聚合性化合物、聚合性组合物以及液晶显示元件的制作方法_4

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粘度;n;在20°C下测定;mPa?s)
[0287] 使用东京计器股份有限公司制的E型旋转粘度计来测定。
[0288] (6)光学各向异性(折射率各向异性;在25°C下测定;An)
[0289] 使用波长589nm的光,利用在接目镜上安装有偏光板的阿贝折射计(abbe refractometer)来测定。将主棱镜的表面向一个方向摩擦后,将试样滴加于主棱镜上。折 射率(n//)是在偏光方向与摩擦方向平行时进行测定。折射率(n丄)是在偏光方向与摩 擦方向垂直时进行测定。光学各向异性(An)的值是以An=n//-n丄的算式来计算。
[0290] (7)比电阻(P ;在25°C下测定;Qcm)
[0291]在具备电极的容器中注入试样1.OmL。对容器施加直流电压(10V),测定10秒后 的直流电流。比电阻是由下式来算出。(比电阻)= {(电压)X(容器的电容)}/{(直流 电流)X(真空的介电常数)}。
[0292] (8)电压保持率(VHR-1 ;在25°C下测定;%)
[0293] 测定用TN元件有聚酰亚胺取向膜,且两玻璃基板间隔(胞间隙)为5ym。放入试 样后以紫外线硬化型粘接剂密封所述元件。对元件施加脉冲电压(5V、60微秒)来充电。以 高速电压计测定16. 7毫秒内的衰减电压,求出单位周期中电压曲线与横轴之间的面积A。 面积B为未衰减时的面积。电压保持率为面积A相对于面积B的百分比。
[0294] (9)电压保持率(VHR-2 ;在80°C下测定;%)
[0295] 除了代替25°C而在80°C下进行测定以外,以与所述相同的程序来测定电压保持 率。将所得的结果以VHR-2的记号表示
[0296] 对介电各向异性为正的试样与介电各向异性为负的试样,物性的测定法有时不 同。介电各向异性为正时的测定法记载于项(10)~(14)中。
[0297] (10)粘度(旋转粘度;丫 1;在25°C下测定;mPa?s)
[0298]依M?今井(M.Imai)等的《分子晶体与液晶(MolecularCrystalsandLiquid Crystals)》第259期第37页(1995年)所述的方法来测定。在扭转角为0°、两玻璃基板 间隔(胞间隙)为5ym的TN元件中放入试样。对所述元件在16V~19. 5V范围内以0. 5V 为阶差阶段性地施加电压。不施加电压〇. 2秒后,以仅施加1个矩形波(矩形脉冲;0. 2秒) 与不施加电压(2秒)的条件反复施加。测定因所述施加而产生的暂态电流(transient current)的峰值电流(peakcurrent)及峰值时间(peaktime)。依这些测定值与M.今井 等的论文第40页的算式(8)而得旋转粘度值。所述计算所需的介电各向异性值是使用所 述经测定旋转粘度的元件,以下述方法求出。
[0299] (11)介电各向异性(Ae;在25°C下测定)
[0300] 在两玻璃基板间隔(胞间隙)为9ixm、扭转角为80°的TN元件中放入试样。对 所述元件施加正弦波(10V、lkHz),2秒后测定液晶分子的长轴方向的介电常数(e//)。对 所述元件施加正弦波(0. 5V、lkHz),2秒后测定液晶分子的短轴方向的介电常数(e丄)。 介电各向异性的值是根据Ae=e/7-e丄的式子来计算。
[0301] (12)弹性常数(K;在25°C下测定;pN)
[0302] 测定时使用横河惠普(Yokogawa-Hewlett-Packard)股份有限公司制造的 HP4284A型电感电容电阻(inductance-capacitance-resistance,LCR)计。在两玻璃基 板间隔(胞间隙)为20ym的水平取向元件中放入试样。对所述元件施加0伏特~20伏 特电荷,测定静电电容及施加电压。用《液晶装置手册》(日刊工业新闻社)第75页的式 (2. 98)、式(2. 101)拟合(fitting)静电电容(C)及施加电压(V)的测定值,根据式(2. 99) 获得Kn及K33的值。继而,使用第171页的式(3. 18),以刚求出的Kn及K33的值来算出K22。 弹性常数K是由以上述方式求出的Kn、K22及K33的平均值来表示。
[0303] (13)阈值电压(Vth;在25°C下测定;V)
[0304] 测定使用大冢电子股份有限公司制的IXD5100型亮度计。光源为卤素灯。在两 玻璃基板间隔(胞间隙)为0.45/An(iim)、扭转角为80°的常白模式(normallywhite mode)的TN元件中放入试样。对所述元件施加的电压(32Hz、矩形波)是以0.02V为阶差, 自0V阶段性地增加至10V。此时,自垂直方向对元件照光,测定透过元件的光量。制成当所 述光量达到最大时透过率为100%、当所述光量最小时透过率为0 %的电压-透过率曲线。 阈值电压是以透过率达到90%时的电压来表示。
[0305] (14)响应时间(t;在25°C下测定;ms)
[0306] 测定使用大冢电子股份有限公司制的LCD5100型亮度计。光源为卤素灯。低通滤 波器(Low-passfilter)设为5kHz。在两玻璃基板间隔(胞间隙)为5.0ym、扭转角为 80°的常白模式(normallywhitemode)的TN元件中放入试样。对所述元件施加矩形波 (60Hz、5V、0. 5秒)。此时自垂直方向对元件照光,测定透过元件的光量。当所述光量达到 最大时视为透过率100%,当所述光量最小时视为透过率0%。上升时间(Tr;risetime; 毫秒)是透过率自90%变为10%所需的时间。下降时间(tf;falltime;毫秒)是透过 率自10%变为90%所需的时间。响应时间由以上述方式求出的上升时间与下降时间的和 来表示。
[0307] 实施例1
[0308] 化合物(1-3-89)的合成 [030P1
[0310] 第1步骤:
[0311] 将4-溴苯酚(T-1) (50. 0g、289.Olmmol;东京化成工业股份有限公司)及二异丙 基乙基胺(56.03g、433. 5mmol)的甲苯(250ml)溶液以冰浴冷却,滴加氯甲基甲醚(34.9g、 433. 51mmol)。搅拌3小时后将反应混合物注入饱和氯化铵水溶液(200ml)中,用乙酸乙酯 萃取。以水(300ml)及饱和食盐水(200ml)清洗萃取液,以无水硫酸镁干燥,在减压下浓缩。 用管柱色谱法(析出液:甲苯/庚烷=2/1(体积比))纯化残渣而得化合物(T-2) (57.6g、 265.lmol、91. 7% )。
[0312] 第2步骤:
[0313] 将第1步骤获得的化合物(T-2) (57. 6g、265. 1)的四氢呋喃(THF) (290ml)溶液冷 却至-40°C,滴加n-BuLi(l. 59M、200. 3ml、318. 4mmol)。在-40°C下搅拌2小时后,滴加三甲 氧基硼(35. 85g、344. 97mmol)。在室温下搅拌8小时,将反应混合物注入饱和氯化铵水溶液 (300ml)中,用乙酸乙酯萃取。以水(300ml)及饱和食盐水(200ml)清洗萃取液,并以无水 硫酸镁干燥,再在减压下浓缩而得化合物(T-3) (32. 7g、179. 69mol、67. 7% )。
[0314] 第3步骤:
[0315] 将2,5-二溴对苯二酚〇'-4)(25.(^、93.32臟〇1;和光纯药股份有限公司)及氢氧 化钠(8. 21g、205. 3mmol)溶解于1,3-二噁烷(250ml)及水(250ml)的混合溶剂中,以冰浴 冷却。在所述溶液中滴加巴豆基氯(8.45g、93.3mm〇l)。在冰浴冷却下搅拌1小时后,将反 应混合物注入饱和氯化铵水溶液(300ml)中,用乙酸乙酯萃取。以水(300ml)及饱和食盐 水(200ml)清洗萃取液,以无水硫酸镁干燥,在减压下浓缩。用管柱色谱法(析出液:甲苯 /乙酸乙酯=10/1 (体积比))纯化残渣而得化合物(T-5) (12.lg、37. 6mmol、40. 3% )。
[0316] 第4步骤:
[0317] 使用第3步骤获得的化合物(T-5) (12.lg、37.6mmol)、二异丙基乙基胺、7. 28g、 56. 37mmol)、甲苯(60ml)、以及氯甲基甲醚(4. 54g、56. 37mmol),进行与第1步骤相同的操 作,由此获得化合物(T-6) (7. 8g、21. 3mmol、56. 7% )。
[0318] 第5步骤:
[0319]将第2步骤获得的化合物(T-3) (9. 3g、51.lmmol)、第4步骤获得的化合物(T-6) (7.8g、21.3mmol)、双(二-叔丁基(4-二甲基氨基苯基)膦)二氯钯(II) (0.0754g、 0?llmmol)、碳酸钾(8. 83g、63. 93mmol)、四丁基溴化铵(tetrabutylammoniumbromide, TBAB) (1. 37g、4. 26mmol)、甲苯(78ml)、异丙醇(78ml)、及水(78ml)混合,加热回流8小时。 将反应混合物放冷至室温后过滤,以水(100ml)及饱和食盐水(50ml)清洗滤液,以无水硫 酸镁干燥,在减压下浓缩。用管柱色谱法(析出液:甲苯/乙酸乙酯=9/1(体积比))纯化 残渣而得化合物(T-7) (4. 2g、8. 74mmol、41. 0% )。
[0320] 第6步骤:
[0321] 在第5步骤获得的化合物(T-7) (4. 2g、8. 74mmol)的THF(21ml)溶液中添加浓 盐酸(13. 11ml、157. 3mmol),在70°C下搅拌3小时。将反应混合物放冷至室温后,注入水 (100ml)中,以乙酸乙酯(50ml)萃取。以水(100ml)、饱和碳酸氢钠水(50ml)、水(100ml)及 饱和食盐水(50ml)清洗萃取液,并以无水硫酸镁干燥,再在减压下浓缩而得化合物(T-8) (3. 0g、8. 61mmol、98. 5% ) 〇
[0322] 第7步骤:
[0323] 将第6步骤获得的化合物(T-8) (3. 0g、8. 61mmol)、甲基丙烯酸(2. 44g、28. 4mmol) 及N,N-二甲基-4-氨基吡啶(DMAP;0. 79g、6. 46mmol)溶于二氯甲烷(30ml),以冰浴冷却。 以固体状态每次少量添加二环己基碳二亚胺(DCC;6. 22g、30. 14mmol),在室温下搅拌8小 时。使反应混合物通过硅藻土来过滤,用管柱色谱法(析出液:甲苯/庚烷=2/1(体积比)) 纯化滤液后进行再结晶(甲苯/乙酸乙酯=10/1 (体积比))而得化合物(1-3-89) (0. 2g、 0. 36mmol、4. 2% ) 〇
[0324]熔点:114.1°C
[0325] 匪R(CDC13;Sppm) :7. 63(d,2H),7. 47(d,2H),7. 16(dd,5H),6. 99(s,1H), 6. 37(s,2H),6. 17(s,1H),5. 80-5. 62(m,5H),4. 63-4. 48(m,2H),2. 08(s,6H),1. 92(s,3H), 1. 71(d,3H).
[0326] 实施例2
[0327] 化合物(1-3-58)的合成
[0328]
[0329] 第1步骤:
[0330] 使用2,5-二溴对苯二酚〇'-4)(9.558、35.66臟〇1)、氢氧化钠(7.18、78.45臟〇1)、 1,3-二噁烷(100ml)、水(100ml)、以及巴豆基氯(3. 14g、78. 45mmol),进行与实施例1的第 3步骤相同的操作,由此获得化合物(T-9) (12.lg、32. 17mmol、90. 2% )。
[0331] 第2步骤:
[0332] 使用实施例1的第2步骤获得的化合物(T-3) (12. 88g、70. 78mmol)、第1步骤获 得的化合物(T-9) (12.lg、32. 17mmol)、双(二-叔丁基(4-二甲基氨基苯基)膦)二氯钯 (II) (0?llg、0. 16mmol)、磷酸三钠十二水合物(39. 69g、96. 52mmol)、四丁基溴化铵(TBAB) (2. 07g、6. 43mmol)、甲苯(120ml)、异丙醇(120ml)、以及水(120ml),进行与实施例1的第5 步骤相同的操作,由此获得化合物(T-10) (9.lg、18. 55mmol、57. 7% )。
[0333] 第3步骤:
[0334] 使用第2步骤获得的化合物(T-10) (4.lg、8. 36mmol)、THF(20ml)及浓盐酸 (9. 19ml、110. 3mmol),进行与实施例1的第6步骤相同的操作,由此获得化合物(T-11) (3. 2g、7. 95mmol、95. 1 % ) 〇
[0335] 第4步骤:
[0336] 使用第3步骤获得的化合物(T_ll)(3. 2g、7. 95mmol)、甲基丙烯酸(1.37g、 15.9mmol)、N,N_ 二甲基 _4_ 氛基P比啶(DMAP;0.19g、1.59mmol)、甲苯(30ml)、以及二环己 基碳二亚胺(DCC;3. 44g、16. 7mmol),进行与实施例1的第7步骤相同的操作,由此获得化 合物(1-3-58) (2. 9g、5. 38mmol、67. 7% )。
[0337] 熔点:122.7°C
[0338] iH-NMlUCDClySppm) :7. 61 (d,4H),7. 17(d,4H),6. 98(s,2H),6. 38(s,2H), 5. 78-5. 60 (m,6H),4. 40 (d,4H),2. 09 (s,6H),1. 70 (d,6H) ?
[0339] 实施例3
[0340] 化合物(1-3-21)的合成
[0341]
[0342] 第1步骤:
[0343] 使用实施例1的第1步骤获得的化合物(T-2) (50g、230mmol)、THF(250ml、 n-BuLi(l. 59M、173. 8ml、276. 4mmol)及 2-异丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼成 环(T-12) (51. 4g、276. 4mmol),进行与实施例1的第2步骤相同的操作,由此获得化合物 (T-13) (50. 3g、182. 9mmol、79. 5% )。
[0344] 第2步骤:
[0345] 将2,5-二氯苯酚〇'_14)(25.(^、153.37111111〇1 ;东京化成股份有限公司)、苄基溴 (28.858、168.71臟〇1)、磷酸钾(48.838、230.06臟〇1)及01^(1251111)混合,在50°(:下搅 拌8小时。将反应混合物放冷至室温后过滤,将滤液倾入水中,以甲苯(100ml)萃取。以 水(100ml)及饱和食盐水(50ml)清洗萃取层后,以无水硫酸镁干燥,在减压下浓缩。用 管柱色谱法(析出液:甲苯/庚烷=2/1(体积比))纯化残渣而得化合物(T-15)(36.2g、 142. 87mmoU93. 1% ) 〇
[0346] 第3步骤:
[0347]使用第1步骤获得的化合物(T-13) (22. 96g、86. 91mmol)、第2步骤获得的化合 物(T-15) (10.0g、39.51mm〇l)、双(二-叔丁基(4-二甲基氨基苯基)膦)二氯钯(II) (0. 14g、0. 20mmol)、磷酸三钠十二水合物(45. 05g、118. 52mmol)、四丁基溴化铵(5. 09g、 15. 80mmol)、甲苯(50ml)、异丙醇(50ml)及水(50ml)进行与实施例1的第5步骤相同的操 作,由此获得化合物(T-16) (10. 2g、22. 32mmol、56. 5% )。
[0348] 第4步骤:
[0349] 将第3步骤获得的化合物(T-16) (10. 2g、22. 32mmol)溶解于异丙醇(100ml)中, 然后添加5 %钯/碳(0. 51g),在氢气环境下搅拌24小时。将反应混合物过滤,将滤液浓 缩后,利用管柱色谱法(析出液:甲苯/乙酸乙酯=5/1 (体积比))纯化残渣而得化合物 (T-17) (7. 2g、19. 63mmol、87. 9% )。
[0350] 第5步骤:
[0351]使用第4步骤获得的化合物(T-17) (2. 2g、6.OOmmol)、甲基丁稀酸(tiglicacid) (0.66g、6.60mmol)、N,N-二甲基-4-氨基吡啶(DMAP) (0? 15g、1.23mmol)、二氯甲烷(20ml) 及二环己基碳二亚胺(DCC) (1. 36g、6. 59mmol),进行与实施例1的第7步骤相同的操作,由 此获得化合物(T-18) (2. 65g、5. 91mmol、98. 4% )。
[0352] 第6步骤:
[0353] 将第5步骤获得的化合物(T-18) (2. 60g、5. 80mmol)溶于二氯甲烷(25ml)中,以 冰浴冷却。在所述溶液中滴加三甲基溴硅烷(8. 87g、57. 97mmol)后,在室温下搅拌5小 时。将反应混合物注入水(20ml)中,以乙酸乙酯(40ml))萃取。以水(50ml)及饱和食 盐水(20ml)清洗萃取液后,以无水硫酸镁干燥,在减压下浓缩而得化合物(T-19) (1.8g、 4. 99mmol、86. 2% )〇
[0354] 第7步骤:
[0355]使用第6步骤获得的化合物(T-19) (1. 8g、4. 99mmol)、甲基丙烯酸(0. 94g、 10.92_〇1)、11二甲基-4-氨基吡啶(0獻卩)(0.248、1.96_〇1)、二氯甲烷(181111)及二环 己基碳二亚胺(DCC;2. 37g、ll. 49mmol),进行与实施例1的第7步骤相同的操作,由此获得 化合物(1-3-21) (1. 4g、2. 81mmol、56. 2% )。
[0356] 熔点:119.4°C
[0357]iH-NMlUCDClySppm) :7. 63(d,2H),7. 53-7. 47(m,4H),7. 38(s,1H),7. 20(d,2H), 7. 15 (d,2H),6. 96 (q,1H),6. 37 (d,2H),5. 78 (s,2H),2. 08 (s,6H),1. 82 (d,6H) ?
[0358] 实施例4
[0359] 化合物(1-3-15)
[0360]
[0361] 第1步骤:
[0362] 将3-氟-4-碘-溴苯(T-20) (300g、997mmol;东京化成股份有限公司)、氢氧化 钾(112g、1.996mol)及DMF(800ml)混合后,以冰浴冷却。在冰浴冷却下在所述溶液中滴加 2,2,2-三氟乙醇(20(^、1.992臟〇1)后,将反应液缓慢升温,在60°(:下搅拌5小时。将反应 液放冷至室温后,将反应液倾入水(800ml)中,以庚烷(500ml)萃取。以水(500ml)及饱和 食盐水(300ml)清洗萃取层后,以无水硫酸镁干燥,在减压下浓缩,由此获得化合物(T-21) (270g、708. 8mmol、71. 1% )。
[0363] 第2步骤:
[0364]将化合物(T-22) (179. 7g、784. 5mmol)、双联频那醇基二硼烷(bispinacolato diborane) (239. 0g、941. 4mmo1)、乙酸钾(92. 4g、941. 4mmo1)、双(二苯基勝基二茂铁)二 氯钯(II) (10. 〇g、13. 7mmol)及1,3-二噁烷(1000ml)混合,在90°C下搅拌4小时。将反 应液放冷至室温后,将反应液倾入水中,以甲苯(800ml)萃取。以水(1000ml)及饱和食盐 水(500ml)清洗萃取层后,以无水硫酸镁干燥,在减压下浓缩。用管柱色谱法(析出液:庚 烷)纯化残渣而得化合物(T-23) (182g、659mmol、84. 1% )。
[0365] 第3步骤:
[0366] 将第1步骤获得的化合物〇'-21)(104.68、274.6111111 〇1)、第2步骤获得的化合 物(T-23) (182g、659mmol)、碳酸钾(141. 0g、1. 02mol)、四丁基溴化铵(TBAB) (27. 0g、 83.7臟〇1)、双(二苯基膦基二茂铁)二氯钯(11)(10.(^、13.7臟〇1)、水(10001111)及乙醇 (100ml)混合,在85°C下搅拌4小时。将反应液放冷至室温后,将反应液倾入水中,以甲苯 (800ml)萃取。以水(1000ml)及饱和食盐水(500ml)清洗萃取层后,以无水硫酸镁干燥,在 减压下浓缩。以庚烷清洗残渣而得化合物(T-24) (97.lg、205. 5mmol、74. 8% )。
[0367] 第4步骤:
[0368] 将第3步骤获得的化合物(T-24) (30. 0g、63. 5mmol)溶于THF(200ml)后,冷却 至-70°C以下。在所述溶液中滴加二异丙胺锂(2M、34. 9ml、69. 8mmol)后,在-70°C以下搅拌 2小时。将反应液倾入水中,以甲苯(200ml)萃取。以水(200ml)及饱和食盐水(100ml)清洗 萃取层后,以无水硫酸镁干燥,在减压下浓缩。以庚烷清洗残渣而得化合物(T-25) (23. 5g、 51. 9mmoU81. 7% ) 〇
[0369] 第5步骤:
[0370]将第 4 步骤获得的化合物(T-25) (5. 0g、11.Ommol)、浓盐酸(8ml、96mmol)、 THF(50ml)及丙酮(20ml)混合后,在60°C下搅拌2小时。将放冷至室温的反应液浓缩, 加水(300ml)。过滤分离析出的沉淀物,以水清洗而得化合物(T-26) (3. 74g、10. 9mmol、 99. 1% ) 〇
[0371] 第6步骤:
[0372]在第5步骤获得的化合物(T-26) (3. 74g、10. 9mmol)中添加甲苯(50ml),加热回流 后放冷至室温。在所述溶液中添加2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚(BHT) (50mg)、甲基丙烯 酸酐(4.lg、26. 6mmol)及DMF(50ml)。将所得溶液保持90°C而滴加于N,N-二甲基-4-氨基 吡啶(DMAP) (0? 24g、2. 2mmol)、碳酸钾(5. 46g、39. 5mmol)及甲苯(50ml)的混合物中,再加 热回流3小时。将反应液放冷至室温后过滤,将滤液在减压下浓缩。利用管柱色谱法(析出 液:二氯甲烷/庚烷=1/3 (体积比))及再结晶(庚烷)来纯化残渣而得化合物(1-3-15) (4.lg、86mmol、78. 9% ) 〇
[0373]熔点:141.(TC
[0374]iH-NMlUCDClySppm) :7. 64-7. 58 (m,4H),7. 45 (d,1H),7. 36 (dd,1H), 7. 26-7. 19 (m,5H),6. 38 (d,2H),6. 06 (dd,1H),5. 79-5. 78 (m,2H),2. 09 (d,6H).
[0375] 实施例5
[0376]化合物(1-3-26)
[0377]
[0378] 第1步骤:
[0379]将氢化钠(60 %、21.9g、547mmol)添入DMF(800m
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