四氢呋喃混合物、液晶组成物以及包含此液晶组成物的液晶显示元件.pdf

本发明是关于一种由右式(1)表示的混合物，其中R1与R2为(例如)烷基；T1、T2及T3独立为四氢哌喃-2，5-二基或四氢哌喃-3，6-二基；A1与A2为(例如)1，4-伸环己基；Z1、Z2、Z3及Z4为(例如)单键；i、j、k、m及n为(例如)0或1；且i+j+k+m+n为(例如)2或3。

1、  一种混合物，由下式(1)表示：

其中R¹与R²独立为氢或具有1至10个碳的烷基，其特征在于该烷基中的任意-CH₂-可由-O-或-CO-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-或-C≡C-置换；T¹、T²及T³独立为四氢哌喃-2，5-二基或四氢哌喃-3，6-二基；A¹与A²独立为1，4-伸环己基、1，4-伸苯基、十氢萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氢萘-2，6-二基或萘-2，6-二基，其限制条件在于上述环中的任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-置换；Z¹、Z²、Z³及Z⁴独立为单键或具有1至4个碳的伸烷基，其限制条件在于该伸烷基中的任意-CH₂-可由-O-或-CO-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-或-C≡C-置换；i为0或1；j、k及m独立为0、1或2；n为0或1；i+j+k+m+n为3或4；i+k+n为1、2、3或4；当i+j+k+m+n为3时，j、k及m独立为0或1；当i+j+k+m+n为4，j+m为3且n为1时，j为1；当i为0时，j为1或2；当n为0时，m为1或2；当i为1时，R¹为具有1至10个碳的烷基，其限制条件在于该烷基中的任意-CH₂-可由-O-或-CO-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-或-C≡C-置换；当n为0时，Z⁴为单键；当i+k+n为1时，T¹、T²及T³独立为四氢哌喃-2，5-二基；当i+j+k+m+n为3时，A¹与A²中的至少一个为1，4-伸环己基或十氢萘-2，6-二基，其限制条件在于上述环中的一个-CH₂-可由-O-或-CO-置换；当i+j+k+m+n为4时，A¹与A²中的至少两者各为1，4-伸环己基或十氢萘-2，6-二基，其限制条件在于上述环中的一个-CH₂-可由-O-或-CO-置换；当i+j+k+m+n为3，i+k为0，A¹为1，4-伸环己基且A²为1，4-伸苯基时，R¹与R²中的至少一个为烯基；且当i+j+k+m+n为3，i+k为0，A¹为1，4-伸环己基且A²为2-氟-1，4-伸苯基时，R²为烷氧基或烯基。

2、  根据权利要求1所述的混合物，其特征在于其中所述的混合物是由下式(1-4)-(1-6)及(1-11)-(1-14)其中之一来表示：

其中R¹、R²及R⁴独立为氢或具有1至10个碳的烷基，其限制条件在于该烷基中的任意-CH₂-可由-O-或-CO-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-或-C≡C-置换；R³与R⁵独立为具有1至10个碳的烷基，其限制条件在于该烷基中的任意-CH₂-可由-O-或-CO-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-或-C≡C-置换；A¹与A²独立为1，4-伸环己基、1，4-伸苯基、十氢萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氢萘-2，6-二基或萘-2，6-二基，其限制条件在于上述环中的任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-置换；Z¹、Z²、Z³及Z⁴独立为单键或具有1至4个碳的伸烷基，其限制条件在于该伸烷基中的任意-CH₂-可由-O-或-CO-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-或-C≡C-置换；在该式(1-4)中，当A¹与A²各为1，4-伸苯基时，R³与R⁴中的至少一个为烯基；在该式(1-6)中，当A¹为1，4-伸环己基且A²为1，4-伸苯基时，R³与R⁴中的至少一个为烯基；在该式(1-6)中，当A¹为1，4-伸环己基且A²为2-氟-1，4-伸苯基时，R³为烷氧基或烯基；在该式(1-6)中，当A¹与A²各为1，4-伸苯基时，R³与R⁴中的至少一个为烯基；且在该式(1-14)中，当A¹为1，4-伸环己基且A²为1，4-伸苯基时，R³与R⁴中的至少一个为烯基。

3、  根据权利要求2所述的混合物，其特征在于在式(1-4)-(1-6)及(1-11)-(1-14)中，R¹至R⁵独立为具有2至10个碳的烷基、具有2至10个碳的烯基、具有1至9个碳的烷氧基、具有2至9个碳的烷氧基烷基或具有3至9个碳的烯氧基；A¹与A²独立为1，4-伸环己基、1，4-伸苯基、十氢萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氢萘-2，6-二基或萘-2，6-二基；且Z¹、Z²、Z³及Z⁴独立为单键、-(CH₂)₂-、-CH＝CH-、-CH₂O-、-OCH₂-、-(CH₂)₄-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-C≡C-、-CH₂CO-、-COCH₂-、-O(CH₂)₂O-、-(CH₂)₂COO-、-(CH₂)₂OCO-、-COO(CH₂)₂-、-OCO(CH₂)₂-、-CH＝CH-CH₂O-或-OCH₂-CH＝CH-。

4、  根据权利要求2所述的混合物，其特征在于在式(1-4)-(1-6)及(1-11)-(1-14)中，R¹至R⁵独立为具有2至10个碳的烷基、具有2至10个碳的烯基、具有1至9个碳的烷氧基、具有2至9个碳的烷氧基烷基或具有3至9个碳的烯氧基；A¹与A²独立为1，4-伸环己基或1，4-伸苯基；且Z¹、Z²、Z³及Z⁴独立为单键、-(CH₂)₂-、-CH＝CH-、-CH₂O-、-OCH₂-、-(CH₂)₄-或-C≡C-。

5、  根据权利要求2所述的混合物，其特征在于在式(1-4)-(1-6)及(1-11)-(1-14)中，R¹至R⁵独立为具有2至10个碳的烷基、具有2至10个碳的烯基或具有1至9个碳的烷氧基；A¹与A²独立为1，4-伸环己基或1，4-伸苯基；且Z¹、Z²、Z³及Z⁴独立为单键、-(CH₂)₂-或-CH＝CH-。

6、  根据权利要求2所述的混合物，其特征在于在式(1-4)-(1-6)中，A¹与A²独立为1，4-伸环己基或1，4-伸苯基，且A¹与A²中的至少一个为1，4-伸环己基；且在式(1-11)-(1-14)中，A¹与A²独立为1，4-伸环己基或1，4-伸苯基，且A¹与A²中的至少两者为1，4-伸环己基。

7、  根据权利要求2所述的混合物，其特征在于其中所述的混合物是由下式(1-4-1)-(1-4-3)、(1-5-1)-(1-5-3)、(1-6-1)-(1-6-3)、(1-11-1)-(1-11-4)、(1-12-1)-(1-12-4)、(1-13-1)-(1-13-4)及(1-14-1)-(1-14-4)其中之一来表示：



其中R³¹、R³²及R³³独立为具有2至10个碳的烷基、具有1至9个碳的烷氧基或具有2至10个碳的烯基；R³⁴为具有2至10个碳的烷基、具有1至9个碳的烷氧基或具有2至10个碳的烯基，但不为1-烯基；R³¹与R³²中的一个为烷基；R³³与R³⁴中的一个为烷基；Z³¹、Z³²、Z³³、Z³⁷、Z³⁸、Z³⁹、Z⁴⁰、Z⁴¹及Z⁴³独立为单键、-(CH₂)₂-或-CH＝CH-；Z³⁴、Z³⁵、Z³⁶、Z⁴²、Z⁴⁴及Z⁴⁵独立为单键或-(CH₂)₂-；Z³¹与Z³²中的一个为单键；Z³³与Z³⁴中的一个为单键；Z³⁵与Z³⁶中的一个为单键；Z³⁷、Z³⁸及Z³⁹中的两者为单键；Z⁴⁰、Z⁴¹及Z⁴²中的两者为单键；且Z⁴³、Z⁴⁴及Z⁴⁵中的两者为单键。

8、  一种混合物，其特征在于其由下式(1-4-1)、(1-5-1)及(1-6-1)中任一式表示：

其中R³¹与R³²独立为具有2至10个碳的烷基、具有1至9个碳的烷氧基或具有2至10个碳的烯基；R³¹与R³²中的一个为烷基；Z³¹与Z³²独立为单键、-(CH₂)₂-或-CH＝CH-；且Z³¹与Z³²中的一个为单键。

9、  根据权利要求8所述的混合物，其特征在于其中所述的R³¹与R³²中的一个为烷基且另一者为烯基。

10、  根据权利要求8所述的混合物，其特征在于其中所述的R³¹与R³²中的一个为烯基。

11、  一种液晶组成物，其特征在于其含有至少一种如权利要求第1项所述的混合物。

12、  根据权利要求11所述的液晶组成物，其特征在于其中所述的液晶组成物更含有至少一种选自下式(2)、(3)及(4)所表示的混合物：

其中R⁷为具有1至10个碳的烷基，其限制条件在于该烷基中的任意-CH₂-可由-O-或-CH＝CH-置换且任意氢可由氟置换；X¹为氟、氯、-OCF₃、-OCHF₂、-CF₃、-CHF₂、-CH₂F、-OCF₂CHF₂或-OCF₂CHFCF₃；环B与环D独立为1，4-伸环己基、1，3-二恶烷-2，5-二基或1，4-伸苯基，其限制条件在于该1，4-伸苯基中的任意氢可由氟置换；环E为1，4-伸环己基或1，4-伸苯基，其限制条件在于该1，4-伸苯基中的任意氢可由氟置换；Z⁵与Z⁶独立为-(CH₂)₂-、-(CH₂)₄-、-COO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH＝CH-或单键；且L¹与L²独立为氢或氟。

13、  根据权利要求11所述的液晶组成物，其特征在于其中所述的液晶组成物更含有至少一种选自下式(5)与(6)所表示的混合物：

其中R⁸与 R⁹独立为具有1至10个碳的烷基，其限制条件在于该烷基中的任意-CH₂-可由-O-或-CH＝CH-置换且任意氢可由氟置换；X²为-CH或-C≡C-CN；环G为1，4-伸环己基、1，4-伸苯基、1，3-二恶烷-2，5-二基或嘧啶-2，5-二基；环J为1，4-伸环己基、嘧啶-2，5-二基或1，4-伸苯基，其限制条件在于该1，4-伸苯基中的任意氢可由氟置换；环K为1，4-伸环己基或1，4-伸苯基；Z⁷为-(CH₂)₂-、-COO-、-CF₂O-、-OCF₂-或单键；L³、L⁴及L⁵独立为氢或氟；且b、c及d独立为0或1。

14、  根据权利要求11所述的液晶组成物，其特征在于其中所述的液晶组成物更含有至少一种选自下式(7)、(8)、(9)、(10)及(11)所表示的混合物：

其中R¹⁰与R¹¹独立为具有1至10个碳的烷基，其限制条件在于该烷基中的任意-CH₂-可由-O-或-CH＝CH-置换且任意氢可由氟置换，且R¹⁰可为氟；环M与环P独立为1，4-伸环己基、1，4-伸苯基或十氢-2，6-伸萘基；Z⁸与Z⁹独立为-(CH₂)₂-、-COO-或单键；L⁶与L⁷独立为氢或氟；且L⁶与L⁷中的至少一个为氟。

15、  根据权利要求11所述的液晶组成物，其特征在于其中所述的液晶组成物更含有至少一种选自下式(12)、(13)及(14)所表示的混合物：

其中R¹²与R¹³独立为具有1至10个碳的烷基，其限制条件在于该烷基中的任意-CH₂-可由-O-或-CH＝CH-置换且任意氢可由氟置换；环Q、环T及环U独立为1，4-伸环己基、嘧啶-2，5-二基或1，4-伸苯基，其限制条件在于该1，4-伸苯基中的任意氢可由氟置换；且Z¹⁰与Z¹¹独立为-C≡C-、-COO-、-(CH₂)₂-、-CH＝CH-或单键。

16、  根据权利要求12所述的液晶组成物，其特征在于其中所述的液晶组成物更含有至少一种选自如权利要求第13项所述的式(5)与(6)所表示的混合物。

17、  根据权利要求12所述的液晶组成物，其特征在于其中所述的液晶组成物更含有至少一种选自如权利要求第15项所述的式(12)、(13)及(14)所表示的混合物。

18、  根据权利要求13所述的液晶组成物，其特征在于其中所述的液晶组成物更含有至少一种选自如权利要求第15项所述的式(12)、(13)及(14)所表示的混合物。

19、  根据权利要求14所述的液晶组成物，其特征在于其中所述的液晶组成物更含有至少一种选自如权利要求第15项所述的式(12)、(13)及(14)所表示的混合物。

20、  根据权利要求11所述的液晶组成物，其特征在于其中所述的液晶组成物更含有至少一种光学活性混合物。

21、  根据权利要求11所述的液晶组成物，其特征在于其中所述的液晶组成物含有如权利要求第1项所述的混合物，以该液晶组成物的总重量计为约5重量％至约90重量％。

22、  一种液晶显示元件，含有如权利要求第11项所述的液晶组成物。

23、  根据权利要求22所述的液晶显示元件，其特征在于其中所述的显示元件是由基于垂直配向或电控双折射效应的主动式矩阵驱动。

24.  一种将如权利要求第11项所述的液晶组成物用于一液晶显示元件中的用途。

四氢呋喃混合物、液晶组成物以及包含此液晶组成物的液晶显示元件
本申请是申请号为200580031337.8(国际申请号：PCT/JP2005/017990)，国际申请日为2005年9月29日，名称为“四氢呋喃混合物、液晶组成物以及包含此液晶组成物的液晶显示元件”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种液晶组成物、液晶混合物及液晶显示元件，特别是涉及一种四氢哌喃混合物、包含该混合物且具有一向列相的液晶组成物及包含该液晶组成物的液晶显示元件。
背景技术
液晶显示元件使用液晶物质所固有的光学各向异性与介电各向异性。液晶显示元件分为各种类型，其包括TN型(扭转向列型)、DS型(动态散射型)、客体-主体型、DAP型(排列相型的变形)、STN型(超扭转向列型)及TFT型(薄膜电晶体型)，且TN型、STN型及TFT型近年来正成为主流。在此等显示元件类型中的任何类型中使用的液晶材料均需具有水、空气、热及光稳定性，且其亦需在尽可能以室温为中心的宽温度范围中显示液晶相、具有低粘度、具有最佳介电各向异性值(Δε)且具有最佳折射率各向异性值(Δn)、最佳弹性常数K及最佳弹性常数比K₃₃/K₁₁(K₃₃：弯曲弹性常数，K₁₁：斜展弹性常数)。当前情形在于尚不存在满足此等要求的单一物质且应将数种至数十种液晶物质混合以实现上述所需特征。在制备液晶组成物时，存在一些情形，其中举例而言，因Δε过小且Δn过大而不能实现所需特征。
为获得具有高效能的液晶显示元件，对液晶组成物特征的要求现正变得严格。为满足此等要求，需要该液晶混合物可高度调整液晶组成物的特性。
目前要求液晶显示器可在低温下驱动。在具有低Δn的组成物中使用的混合物一般包含大量环己烷环且由于该组成物在低温下具有不良相容性，碟状液晶相或晶体易于自该组成物中沉积。在此等情形下，需要研制具有小Δε与高澄清点的液晶混合物或具有小Δε及优良相容性的液晶混合物。
作为用于上述目的的液晶混合物，由下式(16)表示的混合物已在(例如)德国专利第3,306,960号中得到报导。然而，该混合物(16)在低温下具有大Δn与不充分相容性。

本发明的相关技术在以下专利文献中有所揭示：EP 1302523、DE 19950194、DE 19733199、DE 19625100、GB 2310669、DE 19611096、WO 9632851、DE 4238377、DE 4222371、WO 9213928、DE 4132006、WO 9105029及EP 376294。需要更佳的液晶混合物、液晶组成物及液晶显示元件。
发明内容
本发明是关于由下式(1)表示的混合物：

其中R¹与R²各自独立表示氢或具有1至10个碳的烷基，其限制条件在于该烷基中的任意-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-或-C≡C-置换；T¹、T²及T³各自独立表示四氢哌喃-2，5-二基或四氢哌喃-3，6-二基；A¹与A²各自独立表示1，4-伸环己基、1，4-伸苯基、十氢萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氢萘-2，6--二基或萘-2，6-二基，其限制条件在于此等环中的一个-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-置换，1，4-伸苯基中的一个-CH＝可由-N＝置换且此等环中的一个氢可由卤素、-CF₃、-CHF₂、-CH₂F、-OCF₃、-OCHF₂或-OCH₂F置换；Z¹、Z²、Z³及Z⁴各自独立表示单键或具有1至4个碳的伸烷基，其限制条件在于该伸烷基中的任意-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-或-C≡C-置换；i表示0至1；j、k及m各自独立表示0、1或2；n与b各自独立表示0或1；i+j+k+m+n为2、3或4；i+k+n为1、2、3或4；当i+j+k+m+n为2或3时，j、k及m各自独立表示0或1；当i+j+k+m+n为4时，j+m为3且n为i，j表示1；当i为0时，j表示1或2；当n为0时，m表示1或2；当i为1时，R¹表示具有1至10个碳的烷基，其限制条件在于该烷基中的任意-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-或-C≡C-置换；
当n为0时，Z⁴表示单键；当i+k+n为1时，T¹、T²及T³各自独立表示四氢哌喃-2，5-二基；当i+j+k+m+n为2时，A¹与A²各自独立表示1，4-伸环己基或十氢萘-2，6-二基，其限制条件在于此等环中的一个-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-置换；当i+j+k+m+n为3时，独立A¹与A²中的至少一个表示1，4-伸环己基或十氢萘-2，6-二基，其限制条件在于此等环中的一个-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-；当i+j+k+m+n为4时，独立A¹与A²中的至少两者各自表示1，4-伸环己基或十氢萘-2，6-二基，其限制条件在于此等环中的一个-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-置换；当i+j+k+m+n为3时，i+k为0，A¹为1，4-伸环己基且A²为1，4-伸苯基，R¹与R²中的至少一饿表示烯基；且当i+j+k+m+n为3时，i+k为0，A¹为1，4-伸环己基且A²为2-氟-1，4-伸苯基，R²表示烷氧基或烯基。
本发明也是关于含有上述混合物的液晶组成物。
本发明是关于含有该液晶组成物的液晶显示元件、该组成物的用途等。
附图说明
无
具体实施方式
在本说明书中使用的术语是如下所述来定义。液晶组成物为通用术语，其是用于具有诸如向列相与碟状液晶相的液晶相的混合物及不具有液晶相、但适用作液晶组成物的组份的混合物。液晶混合物、液晶组成物及液晶显示元件有时可分别缩写为混合物、组成物及元件。液晶显示元件为液晶显示面板与液晶显示模组的通用术语。向列相的上限温度是由向列相转变为各向同性相的相转变温度且有时可缩写为上限温度。向列相的下限温度有时可缩写为下限温度。选自式(1)所表示的混合物的族群的至少一种混合物有时可缩写为混合物(1)。由诸如式(2)的任何其它式所表示的混合物有时也可以相同方式进行缩写。在式(1)-(11)中，符号A¹、B¹、E、M及其类似符号对应于环A¹、环B¹、环E、环M及其类似物。上述组份或液晶混合物的比例是由基于液晶组成物总重量的重量百分比(重量％)来表示。下文将详细描述本发明。
本发明的第一目的是提供此种具有宽温度范围的向列相、低粘度、适当光学各向异性及低临限电压的液晶组成物。本发明的第二目的是提供此种具有混合物的一般特性、低粘度、适当光学各向异性、适当介电各向异性且也与另一液晶混合物具有良好相容性的液晶组成物。本发明的第三目的是提供此种包含包含该液晶混合物的组成物且具有短回应时间、低电功率消耗、大对比度及高电压保持率的液晶显示元件。
本发明包括下文所示的由式(1)表示的液晶混合物、液晶组成物及液晶显示元件。本发明也将描述式(1)中的端基与结合基的较佳实例。
1.本发明是关于由下式(1)表示的混合物：

其中R¹与R²独立为氢或具有1至10个碳的烷基，其限制条件在于该烷基中的任意-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-或-C≡C-置换；T¹、T²及T³独立为四氢哌喃-2，5-二基或四氢哌喃-3，6-二基；A¹与A²独立为1，4-伸环己基、1，4-伸苯基、十氢萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氢萘-2，6--二基或萘-2，6-二基，其限制条件在于此等环中的一个-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-置换，1，4-伸苯基中的一个-CH＝可由-N＝置换且此等环中的-个氢可由卤素、-CF₃、-CHF₂、-CH₂F、-OCF₃、-OCHF₂或-OCH₂F置换；Z¹、Z²、Z³及Z⁴独立为单键或具有1至4个碳的伸烷基，其限制条件在于该伸烷基中的任意-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-或-C≡C-置换；i为0至1；j、k及m独立为0、1或2；n为0或1；i+j+k+m+n为2、3或4；i+k+n为1、2、3或4；当i+j+k+m+n为2或3时，j、k及m独立为0或1；当i+j+k+m+n为4时，j+m为3且n为i，j为1；当i为0时，j为1或2；当n为0时，m为1或2；当i为1时，R¹为具有1至10个碳的烷基，其限制条件在于该烷基中的任意-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-或-C≡C-置换；当n为0时，Z⁴为单键；当i+k+n为1时，T¹、T²及T³独立为四氢哌喃-2，5-二基；当i+j+k+m+n为2时，A¹与A²独立为1，4-伸环己基或十氢萘-2，6-二基，其限制条件在于此等环中的一个-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-置换；当i+j+k+m+n为3时，A¹与A²中的至少一个为1，4-伸环己基或十氢萘-2，6-二基，其限制条件在于此等环中的一个-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-；当i+j+k+m+n为4时，A¹与A²中的至少两者各为1，4-伸环己基或十氢萘-2，6-二基，其限制条件在于此等环中的一个-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-置换；当i+j+k+m+n为3时，i+k为0，A¹为1，4-伸环己基且A²为1，4-伸苯基，R¹与R²中的至少一的为烯基；且当i+j+k+m+n为3时，i+k为0，A¹为1，4-伸环己基且A²为2-氟-1，4--伸苯基，R²为烷氧基或烯基。
由短语“该烷基中的任意-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-或-C≡C-置换”所表达的涵义的实例将得到描述。借由以-O-取代C₄H₉-中的任意-CH₂-且以-CH＝CH-取代其中任意-(CH₂)₂-所获得的基团的实例包括C₃H₇O-、CH₃-O-(CH₂)₂-、CH₃-O-CH₂-O-、H₂C＝CH(CH₂)₂-、CH₃-CH＝CH-CH₂-及CH₂＝CH-CH₂-O-。因此，术语“任意”意谓“不加区别所选者”。考虑到该混合物的稳定性，其中两个氧原子并未彼此相邻的CH₃-O-CH₂-O-优于其中两个氧原子彼此相邻的CH₃-O-O-CH₂-。
R¹或R²的较佳实例包括具有2至10个碳的烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基、烯氧基、多氟烷基、多氟烷氧基及多氟烯基。在此等基团中，直链基团优于支链基团。当支链基团具有光学活性时，该支链基团较佳为R¹与R²。R¹或R²的更佳实例包括具有2至10个碳的烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基及烯氧基。R¹或R²的最佳实例包括具有2至10个碳的烷基、烷氧基及烯基。
烯基中的-CH＝CH-的较佳空间组态视双键的位置而定。对于诸如1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基及3-己烯基的烯基而言，反式组态为较佳。对于诸如2-丁烯基、2-戊烯基及2-己烯基的烯基而言，顺式组态为较佳。
R¹或R²的特定实例包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、甲氧基甲基、甲氧基乙基、甲氧基丙基、乙氧基甲基、乙氧基乙基、乙氧基丙基、丙氧基甲基、丁氧基甲基、戊氧基甲基、乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、2-丙烯氧基、2-丁烯氧基、2-戊烯氧基、-CH₂F、-CHF₂、-CF₃、-(CH₂)₂F、-CF₂CH₂F、-CF₂CHF₂、-CH₂CF₃、-CF₂CF₃、-(CH₂)₃F、-(CF₂)₂CF₃、-CF₂CHFCF₃、-CHFCF₂CF₃、-OCF₃、-OCHF₂、-OCH₂F、-OCF₂CF₃、-OCF₂CHF₂、-OCF₂CH₂F、-OCF₂CF₂CF₃、-OCF₂CHFCF₃、-OCHFCF₂CF₃、-CH＝CHF、-CH＝CF₂、-CF＝CHF、-CH＝CHCH₂F、-CH＝CHCF₃及-(CH₂)₂CH＝CF₃。
R¹或R²的更佳实例包括乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、甲氧基甲基、甲氧基乙基、甲氧基丙基、乙氧基甲基、乙氧基乙基、乙氧基丙基、丙氧基甲基、丁氧基甲基、戊氧基甲基、乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、2-丙烯氧基、2-丁烯氧基及2-戊烯氧基。R¹或R²的最佳实例包括乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基及4-戊烯基。
A¹与A²独立为1，4-伸环己基、1，4-伸苯基、十氢萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氢萘-2，6--二基或萘-2，6-二基，其限制条件在于此等环中的一个-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-置换，1，4-伸苯基中的一个-CH＝可由-N＝置换且此等环中的一个氢可由卤素、-CF₃、-CHF₂、-CH₂F、-OCF₃、-OCHF₂或-OCH₂F置换。
A¹与A²的较佳实例包括1，4-伸环己基、1，4-伸苯基、2-氟-1，4-伸苯基、3-氟-1，4-伸苯基、十氢萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氢萘-2，6-二基及萘-2，6-二基。A¹与A²的更佳实例包括1，4-伸环己基、1，4-伸苯基、2-氟-1，4-伸苯基及3-氟-1，4-伸苯基。A¹与A²的最佳实例包括1，4-伸环己基与1，4-伸苯基。
Z¹、Z²、Z³及Z⁴独立为单键或具有1至4个碳的伸烷基，其限制条件在于该伸烷基中的任意-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-、-C≡C-、-CO-或-SiH₂-置换。
Z¹、Z²、Z³及Z⁴的较佳实例包括单键、-(CH₂)₂-、-CH＝CH-、-CH₂O-、-OCH₂-、-(CH₂)₄-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CH₂CO-、-COCH₂-、-CH₂SiH₂-、-SiH₂CH₂-、-O(CH₂)₂O-、-(CH₂)₂COO-、-(CH₂)₂OCO-、-COO(CH₂)₂-、-OCO(CH₂)₂-、-CH＝CH-CH₂O-及-OCH₂-CH＝CH-。在诸如-CH＝CH-、-CH＝CH-CH₂O-及-OCH₂-CH＝CH-的结合基中，双键的空间组态较佳为反式组态，而非顺式组态。
Z¹、Z²、Z³及Z⁴的更佳实例包括单键、-(CH₂)₂-、-CH＝CH-、-CH₂O-、-OCH₂-、-(CH₂)₄-及-C≡C-。Z¹、Z²、Z³及Z⁴的最佳实例包括单键、-(CH₂)₂-及-CH＝CH-。
举例而言，本发明的混合物具有该混合物所必需的一般特性、热及光稳定性、适当光学各向异性、适当介电各向异性及与另一液晶混合物的良好相容性。例如，本发明的液晶组成物包含至少一种混合物且具有高上限温度的向列相、低下限温度的向列相、低粘度、适当光学各向异性及低临限电压。本发明的液晶显示元件包含该组成物且具有较宽的有效温度范围、短回应时间、大对比率与低驱动电压。
2.根据项目1的混合物，其中该混合物是由下式(1-1)、(1-2)、(1-4)-(1-6)及(1-11)-(1-14)中的一式来表示：

其中R¹、R²及R⁴独立为氢或具有1至10个碳的烷基，其限制条件在于该烷基中的任意-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-或-C≡C-置换；R³与R⁵独立为具有1至10个碳的烷基，其限制条件在于该烷基中的任意-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-或-C≡C-置换；A¹与A²独立为1，4-伸环己基、1，4-伸苯基、十氢萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氢萘-2，6-二基或萘-2，6-二基，其限制条件在于此等环中的一个-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-置换，1，4-伸苯基中的一个-CH＝可由-N＝置换且此等环中的一个氢可由卤素、-CF₃、-CHF₂、-CH₂F、-OCF₃、-OCHF₂或-OCH₂F置换；Z¹、Z²、Z³及Z⁴独立为单键或具有1至4个碳的伸烷基，其限制条件在于该伸烷基中的任意-CH₂-可由-O-、-S-、-CO-或-SiH₂-置换且任意-(CH₂)₂-可由-CH＝CH-或-C≡C-置换；在式(1-1)中，当A²为1，4-伸苯基时，R³与R⁴中的至少一个为烯基；在式(1-2)中，当A¹为1，4-伸苯基时，R³与R⁴中的至少一个为烯基；在式(1-4)中，当A¹与A²各为1，4-伸苯基时，R³与R⁴中的至少一个为烯基；在式(1-6)中，当A¹为1，4-伸环己基且A²为1，4-伸苯基时，R³与R⁴中的至少一个为烯基；在式(1-6)中，当A¹为1，4-伸环己基且A²为2-氟-1，4-伸苯基时，R³为烷氧基或烯基；在式(1-6)中，当A¹与A²各为1，4-伸苯基时，R³与R⁴中的至少一个为烯基；且在式(1-14)中，当A¹为1，4-伸环己基且A²为1，4-伸苯基时，R³与R⁴中的至少一个为烯基。
3.根据项目2的混合物，其中在式(1-1)、(1-2)、(1-4)-(1-6)及(1-11)-(1-14)中，R¹-R⁵独立为具有2至10个碳的烷基、具有2至10个碳的烯基、具有1至9个碳的烷氧基、具有2至9个碳的烷氧基烷基、具有3至9个碳的烯氧基、具有2至10个碳的多氟烷基、具有1至9个碳的多氟烷氧基或具有2至10个碳的多氟烯基；A¹与A²独立为1，4-伸环己基、1，4-伸苯基、2-氟-1，4-伸苯基、3-氟-1，4-伸苯基、十氢萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氢萘-2，6-二基或萘-2，6-二基；且Z¹、Z²、Z³及Z⁴独立为单键、-(CH₂)₂-、-CH＝CH-、-CH₂O-、-OCH₂-、-(CH₂)₄-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-C≡C-、-CH₂CO-、-COCH₂-、-CH₂SiH₂-、-SiH₂CH₂-、-O(CH₂)₂O-、-(CH₂)₂COO-、-(CH₂)₂OCO-、-COO(CH₂)₂-、-OCO(CH₂)₂-、-CH＝CH-CH₂O-或-OCH₂-CH＝CH-。
4.根据项目2的混合物，其中在式(1-1)、(1-2)、(1-4)-(1-6)及(1-11)-(1-14)中，R¹-R⁵独立为具有2至10个碳的烷基、具有2至10个碳的烯基、具有1至9个碳的烷氧基、具有2至9个碳的烷氧基烷基或具有3至9个碳的烯氧基；A¹与A²独立为1，4-伸环己基、1，4-伸苯基、2-氟-1，4-伸苯基或3-氟-1，4-伸苯基；且Z¹、Z²、Z³及Z⁴独立为单键、-(CH₂)₂-、-CH＝CH-、-CH₂O-、-OCH₂-、-(CH₂)₄-或-C≡C-。
5.根据项目2的混合物，其中在式(1-1)、(1-2)、(1-4)-(1-6)及(1-11)-(1-14)中，R¹-R⁵独立为具有2至10个碳的烷基、具有2至10个碳的烯基或具有1至9个碳的烷氧基；A¹与A²独立为1，4-伸环己基或1，4-伸苯基；且Z¹、Z²、Z³及Z⁴独立为单键、-(CH₂)₂-或-CH＝CH-。
6.根据项目2的混合物，其中在式(1-1)与(1-2)中，A¹与A²为1，4-伸环己基；在式(1-4)-(1-6)中，A¹与A²独立为1，4-伸环己基或1，4-伸苯基且A¹与A²中的至少一个为1，4-伸环己基；且在式(1-11)-(1-14)中，A¹与A²独立为1，4-伸环己基或1，4-伸苯基且A¹与A²中的至少两者为1，4-伸环己基。
7.根据项目2-6中任一项的混合物，其中该混合物是由下式(1-1-1)、(1-2-1)、(1-4-1)-(1-4-3)、(1-5-1)-(1-5-3)、(1-6-1)-(1-6-3)、(1-11-1)-(1-11-4)、(1-12-1)-(1-12-4)、(1-13-1)-(1-13-4)及(1-14-1)-(1-14-4)中的一式来表示：



其中R³¹、R³²及R³³独立为具有2至10个碳的烷基、具有1至9个碳的烷氧基或具有2至10个碳的烯基；R³⁴为具有2至10个碳的烷基、具有1至9个碳的烷氧基或具有2至10个碳、但不具有1-烯基的烯基；R³¹与R³²中的一个为烷基；R³³与R³⁴中的一个为烷基；Z³¹、Z³²、Z³³、Z³⁷、Z³⁸、Z³⁹、Z⁴⁰、Z⁴¹及Z⁴³独立为单键、-(CH₂)₂-或-CH＝CH-；Z³⁴、Z³⁵、Z³⁶、Z⁴²、Z⁴⁴及Z⁴⁵独立为单键或-(CH₂)₂-；Z³¹与Z³²中的一个为单键；Z³³与Z³⁴中的一个为单键；Z³⁵与Z³⁶中的一个为单键；Z³⁷、Z³⁸及Z³⁹中的两者为单键；Z⁴⁰、Z⁴¹及Z⁴²中的两者为单键；且Z⁴³、Z⁴⁴及Z⁴⁵中的两者为单键。
8.由下式(1-1-1)与(1-2-1)中任一式表示的混合物：

其中R³¹与R³²独立为具有2至10个碳的烷基、具有1至9个碳的烷氧基或具有2至10个碳的烯基；且R³¹与R³²中的一个为烷基。
9.由下式(1-4-1)、(1-5-1)及(1-6-1)中任一式表示的混合物：

其中R³¹与R³²独立为具有2至10个碳的烷基、具有1至9个碳的烷氧基或具有2至10个碳的烯基；R³¹与R³²中的一个为烷基；Z³¹与Z³²独立为单键、-(CH₂)₂-或-CH＝CH-；且Z³¹与Z³²中的一个为单键。
10.根据项目8或9的混合物，其中R³¹与R³²中的一个为烷基且另一个为烯基。
11.根据项目8或9的混合物，其中R³¹与R³²中的一个为烯基。
12.包含至少一种根据项目1至11中任一项的混合物的液晶组成物。
13.根据项目12的液晶组成物，其中该组成物更含有至少一种选自下式(2)、(3)及(4)所表示的混合物的混合物：

其中R⁷为具有1至10个碳的烷基，其限制条件在于该烷基中的任意-CH₂-可由-O-或-CH＝CH-置换且任意氢可由氟置换；X¹为氟、氯、-OCF₃、-OCHF₂、-CF₃、-CHF₂、-CH₂F、-OCF₂CHF₂或-OCF₂CHFCF₃；环B与环D独立为1，4-伸环己基、1，3-二恶烷-2，5-二基或1，4-伸苯基，其限制条件在于该1，4-伸苯基中的任意氢可由氟置换；环E为1，4-伸环己基或1，4-伸苯基，其限制条件在于该1，4-伸苯基中的任意氢可由氟置换；Z⁵与Z⁶独立为-(CH₂)₂-、-(CH₂)₄-、-COO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH＝CH-或单键；且L¹与L²独立为氢或氟。
14.根据项目12的液晶组成物，其中该组成物更含有至少一种选自下式(5)与(6)所表示的混合物的混合物：

其中R⁸与R⁹独立为具有1至10个碳的烷基，其限制条件在于该烷基中的任意-CH₂-可由-O-或-CH＝CH-置换且任意氢可由氟置换；X²为-CH或-C≡C-CN；环G为1，4-伸环己基、1，4-伸苯基、1，3-二恶烷-2，5-二基或嘧啶-2，5-二基；环J为1，4-伸环己基、嘧啶-2，5-二基或1，4-伸苯基，其限制条件在于该1，4-伸苯基中的任意氢可由氟置换；环K为1，4-伸环己基或1，4-伸苯基；Z⁷为-(CH₂)₂-、-COO-、-CF₂O-、-OCF₂-或单键；L³、L⁴及L⁵独立为氢或氟；且b、c及d独立为0或1。
15.根据项目12的液晶组成物，其中该组成物更含有至少一种选自下式(7)、(8)、(9)、(10)及(11)所表示的混合物的混合物：

其中R¹⁰与R¹¹独立为具有1至10个碳的烷基，其限制条件在于该烷基中的任意-CH₂-可由-O-或-CH＝CH-置换且任意氢可由氟置换，且R¹⁰可为氟；环M与环P独立为1，4-伸环己基、1，4-伸苯基或十氢-2，6-伸萘基；Z⁸与Z⁹独立为-(CH₂)₂-、-COO-或单键；L⁶与L⁷独立为氢或氟；且L⁶与L⁷中的至少一个为氟。
16.根据项目12的液晶组成物，其中该组成物更含有至少一种选自下式(12)、(13)及(14)所表示的混合物的混合物：

其中R¹²与R¹³独立为具有1至10个碳的烷基，其限制条件在于该烷基中的任意-CH₂-可由-O-或-CH＝CH-置换且任意氢可由氟置换；环Q、环T及环U独立为1，4-伸环己基、嘧啶-2，5-二基或1，4-伸苯基，其限制条件在于该1，4-伸苯基中的任意氢可由氟置换；且Z¹⁰与Z¹¹独立为-C≡C-、-COO-、-(CH₂)₂-、-CH＝CH-或单键。
17.根据项目13的液晶组成物，其中该组成物更含有至少一种选自项目14中的式(5)与(6)所表示的混合物的混合物。
18.根据项目13的液晶组成物，其中该组成物更含有至少一种选自项目16中的式(12)、(13)及(14)所表示的混合物的混合物。
19.根据项目14的液晶组成物，其中该组成物更含有至少一种选自项目16中的式(12)、(13)及(14)所表示的混合物的混合物。
20.根据项目15的液晶组成物，其中该组成物更含有至少一种选自项目16中的式(12)、(13)及(14)所表示的混合物的混合物。
21.根据项目12至20中任一项的液晶组成物，其中该组成物更含有至少一种光学活性混合物。
22.根据项目12至21中任一项的液晶组成物，其中该组成物含有根据项目1至11中任一项的混合物，其量以该液晶组成物的总重量计为约5重量％至约90重量％。
23.含有根据项目12至22中任一项的液晶组成物的液晶显示元件。
24.根据项目23的液晶显示元件，其中该显示元件是由基于垂直配向(vertical alignmentVA)或电控双折射(electrically controlledbirefringence，ECB)效应的主动式矩阵来驱动。
25.根据项目12至22中任一项的液晶组成物在液晶显示元件中的用途。
首先，将更详细描述本发明的混合物(1)。将诸如萘环的稠环计为一个环。混合物(1)包括具有四氢呋喃环的两环、三环或四环混合物。该混合物在元件的使用条件下具有显著物理与化学稳定性且与另一液晶混合物具有良好相容性。包含该混合物的组成物在元件的使用条件下也是稳定的。即使将该组成物储存在低温下，该混合物亦不会沉积为晶体(或碟状液晶相)。该混合物具有该混合物所必需的一般特性、适当光学各向异性与适当介电各向异性。
可适当地选择混合物(1)的端基、环及结合基以能够任意控制诸如光学各向异性的特性。下文将描述端基R¹与R²、环A¹与A²及结合基Z¹、Z²、Z³及Z⁴对混合物(1)的特性的影响。
在其中R¹与R²为直链形式的情形下，该混合物具有宽温度范围的液晶相且具有低粘度。在其中R¹与R²为支链形式的情形下，该混合物与另一液晶混合物具有良好相容性。在其中R¹与R²为光学活性基团的情形下，该混合物适用作对掌性掺杂剂。藉由将该混合物添加至组成物中可防止在元件中出现反向扭转区域。具有非光学活性基团R¹与R²的混合物适用作该组成物的组份。在其中R¹与R²为烯基的情形下，该混合物的较佳空间组态视双键的位置而定。具有较佳空间组态的烯基混合物具有高上限温度或宽温度范围的液晶相。此是详述于Mol.Cryst.Liq.Cryst.，第131卷，第109页(1985)与Mol.Cryst.Liq.Cryst.，第131卷，第327页(1985)中。
在其中环A¹与A²为1，4-伸苯基、2-氟-1，4-伸苯基或3-氟-1，4-伸苯基的情形下，该混合物具有大光学各向异性。在其中环A¹与A²为1，4-伸环己基的情形下，该混合物具有小光学各向异性。
在其中至少两个环为1，4-伸环己基的情形下，该混合物具有较高上限温度、小光学各向异性及低黏度。在其中至少一个环为1，4-伸苯基的情形下，该混合物具有相对较大的光学各向异性与大取向有序参数。
在其中结合基Z¹、Z²、Z³及Z⁴为单键、-(CH₂)₂-、-CH₂O-、-CH＝CH-或-(CH₂)₄-的情形下，该混合物具有低粘度。在其中结合基为单键、-(CH₂)₂-或-CH＝CH-情形下，该混合物具有较低粘度。在其中结合基为-CH＝CH-的情形下，该混合物具有宽温度范围的液晶相与大弹性常数比K₃₃/K₁₁(K₃₃：弯曲弹性常数，K₁₁：斜展弹性常数)。在其中结合基为-C≡C-的情形下，该混合物具有大光学各向异性。
在其中混合物(1)具有两环或三环结构的情形下，该混合物具有低粘度。在其中混合物(1)具有三环或四环结构的情形下，该混合物具有较高上限温度。如前文所述，具有目标特性的混合物可藉由适当选择端基、环及结合基的种类与环数目来获得。因此，混合物(1)适用作在包括PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS及VA的各种元件中使用的混合物的组份。
混合物(1)的较佳实例包括在项目2中所述的混合物(1-1)、(1-2)、(1-4)-(1-6)及(1-11)-(1-14)。此等式中的符号R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、A¹、A²、Z¹、Z²、Z³及Z⁴的涵义与项目2中所述符号的涵义相同。
混合物(1)可借由适当组合合成有机化学领域内已知的方法来合成。用于将目标端基、环及结合基引入起始材料中的方法已揭示于已知出版物中，诸如John Wiley & Sons，Inc.出版的Organic Synthesis、John Wiley& Sons，Inc.出版的Organic Reactions、Pergamon Press出版的Comprehensive Organic Synthesis及Maruzen，Inc.出版的Shin JikkenKagaku Koza(Lectures on New Experimental Chemistry)。
用于形成结合基Z¹、Z²、Z³或Z⁴的方法的实例将首先参考反应流程且随后参考用于描述该流程的项目(I)-(XI)来进行描述。在该流程中，MSG¹与MSG²各自表示具有至少一个环的单价有机基团。在该流程中使用的复数个由MSG¹(或MSG²)表示的基团可彼此相同或不同。混合物(1A)-(1K)对应于混合物(1)。


(I)形成单键
在碳酸盐水溶液与诸如肆(三苯基膦)钯的催化剂存在下，将芳基硼酸(21)与以已知方法合成的混合物(22)反应以合成混合物(1A)。混合物(1A)亦可以下述方式合成：将以已知方法合成的混合物(23)与正丁基锂反应且随后与氯化锌反应，并接着在诸如二氯-双(三苯基膦)钯的催化剂存在下与混合物(22)反应。
(II)形成-COO-与-OCO-
将混合物(23)与正丁基锂反应且随后与二氧化碳反应以获得羧酸(24)。在DCC(1，3-二环己基碳化二酰亚胺)与DMAP(4-二甲基胺基吡啶)存在下，使混合物(24)与以已知方法合成的酚混合物(25)经历脱水作用以合成具有-COO-的混合物(1B)。具有-OCO-的混合物是以相同方式产生。
(III)形成-CF₂O-与-OCF₂-
以诸如拉尔森试剂(Lawson reagent)的硫化剂来处理混合物(1B)以获得混合物(26)。以氟化氢吡啶复合物(hydrogen fluoride pyridinecomplex)与NBS(N-溴代丁二酰亚胺)来氟化混合物(26)以合成具有-CF₂O-的混合物(1C)。该反应在M.Kuroboshi等人的Chem.Lett.，1992，第827页中有所描述。也可借由以(二乙胺基)三氟化硫(DAST)氟化混合物(26)来合成混合物(1C)。该反应在W.H.Bunnelle等人的J.Org.Chem.，第55卷，第768页(1990)中有所描述。具有-OCF₂-的混合物是以相同方式产生。此等结合基也可借由Peer.Kirsch等人的Anbew.Chem.Int.Ed.，第40卷，第1480页(2001)中所述的方法来形成。
(IV)形成-CH＝CH-
以正丁基锂来处理混合物(23)且随后使该混合物与诸如N，N-二甲基甲酰胺(DMF)的甲酰胺反应以获得醛混合物(28)。以诸如第三丁氧化钾的碱来处理以已知方法合成的磷盐(27)以形成磷酰基化物(phosphoylide)，其随后与醛混合物(28)反应以合成混合物(1D)。视反应条件来形成顺式混合物，并视必要性以已知方法将该顺式混合物异构化为反式混合物。
(V)形成-(CH₂)₂-
在诸如披钯木炭的催化剂存在下将混合物(1D)氢化以合成混合物(1E)。
(VI)形成-(CH₂)₄-
根据与项目(IV)中所述方式相同的方式，藉由使用磷盐(29)替代磷盐(27)来获得具有-(CH₂)₂-CH＝CH-的混合物。使该混合物经历催化氢化以合成混合物(1F)。
(VII)形成-C≡C-
在包含二氯钯(dichloropalladium)与卤化铜(copper halogenide)的催化剂存在下，将混合物(23)与2-甲基-3-丁炔-2-醇反应且随后在碱性条件下去保护以获得混合物(30)。在包含二氯钯与卤化铜的催化剂存在下，将混合物(30)与混合物(22)反应以合成混合物(1G)。
(VIII)形成-CF＝CF-
以正丁基锂来处理混合物(23)且随后使该混合物与四氟乙烯反应以获得混合物(31)。以正丁基锂来处理混合物(22)且随后使该混合物与混合物(31)反应以合成混合物(1H)。
(IX)形成-CH₂O-或-OCH₂-
以诸如硼氢化钠(sodium borohydride)的还原剂来还原混合物(28)以获得混合物(32)，随后以氢溴酸或其类似物来卤化混合物(32)以获得混合物(33)。在碳酸钾或其类似物存在下，将混合物(33)与混合物(25)反应以合成混合物(1J)。
(X)形成-(CH₂)₃O-或-O(CH₂)₃-
除使用混合物(34)来替代混合物(32)之外，以与项目(IX)相同的方式来合成混合物(1K)。
(XI)形成-(CF₂)₂-
在氟化氢催化剂存在下，根据J.Am.Chem.Soc.，第123卷，第5414页(2001)中所述的方法以四氟化硫(sulfur tetrafluoride)来氟化二酮(-COCO-)以获得具有-(CF₂)₂-的混合物。
下列流程显示用于合成由式(1)表示的四氢哌喃混合物的方法的实例，其中i＝0，k＞0且n＝0。首先描述具有内酯(lactone)骨架的合成中间物(39)的合成流程，并随后描述用于以混合物(39)作为起始材料来合成四氢哌喃混合物(42)的方法的实例。


在混合物(36)-(39)中，Q²表示式(1)的结构单元。上述混合物中的符号R¹、A¹及Z²具有与式(1)中的彼等涵义相同的涵义。
借由将混合物(36)与环己胺反应来合成混合物(37)。较佳地，在室温与所用溶剂的沸点之间的温度下，在诸如碳酸钾的催化剂存在下在诸如乙醚的溶剂中进行该反应。将丙烯酸乙酯添加至混合物(37)中且随后将该混合物去保护，藉此来合成混合物(38)。较佳地，藉由使用本身作为溶剂的丙烯酸乙酯来进行该反应，并可使用-种不与混合物(37)及丙烯酸乙酯反应的溶剂。为防止丙烯酸乙酯聚合，较佳添加诸如氢醌(hydroquinone)的聚合抑制剂。在室温与所用溶剂的沸点之间的温度下，借由使用普通玻璃反应器来进行该反应；且在高于溶剂沸点的温度下，可借由使用诸如不锈钢高压釜(stainless steel autoclave)的压力反应器来进行该反应。在充分实现加成反应之后，藉由添加诸如草酸的酸来释放环己胺以获得混合物(38)。混合物(39)是藉由使混合物(38)经历环化反应而获得。较佳地，在约为室温的温度下，在氰基硼氢化钠(sodium cyanoborohydride)存在下在诸如异丙醇的溶剂中进行该反应。可添加诸如盐酸的酸来加速该反应。
作为起始材料的混合物(36)可易于借由合成有机化学领域内已知的普通方法合成。
混合物(42)的合成方法的实例将得到描述。


在混合物(39)-(42)中，Q¹与Q²各自表示式(1)的结构单元。该结构单元在该流程中有所显示。上述混合物中的符号R¹、R²、A¹、A²、Z²及Z³具有与式(1)中的彼等涵义相同的涵义。
混合物(41)是借由将混合物(39)与混合物(40)反应来合成。较佳地，在约-30℃的温度下在诸如四氢呋喃的溶剂中进行该反应。在约-50℃或更低的温度下，在三乙基硅烷与三氟化硼乙醚复合物存在下使混合物(41)在诸如二氯甲烷的溶剂中反应，藉此来合成混合物(42)。
混合物(40)可易于藉由合成有机化学领域内已知的普通方法合成。
可以类似方式合成由式(1)表示的四氢哌喃混合物，其中i＝0、k＞0且n＝0的情形除外。
混合物(46)的合成方法的实例将得到描述。


在混合物(43)-(46)中，Q¹与Q²各自表示式(1)的结构单元。该结构单元在该流程中有所显示。上述混合物中的符号R¹、R²、A¹、A²、Z²及Z³具有与式(1)中的彼等涵义相同的涵义。
混合物(44)是借由以DIBAL-H还原混合物(43)而合成。较佳地，在约-60℃或更低的温度下在诸如甲苯的溶剂中进行该反应。混合物(46)是借由在诸如碳酸钾的碱存在下使混合物(44)与混合物(45)反应而合成。
混合物(45)可易于借由合成有机化学领域内已知的普通方法合成。
其次，随后将更详细描述本发明的组成物。该组成物的较佳实例包含至少一种选自式(1)所表示的混合物的混合物，其比例为约1％至约99％。该组成物主要包含选自混合物(2)-(14)的组份。
包含混合物(1)的组成物的较佳实例是如下所述。较佳组成物的实例包含至少一种选自由混合物(2)、(3)及(4)组成的族群的混合物。较佳组成物的另一实例包含至少一种选自由混合物(5)与(6)组成的族群的混合物。较佳组成物的又一实例包含至少两种分别选自上述两个族群的混合物。为达成诸如调整液晶相的温度范围、粘度、光学各向异性、介电各向异性及临限电压的目的，此等组成物更可包含至少一种选自由混合物(12)、(13)及(14)组成的族群的混合物。为进一步调整上述特性，上述组成物更可包含至少一种选自由混合物(7)-(11)组成的族群的混合物。上述组成物更可包含另一液晶混合物与诸如添加剂的混合物以优化为AM-TN元件与STN元件。
较佳组成物的另一实例包含至少一种选自由混合物(7)-(11)组成的族群的混合物。该组成物更可包含至少一种选自由混合物(12)、(13)及(14)组成的族群的混合物。为进一步调整特性，该组成物更可包含至少一种选自由混合物(2)-(6)组成的族群的混合物。该组成物更可包含另一液晶混合物与诸如添加剂的混合物以优化为VA元件。
混合物(2)、(3)及(4)因其大正介电各向异性而主要在用于AM-TN元件的组成物中使用。在该组成物中，此等混合物的量一般为约1％至约99％，较佳为约10％至约97％且更佳为约40％至约95％。在其中将混合物(12)、(13)及(14)添加至该组成物中的情形中，此等混合物的量较佳为约60％或更少且更佳为约40％或更少。
混合物(5)与(6)因其极大正介电各向异性而主要在用于STN元件的组成物中使用。在该组成物中，此等混合物的量一般为约1％至约99％，较佳为约10％至约97％且更佳为约40％至约95％。在其中将混合物(12)、(13)及(14)添加至该组成物中的情形中，此等混合物的量较佳为约60％或更少且更佳为约40％或更少。
混合物(7)、(8)、(9)、(10)及(11)因其负介电各向异性而主要在用于VA元件的组成物中使用。在该组成物中，此等混合物的量较佳为约80％或更少且更佳为约40％至约80％。在其中将混合物(12)、(13)及(14)添加至该组成物中的情形中，此等混合物的量较佳为约60％或更少且更佳为约40％或更少。
混合物(12)、(13)及(14)具有小介电各向异性。混合物(12)主要是用于调整粘度或光学各向异性。混合物(13)与(14)会增加液晶相的上限温度且扩展其温度范围。混合物(13)与(14)也是用于调整光学各向异性。借由增加混合物(12)、(13)及(14)的量来增加该组成物的临限电压且降低其粘度。因此，此等混合物可大量使用以满足该组成物的临限电压的所要值。
混合物(2)-(14)的较佳实例包括下文所示的混合物(2-1)-(2-9)、混合物(3-1)-(3-97)、混合物(4-1)-(4-33)、混合物(5-1)-(5-56)、混合物(6-1)-(6-3)、混合物(7-1)-(7-4)、混合物(8-1)-(8-6)、混合物(9-1)-(9-4)、混合物(10-1)、混合物(11-1)、混合物(12-1)-(12-11)、混合物(13-1)-(13-21)及混合物(14-1)-(14-6)。在上述混合物中，符号R⁷、R⁹及X¹具有与混合物(2)-(14)中的彼等涵义相同的涵义。

















本发明的组成物是由已知方法制备。例如，借由加热来混合并溶解上述组份混合物。可将熟习此项技术者所熟知的适当添加剂添加至该组成物中以调整该组成物的物理特性。可添加诸如部花青(melocyanine)、苯乙烯基、偶氮、亚胺偶极体(azomethine)、氧偶氮基(azoxy)、喹酞酮(quinophthalone)、蒽醌及四嗪的二向色颜料(dichroic pigment)来制备用于GH元件的组成物。可添加对掌性掺杂剂以藉由诱导液晶的螺旋结构来提供扭转角。该对掌性掺杂剂中的实例为光学活性混合物(Op-1)-(Op-12)。
将对掌性掺杂剂添加至该组成物中以调整扭矩。TN元件与TN-TFT元件的扭矩较佳在约40μm至约200μm范围内。STN元件的扭矩较佳在约6μm至约20μm范围内。BTN元件的扭矩较佳在约1.5μm至约4μm范围内。将相对大量的对掌性掺杂剂添加至用于PC元件的组成物中。可添加至少两种对掌性掺杂剂以调整扭矩的温度相关性。
本发明的组成物可用于诸如PC、TN、STN、BTN、ECB、OCB、IPS及VA元件的元件中。上述元件的驱动模式可为PM或AM。该组成物也可用在借由将该组成物微胶囊化而产生的NCAP(向列型曲线排列相)元件与借由在该组成物中形成三维网路聚合物而获得的PD(聚合物分散型)元件，诸如PN(聚合物网路)元件。
实例
下文将参考以下实例进一步描述本发明，但不应将本发明理解为仅限于上述实例。诸如“第1号”的混合物号码对应于实例5中的表中所示混合物的号码。在该表中，1，4-伸环己基与1，3-二恶烷-2，5-二基的空间组态为反式，且结合基-CH＝CH-的空间组态亦为反式。符号后的括号中的数字对应于较佳混合物的号码。符号(-)意谓另一混合物。上述混合物的比例(就百分比而言)是由基于组成物总重量的百分重量比(percentage by weight)(重量％)来表示。组成物的特征值是概述在最后。
根据以下方法来进行特征值的量测。其中大多数方法为日本电子工业协会(Electric Industrial Association of Japan)标准的EIAJ ED-2521A中所述的方法或借由对其进行修改而获得的方法。
向列相的上限温度(NI；℃)：将样本置于配备有偏光显微镜的熔点量测装置中的热板上且以每分钟1℃的速率加热。当部分样本开始由向列相改变为各向同性液体时，量测温度。向列相的上限温度可缩写为“上限温度”。
向列相的下限温度(T_C；℃)：将具有向列相的样本分别于0℃、-10℃、-20℃、-30℃及-40℃下在冷却器中保存十天且观察液晶相。例如，当样本在-20℃下保持向列相且该样本在-30℃下改变为结晶相或碟状液晶相时，Tc表示为≤-20℃。下限温度可缩写为“下限温度”。
光学各向异性(折射率各向异性；Δn；在25℃下量测)：借助于具有附着于目镜的起偏振片的阿贝折射计(Abbe refractometer)，以具有589nm波长的光来量测光学各向异性。在一个方向上摩擦主棱镜的表面之后，将样本滴在该主棱镜上。当起偏方向与摩擦方向平行时，量测折射率n||。当起偏方向与摩擦方向垂直时，量测折射率n⊥。由等式：Δn＝n||-n上来计算光学各向异性的值。在其中样本为组成物的情形下，以上述方式来量测光学各向异性。在其中样本为混合物的情形下，将该混合物与适当组成物混合且随后量测光学各向异性。该混合物的光学各向异性为推断值。
黏度(η；mpa·s，在20℃与-10℃下量测)：借助于E型粘度计来量测粘度。将在20℃下量测的值表达为(η₂₀)且将在-10℃下量测的值表达为(η_-10)。
具有正介电各向异性(Δε)的混合物的介电各向异性(Δε；在25℃下量测)：将样本注入一TN元件中，其中两块玻璃板之间的单元间隙为9μm且扭转角为80°。藉由对该TN元件施加10V电压来量测在液晶分子长轴方向上的介电常数(dielectric constant)(ε||)。藉由施加0.5V电压来量测在液晶分子短轴方向上的介电常数(ε⊥)。由等式：Δε＝ε||-ε⊥来计算介电各向异性的值。以上述方式来量测具有正介电各向异性的组成物。在其中样本为混合物的情形下，将该混合物与适当组成物混合且随后量测介电各向异性。该混合物的介电各向异性为推断值。
具有负介电各向异性(Δε)的混合物的介电各向异性(Δε；在25℃下量测)：将样本注入一VA元件中，其中两块玻璃板之间的单元间隙为20μm。藉由对该VA元件施加0.5V电压来量测在液晶分子长轴方向上的介电常数(ε||)。将样本注入一TN元件中，其中两块玻璃板之间的单元间隙为9μm，并藉由对该TN元件施加0.5V电压来量测在液晶分子短轴方向上的介电常数(ε⊥)。由等式：Δε＝ε||-ε⊥来计算介电各向异性的值。以上述方式来量测具有负介电各向异性的组成物。在其中样本为混合物的情形下，将该混合物与适当组成物混合且随后量测介电各向异性。该混合物的介电各向异性为推断值。
临限电压(Vth；在25℃下量测；V)：将样本注入一通常为白色模式的TN元件中，其中两块玻璃板之间的单元间隙为(0.5/Δn)μm且扭转角为80°。Δn为以上述方式量测的光学各向异性值。将具有32Hz频率的矩形波施加在该元件上。增加外加电压且量测使通过该TN元件的光透射率为90％的电压值。
螺旋间距(在25℃下量测；μm)：为量测螺旋间距，使用卡诺氏楔形单元方法(Cano′s wedge-shaped cell method)。将样本置于卡诺氏楔形单元中，并量测自该单元所观测的向错线(disclination line)的间隔(a；单位：μm)。由式P＝2×a×tanθ来计算螺旋间距(P)。θ为该楔形单元中的两块玻璃板之间的角度。
实例1
合成2-乙基-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(混合物第1-1-1-1号)

第一步骤
将(4-戊基环己基)乙醛(30.1g)溶解于乙醚(40mL)中，向其中添加环己胺(15.2g)与碳酸钾(12g)且在室温下将该系统搅拌隔夜。以硅藻土来过滤所得悬浮液且在减压下浓缩滤液。因此获得的呈黄色油状形式的环己基-(2-(4-戊基环己基)亚乙基)胺(40.6g)无需纯化即用于后续步骤中。
第二步骤
将在第一步骤中作为粗产物获得的环己基-(2-(4-戊基环己基)亚乙基)胺(40.6g)溶解于丙烯酸乙酯(40mL)中，向其中添加氢醌(0.6g)且在105℃下使该系统加热回流10小时。将该系统冷却至室温，向其中添加THF(500mL)且逐渐添加饱和草酸水溶液(300mL)，随后以乙醚萃取。以水洗涤有机层且以无水硫酸镁干燥，且随后使其在减压下浓缩。藉由硅胶管柱层析来纯化所得褐色残余物(44.93g)以获得呈黄色油状形式的5-氧-4-(4-戊基环己基)戊酸乙酯(27.4g)。
第三步骤
将在第二步骤中获得的5-氧-4-(4-戊基环己基)戊酸酯(27.4g)溶解于异丙醇(200mL)中，向其中添加氰基硼氢化钠(6.5g)且在室温下将该系统搅拌3小时，同时以HCl(2N)将pH值恒定地调整至约3。向反应液体中添加水(100mL)且以甲苯萃取该系统。将有机层以水洗涤且在减压下浓缩。藉由硅胶管柱层析来纯化所得橘色残余物(23.3g)以获得呈黄色油状形式的5-(4-戊基环己基)四氢哌喃-2-酮(14.0g)。
第四步骤
将三甲基硅烷基乙炔(16.8mL)溶解于THF(300mL)中，随后在-70℃下向其中逐滴添加正丁基锂(1.5M己烷溶液，74.2mL)，随后在此温度下搅拌1小时。在-70℃下，向所得溶液中逐滴添加在第三步骤中获得的5-(4-戊基环己基)四氢哌喃-2-酮(14.0g)，随后在此温度下另外搅拌1小时且随后将该系统的温度逐渐增加至室温。将反应产物注入300mL饱和氯化铵水溶液中，随后以乙醚萃取。将有机层以水洗涤且在减压下浓缩。藉由硅胶管柱层析来纯化所得褐色残余物(20.2g)以获得呈褐色固体形式的5-(4-戊基环己基)-2-三甲基硅烷基乙炔基四氢哌喃-2-醇(13.9g)。
第五步骤
将在第四步骤中获得的5-(4-戊基环己基)-2-三甲基硅烷基乙炔基四氢哌喃-2-醇(13.9g)溶解于二氯甲烷(150mL)与乙腈(30mL)中，在-50℃下向其中逐滴添加三乙基硅烷(11.8mL)且随后逐滴添加三氟化硼乙醚复合物(7mL)。在逐渐将该系统的温度增加至0℃之后，将该系统注入300mL冰水中，随后以正庚烷萃取。将有机层以水洗涤且在减压下浓缩。藉由硅胶管柱层析来纯化所得褐色残余物(11.0g)以获得呈黄色油状形式的2-乙炔基-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(8.9g)。
第六步骤
将在第五步骤中获得的2-乙炔基-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(2.9g)溶解于异丙醇(50mL)中，向其中添加0.15g Pd-C催化剂。在以真空泵将反应容器降压之后，在常压下将氢导入其中且将该系统在常温下搅拌隔夜。将反应液体过滤以移除催化剂且随后在减压下浓缩。藉由硅胶管柱层析来纯化所得无色残余物(2.7g)以获得呈无色油状形式的2-乙基-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(2.4g)。藉由使所得产物重复经历再结晶来使其纯化以获得纯2-乙基-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(0.5g)。
实例2
合成2-乙烯基-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(混合物第1-1-1-4号)

将在实例1第五步骤中获得的2-乙炔基-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(2.7g)溶解于正庚烷(30mL)中，向其中添加喹啉(0.4mL)与0.04g林德拉(Lindlar)催化剂。在以真空泵将反应容器降压之后，在常压下将氢导入其中且将该系统在常温下搅拌90分钟。将反应液体过滤以移除催化剂且随后在减压下浓缩。藉由硅胶管柱层析来纯化所得浅黄色残余物(2.5g)以获得呈无色油状形式的2-乙烯基-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(2.2g)。藉由使所得产物重复经历再结晶来使其纯化以获得纯2-乙烯基-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(1.2g)。
实例3
合成2-乙烯基-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(混合物第1-1-1-5号)

使用(4-丙基环己基)乙醛来替代(4-戊基环己基)乙醛，与实例1同样地合成2-乙烯基-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃。
实例4
合成2-乙基-5-(4′-丙基-二环己基-4-基)四氢哌喃(混合物第1-4-1-2号)

使用(4′-丙基-二环己基-4-基)乙醛来替代(4-戊基环己基)乙醛，与实例1同样地合成2-乙基-5-(4′-丙基-二环己基-4-基)四氢哌喃。
实例5
合成5-(4′-丙基-二环己基-4-基)-2-乙烯基-四氢哌喃(混合物第1-4-1-6号)

使用(4′-丙基-二环己基-4-基)乙醛来替代(4-戊基环己基)乙醛，与实例2同样地合成5-(4′-丙基-二环己基-4-基)-2-乙烯基-四氢哌喃。
实例6
合成2-丙基-5-(4′-乙烯基-二环己基-4-基)四氢哌喃(混合物第1-4-1-4号)

第一步骤
将甲氧基甲基三苯基氯化磷(17.9g)悬浮于THF(150mL)中，随后在-20℃下向其中逐滴添加第三丁氧化钾的THF溶液(150mL)，随后在此温度下搅拌0.5小时。在-20℃下向所得混合物中逐滴添加4′-乙烯基-二环己基-4-甲醛(9.0g)的THF溶液(100mL)，随后在此温度下另外搅拌1小时且随后将该系统的温度逐渐增加至室温。向所得溶液中添加水(300mL)，随后以甲苯萃取。将有机层以水洗涤且在减压下浓缩至约300mL，并随后将所得溶液注入1000mL正庚烷中，同时剧烈搅拌。在减压下过滤所得悬浮液且随后在减压下浓缩滤液。藉由硅胶管柱层析来纯化所得淡黄色残余物以获得呈淡黄色油状形式的4-(2-甲氧基-乙烯基)-4′-乙烯基二环己基(8.9g)。
第二步骤
将在第一步骤中获得的4-(2-甲氧基-乙烯基)-4′-乙烯基二环己基(8.9g)溶解于丙酮(100mL)中，向其中添加6mL HCl(2N)且在室温下将该系统搅拌2小时。向所得溶液中添加水(100mL)，随后以甲苯萃取。将有机层以水洗涤且在减压下浓缩。藉由硅胶管柱层析来纯化所得淡黄色残余物以获得呈淡黄色油状形式的(4′-乙烯基二环己基-4-基)乙醛(8.2g)。
第三步骤
将在第二步骤中获得的(4′-乙烯基二环己基-4-基)乙醛(8.2g)溶解于THF(100mL)中，向其中添加环己胺(3.5g)与碳酸钙(3.0g)且在室温下将该系统搅拌隔夜。以硅藻土来过滤所得悬浮液且在减压下浓缩滤液。因此获得的呈黄色油状形式的环己基-(2-(4′-乙烯基环己基-4-基)亚乙基)胺(11.3g)无需纯化即用于后续步骤中。
第四步骤
将在第三步骤中作为粗产物获得的环己基-(2-(4′-乙烯基环己基-4-基)亚乙基)胺(11.3g)溶解于丙烯酸乙酯(20mL)中，向其中添加氢醌(0.2g)且将该系统在110℃下加热回流15小时。将该系统冷却至室温，向其中添加THF(50mL)且逐渐添加饱和草酸水溶液(100mL)，随后以乙醚萃取。将有机层以水洗涤且经无水硫酸镁干燥，且随后将其在减压下浓缩。藉由硅胶管柱层析来纯化所得褐色残余物(11.9g)以获得呈无色固体形式的5-氧-4-(4′-乙烯基环己基-4-基)戊酸乙酯(7.8g)。
第五步骤
将在第四步骤中获得的5-氧-4-(4′-乙烯基环己基-4-基)戊酸酯(7.8g)溶解于异丙醇(40mL)中，向其中添加氰基硼氢化钠(1.2g)且将该系统在室温下搅拌3小时，同时以HCl(2N)将pH值恒定地调整至约3。向反应液体中添加水(100mL)且以甲苯萃取该系统。将有机层以水洗涤且在减压下浓缩。藉由硅胶管柱层析来纯化所得无色残余物(7.3g)以获得呈无色油状形式的5-(4-乙烯基-二环己基-4-基)四氢哌喃-2-酮(6.0g)。
第六步骤
将切成细粉状的锂线(0.85g)添加至THF(50mL)中，随后在室温下缓慢地向其中逐滴添加1-溴丙烷(7.4g)的THF溶液(30mL)以使反应液体自由回流，随后在此温度下搅拌1小时。小心置放所得混合物，将撇渣用于以下反应中。将在第五步骤中获得的5-(4-乙烯基-二环己基-4-基)四氢哌喃-2-酮(6.0g)的THF溶液射入另一反应器中，在-70℃下向其中逐滴添加不久之前获得的撇渣，随后在此温度下搅拌1小时且随后将该系统的温度逐渐增加至室温。将反应产物注入100mL饱和氯化铵水溶液中，随后以乙醚萃取。将有机层以水洗涤且在减压下浓缩。藉由硅胶管柱层析来纯化所得白色残余物(5.4g)以获得呈白色固体形式的2-丙基-5-(4′-乙烯基环己基-4-基)-2-四氢哌喃-2-醇(1.8g)。
第七步骤
将在第六步骤中获得的2-丙基-5-(4′-乙烯基环己基-4-基)-2-四氢哌喃-2-醇(1.8g)溶解于二氯甲烷(50mL)与乙腈(10mL)中，在-50℃下向其中逐滴添加三乙基硅烷(1.5mL)且随后逐滴添加三氟化硼乙醚复合物(0.9mL)。在将该系统的温度逐渐增加至0℃之后，将该系统注入50mL冰水中，随后以乙醚萃取。将有机层以水洗涤且在减压下浓缩。藉由硅胶管柱层析来纯化所得白色残余物(1.8g)以获得呈白色固体形式的2-丙基-5-(4′-乙烯基环己基-4-基)四氢哌喃(1.4g)。藉由使所得产物重复经历再结晶来使其纯化以获得纯2-丙基-5-(4′-乙烯基环己基-4-基)四氢哌喃(0.6g)。
实例7
合成2-(2-(4-乙基环己基)乙基)-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(混合物第1-5-1-10号)

第一步骤
将1-乙基-4-乙炔基环己烷(3.5g)溶解于THF(100mL)中，随后在-70℃下向其中逐滴添加正丁基锂(1.5M己烷溶液，16.0mL)，随后在此温度下搅拌1小时。在-70℃下向所得溶液中逐滴添加在实例1第三步骤中获得的5-(4-戊基环己基)四氢哌喃-2-酮(5.4g)，随后在此温度下另外搅拌1小时且随后将该系统的温度逐渐增加至室温。将反应产物注入100mL饱和氯化铵水溶液中，随后以乙醚萃取。将有机层以水洗涤且在减压下浓缩。藉由硅胶管柱层析来纯化所得褐色残余物(7.9g)以获得呈褐色固体形式的2-(4-乙基己基乙炔基)-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃-2-醇(7.4g)。
第二步骤
将在第一步骤中获得的2-(4-乙基己基乙炔基)-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃-2-醇(7.4g)溶解于二氯甲烷(50mL)与乙腈(10mL)中，在-50℃下向其中逐滴添加三乙基硅烷(5.4mL)且随后逐滴添加三氟化硼乙醚复合物(3.2mL)。在将该系统的温度逐渐增加至0℃之后，将该系统注入50mL冰水中，随后以正庚烷萃取。将有机层以水洗涤且在减压下浓缩。藉由硅胶管柱层析来纯化所得褐色残余物(7.2g)以获得呈黄色油状形式的2-(4-乙基环己基乙炔基)-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(6.6g)。
第三步骤
将在第二步骤中获得的2-(4-乙基环己基乙炔基)-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(3.0g)溶解于正庚烷(30mL)中，向其中添加0.15g Pd-C催化剂。在以真空泵将反应容器降压之后，在常压下将氢导入其中且在常温下将该系统搅拌隔夜。将反应液体过滤以移除催化剂且随后在减压下浓缩。藉由硅胶管柱层析来纯化所得浅黄色残余物(2.8g)以获得呈无色固体形式的2-(2-(4-乙基环己基)乙基)-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(2.5g)。藉由使所得产物重复经历再结晶来使其纯化以获得纯2-(2-(4-乙基环己基)乙基)-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(1.5g)。
实例8
合成2-(2-(4-乙基环己基)乙烯基-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(混合物第1-5-1-19号)

将在实例3第二步骤中获得的2-(4-乙基环己基乙炔基)-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(3.6g)溶解于乙醚(10mL)与乙醇(10mL)中。以具有干冰/甲醇冷却介质的德沃尔(Dewar)冷却容器来冷却该系统，并将干燥氨气导入该系统中以在其中积聚约100mL液氨，向其中逐渐添加0.7g锂。在搅拌3小时之后添加50g氯化铵，并将该系统自德沃尔冷却容器中取出以在氮气流下自该系统中移除氨。向所得残余物中添加100mL饱和氯化铵水溶液，随后以二氯甲烷萃取。将有机层以水洗涤且在减压下浓缩。藉由硅胶管柱层析来纯化所得黄色残余物(3.3g)以获得呈无色固体形式的2-(2-(4-乙基环己基)乙烯基)-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(2.9g)。藉由使所得产物重复经历再结晶来使其纯化以获得纯2-(2-(4-乙基环己基)乙烯基)-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(1.8g)。
实例9
下列混合物第1-1-1-1至1-6-3-27号的合成是基于实例1至4及所揭示的合成方法。在实例1至4中获得的混合物(混合物第1-1-1-1、1-1-1-4、1-5-1-10及1-5-1-19号)也在下文中列出。











制备实例
将四种混合物混合以制备具有向列相的组成物A(母液晶)。所用的四种混合物为4-(4-丙基环己基)苯甲腈(24％)、4-(4-戊基环己基)苯甲腈(36％)、4-(4-庚基环己基)苯甲腈(25％)及4-(4-(4-戊基环己基)苯基)苯甲腈(15％)。组成物A的物理特性是如下所述。
上限温度(NI)：71.7℃
黏度(η₂₀)：27.0mPa·s
介电各向异性(Δε)：11.0
光学各向异性(Δn)：0.137
实例10
制备组成物B，其包含85％在制备实例中所述的组成物A与15％在实例1中所获得的2-乙基-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(混合物第1-1-1-1号)。对组成物B的所量测物理特性进行外推以计算混合物第1-1-1-4号的物理特性。
上限温度(NI)：31.0℃
介电各向异性(Δε)：-0.6
光学各向异性(Δn)：0.024
实例11
制备组成物C，其包含85％在制备实例中所述的组成物A与15％在实例2中所获得的2-乙烯基-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(混合物第1-1-1-4号)。对组成物C的所量测物理特性进行外推以计算混合物第1-1-1-4号的物理特性。
上限温度(NI)：51.0℃
黏度(η₂₀)：2.8mPa·s
介电各向异性(Δε)：0.3
光学各向异性(Δn)：0.050
实例12
制备组成物D，其包含85％在制备实例中所述的组成物A与15％在实例3中所获得的2-乙烯基-5-(4-丙基环己基)四氢哌喃(混合物第1-1-1-5号)。对组成物D的所量测物理特性进行外推以计算混合物第1-1-1-5号的物理特性。
上限温度(NI)：37.7℃
介电各向异性(Δε)：-0.4
光学各向异性(Δn)：0.044
实例13
制备组成物E，其包含85％在制备实例中所述的组成物A与15％在实例4中所获得的2-乙基-5-(4′-丙基-二环己基-4-基)四氢哌喃(混合物第1-4-1-2号)。对组成物E的所量测物理特性进行外推以计算混合物第1-4-1-2号的物理特性。
上限温度(NI)：175.0℃
黏度(η₂₀)：45.5mPa·s
介电各向异性(Δε)：0.3
光学各向异性(Δn)：0.077
实例14
制备组成物F，其包含85％在制备实例中所述的组成物A与15％在实例5中所获得的5-(4′-丙基-二环己基-4-基)-2-乙烯基-四氢哌喃(混合物第1-4-1-6号)。对组成物F的所量测物理特性进行外推以计算混合物第1-4-1-6号的物理特性。
上限温度(NI)：196.4℃
介电各向异性(Δε)：2.1
光学各向异性(Δn)：0.097
实例15
制备组成物G，其包含85％在制备实例中所述的组成物A与15％在实例6中所获得的2-丙基-5-(4′-乙烯基-二环己基-4-基)四氢哌喃(混合物第1-4-1-4号)。对组成物G的所量测物理特性进行外推以计算混合物第1-4-1-4号的物理特性。
上限温度(NI)：182.4℃
介电各向异性(Δε)：1.4
光学各向异性(Δn)：0.084
实例16
制备组成物H，其包含85％在制备实例中所述的组成物A与15％在实例7中所获得的2-(2-(4-乙基环己基)乙基)-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(混合物第1-5-1-10号)。对组成物H的所量测物理特性进行外推以计算混合物第1-5-1-10号的物理特性。
上限温度(NI)：141.0℃
黏度(η₂₀)：36.5
介电各向异性(Δε)：-1.7
光学各向异性(Δn)：0.044
实例17
制备组成物E，其包含85％在制备实例中所述的组成物A与15％在实例8中所获得的2-(2-(4-乙基环己基)乙烯基)-5-(4-戊基环己基)四氢哌喃(混合物第1-5-1-19号)。对组成物E的所量测物理特性进行外推以计算混合物第1-5-1-19号的物理特性。
上限温度(NI)：174.4℃
黏度(η₂₀)：34.3mPa·s
介电各向异性(Δε)：1.4
光学各向异性(Δn)：0.070
本发明组成物的代表性实例在下文中显示为组成物1-15。作为组成物组份的混合物及其量(就重量％而言)也得以显示。根据下表1所述的方法来显示上述混合物，即借由对应于左边端基、结合基、环结构及右边端基的符号来显示其结构。
表1  使用符号来描述混合物的方法
R-(A1)-Z1-……-Zn-(An)-×


组成物1
5-Hdh2H-2(1-5-1-10)10％
2-HdhH-3(1-5-1-3)5％
5-HB-CL(2-1)16％
3-HH-4(12-1)12％
3-HH-5(12-1)4％
3-HHB-F(3-1)4％
3-HHB-CL(3-1)3％
4-HHB-CL(3-1)4％
3-HHB(F)-F(3-2)5％
4-HHB(F)-F(3-2)5％
5-HHB(F)-F(3-2)5％
7-HHB(F)-F(3-2)5％
5-HBB(F)-F(3-23)5％
101-HBBH-5(14-1)3％
3-HHBB(F，F)-F(4-6)2％
4-HHBB(F，F)-F(4-6)3％
5-HHBB(F，F)-F(4-6)3％
3-HH2BB(F，F)-F(4-15)3％
4-HH2BB(F，F)-F(4-15)3％
NI＝121.2℃；Δn＝0.087；(η₂₀)＝20.8mPa·s；Δε＝2.7；Vth＝2.84V。
在将相对于组成物为0.25％的量的光学活性混合物(Op-5)添加至以上组成物1中时，螺旋间距的值为60.0μm。
组成物2
5-Hdh-V(1-1-1-4)3％
V-Hdh-5(1-1-1-7)3％
V-HdhVH-3(1-5-1-23)3％
3-HHB(F，F)-F(3-3)9％
3-H2HB(F，F)-F(3-15)9％
4-H2HB(F，F)-F(3-15)8％
5-H2HB(F，F)-F(3-15)8％
3-HBB(F，F)-F(3-24)20％
5-HBB(F，F)-F(3-24)14％
3-H2BB(F，F)-F(3-27)7％
5-HHBB(F，F)-F(4-6)3％
5-HHEBB-F(4)2％
3-HH2BB(F，F)-F(4-15)3％
101-HBBH-4(14-1)4％
101-HBBH-5(14-1)4％
组成物3
5-Hdh-2(1-1-1-1)5％
5-Hdh2B-2(1-5-2-8)5％
5-HB-F(2-1)12％
6-HB-F(2-1)9％
7-HB-F(2-1)7％
2-HHB-OCF3(3-1)7％
3-HHB-OCF3(3-1)7％
4-HHB-OCF3(3-1)7％
5-HHB-OCF3(3-1)5％
3-HH2B-OCF3(3-4)4％
5-HH2B-OCF3(3-4)4％
3-HHB(F，F)-OCF2H(3-3)4％
3-HHB(F，F)-OCF3(3-3)5％
3-HH2B(F)-F(3-5)3％
3-HBB(F)-F(3-23)5％
5-HBB(F)-F(3-23)5％
5-HBBH-3(14-1)3％
3-HB(F)BH-3(14-2)3％
组成物4
5-Hdh-1V(1-1-1-6)5％
3-HdhB-2(1-5-2)4％
5-HB-CL(2-1)7％
3-HH-4(12-1)8％
3-HHB-1(13-1)5％
3-HHB(F，F)-F(3-3)8％
3-HBB(F，F)-F(3-24)20％
5-HBB(F，F)-F(3-24)10％
3-HHEB(F，F)-F(3-12)10％
4-HHEB(F，F)-F(3-12)3％
5-HHEB(F，F)-F(3-12)3％
2-HBEB(F，F)-F(3-36)3％
3-HBEB(F，F)-F(3-36)5％
5-HBEB(F，F)-F(3-36)3％
3-HHBB(F，F)-F(4-6)6％
组成物5
V-Hdh2H-3(1-5-1-13)4％
5-Hdh2B-2(1-5-2-8)6％
3-HB-CL(2-1)3％
5-HB-CL(2-1)2％
3-HHB-OCF3(3-1)5％
3-H2HB-OCF3(3-13)5％
5-H4HB-OCF3(3-19)15％
V-HHB(F)-F(3-2)5％
3-HHB(F)-F(3-2)5％
5-HHB(F)-F(3-2)5％
3-H4HB(F，F)-CF3(3-21)8％
5-H4HB(F，F)-CF3(3-21)10％
5-H2HB(F，F)-F(3-15)5％
5-H4HB(F，F)-F(3-15)7％
2-H2BB(F)-F(3-26)5％
3-H2BB(F)-F(3-26)5％
3-HBEB(F，F)-F(3-36)5％
组成物6
5-Hdh-V(1-1-1-4)4％
5-Hdh2H-2(1-5-1-10)5％
3-HdhB-2(1-5-2)5％
5-HB-CL(2-1)13％
7-HB(F，F)-F(2-3)3％
3-HH-4(12-1)10％
3-HH-5(12-1)5％
3-HB-O2(12-5)5％
3-HHB-1(13-1)8％
3-HHB-O1(13-1)5％
2-HHB(F)-F(3-2)7％
3-HHB(F)-F(3-2)7％
5-HHB(F)-F(3-2)7％
3-HHB(F，F)-F(3-3)6％
3-H2HB(F，F)-F(3-15)5％
4-H2HB(F，F)-F(3-15)5％
组成物7
2-HdhH-3(1-5-1-3)5％
V-HdhVH-3(1-5-1-23)5％
5-HB-CL(2-1)3％
7-HB(F)-F(2-2)7％
3-HH-4(12-1)9％
3-HH-Eme(-)13％
3-HHEB-F(3-10)8％
5-HHEB-F(3-10)8％
3-HHEB(F，F)-F(3-12)10％
4-HHEB(F，F)-F(3-12)5％
4-HGB(F，F)-F(3-91)5％
5-HGB(F，F)-F(3-91)6％
2-H2GB(F，F)-F(3-94)4％
3-H2GB(F，F)-F(3-94)5％
5-GHB(F，F)-F(3-97)7％
组成物8
5-Hdh-1V(1-1-1-6)5％
5-HdhVH-2(1-5-1-19)5％
3-HH-4(12-1)8％
3-HHB-1(13-1)6％
3-HHB(F，F)-F(3-3)10％
3-H2HB(F，F)-F(3-15)9％
3-HBB(F，F)-F(3-24)15％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F(3-85)25％
101-HBBH-5(14-1)7％
2-HHBB(F，F)-F(4-6)3％
3-HHBB(F，F)-F(4-6)3％
3-HH2BB(F，F)-F(4-15)4％
NI＝90.6℃；Δn＝0.108；(η₂₀)＝26.3mPa·s；Δε＝9.6；Vth＝1.52V。
组成物9
5-Hdh2H-2(1-5-1-10)4％
2-HdhH-3(1-5-1-3)4％
3-HH-4(12-1)5％
3-HH-5(12-1)5％
3-HH-O1(12-1)6％
3-HH-O3(12-1)6％
3-HB-O1(12-5)5％
3-HB-O2(12-5)5％
3-HB(2F，3F)-O2(7-1)10％
5-HB(2F，3F)-O2(7-1)10％
3-HHEH-3(13-20)4％
3-HHEH-5(13-20)3％
4-HHEH-3(13-20)3％
2-HHB(2F，3F)-1(8-1)4％
3-HHB(2F，3F)-2(8-1)4％
3-HHB(2F，3F)-O2(8-1)12％
5-HHB(2F，3F)-O2(8-1)10％
NI＝85.6℃；Δn＝0.075；(η₂₀)＝27.4mPa·s；Δε＝-3.3。
组成物10
2-HdhH-3(1-5-1-3)5％
3-dh2BH-2(1-6-3-20)5％
5-HB-CL(2-1)3％
7-HB(F)-F(5-3)7％
3-HH-4(12-1)9％
3-HH-Eme(-)13％
3-HHEB-F(3-10)8％
5-HHEB-F(3-10)8％
3-HHEB(F，F)-F(3-12)10％
4-HHEB(F，F)-F(3-12)5％
4-HGB(F，F)-F(3-91)5％
5-HGB(F，F)-F(3-91)6％
2-H2GB(F，F)-F(3-94)4％
3-H2GB(F，F)-F(3-94)5％
5-GHB(F，F)-F(3-97)7％
组成物11
3-dhdh-V(1-3)5％
3-HdhB-2(1-5-2)4％
5-HB-CL(2-1)7％
3-HH-4(12-1)8％
3-HHB-1(13-1)5％
3-HHB(F，F)-F(3-3)8％
3-HBB(F，F)-F(3-24)20％
5-HBB(F，F)-F(3-24)10％
3-HHEB(F，F)-F(3-12)10％
4-HHEB(F，F)-F(3-12)3％
5-HHEB(F，F)-F(3-12)3％
2-HBEB(F，F)-F(3-36)3％
3-HBEB(F，F)-F(3-36)5％
5-HBEB(F，F)-F(3-36)3％
3-HHBB(F，F)-F(4-6)6％
组成物12
5-Hdh-1V(1-1-1-6)4％
5-Hdh2H-2(1-5-1-10)4％
5-HdhVH-2(1-5-1-19)3％
2-BEB(F)-C(5)5％
3-BEB(F)-C(5)4％
4-BEB(F)-C(5)12％
1V2-BEB(F，F)-C(5)16％
3-HB-O2(12-5)3％
3-HH-4(12-1)3％
3-HHB-F(3-1)3％
3-HHB-1(13-1)4％
3-HHB-O1(13-1)4％
3-HBEB-F(3-34)4％
3-HHEB-F(3-34)7％
5-HHEB-F(3-34)7％
3-H2BTB-2(13-15)4％
3-H2BTB-3(13-15)4％
3-H2BTB-4(13-15)4％
3-HB(F)TB-2(13-14)5％
NI＝92.7℃；Δn＝0.138；(η₂₀)＝41.7mPa·s；Δε＝28.0；Vth＝1.07V。
组成物13
V-Hdh-5(1-1-1-7)10％
5-Hdh2B-2(1-5-2-8)5％
3-BEB(F)-C(5)8％
3-HB-C(5-2)8％
V-HB-C(5-2)8％
1V-HB-C(5-2)8％
3-HB-O2(12-5)3％
3-HH-2V(12-1)9％
3-HH-2V1(12-1)3％
V2-HHB-1(13-1)9％
3-HHB-1(13-1)5％
3-HHEB-F(3-10)7％
3-H2BTB-2(13-15)6％
3-H2BTB-3(13-15)6％
3-H2BTB-4(13-15)5％
组成物14
V-Hdh2H-3(1-5-1-13)10％
V-HdhVH-3(1-5-1-23)8％
5-BEB(F)-C(5)5％
V-HB-C(5-2)11％
5-PyB-C(5-8)6％
4-BB-3(12-8)11％
3-HH-2V(12-1)10％
5-HH-V(12-1)11％
V-HHB-1(13-3)7％
V2-HHB-1(13-3)3％
3-HHB-1(13-3)3％
1V2-HBB-2(13-4)10％
3-HHEBH-3(14-6)5％
组成物15
5-Hdh-2(1-1-1-1)5％
V-Hdh-5(1-1-1-7)6％
1V2-BEB(F，F)-C(5)8％
3-HB-C(5-2)18％
2-BTB-1(12-10)10％
5-HH-VFF(12-1)20％
3-HHB-1(13-1)6％
VFF-HHB-1(13-1)6％
VFF2-HHB-1(13-1)6％
3-H2BTB-2(13-15)5％
3-H2BTB-3(13-15)5％
3-H2BTB-4(13-15)5％