一种液晶化合物及应用制造技术

本发明专利技术提供一组含乙烯基桥和端基氟液晶化合物，这种液晶的化合物的技术特征是，正构烷基在对位连接苯基环己烷，苯基的４－位连接乙烯基桥，乙烯基的２－位上连接的苯基在其３，４－位端基上分别连接不同的氟基团，它可用于部分含氟混配的ＳＴＮ混配液晶和全部含氟混配的ＴＦＴ混配液晶，以提高和满足ＳＴＮ和ＴＦＴ混配液晶的物理性质和电光性能要求。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种液晶化合物及应用，属于有机合成
，它可用于部分含氟混配的STN混配液晶和全部含氟混配的TFT混配液晶，以提高和满足STN和TFT混配液晶的物理性能和电光性能要求。常用的液晶大多数一端是弱极性的丙基到庚基的正构奇数烷基或烷氧基，另一端是极性的腈基、氟基或含氟的正构烷基及其衍生物，中间是刚性的基团，一般是两个或三个苯基、环己基、含氮或含氧杂环的组合。这两个或三个基团间可以直接连接，或者通过碳氮双键、偶氮、氧化偶氮、烯基、炔基、乙撑基团或酯基连接。液晶显示器不同的显示模式和驱动模式要求液晶具有不同的物理性能、电学性能和光学性能，这些是由混配的单体液晶的结构决定的。近年来场效应薄膜晶体管(TFT)液晶显示器发展很快，目前TFT液晶主要应用于数码相机显示器和便携型电脑中，是发展前景非常美好的电子产品之一。TFT液晶主要的性能要求是工作时RT值和电压保持率大，电阻率高(1014Ω·Cm)，剩余电位低，耐温、粘温特性及抗紫外稳定性好，目前含氟液晶能够全面的满足上述性能的要求。联邦德国专利3,732,284(1989)报道了通式为 通式中-Rf基为-OCF3,-X基为-H的含乙烯基桥端基氟液晶。它是作为合成乙烷基液晶的中间体时出现的，WO9706124曾报道通式含氟液晶化合物(Ⅴ) 通式(Ⅴ)为四环体系，当Z1为共价键 与 直接相连，Z2为乙烯基，L1=L2=H时，具有乙烯基桥和端基氟。WO9706124报道化合物的液晶弹性常数表现良好，但合成繁琐，收率也低。本专利技术的目的在于提供一组含乙烯基桥和端基氟液晶化合物，以简化合成工艺，提高收率，和满足STN和TFT使用混配液晶的需要。本专利技术的技术方案是这样实现的这种液晶化合物的技术特征是，正构烷基在对位连接苯基环己烷，苯基的4-位连接乙烯基桥，乙烯基的2-位上连接的苯基在其3,4-位端基上分别连接不同的氟基团，化合物的结构如通式(Ⅰ)表示 所述的液晶化合物的一种结构包括X=-F,Rf=-F，如通式(Ⅱ)所示 其中R包括正构的乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基和癸基。所述的液晶化合物的另一种结构包括X=-H,Rf=-F，如通式(Ⅲ)所示 其中R包括正构的乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基和癸基。所述的液晶化合物的第三种结构包括X=-H,Rf=-CF3，如通式(Ⅳ)所示 其中R包括正构的乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基和癸基。这种液晶化合物在混配液晶中的应用，其特征在于混配液晶中含有通式Ⅰ表示的反式异构体乙基到癸基衍生物为特征的化合物。所述的液晶化合物在混配液晶中的应用，其特征在于在液晶显示器电极对间含有通式Ⅰ表示的反式异构体乙基到癸基衍生物为特征的化合物。本专利技术液晶化合物的尤点是(1)高的清亮点温度(最高可达150℃),在调配混晶时能扩展工作温度范围。(2)本体粘度低(一般可达22mpa·S),响应时间短，可用在多瓶系中调节双折射率，适合于显示器较厚液晶盒使用，有利于实际的规模化生产。(3)电阻率高(1014Ω·cm)，有利于提高RC值和电压保持率，防止图形闪烁，降低剩余电位，以免发生屏面图像保留，适用于有源矩阵显示器的应用。(4)优良的光学和化学稳定性，在长时间的紫外光照和化学物质作用下，能保持电阻率基本不变。本专利技术是利用Wittig反应构筑乙烯基桥，采用1-烷基-4-对苯甲酸基环己烷为原料，亦称5PCA，是合成PCH系列液晶的中间体(姚乃燕等，清华大学学报20卷3期，1-6页，1980年)，可以自己合成或通过市场购得。本专利技术的含乙烯基桥端基氟液晶的合成过程如下所述 a、氢化铝锂，四氢呋喃；b、浓硫酸，溴化氢水溶液；c、三苯膦，甲苯； d、叔丁醇钾，二氯甲烷； Rf为-F,-F,-CF3；X为-F,-H,1、1-正戊基-4-对苯甲醇基环己烷的制备将10克(37毫摩尔)的5PCA溶成150毫升无水四氢呋喃溶液，在无水和充氮保护下，缓慢滴加到2.4克(64毫摩尔)氢化铝锂和50毫升无水四氢呋喃的悬浮液中，加热回流过夜。水解未反应的氢化铝锂，用10％稀硫酸酸化至澄清，分出有机相，每次水层用50毫升乙醚萃取，共萃取两次。合并有机相，分别每次用30毫升饱和碳酸钠水溶液洗涤，和每次用饱和氯化钠水溶液洗涤，各两次。溶液用无水硫酸钠干燥，蒸除乙醚，得产物9.0克，熔点49℃～50℃，收率94％。2、正戊基-4-对溴甲基苯基环己烷的制备将9.0克浓硫酸缓慢滴人27克(157毫摩尔)47％溴化氢水溶液中，加入上步产物20克(77毫摩尔)，于100℃加热搅拌4小时，冷后用50毫升甲苯萃取，用10％碳酸氢钠溶液洗涤，再用水洗涤。蒸除甲苯，减压蒸馏收集165℃/133.3Pa馏份，得产物161克，收率80％。3、磷盐的制备在氮气的保护下，将10克(38毫摩尔)三苯膦溶解在100毫升新蒸甲苯中，加入10.5克(35毫摩尔)上步产物，回流12小时，冷却，过滤，用少量甲苯洗涤。滤出固体，得白色磷盐结晶8.4克，收率80％。4．含乙烯基桥和端基氟液晶的制备在氮气保护下，加入0.5克(13毫摩尔)金属钾和20毫升叔丁醇，加热回流至钾反应完全，再滴入5.2克(9毫摩尔)溶于150毫升二氯甲烷的磷盐，搅拌1小时。再滴入1.5克(11毫摩尔)3,4-二氟苯甲醛和10毫升二氯甲烷的混合溶液。室温下搅拌18小时。用50毫升5％盐酸酸化，每次用100毫升水洗，共5次。用无水硫酸钠干燥，蒸除溶剂，再溶于50毫升乙醚中，用柱色谱法纯化(100-200目硅胶柱，冲洗剂二氯甲烷正∶己烷=1∶5)。用无水乙醇重结晶两次，得反，反-式白色固体产物2.0克，收率52％。在本步反应中，用4-氟苯甲醛或4-三氟甲基苯甲醛替代3,4-二氟苯甲醛，可得到另外的两种含乙烯基桥和端基氟液晶(化合物Ⅱ和Ⅲ) 含乙烯基桥和端基氟液晶的熔点、清亮点和焓变值 权利要求1.一种液晶化合物，其特征在于正构烷基在对位连接苯基环己烷，苯基的4-位连接乙烯基桥，乙烯基的2-位上连接的苯基在其3,4-位端基上分别连接不同的氟基团，化合物的结构如通式(Ⅰ)表示2.根据权利要求1所述的液晶化合物，其特征在于化合物的结构包括X=-F,Rf=-F，如通式(Ⅱ)所示 其中R包括正构的乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基和癸基。3.根据权利要求1所述的液晶化合物，其特征在于化合物的结构包括X=-H,Rf=-F，如通式(Ⅲ)所示 其中R包括正构的乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基和癸基。4.根据权利要求1所述的液晶化合物，其特征在于化合物的结构包括X=-H,Rf=-CF3，如通式(Ⅳ)所示 其中R包括正构的乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基和癸基。5.一种液晶化合物在混配液晶中的应用，其特征在于混配液晶中含有通式Ⅰ表示的反式异构体乙基到癸基衍生物为特征的化合物。6.根据权利要求5所述的液晶化合物在混配液晶中的应用，其特征在于在液晶显示器电极对间含有通式Ⅰ表示的反式异构体乙基到癸基衍生物为特征的化合物。全文摘要本专利技术提供一组含乙烯基桥和端基氟液晶化合物,这种液晶的化合物的技术特征是,正构烷基在对位连接苯基环己烷,苯基的4－位连接乙烯基桥,乙烯基的2－位上连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶化合物，其特征在于：正构烷基在对位连接苯基环己烷，苯基的４－位连接乙烯基桥，乙烯基的２－位上连接的苯基在其３，４－位端基上分别连接不同的氟基团，化合物的结构如通式（Ⅰ）表示：反，反－正－Ｒ－＊－＊－ＣＨ＝ＣＨ－＊－Ｒ↓［１］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张国敏，杨世琰，王志，寇可雨，陈国荣，
申请(专利权)人：李文惠，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]