液晶化合物及其制備方法與應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了液晶化合物及其制備方法與應用。該化合物如式I所示。式I所示化合物是含有CF3和F取代的氧甲烷連接基團-C(F)(CF3)O-的液晶化合物，不僅具有較大的介電各向異性，更重要的是同時具有極快的響應速度和較高的清亮點，對于調配液晶混合物來說，該性能具有極其重要的意義。
【專利說明】液晶化合物及其制備方法與應用

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及在液晶顯示中適用作液晶材料的液晶化合物，即三氟甲基氟氧甲烷衍 生物，以及含有該衍生物的液晶組合物，屬于液晶化合物及應用領域。

【背景技術】
[0002] 目前，液晶化合物的應用范圍拓展的越來越廣，其可應用于多種類型的顯示器、電 光器件、傳感器等中。用于上述顯示領域的液晶化合物的種類繁多，其中向列相液晶應用最 為廣泛。向列相液晶已經應用在無源TN、STN矩陣顯示器和具有TFT有源矩陣的系統(tǒng)中。
[0003] 對于薄膜晶體管技術（TFT-IXD)應用領域，近年來市場雖然已經非常巨大，技術 也逐漸成熟，但人們對顯示技術的要求也在不斷的提高，尤其是在實現快速響應，降低驅動 電壓以降低功耗等方面。液晶材料作為液晶顯示器重要的光電子材料之一，對改善液晶顯 示器的性能發(fā)揮重要的作用。
[0004] 作為液晶材料，需要具有良好的化學和熱穩(wěn)定性以及對電場和電磁輻射的穩(wěn)定 性。而作為薄膜晶體管技術（TFT-LCD)用液晶材料，不僅需要具有如上穩(wěn)定性外，還應具 有較寬的向列相溫度范圍、合適的雙折射率各向異性、非常高的電阻率、良好的抗紫外線性 能、高電荷保持率以及低蒸汽壓等性能。
[0005] 對于動態(tài)畫面顯示應用，如液晶電視，為了實現高品質顯示，消除顯示畫面殘影和 拖尾，要求液晶具有很快的響應速度，因此要求液晶具有較低的旋轉粘度Yi;另外，為了降 低設備能耗，希望液晶的驅動電壓盡可能低，所以提高液晶的介電各向異性Ae對混合液 晶具有重要意義。
[0006] 在現有技術中所認識到的是，液晶分子引入一個二氟亞甲氧基連接基團（-CF20_) 后，會使液晶的旋轉粘度[有所降低，另外由于二氟亞甲氧基橋（-cf2o-)的偶極矩的貢 獻，端基氟原子的偶極矩也有一定程度的提高，從而使液晶分子的介電各向異性AE有所 增加。德國默克和日本智索公司已經公開了一些具有不同取代基的具有二氟亞甲氧基連接 基團（-CF20_)的液晶化合物（CN1717468A，CN101143808A，CN101157862A等）。-CF20-基 團的引入會使液晶的清亮點大幅度降低，在調配液晶混合物時需要加入粘度更大的高清亮 點化合物來平衡-CF20-基團所造成的清亮點下降，從而嚴重制約了液晶混合物響應速度提 升的空間。與此形成鮮明對比的是，出乎意料地，本發(fā)明提供的化合物將-CF20-基團優(yōu)化 為-C(CF3) (F)0-基團可很好的彌補上述缺憾，將端基兩個氟原子替換為CF3和F不同的負 性大位阻基團，既保證了一定的偶極矩，從而提高了液晶分子的介電各向異性，而且清亮點 大幅提高，經過調配的液晶混合物響應速度明顯提升，這在現有技術中沒有報導，現有技術 也沒有給出相應的技術啟示或教導。


【發(fā)明內容】

[0007] 為解決現有技術中存在的上述問題，本發(fā)明人經過深入研究，提供了三氟甲基氟 氧甲烷衍生物和液晶組合物。
[0008] 本發(fā)明提供的三氟甲基氟氧甲烷衍生物，其結構通式如式I所示，
[0009]

【權利要求】
1. 式I所示化合物，
所述式I中，環(huán)Ai、A2、A3獨立地選自反式-1，4-亞環(huán)己基、1，4_亞苯基、氟代1，4_亞 苯基、反式-1，3-二噁烷-2, 5-二基、嘧啶-2, 5-二基和四氫-2H-吡喃-2, 5-二基中的至 少一種 J1、Z2 和 Z3 獨立地選自一個共價鍵、-CCH2-、-COO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH 2O-、-OCH2-ιο? = CH-和三鍵中的一種 ；Li、 L2、 L3 和 L4 獨立地選自氫原子、氟原子和氯原子中的至少一 種；X選自氟原子，氯原子，CN，CF3, OCF3, OCHF2, OCH2F，或者Cl-ClO的直鏈或支鏈烷基、鏈烯 基或烷氧基；m、n和p為0或1或2 ;R選自Cl-ClO的直鏈或支鏈烷基或鏈烯基、環(huán)丙基、環(huán) 丁基、環(huán)戊基、2-四氫呋喃基、3-四氫呋喃基，且R中一個或不相鄰的兩個或多個CH 2基任 選被氧原子取代。
2. 根據權利要求1所述的化合物，其特征在于：式I所示化合物表示以下通式（Ia)? (Ie)任一項表示的化合物：
環(huán)A" A2、A3, ZpZjP Z3, LpLpLjP L4, R，X的定義與權利要求1中的定義相同。
3.根據權利要求1和2所述的化合物，其特征在于：由通式（Ia)?（Ie)表示的化合 物為以下化合物（IOOl)?（1654)中任一項的化合物：














R的定義與權利要求1中的定義相同。
4. 一種制備權利要求1至3中任一項所述化合物的方法，為下述方法1至方法2中的 任意一種； 方法1 :反應路線如下
方法2 :反應路線如下
其中，所述方法1為制備所述式I中起始原料為硼酸或硼酸酯時的方法，包括如下步 驟： 1) 將
（Rx為硼酸或硼酸頻那醇酯）與三氟氯乙烯混勻，在 PdC12(dppf)催化下進行反應，反應完畢得1
2) 將所述步驟1)所?Ι
與SBrF5進行加成反應，反應完畢 得到
3) 將所述步驟2)所得
與AgF進行反應，反應完畢得到 ?
4) 將所述步驟3)所得
與酚或醇
混合，在堿催化下進行反應，反應完畢得到所述式I所示化合物
所述方法2為制備所述式I中起始原料為氫和鹵素時的方法，包括如下步驟： 1) 將
其中Rx為氫、氯、溴、碘，與丁基鋰混勻進行反應，反應
完畢得到 1再與1，1_二溴四氟乙烷混勻進行反應，反應完畢得到 9
2) 將所述步驟1)所得
與酚或醇
混合，在堿催化下進行反應，反應完畢得到所述式I所示化合物
上述方法中，所述RapAyAyZpZyZyLpLyl^LpX、!!!、!!和p的定義均與權利要求 1至3中的任一項定義相同。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：所述方法1的步驟1)中，所述
其中Rx為硼酸或硼酸頻那醇酯，與三氟氯乙烯、碳酸鈉、 PdCl2(dppf)的投料摩爾用量比為I :1-5 :1-2 :0.01-0. 1，具體為1 :4 :2 :0· 1，所述溶劑 1,4-二氧六環(huán)和水的投料體積比為10-40 :1，具體為20 :1，所述投料三氟氯乙烯的溫度 為-100-0°C，具體為_80°C，所述反應溫度為-100-100°C，具體為100°C，反應時間為1-5小 時，具體為2小時； 所述方法1的步驟2)中，所述步驟1)所得
i SBrF5的投
料摩爾用量比為1 :1-2,具體為I :1. 3,溫度為-10-KTC，具體為0°C，時間為10-20小時，具 體為18小時； 所述方法1的步驟3)中，所述步驟2)所得 與AgF的投料摩爾 用量比為1 :1-2,具體為I :1. 6,溫度為0-30°C，具體為25°C，時間為12-168小時，具體為 72小時；
所述方法1的步驟4)中，所述步驟3)所彳I 與酚或醇
堿的投料摩爾用量比為I :1_2 :1_2,具體為I :1. 25 :2,所述堿可選自 碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸銫、氫化鈉、氫化鉀、甲醇鈉、乙醇鈉、叔丁醇鉀中的一種或多種；所述 反應溫度為20-100°C，具體為60°C，時間為1-4小時，具體為2小時； 所述方法2的步驟1)中，所3
(Rx為氫、氯、溴、碘）與丁基 鋰、1，1-二溴四氟乙烷的投料摩爾用量比為1 :1_2 :1_2,具體為I :1. I :1. 2 ;所述反應溫度 為-IOO-KTC，具體為-80°C，時間為1-4小時，具體為2小時； 所述方法2的步驟2)中，所述步驟1)所得
與酚或醇
咸的投料摩爾用量比為1 :1-2 :1-2,具體為I :1. 25 :2,所述堿可選自 碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸銫、氫化鈉、氫化鉀、甲醇鈉、乙醇鈉、叔丁醇鉀中的一種或多種；所述 反應溫度為20-100°C，具體為60°C，時間為1-4小時，具體為2小時； 上述所有方法的所有步驟的反應均在溶劑中進行；所述溶劑選自四氫呋喃、二氯甲烷、 乙醚、乙醇、水、甲苯、乙腈、二甲基亞砜和N，N-二甲基甲酰胺中的至少一種。
6. -種液晶混合物，其包含權利要求1-3任一所述化合物中的一種或多種。
7. 權利要求1-3任一所述化合物在制備液晶混合物、液晶顯示器件材料或電光學顯示 器件材料中的應用。
8. 包含權利要求1-3任一所述化合物的液晶混合物、液晶顯示器件材料或電光學顯示 器件材料。
【文檔編號】C09K19/30GK104387245SQ201410502493
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權日:2014年9月26日
【發(fā)明者】曹建華, 華瑞茂, 逄輝, 王士波 申請人:石家莊誠志永華顯示材料有限公司