CN111194305A - 聚合性化合物、以及使用其的液晶组合物和液晶显示元件 - Google Patents
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Abstract
本发明中,通式(i)所表示的化合物涉及如下的化合物:基团Ki1的烷基(碳原子数3~40的直链烷基、卤代烷基或氰化烷基)中的至少2个以上仲碳原子被‑C(=Xi1)‑和/或‑CH(‑CN)‑取代(Xi1表示氧原子、硫原子、NH或NRi3),另外,基团Ai2、Ai3或Ki1具有至少1个以上的Pi1‑Spi1‑基(Pi1表示聚合性基团,Spi1表示间隔基或单键)作为取代基。通过在液晶组合物中含有上述通式(i)所表示的化合物,从而液晶组合物吸附于夹持液晶层的基板,能够在无取向膜的情况下使液晶分子保持沿垂直方向取向的状态。
Description
技术领域
本发明涉及聚合性化合物以及使用其的液晶组合物和液晶显示元件。
背景技术
以往,就VA方式的液晶显示器而言,为了在未施加电压时诱发液晶分子的垂直取向、在施加电压时实现液晶分子的水平取向,在电极上设有聚酰亚胺取向膜(PI)层。但是,PI层的制膜需要大量的成本,因此近年来研究了虽然省去PI层但用于实现液晶分子的取向的方法。
例如专利文献1中,公开了一种液晶介质,其特征在于,以具有负的介电各向异性的极性化合物的混合物为基础,含有至少1种自发取向性添加剂;并记载了该液晶介质高度适合在完全不含取向层的显示器中使用。并且,专利文献1中,使用了具有羟基的特定化合物作为自发取向性添加剂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2014-524951号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,根据本发明人等的研究,判明了:使用专利文献1中记载的自取向性添加剂的情况下,使液晶分子垂直取向的取向约束力和取向不均等电光学特性仍然不足,另外,在含有该自发取向性添加剂的液晶组合物的保存性方面尚有改善的余地。
对此,本发明的目的在于提供一种具有极性基团的聚合性化合物,其能够在添加至液晶组合物中时确保保存性,即使不设置PI层也能实现液晶分子的取向。另外,本发明的另一目的在于提供一种保存性优异且即使不设置PI层也能实现液晶分子的垂直取向的液晶组合物、以及使用了该液晶组合物的液晶显示元件。
用于解决课题的手段
本发明提供通式(i)所表示的化合物。
[化1]
(式中,
Ri1分别独立地表示碳原子数1~40的直链或分支的烷基或卤代烷基,这些基团中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,
Ai1、Ai2和Ai3分别独立地表示2价芳香族基、2价环式脂肪族基或2价杂环式化合物基,Ai1中的氢原子可被Li1取代,Ai2和Ai3中的氢原子可被Li1、Pi1-Spi1-或Ki1取代,Li1表示卤原子、氰基、硝基、碳原子数1~40的直链或分支的烷基、卤代烷基,该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-或-OCO-取代,
Zi1和Zi2分别独立地表示单键、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-或碳原子数2~20的亚烷基,该亚烷基中的1个或不邻接的2个以上-CH2-可被-O-、-COO-或-OCO-取代,
Ki1表示碳原子数3~40的直链或分支的烷基、卤代烷基或氰化烷基,这些烷基中的至少2个以上仲碳原子被-C(=Xi1)-和/或-CH(-CN)-取代,另外,该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-C(=CH2)-、-C(=CHRi3)-、-C(=CRi3 2)-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-或-OCO-取代,另外,这些烷基中的氢原子可被Pi1-Spi1-取代,Xi1表示氧原子、硫原子、NH或NRi3,Ri3表示碳原子数1~20的直链或分支的烷基,该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,
Pi1表示聚合性基团,
Spi1表示间隔基或单键,其中,通式(i)中,作为Ai2或Ai3的取代基、或作为Ki1的取代基,具有至少1个以上的Pi1-Spi1-,
mi1表示0~3的整数,通式(i)中Ri1、Ai2、Zi2、Li1、Ki1、Xi1、Pi1和Spi1存在多个时,它们可以相同或不同。)
另外,本发明提供含有1种或2种以上的通式(i)所表示的化合物的液晶组合物、以及含有该液晶组合物的液晶显示元件。
发明效果
根据本发明,能够提供保存性优异并且即使不设置PI层也能实现液晶分子的均匀垂直取向的聚合性化合物、液晶组合物、以及使用了该液晶组合物的液晶显示元件。
具体实施方式
本实施方式的聚合性化合物为通式(i)所表示的化合物。
[化2]
通式(i)所表示的化合物由于特别是具有Ki1所表示的部分结构,因此在用于液晶组合物时,能够吸附于夹持液晶组合物(液晶层)的基板,使液晶分子保持沿垂直方向取向的状态。认为:通式(i)所表示的化合物中,由于通式(K-1)中的Ki1所表示的部分结构具有极性,因此会吸附于夹持液晶组合物(液晶层)的基板,另外,由于该化合物在化合物的末端具有Ki1所表示的部分结构,因此使液晶分子保持沿垂直方向取向的状态。由此,根据使用了本实施方式的聚合性化合物的液晶组合物,即使不设置PI层也能使液晶分子取向(未施加电压时诱发液晶分子的垂直取向,施加电压时实现液晶分子的水平取向)。这样,通式(i)所表示的化合物适合用于帮助液晶组合物中液晶分子的垂直取向。
此外,本发明人等还发现,通过使本实施方式的通式(i)所表示的聚合性化合物具有Ki1所表示的部分结构,不仅能实现液晶分子的取向,还能确保液晶组合物的保存性稳定性。
进一步,通式(i)所表示的化合物中,作为Ai2或Ai3的取代基、或作为Ki1的取代基,在特定的位置具有聚合性基团,因此能够维持更良好的取向性。
从以上的观点考虑,本实施方式的聚合性化合物只要在分子的末端、优选分子的主链末端具有Ki1所表示的部分结构即可,Ki1所表示的部分结构所连接的连接端的化学结构只要为不阻碍液晶组合物的功能的范围就没有特别限制。
以下,对通式(i)所表示的化合物的具体例进行说明。
优选地,通式(i)中的Ki1为直链或分支的碳原子数3~40的烷基、碳原子数3~40的直链或分支的卤代烷基、碳原子数3~40的直链或分支的氰化烷基,且其中Ki1中的至少2个以上仲碳原子被-C(=Xi1)-和/或-(CH-CN)-取代,优选Ki1中的至少2个以上仲碳原子被-C(=Xi1)-取代,优选至少3个以上仲碳原子被-C(=Xi1)-取代,优选至少4个以上仲碳原子被-C(=Xi1)-取代。从提高电压保持率(VHR)的观点考虑Xi1优选氧原子。优选Ki1表示碳原子数3~30的直链或分支的烷基、直链或分支的卤代烷基、直链或分支的氰化烷基,且该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-C(=CH2)-、-C(=CHRi3)-、-C(=CRi3 2)-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-取代,更优选表示碳原子数3~20的直链或分支的烷基或直链或分支的氰化烷基,且该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-C(=CH2)-、-C(=CHRi3)-、-C(=CRi3 2)-、-O-取代,更优选表示碳原子数3~20的分支的烷基或分支的氰化烷基,且该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-C(=CH2)-、-O-取代。Ri3优选碳原子数1~10的直链或分支的烷基,优选碳原子数1~7的烷基,优选碳原子数1~3的烷基,该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代。
另外,Ki1中的氢原子优选被聚合性基团、即Pi1-Spi1-取代。通过Ki1中存在极性基团和聚合性基团,从而可得到更良好的取向性。
Ki1优选表示通式(K-1)。
[化3]
(式中,Yi1表示碳原子数3~20的直链或分支的烷基、卤代烷基或氰化烷基,这些烷基中的至少2个以上仲碳原子被-C(=Xi1)-和/或-CH(-CN)-取代,另外,该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-或-OCO-取代,另外,这些烷基中的氢原子可被Pi1-Spi1-取代,Xi1表示氧原子、硫原子、NH或NRi3,
Si1和Si3分别独立地表示碳原子数1~6的亚烷基或单键,该亚烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-C(=CH2)-、-C(=CHRi3)-、-C(=CRi3 2)-、-O-、-NH-、-C(=O)-、-COO-或-OCO-取代,
Si2表示碳原子、氮原子或硅原子,
Ri2表示氢原子、碳原子数1~20的直链或分支的烷基、卤代烷基或氰化烷基,这些基团中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-C(=Xi1)-或-CH(-CN)-取代,
Pi1表示聚合性基团,
Spi1表示间隔基或单键,
ni1表示1~3的整数,ni2和ni3分别独立地表示0~2的整数,Si2表示碳原子或硅原子时,ni1+ni2+ni3为3,Si2表示氮原子时,ni1+ni2+ni3为2。Ri3表示与通式(i)中的Ri3相同的含义,通式(K-1)中Ri2、Xi1、Yi1、Si1、Si3、Pi1和Spi1存在多个时,它们可以相同或不同。)
通式(K-1)中的Si1和Si3优选为碳原子数1~6的直链或分支的亚烷基或单键,且该亚烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-(C=CH2)-、-O-、-(C=O)-、-COO-或-OCO-取代,更优选地,优选为单键、碳原子数1~6的直链状的亚烷基、或该亚烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-取代后的基团。Si1和Si3具体而言优选表示-(CH2)n-、-O-(CH2)n-、-(CH2)n-O-、-(CH2)n-O-(CH2)m-、-COO-(CH2)n-、-OCO-(CH2)n-(n和m表示1~6的整数。)
Si2优选为碳原子。Ri2优选表示氢原子或碳原子数1~10的直链或分支的烷基,且该烷基中的-CH2-可被-O-、-C(=Xi1)-或-CH(-CN)-取代(但-O-不连续),优选表示氢原子或碳原子数1~7的直链或分支的烷基,且该烷基中的-CH2-可被-O-、-C(=Xi1)-或-CH(-CN)-取代(但-O-不连续),更优选地,优选为氢原子、碳原子数1~3的直链烷基。
优选地,Yi1为碳原子数3~20的烷基、碳原子数3~20的直链或分支的卤代烷基、碳原子数3~20的直链或分支的氰化烷基,其中,Yi1中的至少2个以上仲碳原子被-C(=Xi1)-和/或-CH(-CN)-取代,Yi1中的至少2个以上仲碳原子被-C(=Xi1)-被取代。从提高电压保持率(VHR)的观点考虑,Xi1优选氧原子。Yi1优选表示碳原子数3~10的直链或分支的烷基、卤代烷基、氰化烷基,且该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-C(=CH2)-、-C(=CHRi3)-、-C(=CRi3 2)-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-取代,更优选表示碳原子数3~7的直链或分支的烷基或氰化烷基,且该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-C(=CH2)-、-C(=CHRi3)-、-C(=CRi3 2)-、-O-取代,更优选表示碳原子数3~7的直链或分支的烷基,且该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-取代。另外,烷基中的氢原子可被Pi1-Spi1-取代。
从提高液晶的取向性的观点考虑,Yi1优选表示选自通式(Y-1)的基团。
[化4]
(式中,WiY1表示单键或氧原子,虚线表示单键或双键,当虚线表示单键时,RiY1表示氢原子、碳原子数1~20的直链或分支的烷基或Pi1-Spi1-,且该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-、C≡C-或-CO-取代,当虚线表示双键时,RiY1表示=CH2、=CHRiY4、或=CRiY4 2,RiY4表示氢原子、碳原子数1~20的直链或分支的烷基,且该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,RiY3表示与虚线表示单键时的RiY1相同的含义,RiY2表示氢原子、碳原子数1~20的直链或分支的烷基、卤代烷基、氰化烷基,且这些烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-、-OCO-、-C(=O)-或-CH2(-CN)-取代,另外,RiY2表示Pi1-Spi1-,当虚线表示双键时niY1为0,当虚线表示单键时niY1为1,niY2表示0~5的整数,Pi1表示聚合性基团,Spi1表示间隔基或单键,RiY1、RiY3、RiY4、Pi1和Spi1存在多个时,它们可以相同或不同,在*处与Si3连接。)
当虚线表示单键时,RiY1优选氢原子或碳原子数1~10的直链或分支的烷基,优选氢原子或碳原子数1~7的烷基,优选氢原子或碳原子数1~3的烷基,该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代。具体而言优选表示氢原子,另外,从提高耐热性的观点考虑,优选表示碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、-CO-CH3、-CH2-O-CH3。另外,从提高耐热性的观点考虑,RiY1也优选表示Pi1-Spi1-。认为RiY1表示Pi1-Spi1-时,通式(i)所表示的化合物由于热而分解从而生成的分解物聚合,因此能够防止杂质增加,对液晶组合物的不良影响变少。Pi1表示聚合性基团,优选表示丙烯酰基、甲基丙烯酰基或选自后述的通式(P-1)~(P-15)所表示的组的取代基。Spi1优选表示碳原子数1~18的直链状亚烷基或单键,更优选表示碳原子数2~15的直链状亚烷基或单键,进一步优选表示碳原子数2~8的直链状亚烷基或单键。
另外,当虚线表示双键时,表示=CH2、=CHRiY4、或=CRiY4 2,优选表示=CH2。RiY4优选碳原子数1~10的直链或分支的烷基,优选碳原子数1~7的烷基,优选碳原子数1~3的烷基,该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代。
RiY3的优选基团与虚线表示单键时的RiY1的优选基团相同。niY1优选0。
作为RiY1和RiY3的优选组合,可列举均为氢原子、均为碳原子数1~3的烷基、均为碳原子数1~3的烷氧基、均为-CH2-O-CH3等。RiY1和RiY3中的任一方表示Pi1-Spi1-或-CO-CH3时,另一方优选表示氢原子。
niY2优选0~3的整数,优选0、1或2,更优选0或1。
RiY2优选氢原子或碳原子数1~10的烷基、卤代烷基或氰化烷基,优选碳原子数1~7的烷基、卤代烷基或氰化烷基,优选碳原子数1~3的烷基。另外,该烷基中的仲碳原子优选以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-C(=Xi2)-或-CH2(-CN)-取代。从提高VHR的观点考虑,Xi2优选氧原子。另外,RiY2优选表示Pi1-Spi1-。认为RiY2表示Pi1-Spi1-时,通式(i)所表示的化合物由于热而分解从而产生的分解物聚合,因此能够防止杂质的增加,对液晶组合物的不良影响变小。
通式(Y-1)更具体而言优选式(Y-1-1)、(Y-1-2)、(Y-1-3a)、(Y-1-3b)、(Y-1-4)。
[化5]
(式中,niY11表示0或1,RiY21表示碳原子数1~10的烷基、卤代烷基、氰化烷基,这些烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-、-OCO-、-C(=O)-或-CH2(-CN)-取代,另外,RiY21表示Pi1-Spi1-,RiY31和RiY32分别独立地表示氢原子、碳原子数1~10的直链或分支的烷基,该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-、-C≡C-或-CO-取代,另外,RiY31和RiY32表示Pi1-Spi1-。)
RiY21优选碳原子数1~7的烷基、卤代烷基或氰化烷基,优选碳原子数1~3的烷基。另外,RiY21优选表示Pi1-Spi1-。RiY31和RiY32优选氢原子、碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基,优选表示氢原子、碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、-CO-CH3、-CH2-O-CH3。另外,优选RiY31和RiY32中的至少任一方表示Pi1-Spi1-。
从提高与液晶化合物的相容性的观点考虑,优选具有式(Y-1-1)的结构。作为式(Y-1-1),优选式(Y-1-1a)~式(Y-1-1h)。
[化6]
(式中,niY11表示0或1。)
从提高与液晶化合物的相容性、耐热性的观点考虑,优选具有式(Y-1-2)的结构。作为式(Y-1-2),优选式(Y-1-2a)~式(Y-1-2f)。
[化7]
(式中,niY11表示0或1。)
从提高耐热性的观点考虑,优选具有式(Y-1-3a)和式(Y-1-3b)的结构。作为式(Y-1-3a),优选式(Y-1-3aa),作为式(Y-1-3b),优选式(Y-1-3ba)。
[化8]
(式中,niY11表示0或1。)
从提高液晶组合物的取向性、电压保持率的观点考虑,优选具有式(Y-1-4)的结构。作为式(Y-1-4),优选式(Y-1-4a)~式(Y-1-4f)。特别是(Y-1-4a)~(Y-1-4c)的结构可取得与液晶化合物的相容性和液晶组合物的取向性的平衡,因此优选。
[化9]
(式中,niY11表示0或1。)
另外,Yi1优选表示选自通式(Y-2)的基团。
[化10]
(式中,WiY1、RiY3和RiY2表示与通式(Y-1)中的WiY1、RiY3和RiY2相同的含义。)
通式(Y-2)优选表示通式(Y-2-1)。
[化11]
(式中,niY11、RiY21和Ri31表示与通式(Y-1-1)中的niY11、RiY21和Ri31相同的含义。)
另外,从提高耐热性的观点考虑,Yi1优选表示选自通式(Y-3)的基团。
[化12]
(式中,RiY1、RiY2、RiY3、niY1和niY1分别表示与通式(Y-1)中的RiY1、RiY2、RiY3、niY1和niY1相同的含义。)
通式(Y-3)优选表示通式(Y-3-1)~通式(Y-3-4)。
[化13]
(式中,RiY21、RiY31、RiY32和niY11分别表示与通式(Y-1-1)中的RiY21、RiY31、RiY32和niY11相同的含义。)
更具体而言,通式(Y-3-1)优选通式(Y-3-11)。
[化14]
(式中,RiY21表示与通式(Y-3-1)中的RiY21相同的含义。)
另外,从提高耐热性的观点考虑,Yi1优选表示选自通式(Y-4)的基团。
[化15]
(式中,RiY1、RiY2、RiY3、niY1和niY1分别表示与通式(Y-1)中的RiY1、RiY2、RiY3、niY1和niY1相同的含义。)
通式(Y-4)优选表示通式(Y-4-1)~通式(Y-4-3b)。
[化16]
(式中,RiY21、RiY31、RiY32和niY11分别表示与通式(Y-1-1)中的RiY21、RiY31、RiY32和niY11相同的含义。)
更具体而言,通式(Y-4-1)优选通式(Y-4-11)。
[化17]
(式中,RiY21表示与通式(Y-4-1)中的RiY21相同的含义。)
Pi1优选表示选自以下的式(P-1)~通式(P-15)所表示的组的取代基。从处理的简便性、反应性方面考虑,优选式(P-1)~(P-3)、(P-14)、(P-15)中的任一取代基,进一步优选式(P-1)、(P-2)。
[化18]
(式中,右端的黑点表示连接键。)
Spi1优选表示碳原子数1~18的直链状亚烷基或单键,更优选表示碳原子数2~15的直链状亚烷基或单键,进一步优选表示碳原子数2~8的直链状亚烷基或单键。
从提高液晶的取向性和在液晶化合物中的溶解性的观点考虑,ni1优选表示1或2。ni2优选表示0或1,从提高取向性的观点考虑更优选表示1。ni3优选表示0或1。
通式(K-1)优选表示选自通式(K-1A)或(K-1B)的基团。
[化19]
(式中,Si1、Si2、Si3、Yi1、Pi1和Spi1分别表示与通式(K-1)中的Si1、Si2、Si3、Yi1、Pi1和Spi1相同的含义,niA1表示1~3的整数,niA3表示0~2的整数,niB1表示1~2的整数,niB3表示0或1,当Si2表示碳原子或硅原子时,niA1+niA3为3,niB1+niB3为2,当Si2表示氮原子时,niA1+niA3为2,niB1表示1,niB3表示0。)
式(i)中的Ki1是用于使液晶组合物垂直取向的重要结构,由于极性基团与聚合基团邻接,从而可得到更好的取向性,另外表现出在液晶组合物中的良好溶解性。因而,当重视液晶的取向性的情况下,优选通式(K-1B)。另一方面,当重视在液晶化合物中的溶解性的情况下,优选通式(K-1A)。
作为通式(K-1A)~(K-1B)的优选例,可列举以下的式(K-1A-1)~(K-1A-4)和式(K-1B-1)~(K-1B-6),从在液晶组合物中的溶解性方面考虑,优选式(K-1A-1)~(K-1A-3),从取向性方面考虑,优选式(K-1B-2)~(K-1B-4),特别优选列举式(K-1A-1)、(K-1B-2)和(K-1B-4)。
[化20]
(式中,Si1、Yi1和Pi1分别独立地表示与通式(K-1)中的Si1、Yi1和Pi1相同的含义。)
另外,通式(K-1)优选表示选自通式(K-1-1)、(K-1-2)、(K-1-3a)、(K-1-3b)、(K-1-4a)、(K-1-4b)(K-1-Y2)、(K-1-Y3)和(K-1-Y4)的基团。
[化21]
[化22]
[化23]
(式中,niY11、RiY21、RiY31和RiY32分别独立地表示与通式(Y-1-1)~(Y-4)中的niY11、RiY21、RiY31和RiY32分别相同的含义,Spi1和Pi1分别表示与通式(i)中的Spi1和Pi1相同的含义,RiK1表示碳原子数1~6的亚烷基或单键,该亚烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-或-O-取代,niK1和niK2分别独立地表示0或1。)
RiK1优选碳原子数1~6的直链的亚烷基,优选碳原子数1~3的直链的亚烷基。需说明的是,RiY21、RiY31、RiY32、Spi1和Pi1的优选基团与通式(Y-1-1)~(Y-1-4)、(Y-2)~(Y-4)、通式(i)中的RiY21、RiY31、RiY32、Spi1、Pi1同样。
另外,Ki1优选表示通式(K-2)~(K-5)。
[化24]
(式中,Si1、Pi1和Spi1分别表示与通式(K-1)中的Si1、Pi1和Spi1相同的含义,RK21表示碳原子数1~10的直链或分支的烷基、卤代烷基或氰化烷基,这些烷基中的至少1个以上仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、或-NH-取代,ni4、niK21分别独立地表示0或1。)
RK21优选表示碳原子数1~5的直链或分支的烷基、卤代烷基或氰化烷基,更优选表示碳原子数1~3的直链烷基或氰化烷基。另外,这些烷基中的至少1个以上仲碳原子优选以氧原子不直接邻接的方式被-O-取代。RK21具体而言优选碳原子数1~3的烷基、碳原子数1~3的烷氧基、碳原子数1~3的氰化烷基。
通式(K-2)优选表示以下的通式(K-2-1)~(K-2-3)。
[化25]
(式中,Si1、Pi1、Spi1、ni4和niK21分别表示与通式(K-2)中的Si1、Pi1、Spi1、ni4和niK21相同的含义,RK211表示碳原子数1~3的直链或分支的烷基、卤代烷基或氰化烷基。)
通式(K-3)优选表示以下的通式(K-3-1)和(K-3-2)。
[化26]
(式中,Si1表示与通式(K-3)中的Si1相同的含义,RK211表示碳原子数1~3的直链或分支的烷基、卤代烷基或氰化烷基。)
通式(K-4)优选表示以下的通式(K-4-1)。
[化27]
(式中,Si1、Pi1、Spi1和ni4分别表示与通式(K-4)中的Si1、Pi1、Spi1和niK21相同的含义,RK211表示碳原子数1~3的直链或分支的烷基、卤代烷基或氰化烷基。)
通式(K-5)优选表示以下的通式(K-5-1)。
[化28]
(式中,Si1、Pi1、Spi1和ni4分别表示与通式(K-4)中的Si1、Pi1、Spi1和niK21相同的含义,RK211表示碳原子数1~3的直链或分支的烷基、卤代烷基或氰化烷基。)
需说明的是,Si1、Pi1和Spi1的优选基团与通式(K-1)中的Si1、Pi1和Spi1同样。
式(i)中,Zi1和Zi2优选表示单键、-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-OOCO-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-、碳原子数1~40的直链状或分支状的亚烷基、或该亚烷基中的1个或不邻接的2个以上-CH2-被-O-取代后的基团,更优选表示单键、-COO-、-OCO-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-、碳原子数1~10的直链状或分支状的亚烷基、或该亚烷基中的1个或不邻接的2个以上-CH2-被-O-取代后的基团,更优选表示单键、碳原子数2~15的直链状的亚烷基、或该亚烷基中的1个或不邻接的2个以上-CH2-被-O-取代后的基团,进一步优选为单键、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-OOCO-、-OCH2CH2O-、或碳原子数2的亚烷基(亚乙基(-CH2CH2-))或者亚乙基中的1个-CH2-被-O-取代后的基团(-CH2O-、-OCH2-)、或者亚乙基中的1个-CH2-被-COO-、-OCO-取代后的基团(-CH-CHCOO-、-OCOCH-CH-)。
Ri1优选表示碳原子数1~20的直链或分支的烷基、或卤代烷基,且该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-取代,更优选表示碳原子数3~18的直链或分支的烷基,且该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-取代。从提高液晶化合物的取向性的观点考虑,Ri1的碳原子数优选3以上,优选4以上,优选5以上。
Ai1优选2价的六元环芳香族基、2价的六元环杂芳香族基、2价的六元环脂肪族基、或2价的六元环杂脂肪族基、2价的五元环芳香族基、2价的五元环杂芳香族基、2价的五元环脂肪族基、或2价的五元环杂脂肪族基,具体而言优选表示选自1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、环戊烷-1,3-二基、茚满-2,5-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基和1,3-二烷-2,5-二基的环结构,该环结构优选未经取代或被Li1取代。Li1优选表示碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的卤代烷基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数1~12的卤代烷氧基、卤原子、氰基或硝基。Ai1优选表示2价的六元环芳香族基或2价的六元环脂肪族基,优选2价的未经取代的六元环芳香族基、2价的未经取代的六元环脂肪族基、或这些环结构中的氢原子被碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基或卤原子取代后的基团,优选2价的未经取代的六元环芳香族基或者该环结构中的氢原子被氟原子取代后的基团、或2价的未经取代的六元环脂肪族基,更优选取代基上的氢原子可被卤原子、烷基或烷氧基取代的1,4-亚苯基、2,6-亚萘基或1,4-环己基。
Ai2和Ai3分别独立地优选2价的六元环芳香族基、2价的六元环杂芳香族基、2价的六元环脂肪族基、或2价的六元环杂脂肪族基、2价的五元环芳香族基、2价的五元环杂芳香族基、2价的五元环脂肪族基、或2价的五元环杂脂肪族基,具体而言优选表示选自1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、环戊烷-1,3-二基、茚满-2,5-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基和1,3-二烷-2,5-二基的环结构,该环结构优选未经取代或被Li1、Pi1-Spi1-或者Ki1取代。另外,Ai3优选表示选自1,3-亚苯基、1,3-亚环己基、萘-2,5-二基的环结构。
Li1的优选基团与Ai1中的Li1同样。Ai2和Ai3优选表示2价的六元环芳香族基或2价的六元环脂肪族基,优选为2价的未经取代的六元环芳香族基、2价的未经取代的六元环脂肪族基、或这些环结构中的氢原子被碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、卤原子或P-Sp-取代后的基团,优选2价的未经取代的六元环芳香族基或者该环结构中的氢原子被氟原子取代后的基团、或2价的未经取代的六元环脂肪族基,更优选取代基上的氢原子可被卤原子、烷基或烷氧基、P-Sp-取代的1,4-亚苯基、2,6-亚萘基或1,4-环己基。另外,也优选Ai3被Ki1取代。
其中,通式(i)中,作为Ai2或Ai3的取代基、或作为Ki1的取代基,具有至少1个以上的Pi1-Spi1-,从进一步提高可靠性的观点考虑,通式(i)中的聚合性基团的个数优选为2以上,优选为3以上。重视可靠性时,通过在Ai2或Ai3部导入聚合基团,能够容易地实现多官能化,构建坚固的聚合物。Ai2或Ai3中的Pi1-Spi1-的取代位置优选为Ki1的附近,更优选Ai3被Pi1-Spi1-取代。
mi1优选表示0~3的整数,进一步优选表示0~1的整数。
通式(i)所表示的化合物优选为以下的通式(i-1)所表示的化合物。
[化29]
(式中,Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1和Spi1分别独立地表示与通式(i)中的Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1和Spi1相同的含义,Li11表示碳原子数1~3的烷基,Yi1分别独立地表示与通式(K-1)中的Yi1相同的含义,RiK1、niK1、niK2分别独立地表示与通式(K-1-1)中的RiK1、niK1、niK2相同的含义,mi3表示0~3的整数,mi4表示0~3的整数,mi3+mi4表示0~4。)
通式(i-1)所表示的化合物优选为以下的通式(i-1-1)、(i-1-2)、(i-1-3a)、(i-1-3b)、(i-1-4)、(i-1-Y2)、(i-1-Y3)和(i-1-Y4)。
[化30]
[化31]
[化32]
(式中,Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1和Spi1分别独立地表示与通式(i)中的Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1和Spi1相同的含义,RiK1、RiY21、Ri3Y1、Ri3Y2、niK1、niK2、niY11分别独立地表示与通式(K-1-1)~(K-1-3)中的RiK1、RiY21、Ri31、Ri32、niK1、niK2、niY11相同的含义,Li11表示碳原子数1~3的烷基,mi3表示0~3的整数,mi4表示0~3的整数,mi3+mi4表示0~4。)
需说明的是,通式(i-1)和通式(i-1-1)、(i-1-2)、(i-1-3)中的各符号的优选基团与上述通式(i)、通式(K-1)和通式(K-1-1)~(K-1-3)中的优选基团同样。
另外,通式(i)所表示的化合物优选为以下的通式(i-2)~(i-5)所表示的化合物。
[化33]
(式中,Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1和Spi1分别独立地表示与通式(i)中的Ri1、Ai1、Ai2、Zi1、Zi2、mi1、Pi1和Spi1相同的含义,ni4、niK21、RK21分别独立地表示与通式(K-2)中的ni4、niK21、RK21相同的含义,Ri22表示碳原子数1~6的亚烷基或单键,该亚烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-或-O-取代,Li11表示碳原子数1~3的烷基,ni22表示0或1,mi23表示0~3的整数,mi24表示0~3的整数,mi23+mi24表示0~4。)
Ri22优选碳原子数1~6的直链的亚烷基,优选碳原子数1~3的直链的亚烷基。需说明的是,RiY21、RiY31、RiY32、Spi1和Pi1的优选基团与通式(Y-1-1)~(Y-1-3)、通式(i)中的RiY21、RiY31、RiY32、Spi1、Pi1同样。需说明的是,通式(i-2)中的各符号的优选基团与上述通式(i)、通式(K-2)中的优选基团同样。
通式(i)优选表示以下的通式(R-1)~(R-6)。
[化34]
(式中,Ri1、Ki1和Li1分别表示与通式(i)中的Ri1、Ki1和Li1相同的含义。)作为通式(i)的更具体例,表示于下述式(R-1-1)~(R-1-370),但不限于此。
[化35]
[化36]
[化37]
[化38]
[化39]
[化40]
[化41]
[化42]
[化43]
[化44]
[化45]
[化46]
[化47]
[化48]
[化49]
[化50]
[化51]
[化52]
[化53]
[化54]
[化55]
[化56]
[化57]
[化58]
(式中,Ri1、Pi1、Si1和Yi1分别独立地表示与通式(i)和通式(K-1)中的Ri1、Pi1、Si1和Yi1相同的含义。)
作为通式(i)所表示的化合物的更具体化合物的例子,以下示出下述(P-1)至(P-695)。
[化59]
[化60]
[化61]
[化62]
[化63]
[化64]
[化65]
[化66]
[化67]
[化68]
[化69]
[化70]
[化71]
[化72]
[化73]
[化74]
[化75]
[化76]
[化77]
[化78]
[化79]
[化80]
[化81]
[化82]
[化83]
[化84]
[化85]
[化86]
[化87]
[化88]
[化89]
[化90]
[化91]
[化92]
[化93]
[化94]
[化95]
[化96]
[化97]
[化98]
[化99]
[化100]
[化101]
[化102]
[化103]
[化104]
[化105]
[化106]
[化107]
[化108]
[化109]
[化110]
[化111]
[化112]
[化113]
[化114]
[化115]
[化116]
[化117]
[化118]
(通式(i)所表示的化合物的制造例)
(制法1)通式(P-8)所表示的化合物的制造
进行3-氟-4-(4-戊基(环己基))苯硼酸与3-羟丙基苯酚的使用了钯催化剂的铃木偶联反应,得到(S-1)。接下来,与5-(溴甲基)-2,2-二甲基-1,3-二烷-5-基)甲醇进行醚化反应,得到(S-2)。使(S-2)与甲基丙烯酰氯反应后,通过利用盐酸进行的脱缩酮反应而得到醇衍生物(S-3)。进一步通过与甲基丙二酰氯的酯化反应,能够得到目标物(P-8)。
[化119]
(制法2)通式(P-298)、(P-310)、(P-370)所表示的化合物的制造
利用与制法1中所得的醇衍生物(S-3)相对应的酰氯的酯化反应,能够得到目标物(P-298)、(P-310)、(P-370)。
[化120]
(制法3)通式(P-282)所表示的化合物的制造
将4-溴苯酚碘化,得到(S-4)。接下来,通过薗头反应使炔丙醇反应,得到(S-5)。接下来,通过氢化反应,得到(S-6)。接下来,通过与该氯化物的醚化反应,得到(S-7),进一步,通过与甲基丙烯酰氯的酯化反应,能够得到(S-8)。接下来,进行与2-氟-4-(4-戊基环己基)苯硼酸的使用了钯催化剂的铃木偶联反应,能够得到化合物(P-282)。
[化121]
(制法4)通式(P-346)、(P-370)所表示的化合物的制造
通过与制法1中所得的醇衍生物(S-3)相对应的羧酸的缩合反应,能够得到目标物(P-346)、(P-370)。
[化122]
(液晶组合物)
本实施方式的液晶组合物含有1种或2种以上的上述通式(i)所表示的化合物。该液晶组合物优选具有负的介电常数各向异性(Δε)。需说明的是,液晶组合物所含有的通式(i)所表示的化合物包含式(R-1-1)~(R-1-25)所示的化合物,由于与上述化合物(i)相同,因此此处省略其说明。
通式(i)所表示的化合物的含量优选为0.01~50质量%,关于其下限值,从进一步适宜地使液晶分子取向的观点考虑,以液晶组合物总量为基准,优选为0.01质量%以上、0.1质量%以上、0.5质量%以上、0.7质量%以上、或1质量%以上。关于化合物(i)的含量的上限值,从响应特性优异的观点考虑,以液晶组合物总量为基准,优选为50质量%以下、30质量%以下、10质量%以下、7质量%以下、5质量%以下、4质量%以下、或3质量%以下。
液晶组合物可进一步含有选自通式(N-1)、(N-2)和(N-3)中任一者所表示的化合物组的化合物。
[化123]
式(N-1)、(N-2)和(N-3)中,
RN11、RN12、RN21、RN22、RN31和RN32分别独立地表示碳原子数1~8的烷基,该烷基中的1个或不邻接的2个以上-CH2-可分别独立地被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代,
AN11、AN12、AN21、AN22、AN31和AN32分别独立地表示选自由如下基团组成的组中的基团,
(a)1,4-亚环己基(该基团中存在的1个-CH2-或不邻接的2个以上-CH2-可被-O-取代。)、
(b)1,4-亚苯基(该基团中存在的1个-CH=或不邻接的2个以上-CH=可被-N=取代。)、
(c)萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基或十氢萘-2,6-二基(萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基中存在的1个-CH=或不邻接的2个以上-CH=可被-N=取代。)、和
(d)1,4-亚环己烯基
前述的基团(a)、基团(b)、基团(c)和基团(d)可分别独立地被氰基、氟原子或氯原子取代,
ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31和ZN32分别独立地表示单键、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-,
XN21表示氢原子或氟原子,
TN31表示-CH2-或氧原子,
nN11、nN12、nN21、nN22、nN31和nN32分别独立地表示0~3的整数,nN11+nN12、nN21+nN22和nN31+nN32分别独立地为1、2或3,
AN11~AN32、ZN11~ZN32分别存在多个时,分别可以彼此相同或不同。
通式(N-1)、(N-2)和(N-3)中的任一者所表示的化合物优选为Δε为负且其绝对值大于3的化合物。
通式(N-1)、(N-2)和(N-3)中,RN11、RN12、RN21、RN22、RN31和RN32分别独立地优选碳原子数1~8的烷基、碳原子数1~8的烷氧基、碳原子数2~8的烯基或碳原子数2~8的烯氧基,优选碳原子数1~5的烷基、碳原子数1~5的烷氧基、碳原子数2~5的烯基或碳原子数2~5的烯氧基,进一步优选碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,进一步优选碳原子数2~5的烷基或碳原子数2~3的烯基,特别优选碳原子数3的烯基(丙烯基)。
另外,当其所连接的环结构为苯基(芳香族)时,优选直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基和碳原子数4~5的烯基,当其所连接的环结构为环己烷、吡喃和二烷等饱和的环结构时,优选直链状的碳原子数1~5的烷基、直链状的碳原子数1~4的烷氧基和直链状的碳原子数2~5的烯基。为了使向列相稳定化,碳原子和存在时的氧原子的合计优选为5以下,优选为直链状。
作为烯基,优选选自式(R1)至式(R5)中的任一者所表示的基团(各式中的黑点表示连接键。)。
[化124]
AN11、AN12、AN21、AN22、AN31和AN32分别独立地在要求增大Δn时优选为芳香族,为了改善响应速度而优选为脂肪族,优选表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、2,3-二氟-1,4-亚苯基、1,4-亚环己烯基、1,4-双环[2.2.2]亚辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氢萘-2,6-二基或1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基,更优选表示下述结构,
[化125]
更优选表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基或1,4-亚苯基。
ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31和ZN32分别独立地优选表示-CH2O-、-CF2O-、-CH2CH2-、-CF2CF2-或单键,进一步优选-CH2O-、-CH2CH2-或单键,特别优选-CH2O-或单键。
XN21优选氟原子。
TN31优选氧原子。
nN11+nN12、nN21+nN22和nN31+nN32优选1或2,优选nN11为1且nN12为0的组合、nN11为2且nN12为0的组合、nN11为1且nN12为1的组合、nN11为2且nN12为1的组合、nN21为1且nN22为0的组合、nN21为2且nN22为0的组合、nN31为1且nN32为0的组合、nN31为2且nN32为0的组合。
相对于本实施方式的组合物的总量,式(N-1)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%以上,10质量%以上,20质量%以上,30质量%以上,40质量%以上,50质量%以上,55质量%以上,60质量%以上,65质量%以上,70质量%以上,75质量%以上,80质量%以上。优选含量的上限值为95质量%以下,85质量%以下,75质量%以下,65质量%以下,55质量%以下,45质量%以下,35质量%以下,25质量%以下,20质量%以下。
相对于本实施方式的组合物的总量,式(N-2)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%以上,10质量%以上,20质量%以上,30质量%以上,40质量%以上,50质量%以上,55质量%以上,60质量%以上,65质量%以上,70质量%以上,75质量%以上,80质量%以上。优选含量的上限值为95质量%以下,85质量%以下,75质量%以下,65质量%以下,55质量%以下,45质量%以下,35质量%以下,25质量%以下,20质量%以下。
相对于本实施方式的组合物的总量,式(N-3)所表示的化合物的优选含量的下限值为1质量%以上,10质量%以上,20质量%以上,30质量%以上,40质量%以上,50质量%以上,55质量%以上,60质量%以上,65质量%以上,70质量%以上,75质量%以上,80质量%以上。优选含量的上限值为95质量%以下,85质量%以下,75质量%以下,65质量%以下,55质量%以下,45质量%以下,35质量%以下,25质量%以下,20质量%以下。
当将本实施方式的组合物的粘度保持为较低、需要响应速度快的组合物时,优选上述的下限值低且上限值低。进一步,当将本实施方式的组合物的Tni保持为较高、需要温度稳定性好的组合物时,优选上述的下限值低且上限值低。另外,当为了将驱动电压保持为较低而想要增大介电常数各向异性时,优选上述的下限值高且上限值高。
作为通式(N-1)所表示的化合物,可列举下述通式(N-1a)~(N-1g)所表示的化合物组。
[化126]
(式中,RN11和RN12表示与通式(N-1)中的RN11和RN12相同的含义,nNa11表示0或1,nNb11表示0或1,nNc11表示0或1,nNd11表示0或1,nNe11表示1或2,nNf11表示1或2,nNg11表示1或2,ANe11表示反式-1,4-亚环己基或1,4-亚苯基,ANg11表示反式-1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基或1,4-亚苯基但至少1个表示1,4-亚环己烯基,ZNe11表示单键或亚乙基但至少1个表示亚乙基。)
更具体而言,通式(N-1)所表示的化合物优选为选自通式(N-1-1)~(N-1-21)所表示的化合物组的化合物。
通式(N-1-1)所表示的化合物为下述化合物。
[化127]
(式中,RN111和RN112分别独立地表示与通式(N)中的RN11和RN12相同的含义。)
RN111优选碳原子数1~5的烷基或碳原子数2~5的烯基,优选丙基、戊基或乙烯基。RN112优选碳原子数1~5的烷基、碳原子数4~5的烯基或碳原子数1~4的烷氧基,优选乙氧基或丁氧基。
通式(N-1-1)所表示的化合物可以单独使用,也可以将2种以上的化合物组合使用。可以组合的化合物的种类没有特别限制,根据低温时的溶解性、转变温度、电可靠性、双折射率等所要求的性能适宜组合而使用。所使用的化合物的种类例如在一个实施方式中为1种,2种,3种,4种,5种以上。
重视Δε的改善时优选将含量设定得高一些,重视低温时的溶解性时,将含量设定得多一些则效果好,重视TNI时将含量设定得少一些则效果好。进一步,改良滴痕、烧屏特性时,优选将含量的范围设定为居中。
相对于本实施方式的组合物的总量,式(N-1-1)所表示的化合物的优选含量的下限值为5质量%以上,10质量%以上,13质量%以上,15质量%以上,17质量%以上,20质量%以上,23质量%以上,25质量%以上,27质量%以上,30质量%以上,33质量%以上,35质量%以上。优选含量的上限值相对于本实施方式的组合物的总量为50质量%以下,40质量%以下,38质量%以下,35质量%以下,33质量%以下,30质量%以下,28质量%以下,25质量%以下,23质量%以下,20质量%以下,18质量%以下,15质量%以下,13质量%以下,10质量%以下,8质量%以下,7质量%以下,6质量%以下,5质量%以下,3质量%以下。
进一步,通式(N-1-1)所表示的化合物优选为选自式(N-1-1.1)至式(N-1-1.23)所表示的化合物组的化合物,优选为式(N-1-1.1)~(N-1-1.4)所表示的化合物,优选式(N-1-1.1)和式(N-1-1.3)所表示的化合物。
[化128]
式(N-1-1.1)~(N-1-1.22)所表示的化合物可以单独使用也可以组合使用,相对于本实施方式的组合物的总量,单独或这些化合物的优选含量的下限值为5质量%以上,上限值相对于本实施方式的组合物的总量为50质量%以下。
另外,本发明的液晶组合物可以进一步含有与通式(i)所表示的化合物不同的其他聚合性化合物。聚合性化合物可以为液晶组合物中使用的公知的聚合性化合物。作为聚合性化合物的例子,可列举通式(P)所表示的化合物。
[化129]
式(P)中,
Zp1表示氟原子、氰基、氢原子、氢原子可被卤原子取代的碳原子数1~15的烷基、氢原子可被卤原子取代的碳原子数1~15的烷氧基、氢原子可被卤原子取代的碳原子数1~15的烯基、氢原子可被卤原子取代的碳原子数1~15的烯氧基或-Spp2-Rp2,
Rp1和Rp2表示以下的式(R-I)~式(R-VIII)中的任一者,
[化130]
(式中,
在*处与Spp1连接,
R2~R6分别独立地表示氢原子、碳原子数1~5个的烷基或碳原子数1~5个的卤代烷基,
W表示单键、-O-或亚甲基,
T表示单键或-COO-,
p、t和q分别独立地表示0、1或2。)
Spp1和Spp2表示间隔基,
Lp1和Lp2分别独立地表示单键、-O-、-S-、-CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CO-NRa-、-NRa-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO-、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-COO-CRa=CH-COO-、-COO-CRa=CH-OCO-、-OCO-CRa=CH-COO-、-OCO-CRa=CH-OCO-、-(CH2)z-C(=O)-O-、-(CH2)z-O-(C=O)-、-O-(C=O)-(CH2)z-、-(C=O)-O-(CH2)z-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或-C≡C-(式中,Ra分别独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烷基,z表示1~4的整数。),
Mp2表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、茚满-2,5-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、1,3-二烷-2,5-二基或单键,Mp2未经取代或可被碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的卤代烷基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数1~12的卤代烷氧基、卤原子、氰基、硝基或者-Rp1取代,
Mp1表示以下的式(i-11)~(ix-11)中的任一者,
[化131]
(式中,在*处与Spp1连接,在**处与Lp1、Lp2或Zp1连接。)
Mp1上的任意氢原子可被碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的卤代烷基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数1~12的卤代烷氧基、卤原子、氰基、硝基或者-Rp1取代,
Mp3表示以下的式(i-13)~(ix-13)中的任一者,
[化132]
(式中,在*处与Zp1连接,在**处与Lp2连接。)
Mp3上的任意氢原子可被碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的卤代烷基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数1~12的卤代烷氧基、卤原子、氰基、硝基或者-Rp1取代,
mp2~mp4分别独立地表示0、1、2或3,
mp1和mp5分别独立地表示1、2或3,
Zp1存在多个时它们可以彼此相同或不同,Rp1存在多个时它们可以彼此相同或不同,Rp2存在多个时它们可以彼此相同或不同,Spp1存在多个时它们可以彼此相同或不同,Spp2存在多个时它们可以彼此相同或不同,Lp1存在多个时它们可以彼此相同或不同,Mp2存在多个时它们彼此可以相同或不同。
当本实施方式的液晶组合物除了含有化合物(i)之外还进一步含有通式(P)所表示的聚合性化合物时,能够适宜地形成液晶分子的预倾角。作为通式(P)所表示的聚合性化合物的具体例,表示于(P-2-1)~(P-2-20)。
[化133]
[化134]
另外,本发明的液晶组合物除了含有通式(i)所表示的化合物之外,进一步还可进一步含有公知的液晶组合物用自发取向助剂。
(液晶显示元件)
本实施方式的液晶组合物适用于液晶显示元件。液晶显示元件可以为有源矩阵驱动用液晶显示元件。液晶显示元件1可以为PSA型、PSVA型、VA型、IPS型、FFS型或ECB型的液晶显示元件,优选为PSA型的液晶显示元件。
就本实施方式的液晶显示元件而言,由于使用了含有通式(i)所表示的化合物的液晶组合物,因此不需要在第一基板和第二基板的液晶层侧设置聚酰亚胺取向膜等取向膜。即,本实施方式的液晶显示元件可以采用两个基板中至少一方的基板不具有聚酰亚胺取向膜等取向膜的构成。
实施例
以下基于实施例进一步具体说明本发明,但本发明不受实施例的限定。
(实施例1)
在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入3-氟-4-(4-戊基(环己基))苯硼酸42g、4-溴-2-羟丙基苯酚30g、碳酸钾27g、四三苯基膦钯1.5g、乙醇300ml,在70℃使其反应5小时。反应结束后,冷却,加入乙酸乙酯300ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂,用甲苯进行再结晶,得到(1-1)所表示的化合物48g。
[化135]
接下来,在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入化合物(1-1)30g、5-(溴甲基)-2,2-二甲基-1,3-二烷-5-基)甲醇18g、碳酸钾21g、N,N-二甲基甲酰胺150ml,在90℃使其反应5小时。反应结束后,冷却,加入乙酸乙酯200ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用甲苯的分散清洗、利用氧化铝柱的精制,得到式(1-2)所表示的化合物40g。
[化136]
接下来,在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入上述化合物(1-2)16g、三乙胺7.5g、二氯甲烷80ml,将反应容器冷却至10℃以下。此后,缓慢滴加甲基丙烯酰氯7.6g。滴加结束后,将反应容器恢复至室温,使其反应3小时。反应结束后,用水、饱和食盐水清洗,蒸馏去除溶剂。接下来,在具备搅拌装置和温度计的反应容器中,将萃取物、THF160ml一起加入,缓慢滴加10%盐酸16ml。反应结束后,冷却,利用乙酸乙酯萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用二氧化硅柱的精制,得到化合物(1-3)所表示的化合物16g。
[化137]
接下来,在具备搅拌装置和温度计的反应容器中加入上述化合物(1-3)16g、二氯甲烷160ml、三乙胺6.3g,缓慢滴加甲基丙二酰氯8.5g。反应结束后,冷却,利用乙酸乙酯萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用二氧化硅柱的精制,得到式(1)所表示的目标化合物15g。
[化138]
(物性值)
油状
1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:0.88(t,3H),1.20-1.29(m,8H),1.36-1.61(m,7H),1.85-1.92(m,4H),2.00(s,6H),2.62(t,2H),2.75(五重峰,1H),3.20(s,4H),3.60(s,6H),3.80(s,2H),3.95(s,4H),4.00(s,2H),5.60(s,1H),5.65(s,1H),6.09(s,1H),6.11(s,1H),6.90(d,2H),6.95-7.06(m,3H),7.31-7.42(m,3H)
(实施例2)
在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入(5-(溴甲基)2-,2-二甲基-1,3-二烷-5-基)甲醇30g、苄基溴24g、碳酸钾26g、N,N-二甲基甲酰胺150ml,在50℃使其反应6小时。反应结束后,冷却,加入乙酸乙酯300ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。接下来,在具备搅拌装置和温度计的反应容器中,将萃取物、THF 300ml一起加入,缓慢滴加10%盐酸30ml。反应结束后,冷却,利用乙酸乙酯萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用二氧化硅柱的精制,得到化合物(2-1)所表示的化合物32g。
[化139]
接下来,在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中,加入上述化合物(2-1)32g、琥珀酸甲酯32g、4-二甲基氨基吡啶1.3g、二氯甲烷320ml,缓慢滴加DCC 50g,使其反应8小时。反应结束后,冷却,加入二氯甲烷100ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用硅胶柱的精制,得到式(2-2)所表示的化合物49g。
[化140]
接下来,在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入化合物(2-2)49g、5-溴-2-羟基苯丙醇22g、碳酸钾26g、N,N-二甲基甲酰胺250ml,在90℃使其反应8小时。反应结束后,冷却,加入乙酸乙酯300ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用甲苯的分散清洗、利用硅胶柱的精制,得到式(2-3)所表示的化合物43g。
[化141]
接下来,在耐压反应容器中加入上述化合物(2-4)43g、THF 200ml、钯碳4.3g,在氢气氛下(0.5MPa),使其反应10小时。反应结束后,冷却,利用乙酸乙酯萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用二氧化硅柱的精制,得到式(2-4)所表示的化合物35g。
[化142]
接下来,在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入上述化合物(2-4)35g、三乙胺14g、二氯甲烷350ml,将反应容器冷却至10℃以下。此后,缓慢滴加甲基丙烯酰氯14g。滴加结束后,将反应容器恢复至室温,使其反应6小时。反应结束后,缓慢加入水,用二氯甲烷100ml、水、饱和食盐水清洗,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用二氧化硅柱的精制,得到化合物(2-5)所表示的化合物30g。
[化143]
在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入上述化合物(2-5)30g、4-(4-戊基(环己基))苯硼酸12.6g、碳酸钾8.7g、四三苯基膦钯0.5g、THF420ml、水84ml,在50℃使其反应9小时。反应结束后,冷却,加入乙酸乙酯500ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂,利用硅胶柱和己烷进行再结晶,得到(2)所表示的目标化合物19g。
[化144]
(物性值)
油状
1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:0.89(t,3H),1.23-1.61(m,11H),1.80-1.95(m,4H),2.08(s,6H),2.61(t,2H),2.70-2.75(m,9H),3.50(s,6H),3.80(s,2H),3.90(s,2H),3.94(s,2H),4.20(t,2H),5.67(t,1H),5.70(t,1H),5.84(d,2H),5.90(d,2H),6.06(d,2H),6.88(d,1H),7.05-7.24(m,3H),7.34(d,2H)
(实施例3)
按照与实施例2同样的合成方法得到目标化合物(3)。
[化145]
(物性值)
油状
1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:0.89(t,3H),1.26-1.48(m,10H),1.75-1.95(m,4H),2.05(s,6H),2.65(t,2H),3.50(s,4H),3.81(s,2H),4.05(s,4H),4.14-4.21(m,4H),5.58(t,1H),5.65(t,1H),6.13(m,2H),6.95(d,1H),7.01(t,1H),7.18-7.26(m,2H),7.31-7.42(m,4H)
(实施例4)
通过与实施例2同样的合成方法得到目标化合物(4)。
[化146]
(物性值)
油状
1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:0.87(t,3H),1.26-1.35(m,12H),1.60(s,2H),1.89-2.02(m,8H),2.21(s,6H),2.60-2.65(m,4H),3.38(s,4H),3.88(s,2H),3.95(s,4H),4.05(s,2H),4.25(t,2H),5.60(t,1H),5.65(t,1H),6.21(m,2H),7.05-7.12(m,2H),7.15(d,1H),7.18-7.31(m,3H)
(实施例5)
通过与实施例2同样的合成方法得到目标化合物(5)。
[化147]
(物性值)
油状
1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:0.90(t,3H),1.20-1.65(m,13H),1.75-1.95(m,4H),2.06(s,6H),2.70-2.73(m,1H),2.64(t,2H),3.56(s,4H),3.63(s,6H),3.80(s,2H)3.88(s,4H),4.05(s,2H),4.18(t,2H),5.60(t,1H),5.65(t,1H),5.81(d,2H),5.98(d,2H),6.06(d,2H),6.13(m,2H),6.89(d,1H),7.11-7.28(m,4H),7.36(d,2H)
(实施例6)
在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入3-氟-4-(1-辛氧基氧基)苯硼酸10g、5-溴水杨醛7.5g、碳酸钾8.5g、四三苯基膦钯100mg、乙醇100ml,在90℃使其反应5小时。反应结束后,冷却,加入乙酸乙酯200ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂,用甲苯进行再结晶,得到(6-1)所表示的化合物11g。
[化148]
接下来,加入化合物(6-1)11g、5-(溴甲基)-2,2-二甲基-1,3-二烷-5-基)甲醇8g、碳酸钾9g、N,N-二甲基甲酰胺150ml,在90℃使其反应5小时。反应结束后,冷却,加入乙酸乙酯250ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用甲苯的分散清洗、利用氧化铝柱的精制,得到式(6-2)所表示的化合物15g。
[化149]
接下来,加入化合物(6-2)15g、硼氢化钠1.2g、甲醇150ml,在30℃使其反应5小时。反应结束后,冷却,加入10%盐酸后,加入乙酸乙酯150ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂,得到式(6-3)所表示的化合物15g。
[化150]
接下来,在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入上述化合物(6-3)15g、三乙胺9.0g、二氯甲烷150ml,将反应容器冷却至10℃以下。此后,缓慢滴加甲基丙烯酰氯7g。滴加结束后,将反应容器恢复至室温,使其反应3小时。反应结束后,缓慢加入水,用二氯甲烷100ml、水、饱和食盐水清洗。蒸馏去除溶剂后,通过利用氧化铝柱的精制,得到(6-4)所表示的化合物17g。
[化151]
此后,在具备搅拌装置和温度计的反应容器中,加入上述化合物(6-4)、THF 85ml,缓慢滴加10%盐酸20ml。反应结束后,冷却,利用乙酸乙酯萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用甲苯的分散清洗、利用氧化铝柱的精制,得到式(6-5)所表示的目标化合物15g。
[化152]
接下来,在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入上述化合物(18)15g、三乙胺13g、二氯甲烷150ml,将反应容器冷却至10℃以下。此后,缓慢滴加甲基丙二酰氯10g。滴加结束后,将反应容器恢复至室温,使其反应12小时。反应结束后,缓慢加入水,用二氯甲烷100ml、水、饱和食盐水清洗。蒸馏去除溶剂后,通过利用硅胶柱的精制,得到(6)所表示的目标化合物16.7g。
[化153]
(物性值)
油状
1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:0.89(t,3H),1.26-1.81(m,12H),1.96-2.38(m,6H),3.22(s,4H),3.68(s,6H),3.81(s,2H),3.93(s,4H),4.16(t,2H),4.00(s,2H),5.13(s,2H),6.14(d,2H),6.95(m,2H),7.20-7.27(m,4H),7.82(m,2H)
(比较例1)
通过与实施例1同样的合成方法,得到目标化合物(C-1)。
[化154]
(物性值)
固体
1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:0.90(t,3H),1.21-1.61(m,15H),1.75-1.95(m,4H),2.04(s,3H),2.09(s,3H),2.13(五重峰,2H),2.64(t,2H),2.70-2.73(m,1H),4.12(t,2H),4.18(t,2H),4.23(t,2H),6.01(t,1H),6.28(s,1H),6.91(d,1H),7.02-7.26(m,4H),7.32(d,2H)
(比较例2)
通过与实施例1同样的合成方法,得到目标化合物(C-2)。
[化155]
(物性值)
固体
1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:0.90(t,3H),1.19-1.60(m,15H),1.80-1.85(m,2H),2.71-2.73(m,1H),3.20(s,4H),3.23-3.26(m,1H),3.46(s,6H),3.78(d,4H),3.81(d,2H),6.91(d,2H),7.31(d,2H),7.45-7.57(m,4H)
针对实施例和比较例的各液晶组合物,进行以下的评价试验。将各实施例和比较例中各液晶组合物的各评价试验的结果分别示于表1、表2。
(低温稳定性的评价试验)
用膜滤器(Agilent Technologies公司制、PTFE 13mm-0.2μm)对液晶组合物进行过滤,在真空减压条件下静置15分钟,进行溶存空气的去除。将其用丙酮清洗,在经充分干燥的小瓶中称取0.5g,在-25℃的低温环境下静置。此后,通过目视观察有无析出,按照以下的4个阶段进行判定。
A:静置14天后,无法确认到析出。
B:静置7天后,能够确认到析出。
C:静置3天后,能够确认到析出。
D:静置1天后,能够确认到析出。
(垂直取向性的评价试验)
制作具备由透明的共用电极构成的透明电极层和滤色器层且不具有取向膜的第一基板(共用电极基板)、以及具备具有由有源元件驱动的透明像素电极的像素电极层且不具有取向膜的第二基板(像素电极基板)。在第一基板上滴加液晶组合物,在第二基板上夹持,在常压下以110℃2小时的条件使密封材固化,得到单元间隙3.2μm的液晶单元。用偏光显微镜观察此时的垂直取向性和滴痕等取向不均,按照以下的4个阶段进行评价。
A:包含端部等在内,在整面均匀地垂直取向
B:虽有极少取向缺陷但为可容许的水平
C:包含端部等在内,取向缺陷多且为无法容许的水平
D:取向不良相当恶劣
(预倾角形成的评价试验)
对于上述(垂直取向性的评价试验)中使用的液晶单元,一边施加10V、100Hz的矩形交流波,一边用高压水银灯照射200秒在365nm处的照度为100m/cm2的UV光。此后,一边施加10V、100Hz的矩形交流波一边对单元施加物理外力,静置数分钟后在正交尼科尔的状态下对白显示的稳定性进行观察,按照以下的4个阶段进行评价。
A:包含端部等在内,在整面均匀地垂直取向
B:虽有极少取向缺陷但为可容许的水平
C:包含端部等在内,取向缺陷多且为无法容许的水平
D:取向不良相当恶劣
(残留单体量的评价试验)
对于上述(预倾角形成的评价试验)中使用的单元,进一步照射60分钟东芝照明技术公司制的UV荧光灯(313nm处的照度1.7mW/cm2)后,通过HPLC对聚合性化合物(R1-1-1)的残留量进行定量,确定残留单体量。根据单体的残留量,按照以下的4个阶段进行评价。
A:小于300ppm
B:300ppm以上且小于500ppm。
C:500ppm以上且小于1500ppm
D:1500ppm以上
(响应特性的评价试验)
对于上述(预倾角形成的评价试验)中使用的单元间隙3.2μm的单元,进一步照射60分钟东芝照明技术公司制的UV荧光灯(313nm处的照度1.7mW/cm2)。对于由此所得的单元,测定响应速度。关于响应速度,在25℃的温度条件下使用AUTRONIC-MELCHERS公司的DMS703测定6V时的Voff。按照以下的4个阶段评价响应特性。
A:小于5ms
B:5ms以上且小于15ms
C:15ms以上且小于25ms
D:25ms以上
(实施例7)
将由下述所示的化合物和混合比率构成的组合物设为100质量份时,将添加了0.3质量份的下述聚合性化合物(P-2-8)而得的组合物设为LC-1。
[化156]
[化157]
LC-1的物性值如下。
Tn-i(向列相-各向同性液体相转变温度):75℃
Δε(25℃时的介电常数各向异性):-3
Δn(25℃时的折射率各向异性):0.112
γ1(25℃时的旋转粘性系数):122
进一步,相对于100质量份的LC-1,添加在实施例1中制作的相当于化合物(i)的化合物(1)1.0质量份,加热溶解,从而调制液晶组合物。
(实施例8~12)
替代化合物(1),以1.0质量份的添加量在LC-1中添加在实施例2~6中制作的化合物(2)~(6),除此之外,与实施例7同样地操作,调制液晶组合物。
评价试验如表1所示。
[表1]
(比较例3-5)
替代式(1)所表示的化合物,以1.0%质量份的添加量在LC-1中添加下述化合物,除此之外,与实施例7同样地操作,调制液晶组合物。
[化158]
评价试验如表2所示。
[表2]
如上所述,本发明的化合物能够提供兼具取向性和保存稳定性且优异的液晶组合物。
(实施例13)
通过与实施例1同样的合成方法,得到目标化合物(7)。
[化159]
(物性值)
固体
1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:0.90(t,3H),1.03-1.50(m,13H),1.87-2.01(m,12H),2.49(m,1H),2.74(m,2H),3.90(s,6H),4.15(s,2H),4.19(t,2H),4.42(s,2H),4.56(s,4H),5.54(s,1H),5.63(s,1H),6.08(s,1H),6.11(s,1H),6.91(d,1H),6.98(d,1H),7.03(d,1H),7.28(d,1H),7.31(d,1H),7.36(d,1H)
(实施例14)
通过与实施例1同样的合成方法,得到目标化合物(8)。
[化160]
(物性值)
固体
1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:0.90(t,3H),1.03-1.50(m,19H),1.87-2.01(m,12H),2.49(m,1H),2.74(m,2H),3.90(s,6H),4.15(s,2H),4.19(t,2H),4.42(s,2H),4.56(s,4H),5.54(s,1H),5.63(s,1H),6.08(s,1H),6.11(s,1H),6.91(d,1H),6.98(d,1H),7.03(d,1H),7.28(d,1H),7.31(d,1H),7.36(d,1H)
(实施例15)
通过与实施例1同样的合成方法,得到目标化合物(9)。
[化161]
(物性值)
固体
1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:0.90(t,3H),1.03-1.50(m,19H),1.87-2.01(m,12H),2.49(m,1H),2.74(m,2H),3.34(s,6H),3.63(t,4H),3.90(m,4H),4.15(s,2H),4.19(t,2H),4.42(s,2H),4.56(s,4H),5.54(s,1H),5.63(s,1H),6.08(s,1H),6.11(s,1H),6.91(d,1H),6.98(d,1H),7.03(d,1H),7.28(d,1H),7.31(d,1H),7.36(d,1H)
(实施例16)
在具备搅拌装置和温度计的反应容器中,加入在实施例1中合成的化合物(1-3)5.0g、二氯甲烷37ml、丙酮酸2.0g、二甲基氨基吡啶195mg,缓慢滴加二异丙基甲酰亚胺2.9g。反应结束后,冷却,利用乙酸乙酯萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用二氧化硅柱的精制,得到式(10)所表示的目标化合物4.8g。
[化162]
(物性值)
油状
1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:0.90(t,3H),1.03-1.50(m,13H),1.87-2.01(m,12H),2.17(s,6H),2.49(m,1H),2.74(m,2H),4.15(s,2H),4.19(t,2H),4.42(s,2H),4.56(s,4H),5.54(s,1H),5.63(s,1H),6.08(s,1H),6.11(s,1H),6.91(d,1H),6.98(d,1H),7.03(d,1H),7.28(d,1H),7.31(d,1H),7.36(d,1H)
(实施例17)
通过与实施例16同样的合成方法,得到目标化合物(11)。
[化163]
(物性值)
油状
1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:0.90(t,3H),1.03-1.50(m,13H),1.87-2.01(m,12H),2.37(t,4H),2.49(m,1H),2.74(m,2H),3.23(s,6H),3.67(t,4H),4.15(s,2H),4.19(t,2H),4.42(s,2H),4.56(s,4H),5.54(s,1H),5.63(s,1H),6.08(s,1H),6.11(s,1H),6.91(d,1H),6.98(d,1H),7.03(d,1H),7.28(d,1H),7.31(d,1H),7.36(d,1H)
(实施例18)
在具备搅拌装置、蛇形冷却器和温度计的反应容器中加入3-乙基苯酚15g、二甲基甲酰胺60ml、1-碘代丙烷23g、碳酸铯60g,在80℃加热搅拌。反应结束后,冷却,利用己烷萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用二氧化硅柱的精制,得到式(12-1)所表示的无色油状化合物19g。
[化164]
接下来,在具备搅拌装置和温度计的反应容器中加入式(12-1)所表示的化合物15g、乙腈75ml、硝酸铵730mg,缓慢滴加溶解于乙腈160ml的N-溴代琥珀酰亚胺16g。反应结束后,冷却,利用己烷萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用二氧化硅柱的精制,得到式(12-2)所表示的无色油状化合物22g。
[化165]
(物性值)
油状
1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:1.03(t,3H),1.20(t,3H),1.75-1.84(m,2H),2.71(q,2H),3.88(t,2H),6.60(dd,1H),6.78(s,1H),7.37(d,1H)
接下来,在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入3-氟-4-(4-戊基(环己基))苯硼酸26g、化合物(12-2)20g、2M碳酸钾水溶液62ml、四三苯基膦钯720mg、四氢呋喃230ml,在70℃使其反应5小时。反应结束后,冷却,加入己烷,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂,得到(12-3)所表示的无色油状化合物35g。
[化166]
接下来,在具备搅拌装置和温度计的反应容器中加入式(12-3)所表示的化合物35g、二氯甲烷250ml,在冰冷却下缓慢滴加三溴化硼31g。反应结束后,冷却,加入水200ml,用己烷萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用二氧化硅柱的精制,得到式(12-4)所表示的无色晶体化合物33g。
[化167]
接下来,在具备搅拌装置和温度计的反应容器中加入式(12-4)所表示的化合物10g、二氯甲烷50ml、吡啶4g,在冰冷却下缓慢滴加三氟甲烷磺酸酐8g。反应结束后,冷却,加入水100ml,用己烷萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用二氧化硅柱的精制,得到式(12-5)所表示的无色油状化合物11g。
[化168]
接下来,在具备搅拌装置、冷却管和温度计的反应容器中加入式(12-5)所表示的化合物11g、二甲基甲酰胺55ml、乙酸钾6.4g、联硼酸频那醇酯5.8g、1,1′-双(二苯基膦)二茂铁-二氯化钯(II)530mg,在80℃下搅拌。反应结束后,冷却,加入水100ml,利用乙酸乙酯萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用二氧化硅柱的精制,得到式(12-6)所表示的无色晶体化合物9.1g。
[化169]
在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入化合物(12-6)9g、4-溴-2-羟丙基苯酚4.6g、2.0M的碳酸钾水溶液14ml、四三苯基膦钯206mg、四氢呋喃90ml,在70℃使其反应5小时。反应结束后,冷却,加入乙酸乙酯200ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂,用甲苯进行再结晶,得到(12-7)所表示的化合物13g。
[化170]
接下来,在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入化合物(12-7)13g、5-(溴甲基)-2,2-二甲基-1,3-二烷-5-基)甲醇16g、碳酸钾21g、二甲基硫醚130ml,在90℃使其反应5小时。反应结束后,冷却,加入乙酸乙酯200ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用甲苯的分散清洗、利用氧化铝柱的精制,得到式(12-8)所表示的化合物16g。
[化171]
接下来,在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入上述化合物(12-8)16g、三乙胺7.5g、二氯甲烷80ml,将反应容器冷却至10℃以下。此后,缓慢滴加甲基丙烯酰氯7.6g。滴加结束后,将反应容器恢复至室温,使其反应3小时。反应结束后,用水、饱和食盐水清洗,蒸馏去除溶剂。接下来,在具备搅拌装置和温度计的反应容器中,将萃取物、THF160ml一起加入,缓慢滴加10%盐酸16ml。反应结束后,冷却,利用乙酸乙酯萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用二氧化硅柱的精制,得到化合物(12-9)所表示的化合物16g。
[化172]
接下来,在具备搅拌装置和温度计的反应容器中加入上述化合物(12-9)16g、二氯甲烷160ml、三乙胺7.3g,缓慢滴加甲基丙二酰氯7.4g。反应结束后,冷却,利用乙酸乙酯萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用二氧化硅柱的精制,得到式(12)所表示的目标化合物15g。
[化173]
(物性值)
油状
1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:0.90(t,3H),1.06-1.49(m,16H),1.89-2.02(m,12H),2.52-2.60(m,3H),2.78(t,2H),3.43(s,4H),3.71(s,6H),4.07(s,2H),4.21(t,2H),4.35(s,2H),4.41(s,4H),5.55(s,1H),5.61(s,1H),6.10(s,2H),6.92(d,1H),6.98(d,1H),7.04(d,1H),7.17(t,1H),7.23(d,1H),7.38-7.47(m,4H)
(实施例19)
在具备搅拌装置、蛇形冷却器和温度计的反应容器中加入4-溴苯甲醚20g、四氢呋喃80ml、镁2.9g并搅拌。滴加溶解于四氢呋喃50ml的4‘-戊基-[1,1'-联(环己烷)]-4-酮22g。反应结束后,冷却,利用己烷萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。得到式(13-1)所表示的无色晶体化合物32g。
[化174]
接下来,在具备搅拌装置和温度计的反应容器中加入化合物(13-1)28g、吡啶16ml、四氢呋喃90ml并搅拌。在冰冷却下滴加溶解于四氢呋喃30ml的三光气8.5g。反应结束后,冷却,利用己烷萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。得到式(13-2)所表示的无色晶体化合物20g。
[化175]
接下来,在具备搅拌装置的反应釜中加入化合物(13-2)20g、5%钯碳1g、四氢呋喃120ml,在氢压0.5MPa下搅拌。反应结束后,冷却,利用乙酸乙酯萃取目标物。此后,进行利用二氧化硅柱的精制,得到式(13-3)所表示的无色晶体化合物20g。
[化176]
接下来,在具备搅拌装置和温度计的反应容器中加入化合物(13-3)20g、二氯甲烷140ml,在冰冷却下滴加三溴化硼22g。反应结束后,冷却,利用乙酸乙酯萃取目标物。此后,进行再结晶精制,得到式(13-4)所表示的无色晶体化合物9.1g。
[化177]
接下来,在具备搅拌装置和温度计的反应容器中加入化合物(13-4)9.1g、吡啶4.5ml、二氯甲烷100ml,在冰冷却下滴加三氟甲烷磺酸酐9.4g。反应结束后,冷却,利用二氯甲烷萃取目标物。此后,进行利用氧化铝的精制,得到式(13-5)所表示的无色晶体化合物13g。
[化178]
接下来,在具备搅拌装置、冷却管和温度计的反应容器中,加入式(13-5)所表示的化合物13g、二甲基甲酰胺64ml、乙酸钾8.2g、联硼酸频那醇酯7.4g、1,1′-双(二苯基膦)二茂铁-二氯化钯(II)680mg,在80℃下搅拌。反应结束后,冷却,加入水200ml,利用乙酸乙酯萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂,得到式(13-6)所表示的无色晶体化合物9.3g。
[化179]
在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入化合物(13-6)5.7g、4-溴-5-乙基-2-羟丙基苯酚3.9g、2.0M的碳酸钾水溶液13ml、四三苯基膦钯206mg、四氢呋喃60ml,在60℃使其反应5小时。反应结束后,冷却,加入乙酸乙酯60ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂,用甲苯进行再结晶,得到(13-7)所表示的化合物7.7g。
[化180]
接下来,在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入化合物(13-7)7.7g、5-(溴甲基)-2,2-二甲基-1,3-二烷-5-基)甲醇11g、磷酸三钾10g、二甲基硫醚80ml,在100℃使其反应5小时。反应结束后,冷却,加入乙酸乙酯200ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用甲苯的分散清洗、利用氧化铝柱的精制,得到式(13-8)所表示的化合物5.9g。
[化181]
接下来,在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入上述化合物(13-8)5.9g、三乙胺4.5g、二氯甲烷45ml,将反应容器冷却至10℃以下。此后,缓慢滴加甲基丙烯酰氯3.6g。滴加结束后,将反应容器恢复至室温,使其反应3小时。反应结束后,用水、饱和食盐水清洗,蒸馏去除溶剂。接下来,在具备搅拌装置和温度计的反应容器中,将萃取物、THF43ml一起加入,缓慢滴加10%盐酸8.6ml。反应结束后,冷却,利用乙酸乙酯萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用二氧化硅柱的精制,得到化合物(13-9)所表示的化合物4.2g。
[化182]
接下来,在具备搅拌装置和温度计的反应容器中加入上述化合物(13-9)4.2g、二氯甲烷36ml、三乙胺1.6ml,缓慢滴加甲基丙二酰氯1.7g。反应结束后,冷却,利用二氯甲烷萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用二氧化硅柱的精制,得到式(13)所表示的目标化合物3.5g。
[化183]
(物性值)
油状
1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:0.88(t,3H),1.11-1.98(m,38H),2.50-2.53(m,1H),2.58(q,2H),2.68(t,2H),3.43(s,4H),3.71(s,6H),4.07(s,2H),4.17(t,2H),4.34(s,2H),4.40(s,4H),5.53(s,1H),5.62(s,1H),6.07(s,1H),6.11(s,1H),6.76(s,1H),6.98(s,1H),7.16(d,2H),7.21(d,2H)
(实施例20)
通过与实施例18同样的合成方法,得到目标化合物(14)。
[化184]
(物性值)
固体
1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:0.90(t,3H),1.06-1.49(m,16H),1.89-2.02(m,12H),2.52-2.60(m,3H),2.78(t,2H),3.71(s,6H),4.07(s,2H),4.21(t,2H),4.35(s,2H),4.41(s,4H),5.55(s,1H),5.61(s,1H),6.10(s,2H),6.92(d,1H),6.98(d,1H),7.04(d,1H),7.17(t,1H),7.23(d,1H),7.38-7.47(m,4H)
(实施例21)
在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中,加入4-(4-戊基(环己基))苯硼酸26g、4-溴-2-氟苯酚17g、2M碳酸钾水溶液65ml、四三苯基膦钯763mg、四氢呋喃230ml,在70℃使其反应5小时。反应结束后,冷却,加入己烷,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂,得到(15-1)所表示的无色固体化合物27g。
[化185]
接下来,在具备搅拌装置和温度计的反应容器中加入式(15-1)所表示的化合物27g、二氯甲烷135ml、吡啶11g,在冰冷却下缓慢滴加三氟甲烷磺酸酐20g。反应结束后,冷却,加入水300ml,利用乙酸乙酯萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用二氧化硅柱的精制,得到式(15-2)所表示的褐色固体化合物38g。
[化186]
接下来,在具备搅拌装置、冷却管和温度计的反应容器中加入式(15-2)所表示的化合物32g、二甲基甲酰胺160ml、乙酸钾18g、联硼酸频那醇酯17g、1,1′-双(二苯基膦)二茂铁-二氯化钯(II)1.5g,在80℃下搅拌。反应结束后,冷却,加入水300ml,利用乙酸乙酯萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用二氧化硅柱的精制,得到式(15-3)所表示的无色晶体化合物32g。
[化187]
在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入化合物(15-3)32g、4-溴-5-乙基-2-羟丙基苯酚17.4g、2.0M的碳酸钾水溶液56ml、四三苯基膦钯803mg、四氢呋喃360ml,在70℃使其反应5小时。反应结束后,冷却,加入乙酸乙酯600ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂,用甲苯进行再结晶,得到(15-4)所表示的化合物31.8g。
[化188]
在具备搅拌装置和温度计的反应容器中加入化合物(15-4)10g、二异丙胺402mg、二氯甲烷100ml,在冰冷却下搅拌,缓慢滴加溶解于乙腈50ml的N-碘代琥珀酰亚胺4.7g。1小时后,加入10%硫代硫酸钠水溶液200ml进行分液,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂,得到(15-5)所表示的化合物11.6g。
[化189]
接下来,在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入化合物(15-5)11.6g、(2,2,5-三甲基-1,3-二烷-5-基)甲基甲烷磺酸酯16.5g、磷酸三钾15g、二甲基硫醚120ml,在100℃使其反应5小时。反应结束后,冷却,加入乙酸乙酯300ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用甲苯的分散清洗、利用氧化铝柱的精制,得到式(15-6)所表示的化合物12.0g。
[化190]
接下来,在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入化合物(15-6)12.0g、炔丙醇1.7g、乙醇胺12ml、四三苯基膦钯878mg、碘化铜(I)289mg、四氢呋喃60ml,在65℃使其反应5小时。反应结束后,冷却,加入乙酸乙酯200ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂,得到(15-7)所表示的化合物9.4g。
[化191]
接下来,在具备搅拌装置的反应釜中加入化合物(15-7)9.4g、炔丙醇1.7g、5%钯碳470mg、四氢呋喃60ml,在氢压0.5MPa下,在45℃使其反应5小时。反应结束后,冷却,加入乙酸乙酯100ml,进行利用氧化铝柱的精制,蒸馏去除溶剂,得到(15-8)所表示的化合物9.5g。
[化192]
接下来,在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入上述化合物(15-8)9.5g、三乙胺9.0g、二氯甲烷90ml,将反应容器冷却至10℃以下。此后,缓慢滴加甲基丙烯酰氯7.2g。滴加结束后,将反应容器恢复至室温,使其反应3小时。反应结束后,用水、饱和食盐水清洗,蒸馏去除溶剂。接下来,在具备搅拌装置和温度计的反应容器中,将萃取物、THF90ml一起加入,缓慢滴加10%盐酸14ml。反应结束后,冷却,利用乙酸乙酯萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用二氧化硅柱的精制,得到化合物(15-8)所表示的化合物8.6g。
[化193]
接下来,在具备搅拌装置和温度计的反应容器中加入上述化合物(15-9)8.6g、二氯甲烷80ml、三乙胺3.5ml,缓慢滴加甲基草酰氯3.0g。反应结束后,冷却,利用二氯甲烷萃取目标物。用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用二氧化硅柱的精制,得到式(15)所表示的目标化合物3.1g。
[化194]
(物性值)
固体
1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:0.90(t,6H),1.06-2.02(m,28H),2.52-2.78(m,7H),3.61(s,6H),3.71(s,2H),4.07(s,4H),4.21(t,6H),6.40(s,2H),6.48(s,2H),7.01(d,1H),7.38(d,2H),7.50(d,2H),7.51-7.60(m,3H)
(实施例22)
在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入化合物(15-4)10.6g、2-(5-(溴甲基)-2,2-二甲基-1,3-二烷-5-基)乙烷-1-醇15.5g、磷酸三钾14g、二甲基硫醚100ml,在100℃使其反应5小时。反应结束后,冷却,加入乙酸乙酯300ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用甲苯的分散清洗、利用氧化铝柱的精制,得到式(16-1)所表示的化合物11.0g。
[化195]
接下来,应用由化合物(15-8)制造化合物(15)的方法,制造下述式(16)。
[化196]
(物性值)
固体
1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:0.90(t,3H),1.06-1.49(m,16H),1.89-2.02(m,12H),2.52-2.78(m,5H),3.71(s,6H),4.07(s,2H),4.21(t,2H),4.35(s,2H),4.41(s,4H),5.52(s,1H),5.62(s,1H),6.08(s,1H),6.12(s,1H),6.81(s,1H),7.00(s,1H),7.22-7.41(m,5H),7.56(d,2H)
(实施例23)
接下来,在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入化合物(15-5)10g、5-(溴甲基)-2,2-二甲基-1,3-二烷-5-基)甲醇16.5g、磷酸三钾16g、二甲基硫醚100ml,在100℃使其反应5小时。反应结束后,冷却,加入乙酸乙酯300ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂。此后,进行利用甲苯的分散清洗、利用氧化铝柱的精制,得到式(17-1)所表示的化合物10.5g。
[化197]
接下来,在具备搅拌装置、冷却器和温度计的反应容器中加入化合物(17-1)10.5g、1-庚炔2.3g、乙醇胺11ml、四三苯基膦钯829mg、碘化铜(I)205mg、四氢呋喃50ml,在65℃使其反应5小时。反应结束后,冷却,加入乙酸乙酯200ml,用水、饱和食盐水清洗有机层,蒸馏去除溶剂,得到(17-2)所表示的化合物8.7g。
[化198]
接下来,应用由化合物(15-7)制造化合物(15)的方法,制造下述式(17)。
[化199]
(物性值)
固体
1H-NMR(溶剂:氘代氯仿):δ:0.89(t,6H),1.06-1.49(m,26H),1.89-2.02(m,12H),2.52-2.78(m,7H),3.71(s,6H),4.07(s,2H),4.21(t,2H),4.35(s,2H),4.41(s,4H),5.52(s,1H),5.62(s,1H),6.08(s,1H),6.12(s,1H),7.00(s,1H),7.22-7.41(m,5H),7.56(d,2H)
使用同样的方法和公知的方法,制造下述式(18)~(47)所表示的化合物。
[化200]
[化201]
[化202]
[化203]
[化204]
(实施例24)
相对于100质量份的LC-1,添加在实施例1中制作的相当于化合物(i)的化合物(1)0.5质量份,加热溶解,从而调制液晶组合物。
(实施例25~32)
替代化合物(1),以0.5质量份的添加量在LC-1中添加实施例13~20中制作的化合物(7)~(14),除此之外,与实施例24同样地操作,调制液晶组合物。
(比较例6~8)
替代化合物(1),以0.5质量份的添加量在LC-1中添加比较例3~5中使用的化合物(C-1)~(C-3),除此之外,与实施例24同样地操作,调制液晶组合物。对于上述实施例24~32中所得的液晶组合物,除了实施例7~12中测定的特性以外,追加测定的特性如下。
VHR:在频率60Hz、施加电压1V的条件下对333K时的电压保持率(%)进行3个阶段评价。
A:98~100%
B:95~98%
C:95%以下
加热VHR:将各个测定单元在120℃下加热1小时后,对在频率0.6Hz、施加电压1V的条件下333K时的电压保持率(%)进行3个阶段评价。
A:80~100%
B:70~80%
C:70%以下
耐光VHR:对于液晶组合物,隔着厚度0.5mm的玻璃使用超高压水银灯照射180J/m2的紫外线。通过与上述VHR测定同样的方法测定紫外线照射后的液晶的电压保持率。其中,照射强度设为366nm时0.1W/m2。评价按照以下的3个阶段进行。
A:90~100%
B:75~90%
C:75%以下
评价试验如表3所示。
[表3]
如上所述,本发明的化合物兼具取向性和保存稳定性,并且根据添加的化合物的极性基团,能够提供具有高电压保持率的优异的液晶组合物。
Claims (10)
1.通式(i)所表示的化合物,
[化1]
式中,
Ri1分别独立地表示碳原子数1~40的直链或分支的烷基或卤代烷基,这些基团中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,
Ai1、Ai2和Ai3分别独立地表示2价芳香族基、2价环式脂肪族基或2价杂环式化合物基,Ai1中的氢原子可被Li1取代,Ai2和Ai3中的氢原子可被Li1、Pi1-Spi1-或Ki1取代,Li1表示卤原子、氰基、硝基、碳原子数1~40的直链或分支的烷基、卤代烷基,该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-或-OCO-取代,
Zi1和Zi2分别独立地表示单键、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH=C(CH3)COO-、-OCOC(CH3)=CH-、-CH2-CH(CH3)COO-、-OCOCH(CH3)-CH2-、-OCH2CH2O-或碳原子数2~20的亚烷基,该亚烷基中的1个或不邻接的2个以上-CH2-可被-O-、-COO-或-OCO-取代,
Ki1表示碳原子数3~40的直链或分支的烷基、卤代烷基或氰化烷基,这些烷基中的至少2个以上仲碳原子被-C(=Xi1)-和/或-CH(-CN)-取代,另外,该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-C(=CH2)-、-C(=CHRi3)-、-C(=CRi3 2)-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-或-OCO-取代,另外,这些烷基中的氢原子可被Pi1-Spi1-取代,Xi1表示氧原子、硫原子、NH或NRi3,Ri3表示碳原子数1~20的直链或分支的烷基,该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,
Pi1表示聚合性基团,
Spi1表示间隔基或单键,其中,通式(i)中,作为Ai2或Ai3的取代基、或作为Ki1的取代基,具有至少1个以上的Pi1-Spi1-,
mi1表示0~3的整数,通式(i)中Ri1、Ai2、Zi2、Li1、Ki1、Xi1、Pi1和Spi1存在多个时,它们可以相同或不同。
2.根据权利要求1所述的化合物,通式(i)中的Ki1为通式(K-1)~(K-5)所表示的基团,
[化2]
式中,Yi1表示碳原子数3~20的直链或分支的烷基、卤代烷基或氰化烷基,这些烷基中的至少2个以上仲碳原子被-C(=Xi1)-和/或-CH(-CN)-取代,另外,该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-NH-、-COO-或-OCO-取代,另外,这些烷基中的氢原子可被Pi1-Spi1-取代,Xi1表示氧原子、硫原子、NH或NRil,
Si1和Si3分别独立地表示碳原子数1~6的亚烷基或单键,该亚烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-C(=CH2)-、-C(=CHRi3)-、-C(=CRi3 2)-、-O-、-NH-、-C(=O)-、-COO-或-OCO-取代,
Si2表示碳原子、氮原子或硅原子,
Ri2表示氢原子、碳原子数1~20的直链或分支的烷基、卤代烷基或氰化烷基,这些基团中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-、-C≡C-、-C(=Xi1)-或-CH(-CN)-取代,
Pi1表示聚合性基团,
Spi1表示间隔基或单键,
ni1表示1~3的整数,ni2和ni3分别独立地表示0~2的整数,Si2表示碳原子或硅原子时,ni1+ni2+ni3为3,Si2表示氮原子时,ni1+ni2+ni3为2,Ri3表示与通式(i)中的Ri3相同的含义,通式(K-1)中Ri2、Xi1、Yi1、Si1、Si3、Pi1和Spi1存在多个时,它们可以相同或不同,
[化3]
式中,Si1、Pi1和Spi1分别表示与通式(K-1)中的Si1、Pi1和Spi1相同的含义,RK21表示碳原子数1~10的直链或分支的烷基、卤代烷基或氰化烷基,这些烷基中的至少1个以上仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-CH=CH-、-C≡C-、-O-、或-NH-取代,ni4、niK21分别独立地表示0或1。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的化合物,通式(i)中的Ri1表示碳原子数3以上的亚烷基,该亚烷基中的-CH2-可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-取代。
7.根据权利要求2~6中任一项所述的化合物,通式(K-1)中的Yi1表示选自通式(Y-1)的基团,
[化6]
式中,WiY1表示单键或氧原子,虚线表示单键或双键,当虚线表示单键时,RiY1表示氢原子或碳原子数1~20的直链或分支的烷基,该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,当虚线表示双键时,RiY1表示=CH2、=CHRiY4或=CRiY4 2,RiY4表示氢原子、碳原子数1~20的直链或分支的烷基,该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,RiY3表示与虚线表示单键时的RiY1相同的含义,RiY2表示氢原子或碳原子数1~20的直链或分支的烷基,该烷基中的仲碳原子可以以氧原子不直接邻接的方式被-O-、-CH=CH-或-C≡C-取代,当虚线表示双键时niY1为0,当虚线表示单键时niY1为1,niY2表示0~5的整数,RiY1、RiY3和RiY4存在多个时,它们可以相同或不同,在*处与Si3连接。
8.一种液晶组合物,其含有权利要求1~7中任一项所述的通式(i)所表示的化合物、与该通式(i)所表示的化合物不同的其他聚合性化合物、以及非聚合性液晶化合物。
9.根据权利要求8所述的液晶组合物,作为所述聚合性化合物,含有1种或2种以上的通式(P)所表示的化合物,
[化7]
式中,
Zp1表示氟原子、氰基、氢原子、氢原子可被卤原子取代的碳原子数1~15的烷基、氢原子可被卤原子取代的碳原子数1~15的烷氧基、氢原子可被卤原子取代的碳原子数1~15的烯基、氢原子可被卤原子取代的碳原子数1~15的烯氧基或-Spp2-Rp2,
Rp1和Rp2表示以下的式(R-I)~式(R-VIII)中的任一者,
[化8]
式中,在*处与Spp1连接,
R2~R6分别独立地表示氢原子、碳原子数1~5个的烷基或碳原子数1~5个的卤代烷基,
W表示单键、-O-或亚甲基,
T表示单键或-COO-,
p、t和q分别独立地表示0、1或2,
Spp1和Spp2表示间隔基,
Lp1和Lp2分别独立地表示单键、-O-、-S-、-CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CO-NRa-、-NRa-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CH=CRa-COO-、-CH=CRa-OCO-、-COO-CRa=CH-、-OCO-CRa=CH-、-COO-CRa=CH-COO-、-COO-CRa=CH-OCO-、-OCO-CRa=CH-COO-、-OCO-CRa=CH-OCO-、-(CH2)z-C(=O)-O-、-(CH2)z-O-(C=O)-、-O-(C=O)-(CH2)z-、-(C=O)-O-(CH2)z-、-CH2(CH3)C-C(=O)-O-、-CH2(CH3)C-O-(C=O)-、-O-(C=O)-C(CH3)CH2、-(C=O)-O-C(CH3)-CH2、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-或-C≡C-,式中,Ra分别独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烷基,z表示1~4的整数,
Mp2表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、蒽-2,6-二基、菲-2,7-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、茚满-2,5-二基、1,2,3,4-四氢萘-2,6-二基、1,3-二烷-2,5-二基或单键,Mp2未经取代或可被碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的卤代烷基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数1~12的卤代烷氧基、卤原子、氰基、硝基或者-Rp1取代,
Mp1表示以下的式(i-11)~(ix-11)中的任一者,
[化9]
式中,在*处与Spp1连接,在**处与Lp1、Lp2或Zp1连接,
Mp1上的任意氢原子可被碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的卤代烷基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数1~12的卤代烷氧基、卤原子、氰基、硝基或者-Rp1取代,
Mp3表示以下的式(i-13)~(ix-13)中的任一者,
[化10]
式中,在*处与Zp1连接,在**处与Lp2连接,
Mp3上的任意氢原子可被碳原子数1~12的烷基、碳原子数1~12的卤代烷基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数1~12的卤代烷氧基、卤原子、氰基、硝基或者-Rp1取代,
mp2~mp4分别独立地表示0、1、2或3,
mp1和mp5分别独立地表示1、2或3,
Zp1存在多个时它们可以彼此相同或不同,Rp1存在多个时它们可以彼此相同或不同,Rp2存在多个时它们可以彼此相同或不同,Spp1存在多个时它们可以彼此相同或不同,Spp2存在多个时它们可以彼此相同或不同,Lp1存在多个时它们可以彼此相同或不同,Mp2存在多个时它们彼此可以相同或不同。
10.一种液晶显示元件,其使用了权利要求8或9所述的液晶组合物,且两个基板中至少一方的基板不具有取向膜。
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