TWI542576B - 液晶化合物及液晶介質 - Google Patents
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本發明係關於一種液晶化合物,其具有至少三個氟取代苯環、一個末端三氟甲基及至少一個-CF2O-橋。本發明亦係關於一種由該液晶化合物製得之液晶介質及包含此等介質之液晶顯示器裝置(LC顯示器)。
液晶介質已用於LC顯示器一段時間以顯示資訊。在(例如)說明書DE 10353658 A1及EP 1454975 A2中,已提出具有4個環及一個-CF2O-橋之高極性化合物用於顯示器裝置。說明書US 2009/0059157 A1揭示以光學各向同性藍相操作之LC顯示器。
除熟悉此項技術者熟知之使用向列液晶之顯示器以外,基於具有藍相之介質之應用亦在日益發展。此等之特徵為極短的響應時間。在使用液晶藍相之電光效應之顯示器應用中,參數Δε及Δn係尤其重要。
此等相中之快速切換操作之基礎係所謂的克爾(Kerr)效應。克爾效應係由外部電場引起的光學透明及各向同性材料之雙折射率之變化。該雙折射率變化係由以下等式表示:
Δn感應=λ‧K‧E2
其中Δn感應係感應雙折射率,K係克爾常數,且E係施加的電場。λ表示波長。在藍相材料中觀察到異常高的克爾常數。
Kikuchi等人描述克爾常數與LC材料性質之相關性[H. Kikuchi等人,Appl. Phys. Lett. 2008,92,043119]。因此,克爾常數係與雙折射率及液晶介質之介電各向異性之乘積成正比:
K~Δn‧Δε。
對於快速切換過程及低切換電壓而言,需要具有高克爾常數值及因此高Δn‧Δε乘積值之材料。
除用於安定藍相之可聚合環己烷衍生物以外,WO 2008/061606亦揭示多種不同的LC組分,包括下式CF3封端化合物:
此處,與四氫哌喃相鄰的苯環係僅經兩個氟原子取代。
說明書US 2006/0061699 A1(參照DE 10353685 A1)揭示具有4個環及一個-CF2O-橋之化合物,包括(例如)兩種下式之F封端化合物:
自該等化合物之數據明顯可知:其中L1=H之化合物之Δn‧Δε乘積係小於其中L1=F之化合物(4.0對4.3)。
說明書EP 1454975 A2揭示具有4個環及一個-CF2O-橋之化合物,包括(例如)兩種下式之OCF3封端化合物:
自該等化合物之數據再次明顯可知:其中L1=H之化合物之Δn‧Δε乘積係小於其中L1=F之化合物(3.5對3.7)。
本發明之目標係提供一種具有用於液晶介質之有利性質之化合物。特定言之,其等應適用於使用具有聚合物安定型藍相之介質之顯示器。本文需要可快速切換、具有良好的電壓保持率(VHR)、需要低切換過程電壓(Vop)、具有高澄清點、顯示低滯後性、具有低記憶效應且對光及熱暴露安定之材料。此外,個別化合物在向列型LC介質應具有充分的溶解度或本身具有寬向列相範圍。
此目標係根據本發明藉由通式I化合物而實現。出乎意料地,亦已發現可利用本發明化合物獲得具有適宜的向列相範圍、高介電各向異性Δε及高Δn且不具有先前材料之缺點或至少僅具有顯著減少的缺點之液晶介質。對用於純向列型顯示器之高極性物質具有實質上相同的要求。
本發明係關於一種式I化合物:
其中A1 表示1,4-伸苯基,其可視需要最多相互獨立地經鹵素、CN、CH3、CHF2、CH2F、CF3、OCH3、OCHF2、OCH2F或OCF3四取代且其中1至2個CH基團可視需要經N取代;環己烷-1,4-二基或環己烯-1,4-二基,其中1至2個CH2基團可視需要相互獨立地經O或S取代及/或H可經F取代;雙環[1.1.1]戊烷-1,3-二基、雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、四氫哌喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、2,5-噻吩二基或2,5-硒吩二基;Z1 表示單鍵、CF2O、CH2CH2、CF2CH2、CF2CF2、CFHCFH、CFHCH2、(CO)O、CH2O、C≡C、CH=CH、CF=CH、CF=CF;其中不對稱鍵結單元(例如CF2O)可在兩個可能的方向上定向;且R1 表示具有1至15個C原子之未經取代之烷基,此外,此基團中之一或多個CH2基團各可相互獨立地經-C≡C-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CO)-或-O-置換,置換方式為O原子彼此之間不直接鍵結;H、F、Cl、Br、CN、CF3、OCF3、SCN、NCS或SF5。
本發明化合物具有相對高的澄清點、極高的介電各向異性(Δε)、高光學各向異性(Δn)及低旋轉黏度。其等單獨或與其他液晶原基組分混合而具有寬廣溫度範圍內之向列相。此等性質使其適用於液晶介質。其等尤其適用於藍相區域內之介質。
基團R1較佳表示具有1至15個C碳原子之烷基,此外,其中此基團中之一或多個CH2基團各可相互獨立地經-C≡C-、-CH=CH-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CO)-或-O-置換,置換方式為O原子彼此之間不直接鍵結。R1特佳表示未經取代之烷基且極佳為具有1至12個C碳原子之直鏈烷基。
橋接基團Z1較佳表示單鍵。
環A1較佳表示選自以下之基團:
特別佳選自以下基團:
因此,本發明之示例性較佳實施例尤其係以下結構:
其中n=1、2、3、4、5、6或7,特定言之3。
可如以下示例性合成方法(流程圖1)所示,有利地製備式I化合物。
式I化合物特別佳係藉由結構單元2與酸1或酸酯(例如3)之鈀催化交叉偶合反應(鈴木(Suzuki)偶合,參照流程圖1)製得。
親電子試劑與親核試劑之作用亦可互相交換。酸6或酸酯(例如頻哪醇酸酯5)則係較佳的起始化合物(流程圖2)。此等係與相應的親電子試劑4(其中X較佳係Br、I或三氟甲磺酸酯(OTf))反應。
所需的起始物質可以類似於熟悉此項技術者已知之方法製得且係描述於有機化學之標準著作,例如Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie[Methods of Organic Chemistry],Thieme-Verlag,Stuttgart中。
如流程圖3所示,化合物2係自3,5-二氟-4-三氟甲基苯酚(8)開始合成。該苯酚係在鹼存在下與二噻己環基鎓鹽7反應,且加成物係直接進行氧化脫硫作用[P. Kirsch,M. Bremer,A. Taugerbeck,T. Wallmichrath,Angew. Chem. Int. Ed. 2001,40,1480-1484]。
酸酯5則係利用頻哪醇硼烷(例如雙(頻哪醇根基)二硼(Pin2B2)),經由鈀催化硼基化作用自2獲得。酸6係藉由自2獲得之有機鋰化合物與硼酸三甲酯之反應及隨後的水解作用獲得(流程圖4)。
如果A1係環己烷環且Z1係單鍵,則較佳使用方法A(參照流程圖1),因為可容易獲得相應的酸13(流程圖5)。將自3-氟溴苯酚(9)獲得之格林納(Grignard)試劑加成至酮10。藉由脫水作用將醇11轉化成烯烴,且然後使其等氫化。然後,異構化作用較佳產生化合物12之反式異構體。接著在所需位置以適宜的鋰鹼進行鄰位金屬化。使該有機金屬化合物與硼酸三甲酯反應,且在利用酸處理後獲得酸13。
組分13與2然後在(例如)流程圖5中所述之條件下以極佳產率進行鈴木偶合。
對於其中A1表示四氫哌喃環之化合物而言,此並非較佳方法,因為若進行類似的反應,則獲得區域異構體酸之混合物(參照流程圖6)。不容易分離15與16。
因此,提供可以良好產率及極佳純度合成較佳化合物Ia(=I,其中A1=四氫哌喃且Z1=單鍵)之方法亦係本發明之一態樣。此目標係藉由發展兩種方法(參照流程圖7及8或流程圖9及10)而實現。
第一方法係基於流程圖1之方法B。此處,藉由與化合物2鈴木偶合,將酸酯17轉化成化合物Ia(流程圖7)。
此目的所需之酸酯17係自4-溴-3-氟苯甲醛(18)開始合成。其首先與烯丙基醇19進行普林斯型(Prins-type)環化反應,以獲得溴四氫哌喃20。利用鈀催化作用使其等與Pin2B2反應,以獲得酸酯21。最後,在還原條件下進行脫溴作用以獲得化合物17。
第二方法係基於流程圖2之方法C。此處,三氟甲磺酸酯22係用作起始物質並與酸酯5進行鈴木偶合反應,以獲得化合物Ia(流程圖9)。
三氟甲磺酸酯22係如下所述自4-溴-2-氟苯酚(23)開始合成。首先,利用苄基溴保護羥基官能基,獲得苄基醚24。利用N-甲醯基嗎啉或DMF,使由24形成之格林納試劑甲醯化。利用烯丙基醇19,經由醛25之普林斯型環化作用構建四氫哌喃環。在此階段,有利地分離出非所欲之化合物26之順式異構體26(針對四氫哌喃環之1,4-位置)。在還原條件下進行脫溴作用,同時移除苄基保護基,形成酚27。化合物27與三氟甲磺酸酐(Tf2O)之反應形成所需之三氟甲磺酸酯22。
因此,本發明亦包括一種製備式I化合物之方法,其包括一反應步驟,其中式A及B兩種起始物質在適宜的過渡金屬觸媒存在下反應:
其中R1、A1及Z1係如針對式I所定義,且X1或X2表示-B(OH)2、酸酯或酸鹽,且另一基團表示Cl、Br、I或-O(SO2)CF3。
該方法係尤其有利於以下式I化合物,其中A1表示,Z1表示單鍵,X1表示包含硼原子之基團,較佳係酸酯基,且X2表示鹵素或適用於該方法之基團。
硼化合物A較佳係以類似於流程圖8之方法製得,即化合物A或其前驅物係在適宜硼化合物存在下,利用鈀催化作用,由其中X1=Br之化合物製得。
根據本發明之液晶介質包含一或多種式I化合物及視需要之至少一種其他化合物(較佳為液晶原基化合物)。因此,該液晶介質較佳包括兩種或更多種化合物。較佳的介質包括較佳的式I化合物。
根據本發明之液晶介質較佳具有正介電各向異性。可將其等設計成具有極高介電各向異性及高光學各向異性。
用於本發明液晶介質之較佳的其他化合物係選自式II及III化合物:
其中R1 在各情況下相互獨立地表示具有1至15個C原子之未經取代之烷基,此外,其中此基團中之一或多個CH2基團各可相互獨立地經-C≡C-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CO)-或-O-置換,置換方式為O原子彼此之間不直接鍵結,R1較佳為具有2至7個C原子之直鏈烷基;A2、A3互獨立地表示:
Z2、Z3相互獨立地表示單鍵、CF2O、CH2CH2、CF2CH2、CF2CF2、CFHCFH、CFHCH2、(CO)O、CH2O、C≡C、CH=CH、CF=CH、CF=CF,其中不對稱鍵結單元(例如CF2O)可在兩個可能的方向上定向;X1 表示F、Cl、CN或經F單-或多取代之具有1至3個C原子之烷基、烯基、烯氧基、烷基烷氧基或烷氧基;且L1至L4表示H或F。
該液晶介質較佳包含10至50重量%式I化合物。在總含量大於10%之情況下,較佳使用兩種或更多種具有不同鏈長的基團R1且視需要具有不同的環A1之式I化合物。
該液晶介質較佳包含20至40重量%式II化合物。式III化合物(若存在)較佳使用量係高達20重量%。其餘化合物(若存在)係選自具有高介電各向異性、高光學各向異性及較佳高澄清點之其他化合物。
極高的介電各向異性可藉由高含量的式I化合物實現,較佳增補式II及III化合物。
較佳的式II化合物係彼等式IIa者:
其中R1及L1係如針對式II所定義。
較佳的式III化合物係彼等式IIIa或IIIb者:
其中R1係如針對式III所定義。
本發明另外係關於一種式I化合物於液晶介質中,較佳於具有光學各向同性液晶相(較佳藍相)之介質中之用途。此相較佳係聚合物安定型。一般而言,該介質之單體內容物係在其呈藍相之溫度下聚合。由此擴大此相之安定性範圍。呈藍相之聚合物安定型介質之迄今可獲得的性質之顯著改良係與本發明之化合物及介質相關。
該液晶介質可另外包含其他添加劑,如安定劑、對掌性摻雜劑及奈米顆粒。所添加的個別化合物係以較佳0.1%至6%之濃度使用。所使用的個別化合物之濃度在各情況下較佳係0.1%至0.3%。然而,液晶混合物之其他組分(即液晶或液晶原基化合物及(若適宜)聚合組分)之濃度數據係在未將此等添加劑之濃度考慮在內的情況下指出。
該液晶介質較佳包含0.01至10重量%光活性對掌性摻雜劑。此保證液晶藍相之形成。針對藍相,較佳使用具有高HTP(螺旋扭轉力)之對掌性摻雜劑,其通常為2至5重量%。
本發明介質較佳包含一或多種可聚合化合物或係經由此獲得之聚合物安定,其中該聚合作用較佳係在藍相中進行。
該液晶介質較佳包含0至10重量%,特定言之0.01至5重量%及特別佳0.1至3重量%之安定劑。該介質較佳包含一或多種選自2,6-二-第三丁基苯酚、2,2,6,6-四甲基哌啶或2-苯并三唑-2-基苯酚之安定劑。此等助劑係熟悉此項技術者已知且可作為(例如)光安定劑購得。
因此,本發明之一實施例亦係一種製備液晶介質之方法,其特徵為:將一或多種式I化合物與一或多種較佳選自式II及式III之液晶化合物,視需要與一或多種其他化合物及視需要與一或多種添加劑混合。隨後,視需要使該液晶介質之可聚合內容物聚合。
本發明另外係關於一種本發明化合物或介質於光電裝置,較佳液晶顯示器中之用途,及該等裝置本身。該等顯示器較佳至少部份在藍相(其較佳係聚合物安定型藍相)區域內操作。另外,該介質及顯示器較佳亦在向列相中操作。
根據本發明之聚合物安定型裝置較佳係藉由在裝置本身(即光電單元)中進行該介質之可聚合組分之聚合作用而製造。
根據本發明之光電顯示器裝置之結構較佳係由包含兩個圍包液晶介質之相對基板之單元及安裝於該單元中之電極組成。該等電極較佳係設計成可在液晶介質中產生電場,其具有與該等基板平行對準(或垂直於光軸)之分量。該等電極較佳係以梳狀電極(交叉指形電極)施加至該等基板中之一者。一或兩個基板較佳係透明的。在顯示器以藍相操作之情況下,光學各向同性介質經由施加電壓變成雙折射性。光學切換操作係連同對應排列的偏光器而實現。
在本發明中,術語介電正性描述其中Δε>3.0之化合物或組分,介電中性描述其中-1.5Δε3.0之化合物或組分,且介電負性描述其中Δε<-1.5之化合物或組分。各化合物之介電各向異性係自各化合物於向列型主體混合物中10%溶液之結果測得。如果各化合物在主體混合物中之溶解度小於10%,則濃度降至5%。測試混合物之電容係在具有垂直對準之單元以及具有同質對準之單元中測得。兩種單元之層厚度皆係約20 μm。所施加的電壓係頻率為1 kHz且有效值一般為0.5 V至1.0 V之矩形波,但通常係經選擇以使其低於各測試混合物之電容臨限值。
用於介電正性化合物之主體混合物係混合物ZLI-4792且用於介電中性及介電負性化合物之主體混合物係混合物ZLI-3086,其等皆購自Merck KGaA,Germany。該等化合物之介電常數之絕對值係自主體混合物在添加所研究化合物時之各值變化測得。該等值係外推至100%之所研究化合物的濃度。
因此在20℃之測定溫度下測量具有向列相之組分,所有其他者係如化合物般處理。
除非另外明確指示,否則本申請案中指出的參數範圍皆包括限值。
在整個本申請案中,除非另外明確指示,否則使用以下條件及定義。所有濃度係以重量百分比指出,且在各情況下係關於混合物整體。液晶之所有溫度,例如(包括)熔點T(C,N)或T(C,S)、層列相(S)至向列相(N)之轉變溫度T(S,N)及澄清點T(N,I)係以攝氏度指出。所有溫差係以差異度數表示。除非另外明確指示,否則液晶之所有典型物理性質係根據「Merck Liquid Crystals,Physical Properties of Liquid Crystals」,status Nov. 1997,Merck KGaA,Germany測定,且為20℃之溫度下所示之性質。光學各向異性(Δn)係在589.3 nm之波長下測定。介電各向異性(Δε)係在1 kHz之頻率下測定。Δε係定義為(ε∣∣-ε⊥),而εave.係(ε∣∣+2ε⊥)/3。
臨限電壓及所有其他光電性質係利用Merck KGaA,Germany製造之測試單元測定。用於測定Δε之測試單元具有約20 μm之層厚度。該電極係面積為1.13 cm2且具有保護環之圓形ITO電極。對準層係購自Nissan Chemicals,Japan 之SE-1211(針對垂直對準(ε∣∣))及購自Japan Synthetic Rubber,Japan之聚醯亞胺AL-1054(針對同質對準(ε⊥))。電容值係利用Solatron 1260頻率回應分析儀在0.3 Vrms之電壓下以正弦波測定。電光測量中使用的光係白光。本文使用具有購自Autronic-Melchers,Germany之DMS儀器之裝置。特徵電壓係利用垂直觀察測定。臨限電壓(V10)、中灰色電壓(V50)及飽和電壓(V90)係分別針對10%、50%及90%之相對對比度測定。
垂直及平行於液晶指向矢之分量值係藉由在磁場中對準液晶而獲得。為此,使用永久性磁鐵之磁場。該磁場之強度為0.35特斯拉。使該磁鐵相應地對準且然後相應地旋轉90°。
在本申請案中,除非另外明確指出,否則術語「化合物」表示一種化合物亦及複數種化合物。
術語「烷基」較佳包括具有1至15個碳原子之直鏈及分支鏈烷基,特定言之直鏈基團甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基及庚基。一般以具有2至10個碳原子之基團較佳。
術語「烯基」較佳包括具有2至15個碳原子之直鏈及分支鏈烯基,特定言之直鏈基團。特別佳的烯基係C2-至C7-1E-烯基、C4-至C7-3E-烯基、C5-至C7-4-烯基、C6-至C7-5-烯基及C7-6-烯基,特定言之C2-至C7-1E-烯基、C4-至C7-3E-烯基及C5-至C7-4-烯基。其他較佳烯基之實例係乙烯基、1E-丙烯基、1E-丁烯基、1E-戊烯基、1E-己烯基、1E-庚烯基、3-丁烯基、3E-戊烯基、3E-己烯基、3E-庚烯基、4-戊烯基、4Z-己烯基、4E-己烯基、4Z-庚烯基、5-己烯基、6-庚烯基及類似物。一般以具有至多5個碳原子之基團為較佳。
術語「烷氧基」較佳包括式CnH2n+1-O-之直鏈基團,其中n表示1至10。n較佳係1至6。較佳烷氧基係(例如)甲氧基、乙氧基、正丙氧基、正丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、及正癸氧基。
術語「氧雜烷基」或「烷氧基烷基」較佳包括式CnH2n+1-O-(CH2)m之直鏈基團,其中n及m各相互獨立地表示1至10。較佳地,n係1且m係1至6。
術語「氟化烷基」較佳包括單-或多氟化基團。包括全氟化基團。以CF3、CH2CF3、CH2CHF2、CHF2、CH2F、CHFCF3及CF2CHFCF3特別佳。
術語「氟化烷氧基」較佳包括單-或多氟化基團。包括全氟化基團。以OCF3特別佳。
1,4-環己烷環較佳係呈1,4-反式組態。實例化合物係呈反式組態。
在本申請案中,除非另外明確指出,否則術語「化合物」表示一種化合物亦及複數種化合物。相反地,術語「化合物」一般亦包括複數種化合物,如果根據定義此係可能且未另外指示。此點同樣適用於術語「液晶介質」。術語「組分」在各情況下包括一或多種物質、化合物及/或顆粒。
根據本發明之液晶介質係由複數種化合物,較佳3至30種,更佳4至20種及極佳4至16種化合物組成。此等化合物係以習知方式混合。一般而言,將以較少量使用之所需量化合物溶於以較大量使用的化合物中。如果溫度高於以較高濃度使用之化合物之澄清點,則特別容易觀察到溶解過程之完成。然而,亦可以其他常用方式製備該介質,例如利用所謂的預混合物,其可係(例如)化合物之同系或低共熔混合物,或利用所謂的「多瓶」系統,其成分本身係即用型混合物。
以下實例闡述本發明且不具有任何限制性。
然而,物理性質使得熟悉此項技術者瞭解可獲得何種性質且可在何種範圍內改良其等。特定言之,因此,較佳可獲得之各種性質之組合對於熟悉此項技術者而言係明確定義。
其他縮寫:
BnBr 苄基溴
THF 四氫呋喃
Pd/C 鈀負載於活性碳上之市售觸媒
DMAP 4-二甲胺基吡啶
MTBE 甲基第三丁基醚
SiO2 層析用矽膠
本發明化合物係如下所述般製備:
將210.0 g(1.10 mol)4-溴-2-氟苯酚溶於1.1 L乙基甲基酮中,並添加175.0 g(1.27 mol)碳酸鉀及150.0 ml(1.26 mol)苄基溴。將該混合物回流5小時並在室溫下攪拌16小時。過濾該批料,並將濾液濃縮至乾。使該粗產物在降溫下自庚烷結晶析出。
首先將25.9 g(1.07 mol)鎂屑引入200 ml THF中,並以使得在格林納反應開始後維持溫和回流之速率逐滴添加含於700 ml THF中之285.6 g(1.02 mol)1-苄氧基-4-溴-2-氟苯之溶液。當完成該添加時,以1000 ml THF稀釋該混合物並在沸騰下加熱該批料1小時。將格林納試劑之溶液冷卻至0℃,並逐滴添加含於100 ml THF中之118 ml(1.07 mol)N-甲醯基嗎啉。1小時後,以MTBE稀釋該混合物並利用稀鹽酸水解。分離有機相並以MTBE萃取水相。利用飽和氯化鈉溶液沖洗合併的有機相並利用硫酸鈉乾燥。將溶液濃縮至乾,並使該粗產物自正庚烷:MTBE再結晶析出。
首先,在0℃下,將188.0 g(0.79 mol)4-苄氧基-3-氟苯甲醛與90.0 g(0.79 mol)2-乙烯基戊-1-醇一起引入1000 ml二氯甲烷中。分批添加176.0 g(0.39 mol)溴化鉍(III),並在室溫下攪拌該混合物19小時。分離出不溶性組分,並吸收性過濾該混合物(SiO2,CH2Cl2)。將濾液濃縮至乾,並藉由管柱層析法(SiO2,正庚烷:MTBE=4:1)純化該殘留物。將所得油溶於氯丁烷中,並將該溶液逐滴添加至冷乙醇中。收集沉澱結晶並自正庚烷再結晶析出。依此方式,獲得2-(4-苄氧基-3-氟苯基)-4-溴-5-丙基四氫哌喃之淺黃色固體。
在Pd/C(5% Pd)及86.0 ml(0.60 mol)三乙胺之存在下,使123.0 g(0.30 mol)2-(4-苄氧基-3-氟苯基)-4-溴-5-丙基四氫哌喃於甲苯/水中氫化。以MTBE稀釋該反應溶液,並分離出有機相。利用MTBE萃取水相。利用水沖洗合併的有機相並利用硫酸鈉乾燥。將該溶液濃縮至乾,並將殘留物直接用於以下反應。
首先,在0℃下,將62.0 g(0.26 mol)2-氟-4-(5-丙基四氫哌喃-2-基)苯酚與55.0 ml(0.40 mol)三乙胺及0.65 g(5.32 mmol)DMAP一起引入600 ml二氯甲烷中。計量添加45.0 ml(0.27 mol)三氟甲磺酸酐(Tf2O),並在室溫下攪拌該混合物17小時。以水沖洗該批料,並以二氯甲烷萃取水相。利用硫酸鈉乾燥合併的有機相,並將該溶液濃縮至乾。藉由管柱層析法純化該殘留物,獲得2-氟-4-(反式-5-丙基四氫哌喃-2-基)苯基三氟甲磺酸酯之無色液體。
將10.0 g(27.0 mmol)2-氟-4-(反式-5-丙基四氫哌喃-2-基)苯基三氟甲磺酸酯及14.3 g(29.4 mmol)2-{4-[(3,5-二氟-4-三氟甲基苯氧基)二氟甲基]-3,5-二氟苯基}-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼、1.50 g(1.30 mmol)肆(三苯基膦)鈀(0)及含於100 ml甲苯/乙醇(1:1)中之2 N碳酸鈉之30 ml溶液之混合物在回流下加熱20小時。冷卻後,分離出有機相,並以MTBE萃取水相。以水沖洗合併的有機相。利用硫酸鈉乾燥該溶液並濃縮至乾。藉由管柱層析法(SiO2,正庚烷:甲苯=7:3)純化該殘留物。藉由自乙醇及正庚烷之再結晶進行進一步純化,獲得2-{4'-[(3,5-二氟-4-三氟甲基苯氧基)二氟甲基]-2,3',5'-三氟聯苯-4-基}-5-丙基四氫哌喃之無色固體(熔點95℃)。
1 H-NMR(300 MHz,CHCl3):δ=7.42-7.35(m,1H,H 芳族 ),7.25-7.18(m,4H,H 芳族 ),6.98(d,2H,J=9.8 Hz,H 芳族 ),4.31(dd,1H,J=11.4 Hz,J=2.1 Hz),4.11(dm,1H,J=11.4 Hz),3.22(t,1H,J=11.4 Hz),2.06-1.97(m,1H),1.96-1.88(m,1H),1.76-1.61(m,1H),1.59-1.50(m,1H),1.46-1.06(m,5H),0.93(t,3H)。
19 F-NMR(282 MHz,CHCl3):δ=-56.3(t,3F,J=22.1 Hz,-CF3),-61.7(t,2F,J=26.1 Hz,-OCF2-),-108.2至-108.4(m,2F,F 芳族 ),-110.6至-110.8(m,2F,F 芳族 ),-117.0(dd,1F,J=12.0 Hz,J=7.8 Hz,F 芳族 )。
MS(EI): m/e(%)=580(18,M+),383(100)。
相較於比較例3,實例1化合物具有更高的外推澄清點及更有利的Δε及Δn之組合。此外,其在向列型LC介質中具有更高的溶解度。
化合物「AGUQU-3-T」之有利性質自文獻資料中已知之比較例2及比較例3化合物之相互比較並非顯而易見,因為觀察到Δε‧Δn量之相反趨勢。
本發明化合物係如下所述般製備:
首先,在-10℃下,將72.9 g(0.16 mol)溴化鉍(III)引入50 ml甲苯中,並逐滴添加含於250 ml甲苯中之50.0 g(0.25 mol)4-溴-3-氟苯甲醛之溶液。在此溫度下,計量添加含於50 ml甲苯中之27.0 g(0.27 mol)2-乙基丁3-烯-1-醇之溶液,並在10℃下攪拌該混合物2小時。將稀鹽酸添加至該批料中,並分離出有機相。以甲苯萃取水相,並以水、飽和碳酸氫鈉溶液及飽和氯化鈉溶液連續沖洗合併的有機相。利用硫酸鈉乾燥該溶液並濃縮至乾。藉由管柱層析法(SiO2,正庚烷:甲苯=2:1)純化該粗產物,獲得4-溴-2-(4-溴-3-氟苯基)-5-乙基四氫哌喃之無色油。
在105℃下,使75.0 g(0.20 mol)4-溴-2-(4-溴-3-氟苯基)-5-乙基四氫哌喃與60.0 g(0.24 mol)雙(頻哪醇根基)二硼、50.0 g(0.51 mol)醋酸鉀及1.5 g(2.04 mmol)[1,1'-雙(二苯基膦)二茂鐵]氯化鈀(II)於400 ml甲苯中一起加熱18小時。冷卻後,以水沖洗該混合物,並分離出有機相。以甲苯萃取水相,並以飽和氯化鈉溶液沖洗合併的有機相。利用硫酸鈉乾燥該溶液並濃縮至乾。藉由管柱層析法(SiO2,正庚烷:甲苯=1:1)純化該粗產物,獲得4-溴-5-乙基-2-[3-氟-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼-2-基)苯基]四氫哌喃之淺黃色油。
在5 bar氫氣壓及80℃,及Pd/C(5% Pd)及12.7 ml(88.1 mmol)三乙胺之存在下,使18.0 g(36.2 mmol)4-溴-5-乙基-2-[3-氟-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼-2-基)苯基]四氫哌喃於甲苯/水中氫化30小時。分離出有機相並進行吸收性過濾(SiO2,甲苯)。將濾液濃縮至乾,並在降溫下使該殘留物自乙醇再結晶,以獲得5-乙基-2-[3-氟-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼-2-基)苯基]四氫哌喃之無色固體。
首先,將5.20 g(15.0 mmol)5-乙基-2-[3-氟-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼-2-基)苯基]四氫哌喃與6.93 g(15.0 mmol)5-((4-溴-2,6-二氟苯基)二氟甲氧基)-1,3-二氟-2-(三氟甲基)苯一起引入35 ml THF中。添加590 mg(0.75 mmol)雙(三鄰甲苯基膦)氯化鈀(II)及0.1 ml(0.75 mmol)三乙胺。將該混合物加熱至50℃,並添加含於15 ml水中之2.41 g(24.0 mmol)碳酸氫鉀之溶液。在此溫度下3小時後,添加水及MTBE,並分離出有機相。以MTBE沖洗水相,並以飽和氯化鈉溶液沖洗合併的有機相並利用硫酸鈉乾燥。將該溶液濃縮至乾,並藉由管柱層析法(SiO2,正庚烷:甲苯=1:1)純化該粗產物。藉由自乙醇及正庚烷之再結晶進行進一步純化,獲得2-{4'-[(3,5-二氟-4-三氟甲基苯氧基)二氟甲基]-2,3',5'-三氟聯苯-4-基}-5-乙基四氫哌喃之無色固體,其熔點為90℃。
1 H-NMR(400 MHz,CHCl3):δ=7.41-7.36(m,1H,H 芳族 ),7.25-7.19(m,4H,H 芳族 ),6.98(d,2H,J=9.8 Hz,H 芳族 ),4.31(dd,1H,J=11.5 Hz,J=2.1 Hz),4.13(dm,1H,J=11.5 Hz),3.22(t,1H,J=11.5 Hz),2.07-2.00(m,1H),1.65-1.51(m,3H),1.33-1.13(m,3H),0.94(t,3H,J=7.5 Hz)。
19 F-NMR(282 MHz,CHCl3):δ=-56.8(t,3F,J=22.1 Hz,-CF3),-62.2(t,2F,J=26.1 Hz,-OCF2-),-108.7至-108.9(m,2F,F 芳族 ),-111.1至-111.3(m,2F,F 芳族 ),-117.5(dd,1F,J=12.0 Hz,J=7.8 Hz,F 芳族 )。
MS(EI): m/e(%)=566(11,M+),369(100)。
實例2化合物具有高外推澄清點及Δε與Δn之有利組合。該化合物易溶於向列型介質中。比較例4及5不顯示此點:
本發明化合物係以類似於實例2之方法製備。
獲得2-{4'-[(3,5-二氟-4-三氟甲基苯氧基)二氟甲基]-2,3',5'-三氟聯苯-4-基}-5-戊基四氫哌喃之無色固體,其熔點為75℃。
1 H-NMR(300 MHz,CHCl3):δ=7.42-7.35(m,1H,H 芳族 ),7.25-7.18(m,4H,H 芳族 ),6.98(d,2H,J=9.9 Hz,H 芳族 ),4.31(dd,1H,J=11.4 Hz,J=2.0 Hz),4.11(dm,1H,J=11.4 Hz),3.21(t,1H,J=11.4 Hz),2.07-1.97(m,1H),1.96-1.88(m,1H),1.74-1.49(m,3H),1.40-1.07(m,8H),0.90(t,3H,J=6.9 Hz)。
19 F-NMR(282 MHz,CHCl3):δ=-56.3(t,3F,J=21.9 Hz,-CF3),-61.7(t,2F,J=26.4 Hz,-OCF2-),-108.2至-108.4(m,2F,F 芳族 ),-110.6至-110.8(m,2F,F 芳族 ),-117.0(dd,1F,J=12.5 Hz,J=8.0 Hz,F 芳族 )。
MS(EI): m/e(%)=608(9,M+),411(100)。
實例3化合物具有高外推澄清點及Δε與Δn之有利組合。該化合物具有相對寬的向列相且易溶於向列型介質中。
本發明化合物係以類似於實例2之方法,藉由5-丁基-2-[3-氟-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼-2-基)苯基]四氫哌喃與5-((4-溴-2,6-二氟苯基)二氟甲氧基)-1,3-二氟-2-(三氟甲基)苯之鈴木偶合反應製備。獲得5-丁基-2-{4'-[(3,5-二氟-4-三氟甲基苯氧基)二氟甲基]-2,3',5'-三氟聯苯-4-基}四氫哌喃之無色固體,其熔點為88℃。成功的合成係由NMR光譜法(1H、19F、13C)及質譜法(EI)圓滿地確認。
實例4化合物具有高外推澄清點及Δε與Δn之有利組合。該化合物具有向列相且易溶於向列型介質中。
本發明化合物係以類似於實例2之方法,藉由2-[3-氟-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼-2-基)苯基]-5-庚基四氫哌喃與5-((4-溴-2,6-二氟苯基)二氟甲氧基)-1,3-二氟-2-(三氟甲基)苯之鈴木偶合反應製備。
獲得2-{4'-[(3,5-二氟-4-三氟甲基苯氧基)二氟甲基]-2,3',5'-三氟聯苯-4-基}-5-庚基四氫哌喃之無色固體,其熔點為68℃。成功的合成係由NMR光譜法(1H、19F、13C)及質譜法(EI)圓滿地確認。
實例5化合物具有高外推澄清點及Δε與Δn之有利組合。該化合物具有向列相且易溶於向列型介質中。
本發明化合物4-[(3,5-二氟-4-三氟甲基苯氧基)二氟甲基]-4'-(4-乙基環己基)-3,5,2'-三氟聯苯係如下所述般製備:
在室溫下,將0.11 ml(2.33 mmol)氫氧化肼添加至含9.70 g(22.1 mmol)5-((4-溴-2,6-二氟苯基)二氟甲氧基)-1,3-二氟-2-(三氟甲基)苯、12 ml(18 mmol)1.5 N偏硼酸鈉水溶液及0.62 g(0.88 mmol)雙(三苯基膦)氯化鈀(II)之混合物之150 ml THF中。添加6.1 g(24.3 mmol)4-(4-乙基環己基)-2-氟苯酸,並在沸騰下加熱該混合物18小時。冷卻後,添加水,並以MTBE萃取該批料。以MTBE萃取水相,並用水及飽和氯化鈉溶液沖洗合併的有機相。利用硫酸鈉乾燥該溶液並濃縮至乾。藉由管柱層析法(SiO2,正庚烷:1-氯丁烷=9:1)純化該粗產物。藉由自乙醇及正庚烷再結晶進行進一步純化,獲得4-[(3,5-二氟-4-三氟甲基苯氧基)二氟甲基]-4'-(4-乙基環己基)-3,5,2'-三氟聯苯之無色固體,其熔點為77℃。
1 H -NMR(300 MHz,CHCl3):δ=7.37-7.31(m,1H,H 芳族 ),7.25-7.17(m,2H,H 芳族 ),7.12-6.94(m,4H,H 芳族 ),2.58-2.46(m,1H,H 苄基 ),1.99-1.85(m,4H),1.54-1.37(m,2H),1.35-1.15(m,3H),1.14-0.98(m,2H),0.92(t,3H,J=7.0 Hz)。
19 F-NMR(282 MHz,CHCl3):δ=-56.3(t,3F,J=22.2 Hz,-CF3),-61.7(t,2F,J=26.0 Hz,-OCF2-),-108.2至-108.4(m,2F,F 芳族 ),-110.7至-111.0(m,2F,F 芳族 ),-117.4(dd,1F,J=12.4 Hz,J=8.4 Hz,F 芳族 )。
MS(EI): m/e(%)=564(6,M+),367(100)。
實例6化合物比文獻資料中已知之比較例6具有明顯更佳的適用於本發明介質之性質。實例6具有更寬的向列相及更有利的Δε‧Δn值。
本發明化合物係以類似於實例6之方法,使用4-(4-丙基環己基)-2-氟苯酸作為起始物質而製備。
獲得4-[(3,5-二氟-4-三氟甲基苯氧基)二氟甲基]-4'-(4-丙基環己基)-3,5,2'-三氟聯苯之無色固體,其熔點為86℃。
1 H-NMR(300 MHz,CHCl3):δ=7.37-7.30(m,1H,H 芳族 ),7.25-7.17(m,2H,H 芳族 ),7.12-6.94(m,4H,H 芳族 ),2.59-2.46(m,1H,H 苄基 ),1.99-1.84(m,4H),1.54-1.15(m,7H),1.14-0.99(m,2H),0.91(t,3H,J=7.0 Hz)。
19 F-NMR(282 MHz,CHCl3):δ=-56.3(t,3F,J=22.0 Hz,-CF3),-61.6(t,2F,J=26.3 Hz,-OCF2-),-108.2至-108.4(m,2F,F 芳族 ),-110.7至-111.0(m,2F,F 芳族 ),-117.5(dd,1F,J=12.7 Hz,J=8.2 Hz,F 芳族 )。
MS(EI): m/e(%)=578(7,M+),381(100)。
實例7化合物比該比較例具有更寬的向列相、更高的澄清點及更有利的Δε與Δn之組合。
本發明化合物係以類似於實例5之方法,使用4-(4-戊基環己基)-2-氟苯酸作為起始物質而製備。
獲得4-[(3,5-二氟-4-三氟甲基苯氧基)二氟甲基]-4'-(4-戊基環己基)-3,5,2'-三氟聯苯之無色固體,其熔點為74℃。
1 H-NMR(300 MHz,CHCl3):δ=7.37-7.30(m,1H,H 芳族 ),7.25-7.17(m,2H,H 芳族 ),7.12-6.94(m,4H,H 芳族 ),2.59-2.46(m,1H,H 苄基 ),1.98-1.85(m,4H),1.54-1.17(m,11H),1.15-0.98(m,2H),0.90(t,3H,J=7.0 Hz)。
19 F-NMR(282 MHz,CHCl3):δ=-56.3(t,3F,J=22.0 Hz,-CF3),-61.7(t,2F,J=26.3 Hz,-OCF2-),-108.2至-108.4(m,2F,F 芳族 ),-110.7至-111.0(m,2F,F 芳族 ),-117.5(dd,1F,J=12.7 Hz,J=8.2 Hz,F 芳族 )。
MS(EI): m/e(%)=606(6,M+),409(100)。
實例8化合物具有高澄清點及Δε與Δn之有利組合。該化合物具有較寬的向列相且易溶於向列型介質中。
本發明化合物4-[(3,5-二氟-4-三氟甲基苯氧基)二氟甲基]-3,5,2'-三氟-4"-丙基-[1,1';4',1"]聯三苯係如下所述般製備:
在室溫下,將0.11 ml(2.33 mmol)氫氧化肼添加至含10.3 g(23.4 mmol)5-((4-溴-2,6-二氟苯基)二氟甲氧基)-1,3-二氟-2-(三氟甲基)苯、12 ml(18 mmol)1.5 N偏硼酸鈉水溶液及0.62 g(0.88 mmol)雙(三苯基膦)氯化鈀(II)之混合物之150 ml THF溶液中。添加6.0 g(23.2 mmol)3-氟-4'-丙基聯苯-4-基酸,並在沸騰下加熱該混合物19小時。冷卻後,添加水,並以MTBE萃取該批料。以MTBE萃取水相,並用水及飽和氯化鈉溶液沖洗合併的有機相。利用硫酸鈉乾燥該溶液並濃縮至乾。藉由管柱層析法(SiO2,正庚烷:1-氯丁烷=9:1)純化該粗產物。藉由自乙醇及正庚烷之再結晶進行進一步純化,獲得4-[(3,5-二氟-4-三氟甲基苯氧基)二氟甲基]-3,5,2'-三氟-4"-丙基-[1,1';4',1"]聯三苯之無色固體,其熔點為128℃。
1 H-NMR(400 MHz,CHCl3):δ=7.54(d,2H,J=8.3 Hz,H 芳族 ),7.50-7.48(m,2H,H 芳族 ),7.43(dm,1H,J=12.9 Hz,H 芳族 ),7.32-7.25(m,4H,H 芳族 ),7.00(d,2H,J=9.9 Hz,H 芳族 ),2.65(t,2H,J=7.8 Hz,H 苄基 ),1.74-1.65(m,2H,H 脂族 ),0.98(t,3H,J=7.3 Hz,H 脂族 )。
19 F-NMR(376 MHz,CHCl3):δ=-56.8(t,3F,J=22.0 Hz,-CF3),-62.2(t,2F,J=26.0 Hz,-OCF2-),-108.7至-108.9(m,2F,F 芳族 ),-111.0至-111.2(m,2F,F 芳族 ),-117.3至-117.4(m,1F,F 芳族 )。
MS(EI): m/e(%)=572(33,M+),375(100)。
實例9化合物具有高澄清點及Δε與Δn之良好組合。其特徵尤其為高Δn。
本發明化合物係以類似於實例9之方法,使用3-氟-4'-戊基聯苯-4-基酸作為起始物質而製備。
獲得4-[(3,5-二氟-4-三氟甲基苯氧基)二氟甲基]-3,5,2'-三氟-4"-戊基-[1,1';4',1"]聯三苯之無色固體,其熔點為96℃。
1 H-NMR(300 MHz,CHCl3):δ=7.54(d,2H,J=8.3 Hz,H 芳族 ),7.50-7.48(m,2H,H 芳族 ),7.43(dm,1H,J=12.9 Hz,H 芳族 ),7.32-7.25(m,4H,H 芳族 ),7.00(d,2H,J=9.9 Hz,H 芳族 ),2.67(t,2H,J=7.8 Hz,H 苄基 ),1.73-1.61(m,2H,H 脂族 ),1.41-1.31(m,4H,H 脂族 ),0.91(t,3H,J=6.8 Hz,H 脂族 )。
19 F-NMR(282 MHz,CHCl3):δ=-56.3(t,3F,J=22.0 Hz,-CF3),-61.8(t,2F,J=26.0 Hz,-OCF2-),-108.1至-108.4(m,2F,F 芳族 ),-110.5至-110.7(m,2F,F 芳族 ),-116.7至-116.8(m,1F,F 芳族 )。
MS(EI): m/e(%)=600(30,M+),403(100)。
實例10化合物具有高澄清點及Δε與Δn之良好組合。該化合物具有向列相且易溶於向列型介質中。
混合物實例
以下縮寫詞係用於描述液晶基質混合物(主體)之組分。下標n採用1至9之值。該等化合物係適用於製備本發明之液晶介質。
較佳使用以下單體:
RM220具有相位序列C 82.5 N 97 I。
RM257具有相位序列C 66 N 127 I。
較佳使用以下添加劑(DP:對掌性摻雜劑;IN:聚合引發劑):
用於LC混合物之其他對掌性摻雜劑及聚合引發劑係熟悉此項技術者已知並在本文中明確提及。
在聚合之前,依所述般分析介質之特徵。然後藉由在藍相中輻射一次(180 s),使RM組分聚合,並再分析所得介質之特徵。
在使樣品聚合之前,於厚度約10微米且面積為2×2.5 cm之測試單元中確定介質之相性質。在75℃之溫度下,藉由毛細管作用進行填充。在偏光顯微鏡下,以1℃/min之溫度鏈下之加熱階段測量未聚合介質。藉由利用有效功率約1.5 mW/cm2之UV燈(Hnle,Bluepoint 2.1,365 nm干擾濾光片)輻射180秒,進行介質之聚合作用。在光電測試單元中直接進行聚合。最初在該介質呈藍相I(BP-I)之溫度下進行聚合。該聚合作用係以複數個子步驟進行,其逐漸引起完全聚合。藍相之溫度範圍通常在聚合期間改變。因此,以使該介質仍呈藍相的方式在各子步驟之間調整溫度。在實際操作中,此可藉由在約5秒或更久之各輻射操作後,於偏光顯微鏡下觀察樣品而進行。如果該樣品變得更暗,則表明轉變成各向同性相。相應地降低下一子步驟之溫度。在所示之輻射功率下,產生最高安定性之總輻射時間通常係180 s。可根據最佳輻射/溫度模式進行其他聚合。或者,亦可以單一輻射步驟進行聚合,尤其係如果較寬的藍相在聚合之前已存在。
在藍相之上述聚合及安定化後,測定該藍相之相寬度。然後在此範圍內及(若需要)此範圍外之各種溫度下,進行光電特徵分析。
將所用測試單元安裝於一側,單元表面上具有複數個交叉指狀電極。單元間隙、電極間距及電極寬度通常分別為1至10微米。此一致的尺寸在下文稱為間隙寬度。電極所覆蓋的面積係約0.4 cm2。測試單元不具有對準層。對於光電特徵分析而言,將該單元置於交叉偏振濾光器之間,其中該等電極之長度方向與該偏振濾光器之軸呈45°角。利用與單元平面呈適宜角度之DMS301(Autronic-Melchers),或藉由偏光顯微鏡上之高敏攝影機進行測量。在無電壓狀態下,所述之配置產生實質上暗影像(定義為0%透射率)。
首先,在測試單元上測定特徵性操作電壓,且然後測定響應時間。以如下所述之具有交替符號(頻率100 Hz)及可變振幅之矩形電壓形式施加單元電極之操作電壓。
無電壓狀態下之透射率係定義為0%。當操作電壓增加時,測量透射率。達到約100%強度之最大值時定義操作電壓之特徵量V100。同樣地,測定最大透射率之10%時之特徵電壓V10。此等值係視需要在各種溫度下於藍相區域內測量,在任何情況下係於室溫(20℃)下。
在藍相之溫度範圍之下限處,觀察到較高的特徵性操作電壓V100。在該溫度範圍之上限(接近澄清點)處,V100之值顯著增加。在最低操作電壓之範圍內,V100一般僅隨溫度緩慢增加。此溫度範圍(由T1及T2限定)係稱為可用平坦溫度範圍(FR)。此「平坦範圍」(FR)之寬度係(T2-T1)且係稱為平坦範圍寬度(WFR)。T1及T2之精確值係由V100/溫度圖中平坦曲線段FR及相鄰的陡峭曲線段之切線之交叉點確定。在第二部份測量中,於開啟及關閉(τon,τoff)期間測定響應時間。響應時間τon係定義為在於選定溫度下施加V100水平之電壓後,實現90%強度所需之時間。回應時間τoff係定義為在電壓降至0 V後,自V100下之最大強度減少90%所需之時間。亦在各種溫度下,於藍相區域中測定響應時間。
關於其他特徵分析,可在FR內之溫度及0 V與V100之間的連續變化操作電壓下測量透射率。在比較增加及減小操作電壓之曲線時,可出現滯後現象。在0.5‧V100下之透射率之差異及在50%透射率下之電壓之差異係(例如)特徵性滯後值且分別稱為ΔT50及ΔV50。
關於其他特徵量,可測量在經過切換循環之前及之後的無電壓狀態下之透射比。此透射比係稱為「記憶效應」。理想狀態下之記憶效應值為1.0。大於1之值意味著某些記憶效應在已開啟及關閉單元後以過量殘留透射形式存在。亦在藍相之操作範圍(FR)內測定此值。
除非另外指出,否則該等測量值係在20℃下測得。
混合物實例1(主體混合物)
Δε:153,
Δn:0.147。
混合物實例2(主體混合物)
Δε:140,
Δn:0.144。
混合物實例3
典型的聚合物安定型混合物具有下表中所示之組成:
在藍相區域之下端及約30-50℃之溫度下,以單一輻射步驟使該可聚合物混合物聚合(詳見上文)。聚合物安定型液晶介質在寬廣的溫度範圍內顯示藍相。
根據描述之本發明實施例及變體之其他組合亦自以下申請專利範圍產生。
Claims (12)
- 一種式I化合物,
其中A1 表示1,4-伸苯基,其可視需要最多相互獨立地經鹵素、CN、CH3、CHF2、CH2F、OCH3、OCHF2或OCF3四取代且其中1至2個CH基團可視需要經N取代;或環己烯-1,4-二基,其中1至2個CH2基團可各視需要相互獨立地經O或S取代及/或H可經F取代;雙環[1.1.1]戊烷-1,3-二基、雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、四氫哌喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、2,5-噻吩二基或2,5-硒吩二基;Z1 表示單鍵、CF2O、CH2CH2、CF2CH2、CF2CF2、CFHCFH、CFHCH2、(CO)O、CH2O、C≡C、CH=CH、CF=CH、CF=CF;其中不對稱鍵結單元可在兩個可能的方向上定向;且R1 表示具有1至15個C原子之未經取代之烷基,此外,其中此基團中之一或多個CH2基團各可相互獨立地經-C≡C-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CO)-或-O-置換,置換方式 為O原子彼此之間不直接鍵結;H、F、Cl、Br、CN、CF3、OCF3、SCN、NCS或SF5。 - 如請求項1之化合物,其特徵為Z1表示單鍵。
- 如請求項1或2之化合物,其特徵為環A1表示、
- 如請求項1或2之化合物,其特徵為:R1表示具有1至15個C碳原子之烷基,此外,其中此基團中之一或多個CH2基團各可相互獨立地經-C≡C-、-CH=CH-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CO)-或-O-置換,置換方式為O原子彼此之間不直接鍵結。
- 如請求項1或2之化合物,其特徵為:R1表示具有1至12個C原子之直鏈烷基。
- 如請求項1或2之化合物,其特徵為:R1表示具有3個C原子之直鏈烷基。
- 一種製備如請求項1至6中任一項之式I化合物之方法,其包括一反應步驟,其中式A及B兩種起始物質係在適宜的過渡金屬觸媒之存在下反應:
其中R1、A1及Z1係如針對式I所定義者,且X1或X2表示-B(OH)2、酸酯或酸鹽,且另一基團表示Cl、Br、I或-O(SO2)CF3。 - 一種液晶介質,其特徵為:其包含一或多種如請求項1至6中任一項之式I化合物。
- 如請求項8之液晶介質,其特徵為:其另外包含一或多種選自式II及III化合物之化合物,
其中R1 相互獨立地表示具有1至15個C原子之未經取代之烷基,此外,其中此基團中之一或多個CH2基團各可相互獨立地經-C≡C-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-(CO)O-、-O(CO)-、-(CO)-或-O-置換,置換方式為O原子彼此之間不直接鍵結; A2、A3相互獨立地表示: Z2、Z3相互獨立地表示單鍵、CF2O、CH2CH2、CF2CH2、CF2CF2、CFHCFH、CFHCH2、(CO)O、CH2O、C≡C、CH=CH、CF=CH、CF=CF,其中不對稱鍵結單元可在兩個可能的方向上定向;X1 表示F、Cl、CN或經F單-或多取代之具有1至3個C原子之烷基、烯基、烯氧基、烷氧基烷基或烷氧基;且L1至L4表示H或F。 - 一種如請求項1至6中任一項之式I化合物用於液晶介質或光電顯示器中之用途。
- 一種光電顯示器裝置,其包含如請求項8或9之液晶介質。
- 如請求項11之光電顯示器裝置,其特徵在於:其完全或部份在液晶藍相區域內操作。
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