间隔基单元连接在一起时，该间隔基单元被连接为使得杂原子不直接彼此连接。相邻的间隔基单元可以一起形成各种二价键，诸如但不限于烷基键；醚键；羧酸酯键，-O-C(O)-和/或-C(O)-O-；碳酸酯键，-O-C(O)-O-；酰胺键，-NH-C(O)-和/或-C(O)-NH-；脲键，-NH-C(O)-NH-；氨基甲酸酯键，-O-C(O)-NH-和/或-NH-C(O)-O-；二酮键，-C(O)-C(O)-；以及它们的组合，前提是连接间隔基单元使得杂原子不直接彼此连接。出于非限制性说明的目的，并且对于一些实施例，连接间隔基单元使得杂原子不直接彼此连接，意指但不限于-O-不直接键合至-O-；-NH-不直接键合至-NH-；-O-和-NH-彼此不直接键合；-N＝N-不直接键合至-N＝N-；-N＝N-不直接键合至-O-；-N＝N-不直接键合至-NH-；-CH＝N-的氮不直接键合至-CH＝N-的N；或者-CH＝N-的氮不直接键合至-O-、-NH-、或-N＝N-。
根据一些实施例，并且对于式(II)和(III)，S1、S2、S3和S4每次出现时独立地选自间隔基单元，该间隔基单元选自：-(CH2)-、-O-、-C(O)-、以及-NH-；下标e、f和g每次出现时独立地是0至3(诸如0、1、2、或3)；前提是当两个包括杂原子的间隔基单元连接在一起时，连接间隔基单元使得杂原子不直接彼此连接。
独立地对于式(II)和式(III)，并且根据一些实施例，Q1、Q2和Q3每次出现时独立地是选自由以下组成的组的二价基团：未取代或取代的环烷基；未取代或取代的苯基；未取代或取代的萘基；以及未取代或取代的三蝶烯基；其中所述环烷基取代基、苯基取代基、萘基取代基、以及三蝶烯基取代基各自独立地选自氰基或-(S1)d-P，其中S1、d和P各自如对于式(II)所定义的。
独立地对于式(II)和式(III)，并且根据一些另外的实施例，Q1、Q2和Q3每次出现时独立地是选自由以下组成的组的二价基团：未取代或取代的1,4-环己基；未取代或取代的1,4-苯基；未取代或取代的1,5-萘基；未取代或取代的2,6-萘基；未取代或取代的1,8-萘基；和未取代或取代的1,4-三蝶烯基，其中1,4-环己基取代基、1,4-苯基取代基、1,5-萘基取代基、2,6-萘基取代基、1,8-萘基取代基和1,4-三蝶烯基取代基各自独立地选自氰基或-(S1)d-P，其中S1、d和P各自如对于式(II)所定义的。
在本发明的一些实施例中，对于式(II)，P选自氢、烷基、烷氧基、丙烯酸酯、或甲基丙烯酸酯；并且式(IV)进一步描述如下。对于式(IV)，(i)y是1至30；(ii)对于各y，各A独立地是选自由烷基和卤代烷基组成的组的二价基团；(iii)对于各y，各B独立地是选自由以下组成的组的二价基团：-O-；-C(O)O-；-OC(O)O-；-C(O)N(R1)-，其中R1是H或烷基；-NH-C(O)O-；-N(R2)C(O)N(R2)-，其中各R2独立地选自H或烷基；其中n是1至5，并且对于各n，各R3独立地选自甲基或苯基；和-Si(R4)(R4)-，其中各R4独立地选自甲基或苯基；并且(iv)E是选自由烷基和卤代烷基组成的组的二价基团。
在本发明的含介晶的化合物的一些实施例中，介晶-1由式(II)表示，其中式(II)的P选自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、三卤代甲基丙烯酸酯、氰基丙烯酸酯、环氧乙烷、羟基、伯氨基、羧酸、或羧酸酯；并且介晶-3由以下式(V)表示，
对于式(V)，并且根据一些实施例，R选自氢、卤素、烷基、卤代烷基、烷氧基、或卤代烷氧基；并且S2、S3、S4、Q2、Q3、e’、f’、e和f各自独立地如本文对于式(II)所定义的。出于非限制性说明的目的，当下标d是0时，式(V)可以衍生自式(II)；Q1是二价1,4-环己基；并且P是R，其中R选自某些P-基团，诸如氢、卤素、烷基、卤代烷基、烷氧基、或卤代烷氧基。
在本发明的一些另外的实施例中，介晶-1和介晶-3各自独立地由式(V)表示，其中：R选自氢、卤素、烷基、卤代烷基、烷氧基、或卤代烷氧基；并且S2、S3、S4、Q2、Q3、e’、f’、e和f各自独立地如对于式(II)所定义的。
在本发明的一些另外的实施例中，介晶-1和介晶-3各自独立地由式(V)表示，并且介晶-1和介晶-3相同。
对于式(I)，并且根据一些实施例，-L1-和-L2-各自独立地包括至少20个键、或至少25个键、或至少30个键，诸如：20至200个键(或25至200个键，或30至200个键)；或20至150个键(或25至150个键，或30至150个键)；或20至100个键(或25至100个键，或30至100个键)；或20至80个键(或25至80个键，或30至80个键)；或20至75个键(或25至75个键，或30至75个键)；或20至70个键(或25至70个键，或30至70个键)；或20至60个键(或25至60个键，或30至60个键)；或20至45个键(或25至45个键，或30至45个键)，其中每个键独立地选自单键、双键、或三键。
在一些实施例中，将介晶-1和介晶-2连接在一起的连接基团-L1-；和将介晶-2和介晶-3连接在一起的连接基团-L2-在每种情况下不具有介晶特性(连接基团-L1-不具有介晶特性并且是非介晶的；并且连接基团-L2-不具有介晶特性并且是非介晶的)。
根据一些实施例，式(I)的-L1-和-L2-各自独立地选自以下式L(1)至L(22)，包括它们的两种或更多种的组合：
/>
/>
/>
/>
对于式L(1)直至L(22)，各t、各u、各v、以及各w每次出现时各自独立地是从1至20。
本发明涉及一种液晶组合物，其包括本发明的含介晶的化合物，诸如对于式(I)所描述的。在一些实施例中，除了至少一种由式I表示的化合物之外，根据本发明的液晶组合物可以进一步包括光致变色化合物、二向色性化合物、和/或光致变色-二向色性化合物中的至少一种。
可以存在于本发明的液晶组合物中的光致变色化合物的类别包括但不限于茚并稠合萘并吡喃、萘并[1,2-b]吡喃、萘并[2,1-b]吡喃、螺芴并[1,2-b]吡喃、菲并吡喃、喹啉并吡喃、荧蒽并吡喃、螺吡喃、苯并噁嗪、萘并噁嗪、螺(二氢吲哚)萘并噁嗪、螺(二氢吲哚)吡啶并苯并噁嗪、螺(二氢吲哚)荧蒽并噁嗪、螺(二氢吲哚)喹啉并噁嗪、俘精酸酐、俘精酰亚胺、二芳基乙烯、二芳基烷基乙烯、二芳基烯基乙烯、非热可逆光致变色化合物、以及它们的混合物。
可以存在于本发明的液晶组合物中的光致变色-二向色性化合物典型地包括至少一个光致变色部分；以及至少一个共价键合的延长基团，其可以包括至少一个介晶链段。在一些实施例中，光致变色-二向色性化合物的各光致变色部分选自茚并稠合萘并吡喃、萘并[1,2-b]吡喃、萘并[2,1-b]吡喃、螺芴并[1,2-b]吡喃、菲并吡喃、喹啉并吡喃、荧蒽并吡喃、螺吡喃、苯并噁嗪、萘并噁嗪、螺(二氢吲哚)萘并噁嗪、螺(二氢吲哚)吡啶并苯并噁嗪、螺(二氢吲哚)荧蒽并噁嗪、螺(二氢吲哚)喹啉并噁嗪、俘精酸酐、俘精酰亚胺、二芳基乙烯、二芳基烷基乙烯、二芳基烯基乙烯、非热可逆光致变色化合物、以及它们的组合。
可以包括在本发明的液晶组合物中的光致变色-二向色性化合物的延长基团的类别和实例包括但不限于在US 9,334,439 B2的第37-51栏处所描述的那些，其披露内容通过援引并入本文。
根据本发明的液晶组合物可以任选地进一步包括至少一种添加剂。此类任选的添加剂的实例包括但不限于液晶材料、液晶特性控制添加剂、非线性光学材料、染料(例如，静电染料)、二向色性染料、蓝光阻隔(或滤光)剂、配向促进剂、动力学增强剂、光引发剂、热引发剂、表面活性剂、聚合抑制剂、溶剂、光稳定剂、热稳定剂、脱模剂、流变控制剂、胶凝剂、流平剂、自由基清除剂、偶联剂、倾斜控制添加剂、嵌段或非嵌段聚合物材料、和/或助粘剂。蓝光阻隔(或滤光)剂的类别和示例包含但不限于在US 9,683,102 B2和US 2015/0234208A1中所描述的类别和示例，其相关部分通过援引并入本文。
可以包括在本发明的液晶组合物中的二向色性染料的实例包括但不限于甲亚胺类、靛类、硫靛类、部花菁类(merocyanines)、茚满类、喹酞酮染料、苝类、酞吡呤类(phthaloperines)、三苯并二噁嗪类、吲哚并喹喔啉类、咪唑-三嗪类、四嗪类、偶氮和(多)偶氮染料类、苯醌类、萘醌类、蒽醌类和(多)蒽醌类、蒽并嘧啶酮类、碘、碘酸盐类、或它们的两种或更多种的组合。
根据本发明，进一步提供了一种光学元件，其包括基材；以及在该基材的表面的至少一部分上(或上方)的层，其中该层包括至少一种根据本发明的含介晶的化合物。
在一些实施例中，光学元件的基材是光学基材，其可以包括有机材料(诸如有机聚合物)、无机材料、或它们的组合(例如，复合材料)。可以包括在本发明的光学元件中的基材的实例包括但不限于在US 8,628,685 B2的第35栏第5行直至第36栏第57行处所描述的那些，其披露内容通过援引并入本文。
在一些实施例中，在本发明的光学元件的基材上方提供的一个或多个层包括有机基质，诸如有机聚合物基质，其可以是固化的(或交联的)有机基质、或热塑性有机基质。相应地，本发明的光学元件的各层可以选自固化的(或交联的)层和热塑性层。本发明的光学元件的各层的有机基质可以包括键，诸如但不限于醚键；羧酸酯键；尿烷键；酰胺键；脲键；碳酸酯键；由可自由基聚合的烯键式不饱和基团(比如但不限于乙烯基、烯丙基、和/或(甲基)丙烯酸酯基团)的自由基聚合形成的键；以及它们中的两种或更多种的组合。
本发明的光学元件的各层可以通过本领域公认的方法形成，诸如但不限于层压方法和涂覆方法。涂覆方法包括但不限于喷涂方法；旋涂方法；幕涂方法；浸涂方法；微喷射涂覆方法(比如喷墨涂覆方法)；模内涂覆方法；以及它们的组合。层压方法包括但不限于挤出层压方法(诸如直接在基材上方)；模内层压方法(其中将层压件放置在模具中，并且在模具内与其相对地形成基材)；热层压方法(其中将层压件热熔融在基材上方)；粘合层压方法(其中将层压件通过插入的粘合剂层粘附到基材上)；以及它们的组合。
在本发明的一些实施例中，光学元件进一步包括插入在基材与层(其包括本发明的含介晶的化合物)之间的配向层，其中该配向层可以通过暴露于以下中的至少一种而是至少部分地可配向的：磁场、电场、线性偏振辐射、剪切力、或它们的两种或更多种的组合。可以用作或形成配向层的材料的类别和实例包括但不限于在以下中所描述的取向设施、取向材料、配向介质、以及配向设施：第5栏第5行到第6栏第4行；第7栏第56行到第24栏第36行；以及US 8,926,091 B2的示例，其披露内容通过援引并入本文。
在一些实施例中，本发明的光学元件可以包括一个或多个附加层，诸如但不限于一个或多个底漆层、一个或多个减反射层、一个或多个保护层、一个或多个硬涂层、或者一个或多个偏振层。这样的附加的任选层的类别和示例描述于US 8,828,284 B2的第20栏第30行至第21栏第38行，该披露内容通过援引并入本文。
在一些实施例中，本发明的光学元件选自眼科元件、显示元件、窗、镜、或液晶盒元件。
在一些进一步的实施例中，本发明的眼科元件选自矫正镜片、非矫正镜片、接触镜片、眼内镜片、放大镜片、保护性镜片、或护目镜。
在以下实例中更具体地描述了本发明，这些实例仅旨在作为说明性的，因为其中的许多修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。
实例
在以下实例的部分1中，描述了末端和内部(或中央)含介晶的部分或链段的制备。在部分2中描述了根据本发明的包括将其末端和内部含介晶部分连接(共价键合)在一起的非介晶连接基团的三介晶化合物(实例1-8)和对比的含介晶的化合物(CE-9和CE-10)的制备。在部分3中，描述了液晶涂料配制品的制备。在部分4中，描述了涂覆的基材(测试样品)的制备。在部分5中，描述了测试样品的光致变色性能测试。
部分1
含介晶的链段的合成。
部分1a.含末端介晶的链段S1直至S6的合成。
含末端介晶的链段S1直至S6的合成描述如下。以下表1提供了含介晶的链段S1直至S6的代表性结构。
链段S1
根据美国专利申请公布号US 2017/0275534 A1的实例1步骤8制备链段S1，其具体披露内容通过引用并入本文。
链段S2
向容纳有链段S1(400g)和琥珀酸酐(74.0g)的单颈圆底烧瓶中添加甲苯(1.5L)和三乙胺(“Et3N”，15.0mL)。将悬浮液加热至80℃并搅拌5小时。将反应混合物在5分钟内倾倒入热乙酸乙酯(“EtOAc”，1.5L，65℃)中，同时搅拌，然后将烧瓶用四氢呋喃(“THF”，100mL)冲洗。允许将所得溶液冷却至室温并结晶过夜，产出410g的产物(收率88％)。
链段S3
根据美国专利申请公布号US 2012/0002141 A1的实例1步骤5制备链段S3，该专利申请的具体披露内容通过引用并入本文。
链段S4
使用美国专利号8,349,210B2中实例2的步骤1直至6的程序制备4-((4-((6-(丙烯酰基氧基)己基)氧基)苯甲酰基)氧基)苯基4-((8-羟基辛基)氧基)苯甲酸酯，在步骤1中用6-氯己-1-醇代替3-氯丙-1-醇，并且在步骤3中用8-氯己-1-醇代替6-氯己-1-醇，该专利的具体披露内容通过引用并入本文。
链段S5
根据美国专利申请公布号US 2012/0002141 A1中实例8步骤2制备链段S5，该专利申请的具体披露内容通过引用并入本文。
链段S6
使用链段S2的程序制备4-((8-(4-((4-((4-甲基苯甲酰基)氧基)苯氧基)羰基)苯氧基)辛基)氧基)-4-氧代丁酸，用等摩尔量的来自美国专利号8,349,210B2的实例8的步骤2的产物替代链段S1，该专利的具体披露内容通过引用并入本文。
表1
含末端介晶的链段S1直至S6的代表性结构
部分1b.含中央介晶的链段S7直至S11的合成。
含中央介晶的链段S7直至S11的合成描述如下。以下表2提供了含介晶的链段S7直至S11的代表性结构。
链段S7
步骤1
将甲基氢醌(12.41g)、4-((6-((四氢-2H-吡喃-2-基)氧基)己基)氧基)苯甲酸(70.9g)、二甲基氨基吡啶(“DMAP”，4.88g)和二氯甲烷(“DCM”，500mL)添加至N,N'-二环己基碳二亚胺(“DCC”，51.5g)中。在室温下搅拌3小时之后，除去所形成的二环己基脲，并使滤液通过二氧化硅塞(洗脱液是DCM)。
步骤2
将来自步骤1的产物溶解在甲醇-DCM(“MeOH-DCM”200mL/200mL)中，然后向其中添加4-甲苯磺酸(“TsOH”，3.8g)。在室温下搅拌2小时之后，除去溶剂并将残余物溶解在DCM中。将溶液用NaHCO3水溶液洗涤两次，然后通过柱色谱法纯化。
链段S8
步骤1
使用以下试剂进行链段S7步骤1的程序：4-羟基-2/3-甲基苯基4-((6-((四氢-2H-吡喃-2-基)氧基)己基)氧基)苯甲酸酯(10.7g)、4-((4-((6-((四氢-2H-吡喃-2-基)氧基)己基)氧基)苯甲酰基)氧基)苯甲酸(11.05g)、DMAP(0.61g)、DCC(6.7g)和DCM 300mL。所得固体通过溶解在EtOAc中、过滤、然后从EtOAc-MeOH中沉淀来纯化。
步骤2
4-((4-((4-((6-羟基己基)氧基)苯甲酰基)氧基)-2/3-甲基苯氧基)羰基)苯基4-((6-羟基己基)氧基)苯甲酸酯的合成按照链段S7步骤2的程序，使用以下试剂完成：以上步骤1的产物(21.3g)、MeOH-DCM(150mL/150mL)、TsOH(0.95g)。将产物从DCM-EtOAc中重结晶，然后溶解在热CHCl3中，然后使其通过硅胶塞。收率：9.0g。
链段S9
步骤1
将三蝶烯-1,4-氢醌(根据来自J.Mat.Chem.A[材料化学杂志A],2014,2,13309-13320的化合物2制备，15.0g)、4-((8-((四氢-2H-吡喃-2-基)氧基)辛基)氧基)苯甲酸(40.4g)、DCM(250ml)和DMAP(1.28g)添加至DCC(26.97g)。在室温下搅拌3小时之后，除去所形成的二环己基脲，并使滤液通过二氧化硅塞(洗脱液是DCM)。
步骤2
将来自步骤1的产物溶解在THF-EtOH(200ml/100ml)中，然后向其中添加TsOH(2.2g)。在室温下搅拌2小时之后，除去溶剂并将残余物溶解在DCM中。将溶液用NaHCO3水溶液洗涤两次，然后通过柱色谱法纯化。
链段S10
步骤1
向容纳有甲基丙烯酸6-溴己酯(25.00g)、2,5-二羟基苯甲酸(15.46g)、Et3N(10.66g)和催化量的3,5-二叔丁基-4-羟基甲苯(“BHT”，0.5g)的反应烧瓶中添加N,N-二甲基甲酰胺(“DMF”，100mL)。在搅拌并在90℃下加热4小时之后，将所得溶液倾倒入冷水(200mL)中。一旦用EtOAc(3×150mL)萃取，将合并的有机层用盐水(3×200mL)洗涤，经MgSO4干燥，并通过短硅胶垫过滤。浓缩步骤得到浅棕色液体(33g)。
步骤2
2-(((6-(甲基丙烯酰氧基)己基)氧基)羰基)-1,4-亚苯基双(4-((8-((四氢-2H-吡喃-2-基)氧基)辛基)氧基)苯甲酸酯)的合成按照链段S7步骤1的程序使用以下试剂完成：以上步骤1的产物(5.0g)、4-((8-((四氢-2H-吡喃-2-基)氧基)辛基)氧基)苯甲酸(11.95g)、DMAP(0.378g)、DCC(8.00g)、BHT(0.2g)和DCM(250mL)。
步骤3
2-(((6-(甲基丙烯酰氧基)己基)氧基)羰基)-1,4-亚苯基双(4-((8-羟基辛基)氧基)苯甲酸酯)的合成按照链段S7步骤2的程序使用以下试剂完成：来自以上步骤2的产物(15.0g)、TsOH(1.0g)、THF(200mL)、EtOH(100mL)和BHT(0.25g)。
链段S11
步骤1
将十氟联苯(5.00g)、1,6-己二醇(14.21g)和K2CO3(8.58g)在氮气下在DMF(75mL)中在室温下搅拌36小时。添加水并将溶液在冰上冷却30分钟，然后过滤所得沉淀物。将材料浓缩在硅胶上并进行色谱分离(洗脱液是在己烷中的25％EtOAc)，以得到白色固体。收率：5.98g，75％。
步骤2
使步骤1的产物(6.00g)与琥珀酸酐(2.49g)和Et3N(0.47mL)在与对于链段S2所描述的相同的条件下反应，以形成4,4'-((((全氟-[1,1'-联苯基]-4,4'-二基)双(氧基))双(己烷-6,1-二基))双(氧基))双(4-氧代丁酸)。
表2
含中央介晶的链段S7直至S11的代表性结构。
部分2
三介晶化合物的制备。
以下提供了根据本发明的包括将其末端和内部含介晶部分连接(共价键合)在一起的非介晶连接基团的三介晶化合物(实例1-8)和对比的含介晶的化合物(CE-9和CE-10)的制备的描述。在表4中提供了实例1-8和对比实例CE-9和CE-10的代表性结构。
实例1
将链段S1(8.00g)和ε-己内酯(5.88g)溶解在DCM中，随后添加磷酸二苯酯(“DPP”)(0.82g)。在室温下搅拌4小时之后，添加链段S11(4.71g)和DMAP(0.79g)，并且一旦溶解在DCC(3.42g)中，则一次性添加。将材料溶于EtOAc中、通过硅藻土过滤、然后从MeOH/EtOAc沉淀出以得到期望产物。收率：16.29g，89％。
实例2
步骤1
将链段S4(10.00g)和ε-己内酯(7.2g)溶解在DCM中，随后添加DPP(1.98g)。在室温下搅拌4小时之后，添加4-((4-((6-((四氢-2H-吡喃-2-基)氧基)己基)氧基)苯甲酰基)氧基)苯甲酸(7.69g)和DMAP(0.96g)，并且一旦溶解，则一次性添加DCC(4.5g)。将材料溶解在EtOAc中、通过硅藻土过滤并浓缩。收率：22g。
步骤2
将以上步骤1的产物(22g)溶解在MeOH-DCM(50mL/50mL)中。向其中添加TsOH(0.6g)。在室温下搅拌2小时之后，除去溶剂并将残余物溶解在DCM中。将溶液用NaHCO3水溶液洗涤两次，然后通过柱色谱法纯化。
步骤3
将以上步骤2的产物和ε-己内酯(7.3g)溶解在150mL DCM中，随后添加DPP(2.0g)。在室温下搅拌4小时之后，添加链段S2(12.1g)和DMAP(0.98g)，并且一旦溶解，一次性添加DCC(4.0g)。将材料溶于EtOAc中、通过硅藻土过滤、然后从MeOH/EtOAc沉淀出以得到期望产物。收率：20g。
实例3-8
对于实例3直至8的三介晶化合物，使用表3中所列的材料，按照以下一般程序。以表3中所述的摩尔比将指定的含中央介晶的链段(1当量)与ε-己内酯一起溶解在二氯甲烷中。向其中添加DPP(0.5当量)并将混合物在氮气下搅拌4小时以形成新的二醇。随后通过添加DCC(2.17-2.8当量)和DMAP(0.3-1.0当量)使所得二醇与指定的含末端介晶的链段(2.05-2.6当量)反应。在室温下在氮气下搅拌过夜之后，将二环己基脲沉淀物除去并将滤液部分地浓缩，之后使其通过二氧化硅塞。将材料溶于EtOAc并通过硅藻土过滤、然后从MeOH/EtOAc沉淀出以给出期望产物。
表3
用于合成实例3-8的三介晶化合物的组分。
对比实例
CE-9
根据实例3-8的方法，使用1当量链段S7作为中央链段、8.0当量的ε-己内酯和2当量链段S6作为末端链段制备对比的三介晶，以85％收率获得期望的产物。
CE-10
步骤1
将4'-羟基-[1,1'-联苯基]-4-甲酸(7.52g)、5-氯戊-1-醇(16.51g)、KI(2.91g)和K2CO3(19.53g)在DMF中在60℃下在氮气下搅拌。搅拌过夜之后，添加水使产物沉淀。在冰上冷却45分钟之后，将沉淀物过滤并用水洗涤。将粗产物从EtOH中重结晶以得到白色固体。收率：6.00g，44％。
步骤2
将来自以上步骤1的产物(6.00g)、4'-羟基-[1,1'-联苯基]-4-甲腈(6.21g)和PPh3(11.20g)溶解在DCM中，之后经2分钟添加偶氮二甲酸二异丙酯(8.67g)。在搅拌一小时之后，将粗反应混合物从EtOAc/EtOH(450mL/50mL)中重结晶，以得到白色固体。
收率：2.62g，23％。
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部分3
液晶涂料配制品
部分3a.标准液晶涂料(LCC)配制品的制备
在配备有搅拌棒的合适容器中，装入以下表5中所列的前三种成分并在室温下搅拌直至获得均匀溶液。然后装入光致变色二向色性染料的混合物并将所得混合物在90℃下搅拌1小时。然后装入液晶单体并将溶液在90℃下再搅拌一小时。然后将溶液的温度降至60℃，并向溶液中添加IRGACURE 819光引发剂，并将混合物搅拌30分钟以获得最终溶液。
表5
标准液晶涂料(LCC)配制品
1芳烷基改性的聚甲基-烷基-硅氧烷，其可商购自美国毕克化学公司(BYKChemie,USA)。
2所配混的光致变色-二向色性茚并稠合萘并吡喃染料的混合物以在活化时得到灰色。
3液晶单体，其可商购自EMD化学品公司(EMD Chemicals,Inc.)。
44-((4-((8-((6-((6-((6-((6-((6-((6-((6-((6-(甲基丙烯酰基氧基)己酰基)氧基)己酰基)氧基)己酰基)氧基)己酰基)氧基)己酰基)氧基)己酰基)氧基)己酰基)氧基)己酰基)氧基)辛基)氧基)苯甲酰基)氧基)苯基4'-戊基-[1,1'-双(环己烷)]-4-甲酸酯，其根据美国专利号7,910,019B2中所描述的程序制备。
51-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(8-(4-(4-(4-(6-丙烯酰基氧基己氧基)苯甲酰基氧基)苯氧基羰基)苯氧基)辛氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己氧基)-6-氧代己醇，其根据来自美国专利号7,910,019B2中实例17制备。
63-甲基-4-((4-戊基环己烷-1-羰基)氧基)苯基4-((6-(丙烯酰基氧基)己基)氧基)苯甲酸酯。
7光引发剂，其可商购自巴斯夫公司(BASF)。
部分3b.包括含介晶的化合物的液晶涂料配制品的制备：
通过向部分3a中所描述的标准液晶涂料配制品中添加某些含介晶的化合物来制备包括含介晶的化合物的液晶涂料配制品。如以下表6中总结的制备混合物，其中将各含介晶的化合物添加至100份标准液晶涂料配制品中。将各组分合并，并在80℃下搅拌1小时以获得均匀溶液。基于4.4mol％的单体计算添加剂的量。
表6
实例 含介晶的化合物 含介晶的化合物的重量份
实例11 实例1 0.480
实例12 实例2 0.443
实例13 实例3 0.493
实例14 实例5 0.511
实例15 实例6 0.503
实例16 实例7 0.389
实例17 实例8 0.410
CE-18 实例CE-9 0.444
CE-19 实例CE-10 0.127
CE-20 无 无
部分4
涂覆的基材的制备
使用以下程序以形成涂覆的基材(测试样品)。将部分3(表6)中所描述的各液晶涂料配制品以400转/分钟(rpm)的速率旋涂6秒、随后以1250rpm旋涂6秒至由具有配向层的单体制备的镜片基材上。将各涂覆的基材放置在60℃-75℃的烘箱中30分钟以促进配向，之后将它们在两个紫外灯下、在由Belcan Engineering，设计和建造的UV固化炉中在氮气下固化，同时在传送带上以2ft/min(0.61米/min)的速度运行，峰值强度为0.388瓦特/cm2的UVA和0.165瓦特/cm2的UVV；并且UV剂量为7.386焦耳/cm2的UVA和3.337焦耳/cm2的UVV。
部分5
光致变色性能测试
包括吸收比和光学响应测量
在光学工作台上响应测试之前，在多步骤定制的调节单元中调节测试样品。首先将它们在离电磁辐射源约10cm的距离处暴露于365nm的紫外光10分钟，以便预活化光致变色化合物。在样品处的UVA辐照度测量为7.7瓦特/平方米。接着，将测试样本加热至70°F(21.1℃)持续10分钟。最后，关闭加热元件并开启F17T8黄色卤素灯30分钟以便使测试样本中的光致变色化合物漂白或失活。测试样本处的这些黄色卤素灯的照度测量为9.0Klux。然后在测试之前将测试样品在黑暗环境中保持至少1小时，以便冷却并继续消色回到基态。
使用光学工作台测量测试样品的光学特性并得出吸收比和光致变色特性。将各测试样本放置在具有定位在与测试样品的表面成30°至35°入射角处的活化光源的光学工作台上。所使用的活化光源是由Newport/Oriel型号69911 300-瓦特电源供电的氙弧灯，该电源配备有VS-25高速计算机控制的遮光器(其在数据收集期间暂时关闭，以使得杂散光不会干扰数据收集过程)、/>3mm KG-2吸热滤光器(其去除短波长辐射)、用于强度衰减的中性密度滤光器和用于光束准直的聚光镜片。弧灯配备有数字曝光控制器和传感器(Newport/Oriel型号68945)，以便维持输出随时间的精细控制。/>
用于监测响应测量的宽带(broadband)光源以垂直于测试样品表面的方式定位。通过用分裂端、分叉的纤维光缆收集和合并来自100瓦特卤钨灯(由ZUP60-14恒压电源控制)的单独过滤的光，获得更短的可见波长的增加的信号。将来自卤钨灯一侧的光用/>KG1滤光器滤光以吸收热量，并用/>B-440滤光器进行滤光以允许更短波长的通过。光的另一侧用/>KG1滤光器滤光或未滤光。通过以下来来收集光：将来自灯的每一侧的光聚焦至分裂端、分叉的纤维光缆的单独的端部上、并且随后结合成一个光源，该光源从电缆的单个端部出现。将4至6英寸(10.2cm至15.25cm)的光管附接至电缆的单个端部以确保适当的混合。宽带光源配备有在数据收集期间暂时打开的VS-25高速计算机控制的遮光器。
通过使来自电缆的单个端部的光穿过保持在计算机驱动的(检偏器偏振器)、机动旋转台的Moxtek,偏振器(型号M-061.PD、M660、U651或来自PhysikInstrumente的等效物)来实现光源的偏振。将监测光束设定成使得一个偏振平面(0°)垂直于光学工作台的平面并且第二偏振平面(90°)平行于光学工作台的平面。在23℃±0.1℃(通过温控空气室维持该温度)下在空气中运行样品。
为了使部分4中所制备的测试样品配向，向光路中添加第二偏振器(研究级膜偏振器，诸如来自OptoSigma,SPF-50C-32的偏振器)。将第二偏振器设定至第一检偏器偏振器的90°(+/-0.1度)。将样品放置在安装在旋转台上的自定心夹具中的空气室中(型号M-061.PD、M660、U651或来自Physik Instrumente的等效物)。将激光束(Coherent-ULN 635二极管激光器)导向通过交叉偏振器和测试样本。通过分光光度计以相对计数测量激光束的信号强度。将样品以3度增量旋转120度，以便定位激光束的最小透射光强度。然后将测试样品定位在最小透射光强度附近，并且然后将测试样品以0.1度的步长旋转12度，以便根据样品质量将最小透射定位至+/-0.1度。然后将测试样品最终定位在最小透射角处。此时，测试样品平行或垂直于Moxtek检偏器偏振器配向。从光路中移除第二偏振器和二极管激光束。使用该方法，在任何活化之前将样品配向至±0.1度。
为了进行测量，将各测试样品暴露于来自活化光源的约6.7W/m2的UVA 15分钟以活化光致变色化合物。使用具有检测器系统的国际光学公司(国际光学公司)研究辐射计(型号ILT950(FC))来验证每天开始时的暴露。然后使来自监测源的光(其偏振于0°偏振平面)经过样品并聚焦至1英寸(2.54cm)累计球中，使用单功能纤维光缆将其连接至OCEANS2000分光光度计。使用海洋光学公司(OCEAN OPTICS)驱动与来自全视线光学公司(Transitions Optical,Ltd.)的专有软件收集经过样品之后的光谱信息。在将光致变色材料活化时，来回旋转偏振器的位置以将来自监测光源的光偏振至90°偏振平面并返回。在活化期间以5-秒的间隔收集大约600至1200秒的数据。对于每次测试，调整偏振器的旋转以按以下偏振平面顺序收集数据：0°、90°、90°、0°等。
吸收比(AR)是在90°偏振(与检偏器偏振器垂直取向，最小透射)与0°偏振(与检偏器偏振器平行取向，最大透射)下测量的吸收的比率。
从漂白状态(未活化状态)到变暗状态(活化状态)的光密度变化(ΔOD)通过以下来确定：确立初始透射率，打开来自氙灯的遮光器以提供紫外辐射以将测试镜片从漂白状态改变至活化状态。以选定的时间间隔收集数据，测量活化状态下的透射率，并根据下式计算光密度变化：ΔOD＝log(％Tb/％Ta)，其中％Tb是在漂白状态下的百分比透射率，％Ta是在活化状态下的百分比透射率，并且对数是以10为底。
消色半衰期(Τ1/2)是测试样品中光致变色化合物的活化形式的ΔOD达到在十五分钟之后、或在达到饱和或接近饱和之后，在室温下在移除活化光源(例如，通过关闭遮光器)之后测量的ΔOD的一半的时间间隔，以秒为单位。
从根据本发明的实例和对比实例(CE)获得的光致变色性能测试结果(吸光度比率和消色半衰期)总结于以下表7中。
表7
光致变色性能测试结果
实例 AR 消色(T1/2)
实例11 7.0 189
实例12 5.5 177
实例13 6.7 184
实例14 5.9 200
实例15 5.8 203
实例16 5.5 166
实例17 5.4 158
CE-18 4.6 186
CE-19 4.6 218
CE-20 4.5 227
表7中所总结的结果证明，与以下相比，包括根据本发明的含介晶的化合物的涂覆层提供了在活化状态下改善的二向色性特性(如由更大量级的AR值指示的)：对比实例(CE-18和CE-19)，其不包括具有至少四个环状基团的任何介晶链段；以及对比实例(CE-20)，其不包括含介晶的化合物。用根据本发明的含介晶的化合物观察到改善的二向色性特性，其具有至少一种在一个或多个末端介晶基团或中央介晶基团或两者中具有至少四个环状基团的介晶。另外，与对比实例相比，根据本发明的含介晶的化合物提供等同或改善的消色半衰期值。
本发明可以进一步地由以下非限制性条款1-17中的一项或多项表征。
条款1：一种含介晶的化合物，其由以下式(I)表示，
其中，
(A)介晶-1和介晶-3各自独立地由以下式(II)表示，
其中对于式(II)，
P选自氢、卤素、烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、三卤代甲基丙烯酸酯、氰基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、甲基丙烯酰胺基、环氧乙烷、羟基、伯氨基、羧酸、或羧酸酯；
(B)介晶-2由以下式(III)表示，
其中，独立地，对于式(II)和式(III)中的每一个，
S1、S2、S3和S4每次出现时独立地选自间隔基单元，所述间隔基单元选自-CH2-；-O-；-C(O)-；-N＝N-；-CH＝CH-；-C≡C-；-CH＝N-；-CF2-；或-NH-，前提是当两个包含杂原子的间隔基单元连接在一起时，所述间隔基单元被连接为使得杂原子不直接彼此连接；
d是0至20；
e、f和g每次出现时独立地是0至3；
Q1、Q2和Q3每次出现时独立地是选自由以下组成的组的二价基团：未取代或取代的脂环族基团；未取代或取代的杂环脂肪族基团；未取代或取代的芳基；以及未取代或取代的杂芳基；其中所述脂环族基团取代基、杂脂环族基团取代基、芳基取代基、以及杂芳基取代基各自独立地选自氰基或-(S1)d-P，其中S1、d和P各自如对于式(II)所定义的；并且
e”和f”每次出现时独立地是从0至6，前提是e”和f”的总和至少是1(或者前提是e”和f”的总和至少是2)；并且
(C)-L1-和-L2-各自独立地由以下式(IV)表示，
-(A-B)y-E- (IV)
其中，
(i)y是0至30；
(ii)对于各y，各A独立地是选自由脂肪族基团和卤代脂肪族基团组成的组的二价基团；
(iii)对于各y，各B独立地是选自由以下组成的组的二价基团：-O-；-C(O)O-；-OC(O)O-；-C(O)N(R1)-，其中R1是H或烷基；
-NH-C(O)O-；-N(R2)C(O)N(R2)-，其中各R2独立地选自H或烷基；其中n是1至5，并且对于各n，各R3独立地选自甲基、乙基、或苯基；和-Si(R4)(R4)-，其中各R4独立地选自甲基、乙基、或苯基；并且
(iv)E是选自由脂肪族基团和卤代脂肪族基团组成的组的二价基团，
前提是介晶-1、介晶-2、或介晶-3中的至少一种包括至少四个环状基团，并且
前提是-L1-和-L2-各自独立地包含至少20个键的平均链长。
条款2：如条款1所述的含介晶的化合物，其中，
独立地，对于式(II)和式(III)中的每一个
Q1、Q2和Q3每次出现时独立地是选自由以下组成的组的二价基团：未取代或取代的环烷基；未取代或取代的苯基；未取代或取代的萘基；以及未取代或取代的三蝶烯基；其中所述环烷基取代基、苯基取代基、萘基取代基、以及三蝶烯基取代基各自独立地选自氰基或-(S1)d-P，其中S1、d和P各自如对于式(II)所定义的。
条款3：如条款1或2所述的含介晶的化合物，其中，
独立地，对于式(II)和式(III)中的每一个
Q1、Q2和Q3每次出现时独立地是选自由以下组成的组的二价基团：未取代或取代的1,4-环己基；未取代或取代的1,4-苯基；未取代或取代的1,5-萘基；未取代或取代的2,6-萘基；未取代或取代的1,8-萘基；和未取代或取代的1,4-三蝶烯基，其中所述1,4-环烷基取代基、1,4-苯基取代基、1,5-萘基取代基、2,6-萘基取代基、1,8-萘基取代基和1,4-三蝶烯基取代基各自独立地选自氰基或-(S1)d-P，其中S1、d和P各自如对于式(II)所定义的。
条款4：如条款1至3中任一项所述的含介晶的化合物，其中，
对于式(II)
P选自氢、烷基、烷氧基、丙烯酸酯、或甲基丙烯酸酯；
对于式(IV)
(i)y是1至30；
(ii)对于各y，各A独立地是选自由烷基和卤代烷基组成的组的二价基团；
(iii)对于各y，各B独立地是选自由以下组成的组的二价基团：-O-；-C(O)O-；-OC(O)O-；-C(O)N(R1)-，其中R1是H或烷基；-NH-C(O)O-；-N(R2)C(O)N(R2)-，其中各R2独立地选自H或烷基；其中n是1至5，并且对于各n，各R3独立地选自甲基或苯基；和-Si(R4)(R4)-，其中各R4独立地选自甲基或苯基；并且
(iv)E是选自由烷基和卤代烷基组成的组的二价基团。
条款5：如条款1至4中任一项所述的含介晶的化合物，其中，
介晶-1由式(II)表示，
其中式(II)的P选自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、三卤代甲基丙烯酸酯、氰基丙烯酸酯、环氧乙烷、羟基、伯氨基、羧酸、或羧酸酯；并且
介晶-3由以下式(V)表示，
其中R选自氢、卤素、烷基、卤代烷基、烷氧基、或卤代烷氧基，并且
S2、S3、S4、Q2、Q3、e’、f’、e和f各自独立地如对于式(II)所定义的。
条款6：如条款1至5中任一项所述的含介晶的化合物，其中，
介晶-1和介晶-3各自独立地由以下式(V)表示，
其中R选自氢、卤素、烷基、卤代烷基、烷氧基、或卤代烷氧基，并且
S2、S3、S4、Q2、Q3、e’、f’、e和f各自独立地如对于式(II)所定义的。
条款7：如条款1至6中任一项所述的含介晶的化合物，其中，介晶-1和介晶-3相同。
条款8：如条款1至7中任一项所述的含介晶的化合物，其中，-L1-和-L2-各自独立地包含至少25个键、或至少30个键的平均链长。
条款9：如条款1至8中任一项所述的含介晶的化合物，其中，-L1-和-L2-各自独立地包含20至200个键、或25至150个键、或30至100个键的平均链长。
条款10：如条款1至9中任一项所述的含介晶的化合物，其中，式(I)的-L1-和-L2-各自独立地选自式L(1)直至式L(22)，包括它们的两种或更多种的组合，如本文先前所描述的。
条款11：一种液晶组合物，其包含如条款1-10中任一项所述的含介晶的化合物。
条款12：如条款11所述的液晶组合物，其进一步包含光致变色化合物、二向色性化合物、或光致变色-二向色性化合物中的至少一种。
条款13：如条款12所述的液晶组合物，其中，所述光致变色-二向色性化合物包含至少一个光致变色部分，并且所述光致变色化合物和所述光致变色-二向色性化合物的各光致变色部分在各情况下独立地选自茚并稠合萘并吡喃、萘并[1,2-b]吡喃、萘并[2,1-b]吡喃、螺芴并[1,2-b]吡喃、菲并吡喃、喹啉并吡喃、荧蒽并吡喃、螺吡喃、苯并噁嗪、萘并噁嗪、螺(二氢吲哚)萘并噁嗪、螺(二氢吲哚)吡啶并苯并噁嗪、螺(二氢吲哚)荧蒽并噁嗪、螺(二氢吲哚)喹啉并噁嗪、俘精酸酐、俘精酰亚胺、二芳基乙烯、二芳基烷基乙烯、二芳基烯基乙烯、非热可逆光致变色化合物、或它们的混合物。
条款14：一种光学元件，其包括：
基材；以及
在基材的表面的至少一部分上的层，其中所述层包含条款1-10中任一项所述的含介晶的化合物。
条款15：如条款14所述的光学元件，其进一步包含插入在所述基材与所述层之间的配向层，其中所述配向层通过暴露于以下中的至少一种而是至少部分地可配向的：磁场、电场、线性偏振辐射、剪切力、或它们的两种或更多种的组合。
条款16：如条款14或15所述的光学元件，其中，所述光学元件选自显示元件、窗、镜、液晶盒元件、或眼科元件。
条款17：如条款16所述的光学元件，其中，所述眼科元件选自矫正镜片、非矫正镜片、接触镜片、眼内镜片、放大镜片、保护性镜片、或护目镜。
已经根据本发明的特定实施例的具体细节描述了本发明。这并不旨在认为这些细节是对本发明的范围的限制，除非在它们包括在所附权利要求中的程度上。

Claims (15)

1.一种含介晶的化合物，其由以下式(I)表示，
其中，
(A)介晶-1和介晶-3各自独立地由以下式(II)表示，
其中对于式(II)，
P选自氢、卤素、烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、三卤代甲基丙烯酸酯、氰基丙烯酸酯、丙烯酰胺基、甲基丙烯酰胺基、环氧乙烷、羟基、伯氨基、羧酸、或羧酸酯；
(B)介晶-2由以下式(III)表示，
其中，独立地，对于式(II)和式(III)中的每一个
S1、S2、S3和S4每次出现时独立地选自间隔基单元，所述间隔基单元选自-CH2-；-O-；-C(O)-；-N＝N-；-CH＝CH-；-C≡C-；-CH＝N-；-CF2-；或-NH-，前提是当两个包含杂原子的间隔基单元连接在一起时，所述间隔基单元被连接为使得杂原子不直接彼此连接；
d是0至20；
e、f和g每次出现时独立地是0至3；
Q1、Q2和Q3每次出现时独立地是选自由以下组成的组的二价基团：未取代或取代的脂环族基团；未取代或取代的杂环脂肪族基团；未取代或取代的芳基；以及未取代或取代的杂芳基；其中所述脂环族基团取代基、杂脂环族基团取代基、芳基取代基、以及杂芳基取代基各自独立地选自氰基或-(S1)d-P，其中S1、d和P各自如对于式(II)所定义的；并且
e”和f”每次出现时独立地是从0至6，前提是e”和f”的总和至少是1；并且
(C)-L1-和-L2-各自独立地由以下式(IV)表示，
-(A-B)y-E- (IV)
其中，
(i)y是0至30；
(ii)对于各y，各A独立地是选自由脂肪族基团和卤代脂肪族基团组成的组的二价基团；
(iii)对于各y，各B独立地是选自由以下组成的组的二价基团：-O-；-C(O)O-；-OC(O)O-；-C(O)N(R1)-，其中R1是H或烷基；-NH-C(O)O-；-N(R2)C(O)N(R2)-，其中各R2独立地选自H或烷基；其中n是1至5，并且对于各n，各R3独立地选自甲基、乙基、或苯基；和-Si(R4)(R4)-，其中各R4独立地选自甲基、乙基、或苯基；
(iv)E是选自由脂肪族基团和卤代脂肪族基团组成的组的二价基团，
前提是介晶-1、介晶-2、或介晶-3中的至少一种包括至少四个环状基团，并且
前提是-L1-和-L2-各自独立地包含至少20个键的平均链长。
2.如权利要求1所述的含介晶的化合物，其中，
独立地，对于式(II)和式(III)中的每一个，
Q1、Q2和Q3每次出现时独立地是选自由以下组成的组的二价基团：未取代或取代的环烷基；未取代或取代的苯基；未取代或取代的萘基；以及未取代或取代的三蝶烯基；其中所述环烷基取代基、苯基取代基、萘基取代基、以及三蝶烯基取代基各自独立地选自氰基或-(S1)d-P，其中S1、d和P各自如对于式(II)所定义的。
3.如权利要求1或2所述的含介晶的化合物，其中，
独立地，对于式(II)和式(III)中的每一个，
Q1、Q2和Q3每次出现时独立地是选自由以下组成的组的二价基团：未取代或取代的1,4-环己基；未取代或取代的1,4-苯基；未取代或取代的1,5-萘基；未取代或取代的2,6-萘基；未取代或取代的1,8-萘基；和未取代或取代的1,4-三蝶烯基，其中所述1,4-环己基取代基、1,4-苯基取代基、1,5-萘基取代基、2,6-萘基取代基、1,8-萘基取代基和1,4-三蝶烯基取代基各自独立地选自氰基或-(S1)d-P，其中S1、d和P各自如对于式(II)所定义的。
4.如权利要求1或2所述的含介晶的化合物，其中，
对于式(II)
P选自氢、烷基、烷氧基、丙烯酸酯、或甲基丙烯酸酯；
对于式(IV)
(i)y是1至30；
(ii)对于各y，各A独立地是选自由烷基和卤代烷基组成的组的二价基团；
(iii)对于各y，各B独立地是选自由以下组成的组的二价基团：-O-；-C(O)O-；-OC(O)O-；-C(O)N(R1)-，其中R1是H或烷基；-NH-C(O)O-；-N(R2)C(O)N(R2)-，其中各R2独立地选自H或烷基；其中n是1至5，并且对于各n，各R3独立地选自甲基或苯基；和-Si(R4)(R4)-，其中各R4独立地选自甲基或苯基；并且
(iv)E是选自由烷基和卤代烷基组成的组的二价基团。
5.如权利要求1或2所述的含介晶的化合物，其中，
介晶-1由式(II)表示，
其中式(II)的P选自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、三卤代甲基丙烯酸酯、氰基丙烯酸酯、环氧乙烷、羟基、伯氨基、羧酸、或羧酸酯；并且
介晶-3由以下式(V)表示，
其中R选自氢、卤素、烷基、卤代烷基、烷氧基、或卤代烷氧基，并且
S2、S3、S4、Q2、Q3、e’、f’、e和f各自独立地如对于式(II)所定义的。
6.如权利要求1或2所述的含介晶的化合物，其中，
介晶-1和介晶-3各自独立地由以下式(V)表示，
其中R选自氢、卤素、烷基、卤代烷基、烷氧基、或卤代烷氧基，并且
S2、S3、S4、Q2、Q3、e’、f’、e和f各自独立地如对于式(II)所定义的。
7.如权利要求1或2所述的含介晶的化合物，其中，介晶-1和介晶-3相同。
8.如权利要求1或2所述的含介晶的化合物，其中，-L1-和-L2-各自独立地包含至少25个键的平均链长。
9.一种液晶组合物，其包含如权利要求1至8中任一项所述的含介晶的化合物。
10.如权利要求9所述的液晶组合物，其进一步包含光致变色化合物、二向色性化合物、或光致变色-二向色性化合物中的至少一种。
11.如权利要求10所述的液晶组合物，其中，所述光致变色-二向色性化合物包含至少一个光致变色部分，并且所述光致变色化合物和所述光致变色-二向色性化合物的各光致变色部分在各情况下独立地选自茚并稠合萘并吡喃、萘并[1,2-b]吡喃、萘并[2,1-b]吡喃、螺芴并[1,2-b]吡喃、菲并吡喃、喹啉并吡喃、荧蒽并吡喃、螺吡喃、苯并噁嗪、萘并噁嗪、螺(二氢吲哚)萘并噁嗪、螺(二氢吲哚)吡啶并苯并噁嗪、螺(二氢吲哚)荧蒽并噁嗪、螺(二氢吲哚)喹啉并噁嗪、俘精酸酐、俘精酰亚胺、二芳基乙烯、二芳基烷基乙烯、二芳基烯基乙烯、非热可逆光致变色化合物、以及它们的混合物。
12.一种光学元件，其包括：
基材；以及
在所述基材的表面的至少一部分上的层，其中所述层包含如权利要求1至8中任一项所述的含介晶的化合物。
13.如权利要求12所述的光学元件，其进一步包含插入在所述基材与所述层之间的配向层，其中所述配向层通过暴露于以下中的至少一种而是至少部分地可配向的：磁场、电场、线性偏振辐射、剪切力、或它们的两种或更多种的组合。
14.如权利要求12或13所述的光学元件，其中，所述光学元件选自显示元件、窗、镜、液晶盒元件、或眼科元件。
15.如权利要求14所述的光学元件，其中，所述眼科元件选自矫正镜片、非矫正镜片、接触镜片、眼内镜片、放大镜片、保护性镜片、或护目镜。
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