含有二甲基苯和二氟亞甲氧基連接基團(tuán)的液晶化合物及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及液晶化合物的制備及應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種含有二甲基苯和二氟亞 甲氧基連接基團(tuán)的液晶化合物及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，液晶化合物的應(yīng)用范圍拓展的越來(lái)越廣，其可應(yīng)用于多種類(lèi)型的顯示器、電 光器件、傳感器等中。用于上述顯示領(lǐng)域的液晶化合物的種類(lèi)繁多，其中向列相液晶應(yīng)用最 為廣泛。向列相液晶已經(jīng)應(yīng)用在無(wú)源TN、STN矩陣顯示器和具有TFT有源矩陣的系統(tǒng)中。
[0003] 對(duì)于薄膜晶體管技術(shù)（TFT-IXD)應(yīng)用領(lǐng)域，近年來(lái)市場(chǎng)雖然已經(jīng)非常巨大，技術(shù) 也逐漸成熟，但人們對(duì)顯示技術(shù)的要求也在不斷的提高，尤其是在實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)，降低驅(qū)動(dòng) 電壓以降低功耗等方面。液晶材料作為液晶顯示器重要的光電子材料之一，對(duì)改善液晶顯 示器的性能發(fā)揮重要的作用。
[0004] 作為液晶材料，需要具有良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性以及對(duì)電場(chǎng)和電磁輻射的穩(wěn)定 性。而作為薄膜晶體管技術(shù)（TFT-LCD)用液晶材料，不僅需要具有如上穩(wěn)定性外，還應(yīng)具 有較寬的向列相溫度范圍、合適的雙折射率各向異性、非常高的電阻率、良好的抗紫外線(xiàn)性 能、高電荷保持率以及低蒸汽壓等性能。
[0005] 對(duì)于動(dòng)態(tài)畫(huà)面顯示應(yīng)用，如液晶電視，為了實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)顯示，消除顯示畫(huà)面殘影和 拖尾，要求液晶具有很快的響應(yīng)速度，因此要求液晶具有較低的旋轉(zhuǎn)粘度Y1;另外，為了降 低設(shè)備能耗，希望液晶的驅(qū)動(dòng)電壓盡可能低，所以提高液晶的介電各向異性Ae對(duì)混合液 晶具有重要意義。
[0006] 大量研究表明，液晶分子引入一個(gè)二氟亞甲氧基（-CF20_)連接基團(tuán)后，會(huì)使液晶 的旋轉(zhuǎn)粘度丫:有所降低。另外由于二氟亞甲氧基（-CF20_)橋的偶極矩的貢獻(xiàn)，端基氟原 子的偶極矩也有一定程度的提高，從而使液晶分子的介電各向異性Ae有所增加。德國(guó)默 克和日本智索公司（CN1717468A，CN101143808A，CN101157862A等）已經(jīng)公開(kāi)了一些具有不 同取代基的具有二氟亞甲氧基連接基團(tuán)（-CF20_)的液晶化合物。但（-CF20_)基團(tuán)的引入 會(huì)使液晶的清亮點(diǎn)大幅度降低。在調(diào)配液晶混合物時(shí)需要加入粘度更大的高清亮點(diǎn)化合物 來(lái)平衡（-CF20_)基團(tuán)所造成的清亮點(diǎn)下降，從而制約了液晶混合物響應(yīng)速度提升的空間。
[0007] 液晶作為液晶顯示器件的核心功能材料，為了滿(mǎn)足液晶顯示器件的各種性能參數(shù) 的要求，為了適應(yīng)液晶顯示器件的工藝要求，需要液晶材料具有廣泛的多種性能參數(shù)，而任 何一種單體液晶材料都不可能滿(mǎn)足所有這些要求，因此需要合成性能各異的單體液晶，通 過(guò)調(diào)配混合液晶的方法來(lái)滿(mǎn)足LCD器件要求的特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種含有二甲基苯和二氟亞甲氧基連接基團(tuán) 的液晶化合物及其制備方法與應(yīng)用，以改善現(xiàn)有的具有二氟亞甲氧基的液晶化合物存在的 清亮點(diǎn)下降的問(wèn)題，提升液晶混合物的響應(yīng)速度。
[0009] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0010] 含有二甲基苯和二氟亞甲氧基連接基團(tuán)的液晶化合物，所述化合物的結(jié)構(gòu)式如通 式I所示，
[0011]
[0012] 其中，
[0013]
-:基團(tuán)中的任意 一種；
[0014] XpX2、X3選自H、F、Cl、CF3、CHF2、0CF#P0CHF2中的任意一種；
[0015] 札選自碳原子為1~6的直鏈烷基、碳原子數(shù)為2~6的直鏈烯基、碳原子數(shù)為 3~6的環(huán)烷基中的任意一種；
[0016] m選自0或1;
[0017] n選自 1 或 2。
[0018] 本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述通式I所示化合物具體為式1-1至1-4 所示的化合物，
[0019]
[0020] 本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：
[0021] 所述通式I所示化合物具體為式1-1-1至1-4-2所示的化合物，
[0022]
[0023]
[0024]
[0025] 本發(fā)明的技術(shù)方案還公開(kāi)了含有二甲基苯和二氟亞甲氧基連接基團(tuán)的液晶化合 物的制備方法，
[0026] 所述通式I所示化合物的合成路線(xiàn)為，
[0027]
F 7、X3
[0028] 具體包括下列步驟a~步驟f共六個(gè)步驟，
[0029] a)在惰性氣氛中，彳彳
I于四氫呋喃中降溫至_30°C后加入正丁基鋰，滴 加完后保溫?cái)嚢?0分鐘，得二異丙基氨基鋰，備用。在惰性氣氛中，輯
容于四 氫呋喃中降溫至-80°C后保持恒溫滴加入制備好的二異丙基氨基鋰，滴加完后保溫?cái)嚢?0 分鐘，保持溫度在反應(yīng)體系中通入二氧化碳，反應(yīng)1小時(shí)，停止通二氧化碳，自然升溫，把反 應(yīng)液倒入水和鹽酸的混合液中，分出有機(jī)層，萃取，水洗，蒸凈溶劑，得到的產(chǎn)物用甲苯重結(jié) 晶，得到白色晶體
[0030] b)將步驟a)所彳
于甲苯中，加入1，3_丙二硫醇，攪拌下升 溫至60°C，滴加三氟甲磺酸，加完后升溫至回流，分水，回流反應(yīng)12小時(shí)，降溫，蒸干甲苯， 加入甲基叔丁基醚洗，吸濾，得到產(chǎn)品
[0031] c)將步驟b)所f彳
目二氯甲烷溶解，惰性氣體保護(hù)下 F 降溫至-75°C，滴加三乙胺和〖
的二氯甲烷溶液，加完后保溫反應(yīng)1小時(shí)，滴 加三氟化氫三乙胺，滴完保溫反應(yīng)30分鐘，再滴加入Br2，滴完保溫反應(yīng)30分鐘后自然升 溫至-20°C，反應(yīng)液倒入亞硫酸氫鈉的飽和溶液中，分液，萃取，水洗，過(guò)硅膠柱，濃縮，得到
[0032]d)彳
間氟溴苯、甲苯、乙醇、水、碳酸鈉和催化劑四三苯基膦 鈀混勻加熱回流進(jìn)行SUZUKI反應(yīng)4小時(shí)后，反應(yīng)液倒入水中，分液，萃取，水洗，過(guò)硅膠柱， 濃縮，產(chǎn)物用乙醇重結(jié)晶，得1
[0033]e)將步驟d)所得
溶于四氫呋喃中，充氮?dú)庵脫Q空 氣，降溫至_80°C，滴加正丁基鋰鋰代，得到鋰試劑，加完后再滴加硼酸三甲酯的四氫 呋喃溶液取代鋰，自然升溫至〇°C后，倒入水中，加鹽酸，分液，萃取，水洗，蒸干，得到
[0034] f)將步驟e)所_
和步驟c)所得
甲苯、乙醇、水、碳酸鈉和催化劑四三苯基膦鈀混勻加熱回 流進(jìn)行SUZUKI反應(yīng)4小時(shí)后，反應(yīng)液倒入水中，分液，萃取，水洗，過(guò)硅膠柱，濃縮，產(chǎn)物用甲 苯重結(jié)晶，得到
[0035] 本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步公開(kāi)了含有二甲基苯和二氟亞甲氧基連接基團(tuán)的液晶 化合物組成的液晶組合物，其特征在于：所述液晶組合物包括由通式I所示化合物組成的 組分A，由通式II所示一種或兩種化合物組成的組分B，由通式III所示三至十種化合物組 成的組分C，所述組分A、組分B、組分C的質(zhì)量比為1~40 : 5~40 : 5~80，
[0036]
[0037] 其中，
[0038] 札、私選自碳原子數(shù)為1~6的直鏈烷基、碳原子數(shù)為2~6的直鏈烯基中的任意 一種；
[0039] R3選自H、F、碳原子數(shù)為1~6的直鏈烷基中的任意一種；
[0040] 選自1，4-亞環(huán)己基、1，4-亞苯基和氟代1，4-亞苯基中的任意一種或幾種；
[0041] p為 2 或 3;
[0042] (F)表示H或F。
[0043] 本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述通式II所示的化合物具體為式II-1至 式II-9所示的化合物，
[0044]
[0045] 本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述通式III所示的化合物具體為式III-l 至式III-10所示的化合物，
[0046]
[0047]
[0048] 本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述液晶組合物中組分A、組分B、組分C的質(zhì) 量比為10~35 : 15~35 : 25~75。
[0049] 本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述液晶組合物中還包含占液晶組合物的重 量百分含量不大于〇. 05%的添加劑，所述添加劑為抗氧化劑、抗紫外劑、手性劑中的至少一 種。
[0050] 由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進(jìn)步是：
[0051] 本發(fā)明的含有二甲基苯和二氟亞甲氧基連接基團(tuán)的液晶化合物，具有較寬應(yīng)用范 圍。可以用作液晶混合物的基礎(chǔ)材料，也有可能會(huì)作為添加材料添加到其他類(lèi)型的化合物 所組成的液晶基礎(chǔ)材料當(dāng)中，例如來(lái)改進(jìn)液晶混合物的介電各向異性Ae、旋轉(zhuǎn)粘度Yl、 閾值電壓Vth、低溫下的對(duì)比度、光學(xué)各向異性An、清亮點(diǎn)Cp等參數(shù)。
[0052] 液晶組合物的響應(yīng)速度t和液晶