一種菲啶酮結(jié)構(gòu)的雜環(huán)可聚合液晶化合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可聚合液晶化合物、可聚合液晶化合物的制備方法及其在光學(xué)膜 中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 可聚合液晶化合物因為其獨特的液體流動性和晶體有序性，在特定光學(xué)膜如裸眼 3D的柱狀透鏡膜（LenticularLens)、光學(xué)延遲膜（Retarder)、圖案化延遲膜（Patterned Retarder)等領(lǐng)域發(fā)揮著積極的作用。
[0003] 延遲膜可以實現(xiàn)各種偏振態(tài)之間的轉(zhuǎn)換、偏振面的旋轉(zhuǎn)，以及各類偏振光的調(diào)制， 在光纖通訊、光彈力學(xué)、光學(xué)精密測量，以及平板顯示的光學(xué)補償?shù)阮I(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 特別是在液晶顯示的光學(xué)補償方面，發(fā)揮著越來越重要的作用。例如，對被動矩陣垂直配 向液晶顯示器而言，在不加電場、光線斜入射的情況下，由于入射光通過液晶層時夾角的存 在，會產(chǎn)生一定的相位延遲，此時，采用延遲膜便可有效地補償由斜入射引起的相位延遲， 遏制斜視角漏光，從而改善液晶顯示器的視角特性，因為高折射率可以顯著降低膜厚，便于 光學(xué)設(shè)計，降低薄膜成本，所以光學(xué)延遲膜方面，對高折射率有極大的需求。另外，對彩色液 晶顯示而言，是通過對RGB三基色的調(diào)制實現(xiàn)顯示，不僅要精確控制延遲量，對延遲膜的色 散性能也有嚴(yán)格的要求，延遲膜的色散性能對彩色液晶顯示的有顯著影響。
[0004] 關(guān)于高折射率的非可聚合液晶，已經(jīng)有很多的科研工作，如張智勇等人（高雙折 射液晶化合物的研究進展，液晶與顯示，2014, 29, 873-880)中綜述了高雙折射液晶化合的 進展，提到高雙折射率的液晶，結(jié)構(gòu)如下所示，其中主要包括中心基團（液晶基團）和側(cè)位 基團。中心基團主要由環(huán)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，如苯環(huán)、萘環(huán)或環(huán)己烷等，環(huán)狀結(jié)構(gòu)之間可以引入橋 連基團，環(huán)上可以引入側(cè)位基團。
[0005]
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[0008] 非液晶領(lǐng)域的高折射率樹脂，常采用加入無機化合物和含芴基團或含硫原子提高 折射率。但無機化合物在液晶中會對液晶產(chǎn)生不良影響，含硫原子合成時異味很大，不利于 其中，SL和SR分別為左邊和右邊基團，RL和RR分別為左邊和右邊環(huán)基團，M為橋 連基團。 2 何軍等人（快速高雙折射率向列相液晶的分子設(shè)計與模擬計算，液晶與顯示， 2009, 24, 15-21)提供了一整套利用半經(jīng)驗量子化學(xué)算法，可以通過模擬計算得到液晶材料 的An〇 工業(yè)化生產(chǎn)。
[0009] 常規(guī)的可聚合液晶，折射率在0. 15左右?，F(xiàn)有的高折射率可聚合液晶，多含有炔 鍵和氰基，容易引起黃變和粘度過高。因此，特別需要一種新的不含炔鍵和氰基的可聚合液 晶，滿足光學(xué)膜的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明目的：本發(fā)明的發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的諸多不足，提供一種含雜環(huán) 的高折射率可聚合液晶化合物。本發(fā)明的另一目的是提供一種含雜環(huán)的可聚合液晶化合物 的制備方法。本發(fā)明的再一目的是提供一種含雜環(huán)的可聚合液晶化合物的用途。
[0011] 技術(shù)方案：為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種雜環(huán)可聚合液晶化合物，該液 晶化合物具有通式I菲啶酮結(jié)構(gòu)：
[0012]
[0013] 其中，
[0014] &為氫或碳原子數(shù)為1-6的烷基，或者可被甲基單取代或多取代的芳香烴；
[0015] r2為氫或甲基；
[0016] X為單鍵或羰基；
[0017] Z為-C00-或-0C0-;
[0018] m為0或 1;
[0019] n為1至11的整數(shù)。
[0020] 在本發(fā)明的一些實施方案中，所述通式I的化合物選自通式I-1所示化合物組 成的組：
[0021]
[0022] 其中，
[0023] &為氫或碳原子數(shù)為1-6的烷基；
[0024] R2為氫或甲基；
[0025] X為單鍵或羰基；
[0026] m為 0 或 1 ;
[0027] n為1至11的整數(shù)。
[0028] 在本發(fā)明的一些實施方案中，所述通式I的化合物選自由通式I-2所示化合物 組成的組：
[0029]
[0030] 其中，
[0031] R2為氫或甲基；
[0032] n為1至11的整數(shù)。
[0033] 在本發(fā)明的一些優(yōu)選實施方案中，所述通式I-1的化合物選自由通式I-1-1至 I-1-6所示化合物組成的組：
[0034]
[0035]
[0038] 在本發(fā)明的一些優(yōu)選實施方案中，所述通式I-2的化合物選自由通式I-2-1至 I-2-4所示化合物組成的組：
[0039] L/1N丄UD丄O丄A / w i - U/ O
[0042] 通式I-1合成路線如下所示：
[0043]
[0044] 其中，&為氫或碳原子數(shù)為1-6的烷基；R2為氫或甲基；X為單鍵或羰基；m為0或 1 ;n為1至11的整數(shù)。
[0045] 將一定摩爾比的A和B加入到反應(yīng)容器中，同時加入相應(yīng)的阻聚劑（如對苯二 酚），催化劑（如對甲苯磺酸）和溶劑（如苯及其取代苯類溶劑），回流反應(yīng)即可得到粗產(chǎn) 物I-1，經(jīng)過過柱提純，即可得到精制的產(chǎn)物I-1。
[0046] 通式I-2合成路線如下所示：
[0047] (
[0048] 其中，R2為氫或甲基；n為1全11的整數(shù)。
[0049] 將一定摩爾比的C和D加入到反應(yīng)容器中，同時加入相應(yīng)的阻聚劑（如對苯二 酚），催化劑（如對甲苯磺酸）和溶劑（如苯及其取代苯類溶劑），回流反應(yīng)即可得到粗產(chǎn) 物I-2,經(jīng)過過柱提純，即可得到精制的產(chǎn)物I-2。
[0050] 本發(fā)明還提供了一種上述具有通式I的化合物在平板顯示、柔性顯示和功能光學(xué) 膜領(lǐng)域中的應(yīng)用。
【具體實施方式】
[0051] 以下將結(jié)合具體實施方案來說明本發(fā)明。需要說明的是，下面的實施例為本發(fā)明 的示例，僅用來說明本發(fā)明，而不用來限制本發(fā)明。
[0052] 本發(fā)明中母體液晶選取的是江蘇和成顯示科技股份有限公司生產(chǎn)的編號為 TS023-102的商品液晶。將所得的化合物以20%的重量比例溶解于母體中，利用阿貝折射 儀對其n。和I進行測量，并計算An，再根據(jù)母體中組合物的比例，按照線性關(guān)系外推出聚 合性液晶組合物的雙折射率An(25°C，589nm)。其中11。和ne需要調(diào)節(jié)目鏡角度，兩者相差 90° ,An=ne-n0〇
[0053]實施例1 [0054]
[0055] 將1.lmmol的化合物A1和lmmol的化合物B1加入到50mL前形瓶中，加入0.lmmol 的對苯二酸，lmmol的對甲苯磺酸，20mL甲苯溶液，115°C回流反應(yīng)4小時。產(chǎn)物經(jīng)乙酸乙酯 萃取，過柱得0. 22克淡黃色化合物1-1-1。