可光交联的旋光化合物制造技术

＊＊＊ Ⅰ 本发明专利技术涉及通式Ⅰ的可光交联的液晶化合物，式中，Ａ↑［１］和Ａ↑［２］分别表示一种可交联的中间相源的基团；以及Ａ↑［３］表示（Ｒ，Ｒ）－或（Ｓ，Ｓ）－反－１，２－环己基－二基；还涉及含这类化合物的液晶混合物，并且这类化合物和混合物在交联状态时作为光学元件的应用。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可光交联的旋光化合物，含有这类化合物的液晶混合物以及当它们处于交联状态时作为光学元件的应用。被提供适量光引发剂的可光交联的液晶，可以通过合适的定向层取向在一种基片上或元件中或者在一个场中取向，那么在这种状态下当用适当波长的光照射时，它可被交联。这样产生的结构即使在高温下也能保持。这样，可以生产光学元件包括，如波导，光栅及滤光片，压电元件以及具有非线性光学性能(NLO)的元件，电光元件，等等。这类光学元件可以用在，如双频的元件(SHG)或彩色滤光片中。其它性能包括，如双折射，折射率，光透射率等等根据所使用的领域必须满足不同的要求。例如，制造彩色滤光片，偏振片，半波片(λ/2 plates)，等等的材料对圆偏振光应当产生小的螺距。可光交联的液晶在常规的溶剂中必须有良好的化学和热稳定性，并且对电场和电磁幅射有良好的稳定性。它们在温度从范围约25℃至约+100℃，尤其是从约25℃至约+80℃内必须有合适的中间相(mesophase)。处于均匀排列状态(Grandjean结构)的手性向列型(胆甾型)液晶，基本上只反射某一波长范围内的光(该波长范围取决于螺距的波长)。通过选择合适的液晶可以改变这种反射光的谱带宽度。该反射光完全是圆偏振光，反射光的旋光方向取决于胆甾型螺旋结构的旋光方向。反向的圆偏振光可以毫无削弱地透过。这些性质可用于生产滤光片，偏振片，检偏器等等，当这类胆甾型液晶含有可光化齐聚的或可光化聚合的组分时，则这些组分受光辐射时可被交联。因此，这些混合物的液晶结构可以稳定存在甚至凝固。这样，可以在固态生产彩色滤光片，半波片，光阻尼器，偏振片等等。因为液晶通常是作为几种组分的混合物而被使用，这些组分相互之间有良好的混溶性是非常重要的。由可光交联的液晶和非光可交联的组分组成的混合物，导致了混合物的旋光性，使得非交联的组分弛豫，因此降低了系统的稳定性。通常的旋光的可光化齐聚的或光化聚合的添加剂在可光交联的基团和分子中心的间隔基(spacer)上有手性中心。这需要昂贵的及复杂的合成。这些化合物的扭曲能力相对较小。因此需要制备，尤其是用于滤光片中的具有较大扭曲能力的可光化齐聚或可光化聚合的旋光化合物。这样，它们可以在低浓度下掺入到液晶混合物中以便于无需太严重影响混合物的清亮点或其它的物理性质而产生所需的螺距。而且，它们应当容易由已知的或市场上可买到的起始物料制得。并且，含有这类旋光的可光交联化合物的混合物应当尽可能无畴地可取向及结构化，并且在交联状态时应当具有极好的热稳定性及长期稳定性。本专利技术所提供的化合物，非常适合用作这类液晶混合物的组分或单一组分。本专利技术的化合物具有下列结构通式I 其中A1和A2分别表示一种可交联的中间相源的基团(mesogenic residue)；以及A3表示(R，R)-或(S，S)-反-1，2-环己基-二基。根据本专利技术的通式I的化合物或含这类化合物的混合物有一个中间相(meso-phase)，因此它们可以在交联前通过应用电场或磁场取向在一种定向层上。这样可以产生一种均匀层。优选地，中间相源的基团A1和A2分别表示通式II的基团 其中环C和环D分别各自表示吡啶-2，5-二基，嘧啶-2，5-二基，反-1，4-亚环己基，反-1，3-二噁烷-2，5-二基或被卤素，甲基和/或氰基任选取代的1，4-亚苯基；Z1表示-(CH2)m-，-CO-，-(CH2)mCO-或-(CH2)mOOC-；Z2表示单键，-CH2CH2-，-CH2O-，-OCH2-，-COO-，-OOC-，-(CH2)4-，-O(CH2)3-或-(CH2)3O-；Z3表示-(CY2)m-，-O(CY2)m-，-(CY2)mO-，-(CY2)mCOO-，-(CY2)mOOC-，-(SiO)m-，-OCH2(SiO)m-(SiCH2O-或-NHCH2(SiO)m-SiCH2NH-；Y表示氢或氟；n表示0，1或2；m表示1～16的整数；以及R1表示具有如下结构的可交联的基团CH2＝CH-，CH2＝CH-COO-，CH2＝C(CH3)-COO-，CH2＝C(Cl)-COO-，CH2＝C(Ph)-COO-，CH2＝CH-COO-Ph-，CH2＝CH-CO-NH-，CH2＝C(CH3)-CONH-，CH2＝C(Cl)-CONH-，CH2＝C(Ph)-CONH-，CH2＝C(COOR1)-CH2-COO-，CH2＝CH-O-，CH2＝CH-OOC-，Ph-CH＝CH-，CH3-C(＝NR′)-，顺，反HOO-CR’＝CR′-COO-， 或 Ph表示苯基；R′表示低碳烷基；以及R＂表示甲基，甲氧基，氰基或卤素；但是R1-Z3必须不含-O-O-或-N-O-基团。其中两个中间相源的基团A1和A2具有相同含义的通式I的化合物被优选。通式II的基团A1和A2，其中环C和环D分别表示未取代的或氟代的1，4-亚苯基，吡啶-2，5-二基，嘧啶-2，5-二基或反-1，4-亚环己基，Z1表示-CH2-，-CO-或-OOC-，Z2表示-个单键，-CH2CH2-，-CH2O-，-OCH2-，-COO-或-OOC-，Z3表示-(CH2)m-，-(CH2)mO-，-(CH2)mCOO-或-(CH2)mOOC-，尤其被优选。优选地，可交联的基团R1表示CH2＝CH-COO-，CH2＝C(CH3)-COO-，CH2＝C(Cl)-COO-，CH2＝C(Ph)-COO-，CH2＝CH-COO-Ph-，CH2＝CH-CONH-，CH2＝C(CH3)-CONH-，CH2＝C(Ph)-CONH-，CH2＝CH-O-，CH2＝CH-OOC-，顺，反-HOO-CR′＝CR′-COO-， 或 其中R′和R″具有上述所指的含义。这些是当通式I的化合物在一个场中取向后可被光化交联的基团。尤其优选的R1基团是CH2＝CH-COO-，CH2＝C(CH3)-COO-，CH2＝CH-O-以及 下面将解释以上所用的术语。“被卤素，甲基和/或氰基任选取代的1，4-亚苯基”在本专利技术中包括1，4-亚苯基和被氟、溴、氯、甲基或氰基单取代或多取代的1，4-亚苯基，如2-或3-氟-1，4-亚苯基，2，3-二氟-1，4-亚苯基，2，6-或3，5-二氟-1，4-亚苯基，2-或3-氯-1，4-亚苯基，2，3-二氯-1，4-亚苯基，2，6-或3，5-二氯-1，4-亚苯基，2-或3-溴-1，4-亚苯基，2-或3-甲基-1，4-亚苯基，2-或3-氰基-1，4-亚苯基及同类物。“卤素”表示氟、氯、溴，尤其是氟；“低碳烷基”表示碳原子数为1至4的直链或支链的烷基，包括，如甲基、乙基、丙基、丁基、异丙基、异丁基、叔丁基，但尤其是甲基、乙基、丙基或丁基。改变侧链A1和A2中的环，可以影响根据本专利技术的化合物的中间相的类型。因此，芳环如亚苯基有产生近晶相的趋势，而饱和环如反-1，4-亚环己基或反-1，3-二噁烷-2，5-二基环则有产生向列相的趋势。优选地，中间相源的基团A1和A2表示n为1的通式II的基团(其中n为1)，即通式II-a的基团 其中环C1和D1分别表示吡啶-2，5-二基，嘧啶-2，5-二基，反-1，4-亚环己基，或被氟任选取代的1，4-亚苯基；Z11表示-CH2-或-CO-；Z21表示单键，-CH本文档来自技高网...

【技术保护点】
通式Ⅰ的化合物＊＊＊ Ⅰ其中Ａ↑［１］和Ａ↑［２］分别表示一种可交联的中间相源的基团；Ａ↑［３］表示（Ｒ，Ｒ）－或（Ｓ，Ｓ）－反－１，２－环己基－二基。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬凯利，
申请(专利权)人：罗利克公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]