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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201510266592.6 (22)申请日 2015.05.22 C07C 25/18(2006.01) C07C 17/263(2006.01) C07C 43/247(2006.01) C07C 41/30(2006.01) C09K 19/14(2006.01) C09K 19/30(2006.01) C09K 19/44(2006.01) G02F 1/1333(2006.01) (71)申请人 北京八亿时空液晶科技股份有限公 司 地址 102500 北京市房山区燕山东风街道 石化新材料科技产业基地核心区东区 B2-36-01 。
2、地块 (72)发明人 田会强 姜天孟 储士红 谭小玉 班全志 高立龙 苏学辉 陈海光 (74)专利代理机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 代理人 王文君 (54) 发明名称 一种液晶化合物、 组合物及其应用 (57) 摘要 本 发 明 涉 及 液 晶 显 示 材 料 领 域，特 别 涉 及 一 种 液 晶 化 合 物、组 合 物 及 其 应 用。 本 发 明 的 液 晶 化 合 物， 具 有 如 下 结 构 ： 本 发 明还提供了上述化合物的制备方法和含有上述化 合物的液晶组合物， 使用了本发明液晶化合物或 液晶组合物的液晶显示装置旋转粘度低， 从而提 高了液晶显示装置的响应速度。
3、， 同时具有光学各 向异性数值适中、 电荷保持率高等特点。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书11页 CN 106146250 A 2016.11.23 CN 106146250 A 1/3 页 2 1.一种液晶化合物， 其特征在于， 具有如下结构 ： 在通式 I 中， R1表示具有 1-10 个碳原子的烷基， R2表示 -F、 具有 1-10 个碳原子的烷基 或烷氧基， 环A表示1,4-亚苯基、 1,4-亚环己基或1-4个氢原子被氟原子取代的1,4-亚苯 基。 2.根据权利要求 1 所述的液晶化合物， 其特征在于， R 。
4、1表示具有 1-5 个碳原子的烷基， R2表示 -F、 具有 1-5 个碳原子的烷基或烷氧基。 3.根据权利要求 2 所述的液晶化合物， 其特征在于， R 1表示甲基。 4.根据权利要求 1-3 任一项所述的液晶化合物， 其特征在于， 环 A 表示 1,4- 亚苯基、 1,4- 亚环己基或 1-2 个氢原子被氟原子取代的 1,4- 亚苯基。 5.根据权利要求 1 所述的液晶化合物， 其特征在于， 所述液晶化合物选自如下化合物 的一种 ： 在 I-1 I-5 中， R2表示 -F 或具有 1-5 个碳原子的烷基或烷氧基。 6.根据权利要求 5 所述的液晶化合物， 其特征在于， R 2表示具有 1。
5、-4 个碳原子的烷基 或烷氧基。 7.根据权利要求 1 所述的液晶化合物， 其特征在于， 所述液晶化合物选自如下化合物 的一种 ： 权 利 要 求 书 CN 106146250 A 2 2/3 页 3 8.权利要求 1-7 任一项所述液晶化合物的制备方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 权 利 要 求 书 CN 106146250 A 3 3/3 页 4 (1)与 正 丁 基 锂 反 应 形 成 锂 试 剂， 再 与 硼 酸 酯 反 应， 得 到 (2) 以和为原料， 以四三苯基膦钯为催化剂， 反应 得到通式 I 的化合物 ； 其中， R1、 R2和环 A 表示的基团与权利要求 1 7 相同。
6、。 9.一种液晶组合物， 其特征在于， 权利要求17所述的液晶化合物在液晶组合物中的 质量百分比为 1 60。 10.权利要求 1 7 任一项所述的液晶化合物或权利要求 9 所述的液晶组合物在液晶 显示领域的应用。 权 利 要 求 书 CN 106146250 A 4 1/11 页 5 一种液晶化合物、 组合物及其应用 技术领域 0001 本发明涉及液晶显示材料领域， 特别涉及一种液晶化合物、 组合物及其应用。 背景技术 0002 液晶材料作为环境材料在信息显示材料、 有机光电子材料等领域中的应用具有极 大的研究价值和美好的应用前景。 液晶材料作为新型显示材料有许多优势， 如功耗极低， 驱 动。
7、电压低。同时与其他材料相比， 还具有体积小、 重量轻、 长寿命、 显示信息量大、 无电磁辐 射等优点， 几乎可以适应各种信息显示的要求， 尤其在 TFT-LCD 产品方面。 0003 目前， TFT-LCD 产品技术已经成熟， 成功地解决了视角、 分辨率、 色饱和度和亮度等 技术难题， 其显示性能已经接近或超过 CRT 显示器。大尺寸和中小尺寸 TFT-LCD 显示器在 各自的领域已逐渐占据平板显示器的主流地位。 但是因受液晶材料本身的限制， TFT-LCD仍 然存在着响应不够快、 电压不够低、 电荷保持率不够高等诸多缺陷。 0004 由此可见， 为了改善材料的性能使其适应新的要求， 新型液晶。
8、化合物的合成及结 构 - 性能关系的研究成为液晶领域的一项重要工作。 发明内容 0005 本发明的第一目的是提供一种新型的负介电各向异性的液晶化合物， 该化合物具 有低的旋转粘度、 良好的负介电各向异性、 同时具有互溶性好、 性能稳定等特点。 0006 本发明所述的液晶化合物， 具有如下结构 ： 0007 0008 在通式 I 中， R1表示具有 1-10 个碳原子的烷基， R 2表示 -F、 具有 1-10 个碳原子 的烷基或烷氧基， 环 A 表示 1,4- 亚苯基、 1,4- 亚环己基或 1-4 个氢原子被氟原子取代的 1,4- 亚苯基。 0009 优选地， 在通式 I 中， R1表示具有。
9、 1-5 个碳原子的烷基， R 2表示 -F、 具有 1-5 个碳 原子的烷基或烷氧基， 环 A 表示 1,4- 亚苯基、 1,4- 亚环己基或 1-4 个氢原子被氟原子取代 的 1,4- 亚苯基。 0010 作为更优选的技术方案， 在通式 I 中， R1表示甲基， R 2表示 -F、 具有 1-5 个碳原子 的烷基或烷氧基， 环 A 表示 1,4- 亚苯基、 1,4- 亚环己基或 1-4 个氢原子被氟原子取代的 1,4- 亚苯基。 0011 在通式 I 中， 环 A 优选的技术方案为 ： 环 A 表示 1,4- 亚苯基、 1,4- 亚环己基或 1-2 个氢原子被氟原子取代的 1,4- 亚苯基。
10、。 0012 作为进一步优选的技术方案， 在通式 I 中， R1表示甲基， R 2表示 -F、 具有 1-5 个碳 原子的烷基或烷氧基， 环 A 表示 1,4- 亚苯基、 1,4- 亚环己基或 1-2 个氢原子被氟原子取代 说 明 书 CN 106146250 A 5 2/11 页 6 的 1,4- 亚苯基。 0013 具体的， 所述液晶化合物选自如下化合物的一种 ： 0014 0015 在 I-1 I-5 中， R2表示 -F 或具有 1-5 个碳原子的烷基或烷氧基。 0016 优选地， 在 I-1 I-5 中， R2表示具有 1-4 个碳原子的烷基或烷氧基。 0017 作为本发明的最佳实施。
11、方式， 所述液晶化合物选自如下化合物的一种 ： 0018 说 明 书 CN 106146250 A 6 3/11 页 7 0019 说 明 书 CN 106146250 A 7 4/11 页 8 0020 本发明提供的液晶化合物具有较低的旋转粘度， 应用至液晶组合物后可有效降低 器件的响应速度。 0021 本发明的第二目的是提供所述液晶化合物的制备方法。 0022 所述方法的合成路线如下 ： 0023 0024 具体包括以下步骤 ： 0025 (1)与正丁基锂反应形成锂试剂， 再与硼酸酯反应， 得 到 0026 (2) 以和为原料， 以四三苯基 膦钯为催化剂， 反应得到通式 I 的化合物 ； 。
12、0027 其中， 各步骤所涉及化合物中的R1、 R2、 环A与所得液晶化合物产物中R1、 R2、 环A代 表的基团相对应。 0028 本发明所述常规后处理具体是指 ： 用二氯甲烷、 乙酸乙酯或甲苯萃取， 分液， 水洗， 干燥， 真空旋转蒸发仪蒸发， 所得产物用减压蒸馏或重结晶和 / 或色谱分离法提纯， 即可。 0029 采用上述制备方法能够稳定、 高效地得到本发明所述的液晶化合物。 0030 本发明的第三目的是保护含有所述液晶化合物的组合物。 所述液晶化合物在组合 物中的质量百分比为 1 60， 优选为 3 50， 进一步优选为 8 25。 0031 本发明的第四目的是保护所述液晶化合物以及含。
13、有所述液晶化合物的组合物在 液晶显示领域的应用， 优选为在液晶显示装置中的应用。所述的液晶显示装置包括但并不 限于 TN、 ADS、 VA、 FFS 或 IPS 液晶显示器。使用了所述液晶化合物或含有所述液晶化合物 的组合物的液晶显示装置旋转粘度低， 从而提高了液晶显示装置的响应速度， 同时具有光 学各向异性数值适中、 电荷保持率高等特点。 具体实施方式 0032 以下实施例用于说明本发明， 但不用来限制本发明的范围。 0033 所述原材料如无特别说明， 均能从公开商业途径获得。 说 明 书 CN 106146250 A 8 5/11 页 9 0034 实施例 1 0035 液晶化合物的结构式。
14、为 ： 0036 0037 实施例 2 0038 液晶化合物的结构式为 ： 0039 0040 实施例 3 0041 液晶化合物的结构式为 ： 0042 0043 实施例 4 0044 液晶化合物的结构式为 ： 0045 0046 实施例 5 0047 液晶化合物的结构式为 ： 0048 0049 实施例 6 0050 液晶化合物的结构式为 ： 0051 0052 实施例 7 说 明 书 CN 106146250 A 9 6/11 页 10 0053 液晶化合物的结构式为 ： 0054 0055 实施例 8 0056 液晶化合物的结构式为 ： 0057 0058 实施例 9 0059 液晶化合。
15、物的结构式为 ： 0060 0061 实施例 10 0062 液晶化合物的结构式为 ： 0063 0064 实施例 11 0065 液晶化合物的结构式为 ： 0066 0067 实施例 12 0068 按照以下步骤合成实施例 1 提供的液晶化合物 BYLC-01 ： 0069 说 明 书 CN 106146250 A 10 7/11 页 11 0070 具体步骤如下 ： 0071 (1) 化合物 BYLC-01-2 的合成 ： 0072 氮气保护下， 向反应瓶中加入 44.8g 化合物 BYLC-01-1 和 250ml 四氢呋喃， 控温 -70 -80滴加 0.24mol 正丁基锂的正己烷溶。
16、液， 滴毕保温反应 1 小时， 控 温-70-80滴加56.4g硼酸三异丙酯， 然后自然回温至-30。 加入2M盐酸水溶液200ml 进行酸化， 进行常规后处理， 石油醚重结晶得到浅黄色固体 ( 化合物 BYLC-01-2)39.6g， HPLC ： 94.7， 收率 74 ； 0073 (2) 化合物 BYLC-01 的合成 ： 0074 氮气保护下， 向反应瓶中加入 20.0g 化合物 BYLC-01-2， 13.8g 化合物 BYLC-01-3， 100ml N,N-二甲基甲酰胺， 30ml去离子水， 0.2g四三苯基膦钯， 加热回流反应3小时。 进行 常规后处理， 经色谱纯化， 正己烷。
17、洗脱， 乙醇+乙酸乙酯重结晶， 得20.4g白色晶体BYLC-01， GC ： 99.8， 收率 ： 83。 0075 采用 GC-MS 对所得白色晶体 BYLC-01 进行分析， 产物的 m/z 为 328.20(M+)。 0076 1H-NMR(300MHz,CDCl 3):0.9-1.8(m,14H)， 2.0-2.8(m,7H),6.8-7.2(m,5H)。 0077 由上述可知， 所得产物为本发明所述 BYLC-01 结构。 0078 实施例 13 0079 按照以下步骤合成实施例 4 提供的液晶化合物 BYLC-04 ： 0080 0081 具体步骤如下 ： 0082 (1) 化合。
18、物 BYLC-04-2 的合成 ： 0083 氮气保护下， 向反应瓶中加入 46.4g 化合物 BYLC-04-1 和 300ml 四氢呋喃， 控温 -70 -80滴加 0.26mol 正丁基锂的正己烷溶液， 滴毕保温反应 1 小时， 控 温-70-80滴加56.4g硼酸三异丙酯， 然后自然回温至-30。 加入2M盐酸水溶液200ml 进行酸化， 进行常规后处理， 石油醚重结晶得到浅黄色固体 ( 化合物 BYLC-04-2)50.2g， HPLC ： 98.2， 收率 91 ； 说 明 书 CN 106146250 A 11 8/11 页 12 0084 (2) 化合物 BYLC-04 的合成。
19、 ： 0085 氮气保护下， 向反应瓶中加入 15.0g 化合物 BYLC-04-2， 10.0g 化合物 BYLC-04-3， 80ml N,N-二甲基甲酰胺， 20ml去离子水， 0.15g四三苯基膦钯， 加热回流反应3小时。 进行 常规后处理， 经色谱纯化， 正己烷洗脱， 乙醇 + 甲苯重结晶， 得 14.1g 白色晶体 BYLC-04， GC ： 99.9， 收率 ： 78。 0086 采用 GC-MS 对所得白色晶体 BYLC-04 进行分析， 产物的 m/z 为 336.14(M+)。 0087 1H-NMR(300MHz,CDCl 3):0.9-1.7(m,5H),2.0-2.6。
20、(m,8H),7.0-7.5(m,9H)。 0088 由上述可知， 所得产物为本发明所述 BYLC-04 结构。 0089 实施例 2、 实施例 3、 实施例 5 实施例 11 液晶化合物的制备方法与实施例 1 和实 施例 4 的制备方法相似， 本领域的技术人员完全可以掌握， 在此不再赘述。 0090 实施例 14 0091 含有实施例 1 所述液晶化合物 BYLC-01 的组合物， 具体组成如表 1 所示。 0092 表 1 ： 组合物的成分和用量 0093 0094 说 明 书 CN 106146250 A 12 9/11 页 13 0095 实施例 15 0096 与实施例 14 相比，。
21、 区别仅在于， 用实施例 4 提供的液晶化合物 BYLC-04 代替液晶 化合物 BYLC-01。 0097 对比例 1 0098 不含有本发明所述液晶化合物的组合物， 具体组成如表 2 所示。 0099 表 2 ： 组合物的成分和用量 0100 0101 说 明 书 CN 106146250 A 13 10/11 页 14 0102 对比例 2 0103 与实施例 14 相比， 区别仅在于， 用传统的负介电各向异性化合物 BYLC-12 代替本 发明所述液晶化合物 BYLC-01 ； 所述化合物 BYLC-12 的结构式为 ： 0104 0105 对比例 3 0106 与实施例 14 相比，。
22、 区别仅在于， 用传统的负介电各向异性化合物 BYLC-13 代替本 发明所述液晶化合物 BYLC-01 ； 所述化合物 BYLC-13 的结构式为 ： 0107 0108 实验例 1 0109 按照本领域的常规检测方法， 检测实施例 14 15 和对比例 1 3 所得组合物的 性能。检测结果如表 3 所示 ； 其中， 各性能参数的具体含义如下 ： 0110 n 代表光学各向异性 (25 ) ； 代表介电各向异性 (25， 1000Hz) ； 1 代 表旋转粘度 (mPa.s， 25 ) ； Cp 代表液晶组合物的清亮点 ( ) ； K11、 K22、 K33 分别代表展 曲、 扭曲和弯曲弹性。
23、常数 (pN， 25 )。 0111 表 3 ： 组合物的性能检测结果 0112 n 1Cp( )K11pNK33pN 实施例 140.101-4.6199.29315.118.5 实施例 150.108-4.8201.59014.717.5 对比例 10.092-4.9210.69015.018.1 说 明 书 CN 106146250 A 14 11/11 页 15 对比例 20.101-4.6204.59415.218.3 对比例 30.108-4.7206.79114.717.8 0113 由表 3 的结果可以看出， 与对比例 1 3 相比， 本发明提供的液晶化合物具有更低 的旋转粘度。
24、1， 其余性能与传统的负介电各向异性液晶化合物基本一致。 负介电各向异性 液晶组合物相应时间与 1/K33成正比， 本发明所提供的液晶化合物与传统的负介电各向 异性液晶化合物 K 值基本一致， 但具有更低的旋转粘度 1， 从而得到响应速度更快的液晶 组合物。 0114 实验例 2 0115 根据表 3 得到的液晶组合物的测试结果， 通过线性拟合得到液晶化合物的各项性 能参数， 见表 4。 0116 表 4 ： 液晶化合物的性能检测结果 0117 0118 BYLC-01 和对比例 BYLC-12 结构相似， BYLC-04 和对比例 BYLC-13 结构相似， 由表 4 的结果可以看出， 本发。
25、明所提供的液晶化合物具有更低的旋转粘度 1， 与传统的负 介电各向异性液晶化合物相等或更大， 且其余性能与传统的负介电各向异性液晶化合物基 本一致， 从而可以得到响应速度更快的液晶组合物。 0119 除了实施例中列举的组合物外， 添加本发明提供的其它液晶化合物所获得的液晶 组合物， 具有同样优异的光学和电学性能。 0120 虽然， 上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述， 但在 本发明基础上， 可以对之作一些修改或改进， 这对本领域技术人员而言是显而易见的。因 此， 在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进， 均属于本发明要求保护的范围。 说 明 书 CN 106146250 A 15 。