一种负性液晶化合物及其制备方法技术

本发明专利技术属于液晶化合物技术领域，具体地说，涉及一种负性液晶化合物及其制备方法，该化合物结构如通式(I)所示：

【技术实现步骤摘要】
一种负性液晶化合物及其制备方法
本专利技术属于液晶化合物
，具体地说，涉及一种负性液晶化合物及其制备方法。
技术介绍
近十几年液晶显示技术得到了迅速的发展，液晶显示产品在人们普通生活中得到了快速普及。新型液晶显示方式主要有光学补偿弯曲模式(OCB)、共面转变液晶显示(IPS)、垂直取向模式(VA)、轴对称微结构液晶显示(ASM)、多畴扭曲液晶显示等。各种显示方式液晶盒的设计不同、驱动方式不同，液晶分子指向矢和玻璃基板方向不同，光学补偿弯曲模式(OCB)、共面转变液晶显示(IPS)液晶分子指向矢和玻璃基板方向是平行的，而垂直取向模式(VA)、轴对称微结构液晶显示(ASM)在无电场状态下液晶分子指向矢和玻璃基板方向垂直。平行排列方式的IPS，液晶的介电各向异性(Δε)既可以是正的，也可以是负的。垂直取向模式(VA)所有液晶分子在零场时和玻璃基板方向垂直，与垂直入射光线平行。当偏振片正交时，会显示良好的暗态，所以该类器件有良好的对比度，用到液晶的介电各向异性(Δε)必须是负的。液晶的光学各向异性(Δη)、液晶盒的厚度(d)、入射光的波长(λ)几乎影响不到对比度。垂直取向模式(VA)的响应时间比扭曲型器件要短得多，约为一半左右。在外加电压影响下，VA器件主要产生的是液晶分子的弯曲形变，ECB产生的是液晶分子的展曲形变，而扭曲显示产生的是液晶分子的扭曲形变，其响应时间也分别与弯曲、展曲、扭曲弹性常数成反比，由于大部分的液晶在通常的情况下液晶的弯曲弹性常数大于展曲弹性常数，展曲弹性常数又大于扭曲弹性常数，这也是VA器件响应时间较快的原因。为了能使显示器件的性能更加接近理想化，人们一直在致力于研究新的液晶化合物，这得以使液晶化合物及显示器件的性能仍在不断的向前发展。近几年，侧位含氟或含氰等多种负性材料在液晶混合物中得到了大量应用，但液晶材料领域的研发仍远未完成。为了改进液晶显示器元件的性能，人们不断尝试以研发能够优化这种显示器的新化合物。有鉴于此特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种负性液晶化合物及其制备方法，本专利技术的负性液晶化合物的结构中同时含有侧位氰基和4，6-二氟二苯并呋喃结构，具有更强的负性，更高的稳定性和抗UV能力。为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：一种负性液晶化合物，该化合物结构如通式(I)所示：或者，如通式(II)所示：其中，R1、R2的结构为氢基、-Cl、-F、-OCF3、-OCF2H，或者为碳原子数为1-7的烷基、烷氧基或氟代直链烷基，或者为碳原子数为2-7的直链烯基、烯氧基、氟代直链烯烃基或烃氧基，或者为含烷基取代基或氟取代的芳烃基，或者为有取代基的含氧或氮的五元或六元杂环基，或者为碳原子数为1-10的烷基或芳基酰氧基，或者为含烷基取代基的环丙基、环丁基、环戊基、环己烷基或环烷氧基；Z1，Z2的结构为-(CH2)2-、-(CH2)4-或-CH2O-；环E1,E2的结构为1，4-亚苯基、1，4-亚环己基、1-4个氟原子取代的1，4-亚苯基，L1，L2,L3,L4的结构为氢基、氟基、甲基或甲氧基。进一步的方案，R1、R2的结构中所述的含烷基取代基的环丙烷基为环丁烷基为环戊烷基为环己烷基为其中，R的结构为碳原子数为1-10的烷氧基或氟代直链烷基，或者为碳原子数为2-7的直链烯基。进一步的方案，该化合物的结构式为：其中，R1,R2的结构为氢原子，碳原子数为1-7的烷基、烷氧基或氟代直链烷基，或者为碳原子数为2-7的直链烯基、烯氧基或氟代直链烯烃基、烃氧基，或者为-Cl、-F、-OCF3或-OCF2H，或者为含烷基取代基或氟取代的芳烃基，或者为有取代基的含氧或氮的五元或六元杂环基，或者为碳原子数为1-10的烷基或芳基酰氧基，或者为含烷基取代基的环丙基、环丁基、环戊基、环己烷基或环烷氧基，优选地，该化合物的结构式为：现有技术中的负性液晶化合物一般只含有侧位氰基和侧位氟基，负性相对较弱，稳定性和抗UV能力差；本专利技术的结构中同时含有侧位氰基和4，6-二氟二苯并呋喃结构，侧位的氰基、二苯并呋喃上的氟基和氧共同作用使负性液晶化合物表现出更强的负性液晶性能，具有更强的负性，优良的稳定性和抗UV能力。一种上述的负性液晶化合物的制备方法，包括以下步骤：化合物(1-1)、锂化试剂和DMF反应生成化合物(1-2)，反应得到的化合物(1-2)与膦盐在碱性条件下生成化合物(1-3)，化合物(1-3)再与化合物F1反应制得负性液晶化合物T1；优选地，所述负性液晶化合物T1的制备方法，包括以下步骤：1)化合物(1-1)溶于四甲基乙二胺和四氢呋喃的混合液中，在氮气的保护下，降温到-30--100℃，加入锂化试剂，反应一定时间后，向其中加入DMF，再升至室温，反应完全后分离纯化得到化合物(1-2)；2)膦盐和四氢呋喃混合，氮气保护下降温到-20-30℃，加碱，反应一定时间后，加入化合物(1-2)和四氢呋喃的混合液，然后逐渐升至室温，反应完全后经分离纯化得到化合物(1-3)；3)化合物(1-3)、化合物F1和极性溶剂混合，在氮气保护下，向混合液中加入碱，反应完全后得到负性液晶化合物T1；更优选地，2)中，所述的膦盐为溴甲烷三苯基膦盐或者碘甲烷三苯基膦盐中的一种或者两种的混合；所述的碱为叔丁醇钾、叔丁醇钠、氢化钾、氢化钠、丁基锂、氢氧化钠、甲醇钠、乙醇钠中的一种或者几种的混合，更优选地，2)中，所述化合物(1-2)、膦盐和碱的摩尔比为1.0:1.0-2.0:1.0-2.0；更优选地，3)中，所述的极性溶剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的一种或者几种的混合，更更优选地，所述的极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，N,N-二乙基酰胺，二甲基亚砜或N-甲基吡咯烷酮。进一步的方案，3)中，在氮气保护下，-50-100℃下分批加入碱，反应完全后，得到负性液晶化合物T1；优选地，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾、叔丁醇钠、氢化钾、氢化钠、丁基锂中的一种或者几种的混合；优选地，所述化合物(1-3)、化合物F1和碱的摩尔比为1.0：0.5-2.0：0.3-3.0。进一步的方案，1)中，在氮气的保护下，降温到-60--80℃，滴加锂化试剂，在-70--80℃下保温一定时间后，滴加DMF，滴加完毕后再升至室温，反应完全后分离纯化得到化合物(1-2)；优选地，化合物(1-1)：锂化试剂：四甲基乙二胺的摩尔比为1：1.0-2.0：0.5-2.0；更优选地，所述的锂化试剂为丁基锂或为丁基锂与助剂二异丙胺基锂,2,2,6,6-四甲基哌啶、四甲基乙二胺中的一种组合；更更优选地，所述的锂化试剂为丁基锂，或为丁基锂和二异丙胺的组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负性液晶化合物，其特征在于，该化合物结构如通式(I)所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种负性液晶化合物，其特征在于，该化合物结构如通式(I)所示：



或者，如通式(II)所示：



其中，R1、R2的结构为氢基、-Cl、-F、-OCF3、-OCF2H，或者为碳原子数为1-7的烷基、烷氧基或氟代直链烷基，或者为碳原子数为2-7的直链烯基、烯氧基、氟代直链烯烃基或烃氧基，或者为含烷基取代基或氟取代的芳烃基，或者为有取代基的含氧或氮的五元或六元杂环基，或者为碳原子数为1-10的烷基或芳基酰氧基，或者为含烷基取代基的环丙基、环丁基、环戊基、环己烷基或环烷氧基；
Z1，Z2的结构为-(CH2)2-、-(CH2)4-或-CH2O-；
环E1,E2的结构为1，4-亚苯基、1，4-亚环己基、1-4个氟原子取代的1，4-亚苯基，
L1，L2,L3,L4的结构为氢基、氟基、甲基或甲氧基。


2.根据权利要求1所述的负性液晶化合物，其特征在于，R1、R2的结构中所述的含烷基取代基的环丙烷基为环丁烷基为环戊烷基为环己烷基为其中，R的结构为碳原子数为1-10的烷氧基或氟代直链烷基，或者为碳原子数为2-7的直链烯基。


3.根据权利要求1或2所述的负性液晶化合物，其特征在于，该化合物的结构式为：






其中，R1,R2的结构为氢原子，碳原子数为1-7的烷基、烷氧基或氟代直链烷基，或者为碳原子数为2-7的直链烯基、烯氧基或氟代直链烯烃基、烃氧基，或者为-Cl、-F、-OCF3或-OCF2H，或者为含烷基取代基或氟取代的芳烃基，或者为有取代基的含氧或氮的五元或六元杂环基，或者为碳原子数为1-10的烷基或芳基酰氧基，或者为含烷基取代基的环丙基、环丁基、环戊基、环己烷基或环烷氧基，
优选地，该化合物的结构式为：








4.一种如权利要求1-3任一所述的负性液晶化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：



化合物(1-1)、锂化试剂和DMF反应生成化合物(1-2)，反应得到的化合物(1-2)与膦盐在碱性条件下生成化合物(1-3)，化合物(1-3)再与化合物F1反应制得负性液晶化合物T1；
优选地，所述负性液晶化合物T1的制备方法，包括以下步骤：
1)化合物(1-1)溶于四甲基乙二胺和四氢呋喃的混合液中，在氮气的保护下，降温到-30--100℃，加入锂化试剂，反应一定时间后，向其中加入DMF，再升至室温，反应完全后分离纯化得到化合物(1-2)；
2)膦盐和四氢呋喃混合，氮气保护下降温到-20-30℃，加碱，反应一定时间后，加入化合物(1-2)和四氢呋喃的混合液，然后逐渐升至室温，反应完全后经分离纯化得到化合物(1-3)；
3)化合物(1-3)、化合物F1和极性溶剂混合，在氮气保护下，向混合液中加入碱，反应完全后得到负性液晶化合物T1；
更优选地，2)中，所述的膦盐为溴甲烷三苯基膦盐或者碘甲烷三苯基膦盐中的一种或者两种的混合；所述的碱为叔丁醇钾、叔丁醇钠、氢化钾、氢化钠、丁基锂、氢氧化钠、甲醇钠、乙醇钠中的一种或者几种的混合，
更优选地，2)中，所述化合物(1-2)、膦盐和碱的摩尔比为1.0:1.0-2.0:1.0-2.0；
更优选地，3)中，所述的极性溶剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的一种或者几种的混合，
更更优选地，所述的极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，N,N-二乙基酰胺，二甲基亚砜或N-甲基吡咯烷酮。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，3)中，在氮气保护下，-50-100℃下分批加入碱，反应完全后，得到负性液晶化合物T1；
优选地，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾、叔丁醇钠、氢化钾、氢化钠、丁基锂中的一种或者几种的混合；
优选地，所述化合物(1-3)、化合物F1和碱的摩尔比为1.0：0.5-2.0：0.3-3.0。


6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，1)中，在氮气的保护下，降温到-60--80℃，滴加锂化试剂，在-70--80℃下保温一定时间后，滴加DMF，滴加完毕后再升至室温，反应完全后分离纯化得到化合物(1-2)；
优选地，化合物(1-1)：锂化试剂：四甲基乙二胺的摩尔比为1：1.0-2.0：0.5-2.0；
更优选地，所述的锂化试剂为丁基锂，或为丁基锂和二异丙胺的组合,或丁基锂和2,2,6,6-四甲基哌啶的组合，或丁基锂和四甲基乙二胺的组合。


7.一种如权利要求1-3任一所述的负性液晶化合物的制备方法，其特征在于，化合物(I)的制备方法包括以下步骤：



以化合物F1为原料制备化合物(4-3),以化合物(1-1)为原料制备化合物(3-2)，最后化合物(3-2)与化合物(4-3)反应制得负性液...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲锡军，葛会军，李俊，赵红欣，杨镜轩，
申请(专利权)人：河北迈尔斯通电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13