一种稳定蓝相液晶用聚合物单体及合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于液晶材料与显示领域，涉及一种能增大聚合物稳定蓝相克尔系数的单 体及合成方法。 技术背景
[0002] 近年来由于蓝相液晶具有大的克尔效应，在快速响应的显示器件领域中掀起一股 研究蓝相的热潮。聚合物稳定蓝相液晶为新一代的液晶显示（LCD)提供了新的思路。聚 合物稳定蓝相液晶具有以下优点：（1)蓝相液晶是通过形变来驱动光路的改变的，而非向 列相液晶采用的分子的转动方式，具有亚毫秒的响应时间，在场序彩色显示模式显示器的 分辨率和光学效率是采用向列相液晶的模式的3倍；（2)蓝相液晶同向列相液晶相比不需 要取向排列，也就不再需要取向层，可以大大简化显示器制备工艺流程，降低工艺成本和材 料成本；⑶同传统的向列相液晶相比，蓝相液晶在暗场时光学上是各向同性的，所以视角 大，并且非常对称，可以实现真正的宽视角；(4)在液晶盒的厚度大于一定值的情况下，其 透明度对液晶盒的厚度不敏感，所以特别适于制作大尺寸显示屏。蓝相实用化面临温域过 窄、磁滞效应、和驱动电压过高这三个主要问题，其中前两个问题由于聚合物稳定蓝相的出 现，已基本得到解决。因而蓝相液晶驱动电压过高成为研究人员急需解决的问题，对蓝相液 晶实用化有着重要的意义和价值。
【发明内容】
[0003] 为了解决现有技术的不足和缺陷，本发明提供一种稳定蓝相液晶用聚合物单体及 合成方法。
[0004] 聚合物稳定蓝相液晶所用单体的分子结构对液晶的性能有着重要的影响，研究表 明含有手性的聚合物单体能够显著增大克尔系数从而降低驱动电压。另外使用交联剂或增 大聚合物单体浓度可以降低滞后效应。本发明将手性中心和多烯键结构引入聚合单体分子 结构中，聚合后可增大克尔系数降低驱动电压并且减小磁滞效应。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：一种稳定蓝相液晶用过聚合物单 体，结构通式如下：
[0006]
[0007] 其中，A爻 m为
.， 1 或 2,η为 1-3。
[0008] 所述聚合单体具体结构表述如下：
[0009]
[0011]
[0012] 本发明还提供了上述聚合物单体的合成方法，该方法的反应过程如下所示：
[0013]
[0014；
[0015] 具体步骤为：
[0016] (1)化合物E和氯甲基乙醚在三乙胺的作用下缩合生成化合物F。
[0017] (2)化合物F与酸在脱水剂DCC催化剂DMAP作用下脱水缩合形成酯G。
[0018] (3)化合物G受盐酸的作用脱掉醚保护成为羧酸H。
[0019] (4)羧酸Η同含有两个羟基的化合物A在DCC，DMAP作用下缩合形成目标产物I。
【具体实施方式】
[0020] 需要是说明的是，以下给出的实施例将有助于理解本发明，本发明不限于这些实 施例。
[0021] 实施例1 :
[0022] 化合物1的合成路线如下：
[0023]
[0025]步骤1:化合物F1的合成
[0026] 在1L三口瓶上，依次装上搅拌器、温度计，氮气置换体系后，在氮气保护下加入 43g化合物El，23g三乙胺，400ml二氯甲烷，在冰水浴中搅拌半小时。然后滴加22. 5g氯甲 基乙醚。保温半小时，而后加入l〇ml浓盐酸，搅拌lOmin，随后加入30ml饱和NaHC03溶液， 500ml水搅拌静置后分液。水相用二氯甲烷萃取，合并有机相，水洗至中性，干燥有机相，过 滤，浓缩得到粗品，用二氯甲烷重结晶后的到48g的F1，收率：87%，LC:99%。
[0027] 步骤2:在1L三口瓶上，依次装上搅拌器、温度计，氮气置换体系后，在氮气保护下 依次加入化合物Fl:48g，DMAP:1.2g，DCC:43g，化合物Sl:30g，二氯甲烷500ml，室温下搅 拌20小时后过滤，反复水洗后干燥，浓缩，得粘稠状流质67g，收率96%
[0028] 步骤3 :在1L三口瓶上，依次装上搅拌器、温度计，再加入化合物G1 :67g，乙醇： 500ml，浓盐酸：25ml.室温下搅拌6h.依次用饱和似!10)3溶液300ml，饱和食盐水300ml，饱 和食盐水300ml，水300ml，洗涤后干燥过滤，浓缩纯化后得到57gH1，LC:97%，收率，99%。
[0029]步骤 4:
[0030]在1L三口瓶上，依次装上搅拌器、温度计，氮气置换体系后，在氮气保护下加入化 合物II:43.4g，DMAP:L2g，DCC:23g，异山梨醇：7.3g，二氯甲烷：500ml。室温下搅拌 20h 后过滤。滤液依次用稀盐酸溶液（300ml, 1M),饱和碳酸氢钠溶液（300ml*2)，饱和食盐水 (300ml*2)，去离子水（300ml*2)洗涤，干燥，过滤，浓缩后的粗产品。粗产品用重结晶后得 到化合物7,32.48，1^(：:96%，收率83%。
[0031] 实验结果如下：
[0032] 核磁氢谱和红外数据
[0033] 产品的iNMR，以及FTIR见附图1，附图2。
[0034] 实施例2:
[0035] 化合物2的合成路线如下：
[0036]
[0037]
[0038] 步骤一：化合物F1的合成
[0039] 在1L三口瓶上，依次装上搅拌器、温度计，氮气置换体系后，在氮气保护下加入化 合物El:43g，三乙胺：23g，二氯甲烷：400ml后于冰水浴搅拌半小时。然后滴加氯甲基乙醚： 22. 5g，滴加的过程中保持体系温度不高于4°C。滴加完后保温半小时，而后加入10ml浓盐 酸，搅拌l〇min，随后加入30ml饱和NaHC03溶液，500ml水搅拌静置后分液。水相用二氯甲 烷萃取，合并有机相，水洗至中性，干燥有机相，过滤，浓缩的到粗品，用二氯甲烷重结晶后 得到 48gF1，LC:99%，收率 87%
[0040] 步骤2 :在1L三口瓶上，依次装上搅拌器、温度计，氮气置换体系后，在氮气保护下 依次加入化合物Fl:48g，DMAP:1.2g，DCC:43g，化合物S2:42. 5g，二氯甲烷500ml，室温下 搅拌20小时后过滤，反复水洗后干燥，浓缩，得粘稠状流质78g，收率93%。
[0041] 步骤3 :在1L三口瓶上，依次装上搅拌器、温度计，再加入G2 :78g，乙醇：500ml，浓 盐酸：25ml.室温下搅拌6h.依次用饱和似!10)3溶液300ml，饱和食盐水300ml，饱和食盐水 300ml，水300ml，洗涤后干燥过滤，浓缩纯化后得到66g的H2,LC:97 %。收率83 %。
[0042]步骤 4:
[0043] 在1L三口瓶上，依次装上搅拌器、温度计，氮气置换体系后，在氮气保护下加入 化合物478!12,0嫩？ ：1.28,0〇：:238，异山梨醇：7.38，二氯甲烷：5001111。室温下搅拌2011 后过滤。滤液依次用稀盐酸溶液（300ml, 1M),饱和碳酸氢钠溶液（300ml*2)，饱和食盐水 (300ml*2)，去离子水（300ml*2)洗涤，干燥，过滤，浓缩后的粗产品。粗产品重结晶后得到 产品i2,33.6g，LC:97%，收率 75%。
[0044] 实验结果如下：
[0045] 核磁氢谱和红外数据
[0046] 产品的iNMR，以及FTIR见附图3,附图4。
[0047] 实施例3:
[0048] 参照实施例1，将步骤3中的化合物S1换为2-(丁 -3-烯-1-基）己-5-烯酸，其 他原料与操作相同，得到以下化合物
[0049]
[0050] 实施例4~9 :
[0051] 参照实施例1~3,将步骤1中的4' -羟基-4-联二苯羧酸依次替换为对羟基苯甲 酸，4-羟基环己烷-1-羧酸，其它步骤不变，通过同样的操作可以得到以下化合物。
[0052]
[0053]
[0054] 头她1列川~Z丄：
[0055] 参照实施例1~3,将步骤1中的4' -羟基-4-联二苯羧酸依次替换为对羟基苯甲 酸，4-羟基环己烷-1-羧酸和4' -羟基-[1，Γ-双（环己烷）]-4-羧酸；异山梨醇替换为 R-联萘酚。其它步骤不变，通过同样的操作可以得到以下化合物。
[0056]
【主权项】
1. 一种稳定蓝相液晶用聚合物单体化合物，其特征在于通式结构为：其中A为异山梨醇或R-联萘酚，B为苯环或者环己烷，m的取值为1或2, η为1-3。2. 如权利要求1所述的稳定蓝相液晶用聚合物单体化合物，其特征在于，所述B为苯 环，A为异山梨醇或R-联萘酸，m为1或2, η为1~3。3. -种如权利要求1所述稳定蓝相液晶用聚合物单体化合物的合成方法，其特征在于 合成路线如下：具体合成步骤为： (1) 化合物E和氯甲基乙醚在三乙胺的作用下缩合生成化合物F ; (2) 化合物F与酸在脱水剂DCC催化剂DMP作用下脱水缩合形成酯G ; (3) 化合物G受盐酸的作用脱掉醚保护成为羧酸H ; (4) 羧酸H同含有两个羟基的化合物A在DCC，DMP作用下缩合形成目标产物I。
【专利摘要】本发明公开了一种稳定蓝相液晶用聚合物单体化合物及其合成方法，能增大聚合物稳定蓝相克尔系数，该液晶单体化合物的结构通式如下：其中A为异山梨醇或R-联萘酚，B为苯环或者环己烷，m的取值为1或2，n为1-3。与以往的聚合物稳定蓝相液晶聚合物单体端基的烯键相比引入了双烯键，聚合性能更好，原料易得，合成路线简单，适宜规模化生产。
【IPC分类】C07C69/86, C07D493/04, C07C69/757, C07C67/08
【公开号】CN105348295
【申请号】CN201510621355
【发明人】李江伟, 杜渭松, 高嫒嫒, 别国军
【申请人】西安近代化学研究所
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年9月25日