[go: up one dir, main page]

CN107400516B - 一种环丙基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用 - Google Patents

一种环丙基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN107400516B
CN107400516B CN201610340452.3A CN201610340452A CN107400516B CN 107400516 B CN107400516 B CN 107400516B CN 201610340452 A CN201610340452 A CN 201610340452A CN 107400516 B CN107400516 B CN 107400516B
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid
phenylene
ring
crystal compounds
compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610340452.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107400516A (zh
Inventor
高立龙
储士红
田会强
姜天孟
班全志
陈海光
苏学辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Bayi Space LCD Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Bayi Space LCD Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Bayi Space LCD Technology Co Ltd filed Critical Beijing Bayi Space LCD Technology Co Ltd
Priority to CN201610340452.3A priority Critical patent/CN107400516B/zh
Publication of CN107400516A publication Critical patent/CN107400516A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107400516B publication Critical patent/CN107400516B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/12Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings at least two benzene rings directly linked, e.g. biphenyls
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001Cyclohexane rings
    • C09K19/3003Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3098Unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexene rings
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001Cyclohexane rings
    • C09K19/3003Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C09K2019/3009Cy-Ph
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001Cyclohexane rings
    • C09K19/3003Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C09K2019/301Cy-Cy-Ph
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001Cyclohexane rings
    • C09K19/3003Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C09K2019/3016Cy-Ph-Ph

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种环丙基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用,属于液晶化合物及其应用领域,所述环丙基类负介电各向异性的液晶化合物具有如式I所示的结构,其中,R表示具有1‑12个碳原子的烷基或烷氧基;环A表示1,4‑亚苯基、1,4‑亚环己基或1‑4个氢原子被氟原子取代的1,4‑亚苯基;环B表示1,4‑亚苯基、1,4‑亚环己基、1,4‑亚环己烯基或1‑4个氢原子被氟原子取代的1,4‑亚苯基;m为0、1或2,n为0或1。本发明所述液晶化合物具有良好的负介电各向异性、良好的液晶互溶性、相对低的旋转粘度等优点,能够有效降低驱动电压,提高液晶显示装置的响应速度,同时具有光学各向异性数值适中、电荷保持率高等特点,具有重要的应用价值。

Description

一种环丙基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用
技术领域
本发明属于液晶化合物及其应用领域,涉及一种新型环丙基类负介电各向异性化合物及其制备方法与应用。
背景技术
近年来液晶显示装置发展越来越迅速,也发展出不同类型,如车载小型液晶显示装置,便携式液晶显示装置,超薄型液晶显示装置等等,本领域开发正在取得进展,以电视为例,其特点是重量轻、占据空间小、移动方便,还有笔记本型个人电脑、掌上电脑、手机等。
液晶材料作为环境材料在信息显示材料、有机光电子材料等领域中的应用具有极大的研究价值和美好的应用前景,目前,TFT-LCD产品技术已经成熟,成功地解决了视角、分辨率、色饱和度和亮度等技术难题,大尺寸和中小尺寸TFT-LCD显示器在各自的领域已逐渐占据平板显示器的主流地位。但是对显示技术的要求一直在不断的提高,要求液晶显示器实现更快速的响应,降低驱动电压以降低功耗等方面,也就要求液晶材料具有低电压驱动、快速响应、宽的温度范围和良好的低温稳定性。
液晶材料本身对改善液晶显示器的性能发挥重要的作用,尤其是降低液晶材料旋转粘度和提高液晶材料的介电各向异性△ε。为了改善材料的性能使其适应新的要求,新型结构液晶化合物的合成及结构-性能关系的研究成为液晶领域的一项重要工作。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种新型环丙基类负介电各向异性的液晶化合物,该化合物具有良好的负介电各向异性、良好的液晶互溶性、相对低的旋转粘度等优点,这些正是改善液晶材料所需要的,具有重要的应用价值。
本发明所述的液晶化合物,具有如下结构:
其中,R表示具有1-12个碳原子的烷基或烷氧基;环A表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基;环B表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基;
m为0、1或2,n为0或1。
优选地,在通式I中,R表示具有1-5个碳原子的烷基或烷氧基,环A表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基;环B表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基;
m为0、1或2,n为0或1。
作为更优选的技术方案,在通式I中,R表示具有1-5个碳原子的烷基或烷氧基,环A表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或1-2个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基;和/或,环B表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基或1-2个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基;
m为0、1或2,n为0或1。
作为进一步优选的技术方案,所述液晶化合物选自如下化合物的一种:
在I-1~I-48中R表示具有1-5个碳原子的烷基或烷氧基;
作为本发明的最佳实施方式,所述液晶化合物选自如下化合物的一种:
本发明的第二目的是提供所述液晶化合物的制备方法。
本发明所述的液晶化合物,根据环B结构的不同,选择不同的合成路线。
作为一种技术方案,当n为0或1,且环B为1,4-亚苯基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基时,合成路线如下:
具体包括以下步骤:
(1)与有机锂试剂反应,再与硼酸酯反应,得到
(2)通过Suzuki反应合成
其中,X1代表Br或Cl,各步骤所涉及化合物中的R、m、n、环A、环B与所得液晶化合物产物中R、m、n、环A、环B代表的基团相对应(见关于通式I中各取代基的限定)。
上述方法所述步骤1)中,有机锂试剂与硼酸酯的投料摩尔比为1∶0.9~1.8∶0.9~3.0。
优选地,反应温度可在-50~-100℃;
其中,所述有机锂试剂选自正丁基锂、仲丁基锂、或叔丁基锂的一种或几种,所述硼酸酯选自硼酸三甲酯、硼酸三异丙酯、硼酸三丁酯或硼酸三异丁酯中的一种或几种。
所述步骤2)中,的投料摩尔比为1∶0.9~1.5。
优选地,反应温度可在50~150℃;
上述历程中的合成,可根据n值及环A结构的不同,选择不同的合成路线。
当n为0或1,且环A为1,4-亚苯基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基时,其合成路线如下:
具体包括以下步骤:
(1)以为原料通过傅克反应,得到
(2)通过还原反应,得到
其中,各步骤所涉及化合物中的m、环B与所得液晶化合物产物中m、环B代表的基团相对应(见关于通式I中各取代基的限定)。
上述方法所述步骤(1)中,傅克反应所用催化剂为三氯化铝;与三氯化铝的投料摩尔比为1∶1.0~3.0:1.0~3.0;
优选地,反应温度可在-10~80℃;
所述步骤(2)中,还原反应所用原料包括三乙基硅烷和三氟乙酸体系;三乙基硅烷与三氟乙酸的投料摩尔比为1∶1.0~3.0:1.0~5.0;
优选地,反应温度可在-10~80℃;
当n=1,且环A为1,4-亚环己基时,即合成路线如下:
具体包括以下步骤:
(1)与三苯基膦反应,得到
(2)为原料通过wittig反应,得到
(3)经催化加氢,得到
其中,各步骤所涉及化合物中的m、环B与所得液晶化合物产物中m、环B代表的基团相对应(见关于通式I中各取代基的限定)。
上述方法所述步骤1)中,与三苯基膦的投料摩尔比为1.0:0.9~1.5;
优选地,反应温度可在50~150℃;
步骤(2)所述wittig反应中, 与叔丁醇钾的投料摩尔比为1∶1.0~3.0:1.0~3.0;
优选地,反应温度可在-30~30℃;
所述步骤3)中,与催化剂的投料质量比为1:0.03~0.15;
优选地,反应温度可在10~70℃;
其中,所述催化剂选自Pd/C、雷尼镍、Pt/C中的一种或几种,优选为Pt/C。
作为第二种技术方案,当n为0或1,且环B为1,4-亚环己烯基时,即合成路线如下:
具体包括以下步骤:
(1)与有机锂试剂进行金属化反应,再与反应,得到
(2)经酸催化脱水,得到
其中,各步骤所涉及化合物中的R、m、n、环A与所得液晶化合物产物中R、m、n、环A代表的基团相对应(见关于通式I中各取代基的限定)。
上述方法所述步骤(1)中有机锂试剂与的投料摩尔比为1∶1.0~2.0:0.8~1.5;
优选地,反应温度可在-50~-100℃;
其中,所述有机锂试剂选自仲丁基锂、叔丁基锂或正丁基锂中的一种或几种。
所述步骤(2)中,与酸的投料摩尔比为1∶0.02~0.2;
优选地,反应温度可在50~120℃;
其中,所述酸选自盐酸、硫酸、甲酸、醋酸、对甲苯磺酸、硫酸氢钾中的一种或几种,优选为对甲苯磺酸。
上述历程中的合成路线优选如下:
具体包括以下步骤:
(1)为原料通过wittig反应,得到
(2)经催化加氢,得到
(3)经酸催化脱保,得到
其中,各步骤所涉及化合物中的n、环A与所得液晶化合物产物中n、环A代表的基团相对应,更优选n为0或1,且环A为1,4-亚环己基。
上述方法的步骤(1)中, 与叔丁醇钾的投料摩尔比为1∶1.0~3.0:1.0~3.0;
优选地,反应温度可在-30~30℃;
所述步骤(2)中,与催化剂的投料质量比为1:0.05~0.15;
优选地,反应温度可在10~70℃;
其中,所述催化剂选自Pd/C、雷尼镍、Pt/C中的一种或几种,优选为Pd/C。
所述步骤(3)中,与酸的投料质量比为1:0.5~4.0;
优选地,反应温度可在30~100℃;
其中,所述酸选自盐酸、硫酸、甲酸、醋酸、对甲苯磺酸中的一种或几种,优选为甲酸。
作为第三种技术方案,当n为0或1,且环B为1,4-亚环己基时,即合成路线如下:
具体包括以下步骤:
经催化加氢,得到
其中,所涉及化合物中的R、m、环A与所得液晶化合物产物中R、m、环A代表的基团相对应(见关于通式I中各取代基的限定)。
上述方法所述步骤中,与催化剂的投料质量比为1:0.03~0.15;
优选地,反应温度可在10~70℃;
其中,所述催化剂选自Pd/C、雷尼镍、Pt/C中的一种或几种,优选为Pd/C。
上述 均可以通过公开商业途径或者文献中本身已知的方法合成得到。
本发明所述的方法,在必要时会涉及常规后处理,所述常规后处理具体如:用二氯甲烷、乙酸乙酯或甲苯萃取,分液,水洗,干燥,真空旋转蒸发仪蒸发,所得产物用减压蒸馏或重结晶和/或色谱分离法提纯,即可。
采用上述制备方法能够稳定、高效地得到本发明所述的液晶化合物。
本发明的第三目的是保护含有所述液晶化合物的组合物。所述液晶化合物在组合物中的质量百分比为1~60%,优选为3~50%,进一步优选为5~25%。
本发明的第四目的是保护所述液晶化合物以及含有所述液晶化合物的组合物在液晶显示领域的应用,优选为在液晶显示装置中的应用。所述的液晶显示装置包括但并不限于TN、ADS、VA、PSVA、FFS或IPS液晶显示器。使用了所述液晶化合物或含有所述液晶化合物的组合物具有良好的负介电各向异性,旋转粘度低,从而有效降低驱动电压,提高了液晶显示装置的响应速度,同时具有光学各向异性数值适中、电荷保持率高等特点。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
所述原材料如无特别说明,均能从公开商业途径获得。
按照本领域的常规检测方法,通过线性拟合得到液晶化合物的各项性能参数,其中,各性能参数的具体含义如下:
△n代表光学各向异性(25℃);△ε代表介电各向异性(25℃,1000Hz);γ1代表旋转粘度(mPa.s,25℃)。
实施例1
液晶化合物的结构式为:
制备化合物BYLC-01的合成线路如下所示:
具体步骤如下:
(1)化合物BYLC-01-1的合成:
氮气保护下,向反应瓶中加入37.5g 1,2-二氟-4-甲基-3-丙氧基苯,26.5g叔丁醇钾,200ml四氢呋喃,控温-70~-80℃滴加0.24mol正丁基锂的正己烷溶液,滴毕保温反应1小时,控温-70~-80℃滴加32.5g硼酸三甲酯,然后自然回温至-30℃。加入2M盐酸水溶液300ml进行酸化,进行常规后处理,石油醚重结晶得到浅黄色固体(化合物BYLC-01-1)41.0g,HPLC:99.4%,收率88.5%;
(2)化合物BYLC-01-2的合成:
反应瓶中加入22.5g氯苯,32.0g三氯化铝,控温-5~5℃滴加27.5g环丙基甲酰氯,滴毕保温反应30min,然后自然回温至室温,搅拌反应6h,用冰盐酸水溶液淬灭反应,进行常规后处理,得到浅黄色液体(化合物BYLC-01-2)31.6g,GC:95.8%,收率87.5%;
(3)化合物BYLC-01-3的合成:
反应瓶中加入27.5g BYLC-01-2,50ml三乙基硅烷,50ml三氟乙酸,室温搅拌反应过夜,加水淬灭,进行常规后处理,旋干溶剂得到无色液体(化合物BYLC-01-3)19.6g,GC:98.5%,收率78.2%;
(4)化合物BYLC-01的合成:
氮气保护下,向反应瓶中加入23.0g化合物BYLC-01-1,16.6g BYLC-01-3,150mlN,N-二甲基甲酰胺,50ml去离子水,13.8g无水碳酸钾,0.4g 1,1-二(二苯基膦)二茂铁二氯化钯(Ⅱ),加热回流反应3小时。进行常规后处理,经色谱纯化,正己烷洗脱,乙醇重结晶得到白色固体(化合物BYLC-01)27.0g,GC:99.7%,收率:85.7%。
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-01进行分析,产物的m/z为316.1(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.15-1.85(m,10H),1.95-2.75(m,5H),3.53-4.15(m,2H),6.91-7.75(m,5H)。
依据实施例1的技术方案,只需要简单替换对应的原料,不改变任何实质性操作,可以合成以下液晶化合物。
实施例2
液晶化合物的结构式为:
制备化合物BYLC-03的合成线路如下所示:
具体步骤如下:
(1)化合物BYLC-03-1的合成:
反应瓶中加入40.3g环丙基甲基溴,78.5g三苯基膦,150ml N,N-二甲基甲酰胺,控温105~110℃反应6h,降温至80℃以下,加入300ml甲苯,冷冻至-10℃左右,抽滤,得到白色固体(化合物BYLC-03-1)106.3g,收率89.5%;
(2)化合物BYLC-03-2的合成:
氮气保护下,向反应瓶中加入77.6g化合物BYLC-03-1和300ml四氢呋喃,控温-10~5℃加入25.5g叔丁醇钾,反应30min,控温-10~5℃滴加31.5g 4-(4-氯苯)-环己酮,然后自然回温至室温,反应3h,加入200ml水淬灭反应,进行常规后处理,得到白色固体(化合物BYLC-03-2):31.4g,GC:97.5%,收率:85%;
(3)化合物BYLC-03-3的合成:
反应瓶中加入24.6g化合物BYLC-03-2,1.2g铂碳,30ml甲苯,50ml乙醇,氢气置换两次,控温10~20℃加氢反应6h,进行常规后处理,得到白色固体(化合物BYLC-03-3):23.6g,GC:99.2%,收率:95.5%;
(4)化合物BYLC-03的合成:
氮气保护下,向反应瓶中加入20.5g化合物BYLC-01-1,22.1g BYLC-03-3,120mlN,N-二甲基甲酰胺,40ml去离子水,12.3g无水碳酸钾,0.3g 1,1-二(二苯基膦)二茂铁二氯化钯(Ⅱ),加热回流反应3小时。进行常规后处理,经色谱纯化,正己烷洗脱,乙醇重结晶得到白色固体(化合物BYLC-03)30.4g,GC:99.7%,收率:85.7%。
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-03进行分析,产物的m/z为398.1(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.15-1.85(m,21H1.95-2.75(m,4H),3.53-4.15(m,2H),6.91-7.75(m,5H)。
依据实施例2的技术方案,只需要简单替换对应的原料,不改变任何实质性操作,可以合成以下液晶化合物。
实施例3
液晶化合物的结构式为:
制备化合物BYLC-05的合成线路如下所示:
具体步骤如下:
(1)化合物BYLC-05-1的合成:
氮气保护下,向反应瓶中加入77.5g BYLC-03-1和300ml四氢呋喃,控温-5~5℃加入25.5g叔丁醇钾,反应30min,控温-5~5℃滴加23.2g 1,4-环己二酮单乙二醇缩酮,然后自然回温至室温,反应3h,加入200ml水淬灭反应,进行常规后处理,得到白色固体(化合物BYLC-05-1):24.2g,GC:96.5%,收率:83.5%;
(2)化合物BYLC-05-2的合成:
反应瓶中加入20.0g化合物BYLC-05-1,1.8g钯碳,20ml甲苯,40ml乙醇,氢气置换两次,控温10~30℃加氢反应6h,进行常规后处理,得到白色固体(化合物BYLC-05-2):19.8g,GC:99.5%,收率:97.8%;
(3)化合物BYLC-05-3的合成:
反应瓶中加入18.3g BYLC-05-2,30ml甲酸,60ml甲苯,控温50~60℃反应4h,进行常规后处理,得到白色固体(化合物BYLC-05-3):12.5g,GC:96.8%,收率:88.7%;
(4)化合物BYLC-05-4的合成:
反应瓶中加入19.5g 1,2-二氟-4-甲基-3-丙氧基苯,130ml四氢呋喃,控温-70~-80℃滴加0.12mol正丁基锂的正己烷溶液,滴毕保温反应1小时,控温-70~-80℃滴加15.2gBYLC-05-3和30ml四氢呋喃组成的溶液,然后自然回温至-30℃。加入2M盐酸水溶液100ml进行酸化,进行常规后处理,旋干溶剂得到浅黄色液体(化合物BYLC-05-4)31.3g,GC:94.8%(顺+反),收率95.5%;
(5)化合物BYLC-05的合成:
反应瓶中加入28.0g BYLC-05-4,0.3g对甲苯磺酸,120ml甲苯,回流脱水4h,进行常规后处理,得到白色固体(化合物BYLC-05):22.2g,GC:99.8%,收率:83.6%;
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-05进行分析,产物的m/z为320.2(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.15-1.85(m,15H),1.90-2.75(m,7H),3.53-4.15(m,2H),5.53-5.95(m,1H),6.65-7.55(m,1H)。
依据实施例3的技术方案,只需要简单替换对应的原料,不改变任何实质性操作,可以合成以下液晶化合物。
实施例4
液晶化合物的结构式为:
制备化合物BYLC-07的合成线路如下所示:
具体步骤如下:
化合物BYLC-07的合成:
反应瓶中加入30.0g化合物BYLC-05,2.1g钯碳,40ml甲苯,70ml乙醇,氢气置换两次,控温10~30℃加氢反应6h,进行常规后处理,得到白色固体(化合物BYLC-07):27.7g,GC:99.8%,收率:92.5%;
采用GC-MS对所得白色固体BYLC-07进行分析,产物的m/z为322.2(M+)。
1H-NMR(300MHz,CDCl3):0.15-1.85(m,21H)1.95-2.75(m,4H),3.53-4.15(m,2H),6.51-7.35(m,1H)。
依据实施例4的技术方案,只需要简单替换对应的原料,不改变任何实质性操作,可以合成以下液晶化合物。
实验例1
将实施例1所制得的化合物BYLC-01和依据实施例1的技术方案所制得的化合物BYLC-02与对比例1(已知常见的另一类似液晶化合物)的液晶化合物性能参数数据进行对比整理,检测结果如表1所示:
表1:液晶化合物的性能检测结果
由表1的检测结果可以明显看出,本发明提供的液晶化合物与传统的相似化学结构化合物相比,旋转粘度相当,具有更大的负介电各向异性和高的清亮点,对于提升液晶组合物的介电各向异性具有明显效果,进一步减少极性单体使用,具有良好的低温互溶性,有效的降低液晶组合物旋转粘度以提升响应时间。
实验例2
将实施例2所制得的化合物BYLC-03和依据实施例2的技术方案所制得的化合物BYLC-04与对比例2(已知常见的另一类似液晶化合物)的液晶化合物性能参数数据进行对比整理,检测结果如表2所示:
表2:液晶化合物的性能检测结果
由表2的检测结果可以明显看出,本发明提供的液晶化合物与传统的相似化学结构的负介电各向异性化合物相比,具有更大的负介电各向异性和较高的清亮点性能,对于提升液晶组合物的介电各向异性具有明显效果,进一步减少极性单体使用,具有良好的低温互溶性,降低液晶组合物旋转粘度以提升响应时间。
实验例3
将实施例3所制得的化合物BYLC-05与对比例3(已知常见的另一类似液晶化合物)的液晶化合物性能参数数据进行对比整理,检测结果如表3所示:
表3:液晶化合物的性能检测结果
由表3的检测结果可以明显看出,本发明提供的液晶化合物与传统的相似化学结构的负介电各向异性化合物相比,具有更大的负介电各向异性和较高的清亮点性能,对于提升液晶组合物的介电各向异性具有明显效果,进一步减少极性单体使用,具有良好的低温互溶性,降低液晶组合物旋转粘度以提升响应时间。
实验例4
将实施例4所制得的化合物BYLC-07与对比例4(已知常见的另一类似液晶化合物)的液晶化合物性能参数数据进行对比整理,检测结果如表4所示:
表4:液晶化合物的性能检测结果
由表4的检测结果可以明显看出,本发明提供的液晶化合物与传统的相似化学结构的负介电各向异性化合物相比,具有更大的负介电各向异性和较高的清亮点性能,对于提升液晶组合物的介电各向异性具有明显效果,进一步减少极性单体使用,具有良好的低温互溶性,降低液晶组合物旋转粘度以提升响应时间。
此外,将本申请所述化合物具体应用在常规体系的液晶组合物中后发现,其可以提高液晶组合物的介电各向异性△ε,同时保持适当的旋转粘度γ1和适当的折射率各向异性△n,所得液晶组合物具有显著的快速响应特点和低电压驱动特点。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

Claims (16)

1.一种负介电各向异性液晶化合物,其特征在于,具有如式I所示的结构:
其中,R表示具有1-12个碳原子的烷基或烷氧基;环A表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基;环B表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基;
m为0、1或2,n为0或1。
2.根据权利要求1所述的液晶化合物,其特征在于,在通式I中,R表示具有1-5个碳原子的烷基或烷氧基,环A表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基;环B表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基;
m为0、1或2,n为0或1。
3.根据权利要求2所述的液晶化合物,其特征在于,所述R表示具有1-5个碳原子的烷基或烷氧基,环A表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基或1-2个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基;和/或,环B表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基或1-2个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基;
m为0、1或2,n为0或1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的液晶化合物,其特征在于,所述液晶化合物选自如下化合物的一种:
其中,R表示具有1-5个碳原子的烷基或烷氧基。
5.根据权利要求1所述的液晶化合物,其特征在于,所述液晶化合物选自如下化合物的一种:
6.权利要求1-5任一项所述液晶化合物的制备方法,其特征在于,当n为0或1,且环B为1,4-亚苯基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基时,所述液晶化合物的合成路线如下:
具体包括以下步骤:
(1)与有机锂试剂反应,再与硼酸酯反应,得到
(2)通过Suzuki反应合成
其中,X1代表Br或Cl,各步骤所涉及化合物中的R、m、n、环A、环B同权利要求1-5任一项所述。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述由以下方法制备得到:
当n为0或1,且环A为1,4-亚苯基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯基时,其合成路线如下:
具体包括以下步骤:
(1)以为原料通过傅克反应,得到
(2)通过还原反应,得到
当n=1,且环A为1,4-亚环己基时,即合成路线如下:
具体包括以下步骤:
(1)与三苯基膦反应,得到
(2)为原料通过wittig反应,得到
(3)经催化加氢,得到
8.权利要求1-5任一项所述液晶化合物的制备方法,其特征在于,当n为0或1,且环B为1,4-亚环己烯基时,即合成路线如下:
具体包括以下步骤:
(1)与有机锂试剂进行金属化反应,再与反应,得到
(2)经酸催化脱水,得到
其中,各步骤所涉及化合物中的R、m、n、环A同权利要求1-5任一项所述。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,
所述的合成路线如下:
具体包括以下步骤:
(1)为原料通过wittig反应,得到
(2)经催化加氢,得到
(3)经酸催化脱保,得到
其中,各步骤所涉及化合物中的m、n、环A同权利要求1-5任一项所述。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述m同权利要求1-5任一项所述,n为0或1,且环A为1,4-亚环己基。
11.权利要求1-5任一项所述液晶化合物的制备方法,其特征在于,当n为0或1,且环B为1,4-亚环己基时,即合成路线如下:
具体包括以下步骤:
经催化加氢,得到
其中,所涉及化合物中的R、m、环A同权利要求1-5任一项所述。
12.一种液晶组合物,其特征在于,包含质量百分比为1-60%的权利要求1-5任一项所述化合物。
13.根据权利要求12所述的液晶组合物,其特征在于:包含质量百分比为3-50%的权利要求1-5任一项所述化合物。
14.根据权利要求13所述的液晶组合物,其特征在于:包含质量百分比为5~25%的权利要求1-5任一项所述化合物。
15.权利要求1-5任一项所述化合物或权利要求12-14任一项所述组合物在液晶显示装置中的应用。
16.根据权利要求15所述的应用,其特征在于:所述的液晶显示装置为TN、ADS、VA、PSVA、FFS或IPS液晶显示器。
CN201610340452.3A 2016-05-19 2016-05-19 一种环丙基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用 Active CN107400516B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610340452.3A CN107400516B (zh) 2016-05-19 2016-05-19 一种环丙基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610340452.3A CN107400516B (zh) 2016-05-19 2016-05-19 一种环丙基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107400516A CN107400516A (zh) 2017-11-28
CN107400516B true CN107400516B (zh) 2019-01-29

Family

ID=60389492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610340452.3A Active CN107400516B (zh) 2016-05-19 2016-05-19 一种环丙基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107400516B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110396415B (zh) * 2018-04-25 2021-01-26 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种新型液晶垂直配向剂及其制备方法与应用
CN111440053A (zh) * 2020-04-07 2020-07-24 西安瑞联新材料股份有限公司 一种环丙甲基环己基二氟联苯类化合物的工业化生产方法
CN113214083B (zh) * 2021-04-06 2022-04-22 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种自配向可聚合化合物及其应用

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1039019A (zh) * 1987-11-25 1990-01-24 赫彻斯特股份公司 液晶环丙基烷基或烯基杂环化合物,其制备方法和在液晶混合物中的应用
EP0398155A2 (de) * 1989-05-13 1990-11-22 Hoechst Aktiengesellschaft Cyclopropylalkyl oder -alkenylverbindungen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in flüssigkristallinen Mischungen
JPH03271242A (ja) * 1990-03-19 1991-12-03 Chisso Corp シクロプロピルアリルベンゼン類
EP0477901A2 (de) * 1990-09-27 1992-04-01 Hoechst Aktiengesellschaft Cyclohexylphenylpyrimidine, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in flüssigkristallinen Mischungen
JPH05132448A (ja) * 1991-08-23 1993-05-28 Dainippon Ink & Chem Inc 光学活性フルオロシクロプロピル安息香酸誘導体、その合成用中間体、それを含む液晶組成物及び液晶表示素子
DE4327748A1 (de) * 1993-08-18 1995-02-23 Merck Patent Gmbh Cyclopropyl- und Cyclobutyl-Derivate
EP1026142A1 (en) * 1997-10-24 2000-08-09 Chisso Corporation 2,3-difluorophenyl derivatives having negative value of permittivity anisotropy, liquid-crystal composition, and liquid-crystal display element
CN104629771A (zh) * 2015-02-09 2015-05-20 石家庄诚志永华显示材料有限公司 含有环烷基的二苯并吡喃衍生物的液晶化合物及其应用

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1039019A (zh) * 1987-11-25 1990-01-24 赫彻斯特股份公司 液晶环丙基烷基或烯基杂环化合物,其制备方法和在液晶混合物中的应用
EP0398155A2 (de) * 1989-05-13 1990-11-22 Hoechst Aktiengesellschaft Cyclopropylalkyl oder -alkenylverbindungen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in flüssigkristallinen Mischungen
JPH03271242A (ja) * 1990-03-19 1991-12-03 Chisso Corp シクロプロピルアリルベンゼン類
EP0477901A2 (de) * 1990-09-27 1992-04-01 Hoechst Aktiengesellschaft Cyclohexylphenylpyrimidine, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in flüssigkristallinen Mischungen
JPH05132448A (ja) * 1991-08-23 1993-05-28 Dainippon Ink & Chem Inc 光学活性フルオロシクロプロピル安息香酸誘導体、その合成用中間体、それを含む液晶組成物及び液晶表示素子
DE4327748A1 (de) * 1993-08-18 1995-02-23 Merck Patent Gmbh Cyclopropyl- und Cyclobutyl-Derivate
EP1026142A1 (en) * 1997-10-24 2000-08-09 Chisso Corporation 2,3-difluorophenyl derivatives having negative value of permittivity anisotropy, liquid-crystal composition, and liquid-crystal display element
CN104629771A (zh) * 2015-02-09 2015-05-20 石家庄诚志永华显示材料有限公司 含有环烷基的二苯并吡喃衍生物的液晶化合物及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN107400516A (zh) 2017-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106883861B (zh) 一种液晶化合物、组合物及其应用
CN107541220B (zh) 一种液晶化合物及其制备方法与应用
TWI670361B (zh) 一種含有二苯並噻吩結構的液晶化合物及其應用
CN106883862B (zh) 一种液晶化合物、组合物及其应用
JP5011598B1 (ja) ブチレン類液晶化合物
CN107286951B (zh) 一种环丙基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用
CN111592517A (zh) 一种含有二苯并呋喃结构的液晶化合物及其制备方法与应用
CN109423297A (zh) 一种二苯并噻吩液晶化合物及其制备方法和应用
CN109207160A (zh) 一种负介电各向异性的液晶化合物及其制备方法与应用
CN109423296A (zh) 一种二苯并噻吩类负介电各向异性化合物及其制备方法和应用
CN106811208B (zh) 一种液晶化合物、组合物及其应用
CN106811209B (zh) 一种液晶化合物、组合物及其应用
CN107400516B (zh) 一种环丙基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用
CN109207159A (zh) 一种负介电各向异性的液晶化合物及其制备方法与应用
CN106479514B (zh) 一种7,8-二氟-5-甲基-1,2,3,4-四氢萘类液晶化合物及其制备方法与应用
CN109082281A (zh) 一种负介电各向异性的液晶化合物及其制备方法与应用
CN107286952B (zh) 一种环丙基类负介电各向异性的液晶化合物及其应用
CN109207158A (zh) 一种含烯类负介电各向异性的液晶化合物及其应用
CN111778040B (zh) 一种液晶化合物及其制备方法与应用
CN106398717B (zh) 一种环氧戊基类液晶化合物及其制备方法与应用
CN109423298A (zh) 一种新型二苯并噻吩液晶化合物及其制备方法与应用
CN106398716B (zh) 一种4,5-二氟-7-甲基茚满类液晶化合物及其制备方法与应用
CN106833676A (zh) 一种环丙基类液晶化合物及其制备方法与应用
CN107400517B (zh) 一种环戊基类负介电各向异性液晶化合物及组合物与应用
CN114181712B (zh) 一种含氟液晶化合物及应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant