一种含2-氧-双环基[2,2,1]庚烷结构的液晶化合物、制备方法及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种含2-氧-双环基[2,2,1]庚烷结构的液晶化合物，具有如下结构通式(I)：加入了本发明所述液晶化合物的液晶组合物，具有响应时间短、Δn数值适中、电荷保持率高的特性，并且具有较低的阈值电压，应用前景广阔。
【专利说明】【技术领域】
[〇〇〇1] 本发明涉及一种含2-氧-双环基[2, 2, 1]庚烷结构的液晶化合物、制备方法以及 应用，属于液晶材料【技术领域】。 -种含2-氧-双环基[2, 2, 1]庚烷结构的液晶化合物、制 备方法及其应用 【背景技术】
[0002] 近年来，液晶化合物的应用领域越来越广，已经广泛用于各种类型的显示设备、电 光学器件、传感器等。其中，在显示装置中向列相液晶有着最宽广的用途。向列相液晶已经 广泛应用于无源TN或STN矩阵显示器和具有TFT有源矩阵的系统中。
[0003] 液晶材料要求具备良好的化学和热稳定性，良好的对电场和电磁辐射的稳定性， 较宽的向列相温度范围，适当的折射率、介电各向异性，较快的响应速度和高的电压保持 率。
[0004] 随着显示技术的发展，对液晶材料也提出了更高的要求，尤其是在快速响应，降低 驱动电压，降低功耗等方面。因此，需要开发更多改进性能的新型液晶化合物。
[0005] 尽管很早就有对2-氧-双环基[2,2, 1]庚烷结构的研究报道[EP0358290B1 ; Chem. zentralbl. 1923, Vol 94, nb. Ill, pl012 ；Tedrahedron. 1985, Vol 41, n. 2, p. 413-420 ； Tedrahedron. 1985, Vol 41, n. 23, p. 5487-5494 ;EP 0358290 B1 等]，但 2-氧-双环基 [2, 2, 1]庚烷类衍生物作为液晶化合物，尤其是向列相液晶的特性，尚未见报道。
【发明内容】
[0006] 本发明第一目的是提供一种含2-氧-双环基[2, 2, 1]庚烷结构的液晶化合物。含 有该液晶化合物的液晶组合物，表现出响应时间短、Δη数值适中、电荷保持率高的特性，并 且具有较低的阈值电压，应用前景广阔。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0008] -种含2-氧-双环基[2, 2, 1]庚烷结构的液晶化合物，所述化合物具有如下结构 通式（I):
[0009]
【权利要求】
1. 一种含2-氧-双环基[2, 2, 1]庚烷结构的液晶化合物，其特征在于，具有如下结构 通式（I):
式中成表示-H，具有1-12个碳原子的烷基或烷氧基；其中，烷基或烷氧基中的Η可以 被卤素取代，一个或多个_CH2-可以各自独立地被-C三C-、-CH = CH-、-CF = CF-、-CF = CH-、-C0-0-、-0-C0-或-0-取代，但要求0原子彼此不直接连接； R2 表示-H，-F，-Cl，-CN，-NCS，-CF3, -〇CF3, -0CF2C1，具有 1-12 个碳原子的烷基或 烷氧基；其中，烷基或烷氧基中的Η可以被卤素取代，一个或多个-CH2-可以各自独立地 被-C = C-、-CH = CH-、-CF = CF-、-CF = CH-、-C〇-〇-、-〇-C〇-或-0-取代，但要求 0 原子 彼此不直接连接； Ai表不1，4-亚苯基，其中，1，4-亚苯基中的1-4个氢原子可以被氟原子取代或1-2 个-CH-基团可以被氮原子取代； A2、A3相同或不同，各自独立地表示1，4-亚环己基，1，4-亚环己烯基或1，4-亚苯 基；其中，1，4-亚环己基和1，4-亚环己烯基中的1-4个氢原子可以被氟原子取代或1-2 个-CH2-基团可以被氧原子取代；1，4-亚苯基中的1-4个氢原子可以被氟原子取代或1-2 个-CH-基团可以被氮原子取代； Zi、Z2相同或不同，各自独立地表不碳碳单键、-C〇-〇-、-〇-C〇-、-CF2〇-、-〇CF 2-、-CH2〇-、-0CH2-,-CH2CH2-,-C = C-.-CH = CH-.-CF = CF-.-CF = CH-,-CF2CH2-,-CH2CF2-,-C 2F4-,-CH2 CHF-、-CHFCH2-; a、b相同或不同，各自独立地表示0、1、2。
2. 根据权利要求1所述的液晶化合物，其特征在于，所述&表示-H，具有1-8个碳原 子的烷基或烷氧基；其中，烷基或烷氧基中的Η可以被卤素取代，一个或多个-CH 2-可以各 自独立地被-CH = CH-、或-0-取代，但要求0原子彼此不直接连接。
3. 根据权利要求1所述的液晶化合物，其特征在于，所述R2表示-H，-F，-Cl，-CN，-CF3， -0CF 3，-0CF2C1，具有1-8个碳原子的烷基或烷氧基；其中，烷基或烷氧基中的Η可以被卤素 取代，一个或多个_CH 2-可以各自独立地被-CH = CH-、或-0-取代，但要求0原子彼此不直 接连接。
4. 根据权利要求1所述的液晶化合物，其特征在于，所述A2、A3相同或不同，各自独立 地表不
5. 根据权利要求1所述的液晶化合物，其特征在于，所述ZpZ2相同或不同，各自独立地 表示碳碳单键、-C0-0-、-CF 2〇-、-CH2〇-、-CH2CH2-、-c = c-、-CH = CH-、-CF = CF-、-C2F4-。
6. 根据权利要求1所述的液晶化合物，其特征在于，所述A2、A3相同或不同，各自独立 地表不
21、22相同或不同，各自独立地表不碳碳单键、-(]〇-0 -、-〇卩20-、-0120 -、-012012-、-〇三〇 、-CH = CH-; a、b相同或不同，各自独立地表示0、1，且1 < a+b < 2。
7. -种含2-氧-双环基[2, 2, 1]庚烷结构的液晶化合物的制备方法，其特征在于，包 括如下步骤： 1)
在对甲苯磺酸催化下与乙二醇反应，生成
2) 将步骤1)生成的
与二异丙基胺基锂金属化反应，再与Ri-Xi反 应，生成
3) 将步骤2)生成的
与硼氢化钾和氯化锂反应，再在酸性条件下水解 生成
4) 将步骤3)生成的
与氯化苄反应生成
后，在酸性条件下水解脱保护得到
5. Br_A「(ZfAj a-(Z2-A3) b-R2 与
先进行格氏置换，生成 BrMg_A「(ZfAj a-(Z2-A3)b-R2后，与步骤4)生成的进行反应，酸化得至IJ
6) 将步骤5)生成的
在钯炭催化下，与氢气反应得到
7) 将步骤6)生成的
在浓硫酸催化下，醚化 合环生成
即上述通式（I)的化合物； 其中，所述的定义均与结构通式⑴中的定义相同。
8. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于， 步骤1)中，
与乙二醇的投料摩尔比为1 : 2. 0?4. 0,反应时间为 2?5小时，反应温度60?90°C ;
步骤2)中 二异丙基胺基锂与Ri-Xi的投料摩尔比为1 : 1. 2? 、 1.5 : 1.4?2.0,反应温度-30?20°C，反应时间为4?8小时；
步骤3)中 硼氢化钾与氯化锂的投料摩尔比为1 : 0.5? 、 1. 5 : (λ 5?L 5,反应时间3?5小时，反应温度10?30°C ; 步骤4)中
与氯化苄的投料摩尔比为1 : 2.0?4.0,反应时间为2? 5小时，反应温度为60?90°C ; 步骤 5)中，
的投料 摩尔比为1.0 : 1.0?3.0 : 1.0, 与
的反应时间为 4?6小时，反应温度0?20°C ;加入
后的反应时间为8?10小 时，反应温度50?70°C ; 步骤6)中，
与钯炭的投料质量比 为1 : 0. 05?0. 1，反应时间5?10小时，反应温度20?30°C ; 步骤7)中，
与浓硫酸的投料质量比为 1 : 0.5?1，反应时间10?20小时，反应温度50?80°C。
9. 一种包含权利要求1-6任一所述结构通式（I)化合物中的至少一种的液晶组合物， 其特征在于，包含质量百分比为1-50%的通式（I)的化合物，优选质量百分比为3-30%的 通式⑴的化合物。
10. 权利要求9所述液晶组合物在TN、IPS、FFS、ADS-TFT模式的显示器中的应用。
【文档编号】C09K19/44GK104046366SQ201410283560
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】姜天孟, 班全志, 田会强, 储士红, 陈海光, 高立龙, 梁现丽 申请人:北京八亿时空液晶科技股份有限公司