螺环盘状液晶化合物及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种螺环盘状液晶化合物及其制备方法与应用。该螺环盘状液晶化合物，其结构通式如式I所示。该式I所示化合物，核磁检测正确，基于现阶段TN型光学补偿膜研究较少，所用盘状液晶材料种类较少，且合成工艺较为复杂，难以提存等问题，本发明利用新颖的微波合成方法提供了一系列螺环盘状液晶化合物。该类化合物，而且原料易得，制备简便，总体收率高，对于研究光学补偿膜材料的进展与应用，具有重要的应用价值。
【专利说明】螺环盘状液晶化合物及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机合成【技术领域】，涉及一种螺环盘状液晶化合物及其制备方法与应 用。
【背景技术】
[0002] -直以来，液晶显示装置（LCD)中由于有从斜方向观察时的对比度降低或色调的 变化，因此视角特性与CRT相比并不充分，存在着很大的改善空间。LCD的视角特性主要起 因于液晶分子的双折射性的角度依赖性。例如，扭曲向列模式（TN)液晶显示装置由于相应 速度和对比度优异，生产率也高，因此作为个人电脑或监视器等OA设备等各种装置的显示 手段而广泛的普及。但是，在上述TN模式的液晶显示装置中，由于液晶分子相对于上下的 电极基板倾斜取向，因此存在着根据观察的角度不同，显示图像的对比度发生变化、因画面 着色而导致发生视觉辨认性的降低等视角依赖性增大的问题。因此需要用光学补偿膜对该 双折射性、即延迟的角度依赖性进行补偿来改善视角特性。
[0003] 为了对视角特性进行改善，在上述TN模式的液晶显示装置中使用了盘状液晶分 子并通过聚合得到光学补偿膜。但是，现有技术中虽然报道了很多类型的盘状液晶化合物 用于光学补偿膜材料，但都存在着一些包括合成方法复杂，收率较低，溶解性较差，难以保 存的缺点。因此，合成步骤简单，收率高、具有独特光电特性的盘状液晶分子成为现阶段重 要的研究内容。
【发明内容】
[0004] 为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明人经过深入研究和繁复实验，提 供了一种螺环盘状液晶化合物及其制备方法与应用。
[0005] 本发明提供的螺环盘状液晶化合物，其结构通式如式I所示，
[0006]
【权利要求】
1. 式I所示化合物：
所述式 I 中，Ra 为 R1- (Z1-A1-Z2) x-; Rb 为 _ (Z3-A2-Z4) y-R2 ; 其中，R1、R2独立地选自H、-F、-Cl、-CN、-CF3和-OCF 3、碳原子总数为1-15的烷基、碳 原子总数为1-15的烷氧基、碳原子总数为2-15的直链烯烃基、氟代的碳原子总数为1-15 的烷基、氟代的碳原子总数为1-15的烷氧基和氟代的碳原子总数为2-15的直链烯烃基中 的任意一种； Z1、Z2、Z3 和 Z4 独立地选自-0-、-S-、-0C0-、-coo-、-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF 2O-、-OCF2-、 碳原子总数为1-15的直链烷基、碳原子总数为2-15的直链烯烃基、碳原子总数为2-15的 直链炔基、氟代的碳原子总数为1-15的直链烷基、氟代的碳原子总数为2-15的烯烃基和碳 碳单键中的至少一种； A1和A2独立地选自1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、二苯基氧膦基、N-苯基-咔唑-2-基、 N-苯基-咔唑-3-基、9, 10-蒽基、1-萘基、4-三苯胺基、2, 5-嘧啶基、3, 9-咔唑基、2, 5-批 啶基、2, 5-四氢-2H-吡喃基、1，3-二噁烷-2, 5-基、1，2, 4-噁二唑-3, 5-基、氟代的1，4-亚 环己基、氟代的1，4-亚苯基、氟代的吡喃环二基、环内酯二基、五元氧杂环二基、五元硫杂 环二基、五元氮杂环二基和碳碳单键中的任意一种； X和y独立地为0-3的整数； 所述X或y独立地为2或3时，结构单元Z1-A1-Z2中，Z1在每次出现时相同或不同，A 1在每次出现时相同或不同，Z2在每次出现时相同或不同；结构单元Z3-A2-Z 4中，Z3在每次出 现时相同或不同，A2在每次出现时相同或不同，Z4在每次出现时相同或不同。
2. -种制备权利要求1所述式I所示化合物的方法，包括如下步骤： 1) 将邻苯二酚与式II所示的炔在羰基钌为催化剂的条件下，进行环化反应，反应完毕 后得到式III所示化合物；
2) 将式III所示取代杂环化合物在三氯化铁为催化剂的条件下，微波进行环化反应， 反应完毕后得到式I所示化合物。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，邻苯二酚与式II化合 物的摩尔比为 1:1 ?1. 5,具体可为 1:1. 0、1:1. 1、1:1. 2、1:1. 3、1:1. 4、1:1. 5,优选 1:1. 1 ; 邻苯二酚与羰基钌的摩尔比为1:0. 1?1. 0,具体可为1:0. 1、1:0. 2、1:0. 3、1:0. 4、1:0. 5、 1:0. 6、1:0. 7、1:0. 8、1:0. 9、1:1. 0,优选 1:0. 2 ; 所述步骤2)中，式III化合物与三氯化铁的摩尔比为1:1?5,具体可为1:1. 0、1:2. 0、 1:3. 0、1:4. 0、1:5. 0,优选 1:3. 0。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中，式III化合物与三氯化 铁的摩尔比为 1:1. 〇、l:2. 0、1:3. 0、1:4. 0 或 1:5. 0。
5. 根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于： 所述步骤1)中，环化反应温度为〇°C?100°C，优选80°C?KKTC ;反应时间为2?12 小时，优选为6?8小时； 所述步骤2)中，环化反应温度为0°C?100°C，优选20°C?40°C ;反应时间为1?30 分钟，优选为1?10分钟； 所述步骤1)和步骤2)在溶剂中进行； 所述溶剂具体选自四氢呋喃、己烷、二氯甲烷、乙酸、二甲苯、乙醇、甲苯、水、邻二氯苯、 醋酸和1，4-二氧六环中的至少一种； 所述步骤1)和步骤2)中，反应气氛为惰性气氛，优选氩气气氛。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于： 所述步骤1)中，环化反应温度为80°C?KKTC ;反应时间为6?8小时； 所述步骤2)中，环化反应温度为20°C?40°C ;反应时间为1?10分钟； 所述反应气氛为氩气气氛。
7. 权利要求1所述式I所示化合物在光学补偿膜材料中的应用或者在制备有机电致发 光器件材料、有机太阳能电池材料和制备有机发光二极管中的应用。
8. 含有权利要求1所述式I所示化合物的光学补偿膜材料、有机电致发光器件材料、有 机太阳能电池材料或有机发光二极管。
【文档编号】H01L51/54GK104327090SQ201410541127
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】郭剑, 李正强, 张兴 申请人:石家庄诚志永华显示材料有限公司