具有二氟亚甲氧基的液晶性化合物、液晶组合物及液晶显示元件的制作方法_5

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, 2H),7. 53-7. 47 (m,1H),7. 38-7. 32 (m,1H),7. 32-7. 27 (m,2H),7. 05-6. 92 (m,2H),2. 67 (t,J =7. 9Hz,2H),1.70-1. 61 (m,2H),1.46-1. 35 (m,2H),0.96 (t,J= 7. 5Hz,3H)。
[0451] 化合物(No. 1-4-2)的物性为如下所述。此外,上限温度、光学各向异性、介电各向 异性、短轴方向的介电常数、以及粘度的测定中,使用化合物与母液晶的比例为10重量% : 90重量%的试样。
[0452]转变温度:C98. 8SA 152N1661.
[0453] 上限温度(TNI) =116°C;光学各向异性(An) = 〇?197;介电各向异性(Ae)= 19.9;短轴方向的介电常数(£丄)=6.5;粘度(1〇=67.911^,8。
[0454][实施例 14]
[0455] 化合物(No. 1_4_26)的合成
[0456]
[0457] 第1步骤
[0458] 在氮气环境下,将依据W02009/150966A1中记载的方法来合成的化合物(T-31) (1.998)、化合物〇'-6)(2.5(^)、钯碳催化剂(5%?(1/(:的似类型(50%湿润品),恩亿凯特 制造,0. 0547g)、碳酸钠(2. 72g)、以及IPA(25. 0ml)加入至反应器中,进行5小时加热回流。 将反应混合物注入至水中,利用甲苯萃取水层。将合并的有机层以水清洗,以无水硫酸镁 干燥。将所述溶液在减压下浓缩,利用硅胶色谱法(庚烷)将残渣纯化。进而,通过自IPA 与乙酸乙酯的混合溶剂(体积比,1 : 1)中的再结晶而纯化,获得化合物(1-4-26) (2. 08g, 56% )〇
[0459]化学位移S(ppm;CDC13) :7. 54-7. 48 (m,1H),7. 31-7. 23 (m,1H),7. 13-7. 05 (m, 2H),7.04-6.96 (m,2H),2.90(tt,J= 12.2Hz,J= 2.9Hz,lH),1.97-1.85(m,4H), 1. 57-1. 45(m,3H),1. 40-1. 20(m,9H),1. 18-1. 05(m,2H),0? 90(t,J= 7. 2Hz,3H)。
[0460] 化合物(No. 1-4-26)的物性为如下所述。此外,上限温度、光学各向异性、介电 各向异性、短轴方向的介电常数、以及粘度的测定中,使用化合物与母液晶的比例为10重 量% :90重量%的试样。
[0461]转变温度:C93. 9N1371.
[0462] 上限温度(TNI) = 83. 7°C;光学各向异性(An) =〇? 137 ;介电各向异性(A e )= 15.1;短轴方向的介电常数(£丄)=8.5;粘度(1〇=85.〇11^,8。
[0463][实施例I5]
[0464] 化合物(No. 1_4_28)的合成
[0465]
[0466] 第1步骤
[0467] 使用化合物(T-26) (3. 50g)以及化合物(T-9) (1. 97g)作为原料,利用与实施例2 的第2步骤相同的方法获得化合物(1-4-28) (3. 02g,68% )。
[0468]化学位移S(ppm;CDC13) :7. 52-7. 45 (m,3H),7. 35-7. 26 (m,4H),7. 24-7. 19 (m, 1H),7. 15-7. 10(m,1H),2. 54(tt,J= 12. 2Hz,J= 3. 3Hz,1H),1. 98-1. 86(m,4H), 1. 55-1. 44(m,2H),1. 41-1. 27(m,3H),1. 26-1. 19(m,2H),1. 14-1. 02(m,2H),0? 91 (t,J= 7. 4Hz,3H) 〇
[0469] 化合物(No. 1-4-28)的物性为如下所述。
[0470]转变温度:C59. 4SA 126N1621.
[0471] 上限温度(TNI) = 126°C ;光学各向异性(An) =〇? 150 ;介电各向异性(A e )= 13.9 ;短轴方向的介电常数(e丄)=5.8 ;粘度(n) = 58.9mPa ? s。
[0472][实施例16]
[0473] 化合物(No. 1-4_57)的合成
[0474]
[0475] 第1步骤
[0476]在氮气环境下,将化合物(T-32) (20. 0g)、化合物(T-33) (12. 2g)、碳酸钾 (21. 5g)、TBAB(5. 02g)、以及DMF(200ml)加入至反应器中,在90°C下搅拌12小时。将反应 混合物注入至水中,利用乙酸乙酯萃取水层。将合并的有机层以食盐水清洗,以无水硫酸镁 干燥。将所述溶液在减压下浓缩,利用硅胶色谱法(庚烷)将残渣纯化。进而,通过自庚烷 与Solmix(注册商标)A-11的混合溶剂(体积比,1 : 1)中的再结晶而纯化,获得化合物 (T-34) (22. 6g,83% ) 〇
[0477] 第2步骤
[0478] 在氮气环境下,将化合物(T-34) (22. 6g)以及THF(450ml)加入至反应器中,冷却 至-70°C。在其中缓慢添加仲丁基锂(1. 01M,环己烷、正己烷溶液,72. 3ml),搅拌1小时。继 而缓慢添加干冰(5. 68g),一边恢复至室温一边搅拌8小时。将反应混合物注入至1N盐酸 中,利用乙酸乙酯萃取水层。将合并的有机层以食盐水清洗,以无水硫酸镁干燥。将所述溶 液在减压下浓缩,通过自甲苯中的再结晶而纯化,获得化合物(T-35) (23. 3g,92% )。
[0479] 第3步骤
[0480] 在氮气环境下,将化合物(T-35) (23. 3g)、甲苯(50. 0ml)、以及2, 2,4-三甲基戊烷 (50. 0ml)加入至反应器中,加热至60°C。在其中添加丙二硫醇(6. 52ml),搅拌1小时后,缓 慢添加三氟甲磺酸(11. 5ml),搅拌1小时。继而一边将馏出的水去除,一边进而进行2小时 加热回流。将反应混合物冷却至室温后,在减压下浓缩,通过自叔丁基甲醚中的再结晶而将 残渣纯化,获得化合物(T-36) (25. 7g,71 % )。
[0481] 第4步骤
[0482] 在氮气环境下,将化合物(T-5) (2. 88g)、三乙基胺(2.94ml)、以及二氯甲烷 (80. 0ml)加入至反应器中,冷却至-70°C。在其中缓慢添加化合物(T-36) (10. 0g)的二氯 甲烷(120ml)溶液,搅拌1小时。继而缓慢添加氟化氢三乙基胺络合物(7. 93ml),搅拌30 分钟。继而缓慢添加溴(4. 18ml),进而搅拌1小时。将反应混合物注入至冰水中,使用碳 酸氢钠进行中和后,利用二氯甲烷萃取水层。将合并的有机层以水清洗,以无水硫酸镁干 燥。将所述溶液在减压下浓缩,利用硅胶色谱法(庚烷)将残渣纯化。进而,通过自庚烷 与Solmix(注册商标)A-11的混合溶剂(体积比,1 : 1)中的再结晶而纯化,获得化合物 (1-4-57) (6. 69g,76% ) 〇
[0483]化学位移S(ppm;CDC13) :7. 35-7. 29 (m,1H),7. 00-6. 91 (m,2H),6. 79-6. 72 (m, lH),3.86(d,J= 6. 4Hz,2H),1.98-1. 87 (m,2H),1.85-1. 76 (m,7H),1.35-1. 24 (m,2H), 1. 20-1. 11 (m,3H),1. 11-0. 92 (m,8H),0? 92-0. 81 (m,5H)。
[0484] 化合物(No. 1-4-57)的物性为如下所述。
[0485]转变温度:C83.刚l5〇I.
[0486] 上限温度(TNI) = 110°C;光学各向异性(An) = 0? 104 ;介电各向异性(Ae)= 7. 4 ;短轴方向的介电常数(e丄)=9. 2 ;粘度(n) = 80. 4mPa?s。
[0487][实施例 17]
[0488] 化合物(No. 1-4_65)的合成
[0489]
[0490] 第1步骤
[0491] 在氮气环境下,将依据基尔希(P.Kirsch)等人的《欧洲有机化学杂志(European JournalofOrganicChemistry)》2006年第15期第3326页中记载的方法来合成的化合 物(T-37)(20. 0g)以及THF(350ml)加入至反应器中,冷却至-70°C。在其中缓慢添加正丁 基锂(1. 58M,正己烷溶液,53. 6ml),搅拌1小时。继而缓慢添加化合物(T-38) (17.lg)的 THF(50. 0ml)溶液,一边恢复至室温一边搅拌3小时。将反应混合物注入至水中,利用乙酸 乙酯萃取水层。将合并的有机层以食盐水清洗,以无水硫酸镁干燥。将所述溶液在减压下浓 缩,利用硅胶色谱法(体积比,甲苯:乙酸乙酯=10 : 1)将残渣纯化。进而,通过自庚烷 与甲苯的混合溶剂(体积比,1 : 1)中的再结晶而纯化,获得化合物(T-39) (17. 5g,75% )。
[0492] 第2步骤
[0493] 使用化合物(T-6) (3. 50g)以及化合物(T-39) (2. 97g)作为原料,利用与实施例2 的第2步骤相同的方法获得化合物(1-4-65) (3. 83g,83% )。
[0494]化学位移S(ppm;CDC13) :7. 55-7. 50 (m,2H),7. 50-7. 44 (m,3H),7. 31-7. 25 (m, 1H),7. 03-6. 96(m,2H),4. 34(dd,J= 11. 4Hz,J= 2. 1Hz,1H),4. 12(ddd,J= 11. 2Hz,J =4. 2Hz,J= 2. 0Hz,1H),3. 24(t,J= 11. 1Hz,1H),2. 06-1. 98(m,1H),1. 96-1. 88(m,1H), I. 75-1. 58(m,2H),1. 46-1. 24(m,3H),1. 24-1. 08(m,2H),0? 93(t,J= 7. 4Hz,3H)。
[0495] 化合物(No. 1-4-65)的物性为如下所述。
[0496]转变温度:C69. 8SA 96. 5N1441.
[0497] 上限温度(TNI) = 112°C;光学各向异性(An) = 〇? 150 ;介电各向异性(Ae)= 21.4;短轴方向的介电常数(£丄)=7.2;粘度(1〇=74.211^, 8。
[0498][实施例 18]
[0499] 化合物(No. 1-4-73)的合成
[0500]
[0501] 第1步骤
[0502] 使用依据US5683623A1中记载的方法来合成的化合物(T-40) (20. 0g)作为原料, 利用与实施例17的第1步骤相同的方法获得化合物(T-41) (17. 4g,75% )。
[0503] 第2步骤
[0504] 使用化合物(T-16) (1. 30g)以及化合物(T-41) (1. 22g)作为原料,利用与实施例 2的第2步骤相同的方法获得化合物(1-4-73) (1. 40g,81% )。
[0505]化学位移S(ppm;CDC13) :7. 64-7. 59 (m,2H),7. 58-7. 53 (m,2H),7. 52-7. 45 (m, 1H),7. 30-7. 25 (m,1H),7. 22-7. 14 (m,2H),7. 09-7. 03 (m,1H),5. 48 (s,1H),4. 26 (dd,J= II. 7Hz,J = 4. 7Hz,2H),3.57 (t,J = 11.5Hz,2H),2. 24-2. 12 (m,lH),1.41-1. 31 (m,2H), 1. 15-1. 08(m,2H),0? 94(t,J = 7. 4Hz,3H)。
[0506] 化合物(No. 1-4-73)的物性为如下所述。
[0507]转变温度:C92. 6N1761.
[0508] 上限温度(TNI) = 133°C;光学各向异性(An) = 0? 164 ;介电各向异性(Ae)= 16. 8 ;短轴方向的介电常数(e丄)=7. 2 ;粘度(n) = 80. 7mPa?s。
[0509][实施例 19]
[0510] 化合物(No. 1-5-1)的合成
[0511]
[0512] 第1步骤
[0513] 使用依据TO2008/105286A1中记载的方法来合成的化合物(T-42) (6. 32g)以及化 合物(T-4) (10. 0g)作为原料,利用与实施例1的第4步骤相同的方法获得化合物(T-43) (8. 93g,85% )。
[0514] 第2步骤
[0515] 使用化合物(T-43) (4. 50g)作为原料,利用与实施例1的第5步骤相同的方法获 得化合物(1-5-1) (3. 97g,82% )。
[0516]化学位移S(ppm;CDC13) :7. 54-7. 46 (m,3H),7. 42-7. 36 (m,1H),7. 33-7. 28 (m, 3H),7. 22-7. 15(m,4H),2. 66(t,J= 7. 8Hz,2H),1. 75-1. 66(m,2H),0? 99(t,J= 7. 5Hz,3H)。
[0517] 化合物(No. 1-5-1)的物性为如下所述。此外,上限温度、光学各向异性、介电各向 异性、短轴方向的介电常数、以及粘度的测定中,使用化合物与母液晶的比例为10重量% : 90重量%的试样。
[0518]转变温度:C112N1201.
[0519] 上限温度(TNI) = 78. 7°C;光学各向异性(An) =〇? 177 ;介电各向异性(A e )= 24. 9 ;短轴方向的介电常数(e丄)=7. 5 ;粘度(n) = 68. 2mPa ? s。
[0520][实施例 20]
[0521] 化合物(No. 1_7-3)的合成
[0522]
[0523] 第1步骤
[0524] 使用化合物(T-43) (1. 19g)以及化合物(T-44) (0. 743g)作为原料,利用与实施例 2的第2步骤相同的方法获得化合物(1-7-3) (1. 16g,74% )。
[0525]化学位移S(ppm;CDC13) :7. 54-7. 46 (m,3H),7. 42-7. 36 (m,1H),7. 36-7. 27 (m, 3H),7. 23-7. 14(m,4H),2. 54(tt,J= 12. 1Hz,J= 3. 2Hz,1H),1. 98-1. 86(m,4H), 1. 57-1. 44(m,2H),1. 39-1. 20(m,9H),1. 14-1. 02(m,2H),0? 90(t,J= 7.lHz,3H)。
[0526] 化合物(No. 1-7-3)的物性为如下所述。此外,上限温度、光学各向异性、介电各向 异性、短轴方向的介电常数、以及粘度的测定中,使用化合物与母液晶的比例为5重量%:95 重量%的试样。
[0527]转变温度:C108N2571.
[0528] 上限温度(TNI) = 168°C;光学各向异性(An) = 〇? 177 ;介电各向异性(Ae)= 19. 9 ;短轴方向的介电常数(e丄)=4. 5 ;粘度(n) = 85. 2mPa?s。
[0529] 可依据已述的化合物(1)的合成法以及实施例1~实施例20中记载的合成程 序,来合成以下所示的化合物(No. 1-1-1)~化合物(No. 1-1-14)、化合物(No. 1-2-1)~化 合物(No. 1-2-89)、化合物(No. 1-3-1)~化合物(No. 1-3-37)、化合物(No. 1-4-1)~化合 物(No. 1-4-90)、化合物(No. 1-5-1)~化合物(No. 1-5-30)、化合物(No. 1-6-1)~化合物 (No. 1-6-10)、化合物(No. 1-7-1)~化合物(No. 1-7-6)、以及化合物(No. 1-8-1)~化合物 (No. 1-8-4)〇
[0530]















[0546][比较例1]
[0547] 合成化合物(S-1)作为比较化合物。其原因在于,所述化合物记载于日本专利特 开2002-327175号公报中,与本发明的化合物类似。
[0548]
[0549] 化学位移S(ppm ;CDC13) :7. 75(d,J=8. 4Hz,2H),7. 68(d,J=8. 4Hz,2H), 7. 53(d,J = 8. lHz,2H),7. 29(d,J = 8. lHz,2H),7. 02-6. 94(m,2H),2. 65(t,J = 7. 9Hz, 2H),1. 75-1. 65(m,2H),0? 98(t,J = 7. 5Hz,3H)。
[0550] 比较化合物(S-l)的物性为如下所述。
[0551]转变温度:C80.31.
[0552] 上限温度(TNI)=35. 0°C;光学各向异性(An)=0? 144 ;介电各向异性(Ae)= 19.6;短轴方向的介电常数(£丄)=5.2;粘度(1〇=19.611^.8。
[0553] 表1.化合物(No. 1-2-2)与比较化合物(S-1)的物性
[0554]
[0555] 将实施例1中获得的化合物(No. 1-2-2)与比较化合物(S-1)的物性归纳于表1 中。由表1可知,化合物(No. 1-2-2)与比较化合物(S-1)相比较,虽然介电各向异性大致 相等,但在短轴方向的介电常数大的方面优异。
[0556] 另外,与比较化合物(S-1)相比较,实施例3~实施例12中所示的三环化合 物(No. 1-2-68)、化合物(No. 1-2-8)、化合物(No. 1-2-9)、化合物(No. 1-2-14)、化合物 (No. 1-2-17)、化合物(No. 1-2-18)、化合物(No. 1-2-19)、以及化合物(No. 1-2-20)全部为 短轴方向的介电常数大。因此可知,本发明的化合物为可提高FFS模式的液晶显示元件中 所使用的液晶组合物的透过率的优异化合物。
[0557] [比较例2]
[0558] 合成化合物(S-2)作为比较化合物。其原因在于,所述化合物记载于日本专利特 开平10-251186号公报中,与本发明的化合物类似。
[0559]
[0560]化学位移S(ppm;CDC13) :7. 73(d,J= 8. 3Hz,2H),7. 68(d,J= 8. 4Hz,2H), 7. 54(d,J= 8. 2Hz,2H),7. 32(d,J= 8. 2Hz,2H),7. 02-6. 93(m,2H),2. 52(tt,J= 12. 0Hz,J =3. 2Hz,1H),1. 97-1. 84(m,4H),1. 55-1. 43(m,2H),1. 41-1. 27(m,3H),1. 27-1. 20(m,2H), 1. 14-1.02(m,2H),0.91(t,J= 7.3Hz,3H)。
[0561] 比较化合物(S-2)的物性为如下所述。
[0562]转变温度:C67. 1SA 93. 8N1881.
[0563] 上限温度(TNI) = 156°C;光学各向异性(An) = 〇? 170 ;介电各向异性(Ae)= 19.2;短轴方向的介电常数(£丄)=3.8;粘度(1〇=55.211^.8。
[0564] 表2.化合物(No. 1-4-21)与比较化合物(S-2)的物性
[0565]
[0566] 将实施例2中获得的化合物(No. 1-4-21)与比较化合物(S-2)的物性归纳于表2 中。由表2可知,化合物(No. 1-4-21)与比较化合物(S-2)相比较,虽然介电各向异性大致 相等,但在短轴方向的介电常数大的方面优异。
[0567] 另外,与比较化合物(S-2)相比较,实施例4以及实施例13~实施例19中所示的 四环化合物(No. 1-4-72)、化合物(No. 1-4-2)、化合物(No. 1-4-26)、化合物(No. 1-4-28)、 化合物(No. 1-4-57)、化合物(No. 1-4-65)、化合物(No. 1-4-73)、以及化合物(No. 1-5-1)全 部为短轴方向的介电常数大。因此可知,本发明的化合物为可提高FFS模式的液晶显示元 件中所使用的液晶组合物的透过率的优异化合物。
[0568][比较例3]
[0569] 合成化合物(S-3)作为比较化合物。其原因在于,所述化合物记载于日本专利特 开2002-80452号公报中,与本发明的化合物类似。
[0570]
[0571]化学位移S(ppm;CDC13) :7. 81-7. 75(m,2H),7. 42-7. 33(m,3H),7. 11-7. 04(m, lH),2.89(tt,J= 12.4Hz,J= 2. 9Hz,lH),1.93-1. 84(m,4H),1.55-1. 43(m,2H), 1. 41-1. 27 (m,3H),1. 27-1. 19 (m,2H),1. 16-1. 03 (m,2H),0? 91 (t,J= 7. 4Hz,3H)。
[0572] 比较化合物(S-3)的物性为如下所述。
[0573]转变温度:C53. 81
[0574] 上限温度(TNI) = 3. 7°C;光学各向异性(An) = 〇? 0703 ;介电各向异性(Ae)= 16.4;短轴方向的介电常数(£丄)=7.2;粘度(1〇=71.811^. 8。
[0575] 表3.化合物(No. 1-2-2)与比较化合物(S-3)的物性
[0576]
[0577] 将实施例1中获得的化合物(No. 1-2-2)与比较化合物(S-3)的物性归纳于表3 中。由表3可知,化合物(No. 1-2-2)与比较化合物(S-3)相比较,虽然上限温度大致相等, 但在介电各向异性大、短轴方向的介电常数大、粘度小的方面优异。
[0578] 另外,与比较化合物(S-3)相比较,实施例3~实施例12中所示的三环化合 物(No. 1-2-68)、化合物(No. 1-2-8)、化合物(No. 1-2-9)、化合物(No. 1-2-14)、化合物 (No. 1-2-17)、化合物(No. 1-2-18)、化合物(No. 1-2-19)、以及化合物(No. 1-2-20)全部为 短轴方向的介电常数大,粘度小。因此可知,本发明的化合物为可提高FFS模式的液晶显示 元件中所使用的液晶组合物的透过率,并且可缩短元件的响应时间的优异化合物。
[0579] 1-2.组合物(1)的实施例
[0580] 利用实施例对本发明的液晶组合物(1)进行详细说明。实施例中的化合物基于下 述表4的定义而以记号表示。表4中,与1,4_亚环己基相关的立体构型为反式。实施例中 位于记号后的括弧内的编号与化合物的编号对应。(_)的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,归 纳组合物的物性值。物性是依据之前记载的方法来测定,将测定值(并不外推)直接记载。
[0581] 表4.使用记号的化合物的表述法
[0582]R- (A〇 -Z「......_Zn_ (An) -R'
[0卿1
[0584] [实施例 21]
[0585] 雜麥 ti殊' 3項遊撰瑪游# C务:
[0586] 5-H2HB(F,F>F (3-15) 8% 3~HBB(F,.f'>F (3-24) 21% 3-HBB(FJ;>F C3-24) 20% (3-27) 10% 5~iUiBB(RF>F (4-6) 3% 5-HHEBB-F (4-17) 2% 3、HH2BB(FJ>F (4-15) 3% lOI-HBBH-4 (15-1) 4% lOl-HBBH-5 (15-1) 4%
[0587] NI= 83. 2°C;An= 0? 123 ;Ae= 11. 〇 ;q= 36. 9mPa?s。
[0588] 在上述组合物100份中添加有化合物(0p-05) 0. 25份时的间距为61. 7ym。
[0589] [实施例 22]
[0590] 3-IOiB(2F;3F)XB(F.F)-F <1-4-
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