含有二甲基苯和二氟亞甲氧基連接基團的液晶化合物及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及液晶化合物的制備及應用領域，具體涉及一種含有二甲基苯和二氟亞 甲氧基連接基團的液晶化合物及其制備方法與應用。
【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定性以及對電場和電磁輻射的穩定 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Y1;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] 大量研究表明，液晶分子引入一個二氟亞甲氧基（-CF20_)連接基團后，會使液晶 的旋轉粘度丫:有所降低。另外由于二氟亞甲氧基（-CF20_)橋的偶極矩的貢獻，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（CN1717468A，CN101143808A，CN101157862A等）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。但（-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，從而制約了液晶混合物響應速度提升的空間。
[0007] 液晶作為液晶顯示器件的核心功能材料，為了滿足液晶顯示器件的各種性能參數 的要求，為了適應液晶顯示器件的工藝要求，需要液晶材料具有廣泛的多種性能參數，而任 何一種單體液晶材料都不可能滿足所有這些要求，因此需要合成性能各異的單體液晶，通 過調配混合液晶的方法來滿足LCD器件要求的特性。
【發明內容】
[0008] 本發明需要解決的技術問題是提供一種含有二甲基苯和二氟亞甲氧基連接基團 的液晶化合物及其制備方法與應用，以改善現有的具有二氟亞甲氧基的液晶化合物存在的 清亮點下降的問題，提升液晶混合物的響應速度。
[0009] 為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：
[0010] 含有二甲基苯和二氟亞甲氧基連接基團的液晶化合物，所述化合物的結構式如通 式I所示，
[0011]
[0012] 其中，
[0013]
-:基團中的任意 一種；
[0014] XpX2、X3選自H、F、Cl、CF3、CHF2、0CF#P0CHF2中的任意一種；
[0015] 札選自碳原子為1~6的直鏈烷基、碳原子數為2~6的直鏈烯基、碳原子數為 3~6的環烷基中的任意一種；
[0016] m選自0或1;
[0017] n選自 1 或 2。
[0018] 本發明技術方案的進一步改進在于：所述通式I所示化合物具體為式1-1至1-4 所示的化合物，
[0019]
[0020] 本發明技術方案的進一步改進在于：
[0021] 所述通式I所示化合物具體為式1-1-1至1-4-2所示的化合物，
[0022]
[0023]
[0024]
[0025] 本發明的技術方案還公開了含有二甲基苯和二氟亞甲氧基連接基團的液晶化合 物的制備方法，
[0026] 所述通式I所示化合物的合成路線為，
[0027]
F 7、X3
[0028] 具體包括下列步驟a~步驟f共六個步驟，
[0029] a)在惰性氣氛中，彳彳
I于四氫呋喃中降溫至_30°C后加入正丁基鋰，滴 加完后保溫攪拌30分鐘，得二異丙基氨基鋰，備用。在惰性氣氛中，輯
容于四 氫呋喃中降溫至-80°C后保持恒溫滴加入制備好的二異丙基氨基鋰，滴加完后保溫攪拌30 分鐘，保持溫度在反應體系中通入二氧化碳，反應1小時，停止通二氧化碳，自然升溫，把反 應液倒入水和鹽酸的混合液中，分出有機層，萃取，水洗，蒸凈溶劑，得到的產物用甲苯重結 晶，得到白色晶體
[0030] b)將步驟a)所彳
于甲苯中，加入1，3_丙二硫醇，攪拌下升 溫至60°C，滴加三氟甲磺酸，加完后升溫至回流，分水，回流反應12小時，降溫，蒸干甲苯， 加入甲基叔丁基醚洗，吸濾，得到產品
[0031] c)將步驟b)所f彳
目二氯甲烷溶解，惰性氣體保護下 F 降溫至-75°C，滴加三乙胺和〖
的二氯甲烷溶液，加完后保溫反應1小時，滴 加三氟化氫三乙胺，滴完保溫反應30分鐘，再滴加入Br2，滴完保溫反應30分鐘后自然升 溫至-20°C，反應液倒入亞硫酸氫鈉的飽和溶液中，分液，萃取，水洗，過硅膠柱，濃縮，得到
[0032]d)彳
間氟溴苯、甲苯、乙醇、水、碳酸鈉和催化劑四三苯基膦 鈀混勻加熱回流進行SUZUKI反應4小時后，反應液倒入水中，分液，萃取，水洗，過硅膠柱， 濃縮，產物用乙醇重結晶，得1
[0033]e)將步驟d)所得
溶于四氫呋喃中，充氮氣置換空 氣，降溫至_80°C，滴加正丁基鋰鋰代，得到鋰試劑，加完后再滴加硼酸三甲酯的四氫 呋喃溶液取代鋰，自然升溫至〇°C后，倒入水中，加鹽酸，分液，萃取，水洗，蒸干，得到
[0034] f)將步驟e)所_
和步驟c)所得
甲苯、乙醇、水、碳酸鈉和催化劑四三苯基膦鈀混勻加熱回 流進行SUZUKI反應4小時后，反應液倒入水中，分液，萃取，水洗，過硅膠柱，濃縮，產物用甲 苯重結晶，得到
[0035] 本發明的技術方案進一步公開了含有二甲基苯和二氟亞甲氧基連接基團的液晶 化合物組成的液晶組合物，其特征在于：所述液晶組合物包括由通式I所示化合物組成的 組分A，由通式II所示一種或兩種化合物組成的組分B，由通式III所示三至十種化合物組 成的組分C，所述組分A、組分B、組分C的質量比為1~40 : 5~40 : 5~80，
[0036]
[0037] 其中，
[0038] 札、私選自碳原子數為1~6的直鏈烷基、碳原子數為2~6的直鏈烯基中的任意 一種；
[0039] R3選自H、F、碳原子數為1~6的直鏈烷基中的任意一種；
[0040] 選自1，4-亞環己基、1，4-亞苯基和氟代1，4-亞苯基中的任意一種或幾種；
[0041] p為 2 或 3;
[0042] (F)表示H或F。
[0043] 本發明技術方案的進一步改進在于：所述通式II所示的化合物具體為式II-1至 式II-9所示的化合物，
[0044]
[0045] 本發明技術方案的進一步改進在于：所述通式III所示的化合物具體為式III-l 至式III-10所示的化合物，
[0046]
[0047]
[0048] 本發明技術方案的進一步改進在于：所述液晶組合物中組分A、組分B、組分C的質 量比為10~35 : 15~35 : 25~75。
[0049] 本發明技術方案的進一步改進在于：所述液晶組合物中還包含占液晶組合物的重 量百分含量不大于〇. 05%的添加劑，所述添加劑為抗氧化劑、抗紫外劑、手性劑中的至少一 種。
[0050] 由于采用了上述技術方案，本發明取得的技術進步是：
[0051] 本發明的含有二甲基苯和二氟亞甲氧基連接基團的液晶化合物，具有較寬應用范 圍。可以用作液晶混合物的基礎材料，也有可能會作為添加材料添加到其他類型的化合物 所組成的液晶基礎材料當中，例如來改進液晶混合物的介電各向異性Ae、旋轉粘度Yl、 閾值電壓Vth、低溫下的對比度、光學各向異性An、清亮點Cp等參數。
[0052] 液晶組合物的響應速度t和液晶