本發(fā)明涉及化合物及包含該化合物的的液晶組合物，特別是涉及一種具有雙二氫茚(biindane)核心結(jié)構(gòu)的化合物及包含該化合物的液晶組合物。
背景技術(shù)：
：近年來，具有末端反應(yīng)官能基的化合物已逐漸應(yīng)用于液晶顯示設(shè)備的工藝，例如作為光學(xué)膜或液晶組成物的材料之一。舉例來說，具有末端反應(yīng)官能基的化合物可應(yīng)用在增亮膜或配向膜的制備中，或是應(yīng)用于膽固醇液晶配方中。然而，由于結(jié)構(gòu)上的差異，使得大部份傳統(tǒng)具有末端反應(yīng)官能基的化合物在液晶組成物中的溶解度不佳，且所得的液晶組成物的成膜性差。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明一實施例提供一種化合物，該化合物具有式(I)所示結(jié)構(gòu)：Za和Zb各自獨立為A1、A2、A3和A4各自獨立為Z1、Z2、Z3和Z4各自獨立為單鍵、R獨立為氫或C1-4烷基；R1和R2各自獨立為-O-(CH2)n-、-CH＝CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH＝CH-、-CH＝CH-或-C≡C-；n是1至6的整數(shù)；B1和B2各自獨立為以及，R3是氫或甲基。根據(jù)本發(fā)明另一實施例，本發(fā)明還提供一種液晶組合物，包含：100重量份的液晶主體；以及，0.1-50重量份的上述化合物。具體實施方式本發(fā)明公開了一種化合物及包含其的液晶組合物。本發(fā)明所述化合物由于特定的化學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計，因此可展現(xiàn)出高螺旋扭轉(zhuǎn)力(HTP)值、在液晶配方中具有良好的溶解度、穩(wěn)定的溫度相關(guān)性、波長相對于光照時間變化較緩、可精準(zhǔn)調(diào)控膽固醇液晶彩色化波長和使膽固醇液晶在周圍環(huán)境下穩(wěn)定性佳等特性，使膽固醇液晶應(yīng)用更為廣泛。根據(jù)本發(fā)明實施例，本發(fā)明所述化合物可具有式(I)所示結(jié)構(gòu)：Za和Zb各自獨立為A1、A2、A3和A4各自獨立為Z1、Z2、Z3和Z4各自獨立為單鍵、R獨立為氫或C1-4烷基；R1和R2各自獨立為-O-(CH2)n-、-CH＝CH-(CH2)2-、-(CH2)2-CH＝CH-、-CH＝CH-或-C≡C-；n是1至6的整數(shù)；B1和B2各自獨立為以及R3是氫或甲基。式(I)化合物中雙二氫茚(biindane)核心結(jié)構(gòu)可為左旋(S-form)或右旋(R-form)。根據(jù)本發(fā)明實施例，本發(fā)明所述化合物導(dǎo)入碳酸酯基(carbonateester、)來連接側(cè)鏈。舉例來說，該化合物可具有式(II)所示結(jié)構(gòu)其中，A1、A2、A3、A4、Z1、Z2、Z3、Z4、R、R1、R2、B1和B2的定義與上述相同。舉例來說，該化合物例如可以是式(II)化合物中雙二氫茚核心結(jié)構(gòu)為左旋或右旋。根據(jù)本發(fā)明實施例，本發(fā)明所述的化合物可具有式(III)所示結(jié)構(gòu)：其中，A1、A2、A3、A4、Z1、Z2、Z3、Z4、R、R1、R2、B1和B2的定義與上述相同。舉例來說，該化合物例如可以是式(III)化合物中雙二氫茚核心結(jié)構(gòu)為左旋或右旋。根據(jù)本發(fā)明實施例，本發(fā)明所述的化合物可具有式(IV)或式(V)所示結(jié)構(gòu)：其中，A1、A2、A3、A4、Z1、Z2、Z3、Z4、R、R1、R2、B1和B2的定義與上述相同。舉例來說，該化合物例如可以是在式(IV)或式(V)的化合物中，雙二氫茚核心結(jié)構(gòu)為左旋或右旋。根據(jù)本發(fā)明其他實施例，本發(fā)明所述的化合物亦可具有式(VI)或式(VII)所示結(jié)構(gòu)：其中，A1、A2、A3、A4、Z1、Z2、Z3、Z4、R、R1、R2、B1和B2的定義與上述相同。舉例來說，該化合物例如可以是在式(VI)或式(VII)的化合物中，雙二氫茚核心結(jié)構(gòu)為左旋或右旋。根據(jù)本發(fā)明實施例，本發(fā)明還提供一種液晶組合物，包括：(a)100重量份的液晶主體；以及，(b)0.1-50重量份的具有式(I)結(jié)構(gòu)的化合物。舉例來說，該具有式(I)結(jié)構(gòu)的化合物可以是約0.1-30重量份或0.1-25重量份。本發(fā)明的化合物可作為光應(yīng)答型的旋光性添加劑，添加至向列相(nematic)液晶、近晶相(smectic)液晶或碟型(discotic)液晶。在一實施例中，可添加在向列相液晶中形成膽固醇液晶配方，作為光寫入型膽固醇液晶顯示器的應(yīng)用。所使用的液晶主體可含有或不含有可聚合官能團(tuán)(polymerizablegroup)。此外，本發(fā)明的液晶組成物還可視需要加入可聚合單體、聚合引發(fā)劑、粘結(jié)樹脂(binderresin)、溶劑、表面活性劑、增粘劑、聚合反應(yīng)抑制劑、紫外光吸收劑或其它的旋光性添加劑。根據(jù)本發(fā)明實施例，可聚合單體可以是具有不飽和雙鍵的化合物，例如：季戊四醇四丙烯酸酯(pentaerythritoltetraacrylate)、雙季戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritolhexaacrylate)或其衍生物。聚合引發(fā)劑例如可以是2,4-雙(三氯甲基)-6-對甲氧基苯基-S-三嗪(p-methoxyphenyl-2,4-bis(trichloromethyl)-s-triazine)、4，4′-二(N,N-二甲氨基)二苯甲酮(4,4′-bis(N,N-dimethylamino)benzophenone)、苯甲基二甲基縮酮(Benzyldimethylketal)或硫雜蒽酮胺(thioxanthoneamine)。粘結(jié)樹脂可以是聚苯乙烯化合物(例如聚苯乙烯、或聚α甲基苯乙烯)、纖維素樹脂(例如甲基纖維素、乙基纖維素或乙酰纖維素)、縮醛樹脂(例如聚乙烯醇縮甲醛或聚乙烯醇縮丁醛)。表面活性劑例如可以是非離子型表面活性劑。為提高液晶組合物的保存性，可添加聚合反應(yīng)抑制劑，其中該聚合反應(yīng)抑制劑例如可以是氫醌(hydroquinone)、氫醌單甲醚(hydroquinonemonomethylether)、吩噻嗪(phenothiazine)或苯醌(benzoquinone)。適用的溶劑例如可以是2-丁酮、環(huán)己酮、二氯甲烷或氯仿。根據(jù)本發(fā)明實施例，由于所述化合物導(dǎo)入碳酸酯基(carbonateester、)來連接側(cè)鏈，可提升螺旋扭轉(zhuǎn)力(HTP)、改善電壓維持率(voltageholdingratio)、增加在液晶配方中的溶解度且延長在低溫下析出的時間。為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉多個實施例及比較實施例，作詳細(xì)說明如下：化合物的制備實施例1將10克的化合物1(0.038mol)加入一反應(yīng)瓶中。接著，加入20mL的氯化亞砜(SOCl2)至反應(yīng)瓶中，并加熱至80℃回流。待化合物1完全溶解后，再回流30分鐘。接著，待降至室溫(25℃)時，完全移除氯化亞砜(SOCl2)。在冰浴(0℃)下加入40mL的四氫呋喃(THF)，得到一第一溶液。接著，另取一反應(yīng)瓶，加入8.88克對環(huán)己二醇(1,4-Cyclohexanediol)(0.076mol)、7.68克的三乙胺(triethylamine)(0.076mol)、0.93克的4-二甲氨基吡啶(4-dimethylaminopyridine、DMAP)(0.0076mol)、以及50mL的四氫呋喃(THF)，得到一第二溶液。接著，在冰浴(0℃)，將第一溶液逐滴滴入第二溶液中。完全加入后，在冰浴下攪拌30分鐘，并在室溫(25℃)下再攪拌1小時。接著，將四氫呋喃(THF)移除，并加入100mL的二氯甲烷(CH2Cl2)。在超聲波震蕩30分鐘后，加入50mL的鹽酸水溶液(5wt％)。經(jīng)萃取后，收集有機(jī)層并以硫酸鎂除水。抽干溶劑后，加入10mL四氫呋喃(THF)。接著，加入200mL的甲醇使固體析出，進(jìn)行過濾并收集濾液。將所得濾液進(jìn)行濃縮后，得到化合物2(褐紅液體)，產(chǎn)率：55％。上述反應(yīng)的反應(yīng)式如下所示：接著，將8.0克的化合物2(0.022mol)、0.6克的吡啶(pyridine)、及40mL的二氯甲烷(CH2Cl2)加入一反應(yīng)瓶中。接著，在冰浴(0℃)下緩慢加入2克的三光氣(triphosgene)(溶于10mL的二氯甲烷中)。攪拌1小時后，得到一第三溶液。接著，另取一反應(yīng)瓶，加入1.5克化合物3(結(jié)構(gòu)為左旋)(0.006mol)、0.6克三乙胺(triethylamine)(0.006mol)、0.01克4-二甲氨基吡啶(4-dimethylaminopyridine、DMAP)(0.0006mol)、以及50mL四氫呋喃(THF)，得到一第四溶液。接著，在冰浴下，將第三溶液逐滴滴入冰浴的第四溶液。完全加入后，在冰浴攪拌30分鐘，并在室溫(25℃)下再攪拌1小時。接著，將四氫呋喃(THF)移除，并加入100mL的二氯甲烷(CH2Cl2)。在超聲波震蕩30分鐘后，加入50mL的鹽酸水溶液(5wt％)。經(jīng)萃取后，收集有機(jī)層并以硫酸鎂除水。抽干溶劑后，加入10mL四氫呋喃(THF)。接著，加入200mL的甲醇使固體析出，進(jìn)行過濾并收集濾液。將所得濾液進(jìn)行濃縮后，得到旋光性化合物1，產(chǎn)率51％。上述反應(yīng)的反應(yīng)式如下所示：利用核磁共振光譜分析旋光性化合物1，所得的光譜信息如下：1HNMR(300MHz，CDCl3)：1.27-1.31(m，8H)，1.43(s，8H)，1.91(s8H)，2.30-2.38(m,4H)，3.1(d，J＝2.75Hz，4H)，4.06(d，J＝4.4Hz，4H)，4.25-4.27(d，J＝5.6Hz，4H)4.52(m,2H)，5.02(m，2H)，5.83-5.85(d，J＝10.3Hz，2H)，6.11-6.16(dd，J＝8.4，10.4Hz2H)，6.40-6.44(d，J＝17.34Hz，2H)，6.90-6.92(d，J＝8.6Hz，4H)，7.00-7.02(d，J＝7.9Hz，2H)，7.15-7.17(d，J＝8.1Hz，2H)，7.23-7.25(d，J＝8.0Hz，2H)，7.97-7.98(d，J＝8.5Hz，4H)。實施例2將10克的化合物1(0.038mol)加入一反應(yīng)瓶中。接著，加入20mL的氯化亞砜(SOCl2)至反應(yīng)瓶中，并加熱至80℃回流。待化合物1完全溶解后，再回流30分鐘。接著，待降至室溫(25℃)時，完全移除氯化亞砜(SOCl2)。在冰浴(0℃)下加入40mL的四氫呋喃(THF)，得到一第一溶液。接著，另取一反應(yīng)瓶，加入8.33克對苯二酚(0.076mol)、7.68克的三乙胺(triethylamine)(0.076mol)、0.93克的4-二甲氨基吡啶(4-dimethylaminopyridine、DMAP)(0.0076mol)、以及50mL的四氫呋喃(THF)，得到一第二溶液。接著，在冰浴(0℃)，將第一溶液逐滴滴入第二溶液中。完全加入后，在冰浴下攪拌30分鐘，并在室溫(25℃)下再攪拌1小時。接著，將四氫呋喃(THF)移除，并加入100mL的二氯甲烷(CH2Cl2)。在超聲波震蕩30分鐘后，加入50mL的鹽酸水溶液(5wt％)。經(jīng)萃取后，收集有機(jī)層并以硫酸鎂除水。抽干溶劑后，加入10mL四氫呋喃(THF)。接著，加入200mL的甲醇使固體析出，進(jìn)行過濾并收集濾液。將所得濾液進(jìn)行濃縮后，得到化合物4(褐紅液體)，產(chǎn)率：56％。上述反應(yīng)的反應(yīng)式如下所示：接著，將5.3克的化合物4(0.015mol)、0.6克的吡啶(pyridine)、及40mL的二氯甲烷(CH2Cl2)加入一反應(yīng)瓶中。接著，在冰浴(0℃)下緩慢加入2克的三光氣(triphosgene)(溶于10mL的二氯甲烷中)。攪拌1小時后，得到一第三溶液。接著，另取一反應(yīng)瓶，加入1.5克化合物3(結(jié)構(gòu)為左旋)(0.006mol)、0.6克三乙胺(triethylamine)(0.006mol)、0.01克4-二甲氨基吡啶(4-dimethylaminopyridine、DMAP)(0.0006mol)、以及50mL四氫呋喃(THF)，得到一第四溶液。接著，在冰浴下，將第三溶液逐滴滴入冰浴的第四溶液。完全加入后，在冰浴攪拌30分鐘，并在室溫(25℃)下再攪拌1小時。接著，將四氫呋喃(THF)移除，并加入100mL的二氯甲烷(CH2Cl2)。在超聲波震蕩30分鐘后，加入50mL的鹽酸水溶液(5wt％)。經(jīng)萃取后，收集有機(jī)層并以硫酸鎂除水。抽干溶劑后，加入10mL四氫呋喃(THF)。接著，加入200mL的甲醇使固體析出，進(jìn)行過濾并收集濾液。將所得濾液進(jìn)行濃縮后，得到旋光性化合物2，產(chǎn)率75％。上述反應(yīng)的反應(yīng)式如下所示：利用核磁共振光譜分析旋光性化合物2，所得的光譜信息如下：1.95(s8H)，2.33-2.41(m,4H)，3.3(d，J＝2.75Hz,4H)，4.01(d，J＝4.4Hz，4H)，4.21-4.24(d，J＝5.5Hz，4H)，5.80-5.83(d，J＝10.1Hz，2H)，6.11-6.16(dd，J＝8.4，10.4Hz，2H)，6.40-6.44(d，J＝17.34Hz，2H)，6.90-6.92(d，J＝8.6Hz，4H)，6.96-6.99(d，J＝8.8Hz，4H)，7.00-7.02(d，J＝7.9Hz，2H)，7.02-7.04(d，J＝8.8Hz，4H)，7.15-7.17(d，J＝8.1Hz，2H)，7.23-7.25(d，J＝8.0Hz，2H)，7.97-7.98(d，J＝8.5Hz，4H)。測量旋光性化合物1(由實施例1制備)及旋光性化合物2(由實施例2制備)的螺旋扭轉(zhuǎn)力(helicaltwistingpower、HTP)值，結(jié)果如表1所示。表1旋光性化合物1旋光性化合物2HTP(μm-1)4585由表1可得知，本發(fā)明所述具有式(I)結(jié)構(gòu)的化合物具有較高的螺旋扭轉(zhuǎn)力值，在達(dá)到相同螺距條件下使添加量減少，進(jìn)而降低驅(qū)動電壓，影響液晶程度較小且成本更低。液晶組合物及其性質(zhì)測量實施例3將0.01克旋光性化合物1配置于4.99克負(fù)型液晶主體(Δn＝0.1，Δε＝-2.1，粘度為20mPa·s)，中測量其電壓維持率(VHR)及低溫保存析出時間，結(jié)果如表2所示。表2由表2可知，本發(fā)明所述化合物添加到液晶組合物中，可使該液晶組合物具有良好的電壓維持率(VHR)(≥95％)，對于需要考慮電壓維持率的主動數(shù)組液晶顯示組件來說，可幫助提高其畫面對比與降低其影像殘留。此外，本發(fā)明所述化合物在低溫下也不易析出。實施例4溶解度(wt％)將旋光性化合物1及將旋光性化合物2分別加入液晶主體中(所使用的液晶主體為IBL-087)，并逐漸增加化合物的添加量，觀察旋光性化合物1及旋光性化合物2的最大添加重量百分比(由瓶壁上是否有析出的單體來判斷)。結(jié)果如表3所示：表3旋光性化合物1旋光性化合物2溶解度(wt％)16wt％17wt％由表3可知，本發(fā)明所述化合物添加到液晶組成物中，具有高的溶解度(可添加至15wt％以上)。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3