)所 表示的化合物的組群中的至少一種化合物。
[0089]
[0090] 式(蝴~式(巧)中,
[0091] Rie及R"獨立地為碳數1~10的烷基或碳數2~10的締基,在該烷基及締基中, 至少一個-CHz-可經-0-取代,至少一個氨可經氣取代;
[0092] 環E\環E2、環E3及環E4獨立地為1,4-亞環己基、1,4-亞苯基、2-氣-1,4-亞苯 基、2, 5-二氣-1,4-亞苯基或喀晚-2, 5-二基;
[0093] Z"、Z2。及Z U獨立地為單鍵、-CH 2邸2-、-CH = CH-、-C三C-或-C00-。
[0094] 項10.根據項7至項9中任一項所記載的液晶組合物,進一步含有選自式似~ 式(4)所表示的化合物的組群中的至少一種化合物。
[0095]
[0096] 式似~式(4)中,
[0097] Rii為碳數1~10的烷基或碳數2~10的締基,在該烷基及締基中,至少一個氨 可經氣取代,至少一個-C&-可經-0-取代;
[0098] X"為氣、氯、-OCF3、-OCHFz、-CFs、-CHFz、-CHzF、-OCF2CHF2或-OCF2CHFCF3;
[0099] 環B\環B2及環B3獨立地為1,4-亞環己基、至少一個氨可經氣取代的1,4-亞苯 基、四氨化喃-2, 5-二基、1,3-二惡燒-2, 5-二基或喀晚-2, 5-二基;
[0100] 211、2口及2口獨立地為單鍵、-邸2邸2-、-邸=邸-、-(:三(:-、-〇)〇-、-〔尸2〇-、-〇〔尸2-、 -邸2〇-或-(邸2) 4_ ;
[010。L"及LI2獨立地為氨或氣。
[0102] 項11.根據項7至項10中任一項所記載的液晶組合物,進一步含有選自式(5)所 表示的化合物的組群中的至少一種化合物。
[0103]
[0104] 式(5)中.
[010引護為碳數1~10的烷基或碳數2~10的締基,在該烷基及締基中,至少一個氨 可經氣取代,至少一個-C&-可經-0-取代;
[010引 X。為-C三N或-C三C-C三N ;
[0107] 環Cl為1,4-亞環己基、至少一個氨可經氣取代的1,4-亞苯基、四氨化喃-2, 5-二 基、1,3-二惡燒-2, 5-二基或喀晚-2, 5-二基;
[0108] Z"為單鍵、-CH2邸2-、-C三C-、-C00-、-CFzO-、-OCFz-或-邸2〇-;
[0109] L"及LM獨立地為氨或氣;
[0110] i為 1、2、3 或 4。
[0111] 項12.根據項7至項11中任一項所記載的液晶組合物,進一步含有至少一種光學 活性化合物和/或可聚合的化合物。
[0112] 項13.根據項7至項12中任一項所記載的液晶組合物,進一步含有至少一種抗氧 化劑和/或紫外線吸收劑。
[0113] 項14. 一種液晶顯示元件,含有根據項7至項13中任一項所記載的液晶組合物。
[0114] 對本發明的化合物、液晶組合物、液晶顯示元件依次進行說明。
[0115] 1-1.液晶性化合物(1)
[0116] 對本發明的化合物(1)進行說明。化合物(1)的末端基、環結構、結合基等的優選 例及運些基團對物性所帶來的效果也可應用于化合物(1)的下述式。
[0117]
[om] 式(1)中,R破R2獨立地為碳數1~15的烷基,在該烷基中,至少一個-CH廠可 經-0-或-S-取代,至少一個-(邸2) 2-可經-CH=CH-取代。運些基團為直鏈或分支鏈,不 包括環己基那樣的環狀基。該些基團中,直鏈優于分支鏈。
[0119] 締基中的-CH=CH-的優選立體構型(configuration)依存于雙鍵的位置。-CH =C肥&、-邸=C肥2馬、-邸=C肥3&、-邸=C肥4&、-〔2成邸=C肥&及-C2H4CH = C肥2?那 樣的在奇數位上具有雙鍵的締基優選反式構型。-CHzCH=C肥&、-CHzCH=C肥2?及-CHzCH =CHC3H7那樣的在偶數位上具有雙鍵的締基優選順式構型。具有優選立體構型的締基化合 物具有高透明點或液晶相的廣的溫度范圍。在《分子晶體與液晶(Mol.化yst. Liq.化yst.)》 (1985,131,P109)及《分子晶體與液晶(M0I. Cryst. Liq.Cryst.)》(1985,131,P327)中有 詳細說明。
[0120] Ri及R2的優選例為烷基、烷氧基、締基及締氧基。Ri及R2的更優選的例子為烷基、 烷氧基及締基。Ri及R2的最優選的例子為烷基及烷氧基。
[01 21 ]烷基的例子為-邸3、-〔2馬、-〔3&、-(:化、-〔5恥、-(:化3、-〔化5、-(:化7、-(:化9、-〔1化1、-。 品3、-〔12&5、-。;5&7、-。4&9及-C1品1。
[0122] 烷氧基的例子為-0邸3、-OC2H5、-OC3H7、-OC4H9、-OCsHii、-OCeH口、-OCyHis、-OCsHnrOCsH 19、-〇〔1化1、-〇〔1化3、-OCi化5、-OC13H27及-QC1化9。
[0123] 烷氧基烷基的例子為-邸2〇邸3、-邸2〇〔2馬、-邸2〇〔3&、-(邸2)2-〇邸3、-(邸2)2-〇〔2馬、-(邸2)2-OC3H7、-(邸2)廠0邸3、-(邸2)廣0邸3及-(CH2)廣〇邸3。
[0124]締基的例子為-CH =邸2、-CH = C肥&、-CHzCH =邸2、-CH = C肥2馬、-CHzCH = 邸邸3、-(邸2)2-邸=邸2、-邸=(:肥3&、-邸2邸=(:肥化、-(邸2)廠邸=邸邸3及-(邸2)廠邸 =邸2〇
[01巧]締氧基的例子為-OCHzCH=邸2、-OCHzCH=C肥&及-OCH2邸=C肥2馬。
[012引式(1)中,環A\環A2及環A3獨立地為1,4-亞環己基、1,4-亞苯基、至少一個 氨經面素取代的1,4-亞苯基、四氨化喃-2, 5-二基或至少一個氨經面素取代的四氨化 喃-2, 5-二基,運些環中,至少一個-(邸2)2-可經-CH=CH-取代,環A\環A2及環A3的至 少一個為式(A)所表示的環,公及X2獨立地為氨或面素。
[0127]
[012引環A\環A2及環A3的優選例為1,4-亞環己基、1,4-亞環己締基、1,4-亞苯基、 2-氣-1,4-亞苯基、2, 3-二氣-1,4-亞苯基、四氨化喃-2, 5-二基或二氨化喃-2, 5-二基, 至少一個為式(A)所表示的環,Xi及X2獨立地為氨或氣。1,4-亞環己基中,存在順式及反 式的立體構型。從上限溫度高的觀點來看,優選反式構型。
[0129]
[0130] 至少一個氨經面素取代的1,4-亞苯基的優選例為環(A-I)~環(A-17)。為了具 有大的負介電常數各向異性,更優選環(A-1)、環(A-5)、環(A-6)、環(A-7)、環(A-8)、環 (A-9)、環(A-IO)及環(A-Il)。至少一個氨經面素取代的1,4-亞苯基的最優選的例子為環 (A-I)及環(A-6)。
[0131]
[0132] Zi、Z2及Z3獨立地為單鍵、-(甜2)廠、-CH=CH-、-C三C-、-COO-、-OCO-、-邸2〇-、-0邸2 -、-CFzO-、-OCF廠或-CF=CF-。Zi、Z2及Z3 的優選例為單鍵、-(甜2)^、-CH=CH-、-C00-、-0C0-、-甜2〇-、-OCH2-、-CF2O-或-OCF2-。更優選的例子為單鍵、-(甜2) 2-、-CH=CH-、-甜2〇-或-0甜2-。Z\Z2及Z3的最優選的例子為單鍵、-畑2)2-、-邸2〇-或-0邸2-。
[013引 當環Al為 2, 3-二氣-1,4-亞苯基時,Z1優選-(CH2)廠、-CH=CH-、-C三0、-0)0- 、-OCO-、-邸20-、-0邸2-、-CFzO-、-OCFz-或-CF=CF-O
[0134] 式(1)中,a、b及C獨立地為0或1,a、b及C的和為1、2或3。a、b及C的優選 組合為(a=Ub= 0、C=O)及(a=Ub=I、C=O)。
[0135] 1-2.化合物(1)的物性
[013引化合物(1)中,通過適當選擇Ri、R2、環A\環A2、Z破Z2的種類化及a與b的組合, 可任意地調整透明點、光學各向異性、介電常數各向異性等物性。由于化合物的物性并無較 大差異,因此化合物(1)也可較天然存在比的量而更多地含有 2H(気)、"C等同位素。W下 就Ri等的種類對化合物(1)的物性所帶來的主要效果加W說明。
[0137] 當Ri或R2為直鏈時,液晶相的溫度范圍廣,而且粘度小。當Ri或R2為分支鏈時, 與其他液晶性化合物的相容性良好。Ri或R2為光學活性的化合物而適合用作手性滲雜劑 (chiraldopant)。通過將該化合物添加到組合物中,可防止液晶顯示元件中產生的反向扭 轉域(reversetwisteddomain)。Ri或R2并非為光學活性的化合物,因而適合用作組合物 的成分。當Ri或R2為締基時,優選的立體構型依存于雙鍵的位置。具有優選的立體構型 的締基化合物具有小的粘度、高的上限溫度或液晶相的廣的溫度范圍。當Ri或R2為烷氧基 時,具有高的上限溫度。
[0138] 當環A\環A2及環A3的至少一個為1,4-亞苯基或至少一個氨經面素取代 的1, 4-亞苯基時,光學各向異性相對較大,而且取向秩序參數(orientationalorder parameter)相對較大。當環A\環A2及環A3為1,4-亞苯基、至少一個氨經面素取代的 1,4-亞苯基或運些基團的組合時,光學各向異性特別大。當環A\環A2及環A3的至少一個 為2-氣-1,4-亞苯基、2-氯-1,4-亞苯基、2, 3-二氣-1,4-亞苯基、2, 3-二氯-1,4-亞苯 基、2-氯-3-氣-1,4-亞苯基、四氨化喃-2, 5-二基或二氨化喃-2, 5-二基時,負的介電常 數各向異性特別大。
[0139] 當Zi、Z2及Z3的至少一個為單鍵、-CH2邸2-、-CH=CH-或-CFzO-、-OCFz-時,粘度小。 當Zi、Z2及Z3的至少一個為-CH=CH-、-CH2〇-或-〇邸2-時,液晶相的溫度范圍廣,而且彈 性常數(K)大。當Z\Z2及Z3的至少一個為單鍵、-CH=CH-、-C三C-、-C00-、-0C0-或-CF =CF-時,透明點高。當Z\Z2及Z3的至少一個為-CH=CH-、-C三C-或-CF=CF-時, 光學各向異性大。當Z\Z2及Z3的至少一個為-CH2〇-或-0C&-時,負的介電常數各向異性 大。當Z\Z2及Z3均為單鍵、-CH2邸2-、-邸2〇-或-0邸2-時,化學穩定性高。
[0140] 當a、b及C的組合為(a= 1、b= 0、C= 0)、(a= 1、b= 1、C= 0)或(a= 1、 b= 1、C=I),且環A\環A2及環A3的至少一個為2-氣-1, 4-亞苯基、2-氯-1, 4-亞苯 基、2, 3-二氣-1, 4-亞苯基、2, 3-二氯-1, 4-亞苯基、2-氯-3-氣-1, 4-亞苯基、四氨化 喃-2, 5-二基或二氨化喃-2, 5-二基時,負的介電常數各向異性大。
[01川 當a、b及C的組合為(a=l、b=l、c= 0)或(a=l、b=l、c= 1)時,透明點 局。
[0142] 1-3.優選的化合物
[0143] 優選的化合物(1)的例子可舉出項2所記載的化合物(1-1)~化合物(1-3)。
[0144]
[014引式(1-1)~式(1-3)中,
[0146] Ri及R2獨立地為碳數1~15的烷基、碳數1~14的烷氧基、碳數2~15的締基 及碳數2~14的締氧基;
[0147] 環A\環A2及環A3獨立地為1,4-亞環己基、1,4-亞環己締基、1,4-亞苯基、至少 一個氨經面素取代的1,4-亞苯基、四氨化喃-2, 5-二基或二氨化喃-2, 5-二基,至少一個 為式(A)所表示的環,
[014引
[0149] Xi及X2獨立地為氨或氣;
[0150] Zl、z2及z3獨立地為單鍵、-(CH2)2-、-CH=CH-、-C00-、-0C0-、-CH20-、-0CH2-、-CF 2〇-或-OCF廠。
[0151] 化合物(1)中,當環心為式(A)所表示的環時,在X咬X2均為氣的情況下,Zi優 選-(邸2)廠、-CH=CH-、-邸2〇-或-0邸2-。
[0152]
[0153] 化合物(1)的更優選的例子可舉出項5所記載的化合物(l-1-a)、化合物 (l-1-b)、化合物(l-2-a)~化合物(l-2-k)、化合物(l-2-m)、化合物(l-3-a)~化合物 (l-3-k)及化合物(l-3-m)~化合物(l-3-t)。
[0156] 化合物(1-1-a)、化合物(1-1-b)、化合物(1-2-a)~化合物(1-2-k)、化合物 (l-2-m)、化合物(l-3-a)~化合物(l-3-k)及化合物(l-3-m)~化合物(l-3-t)中,
[0157] Ri及R2獨立地為碳數1~10的烷基、碳數1~9的烷氧基、碳數2~10的締基 及碳數2~9的締氧基;
[0158] ~ys獨立地為氨或氣。
[0159] 1-4.化合物(1)的合成
[0160] 對化合物(1)的合成法進行說明。化合物(1)可通過將有機合成化學的方法 適當組合而合成。在起始物質中導入目標末端基、環及結合基的方法是記載在《有機合 成(Organic Syntheses)》(約翰威利父子公司(John Wiley&Sons,Inc))、《有機反應 (Organic Reactions)》(約翰威利父子公司(John Wiley&Sons, Inc))、《綜合有機化學 (Comprehensive Organic Synthesis)》(培格曼出版社(Pergamon Press))、《新實驗化學 講座》(丸善)等成書中。
[0161] 1-4-1.結合基的生成
[0162] 生成化合物(1)中的結合基的方法的例子如下述流程。在該流程中,MSGi(或MSG2) 為具有至少一個環的一價有機基。多個MSGi(或MSG2)所表示的一價有機基可相同,或也可 不同。化合物(IA)~化合物(IG)相當于化合物(1)或化合物(1)的中間體。
[0163]
[0165] (I)單鍵的生成
[0166] 使芳基棚酸(21)與化合物(22)在碳酸鹽、四(S苯基麟)鈕催化劑的存在下反 應,合成化合物(IA)。也可使正下基裡、然后氯化鋒與化合物(23)反應,在二氯雙苯基 麟)鈕催化劑的存在下使化合物(22)反應,而合成所述化合物(IA)。
[0167] (II) -COO-及-OCO-的生成
[0168] 使正下基裡、然后二氧化碳與化合物似)反應,獲得簇酸(24)。使 該簇酸(24)與由化合物(21)所衍生的苯酪(25)在1,3-二環己基碳 二亞胺(1,3-Dicyclohe巧Icarbodiimide,DCC)及 4-二甲基氨基[I比晚 (4-Dimethylaminopy;ridine,DMAP)的存在下脫水,合成具有-COO-的化合物(1B)。通過該 方法,也合成具有-OCO-的化合物。
[0169] (III) -CFzO-及-OOV的生成
[0170] 利用勞森試劑化awesson'Sreagent)將化合物(IB)硫化,獲得化合物(26)。 利用氣化氨化晚錯合物及N-漠下二酷亞胺(N-bromo