TWI418549B - 三環芳香族化合物及液晶介質 - Google Patents

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TWI418549B
TWI418549B TW096103058A TW96103058A TWI418549B TW I418549 B TWI418549 B TW I418549B TW 096103058 A TW096103058 A TW 096103058A TW 96103058 A TW96103058 A TW 96103058A TW I418549 B TWI418549 B TW I418549B
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Description

三環芳香族化合物及液晶介質
本發明係關於通式I之三環芳香族化合物, 其中A1 、A2 、A3 、A4 各自彼此獨立地表示1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基或1,4-伸環己二烯基,其未經取代或經一至四個F原子取代,且在各情況下彼此獨立,其中一或兩個CH2 基團可由-O-或-S-替代,以雜原子不彼此直接鍵聯之方式,1,4-伸苯基,其可經一或兩個氟或氯原子取代且另外其中一或兩個CH基團可由N替代,或1,4-雙環[2.2.2]伸辛基或2,6-螺[3.3]伸庚基,Q1 -Q2 表示O-CH2 、CH2 -O、O-CF2 、CF2 -O、CH2 -CH2 、O-CO或CO-O,R1 、R2 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基,其未經取代或經鹵素至少單取代且其中一或多個非相鄰CH2 基團可各自彼此獨立地由-O-、-S-或-CO-替代,兩個相鄰CH2 基團可各自由-CH=CH-、-CF=CF-、-COO-、-OOC-、-C≡C-或1,2-伸環丙基替代,或三個相鄰CH2 基團可由1,3-伸環丁基替代,或表示F、Cl、-OCF3 、-OCHF2 、-CN、-NCS或H,其限制條件為僅R1 或僅R2 可為H,X1 、X2 、X3 各自彼此獨立地表示H、F或Cl,Z1 、Z2 、Z3 、Z4 各自彼此獨立地表示單鍵、-CH2 CH2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CH2 -、-CF2 O-、-OCF2 -、-COO-、-OOC-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-,且q、r、s、t、u各自彼此獨立地表示0或1,本發明係關於其用途且係關於一種製備式I之化合物之方法。
本發明此外係關於一種包含至少一種通式I之化合物之液晶介質且係關於此類型之液晶介質在顯示元件、尤其在電-光學顯示元件中之用途。
一些有機化合物在升溫時並非直接自結晶態轉變為液態,而是經過一或多個清楚限定之溫度範圍內之其他相。該等相具有方向依賴性之物理性質,但如液體般可移動。已知該等相(在下文中通常亦被稱作液晶介質)之物理特徵,諸如向列型、膽固醇型、矩列型A或矩列型C相(參見P.G.deGennes及J.Prost,The Physics of Liquid Crydtals,Clarendon Press,Oxford 1993)。典型適用於電-光學中之該等化合物之分子結構的特徵在於一剛性骨架,其含有(例如)鍵聯之1,4-伸苯基或1,4-伸環己基以及縮合環系統,該等縮合環系統在盡可能彼此遠離之點處經諸如烷基、烷氧基或氰基之所謂液晶原基取代。
用於電-光學中之液晶介質由該等化合物之混合物組成,其中亦使用不具有自結晶相至液晶相之互變轉移之化合物。在向列相之情況下,眾所周知,光學性質及介電性質具有第一近似值,一種對於混合物組份之比例之線性依賴性。一般而言,若以不同化合物或化合物之混合物之各向異性-物理量之值對所謂降低之溫度TR (TR =TM /TC ,TM 為量測溫度,TC 為清澈溫度,亦即自向列相至各向同性相之轉移溫度(均以K計))作圖,則其曲線為類似的。一組份對各向異性性質之貢獻因此可藉由在相同TR 下加以比較來確定。
在基於液晶介質之顯示元件(液晶顯示器)中,眾所周知,藉由向液晶介質位於其間之電極施加電場造成影像之改變。基於扭轉向列單元(TNC)之原理之熟知電-光學顯示元件為尤其重要的。與電極表面之相互作用造成向列相之分子以其採用螺旋狀排列之方式排列。其使得光穿透之極化平面旋轉,從而元件在介於兩個交叉極化箔之間呈透明狀。向電極施加電壓使得分子垂直排列。關於此之先決條件為正介電各向異性(△ε>0)。其中分子之螺旋狀排列可轉變為平行排列之平面內切換(IPS)之已知方法使得能夠產生尤其高對比度之影像。在無背光且僅具有一極化箔之情況下操縱之電-光學顯示元件似乎為尤其有利的。具有高資訊密度、低定址電壓及對比度對於視角之低依賴性之此類型的反射電-光學顯示元件描述於Y.Itoh等人,SID 98 Digest,221中。其中,遵循向列相之光學各向異性△n之產品的最佳值及其層厚度d對於對比度對於視角之低依賴性為至關重要的。眾所周知,在該等應用中顯示之影像或文數字資訊之品質愈佳,則液晶介質之比電阻愈高。其尤其適用於主動型矩陣顯示器之操作。由薄膜電晶體組成之驅動元件在電壓源關閉後維持電壓之能力一般由電壓保持比(VHR)表示。
對於變得甚至更重要之封閉空間外部之應用,需要具有尤其高清澈點之液晶介質。眾所周知,像素之電定址可有利地在低臨限電壓下建立。基於其中△ε>0之向列相之所謂Frederiks臨限值(以伏特量測)及其中△ε<0之彼等向列相之所謂DAP(排列相之變形)臨限值,該等臨限電壓可由已知方法確定。每時間單位之可能影像改變之數目係視液晶介質中分子之遷移率而定,其隨著溫度降低而迅速降低。對於TNC而言,響應時間直接取決於液晶介質之旋轉黏度,其轉而與可以習知毛細管黏度計量測之值相關。基於近晶C相之鐵電層或反鐵電層之重新排列的電-光學顯示元件亦為已知的。已知聚合物分散液晶(PDLC)由分散於透明聚合物中之液晶介質之小滴組成,其作為施加電壓之函數散射入射光。同樣不需要極化箔之電-光學顯示元件可使用具有負介電各向異性且包含二向色染料之液晶介質來製造。近年來基於根據VA(垂直排列)技術之具有負介電各向異性(△ε<0)之向列型液晶介質中偏振光之調節的電-光學顯示元件已變得尤其重要。
上述顯示元件中所用之液晶介質具有許多缺點,因為用作混合物組份之化合物對光、熱作用或在電場中不夠穩定。另外,良好對比度所需之光學各向異性僅可由其同時有利操作電壓及響應時間而困難地達成。
已知液晶介質在電-光學顯示元件中展現仍需要改進之性質。詳言之,可達到之臨限電壓及響應時間仍過高。
詳言之,本發明係基於提供一類有助於製造具有低臨限電壓及短響應時間之電-光學顯示元件之穩定化合物的目的。
已意外地發現通式I之三環芳香族化合物有利地適用作液晶介質之組份。可由該等化合物製造尤其適於上述應用之具有尤其低之臨限電壓及短響應時間的穩定液晶介質。歸功於其高VHR,根據本發明之三環化合物尤其適於製造主動型矩陣顯示器。其具有高清澈溫度且在曝露於光及在高於120℃之溫度下時尤其穩定。根據本發明之化合物通常拓寬用於製備用於各種應用、尤其以上提及之彼等應用之有利液晶介質之液晶物質的範圍。
根據本發明之式I之三環芳香族化合物涵蓋1,2,3,4,4a,9,10,10a-八氫菲 及2,3,4,4a,9,9a-六氫-1H-茀
其分別在三環骨架之2位、4a位及10a位上或2位、4a位及9a位上各自具有3個對掌性中心。在本發明內,較佳為具有其中4a位及10a位上或4a位及9a位上之H原子分別彼此處於反位中之構型的化合物。其中2位及4a位上之H原子彼此處於順位或反位之式I之化合物均為適合的。
在式I之化合物中,A1 、A2 、A3 、A4 各自彼此獨立地較佳表示未經取代或經一至兩個F原子取代且其中-CH2 基團可在各種情況下彼此獨立地由-O-替代之1,4-伸苯基或1,4-伸環己基,其中該1,4-伸環己基及2,5-伸四氫哌喃基較佳具有反式構型:
由通式I之基團R1 及R2 涵蓋之烷基可為直鏈或支鏈烷基。其較佳為直鏈烷基且因此表示甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基或十二烷基。若同樣涵蓋之烯基之雙鍵並非端基,則其較佳具有E構型。若該等取代基係於苯基鍵結,則關於R1 及R2 之F及Cl之含義同樣較佳。
Q1 -Q2 較佳表示O-CH2 、O-CF2 或CH2 CH2 ,其中O-CH2 及O-CF2 尤其較佳。
在式I中,X1 、X2 、X3 各自彼此獨立地表示H、F或Cl,較佳為H或F。尤其較佳地,X1 及/或X2 為F,X3 為氫。此外,X2 、X3 較佳為F,X1 為氫。通式I中之Z1 、Z2 、Z3 、Z4 較佳各自彼此獨立地表示單鍵、-CH2 CH2 -、-OCF2 -或-CF2 O-,其中單鍵尤其較佳。
指數q、r、s、t各自彼此獨立地表示1或零,從而式I可含有零至四個具有A1 、A2 、A3 、A4 意義之基團。式I化合物較佳為其中q、r、s及t之和等於1或2,亦即除根據本發明之三環芳香族化合物之骨架之外,存在一或兩個具有A1 、A2 、A3 、A4 意義之環狀基團。尤其較佳為其中q及r之和為1或2且同時s及t之和為零或1之化合物。獨立地,指數u表示1或零。1為較佳。
式I亦涵蓋光學活性化合物及其外消旋體。前者可由特異性不對稱合成或藉由對掌性載體材料(例如環糊精)管柱層析分離根據本發明之光學非活性化合物而獲得。式I之光學活性化合物尤其適用於具有鐵電及反鐵電性質之相及用於製備膽固醇相。亦涵蓋其中鍵結元素具有同位素分佈非天然分佈之式I化合物。
通式I之較佳化合物由子通式Ia及Ib表示:
一些此類型之化合物展示如下,其中R1 及R2 具有所指示之含義。
通式I之化合物係由通常已知之方法製備。該等方法於(例如)彙編Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry],Georg Thieme Verlag,Stuttgart及熟習此項技術者可獲得之其他公開案中給出。經溴或氯(此處以Y標記)於7位上取代、縮略為Y-Ar之式 之三環芳香族化合物藉由通常已知之過渡金屬催化鈴木偶合(Suzuki coupling)鍵聯至式III之酸(合成流程1,R1 -(A2 -Z2 )-A1 -B(OH)2 為經取代苯基酸(為有利的。鹵素-金屬交換(例如溴-鋰交換),隨後加成至C=O鍵上(在熟知隨後反應後)同樣產生通式I之化合物(合成流程2):
合成流程3經由實例展示得到化合物Y-Ar之通常已知合成步驟之次序,根據本發明之子式Ia及Ib之化合物可由其製備。
將使用乙酸異丙烯酯可自經取代1-四氫萘酮起始獲得之烯醇乙酸酯轉變為三丁基錫烷,由偶氮二異丁腈引發使用溴乙酸酯以自由基烷基化作用將其轉變為2-取代1-四氫萘酮(參見K.Miura等人,Organic Lett.3,2591(2001))。在乙醇中使用NaBH4 使側氧基選擇性還原後,藉由與苄基溴、鹼及碘化四乙銨反應保護所形成之OH基團(參見Czernecki等人。Tetrahedron Lett.3535(1976))。將水解及酸化後釋放之酸以已知方式轉變為羧酸氯化物,由Arndt-Eistert方法將其轉變為伸長一CH2 基團之羧酸。
藉由氫化作用(Pd催化)移除苄基後,加熱得到σ內酯。藉由於四氫呋喃中與二異丙基醯胺鋰及烷基溴或烯丙基溴反應以通常已知之方式使其經取代(例如W.F.Bailey等人,Tetrahedron Letters 31,5093(1990))。α取代內酯可同樣以通常已知之方式藉由使用LiAIH4 或NaBH4 及醚合三氟化硼還原轉變為通式Ia之化合物,或藉由與Lawesson's試劑反應、隨後使用二乙胺基三氟化硫(DAST)將CS基團轉變為CF2 基團而轉變為通式Ib之化合物(參見S.Scheibye等人。Tetrahedron 35,1339(1979))。其中u=0之式Ia及Ib之化合物可自經取代1-茚酮起始類似獲得。一些適合1-茚酮可市面上購得(例如購自Sigma-Aldrich GmbH)或可類似於以下合成流程4使用丙二酸酐自經取代苯起始獲得。
除偶合所需之取代基Y之外,合成流程3中使用之經取代1-四氫萘酮亦可已帶有取代基R1 -(A2 -Z2 )r (A1 -Z1 )q -。如合成流程4中所示,其可(例如)於二氯甲烷中使用丁二酸酐藉由Friedel-Crafts醯化、催化加氫及使用使用亞硫醯氯製備之羧酸氯化物第二醯化來製備。
如以實例之方式在合成流程5中展示,其中Q1 -Q2 表示CH2 -CH2 且u表示一之式I之化合物可藉由SO2 之擠壓藉由相應經取代1,3-二氫苯幷[c]噻吩2,2-二氧化物之分子內環加成來獲得(參見W.Oppolzer等人,Helv.Chim.Acta 62,2017(1979))。
本發明同樣涵蓋之液晶介質由至少兩種液晶組份組成且包含至少一種通式I之化合物作為組份。其通常包含一至五種、較佳二至四種式I之化合物。根據本發明之液晶介質之其他混合物組份可為通常已知之液晶原基(mesogenic)化合物,亦即可以純形式或與其他組份混合形成液晶相之化合物。舉例而言,DE 19804894中提及一些此類化合物。最重要的係根據通式IV構建U1 -(B1 -Y1 )m -(B2 -Y2 )n -B3 -U2 IV其中B1 至B3 各自彼此獨立地表示未經取代或經鹵素或CN取代之1,4-伸環己基,其中一或兩個CH2 基團可由-O-替代,4-雙環[2.2.2]伸辛基,1,4-伸苯基及2,5-伸嘧啶基,以及2,6-伸萘基,1,2,3,4-四氫伸萘-2,4-基或伸二氫茚-2,5-基;U1 、U2 彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基或烯基,其未經取代或經至少一個鹵素原子取代且其中一或多個非相鄰CH2 基團可由-O-或-S-替代,或表示-CN、-OCHF2 、-OCF3 、-SF5 、-F、-Cl、-OCH=CF2 、-N=C=S;Y1 、Y2 彼此獨立地表示-CH2 CH2 -、-COO-、-CH=CH-、-OCF2 -或單鍵,及m、n表示0、1或2。
可經由實例提及其中提及之烷基表示其中1或2個CH2 基團係由-O-或-CH=CH-替代之具有1至12個C原子之烷基的混合物組份:
然而,亦有可能添加其他混合物組份,諸如二向色染料、本發明未涵蓋之對掌性化合物、導電鹽、奈米粒子及形成凝膠之聚合物或諸如熱解矽酸之非晶形固體。亦有可能添加氧化抑制劑。
根據本發明之液晶介質係藉由於一玻璃容器中將該等組份一起加熱至80℃、藉由攪拌將其混合且容許該混合物冷卻至室溫來製備。根據本發明之液晶介質中通式I之三環芳香族化合物的比例可介於1重量%與99重量%之間。其較佳介於10重量%與90重量%之間且尤其較佳介於15重量%與50重量%之間。
以下實例意欲說明本發明而非限制本發明。所有百分比表示重量百分比。溫度在下文中係以攝氏度指示,m.p.表示熔點,h表示小時,min表示分鐘。Cr表示結晶相,Sm表示近晶相,Ne表示向列相且Is表示各向同性相。該等符號之間之數字指示所指示之該等相之間之轉移發生時的溫度。IR表示紅外光譜,KBr意謂該光譜係使用習知溴化鉀碟片來記錄。除非另外指示,否則烷基為正烷基。
實例1及2
根據合成流程3,將1 mol已知6-氯-1-四氫萘酮與2 mol乙酸異丙烯酯及1 g對甲苯磺酸一起回流5小時,同時連續蒸餾出所形成之丙酮。冷卻至室溫後,蒸餾出過量乙酸異丙烯酯,且將殘餘物與500 ml第三丁基甲基醚與250 ml水一起震盪。將有機相使用硫酸鈉乾燥且蒸發,且將殘餘物在減壓下蒸餾。在100℃下將以此方式獲得之乙酸6-氯-3,4-二氫萘-1-基酯與等莫耳量之甲氧基三丁基錫烷一起攪拌4小時,在此期間連續移除所形成之乙酸甲酯。將在減壓下蒸餾後所獲得之6-氯-3,4-二氫-1-三丁基錫烷基氧基萘與等量溴乙酸乙酯及0.25倍莫耳量之偶氮二異丁腈一起溶解於苯中,且將該混合物回流5小時。使藉由蒸餾移除後所獲得之殘餘物經受管柱層析純化(來自Merck KGaA,Darmstadt之矽膠60,溶離劑甲苯/異丙醇混合物,體積比9:1)。在室溫下將移除溶劑後所獲得之6-氯-2-乙氧基羰基-1-四氫萘酮於乙醇中與過量NaBH4 一起攪拌5小時。隨後小心添加稀鹽酸。以乙醚萃取所形成之6-氯-2-乙氧基羰基-1-羥基萘滿。使用硫酸鈉乾燥後,將有機相蒸發。使殘餘物再次經受管柱層析分離(如以上提及之條件)。藉由添加NaH及(C4 H9 )4 NI,將作為主要餾份產生之在1,2-位上具有反式H原子之形式於四氫呋喃中使用苄基溴轉變為苄基醚。移除溶劑後,使用氫氧化鉀醇溶液將此苄基醚水解。使用稀鹽酸酸化後,藉由自乙醇中結晶純化所形成之羧酸。使用亞硫醯氯轉變為羧酸氯化物後,重氮甲基酮係藉由與重氮甲烷反應以通常已知之方式自此製備。添加硝酸銀及氨之後,此重氮甲基酮重排得到醯胺(Wolff重排),使用氫氧化鉀醇溶液將其水解。將使用稀鹽酸酸化時所形成之羧酸藉由抽吸濾出、溶解於乙醇中且在添加催化劑(5%碳上Pd)後氫化。藉由將藉由過濾移除催化劑且藉由蒸餾移除溶劑後獲得之反應產物加熱至100℃至140℃來獲得σ-內酯。使用二異丙基醯胺及烯丙基溴於四氫呋喃中將此σ-內酯烯丙基化。藉由與LiAIH4 及醚合三氟化硼反應以通常已知之方式自此製備2-烯丙基-7-氯-4-氧雜-1,2,3,4,4a,9,10,10a-八氫菲(參見G.R.Pettit等人。J.Org.Chem.26,4773(1961))。於四氫呋喃中氫化且在大氣壓下添加鈀/碳(5% Pd)得到7-氯-4-氧雜-2-丙基-1,2,3,4,4a,9,10,10a-八氫菲。
實例3
在Pd(0)催化劑-例如氫化二異丁基鋁-還原雙[三環己基膦]二氯化鈀或已知所謂Buchwald催化劑中之一者之作用下,以通常已知之方式於四氫呋喃中使來自實例2之7-氯-4-氧雜-2-丙基-1,2,3,4,4a,9,10,10a-八氫菲經受與已知3,4,5-三氟苯基酸之偶合反應。藉由蒸餾移除溶劑後,藉由管柱層析(固定相矽膠60,溶離劑甲苯)將粗產物分離。藉由蒸餾移除溶離劑後,藉由自乙醇中再結晶使主要餾份中存在之4-氧雜-2-丙基-7-(3,4,5-三氟苯基)-1,2,3,4,4a,9,10,10a-八氫菲經受進一步純化。FI/FD-MS(m/e):332(C20 H19 F3 O)。
實例4至9
以下同樣係由通常已知之方法合成:
實例10
2-(5,6-二氟-1-側氧基二氫茚-2-基甲基)庚酸甲酯
前驅物2-(5,6-二氟-1-側氧基二氫茚-2-基甲基)庚酸甲酯係由S.Muthusamy,Bull Chem.Soc.Japan ,2002,75,801-812之方法藉由Michael加成於2-亞甲基庚酸甲酯上(H.Stetter,H.Kuhlmann,Synthesis 1979,29-30)由已知5,6-二氟二氫茚-1-酮(S.Shimada等人,Tetrahedron Letters 2004,45(8),1741-1745)來製備。
5,6-二氟-2-(2-羥基甲基庚基)二氫茚-1-醇
將877 mg(23.1 mmol)氫化鋰鋁最初引入10 ml THF中,且伴以冰冷卻逐滴添加5.0 g(15.4 mmol)2-(5,6-二氟-1-側氧基二氫茚-2-基甲基)庚酸甲酯於20 ml THF中之溶液。將冷卻移除,且將批料在室溫下攪拌2小時且隨後回流30分鐘。使用冰水水解後,使用濃鹽酸將該溶液酸化,且將水相分離出且以MTB醚萃取三次。將合併之有機相以水洗滌且經硫酸鈉乾燥。於真空中移除溶劑,得到呈無色油狀之5,6-二氟-2-(2-羥基甲基庚基)二氫茚-1-醇,其對於進一步反應足夠純。
7,8-二氟-3-戊基-2,3,4,4a,5,9b-六氫茚幷[1,2-b]哌喃
將6.0 g(21.4 mmol)5,6-二氟-2-(2-羥基甲基庚基)二氫茚-1-醇溶解於70 ml二氯甲烷及10 ml吡啶中,且伴以冰冷卻添加9.5 g(50 mmol)對甲苯磺醯氯。移除冷卻,且將批料在室溫下攪拌隔夜。添加100 ml二氯甲烷後,將該溶液以2 N鹽酸洗滌三次且以水及硫酸銅溶液各洗滌一次並經硫酸鈉乾燥。於真空中移除溶劑,得到7,8-二氟-3-戊基-2,3,4,4a,5,9b-六氫茚幷[1,2-b]哌喃之異構體混合物,藉由矽膠層析(溶離劑庚烷/甲苯5:1)將其分離,得到呈無色固體狀之(3R ,4aS ,9bR )-7,8-二氟-2,3,4,4a,5,9b-六氫-3-戊基茚幷[1,2-b]哌喃之外消旋體及其對映異構體;△ε=13.4;△n=0.1021。
其他例示性化合物以下表1中指示之式I之化合物係類似於實例1-10製備。
混合物實例1
組成之混合物在室溫下為向列型的且具有小於5 V之DAP臨限值。其適合於VA型電-光學顯示元件。
混合物實例2
之混合物在室溫下為向列型的且具有小於5伏特之Frederiks臨限值。其適合於IPS型電-光學顯示元件。

Claims (8)

  1. 一種通式I之三環芳香族化合物, 其中A1 、A2 、A3 、A4 各自彼此獨立地表示1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基或1,4-伸環己二烯基,其未經取代或經一至四個F原子取代,且在各情況下彼此獨立,其中一或兩個CH2 基團可由-O-或-S-替代,以雜原子不彼此直接鍵聯之方式,1,4-伸苯基,其可經一或兩個氟或氯原子取代且另外其中一或兩個CH基團可由N替代,或1,4-雙環[2.2.2]伸辛基或2,6-螺[3.3]伸庚基,Q1 -Q2 表示O-CH2 或O-CF2 ,R1 、R2 各自彼此獨立地表示具有1至12個C原子之烷基,其未經取代或至少經鹵素單取代且其中一或多個非相鄰CH2 基團可各自彼此獨立地由-O-、-S-或-CO-替代,兩個相鄰CH2 基團可各自由-CH=CH-、-CF=CF-、-COO-、-OOC-、-C≡C-或1,2-伸環丙基替代, 或三個相鄰CH2 基團可由1,3-伸環丁基替代,或表示F、Cl、-OCF3 、-OCHF2 、-CN、-NCS或H,其限制條件為僅R1 或僅R2 可為H,X1 、X2 、X3 各自彼此獨立地表示H、F或Cl,Z1 、Z2 、Z3 、Z4 各自彼此獨立地表示單鍵、-CH2 CH2 -、-CH2 O-、-OCH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CH2 -、-CF2 O-、-OCF2 -、-COO-、-OOC-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-,及q、r、s、t、u 各自彼此獨立地表示0或1。
  2. 如請求項1之三環芳香族化合物,具有下通式 其中R2 、s、X1 、X2 及X3 具有如請求項1中所示之含義。
  3. 如請求項1之三環芳香族化合物,具有下通式 其中R1 、R2 、q及s具有如請求項1中所示之含義。
  4. 一種如請求項1至3中任一項之式I之化合物作為液晶介質組份之用途。
  5. 一種具有至少兩種液晶組份之液晶介質,其特徵在於其 包含至少一種如請求項1至3中任一項之化合物。
  6. 一種電-光學顯示元件,其特徵在於其含有如請求項5之液晶介質。
  7. 一種製備q表1及Z表單鍵之式I之化合物之方法,其特徵在於在一合成步驟中,式II之化合物 其中Y表氯或溴,其他基如請求項1中定義,與式III之酸反應R1 -(A2 -Z2 )r -A1 -B(OH)2 (III)其中A1 表示1,4-伸苯基,其可經一或兩個氟或氯原子取代,其他基團係如請求項1中定義,以通常已知之方式以過渡金屬催化。
  8. 一種式II之化合物 其中Y表氯或溴,其他基如請求項1中定義。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5535930B2 (ja) * 2007-11-27 2014-07-02 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ベンゾ[f]クロメンおよびピラノ[3,2−f]クロメン誘導体
CN108865175B (zh) * 2018-05-24 2020-05-15 石家庄晶奥量新材料有限公司 一种含有二苯并二呋喃类的液晶组合物及其应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001048823A (ja) * 1999-08-03 2001-02-20 Dainippon Ink & Chem Inc フェナントレン及びフルオレン誘導体
TW572997B (en) * 2000-06-08 2004-01-21 Merck Patent Gmbh Hydrogenated phenanthrenes and their use in liquid-crystal mixtures
TWI229120B (en) * 1999-08-03 2005-03-11 Dainippon Ink & Chemicals Condensed ring compound for liquid crystal

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1326734A (fr) * 1962-05-15 1963-05-10 Hoffmann La Roche Procédé pour la préparation de nouveaux acides octahydrophénanthrénoïques
US3804878A (en) * 1969-09-08 1974-04-16 Ciba Geigy Corp Hydrogenated araliphatic acids
DE10341154B4 (de) 2003-09-06 2012-05-16 Nematel Gmbh & Co. Kg Tricyclische Fluorverbindungen, flüssigkristallines Medium sowie dessen Verwendung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001048823A (ja) * 1999-08-03 2001-02-20 Dainippon Ink & Chem Inc フェナントレン及びフルオレン誘導体
TWI229120B (en) * 1999-08-03 2005-03-11 Dainippon Ink & Chemicals Condensed ring compound for liquid crystal
TW572997B (en) * 2000-06-08 2004-01-21 Merck Patent Gmbh Hydrogenated phenanthrenes and their use in liquid-crystal mixtures

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