本申请要求于2017年7月28日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2017-0096550的优先权和权益,将其全部内容引入本文中作为参考。
公开单体、聚合物、补偿膜、光学膜、和显示设备(装置)。
背景技术:
无色透明材料已被研究用于多种多样的用途例如用于光学透镜、功能光学膜、和磁盘基底,但是由于信息设备正在被进一步小型化且显示设备正在提供更高的分辨率,因此对所述材料要求更多的功能和更好的性能。
因此,研究者们正在热情地研究以开发具有改善的透明性、耐热性、机械强度、和柔性的无色透明材料。
技术实现要素:
一种实施方式提供可应用于补偿膜的新型单体。
另一实施方式提供通过使所述新型单体聚合而获得的聚合物。
又一实施方式提供包括所述聚合物的补偿膜。
还一实施方式提供包括所述补偿膜的光学膜。
进一步的实施方式提供包括所述补偿膜或所述光学膜的显示设备。
一种实施方式提供由化学式1表示的单体:
[化学式1]
其中,在化学式1中,
r1和r2独立地为取代或未取代的c1-c30烷基、取代或未取代的c3-c30环烷基、取代或未取代的c1-c30烷氧基、取代或未取代的c3-c30环烷氧基、取代或未取代的c6-c30芳基、取代或未取代的c2-c30酰基、羟基、卤素、硝基、-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、或c6-c30芳基)、-sir'r”r”'(其中r'、r”、和r”'独立地为氢、c1-c30烷基、或c6-c30芳基)、或其组合,
o和p独立地为范围0-3的整数,
l1为o或nrb(其中rb为氢或c1-c20烷基),
a1为c6-c30芳族有机基团,和
ra为氢、取代或未取代的c1-c30烷基、取代或未取代的c1-c30烷氧基、取代或未取代的c3-c30环烷基、取代或未取代的c6-c30芳基、取代或未取代的c3-c30环烷氧基、取代或未取代的c7-c30芳烷基、羟基、卤素、硝基、-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、-co-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、-sir'r”r”'(其中r'、r”、和r”'独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、或由化学式2表示的基团:
[化学式2]
其中,在化学式2中,
l2和l3独立地为o、co、coo、c≡c、或conrb(其中rb为氢或c1-c30烷基),
a2和a3独立地为取代或未取代的c6-c30芳族环、取代或未取代的芴环、或取代或未取代的c7-c30芳烷基基团,
q和r独立地为范围0-3的整数,
m为范围0-3的整数,和
n为范围0-20的整数。
在化学式1中,
o和p可独立地为0或1,
l1可为o或nrb(其中rb为氢或c1-c20烷基),
a1可为c6-c20芳族有机基团,和
ra可为氢、取代或未取代的c1-c20烷基、取代或未取代的c1-c20烷氧基、取代或未取代的c7-c20芳烷基、卤素、-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、-co-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、-sir'r”r”'(其中r'、r”、和r”'独立地为氢或c1-c20烷基)、或由化学式2表示的基团:
[化学式2]
其中,在化学式2中,
l2和l3可独立地为coo、c≡c、或conrb(其中rb为氢或c1-c20烷基),
a2和a3可独立地为取代或未取代的c6-c20芳族环、取代或未取代的芴环、取代或未取代的c7-c20芳烷基基团,q和r可独立地为范围0-2的整数,条件是1≤q+r≤2,
m可为0-2的整数,且n可为0-10的整数。
在化学式1中,
l1可为o或nh,
a1可为苯环,和
ra可为氢、取代或未取代的c1-c20烷基、取代或未取代的c1-c20烷氧基、取代或未取代的c7-c20芳烷基、卤素、-co-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、或由化学式2表示的基团:
[化学式2]
其中,在化学式2中,
l2和l3可独立地为coo、c≡c、或conrb(其中rb为氢或c1-c20烷基),
a2和a3可独立地为取代或未取代的苯环、取代或未取代的芴环、或取代或未取代的c7-c20芳烷基基团,
q和r可独立地为范围0-2的整数,条件是1≤q+r≤2,
m可为0或1,且n可为0-5的整数。
由化学式1表示的单体可为由化学式3或化学式4表示的单体:
[化学式3]
[化学式4]
在化学式3和化学式4中,
r1和r2独立地为取代或未取代的c1-c30烷基、取代或未取代的c3-c30环烷基、取代或未取代的c1-c30烷氧基、取代或未取代的c3-c30环烷氧基、取代或未取代的c6-c30芳基、取代或未取代的c2-c30酰基、羟基、卤素、硝基、-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、或c6-c30芳基)、-sir'r”r”'(其中r'、r”、和r”'独立地为氢或c1-c20烷基)、或其组合,
o和p独立地为范围0-3的整数,l1为o或nrb(其中rb为氢或c1-c20烷基),
a1为c6-c30芳族有机基团,和
ra为氢、取代或未取代的c1-c30烷基、取代或未取代的c1-c30烷氧基、取代或未取代的c3-c30环烷基、取代或未取代的c3-c30环烷氧基、取代或未取代的c6-c30芳基、取代或未取代的c7-c30芳烷基、羟基、卤素、硝基、-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、-co-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、-sir'r”r”'(其中r'、r”、和r”'独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、或由化学式2表示的基团:
[化学式2]
其中,在化学式2中,
l2和l3独立地为o、co、coo、c≡c、或conrb(其中rb为氢或c1-c30烷基),
a2和a3独立地为取代或未取代的c6-c30芳族环、取代或未取代的芴环、或取代或未取代的c7-c30芳烷基基团,
q和r独立地为范围0-3的整数,
m为范围0-3的整数,和
n为范围0-20的整数。
在化学式3和化学式4中,
o和p可独立地为0或1,
l1可为o或nrb(其中rb为氢或c1-c20烷基),
a1可为c6-c20芳族有机基团,和
ra可为氢、取代或未取代的c1-c20烷基、取代或未取代的c1-c20烷氧基、取代或未取代的c7-c20芳烷基、卤素、-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、-co-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、-sir'r”r”'(其中r'、r”、和r”'独立地为氢、c1-c20烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、或由化学式2表示的基团:
[化学式2]
其中,在化学式2中,
l2和l3可独立地为coo、c≡c、或conrb(其中rb为氢或c1-c20烷基),
a2和a3可独立地为取代或未取代的c6-c20芳族环、取代或未取代的芴环、或取代或未取代的c7-c20芳烷基基团,
q和r可独立地为范围0-2的整数,条件是1≤q+r≤2,和
m可为0或1,且n可为0-10的整数。
在化学式3和化学式4中,
o和p可为0,
l1可为o或nh,
a1可为苯环,和
ra可为氢、取代或未取代的c1-c10烷基、取代或未取代的c1-c10烷氧基、卤素、-co-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、或由化学式2表示的基团:
[化学式2]
其中,在化学式2中,
l2和l3可独立地为coo、c≡c、或conrb(其中rb为氢或c1-c20烷基),
a2和a3可独立地为取代或未取代的苯环、取代或未取代的芴环、或取代或未取代的c7-c20芳烷基基团,
q和r可独立地为范围0-2的整数,条件是1≤q+r≤2,
m可为0或1,且n可为0-5的整数。
在另一实施方式中,聚合物为包括二胺和根据实施方式的单体的反应物的产物。
所述二胺可由化学式5表示:
[化学式5]
nh2-rc-nh2
其中,在化学式5中,
rc为取代或未取代的c6-c30芳族有机基团,其中所述取代或未取代的c6-c30芳族有机基团作为如下存在:单个芳族环;包括两个或更多个芳族环的稠环;或包括两个或更多个通过单键或选自如下的官能团连接的所述单个芳族环和/或所述稠环的环体系:亚芴基、取代或未取代的c1-c10亚环烷基、取代或未取代的c6-c15亚芳基、-o-、-s-、-c(=o)-、-ch(oh)-、-s(=o)2-、-si(ch3)2-、-(ch2)p-(其中,1≤p≤10)、-(cf2)q-(其中,1≤q≤10)、-c(ch3)2-、-c(cf3)2-、-c(=o)nh-、或其组合。
由化学式5表示的二胺可由化学式6至化学式8的至少一个表示:
[化学式6]
其中,在化学式6中,
rd选自以下化学式:
r7和r8相同或不同且独立地为卤素、羟基、其中r200为c1-c10脂族有机基团的-or200基团、取代或未取代的甲硅烷基(-sir201r202r203,其中r201、r202、和r203相同或不同且独立地为氢或c1-c10脂族有机基团)、取代或未取代的c1-c10脂族有机基团、或取代或未取代的c6-c20芳族有机基团,和
n1和n2独立地为范围0-4的整数;
[化学式7]
其中,在化学式7中,
r26和r27相同或不同且独立地为选自如下的吸电子基团:-cf3、-ccl3、-cbr3、-ci3、-no2、-cn、-coch3、或-co2c2h5,
r28和r29相同或不同且独立地为卤素、羟基、其中r204为c1-c10脂族有机基团的-or204基团、取代或未取代的甲硅烷基(-sir205r206r207,其中r205、r206、和r207相同或不同且独立地为氢或c1-c10脂族有机基团)、取代或未取代的c1-c10脂族有机基团、或取代或未取代的c6-c20芳族有机基团,
n3为范围1-4的整数,n5为范围0-3的整数,且n3+n5为范围1-4的整数,和
n4为范围1-4的整数,n6为范围0-3的整数,且n4+n6为范围1-4的整数;
[化学式8]
其中,在化学式8中,
r14为o、s、c(=o)、ch(oh)、s(=o)2、si(ch3)2、(ch2)p(其中,1≤p≤10)、(cf2)q(其中,1≤q≤10)、c(ch3)2、c(cf3)2、c(=o)nh、或取代或未取代的c6-c18芳族有机基团,其中所述c6-c18芳族有机基团作为如下存在:单个芳族环、包括两个或更多个芳族环的稠环、或包括两个或更多个通过单键或选自如下的官能团连接的所述单个芳族环和/或所述稠环的环体系:亚芴基、o、s、c(=o)、ch(oh)、s(=o)2、si(ch3)2、(ch2)p(其中,1≤p≤10)、(cf2)q(其中,1≤q≤10)、c(ch3)2、c(cf3)2、或c(=o)nh,
r16和r17相同或不同且独立地为卤素、羟基、其中r212为c1-c10脂族有机基团的-or212基团、取代或未取代的甲硅烷基(-sir213r214r215,其中r213、r214、和r215相同或不同且独立地为氢或c1-c10脂族有机基团)、取代或未取代的c1-c10脂族有机基团、或取代或未取代的c6-c20芳族有机基团,和
n9和n10独立地为范围0-4的整数。
所述反应物可包括由化学式7表示的二胺和由化学式8表示的二胺的至少一种。
在所述反应物中,由化学式7表示的二胺可包括2,2'-双(三氟甲基)联苯胺(tfdb)且由化学式8表示的二胺可包括4,4'-二氨基二苯基砜(dadps)。
所述反应物可进一步包括由化学式9表示的二酐:
[化学式9]
其中,在化学式9中,
r10为单键、-o-、-s-、-c(=o)-、-ch(oh)-、-c(=o)nh-、-s(=o)2-、-si(ch3)2-、-(ch2)p-、-(cf2)q-、-c(cnh2n+1)2-、-c(cnf2n+1)2-、-(ch2)p-c(cnh2n+1)2-(ch2)q-、或-(ch2)p-c(cnf2n+1)2-(ch2)q-(其中1≤n≤10,1≤p≤10,和1≤q≤10),
r12和r13独立地为卤素、羟基、取代或未取代的c1-c10脂族有机基团、取代或未取代的c6-c20芳族有机基团、-or201基团(其中r201为c1-c10脂族有机基团)、或-sir210r211r212基团(其中r210、r211、和r212独立地为氢或c1-c10脂族有机基团),和
n7和n8独立地为0-3的整数之一。
由化学式9表示的二酐可包括由化学式10表示的二酐、由化学式11表示的二酐、或其组合:
[化学式10]
[化学式11]
其中,在化学式10和化学式11中,
r12和r13相同或不同且独立地为卤素、羟基、其中r208为c1-c10脂族有机基团的-or208基团、取代或未取代的甲硅烷基(-sir209r210r211,其中r209、r210、和r211相同或不同且独立地为氢或c1-c10脂族有机基团)、取代或未取代的c1-c10脂族有机基团、或取代或未取代的c6-c20芳族有机基团,和
n7和n8独立地为范围0-3的整数。
所述反应物可以约90:10-约10:90的摩尔比包括根据实施方式的单体、以及由化学式10表示的二酐和由化学式11表示的二酐的至少一种。
所述反应物可进一步包括由化学式12表示的二羧酸衍生物:
[化学式12]
其中,在化学式12中,
r3为取代或未取代的亚苯基和取代或未取代的亚联苯基的至少一种,且x独立地为相同或不同的卤素原子。
在化学式12中,r3可为未取代的亚苯基和未取代的亚联苯基的至少一种,且x可独立地为cl或br。
另一实施方式提供包括根据所述实施方式的聚合物的补偿膜。
另一实施方式提供包括偏振器和根据所述实施方式的补偿膜的光学膜。
另一实施方式提供包括根据所述实施方式的补偿膜的显示设备。
另一实施方式提供包括根据实施方式的光学膜的显示设备。
在下文中,详细地描述实施方式。
根据实施方式的新型单体与二胺反应且因此可用于形成具有高的透射率、低的黄色指数、和低的雾度以及高的面外双折射的聚酯-酰亚胺(pei)膜且由便宜的原材料制备且因此可用于制造要求优异的光学特性和机械性质的光学膜。
附图说明
图1为显示根据实施方式的光学膜的示意性横截面图,
图2为显示光学膜的外部光抗反射原理的示意图,
图3为显示偏振膜的一种实施方式的示意图,
图4为根据实施方式的有机发光二极管(oled)显示器的示意性横截面图,和
图5为根据实施方式的液晶显示器(lcd)的示意性横截面图。
<附图标记的说明>
100:光学膜110:偏振器
120:补偿膜50:显示面板
400:有机发光面板
410:基础基板420:下部电极
430:有机发射层440:上部电极
450:封装基板500:液晶面板
510:第一显示面板520:第二显示面板
530:液晶层
具体实施方式
在下文中,将详细地描述实施方式,使得本领域技术人员将理解本发明。然而,实施方式可以许多不同的形式体现且不被解释为限于本文中阐述的实施方式。
在附图中,为了清楚,放大层、膜、面板、区域等的厚度。在整个说明书中,相同的附图标记表示相同的元件。将理解,当一个元件例如层、膜、区域、或基板被称为“在”另外的元件“上”时,其可直接在所述另外的元件上或者还可存在中间元件。相反,当一个元件被称为“直接在”另外的元件“上”时,则不存在中间元件。
如本文中使用的,当未另外提供定义时,术语“取代(的)”指的是化合物或官能团的氢原子被选自如下的取代基代替:卤素原子、羟基、硝基、氰基、氨基、叠氮基、脒基、肼基、腙基、羰基、氨基甲酰基、硫醇基团、c2-c20酯基、羧基或或其盐、磺酸基团或或其盐、磷酸基团或或其盐、c1-c20烷基、c2-c20烯基、c2-c20炔基、c6-c30芳基、c7-c30芳烷基、c1-c30烷氧基、c1-c20杂烷基、c3-c20杂芳烷基、c3-c30环烷基、c3-c15环烯基、c6-c15环炔基、c2-c30杂环烷基、及其组合。
如本文中使用的,当未另外提供定义时,术语“杂”指的是包括1-3个选自n、o、s、se、和p的杂原子。
光学透明的耐热性聚合物被有用地应用于多种光电子设备例如图像设备、液晶定向层、滤色器、光学补偿膜、光纤、光导、光学透镜等。在这点上,关于通过用塑料基板(<约50mm厚)代替图像设备中的脆的无机玻璃基板(例如,约300nm-约700mm厚)来实现显著轻的且柔性的显示面板的最近的研究已经引起关注。
然而,塑料基板尚未保证可靠性,因为难以同时实现高的水平的光学透射率、耐热性、在设备的组装过程期间在热循环时的尺寸稳定性(热尺寸稳定性)、膜柔性、和成膜工艺相容性(溶液工艺)。与无机玻璃基板相比,塑料基板主要在柔性和薄膜可成形性方面是优异的,但是在耐热性和热尺寸稳定性方面是差的。
已知聚(醚砜)(pes)在可商购获得的超级工程塑料之中具有最高的玻璃化转变温度(tg,225℃)。然而,就耐热性和热尺寸稳定性而言,pes可不适合用于塑料基板。具有不足的热尺寸稳定性的塑料基板可在形成ito(氧化铟锡)电极和薄膜晶体管的过程中在重复的加热/冷却循环期间热膨胀/收缩,且因此可导致损坏ito层的严重问题。
具有最高可靠性的耐高温聚合物材料可为聚酰亚胺(pi)。芳族pi体系的一部分同时具有比设备运行温度高得多的tg和在玻璃态区域中沿着膜平面(x-y)方向的低的线性热膨胀系数(cte)以及因此的优异的热尺寸稳定性。然而,普通的芳族pi由于电荷转移(ct)相互作用而是强烈地有色的且常常干扰光学设备。因此,已经广泛地进行了关于芳族pi膜的着色/脱色机理的学术和工业研究。用于使所述膜脱色的有效途径之一是通过从二胺、四羧酸二酐、或它们两者选择非芳族(脂环族)单体而阻碍ct相互作用。然而,所述脂环族单体可在一些应用中导致严重问题。换句话说,部分或完全是脂环族的pi膜常常由于在玻璃态区域中的高的线性热膨胀系数cte(>60ppmk-1)而具有不足的热尺寸稳定性,尽管有高的玻璃化转变温度tg(>300℃)。该高的线性热膨胀系数实际上是由无规地三维设置的链取向产生的。所述脂环族单体主要具有非线性/非平面立体结构。结果,pi主链的直线性被完全破坏。在该扭曲的骨架结构中,在热酰亚胺化过程期间链可不沿着x-y方向高度取向(在下文中,“平面取向”)。在所述脂环族单体之中,1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐(cbda)和反式-1,4-环己烷二胺(t-chda)罕见地具有刚性且线型的结构。然而,使用该单体,溶液工艺可无法应用于最终的pi。然而,得自4,4’-(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸酐(6-fda)和2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(tfmb)的完全是芳族的pi体系由于基于6-fda的二酰亚胺单元的非线型的/非共面的立体结构而不具有低的热膨胀系数,但具有高的透明性和优异的溶解性。
因此,难以开发同时满足期望的多种特性且因此具有高的可靠性的塑料材料。
本发明人通过如下合成了能够形成同时满足热稳定性和光学透明性的聚酰亚胺的新型单体且因此完成了本发明:证实由所述单体形成的聚合物具有特别的光学性质例如高的透明性以及高的面外双折射,并且另外,由于高的玻璃化转变温度而具有高的热稳定性。
所述单体可由化学式1表示:
[化学式1]
其中,在化学式1中,
r1和r2独立地为取代或未取代的c1-c30烷基、取代或未取代的c3-c30环烷基、取代或未取代的c1-c30烷氧基、取代或未取代的c3-c30环烷氧基、取代或未取代的c6-c30芳基、取代或未取代的c2-c30酰基、羟基、卤素、硝基、-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、或c6-c30芳基)、-sir'r”r”'(其中r'、r”、和r”'独立地为氢、c1-c30烷基、或c6-c30芳基)、或其组合,
o和p独立地为范围0-3的整数,
l1为o或nrb(其中rb为氢或c1-c20烷基),
a1为c6-c30芳族有机基团,和
ra为氢、取代或未取代的c1-c30烷基、取代或未取代的c1-c30烷氧基、取代或未取代的c3-c30环烷基、取代或未取代的c3-c30环烷氧基、取代或未取代的c6-c30芳基、取代或未取代的c7-c30芳烷基、羟基、卤素、硝基、-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、-co-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、-sir'r”r”'(其中r'、r”、和r”'独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、或由化学式2表示的基团:
[化学式2]
其中,在化学式2中,
l2和l3独立地为o、co、coo、c≡c、或conrb(其中rb为氢或c1-c30烷基),
a2和a3独立地为取代或未取代的c6-c30芳族环、取代或未取代的芴环、或取代或未取代的c7-c20芳烷基基团,
q和r独立地为范围0-3的整数,
m为范围0-3的整数,和
n为范围0-20的整数。
根据实施方式的由化学式1表示的化合物具有其中在位于中心的核的两侧处的各酸酐基团通过羰基(c=o)连接至所述核并且在所述核的侧链处还包括大体积取代基的总体上刚性的平面结构,且因此可由于高得多的分子体积和非对称结构而改善溶解性,且另外,可通过减少分子之间的堆叠结构和电荷转移而改善光学特性。
刚性平面结构具有低得多的线性热膨胀系数、高的玻璃化转变温度、高的面外双折射、高的机械性质等,但可容易地形成分子间堆叠结构且因而形成分子间电荷转移络合物,并且因此,由其形成的聚合物看来好像黄色的且使光学性质恶化。
根据所述实施方式的由化学式1表示的化合物总体上具有刚性平面结构但在核的侧链处包括大体积取代基且因此可减少分子间络合物和电荷转移络合物的形成,且因此使光学性质的恶化减少并且同时由于所述总体上平面的结构而保持高的热稳定性、低的线性热膨胀系数、高的面外双折射、和优异的机械性质。
因此,包括其中包含大体积侧链的核通过羰基与在所述核的两侧处的二酐基团键合的酯结构的新型二酐可与芳族二胺等反应以制备聚酯-酰亚胺聚合物,其可保证高的热稳定性和优异的光学性质。
此外,根据所述实施方式的化合物可由可容易地获得的便宜的起始材料制备,如通过将稍后描述的实施例所显示的,且因此与显示出优异的光学性质、机械性质等的常规的特别贵的芳族二胺或芳族二酐相比可降低制备成本。
在一种实例实施方式中,化学式1的o和p可独立地为0或1,
l1可为o或nrb(其中rb为氢或c1-c20烷基),例如o或nh,
a1可为c6-c30芳族有机基团,例如c6-c20芳族有机基团,例如c6-c12芳族有机基团,例如c6-c10芳族有机基团,例如苯环,和
ra可为氢、取代或未取代的c1-c20烷基、取代或未取代的c1-c20烷氧基、取代或未取代的c7-c20芳烷基、卤素、-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、-co-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、-sir'r”r”'(其中r'、r”、和r”'独立地为氢或c1-c20烷基)、或由化学式2表示的基团:
[化学式2]
其中,在化学式2中,
l2和l3可独立地为o、co、coo、c≡c、或conrb(其中rb为氢或c1-c20烷基),例如coo、c≡c、或conrb(其中rb为氢或c1-c20烷基),例如coo、c≡c、或conh,
a2和a3可独立地为取代或未取代的c6-c20芳族环基团,例如取代或未取代的c6-c16芳族环,例如取代或未取代的c6-c12芳族环,例如苯环;取代或未取代的芴环;或取代或未取代的c7-c20芳烷基基团,例如取代或未取代的苯基烷基基团,例如苯甲基基团、苯乙基基团、苯丙基基团、苯丁基基团、或苯戊基基团,
q和r可独立地为范围0-2的整数,条件是1≤q+r≤2,
m可为0-2的整数,例如,0或1,和
n可为0-10的整数,例如0-5的整数,例如0-3的整数,例如0-2的整数。
由化学式1表示的单体可为由化学式3或化学式4表示的单体:
[化学式3]
[化学式4]
其中,在化学式3和化学式4中,
r1和r2可独立地为取代或未取代的c1-c30烷基、取代或未取代的c3-c30环烷基、取代或未取代的c1-c30烷氧基、取代或未取代的c3-c30环烷氧基、取代或未取代的c6-c30芳基、取代或未取代的c2-c30酰基、羟基、卤素、硝基、-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、或c6-c30芳基)、-sir'r”r”'(其中r'、r”、和r”'独立地为氢或c1-c20烷基)、或其组合,
o和p可独立地为范围0-3的整数,例如可独立地为0或1,或者例如o和p可全部为0,
l1可为o或nrb(其中rb为氢或c1-c20烷基),例如,o或nh,
a1可为c6-c20芳族有机基团,例如c6-c16芳族有机基团,例如c6-c12芳族有机基团,例如c6-c10芳族有机基团,例如苯环,
ra可为氢、取代或未取代的c1-c30烷基、取代或未取代的c1-c30烷氧基、取代或未取代的c3-c30环烷基、取代或未取代的c3-c30环烷氧基、取代或未取代的c6-c30芳基、取代或未取代的c7-c30芳烷基、羟基、卤素、硝基、-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、-co-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、-sir'r”r”'(其中r'、r”、和r”'独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、或由化学式2表示的基团:
[化学式2]
其中,在化学式2中,
l2和l3可独立地为o、co、coo、c≡c、或conrb(其中rb为氢或c1-c20烷基),例如coo、c≡c、或conrb(其中rb为氢或c1-c20烷基),例如coo、c≡c、或conh,
a2和a3可独立地为取代或未取代的c6-c30芳族环,例如取代或未取代的c6-c16芳族环,例如取代或未取代的c6-c12芳族环,例如取代或未取代的c6-c10芳族环,例如苯环;取代或未取代的芴环,例如未取代的芴环;或取代或未取代的c7-c30芳烷基基团,例如取代或未取代的苯甲基基团、取代或未取代的苯乙基基团、取代或未取代的苯丙基基团、取代或未取代的苯丁基基团、或取代或未取代的苯戊基基团,
q和r可独立地为范围0-3的整数,例如可独立地为范围0-2的整数,条件是1≤q+r≤2,
m可为范围0-3的整数,例如范围0-2的整数,例如0或1,和
n可为范围0-10的整数,例如范围0-5的整数,例如范围0-3的整数,或例如范围0-3的整数。
在化学式3和化学式4中,o和p可独立地为0或1,例如o和p可全部为0,且l1可为o或nrb(其中rb为氢或c1-c20烷基),
a1可为c6-c20芳族有机基团,例如苯环,和
ra可为氢、取代或未取代的c1-c10烷基、取代或未取代的c1-c10烷氧基、卤素、-co-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、或由化学式2表示的基团:
[化学式2]
其中,在化学式2中,
l2和l3独立地为coo、c≡c、或conrb(其中rb为氢或c1-c20烷基),a2和a3独立地为取代或未取代的苯环、取代或未取代的芴环、或取代或未取代的c7-c20芳烷基基团,
q和r独立地为范围0-2的整数,条件是1≤q+r≤2,
m为0或1的整数,且n为0-5的整数。
化学式3和化学式4的o和p可全部为0,l1可为o或nh,a1为苯环,且ra可为氢、氟基团、-co-nr'r”(其中r'和r”独立地为氢、c1-c30烷基、c6-c30芳基、或c7-c30芳烷基)、或由化学式2表示的基团:
[化学式2]
其中,在化学式2中,
l2和l3可独立地为coo、c≡c、或conh,
a2和a3可独立地为苯环、芴环、或c7-c20芳烷基基团,
q和r可独立地为0或1的整数,条件是0≤q+r≤1,
m可为1的整数。
根据实施方式的单体的实例可为化合物m-1至m-20,但不限于此:
[化合物m-7]
[化合物m-8]
[化合物m-9]
[化合物m-16]
[化合物m-17]
[化合物m-18]
[化合物m-19]
[化合物m-20]
在一种实例实施方式中,在由化学式3表示的单体之中,其中l1为o、n为1、且o和p两者均为0的化合物可根据反应方案1制备:
[反应方案1]
在一种实例实施方式中,在由化学式4表示的单体之中,其中l1为o、n为1、且o和p两者均为0的化合物可根据反应方案2制备:
[反应方案2]
在反应方案1和反应方案2中,在“r-ch2-hal”中,“r-”对应于化学式3和4中的由“(ra)m-a1-”表示的部分,“hal”指的是卤素原子,例如f、cl、br、或i,“dmac”指的是溶剂“二甲基乙酰胺”,且“mecn”指的是“甲基氰”。
在一种实例实施方式中,在由化学式3表示的单体之中,其中l1为o或nh、n为0或1的化合物且p等于o可根据反应方案3制备:
[反应方案3]
在一种实例实施方式中,在由化学式4表示的单体之中,其中l1为o或nh、n为0或1的化合物且p等于o可根据反应方案4制备:
[反应方案4]
在反应方案3和反应方案4中,ac2o指的是乙酸酐,oac指的是乙酸酯基团,phme指的是甲苯,dcm指的是二氯甲烷,且ra、a1、l1、m、n、r1、和o与在化学式3和化学式4中定义的相同。
换句话说,根据实施方式的单体可由具有本领域中普通技能的人员根据反应方案通过使用可商购获得的便宜的起始材料容易地制备。
所述单体为在两个末端处具有两个酸酐基团的二酐化合物,且因此与相同摩尔量的二胺化合物反应并形成聚酰亚胺。
因此,在另一实施方式中,聚合物可为包括根据实施方式的单体和二胺的反应物的产物。
所述二胺可由化学式5表示:
[化学式5]
nh2-rc-nh2
在化学式5中,
rc为取代或未取代的c6-c30芳族有机基团,其中所述取代或未取代的c6-c30芳族有机基团作为如下存在:取代或未取代的单个芳族环;包括两个或更多个所述取代或未取代的芳族环的稠环;或包括两个或更多个通过单键或选自如下的官能团连接的所述取代或未取代的单个芳族环和/或所述稠环的环体系:亚芴基、取代或未取代的c1-c10亚环烷基、取代或未取代的c6-c15亚芳基、-o-、-s-、-c(=o)-、-ch(oh)-、-s(=o)2-、-si(ch3)2-、-(ch2)p-(其中,1≤p≤10)、-(cf2)q-(其中,1≤q≤10)、-c(ch3)2-、-c(cf3)2-、-c(=o)nh-、或其组合。
通过使根据实施方式的单体和由化学式5表示的二胺反应而制备的聚合物可包括由化学式13表示的第一酰亚胺结构单元:
[化学式13]
其中,在化学式13中,ra、a1、l1、m、n、r1、r2、o、和p与在化学式1中定义的相同且rc与在化学式5中定义的相同。
当根据实施方式的单体为由化学式3表示的单体时,所述第一酰亚胺结构单元可由化学式14表示:
[化学式14]
当根据实施方式的单体为由化学式4表示的单体时,所述第一酰亚胺结构单元可由化学式15表示:
[化学式15]
在化学式14和化学式15中,ra、a1、l1、m、n、r1、r2、o、和p与化学式1中定义的相同且rc与在化学式5中定义的相同。
由化学式5表示的二胺可由化学式6至化学式8的至少一个表示:
[化学式6]
在化学式6中,
rd选自以下化学式:
r7和r8相同或不同且独立地为卤素、羟基、其中r200为c1-c10脂族有机基团的-or200基团、取代或未取代的甲硅烷基(-sir201r202r203,其中r201、r202、和r203相同或不同且独立地为氢、或c1-c10脂族有机基团)、取代或未取代的c1-c10脂族有机基团、或取代或未取代的c6-c20芳族有机基团,和
n1和n2独立地为范围0-4的整数;
[化学式7]
其中,在化学式7中,
r26和r27相同或不同且独立地为选自如下的吸电子基团:-cf3、-ccl3、-cbr3、-ci3、-no2、-cn、-coch3、或-co2c2h5,
r28和r29相同或不同且独立地为卤素、羟基、其中r204为c1-c10脂族有机基团的-or204基团、取代或未取代的甲硅烷基(-sir205r206r207,其中r205、r206、和r207相同或不同且独立地为氢、或c1-c10脂族有机基团)、取代或未取代的c1-c10脂族有机基团、或取代或未取代的c6-c20芳族有机基团,
n3为范围1-4的整数,n5为范围0-3的整数,且n3+n5为范围1-4的整数,
n4为范围1-4的整数,n6为范围0-3的整数,且n4+n6为范围1-4的整数;
[化学式8]
其中,在化学式8中,
r14为o、s、c(=o)、ch(oh)、s(=o)2、si(ch3)2、(ch2)p(其中,1≤p≤10)、(cf2)q(其中,1≤q≤10)、c(ch3)2、c(cf3)2、c(=o)nh、或取代或未取代的c6-c18芳族有机基团,其中所述c6-c18芳族有机基团作为如下存在:单个芳族环,包括两个或更多个芳族环的稠环,或包括两个或更多个通过单键或选自如下的官能团连接的所述单个芳族环和/或所述稠环的环体系:亚芴基、o、s、c(=o)、ch(oh)、s(=o)2、si(ch3)2、(ch2)p(其中,1≤p≤10)、(cf2)q(其中,1≤q≤10)、c(ch3)2、c(cf3)2、或c(=o)nh,
r16和r17相同或不同且独立地为卤素、羟基、其中r212为c1-c10脂族有机基团的-or212基团、取代或未取代的甲硅烷基(-sir213r214r215,其中r213、r214、和r215相同或不同且独立地为氢或c1-c10脂族有机基团)、取代或未取代的c1-c10脂族有机基团、或取代或未取代的c6-c20芳族有机基团,和
n9和n10独立地为范围0-4的整数。
根据实施方式的聚合物可为包括由化学式7表示的二胺和由化学式8表示的二胺的至少一种的反应物的产物,其中由化学式7表示的二胺包括2,2'-双(三氟甲基)联苯胺(tfdb)且由化学式8表示的二胺包括4,4'-二氨基二苯基砜(dadps)。
当根据实施方式的聚合物是通过使由化学式1表示的单体与作为二胺的tfdb反应而制备的时,所述第一酰亚胺结构单元可包括由化学式16表示的结构单元:
[化学式16]
当根据实施方式的聚合物是通过使由化学式1表示的单体与作为二胺的dadps反应而制备的时,所述第一酰亚胺结构单元可包括由化学式17表示的结构单元:
[化学式17]
在化学式16和化学式17中,ra、a1、l1、m、n、r1、r2、o和p与在化学式1中定义的相同。
根据实施方式的聚合物可为除了根据实施方式的由化学式1表示的单体之外还包括由化学式9表示的化合物作为二酐化合物的反应物的产物。
[化学式9]
其中,在化学式9中,
r10为单键、-o-、-s-、-c(=o)-、-ch(oh)-、-c(=o)nh-、-s(=o)2-、-si(ch3)2-、-(ch2)p-、-(cf2)q-、-c(cnh2n+1)2-、-c(cnf2n+1)2-、-(ch2)p-c(cnh2n+1)2-(ch2)q-、或-(ch2)p-c(cnf2n+1)2-(ch2)q-(其中1≤n≤10,1≤p≤10,和1≤q≤10),
r12和r13独立地为卤素、羟基、取代或未取代的c1-c10脂族有机基团、取代或未取代的c6-c20芳族有机基团、-or201基团(其中r201为c1-c10脂族有机基团)、或-sir210r211r212基团(其中r210、r211、和r212独立地为氢或c1-c10脂族有机基团),和
n7和n8独立地为0-3的整数之一。
由化学式9表示的二酐可包括由化学式10表示的二酐、由化学式11表示的二酐、或其组合:
[化学式10]
[化学式11]
其中,在化学式10和化学式11中,
r12和r13相同或不同且独立地为卤素、羟基、其中r208为c1-c10脂族有机基团的-or208基团、取代或未取代的甲硅烷基(-sir209r210r211,其中r209、r210、和r211相同或不同且独立地为氢或c1-c10脂族有机基团)、取代或未取代的c1-c10脂族有机基团、或取代或未取代的c6-c20芳族有机基团,和
n7和n8独立地为范围0-3的整数。
当根据实施方式的聚合物为进一步包括由化学式9表示的二酐的反应物的产物时,所述聚合物可进一步包括由化学式18表示的第二酰亚胺结构单元:
[化学式18]
其中,在化学式18中,r10、r12、r13、n7、和n8与在化学式9中定义的相同且rc与在化学式5中定义的相同。
由化学式18表示的第二酰亚胺结构单元可包括由化学式19表示的结构单元、由化学式20表示的结构单元、或其组合:
[化学式19]
[化学式20]
其中,在化学式19和化学式20中,r12、r13、n7、和n8与在化学式9中定义的相同且rc与在化学式5中定义的相同。
根据实施方式的聚合物可为进一步包括由化学式12表示的二羧酸衍生物的反应物的产物:
[化学式12]
其中,在化学式12中,
r3为取代或未取代的亚苯基和取代或未取代的亚联苯基的至少一种,且x独立地为相同或不同的卤素原子。
在化学式12中,r3可为未取代的亚苯基和未取代的亚联苯基的至少一种,且x可独立地为cl或br。
当根据实施方式的聚合物为进一步包括由化学式12表示的二羧酸衍生物的反应物的产物时,所述二羧酸衍生物可与由化学式5表示的二胺反应以形成由化学式21表示的酰胺结构单元:
[化学式21]
在化学式21中,rc与在化学式5中定义的相同且r3与在化学式12中定义的相同。
在一种实例实施方式中,根据所述实施方式的聚合物为包括tfdb作为二胺且包括其中r3为亚苯基且x为cl的对苯二甲酰氯(tpcl)作为由化学式3表示的二羧酸衍生物的反应物的产物,且由化学式21表示的结构单元可包括由化学式22表示的结构单元:
[化学式22]
在一种实例实施方式中,根据所述实施方式的聚合物为包括dadps作为二胺且包括其中r3为亚苯基且x为cl的对苯二甲酰氯(tpcl)作为由化学式3表示的二羧酸衍生物的反应物的产物,且由化学式21表示的结构单元可包括由化学式23表示的结构单元:
[化学式23]
所述聚合物可为以约90:10-约10:90的摩尔比、例如约85:15-约15:85的摩尔比、例如约20:80-约80:20的摩尔比、例如约25:75-约75:25的摩尔比、例如约30:70-约70:30的摩尔比、例如约35:65-约65:35的摩尔比、例如约40:60-约60:40的摩尔比、例如约45:55-约55:45的摩尔比、例如约50:50的摩尔比包括根据实施方式的单体例如由化学式3表示的单体、由化学式4表示的单体、或其组合和由化学式9表示的二酐例如由化学式10表示的二酐、由化学式11表示的二酐、或其组合的反应物的产物。
可通过适当地调节根据实施方式的单体和由化学式9表示的二酐的比率来制备具有期望的光学性质和高的耐热性的基于聚酰亚胺的聚合物。
所述聚合物可例如作为膜形成且因此作为聚合物膜使用。所述聚合物膜可为例如透明的且因此用于要求透明性的任何用途。所述聚合物膜可例如用于多种用途例如基板、保护膜、补偿膜、光学膜、介电层、绝缘层、粘合层等。
在下文中,描述根据实施方式的补偿膜。
根据实施方式的补偿膜包括所述聚合物。
即,根据实施方式的补偿膜可包括通过使根据实施方式的单体即由化学式1表示的单体与二胺反应而制备的包含由化学式13例如化学式14至17的至少一个表示的第一酰亚胺结构单元的基于聚酰亚胺的聚合物。
或者,所述补偿膜可进一步包括作为除由化学式1表示的单体之外还包括额外的二酐即由化学式9表示的二酐的反应物的产物的基于聚酰亚胺的聚合物,且除所述第一酰亚胺结构单元之外,所述聚合物还可进一步包括由化学式18例如化学式19和20的至少一个表示的第二酰亚胺结构单元。
此外,所述补偿膜可包括作为进一步包括由化学式12表示的二羧酸衍生物的反应物的产物的聚(酰胺-酰亚胺),且除所述第一酰亚胺结构单元之外,所述聚合物可进一步包括由化学式21例如化学式22和23的至少一个表示的酰胺结构单元。
在一种实例实施方式中,所述补偿膜可包括包含由化学式13例如化学式14至17的至少一个表示的第一酰亚胺结构单元、由化学式18例如化学式19和20的至少一个表示的第二酰亚胺结构单元、和由化学式21例如化学式22和23的至少一个表示的酰胺结构单元的全部的聚(酰胺-酰亚胺)共聚物。
除所述第一酰亚胺结构单元之外,如果必要,根据实施方式的聚合物可包括与所述第一酰亚胺结构单元一起的作为额外的非限制性单体即二酐、二胺、和/或二羧酸衍生物的反应产物的结构单元。所述额外的单体即二酐、二胺和/或二羧酸衍生物没有特别限制,但可与可增强从由其形成的聚合物或共聚物制造的制品例如光学膜、例如补偿膜的功能的任何其它种类一起使用。
由根据实施方式的聚合物形成的膜可具有高的热稳定性,例如大于或等于约150℃、例如大于或等于约160℃、例如大于或等于约170℃、例如大于或等于约180℃、例如大于或等于约190℃、例如大于或等于约200℃、例如大于或等于约210℃、例如大于或等于约220℃、例如大于或等于约230℃、例如大于或等于约240℃、和例如大于或等于约250℃的高的玻璃化转变温度。
另外,由根据实施方式的聚合物形成的膜可具有优异的光学特性,例如在约450nm处的高的光透射率,例如大于或等于约85%、例如大于或等于约86%、例如大于或等于约87%、例如大于或等于约88%、例如大于或等于约89%、和例如大于或等于约90%的透射率。
另外,由根据实施方式的聚合物形成的膜在小于或等于约100μm、例如小于或等于约90μm、例如小于或等于约80μm、例如小于或等于约70μm、例如小于或等于约60μm、例如小于或等于约50μm、例如小于或等于约40μm、例如小于或等于约30μm、例如小于或等于约20μm的薄膜厚度下可具有高的面外双折射,例如大于或等于约0.03、例如大于或等于约0.04、例如大于或等于约0.05、例如大于或等于约0.06、例如大于或等于约0.07、例如大于或等于约0.08、例如大于或等于约0.09。
换句话说,由根据实施方式的聚合物形成的膜显示出高的热稳定性例如高的玻璃化转变温度以及优异的光学特性例如在450nm下高的光透射率和高的面外双折射,特别是在小于或等于约100μm的薄膜厚度下高的面外双折射,且因此可用作光学膜例如补偿膜等。
当所述膜用作补偿膜时,所述补偿膜可通过改变取决于折射率和波长的光吸收特性而具有预定的延迟。
补偿膜的延迟(r)可由面内延迟(ro)和厚度方向延迟(rth)表示。补偿膜的面内延迟(ro)是在补偿膜的平面内产生的延迟且可由ro=(nx-ny)d表示。补偿膜的厚度方向延迟(rth)是在补偿膜的厚度方向上产生的延迟且可由rth={[(nx+ny)/2]-nz}d表示。在这里,nx为在补偿膜的平面内具有最高的面内折射率的方向(在下文中,称作“慢轴”)上的折射率,ny为在补偿膜的平面内具有最低面内折射率的方向(在下文中,称作“快轴”)上的折射率,nz为在与补偿膜的慢轴和快轴垂直的方向上的折射率,且d为补偿膜的厚度。
通过改变nx、ny、nz、和/或厚度(d),补偿膜可具有预定的面内延迟和厚度方向延迟。
取决于波长,所述补偿膜的延迟可为相同或不同的。
例如,所述补偿膜可具有其中关于在短波长处的光的延迟大于关于在长波长处的光的延迟的正波长色散延迟。当550nm波长为参比波长时,所述补偿膜的例如在450nm、550nm、和650nm波长处的延迟(r)可满足关系方程1或2。
[关系方程1]
r(450nm)≥r(550nm)>r(650nm)
[关系方程2]
r(450nm)>r(550nm)≥r(650nm)
例如,所述补偿膜可具有其中关于在长波长处的光的延迟基本上等于关于在短波长处的光的延迟的平波长色散延迟且所述补偿膜的在450nm、550nm、和650nm波长处的延迟(r)可满足关系方程3。
[关系方程3]
r(450nm)=r(550nm)=r(650nm)
例如,所述补偿膜可具有其中关于在长波长处的光的延迟大于关于在短波长处的光的延迟的反波长色散延迟且所述补偿膜的例如在450nm、550nm、和650nm波长处的延迟(r)可满足关系方程4或5。
[关系方程4]
r(450nm)≤r(550nm)<r(650nm)
[关系方程5]
r(450nm)<r(550nm)≤r(650nm)
在关系方程1至5中,
r(450nm)为所述补偿膜在450nm波长处的面内延迟或厚度方向延迟,
r(550nm)为所述补偿膜在550nm波长处的面内延迟或厚度方向延迟,和
r(650nm)为所述补偿膜在650nm波长处的面内延迟或厚度方向延迟。
所述补偿膜可被调节为具有取决于波长的期望的延迟。
所述补偿膜可具有高的双折射且因此相对薄的厚度。所述补偿膜可具有例如约3μm-约200μm的厚度、在该范围内约5μm-约150μm的厚度、和在该范围内约5μm-约100μm的厚度。
所述补偿膜包括基本上透明的聚合物且因此可用作基板,且因此,可省略在所述补偿膜之下的单独的基板。因此,可进一步减小所述补偿膜的厚度。因此,所述补偿膜可被有效地应用于柔性显示设备例如可折叠显示设备或可弯曲显示设备且因此改善光学性质和显示特性。
所述补偿膜可例如通过如下形成:制备根据实施方式的单体,将所述单体聚合成聚合物,将所述聚合物形成为聚合物膜,和将所述聚合物膜伸长。
所述聚合物膜可例如在约50℃-约500℃下以约110%-约1,000%的伸长率伸长。在这里,伸长率表示在伸长之后和之前的长度比率,即,在单轴方向上伸长之后所述聚合物膜的长度增加的程度。例如,所述聚合物膜可在单轴方向上伸长。
所述补偿膜可单独地或者与其它补偿膜一起使用。
所述补偿膜可与偏振器一起使用且可用作光学膜以防止显示设备的外部光的反射。所述光学膜可为例如抗反射膜,但不限于此。
图1为根据实施方式的光学膜的示意性横截面图,图2为显示光学膜的外部光抗反射原理的示意图,且图3为显示偏振膜的一种实施方式的示意图。
参照图1,根据实施方式的光学膜100包括偏振器110和补偿膜120。补偿膜120可使通过偏振器110的光圆偏振以产生延迟且可对于光的反射和/或吸收具有影响。
例如,光学膜100可在显示设备的一个表面或两个表面上、且特别地在显示设备的屏幕侧上形成,且因此可防止从外部流入的光(在下文中称作“外部光”)的反射。因此,可防止由于外部光的反射所致的可视性恶化。
图2为显示光学膜的外部光抗反射原理的示意图。
参照图2,当已经从外部进入的入射的非偏振光通过偏振器110时,仅有作为两个偏振垂直分量的一个偏振垂直分量的第一偏振垂直分量被透射,且偏振光经由通过补偿膜120而被变成圆偏振光。当所述圆偏振光在包括基板、电极等的显示面板50中被反射并改变圆偏振方向,且圆偏振光再次通过补偿膜120时,仅有作为所述两个偏振垂直分量的另一偏振垂直分量的第二偏振垂直分量可被透射。由于第二偏振垂直分量未通过偏振器110,且光不离开到外部,因此可提供防止外部光反射的效果。
偏振器110可为例如偏振片或偏振膜。
参照图3,偏振器110可为具有由例如聚合物树脂71和二色性染料72的熔融共混物制成的整体结构的偏振膜。
聚合物树脂71可为例如疏水性聚合物树脂,例如聚烯烃例如聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)及其共聚物;聚酰胺例如尼龙和芳族聚酰胺;聚酯例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(petg)、和聚萘二甲酸乙二醇酯(pen);聚丙烯酰基例如聚(甲基)丙烯酸甲酯;聚苯乙烯类例如聚苯乙烯(ps)和丙烯腈-苯乙烯共聚物;聚碳酸酯;基于氯乙烯的树脂;聚酰亚胺;砜树脂;聚醚砜;聚醚-醚酮;聚苯硫醚;乙烯醇树脂;聚偏氯乙烯树脂;聚乙烯醇缩丁醛树脂;烯丙基化物树脂;聚甲醛;环氧树脂;其共聚物;或其组合。
在它们之中,聚合物树脂71可为例如聚烯烃树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚丙烯酸类树脂、聚苯乙烯树脂、其共聚物、或其组合,例如聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(petg)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、尼龙、其共聚物、或其组合。
在它们之中,聚合物树脂71可为聚烯烃。所述聚烯烃可为例如选自聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚乙烯和聚丙烯的共聚物(pe-pp)的至少两种的混合物,且可为例如聚丙烯(pp)和聚乙烯-聚丙烯共聚物(pe-pp)的混合物。
聚合物树脂71在约400nm-780nm的波长区域中可具有大于或等于约85%的透射率。聚合物树脂71可在单轴方向上伸长。所述单轴方向可与稍后将描述的二色性染料72的长度方向相同。
二色性染料72分散在聚合物树脂71中并且沿着聚合物树脂71的伸长方向在一个方向上取向。二色性染料72在预定的波长区域中透射两个垂直偏振分量之中的一个垂直偏振分量。
基于100重量份的聚合物树脂71,可以约0.01-约5重量份的量包括二色性染料72。在所述范围内,可获得充足的偏振特性而不使偏振膜的透射率恶化。在以上范围内,基于100重量份的聚合物树脂71,可以约0.05-约1重量份的量包括二色性染料72。
偏振器110可具有小于或等于约100μm、例如约30μm-约95μm的相对薄的厚度。当偏振膜70具有在所述范围内的厚度时,偏振器110比要求保护层例如三乙酰基纤维素(tac)的聚乙烯醇偏振片相对更薄,且因此可实现薄的显示设备。
补偿膜120与以上描述的相同。
光学膜100可进一步包括设置在补偿膜120的一个表面上的校正层(未示出)。所述校正层可为例如抗色移层,但不限于此。
光学膜100可进一步包括沿着边缘延伸的光阻挡层(未示出)。所述光阻挡层可沿着光学膜100的周边延伸且可例如设置在偏振器110和补偿膜120之间。所述光阻挡层可包括不透明的材料例如黑色材料。例如,所述光阻挡层可由黑色墨制成。
光学膜100可应用于多种显示设备。
根据实施方式的显示设备包括显示面板和设置在所述显示面板的一个表面上的光学膜。所述显示面板可为液晶面板或有机发光面板,但不限于此。
在下文中,对于所述显示设备的一个实例,描述有机发光二极管(oled)显示器。
图4为根据实施方式的有机发光二极管(oled)显示器的示意性横截面图。
参照图4,根据实施方式的有机发光二极管(oled)显示器包括有机发光面板400和设置在有机发光面板400的一个表面上的光学膜100。
有机发光面板400可包括基础基板410、下部电极420、有机发射层430、上部电极440、和封装基板450。
基础基板410可由玻璃或塑料制成。
下部电极420和上部电极440之一可为阳极且另一个可为阴极。所述阳极可为空穴被注入其中的电极且可由具有高的功函并且使发射的光通到外部的透明导电材料例如ito或izo制成。所述阴极为电子被注入其中的电极且可由具有低的功函并且对有机材料没有影响的导电材料例如铝(al)、钙(ca)、和钡(ba)制成。
有机发射层430包括当向下部电极420和上部电极440施加电压时可发射光的有机材料。
可进一步在下部电极420和有机发射层430之间和在上部电极440和有机发射层430之间提供辅助层(未示出)。所述辅助层可包括空穴传输层、空穴注入层、电子注入层、和电子传输层以平衡电子和空穴。
封装基板450可由玻璃、金属、或聚合物制成,且可密封下部电极420、有机发射层430、和上部电极440以防止从外部流入水分和/或氧。
光学膜100可设置在发光侧。例如,在于基础基板410侧发射光的底发射结构的情况中,光学膜100可设置在基础基板710的外侧上,而另一方面,在于封装基板450侧处发射光的顶发射结构的情况中,光学膜100可设置在封装基板450的外侧上。
光学膜100可包括所述整体结构的偏振器110和整体结构的补偿膜120。偏振器110和补偿膜120与以上描述的相同并且可防止通过偏振器110的光被有机发光面板400的金属例如电极反射并且发射到有机发光设备的外部,且因此防止可视性被从外部流入的光恶化。因此,所述有机发光二极管(oled)显示器的显示特性可改善。
在下文中,对于所述显示设备的一个实例,描述液晶显示器(lcd)。
图5为根据实施方式的液晶显示器(lcd)的示意性横截面图。
参照图5,根据实施方式的液晶显示器(lcd)包括液晶面板500和安置在液晶面板500的一个表面或两个表面上的光学膜100。
液晶面板500可为扭曲向列(tn)模式面板、垂直定向(pva)模式面板、面内切换(ips)模式面板、光学补偿弯曲(ocb)模式面板等。
液晶面板500可包括第一显示面板510、第二显示面板520、以及介于第一显示面板510和第二显示面板520之间的液晶层530。
第一显示面板510可包括例如形成于基板(未示出)上的薄膜晶体管(未示出)和连接至其的第一电场产生电极(未示出),且第二显示面板520可包括例如形成于基板(未示出)上的滤色器(未示出)和第二电场产生电极(未示出)。然而,它不限于此,且所述滤色器可包括在第一显示面板510中,而所述第一电场产生电极和所述第二电场产生电极可一起设置在第一显示面板510上。
液晶层530可包括多个液晶分子。所述液晶分子可具有正的或负的介电各向异性。在具有正的介电各向异性的液晶分子的情况中,当未施加电场时,其长轴(主轴)可基本上平行于第一显示面板510和第二显示面板520的表面定向,且当施加电场时,所述长轴可基本上垂直于第一显示面板510和第二显示面板520的表面定向。相反,在具有负的介电各向异性的液晶分子的情况中,当未施加电场时,所述长轴可基本上垂直于第一显示面板510和第二显示面板520的表面定向,且当施加电场时,所述长轴可基本上平行于第一显示面板510和第二显示面板520的表面定向。
光学膜100可设置在液晶面板500的外部。尽管在图中光学膜100被显示为提供在液晶面板500的下部部分和上部部分两者上,但是它不限于此,且它可形成于液晶面板500的下部部分和上部部分的仅一个上。
在下文中,将参照实施例更详细地说明本公开内容。然而,这些实施例是示例性的,且本公开内容不限于此。
(实施例)
实施例1至20:单体的合成
实施例1:化合物m-1的合成
根据反应方案m-1制备化合物m-1,并且制备中间体i-1和作为最终产物的化合物m-1的方法被分为步骤1和2且详细地说明如下:
[反应方案m-1]
步骤1:中间体i-1(2,5-二羟基苯甲酸苄基酯)的合成:
将2,5-二羟基苯甲酸(m=77.06g,0.5mol,mw=154.13g/mol)、苄基溴(m=85.52g,0.5mol,mw=171.04g/mol)、和碳酸氢钾(m=100.12g,1mol,mw=100.12g/mol)添加到0.5l的二甲基乙酰胺(dmac),并且将混合物在氮气气氛下在65℃下搅拌24小时。当反应完成时,将混合物倒入3l的水中,并且搅拌所获得的混合物。反应物在初始反应期间是油状的,但逐渐变成固体。随后,将所述固体过滤和洗涤,然后在80℃下干燥以获得灰白色粉末状态的中间体i-1(m=119.7g,0.49mol,mw=244.25g/mol)(产率:98.0%)。
rf=0.60(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:2,tlc硅胶60f254);
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.37(s,2h),6.83(d,1h,j12=9hz),6.99(dd,1h,j12=9hz,j13=3.0hz),7.19(d,1h,j13=3.0hz),7.35-7.50(m,5h),9.25(brs,1h,oh),9.89(brs,1h,oh)。
步骤2:单体m-1(2,5-二羟基-苯甲酸苄基酯的双-偏苯三酸酐酯)的合成:
将偏苯三酸酐酰氯(m=115.8g,0.55mol,mw=210.57g/mol)添加到1.5l的乙腈中并使之在100℃下溶解在其中,且将中间体i-1(m=61.06g,0.25mol,mw=244.2g/mol)添加到所述溶液。然后,在100℃下将通过在200ml的乙腈中溶解三乙胺(m=55.65g,0.55mol,mw=101.19g/mol)而获得的另一溶液以逐滴方式添加到所述反应混合物,并且将所获得的混合物剧烈地搅拌30分钟。随后,将所得材料回流4小时并以热的状态过滤以除去不溶性材料,且将经过滤的溶液冷却至室温以获得白色结晶沉淀物。将所述沉淀物过滤并用少量的乙腈洗涤,并且将由其获得的白色固体用1.5l的乙腈在向其添加乙酸酐(m=102.09g,1mol,mw=102.09g/mol)的同时重结晶两次。将结晶的固体用少量的乙腈洗涤,在真空下在90℃下干燥24小时以获得作为白色结晶固体的单体m-1(m=118.5g,0.2mmol,mw=592.48g/mol)(产率:80%)。1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.21(s,2h),7.20-7.30(m,5h),7.67(d,1h,j12=8.7hz),7.85(dd,1h,j12=8.7hz,j13=2.7hz),8.14(d,1h,j13=2.7hz),8.24(dd,1h,j12=8.1hz,j14=0.6hz),8.30(d,1h,j12=8.1hz),8.46-8.47(m,1h),8.55(dd,1h,j12=8.1hz,j13=1.5hz),8.65-8.68(m,2h);
对于c32h16o12的hrmsapci(m/z):对于[m]+,592.0607(实测的质量),592.0643(计算的质量);
热分析:tga(加热:10℃/分钟,n2气氛):1重量%损失(268℃);和
dsc(加热:10℃/分钟,n2气氛):mp=105.1℃(crn),195.5℃(ni)。
实施例2:单体m-2的合成
根据反应方案m-2制备化合物m-2,并且制备中间体i-2a和i-2b以及作为最终产物的化合物m-2的方法被分别分为步骤1至3且详细地说明:
[反应方案m-2]
步骤1:中间体i-2a(2,5-二羟基苯甲酸4-溴苄基酯)的合成:
将2,5-二羟基苯甲酸(mw=154.13g/mol,v=101mmol,m=15.57g)、1-溴-4-溴甲基苯(mw=249.93g/mol,v=101mmol,m=25.25g)、和碳酸氢钾(mw=100.12g/mol,v=303mmol,m=30.35g)添加到150ml的二甲基乙酰胺(dmac),并且将混合物在氮气气氛下在65℃下搅拌24小时。当反应完成时,将所得物倒入2l的水中,并且将所获得的混合物剧烈地搅拌。将其中的沉淀物过滤并且用水充分地洗涤。随后,将所述沉淀物在减压下在80℃下干燥24小时以获得白色粉末状态的中间体i-2a(mw=323.15g/mol,v=99.4mmol,m=32.13g)(产率:98.4%)。rf=0.4(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:4,tlc硅胶60f254);
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.33(s,2h),6.83(d,1h,j12=9hz),6.98(dd,1h,j12=9hz,j13=3.0hz),7.17(d,1h,j13=3.0hz),7.45(d,2h,j12=8.4hz),7.62(d,2h,j12=8.4hz),9.20(s,1h,oh),9.89(s,1h,oh)。
步骤2:中间体i-2b(2,5-二羟基苯甲酸4-(苯基乙炔基)苄基酯)的合成:
在装备有氮气入口和冷凝器的1l3颈圆底烧瓶中,将2,5-二羟基苯甲酸4-溴苄基酯(m=45.24g,140mmol,mw=323.15g/mol)和苯基乙炔(m=21.45g,210mmol,mw=102.13g/mol)添加到0.3l的三乙胺和0.3l的二甲基乙酰胺的混合溶剂,然后,溶解在其中。搅拌所述溶液并且将其用干燥的氮气吹扫1小时。随后,搅拌所述溶液,同时向其添加氯化钯(ii)(m=0.75g,4.2mmol,mw=177.33g/mol)、碘化亚铜(i)(m=1.6g,8.4mol,mw=190.45g/mol)和三苯基膦(m=4.77g,18.3mol,mw=262.45g/mol)。然后,向其中额外注入氮气10分钟,关闭氮气出口,并且将混合物在搅拌的同时在氮气下在90℃下保持24小时。当反应完成时,将三乙胺在减压下蒸发以获得作为棕色固体的粗产物。将所述粗产物用水洗涤并且溶解在1.5l的热的甲醇中,然后,用活性炭处理并过滤。将甲醇在减压下蒸发,并且将由其获得的固体用异丙醇重结晶三次。随后,将所述固体在真空下在75℃干燥24小时以获得浅棕色粉末形式的中间体i-2b(m=25g,72.6mmol,mw=344.37g/mol)(产率:51.9%)。
rf=0.59(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:2,tlc硅胶60f254);和
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.41(s,2h),6.83(d,1h,j12=9hz),6.99(dd,1h,j12=9hz,j13=3.0hz),7.20(d,1h,j13=3.0hz),7.42-7.45(m,3h),7.51-7.63(m,6h),9.22(s,1h,oh),9.91(s,1h,oh)。
步骤3:单体m-2(2,5-二羟基苯甲酸4-(苯基乙炔基)苄基酯的双-偏苯三酸酐酯)的合成:
通过如下以与单体m-1的方法类似的方法合成单体m-2:将偏苯三酸酐酰氯(m=30.2g,143.4mmol,mw=210.57g/mol)、中间体i-2b(m=22.45g,65.2mmol,mw=344.32g/mol)、和三乙胺(m=14.5g,143.4mol,mw=101.19g/mol)添加到800ml的乙腈,然后使它们反应。然后,将在其中结晶的固体用乙腈在向体系添加乙酸酐的同时重结晶两次,用少量的乙腈洗涤,并且在真空下在90℃下干燥24小时以获得白色固体状态的单体m-2(m=36.4g,52.6mmol,mw=692.60g/mol)(产率:80.6%)。1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.23(s,2h),7.29(s,4h),7.44-7.47(m,3h),7.53-7.58(m,2h),7.65(d,1h,j12=8.7hz),7.86(dd,1h,j12=8.7hz,j13=2.7hz),8.16(d,1h,j13=2.7hz),8.22(d,1h,j12=8.4hz),8.30(d,1h,j12=8.4hz),8.38(s,1h),8.50(dd,1h,j12=7.8hz,j13=1.5hz),8.65-8.69(m,2h);
对于c40h20o12的hrmsapci(m/z):对于[m]+,692.0899(实测的质量),692.0955(计算的质量);热分析:tga(加热10℃/分钟,n2气氛):1重量%损失(301℃);和dsc(加热10℃/分钟,n2气氛):mp=249.8℃。
实施例3:单体m-3的合成
根据反应方案m-3制备化合物m-3,并且制备中间体i-3和作为最终产物的化合物m-3的方法被分为步骤1和2且详细地说明如下:
[反应方案m-3]
步骤1:中间体i-3(2,5-二羟基苯甲酸4-氟苄基酯)的合成:
将2,5-二羟基苯甲酸(m=17.94g,116.4mmol,mw=154.13g/mol)、4-氟苄基溴(m=22g,116.4mmol,mw=189.02g/mol)、和碳酸氢钾(m=24g,240mol,mw=100.12g/mol)添加到0.1l的二甲基乙酰胺,并且根据与中间体i-1的方法类似的方法使混合物在氮气气氛下在65℃下反应24小时以获得作为白色固体的中间体i-3(m=29.63g,113mmol,mw=262.24g/mol)(产率:97.1%)。
rf=0.58(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:2,tlc硅胶60f254);
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.35(s,2h),6.83(d,1h,j12=9hz),6.98(dd,1h,j12=9hz,j13=3.0hz),7.16(d,1h,j13=3.0hz),7.22-7.28(m,2h),7.52-7.57(m,2h),9.19(s,1h,oh),9.92(s,1h,oh)。
步骤2:单体m-3(2,5-二羟基苯甲酸4-氟苄基酯的双-偏苯三酸酐酯)的合成:
将中间体i-3(m=28.97g,110.47mmol,mw=262.24g/mol)、偏苯三酸酐酰氯(m=51.2g,243mmol,mw=210.57g/mol)、和三乙胺(m=24.55g,243mol,mw=101.19g/mol)添加到800ml的乙腈从而以与单体m-1的方法类似的方法合成产物,将所述产物用乙腈在向其添加乙酸酐的同时重结晶两次,并将在其中结晶的固体用少量的乙腈洗涤且在真空下在90℃下干燥24小时以获得白色固体状态的单体m-3(m=35g,57.3mmol,mw=610.47g/mol)(产率:51.9%)。1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.19(s,2h),6.99-7.04(m,2h),7.29-7.33(m,2h),7.66(d,1h,j12=9hz),7.85(dd,1h,j12=8.7hz,j13=3hz),8.13(d,1h,j13=2.7hz),8.24(d,1h,j12=8.1hz),8.30(d,1h,j12=8.1hz),8.43-8.44(m,1h),8.52(dd,1h,j12=8.1hz,j13=1.5hz),8.65-8.67(m,2h);
对于c32h15fo12的hrmsapci(m/z):对于[m]+,610.0507(实测的质量),610.0548(计算的质量);
热分析:tga(加热10℃/分钟,n2气氛):1重量%损失(281℃);
dsc(加热10℃/分钟,n2气氛):mp=219.9℃。
实施例4:单体m-4的合成
根据反应方案m-4制备化合物m-4,且制造中间体i-2a和i-4以及作为最终产物的化合物m-4的方法被分别分为步骤1至3且详细地说明如下:
[反应方案m-4]
步骤1:中间体i-2a(2,5-二羟基苯甲酸4-溴苄基酯)的合成:
根据与合成实施例2的步骤1相同的方法合成中间体i-2a。
步骤2:中间体i-4(2,5-二羟基苯甲酸4-(4-苯基乙炔基-苯基乙炔基)苄基酯)的合成:
在装备有氮气入口和冷凝器的1l3颈圆底烧瓶中,将中间体i-2a(m=32g,99mmol,mw=323.15g/mol)和1-乙炔基-4-苯基乙炔基苯(m=20.63g,102mmol,mw=202.26g/mol)添加到0.5l的三乙胺并且溶解在其中。
搅拌所述溶液,然后,用干燥的氮气吹扫1小时。随后,向其添加氯化钯(ii)(m=0.35g,2mmol,mw=177.33g/mol)、碘化亚铜(i)(m=0.76g,4mmol,mw=190.45g/mol)、和三苯基膦(m=2.1g,8mmol,mw=262.45g/mol)。随后,在额外注入氮气10分钟和关闭氮气出口之后,将混合物在搅拌的同时在氮气下在80℃下保持24小时。当反应完成时,将三乙胺在减压下蒸发以获得作为棕色固体的粗产物。将所述粗产物通过如下纯化:使其悬浮在400ml的甲醇中,煮沸30分钟,冷却至室温,并且过滤。将该程序进行三次。在这里,第一母液看起来是饱和的棕色的且含有一些沉淀物,第二母液看起来是浅棕色的且含有很少量的沉淀物,且最后的母液看起来是浅黄色的。将最终纯化的浅棕色粉末状态的产物在真空下在75℃下干燥24小时以获得浅棕色状态的中间体i-4(m=32.1g,72.2mmol,mw=444.49g/mol)(产率:73.0%)。
rf=0.59(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:2,tlc硅胶60f254);
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.41(s,2h),6.82(d,1h,j12=9hz),6.97(dd,1h,j12=9hz,j13=3.0hz),7.20(d,1h,j13=3.0hz),7.44-7.46(m,3h),7.53-7.65(m,10h),9.23(s,1h,oh),9.91(s,1h,oh)。
步骤3:单体m-4(2,5-二羟基苯甲酸4-(4-苯基乙炔基-苯基乙炔基)苄基酯的双-偏苯三酸酐酯)的合成:
将中间体i-4(m=12g,27mmol,mw=444.49g/mol)、偏苯三酸酐酰氯(m=12.5g,59.4mmol,mw=210.57g/mol)、和三乙胺(m=6g,59.4mol,mw=101.19g/mol)添加到800ml的乙腈用于反应从而以与单体m-1的方法类似的方法合成单体m-4。当反应完成时,将来自其的产物用乙腈在向其添加乙酸酐的同时重结晶两次,并将在其中结晶的固体用少量的乙腈洗涤且在真空下在90℃下干燥24小时以获得作为带褐色的固体的单体m-4(m=15.1g,19mmol,mw=792.72g/mol)(产率:70.4%)。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.23(s,2h),7.30(s,4h),7.44-7.47(m,3h),7.58-7.67(m,7h),7.86(dd,1h,j12=8.7hz,j13=2.7hz),8.18(d,1h,j13=2.7hz),8.23(d,1h,j12=7.8hz),8.30(d,1h,j12=8.1hz),8.37(s,1h),8.50(dd,1h,j12=7.8hz,j=0.9hz),8.66-8.69(m,2h);
热分析:tga(加热10℃/分钟,n2气氛):1重量%损失(261℃);
dsc(加热10℃/分钟,n2气氛):mp=254.7℃。
实施例5:单体m-5的合成
根据反应方案m-5制备化合物m-5,且制备中间体i-5和作为最终产物的化合物m-5的方法被分别分为步骤1和2且详细地说明如下:
[反应方案m-5]
步骤1:中间体i-5(2,5-二羟基-苯甲酸4-苯基氨基甲酰基苄基酯)的合成:
将2,5-二羟基苯甲酸(m=15.41g,100mmol,mw=154.12g/mol)、4-氯甲基-n-苯基-苯甲酰胺(m=24.57g,100mmol,mw=245.71g/mol)、和碳酸氢钾(m=30g,300mmol,mw=100.12g/mol)添加到0.2l的二甲基乙酰胺(dmac),并且使混合物在氮气气氛下在65℃下反应24小时从而以与中间体i-1的方法类似的方法合成产物且用丙酮/异丙醇重结晶以获得白色固体状态的中间体i-5(m=27.3g,75mmol,mw=363.37g/mol)(产率:75.0%)。
rf=0.75(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:1,tlc硅胶60f254);和
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.46(s,2h),6.84(d,1h,j12=9hz),6.99(dd,1h,j12=9hz,j13=3.0hz),7.08-7.13(m,1h),7.21(d,1h,j13=3.0hz),7.33-7.38(m,2h),7.63(d,2h,j12=8.4hz),7.78(d,2h,j12=7.8hz),7.99(d,2h,j12=8.4hz),9.23(s,1h,oh),9.90(s,1h,oh),10.27(s,1h,nh)。
步骤2:单体m-5(2,5-二羟基苯甲酸4-苯基氨基甲酰基苄基酯的双-偏苯三酸酐酯)的合成:
将中间体i-5(m=19g,52.2mmol,mw=363.37g/mol)、偏苯三酸酐酰氯(m=24.2g,114.9mmol,mw=210.57g/mol)、和三乙胺(m=11.6g,114.9mol,mw=101.19g/mol)添加到1l的乙腈,并且以与单体m-1的方法类似的方法使混合物反应以获得单体m-5。当反应完成时,将来自其的产物用乙腈在向其添加乙酸酐的同时重结晶两次,并且将在其中结晶的固体用少量的乙腈洗涤且在真空下在90℃下干燥24小时以获得白色固体状态的单体m-5(m=26.3g,37mmol,mw=711.60g/mol)(产率:70.9%)。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.30(s,2h),7.09-7.14(m,1h),7.33-7.43(m,4h),7.66(d,1h,j13=9hz),7.71-7.76(m,4h),7.86(dd,1h,j12=9hz,j13=3hz),8.18-8.20(m,2h),8.30(d,1h,j12=8.1hz),8.41(s,1h),8.49(dd,1h,j12=8.1hz,j=1.5hz),8.66-8.69(m,2h);
对于c39h21no13的hrmsapci(m/z):对于[m+h]+,712.1098(实测的质量),712.1091(计算的质量);和
热分析:tga(加热10℃/分钟,n2气氛):1重量%损失(304℃);
dsc(加热10℃/分钟,n2气氛):mp=259℃。
实施例6:单体m-6的合成
根据反应方案m-6制备化合物m-6,且制备中间体i-6和作为最终产物的化合物m-6的方法被分为步骤1和2且详细地说明如下:
[反应方案m-6]
步骤1:中间体i-6(2,5-二羟基-苯甲酸4-(4-苯基乙炔基苯氧基羰基)苄基酯)的合成:
将2,5-二羟基苯甲酸(m=13.6g,88.1mmol,mw=154.12g/mol)、4-氯甲基苯甲酸4-苯基乙炔基苯基酯(m=30.55g,88.1mmol,mw=316.82g/mol)、和碳酸氢钾(m=26.5g,264.3mmol,mw=100.12g/mol)添加到0.3l的二甲基乙酰胺,并且以与中间体i-1的方法类似的方法使混合物在氮气气氛下在65℃下反应24小时以获得中间体i-6。将所述产物用丙酮/异丙醇重结晶以获得白色固体状态的中间体i-6(m=27.9g,60mmol,mw=464.48g/mol)(产率:68.1%)。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.50(s,2h),6.85(d,1h,j12=9hz),7.00(dd,1h,j12=9hz,j13=3.0hz),7.23(d,1h,j13=3.0hz),7.36-7.46(m,5h),7.56-7.60(m,2h),7.65-7.74(m,4h),8.15-8.20(m,2h),9.23(s,1h,oh),9.89(s,1h,oh)。
步骤2:单体m-6(2,5-二羟基苯甲酸4-(4-苯基乙炔基苯氧基羰基)苄基酯的双-偏苯三酸酐酯)的合成:
将中间体i-6(m=22.7g,48.9mmol,mw=464.48g/mol)、偏苯三酸酐酰氯(m=22.6g,107.5mmol,mw=210.57g/mol)、和三乙胺(m=10.9g,107.5mol,mw=101.19g/mol)添加到1l的乙腈,并且以与单体m-1的方法类似的方法使混合物反应以合成单体m-6。当反应完成时,将产物用乙腈在向其添加乙酸酐的同时重结晶两次,并且将在其中结晶的固体用少量的乙腈洗涤,然后在真空下在90℃下干燥24小时以获得白色固体状态的单体m-6(m=24.6g,30.3mmol,mw=812.71g/mol)(产率:62.0%)。1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.33(s,2h),7.37-7.68(m,11h),7.87-7.93(m,3h),8.19-8.30(m,3h),8.42(brs,1h),8.53(brs,1h),8.67(brs,1h)。
实施例7:单体m-7的合成
根据反应方案m-7制备化合物m-7,且制备中间体i-7和作为最终产物的化合物m-7的方法被分为步骤1和2且详细地说明如下:
[反应方案m-7]
步骤1:中间体i-7(2,5-二羟基苯甲酸4-叔丁基苄基酯)的合成:
将2,5-二羟基苯甲酸(m=33.72g,218.81mmol,mw=154.12g/mol)、4-叔丁基苄基溴(m=26.95g,218.81mmol,mw=227.14g/mol)、和碳酸氢钾(m=43.81g,437.62mmol,mw=100.12g/mol)添加到0.3l的二甲基乙酰胺,并且以与中间体i-1的方法类似的方法使混合物在氮气气氛下在65℃下反应24小时以获得中间体i-7(m=65g,216.41mmol,mw=300.36g/mol)。中间体i-7在低温下为黄色的凝固的油的状态(产率:98.9%)。
rf=0.79(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:2,tlc硅胶60f254);和
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:1.28(s,9h),5.32(s,2h),6.83(d,1h,j12=9.0hz),6.97(dd,1h,j12=9.0hz,j13=3.0hz),7.18(d,1h,j13=3.0hz),7.38-7.45(m,4h),9.60(brs,2h)。
步骤2:单体m-7(2,5-二羟基苯甲酸4-叔丁基苄基酯的双-偏苯三酸酐酯)的合成:
以与单体m-1的方法类似的方法制备单体m-7溶液,除了将偏苯三酸酐酰氯(m=99g,470mmol,mw=210.57g/mol)、中间体i-7(m=65.7g,218.7mmol,mw=300.36g/mol)、和三乙胺(m=47.5g,470mmol,mw=101.19g/mol)添加到1.5l的乙腈之外。当将所述溶液以热的状态过滤以除去不溶性材料时,在乙腈中具有低的溶解性的反应产物立即沉淀。将所述沉淀物用溶解在乙腈(800ml)中的乙酸酐(50ml)两次回流2小时。将固体冷却至室温并过滤,然后用少量的乙腈洗涤且在真空下在90℃下干燥24小时以获得白色固体状态的单体m-7(m=96.6g,148.9mmol,mw=648.59g/mol)(产率:68.1%)。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:1.22(s,9h),5.17(s,2h),7.20(d,2h,j12=8.4hz),7.27(d,2h,j12=8.4hz),7.67(d,1h,j12=8.7hz),7.85(dd,1h,j12=8.7hz,j13=2.7hz),8.12(d,1h,j13=2.7hz),8.24(dd,1h,j12=7.5hz,j14=1.2hz),8.29(d,1h,j12=8.4hz),8.53-8.59(m,1h),8.64-8.68(m,1h);
热分析:tga(加热10℃/分钟,n2气氛):1重量%损失(305.5℃);和dsc(加热10℃/分钟,n2气氛):mp=234.7℃。
实施例8:单体m-8的合成
根据反应方案m-8制备化合物m-8,且制备中间体i-8和作为最终产物的化合物m-8的方法被分别分为步骤1和2且详细地说明如下:
[反应方案m-8]
步骤1:中间体i-8(3,5-二羟基苯甲酸4-叔丁基苄基酯)的合成:
将3,5-二羟基苯甲酸(m=15.41g,0.1mol,mw=154.12g/mol)、4-叔丁基苄基溴(m=22.71g,0.1mol,mw=227.14g/mol)、和碳酸氢钾(m=20.804g,0.2mol,mw=100.12g/mol)添加到100ml的二甲基乙酰胺,然后,以与中间体i-1的方法类似的方法使其在氮气气氛下在65℃下反应24小时以获得白色固体状态的中间体i-8(m=57.7g,0.192mol,mw=300.36g/mol)(产率:96.0%)。
rf=0.38(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:2,tlc硅胶60f254);
mp=186-188℃;和
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:1.28(s,9h),5.24(s,2h),6.43(t,1h,j13=2.4hz),6.84(d,2h,j13=2.4hz),7.34-7.44(m,4h),9.65(brs,2h)。
步骤2:单体m-8(3,5-二羟基苯甲酸4-叔丁基苄基酯的双-偏苯三酸酐酯)的合成:
将中间体i-8(m=15.01g,50mmol,mw=300.36g/mol)、偏苯三酸酐酰氯(m=23.16g,110mmol,mw=210.57g/mol)、和三乙胺(m=11.11g,110mol,mw=101.19g/mol)添加到0.5l的乙腈,然后,以与单体m-1的方法类似的方法使其反应以获得单体m-8溶液。将单体m-8溶液以热的状态过滤以除去不溶性材料,浓缩至250ml,并且储存在冰箱中48小时。
将来自其的固体过滤,然后用乙腈(200ml)在向其添加乙酸酐(10ml)的同时重结晶两次。将产物在真空下在80℃下干燥24小时以获得白色固体状态的单体m-8(m=18.34g,28.3mmol,mw=648.59g/mol)(产率:56.6%)。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:1.27(s,9h),5.37(s,2h),7.43(s,4h),7.88(t,1h,j13=2.1hz),8.04(d,2h,j13=2.1hz),8.29(d,2h,j13=8.1hz),8.63-8.67(m,4h);
热分析:tga(加热10℃/分钟,n2气氛):1重量%损失(316.4℃);和
dsc(加热10℃/分钟,n2气氛):mp=212.6℃。
实施例9:单体m-9的合成
根据反应方案m-9制备化合物m-9,且制备中间体i-9a和i-9b以及作为最终产物的化合物m-9的方法被分别分为步骤1至3且详细地说明如下:
[反应方案m-9]
步骤1:中间体i-9a(3,5-二羟基苯甲酸4-溴苄基酯)的合成:
将3,5-二羟基苯甲酸(m=47.68g,309.4mmol,mw=154.13g/mol)、1-溴-4-溴甲基苯(m=77.32g,309.4mmol,mw=249.93g/mol)、和碳酸氢钾(m=62.1g,620mmol,mw=100.12g/mol)添加到500ml的二甲基乙酰胺,然后,将混合物在氮气气氛下在65℃下搅拌24小时。当反应完成时,将反应物倒入2l的水中,并且剧烈地搅拌混合物。将其中的沉淀物过滤,用水充分地洗涤,并且在减压下在80℃下干燥24小时以获得白色粉末状态的中间体i-9a(m=98g,303.3mmol,mw=323.15g/mol)(产率:98.0%)。
rf=0.27(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:2,tlc硅胶60f254);和
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.26(s,2h),6.45(dd,1h,j13=2.1hz),6.84(d,2h,j13=2.1hz),7.40(d,2h,j12=8.4hz),7.61(d,2h,j12=8.4hz),9.65(s,2h,oh)。
步骤2:中间体i-9b(3,5-二羟基苯甲酸4-(4-苯基乙炔基-苯基乙炔基)苄基酯)的合成:
在装备有氮气入口和冷凝器的1l3颈圆底烧瓶中,将中间体i-9a(m=48.47g,150mmol,mw=323.15g/mol)和1-乙炔基-4-苯基乙炔基苯(m=30.34g,150mmol,mw=202.26g/mol)添加到三乙胺和二甲基乙酰胺(1:1)的混合溶剂600ml并且溶解在其中。搅拌所述溶液并且将其用干燥的氮气吹扫1小时,向其添加氯化钯(ii)(m=0.8g,4.5mmol,mw=177.33g/mol)、碘化亚铜(i)(m=1.71g,9mmol,mw=190.45g/mol)和三苯基膦(m=4.72g,18mmol,mw=262.45g/mol)。在额外注入氮气10分钟且关闭氮气出口之后,将混合物在搅拌的同时在氮气下在80℃下保持24小时。当反应完成时,将通过将三乙胺在减压下蒸发而获得的溶液倒入2l的水中以获得棕色固体。将所述固体过滤并且通过如下纯化:用水洗涤,悬浮在500ml的dcm中,煮沸30分钟,冷却至室温,并且再次过滤。将该程序进行三次。在这里,第一母液看起来是亮棕色的且含有一些沉淀物,第二母液看起来是浅棕色的且含有很少量的沉淀物,且最后的母液看起来是浅黄色的。将获得的浅棕色粉末状态的产物在真空下在75℃下干燥24小时以获得浅棕色粉末状态的中间体i-9b(m=30g,67.5mmol,mw=444.49g/mol)(产率:45.0%)。
rf=0.72(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:1,tlc硅胶60f254);
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.34(s,2h),6.45(dd,1h,j13=2.1hz),6.87(d,2h,j13=2.1hz),7.43-7.64(m,13h),9.66(s,2h,oh)。
步骤3:单体m-9(3,5-二羟基苯甲酸4-(4-苯基乙炔基-苯基乙炔基)苄基酯的双-偏苯三酸酐酯)的合成:
将中间体i-9b(m=29.25g,65.8mmol,mw=444.49g/mol)、偏苯三酸酐酰氯(m=30.4g,144.8mmol,mw=210.57g/mol)、和三乙胺(m=14.62g,144.8mol,mw=101.19g/mol)添加到1.5l的乙腈并且使其以与单体m-1的方法类似的方法反应以合成m-9溶液,将活性炭添加到所述溶液,并且将所获得处于热的状态的混合物过滤。然后,当将所述混合物冷却至室温时,沉淀出固体。将在乙腈中具有低的溶解性的产物悬浮在500ml的乙腈和20ml的乙酸酐中,然后煮沸2小时并冷却至室温,且将其中的固体过滤和纯化。将该过程重复两次。将结晶的固体用少量的乙腈洗涤并且在真空下在75℃下干燥24小时以获得黄色固体状态的单体m-9(m=32g,40.4mmol,mw=792.72g/mol)(产率:61.3%)。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.46(s,2h),7.44-7.47(m,3h),7.56-7.64(m,10h),7.91(dd,1h,j13=2.1hz),8.08(d,2h,j13=2.1hz),8.29(d,2h,j12=8.4hz),8.62-8.68(m,4h);
对于c48h24o12的hrmsapci(m/z):对于[m]+,712.1197(实测的质量),792.1268(计算的质量);
热分析:tga(加热10℃/分钟,n2气氛):1重量%损失(316℃);和
dsc(加热10℃/分钟,n2气氛):mp=225℃。
实施例10:单体m-10的合成
根据反应方案m-10制备化合物m-10,且制备中间体i-10和作为最终产物的化合物m-10的方法被分为步骤1和2且详细地说明如下:
[反应方案m-10]
步骤1:中间体i-10(3,5-二羟基苯甲酸苄基酯)的合成:
将3,5-二羟基苯甲酸(m=31.44g,0.2mol,mw=154.12g/mol)、苄基溴(m=34.2g,0.2mol,mw=171.04g/mol)、和碳酸氢钾(m=40g,0.4mol,mw=100.12g/mol)添加到0.3l的二甲基乙酰胺(dmac),然后,使其以与中间体i-1的方法类似的方法在氮气气氛下在65℃下反应24小时以合成产物,并且将混合物倒入1l的水中并且用乙酸乙酯萃取油型析出物。将乙酸乙酯溶液用3%盐酸水溶液和水洗涤,然后用无水硫酸镁干燥。将通过在减压下蒸发溶剂而获得的固体在真空下在100℃下干燥以获得白色固体状态的中间体i-10(m=48g,196.52mmol,mw=244.24g/mol)(产率:98.3%)。
rf=0.34(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:2,tlc硅胶60f254);
mp=130-132℃;和
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.29(s,2h),6.44(t,1h,j13=2.4hz),6.85(d,2h,j13=2.4hz),7.33-7.47(m,5h),9.64(s,2h)。
步骤2:单体m-10(3,5-二羟基苯甲酸苄基酯的双-偏苯三酸酐酯)的合成:
将中间体i-10(m=30g,122.8mmol,mw=244.24g/mol)、偏苯三酸酐酰氯(m=55.6g,264mmol,mw=210.57g/mol)、和三乙胺(m=26.7g,264mmol,mw=101.19g/mol)添加到0.8l的乙腈,然后使其以与单体m-1的方法类似的方法反应以合成单体m-10。将所获得的溶液以热的状态过滤以除去不溶性材料,并且将来自其的产物溶解以获得乙腈溶液。将所述乙腈溶液冷却以沉淀出固体,并将所述固体用乙腈(300ml)和乙酸酐(20ml)的混合溶剂重结晶两次且在真空下在80℃下干燥24小时以获得作为黄色结晶材料的单体m-10(m=23g,38.8mmol,mw=592.48g/mol)(产率:31.6%)。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.42(s,2h),7.44-7.53(m,5h),7.90(t,1h,j13=2.1hz),8.06(d,2h,j13=2.1hz),8.29(d,2h,j12=8.4hz),8.63-8.67(m,4h);
热分析:tga(加热10℃/分钟,n2气氛):1重量%损失(197.5℃);和
dsc(加热10℃/分钟,n2气氛):mp~150℃(分解)。
实施例11:单体m-11的合成
根据反应方案m-11制备化合物m-11,且制备中间体i-11和作为最终产物的化合物m-11的方法被分别分为步骤1和2且详细地说明如下:
[反应方案m-11]
步骤1:中间体i-11(2,5-二羟基苯甲酸2-苯基乙酯)的合成:
将2,5-二羟基苯甲酸(m=18.14g,117.68mmol,mw=154.12g/mol)、(2-溴乙基)苯(m=21.35g,115.37mol,mw=185.06g/mol)、和碳酸氢钾(m=23.4g,230.74mmol,mw=100.12g/mol)添加到0.1l的二甲基乙酰胺(dmac)并且使其以与中间体i-1的方法类似的方法在氮气气氛下在65℃下反应24小时。将混合物倒入1l的水中,且处于油状态的析出物逐渐变成固体。将产物过滤,用水洗涤,并且在室温下干燥以获得黄白色固体状态的中间体i-11(m=27.6g,106.86mmol,mw=258.27g/mol)(产率:92.6%)。
rf=0.64(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:2,tlc硅胶60f254);
mp=88-90℃;和
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:3.04(t,2h,j12=6.9hz),4.50(t,2h,j12=6.9hz),6.81(d,1h,j12=8.7hz),6.97(dd,1h,j12=8.7hz,j13=3.0hz),7.11(d,1h,j13=3.0hz),7.20-7.29(m,1h),7.31-7.33(m,4h),9.22(s,1h),9.37(s,1h)。
步骤2:单体m-11(2,5-二羟基苯甲酸2-苯基乙酯的双-偏苯三酸酐酯)的合成:
将偏苯三酸酐酰氯(m=47.94g,227.7mmol,mw=210.57g/mol)、中间体m-17(m=27.35g,105.9mmol,mw=258.27g/mol)、和三乙胺(m=23g,227.7mmol,mw=101.19g/mol)添加到0.6l的乙腈以便以与单体m-1的方法类似的方法获得单体m-11溶液。将获得的溶液以热的状态过滤以除去不溶性材料,且获得具有溶解在其中的产物的乙腈溶液。然后,将通过将所述溶液冷却而在其中沉淀的固体用乙腈(300ml)和乙酸酐(20ml)的混合溶剂重结晶两次并且在真空下在80℃下干燥24小时以获得作为黄色结晶材料的单体m-11(m=32g,52.76mmol,mw=606.50g/mol)(产率:49.8%)。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:2.86(t,2h,j12=6.9hz),4.38(t,2h,j12=6.9hz),7.14-7.27(m,5h),7.67(d,1h,j12=8.7hz),7.85(dd,1h,j12=8.7hz,j13=3.0hz),8.01(d,1h,j13=3.0hz),8.28-8.33(m,2h),8.59-8.69(m,4h);
热分析:tga(加热10℃/分钟,n2气氛):1重量%损失(189℃);
dsc(加热10℃/分钟,n2气氛):mp=117.4℃(分解)。
实施例12:单体m-12的合成
根据反应方案m-12制备化合物m-12,且制备中间体i-12和作为最终产物的化合物m-12的方法被分为步骤1和2并且详细地说明如下:
[反应方案m-12]
步骤1:中间体i-12(2,5-二羟基苯甲酸4-(9h-芴-9-基氧基羰基)苄基酯)的合成:
通过如下以与中间体i-1的方法类似的方法合成中间体i-12:将2,5-二羟基苯甲酸(m=3154.12g,126.76mmol,m=19.54g)、4-氯甲基-苯甲酸9h-芴-9-基酯(mw=334.80g/mol,120.73mmol,m=40.42g)、和碳酸氢钾(mw=100.12g/mol,241.46mmol,m=24.17g)添加到0.2l的二甲基乙酰胺(dmac)并且使它们在氮气气氛下在75℃下反应24小时。将产物倒入1.5l的水中,并将在其中沉淀的白色固体过滤,用水洗涤,并在减压下从二氯甲烷/异丙醇重结晶,且在95℃下在减压下干燥24小时以获得作为白色结晶固体的中间体i-12(m=35g,mw=452.46g/mol,77.35mmol)(产率:64.1%)。
rf=0.56(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:2,tlc硅胶60f254);
mp=200-202℃;和
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.44(s,2h),6.83(d,1h,j12=8.7hz),6.97-7.00(m,2h),7.18(d,1h,j13=3.0hz),7.35(td,2h,j12=7.5hz,j13=0.9hz),7.49(t,2h,j12=7.5hz),7.63(t,4h,j12=8.4hz),7.89(d,2h,j12=7.5hz),8.02(d,2h,j12=8.4hz),9.21(s,1h),9.85(s,1h)。
步骤2:单体m-12(2,5-二羟基苯甲酸4-(9h-芴-9-基氧基羰基)苄基酯的双-偏苯三酸酐酯)的合成:
通过如下以与单体m-1的方法类似的方法合成单体m-12:将偏苯三酸酐酰氯(mw=210.57g/mol,101.83mmol,m=21.44g)、2,5-二羟基苯甲酸4-(9h-芴-9-基氧基羰基)苄基酯(mw=452.47g/mol,47.36mmol,m=21.43g)、和三乙胺(mw=101.19g/mol,101.83mmol,m=10.30g)添加到1l的乙腈并且使它们反应。当反应完成时,将溶液浓缩至0.4l的体积。当将经浓缩的溶液冷却至室温时,形成沉淀物。将固体过滤,用少量的水洗涤以除去三乙胺盐酸盐,然后,在减压下在80℃下干燥。将来自其的粗产物用乙腈(400ml)和乙酸酐(20ml)的混合物重结晶两次,将活性炭添加到第二次重结晶的溶液,将混合物过滤,将滤液的溶剂除去并且将残余物在减压下在85℃下干燥24小时。从其获得作为亮黄色固体的单体m-12(m=14.49g,mw=800.70g/mol,18.1mmol)(产率:38.2%)。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.27(s,2h),6.93(s,1h),7.32-7.51(m,6h),7.63-7.66(m,3h),7.77-7.88(m,6h),8.15(d,2h,j13=2.7hz),8.20(d,1h,j12=8.1hz),8.27(d,1h,j12=8.4hz),8.44(s,1h),8.52(d,1h,j12=7.8hz),8.64-8.66(m,2h);
热分析:tga(加热10℃/分钟,n2气氛):1重量%损失(154.4℃);和
dsc(加热10℃/分钟,n2气氛):mp=170.3℃(分解)。
实施例13:单体m-13的合成
根据反应方案m-13制备化合物m-13,且制备中间体i-13和作为最终产物的化合物m-13的方法被分为步骤1和2且详细地说明如下:
[反应方案m-13]
步骤1:中间体i-13(2,5-二羟基苯甲酸4-(4-溴苄基氧基羰基)苄基酯)的合成:
通过如下以与中间体i-1的方法类似的方法获得中间体i-13:将2,5-二羟基苯甲酸(mw=154.12g/mol,75.66mmol,m=11.66g)、4-氯甲基-苯甲酸4-溴苄基酯(mw=339.62g/mol,75.66mmol,m=25.69g)、和碳酸氢钾(mw=100.12g/mol,151.32mmol,m=15.15g)添加到0.2l二甲基乙酰胺(dmac)并且使其在氮气气氛下在70℃下反应24小时。当反应完成时,将混合物添加到1l的水,将在其中产生的白色固体过滤,用水洗涤,用二氯甲烷/甲醇重结晶,并且在减压下在95℃下干燥24小时。作为产物的中间体i-13作为白色结晶固体获得(产率:90.2%)。m=31.2g(mw=457.28g/mol,68.23mmol)。
rf=0.46(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:2,tlc硅胶60f254);和
mp=146-148℃。1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.34(s,2h),5.45(s,2h),6.83(d,1h,j12=8.7hz),6.98(dd,1h,j12=9.0hz,j13=3.0hz),7.19(d,1h,j13=3.0hz),7.44(d,2h,j12=8.4hz),7.59-7.64(m,4h),8.04(d,2h,j12=8.4hz),9.21(s,1h),9.86(s,1h)。
步骤2:单体m-13(2,5-二羟基苯甲酸4-(4-溴苄基氧基羰基)苄基酯的双-偏苯三酸酐酯)的合成:
通过如下以与单体m-1的方法类似的方法获得单体m-13:将偏苯三酸酐酰氯(mw=210.57g/mol,66.76mmol,m=14.06g)、2,5-二羟基苯甲酸4-(4-溴苄基氧基羰基)苄基酯(mw=457.28g/mol,31.05mmol,m=14.20g)、和三甲胺(mw=101.19g/mol,66.76mmol,m=6.74g)添加到0.8l的乙腈并且使其反应。当反应完成时,将溶液浓缩至0.4l的体积。当将溶液冷却至室温时,形成沉淀物。将固体过滤,用少量的水洗涤以除去三乙胺盐酸盐,然后,在减压下在80℃下干燥。将来自其的粗产物从乙腈(300ml)和乙酸酐(20ml)的混合物重结晶两次,然后,向第二次重结晶的溶液添加活性炭,将混合物过滤,将滤液的溶剂除去并且将残余物在85℃下干燥24小时。单体m-13作为白色固体获得。m=15.56g(mw=805.51g/mol,19.32mmol),产率:62.2%。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:5.28(s,2h),5.29(s,2h),7.38-7.45(m,4h),7.61(d,2h,j12=8.4hz),7.66(d,1h,j12=8.7hz),7.76(d,2h,j12=8.7hz),7.85(dd,1h,j12=8.7hz,j13=2.7hz),8.16-8.19(m,2h),8.30(d,1h,j12=8.1hz),8.39(s,1h),8.49(d,1h,j12=8.1hz),8.65-8.68(m,2h);和
热分析:tga(加热10℃/分钟,n2气氛):1重量%损失(348.7℃);dsc(加热10℃/分钟,n2气氛):mp=227.5℃。
实施例14:单体m-14的合成
根据反应方案m-14制备化合物m-14,且制备中间体i-14和作为最终产物的化合物m-14的方法被分别分为步骤1和2且详细地说明如下:
[反应方案m-14]
步骤1:中间体i-14(2,5-二羟基苯甲酸4-正己基氨基甲酰基苄基酯)的合成:
通过如下以与中间体i-1的方法类似的方法获得中间体i-14:将2,5-二羟基苯甲酸(mw=154.12g/mol,118.9mmol,m=18.33g)、4-氯甲基-n-正己基苯甲酰胺(mw=253.77g/mol,115.5mol,m=29.30g)、和碳酸氢钾(mw=100.12g/mol,231mmol,m=23.13g)添加到0.2l的二甲基乙酰胺(dmac)并且使其在氮气气氛下在65℃下反应24小时。当反应完成时,将混合物倒入1.5l的水中,并将在其中沉淀的白色固体过滤,用水洗涤,从含水甲醇重结晶,并且在减压下在95℃下干燥24小时。从其产生的中间体i-14为白色结晶固体。rf=0.21(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:2,tlc硅胶60f254),m=37.63g(mw=371.43g/mol,101.3mmol),产率:87.7%,mp=127-128℃。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:0.86(t,3h,j12=6.9hz),1.25-1.35(m,6h),1.46-1.56(m,2h),3.24(dt,j=6hz,6.9hz),5.41(s,2h),6.84(d,1h,j12=8.7hz),6.98(dd,1h,j12=8.7hz,j13=3.0hz),7.18(d,1h,j13=3.0hz),7.55(d,1h,j12=8.4hz),7.86(d,1h,j12=8.4hz),8.46(t,1h,j=6hz,nh),9.21(s,1h),9.89(s,1h)。
步骤2:单体m-14(2,5-二羟基苯甲酸4-正己基氨基甲酰基苄基酯的双-偏苯三酸酐酯)的合成:
通过如下以与单体m-1的方法类似的方法获得单体m-14:将偏苯三酸酐酰氯(mw=210.57g/mol,216.5mmol,m=45.59g)、中间体i-14(2,5-二羟基苯甲酸4-正己基氨基甲酰基苄基酯,mw=371.43g/mol,100.7mmol,m=37.40g)、和三乙胺(mw=101.19g/mol,216.5mmol,m=21.87g)添加到1l的乙腈并且使其反应。将所获得的溶液在热的状态下过滤以除去不溶性材料,然后浓缩至0.5l的体积。然后,通过向其添加水而使粗产物沉淀,将其过滤,并用水洗涤。将粗产物用乙腈(500ml)和乙酸酐(40ml)的混合物重结晶两次并且在真空下在95℃下干燥24小时以获得作为白色结晶材料的单体m-14。m=39g(mw=719.66g/mol,54.18mmol),产率:53.8%。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:0.85-0.90(m,3h),1.29(brs,6h),1.48-1.53(m,2h),3.17-3.24(m,2h),5.25(s,2h),7.31(d,2h,j12=8.4hz),7.58(d,2h,j12=8.4hz),7.64(d,1h,j12=8.7hz),7.85(dd,1h,j12=8.7hz,j13=3.0hz),8.12-8.17(m,2h),8.28-8.35(m,3h),8.44(dd,1h,j12=8.1hz,j14=1.2hz),8.65-8.70(m,2h);和
热分析:tga(加热10℃/分钟,n2气氛):1重量%损失(309.5℃);dsc(加热10℃/分钟,n2气氛):mp=207.2℃。
实施例15:单体m-15的合成
根据反应方案m-15制备化合物m-15,且制备中间体i-15和作为最终产物的化合物m-15的方法被分别分为步骤1和2且详细地说明如下:
[反应方案m-15]
步骤1:中间体i-15(2,5-二羟基苯甲酸4-正十二烷基氨基甲酰基苄基酯)的合成:
通过如下以与中间体i-1的方法类似的方法获得中间体i-15:将2,5-二羟基苯甲酸(mw=154.12g/mol,101.1mmol,m=15.58g)、4-氯甲基-n-正十二烷基苯甲酰胺(mw=337.94g/mol,98.15mol,m=33.17g)、和碳酸氢钾(mw=100.12g/mol,200mmol,m=20.02g)添加到0.2l的二甲基乙酰胺(dmac)并且使其在氮气气氛下在65℃下反应24小时。当反应完成时,将混合物倒入1.5l的水中,将在其中沉淀的白色固体过滤,用水洗涤,用500ml的甲醇重结晶,并且在减压下在90℃下干燥24小时以获得作为白色结晶固体的中间体i-15。rf=0.24(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:2,tlc硅胶60f254),m=34.1g(mw=455.60g/mol,74.85mmol),产率:76.3%,mp=122-124℃。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:0.82-0.86(m,3h),1.23-1.26(m,18h),1.51(t,2h,j12=6.3hz),3.21-3.28(m,2h),5.41(s,2h),6.83(d,1h,j12=9.0hz),6.98(dd,1h,j12=8.7hz,j13=3.0hz),7.19(d,1h,j13=3.0hz),7.54(d,2h,j12=8.1hz),7.86(d,2h,j12=8.1hz),8.46(t,1h,j12=5.6hz),9.20(s,1h),9.89(s,1h)。
步骤2:单体m-15(2,5-二羟基苯甲酸4-正十二烷基氨基甲酰基苄基酯的双-偏苯三酸酐酯)的合成:
通过如下以与单体m-1的方法类似的方法获得单体m-15:将偏苯三酸酐酰氯(mw=210.57g/mol,114.69mmol,m=24.15g)、中间体i-15(2,5-二羟基苯甲酸4-正十二烷基氨基甲酰基苄基酯)(mw=455.60g/mol,54.61mmol,m=24.88g)、和三乙胺(mw=101.19g/mol,117.40mmol,m=11.88g)添加到1.2l的乙腈并且使其反应。当反应完成时,将溶液过滤以除去不溶性材料,然后浓缩至0.4l的体积并且容许其静置2天以形成沉淀物。将固体过滤并用少量的乙腈洗涤。将来自其的粗产物用乙腈(300ml)和乙酸酐(15ml)的混合物重结晶两次,向第二次重结晶的溶液添加活性炭,将混合物过滤,将滤液的溶剂除去并且将残余物在85℃下在真空下干燥24小时以获得白色固体状态的单体m-15。m=10.28g(mw=803.83g/mol,12.78mmol),产率:23.4%。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:0.82-0.87(m,3h),1.20-1.30(m,18h),1.50(m,2h),3.17-3.21(m,2h),5.24(s,2h),7.31(d,2h,j12=8.1hz),7.57(d,2h,j12=8.4hz),7.64(d,2h,j12=9.0hz),7.85(dd,1h,j12=8.7hz,j13=2.7hz),8.12-8.17(m,2h),8.28-8.35(m,3h),8.44(dd,1h,j12=7.8hz,j13=1.2hz),8.65-8.68(m,2h)。
热分析:tga(加热10℃/分钟,n2气氛):1重量%损失(317.2℃);dsc(加热10℃/分钟,n2气氛):mp=172.3℃。
实施例16:单体m-16的合成
根据反应方案m-16制备化合物m-16,且制备中间体i-16和作为最终产物的化合物m-16的方法被分为步骤1和2且详细地说明如下:
[反应方案m-16]
步骤1:中间体i-16(2,5-二羟基苯甲酸4-正十六烷基氨基甲酰基苄基酯)的合成:
通过如下以与中间体i-1的方法类似的方法获得中间体i-16:将2,5-二羟基苯甲酸(mw=154.12g/mol,198.93mmol,m=30.66g)、4-氯甲基-n-正十六烷基苯甲酰胺(mw=394.04g/mol,195.03mol,m=76.85g)、和碳酸氢钾(mw=100.12g/mol,390.06mmol,m=39.05g)添加至0.5l的二甲基乙酰胺(dmac)并且使其在氮气气氛下在65℃下反应24小时。当反应完成时,将混合物倒入3l的水中,并将在其中沉淀的白色固体过滤且用水洗涤。将来自其的粗产物悬浮在80℃的热水中,然后搅拌30分钟并过滤。将所得固体干燥24小时,然后在减压下在90℃下干燥24小时。产物作为白色固体获得。rf=0.30(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:2,tlc硅胶60f254),m=95.4g(mw=511.7g/mol,186.44mmol),产率:95.6%,mp=118-120℃。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:0.82-0.87(m,3h),1.16-1.27(m,26h),1.48-1.52(m,2h),3.21-3.29(m,2h),5.41(s,2h),6.83(d,1h,j12=9.0hz),6.98(dd,1h,j12=9.0hz,j13=3.0hz),7.19(d,1h,j13=3.0hz),7.54(d,2h,j12=8.1hz),7.86(d,2h,j12=8.1hz),8.46(t,1h,j12=5.6hz),9.21(s,1h),9.90(s,1h)。
步骤2:单体m-16(2,5-二羟基苯甲酸4-正十六烷基氨基甲酰基苄基酯的双-偏苯三酸酐酯)的合成:
通过如下以与单体m-1的方法类似的方法制备单体m-16:将偏苯三酸酐酰氯(mw=210.57g/mol,390.28mmol,m=82.18g)、中间体i-16(2,5-二羟基苯甲酸4-正十六烷基氨基甲酰基苄基酯,mw=511.70g/mol,185.85mmol,m=95.1g)、和三乙胺(mw=101.19g/mol,408.87mmol,m=41.37g)添加到1.5l的乙腈并且使其反应。当反应完成时,将所获得的溶液过滤以除去不溶性材料并浓缩至0.5l的体积,然后用1.5l的水稀释。将固体过滤并用水洗涤。然后,将由其获得的固体在空气中干燥24小时,然后在80℃下在减压下干燥24小时。将粗产物用乙腈(600ml)和乙酸酐(100ml)的混合物重结晶两次,向第二次重结晶的溶液添加活性炭,将混合物过滤,将滤液的溶剂除去并且将残余物在真空下在80℃下干燥24小时。单体m-16的产物作为白色固体获得。m=88.7g(mw=859.94g/mol,103.15mmol),产率:55.5%。
1hnmr(cdcl3)300mhz,δ,ppm:0.87-0.92(m,3h),1.16-1.36(m,26h),1.60-1.64(m,2h),3.41-3.48(m,2h),5.24(s,2h),6.13(t,1h,j=5.4hz),7.25-7.38(m,3h),7.51-7.63(m,3h),8.04-8.10(m,2h),8.22(d,1h,j12=8.1hz),8.53-8.56(m,2h),8.75(dd,1h,j12=8.1hz,j13=1.5hz),8.84(s,1h)。
热分析:tga(加热10℃/分钟,n2气氛):1重量%损失(263.4℃);dsc(加热10℃/分钟,n2气氛):mp=155.0℃。
实施例17:单体m-17的合成
根据反应方案m-17制备化合物m-17,且制备中间体i-17和作为最终产物的化合物m-17的方法被分别分为步骤1和2且详细地说明如下:
[反应方案m-17]
步骤1:中间体i-17(2,5-二羟基苯甲酸4-(4-辛基苯基氨基甲酰基)苄基酯(构象异构体的1:2混合物))的合成:
通过如下以与中间体i-1的方法类似的方法制备中间体i-17:将2,5-二羟基苯甲酸(mw=154.12g/mol,117.12mmol,m=18.05g)、4-氯甲基-n-(4-辛基苯基)苯甲酰胺)(mw=357.93g/mol,113.71mol,m=40.7g)、和碳酸氢钾(mw=100.12g/mol,227mmol,m=22.72g)添加到0.3l二甲基乙酰胺(dmac),并且使它们在氮气气氛下在65℃下反应24小时。当反应完成时,通过将混合物倒入1.5l的水中而沉淀出白色固体,并且通过如下将其纯化两次:过滤并用水洗涤,然后再悬浮于0.5l的甲醇中并将悬浮液煮沸,将其冷却至室温,和将其过滤。将来自其的产物在减压下在80℃下干燥24小时且它作为白色固体获得。rf=0.38(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:2,tlc硅胶60f254),m=44.87g(mw=475.59g/mol,94.35mmol),产率83%。mp=136℃。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:0.85(t,4.5h,j=6.7hz),1.20-1.30(m,15h),1.50-1.60(m,3h),2.50-2.55(m,3h),4.84(s,1h,ch2),5.45(s,2h,ch2),6.85(d,1h,j12=8.7hz),6.99(dd,1h,j12=9.0hz,j13=3.0hz),7.15(d,3h,j12=8.4hz),7.20(d,1h,j12=3.0hz),7.57-7.68(m,6h),7.93-7.99(m,3h),9.24(s,1h),9.90(brs,1h),10.19(s,1.5h)。
步骤2:单体m-17(2,5-二羟基苯甲酸4-(4-辛基苯基氨基甲酰基)苄基酯的双-偏苯三酸酐酯)的合成:
通过如下以与单体m-1的方法类似的方法获得单体m-17:将偏苯三酸酐酰氯(mw=210.57g/mol,196.5mmol,m=41.38g)、中间体i-17(2,5-二羟基苯甲酸4-(4-辛基苯基氨基甲酰基)苄基酯,mw=475.59g/mol,93.67mmol,m=44.5g)、和三乙胺(mw=101.19g/mol,205.85mmol,m=20.83g)添加到1l的乙腈并且使其反应。当反应完成时,将所获得的棕色溶液在热的状态下过滤以除去不溶性材料并冷却至室温。在热溶液状态下,立即开始沉淀出固体。将固体过滤和用少量的乙腈洗涤。将粗产物通过如下纯化:将固体用乙腈(800ml)和乙酸酐(50ml)的混合物悬浮并且将悬浮液煮沸,随后冷却至室温和过滤。将所获得的产物在100℃下在真空下干燥24小时。产物为淡黄色结晶固体的单体m-17。m=32.77g(mw=823.82g/mol,39.78mmol),产率:42.5%。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:0.85(m,3h),1.20-1.30(m,10h),1.50-1.60(m,2h),2.50-2.57(m,2h),5.29(s,2h,ch2),7.15(d,1h,j12=8.7hz),7.40(d,1h,j12=8.1hz),7.61-7.72(m,5h),7.83-7.88(m,1h),8.17-8.19(m,2h),8.29(d,1h,j12=8.4hz),8.39-8.40(m,1h),8.47-8.50(m,1h),8.65-8.69(m,1h),10.06(s,1h,nh)。热分析:tga(加热10℃/分钟,n2气氛):1重量%损失(320.3℃);dsc(加热10℃/分钟,n2气氛):mp=230.1℃。
实施例18:单体m-18的合成
根据反应方案m-18制备化合物m-18,且制备中间体i-18和作为最终产物的化合物m-18的方法被分别分为步骤1和2且详细地说明如下:
[反应方案m-18]
步骤1:中间体i-18(2,5-二羟基苯甲酸4-n,n-二丁基氨基甲酰基苄基酯)的合成:
通过如下以与中间体i-1的方法类似的方法合成中间体i-18:将2,5-二羟基苯甲酸(mw=154.12g/mol,99.35mmol,m=15.31g)、n,n-二丁基-4-氯甲基苯甲酰胺(mw=281.83g/mol,99.35mol,m=33.17g)、和碳酸氢钾(mw=100.12g/mol,200mmol,m=20.02g)添加到0.2l的二甲基乙酰胺(dmac),并且使它们在氮气气氛下在65℃下反应24小时。当反应完成时,将混合物倒入1.5l的水中,将在其中沉淀的白色粘性固体过滤,用水洗涤,干燥,并且用约400ml的己烷/二氯甲烷重结晶。将由其获得的白色结晶材料过滤,用己烷洗涤,并且在减压下在80℃下干燥24小时。来自其的最终产物为白色结晶固体。rf=0.23(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:2,tlc硅胶60f254),m=31.4g(mw=399.49g/mol,78.60mmol),产率:79.1%,mp=117-119℃。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:0.65-0.75(m,3h),0.88-0.98(m,3h),1.00-1.12(m,2h),1.27-1.37(m,2h),1.39-1.49(m,2h),1.51-1.61(m,2h),3.09-3.19(m,2h),3.35-3.45(m,2h),5.40(s,2h),6.83(d,1h,j12=9.0hz),6.98(dd,1h,j12=9.0hz,j13=3.0hz),7.19(d,1h,j13=3.0hz),7.36(d,2h,j12=8.4hz),7.53(d,2h,j12=8.4hz),9.24(brs,1h),9.89(brs,1h)。
步骤2:单体m-18(2,5-二羟基苯甲酸4-n,n-二丁基氨基甲酰基苄基酯的双-偏苯三酸酐酯)的合成:
通过如下以与单体m-1的方法类似的方法制备单体m-18:将偏苯三酸酐酰氯(mw=210.57g/mol,164.13mmol,m=34.56g)、中间体i-18(2,5-二羟基苯甲酸4-n,n-二丁基氨基甲酰基苄基酯,mw=399.49g/mol,78.15mmol,m=31.22g)、和三乙胺(mw=101.19g/mol,168mmol,m=17g)添加到1l的乙腈并且使其反应。当反应完成时,将所获得的棕色溶液在热的状态下过滤以除去不溶性材料,然后浓缩至0.4l的体积。从所述热的溶液,几乎立即沉淀出白色固体。将固体过滤并用少量的乙腈洗涤。将来自其的粗产物从乙腈(500ml)和乙酸酐(30ml)的混合物重结晶两次并且在真空下在85℃干燥24小时以获得作为白色结晶固体的单体m-18。m=35.09g(mw=747.72g/mol,46.93mmol),产率:60.5%。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:0.62-0.72(m,3h),0.90-1.08(m,5h),1.25-1.60(m,6h),3.00-3.10(m,2h),3.35-3.45(m,2h),5.24(s,2h),7.11(d,2h,j12=8.1hz),7.32(d,2h,j12=8.1hz),7.65(d,1h,j12=8.7hz),7.85(dd,1h,j12=9.0hz,j13=3.0hz),8.15(d,1h,j13=3.0hz),8.19(d,1h,j12=7.8hz),8.29(d,1h,j12=8.4hz),8.40(brs,1h),8.49(dd,1h,j12=7.8hz,j13=1.5hz),8.65-8.68(m,2h)。
热分析:tga(加热10℃/分钟,n2气氛):1重量%损失(332.8℃);dsc(加热10℃/分钟,n2气氛):mp=180.0℃。
实施例19:单体m-19的合成
根据反应方案m-19制备化合物m-19,且制备中间体i-19和作为最终产物的化合物m-19的方法被分别分为步骤1和2且详细地说明如下:
[反应方案m-19]
步骤1:中间体i-19(2,5-二羟基苯甲酸4-n,n-二辛基氨基甲酰基苄基酯)的合成:
通过如下以与中间体i-1的方法类似的方法合成中间体i-19:将2,5-二羟基苯甲酸(mw=154.12g/mol,166.57mmol,m=25.67g)、n,n-二辛基-4-氯甲基苯甲酰胺(mw=394.04g/mol,163.31mol,m=64.35g)、和碳酸氢钾(mw=100.12g/mol,326.62mmol,m=32.70g)添加到0.35l的二甲基乙酰胺(dmac)反应并且使它们在氮气气氛下在65℃下反应24小时。当反应完成时,将混合物倒入2l的水中,并且将在其中析出的油用1l的乙酸乙酯萃取。将来自其的有机层用含水烃和水洗涤三次,然后用无水硫酸钠干燥。将乙酸乙酯在减压下蒸发,然后将油状残余物溶解在热的己烷(0.7l)中,用硅胶处理,然后在热的条件下过滤以除去杂质。将己烷在减压下蒸发以获得无色粘性油状产物。rf=0.48(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:2,tlc硅胶60f254),m=67.8g(mw=511.71g/mol,132.50mmol),产率:81.1%。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:0.80-0.86(m,6h),1.03-1.56(m,20h),1.44-1.56(m,4h),3.13(s,2h),3.29(s,2h),5.40(s,2h),6.83(d,1h,j12=9.0hz),6.98(dd,1h,j12=9.0hz,j13=3.0hz),7.19(d,1h,j13=3.0hz),7.36(d,2h,j12=8.4hz),7.53(d,2h,j12=8.4hz),9.20(s,1h),9.91(s,1h)。
步骤2:单体m-19(2,5-二羟基苯甲酸4-n,n-二辛基氨基甲酰基苄基酯的双-偏苯三酸酐酯)的合成:
通过如下以与单体m-1的方法类似的方法合成单体m-19:将偏苯三酸酐酰氯(mw=210.57g/mol,277.43mmol,m=58.24g)、中间体i-19(2,5-二羟基苯甲酸4-n,n-二辛基氨基甲酰基苄基酯,mw=511.71g/mol,132.11mmol,m=67.6g)、和三乙胺(mw=101.19g/mol,290.64mmol,m=29.41g)添加到1.2l的乙腈并且使其反应。当反应完成时,将棕色溶液在热的状态下过滤以除去不溶性材料并浓缩至0.5l的体积。将溶液冷却至室温以沉淀出白色固体。将所述固体过滤并用少量的乙腈洗涤。将来自其的粗产物用乙腈(600ml)和乙酸酐(30ml)的混合溶剂重结晶两次,并且在第二重结晶期间向其添加脱色用活性炭。将来自其的产物在真空下在90℃下干燥24小时以获得白色结晶固体的单体m-19作为最终产物。m=71.4g(mw=859.94g/mol,83.03mmol),产率:62.8%。
1hnmr(cdcl3)300mhz,δ,ppm:0.82-0.91(m,6h),1.09-1.63(m,24h),3.08-3.14(m,2h),3.41-3.47(m,2h),5.23(s,2h),7.15(d,2h,j12=8.1hz),7.29(d,2h,j12=8.1hz),7.36(d,1h,j12=8.7hz),7.60(dd,1h,j12=9.0hz,j13=3.0hz),8.06(d,1h,j13=3.0hz),8.11(d,1h,j12=7.8hz),8.22(d,1h,j12=8.1hz),8.53(dd,1h,j12=7.8hz,j13=1.5hz),8.59(s,1h),8.76(dd,1h,j12=8.1hz,j13=1.5hz),8.85(s,1h)。
热分析:tga(加热10℃/分钟,n2气氛):1重量%损失(293℃);dsc(加热10℃/分钟,n2气氛):mp=182.7℃。
实施例20:单体m-20的合成
根据反应方案m-20制备化合物m-20,且制备中间体i-20和作为最终产物的化合物m-20的方法被分别分为步骤1和2且详细地说明如下:
[反应方案m-20]
步骤1:中间体i-20(2,5-二羟基苯甲酸4-n,n-二苄基氨基甲酰基苄基酯)的合成:
通过如下以与中间体i-1的方法类似的方法合成中间体i-20:将2,5-二羟基苯甲酸(mw=154.12g/mol,128.24mmol,m=19.76g)、n,n-二苄基-4-氯甲基苯甲酰胺(mw=349.86g/mol,124.51mol,m=43.56g)、和碳酸氢钾(mw=100.12g/mol,249.02mmol,m=24.93g)添加到0.2l的二甲基乙酰胺(dmac)并且使其在氮气气氛下在65℃下反应24小时。当反应完成时,将混合物倒入1l的水中,并且将在其中沉淀的固体过滤且用400ml的甲醇重结晶两次。将来自其的产物在减压下在70℃下干燥12小时。中间体i-20作为白色固体由其获得且具有rf=0.25(洗脱液:乙酸乙酯:己烷=1:2,tlc硅胶60f254)、mp=90-92℃、m=41.73g(mw=467.52g/mol,89.26mmol)、和71.7%的产率。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:4.41(s,2h),4.59(s,2h),5.38(s,2h),6.83(d,1h,j12=9.0hz),6.98(dd,1h,j12=9.0hz,j13=3.0hz),7.14-7.19(m,3h),7.26-7.36(m,8h),7.53(s,4h),9.20(s,1h),9.90(bs,1h)。
步骤2:单体m-20(2,5-二羟基苯甲酸4-n,n-二苄基氨基甲酰基苄基酯的双-偏苯三酸酐酯)的合成:
通过如下以与单体m-1的方法类似的方法制备单体m-20:将偏苯三酸酐酰氯(mw=210.57g/mol,186.59mmol,m=39.29g)、中间体i-20(2,5-二羟基苯甲酸4-n,n-二苄基氨基甲酰基苄基酯,mw=467.52g/mol,88.85mmol,m=41.54g)、和三乙胺(mw=101.19g/mol,195.47mmol,m=19.78g)添加到1l的乙腈并且使其反应。当反应完成时,将所获得的棕色溶液在热的状态下过滤以除去不溶性材料并浓缩至0.5l的体积。当将所得物冷却至室温时,产生白色固体。将所述固体过滤并用少量的乙腈洗涤。将来自其的粗产物用乙腈(500ml)和乙酸酐(50ml)的混合物重结晶两次,并且将来自其的产物在真空下在80℃下干燥24小时以获得白色结晶固体的单体m-20作为最终产物。m=45.36g(mw=815.75g/mol,55.61mmol),产率:62.6%。
1hnmr(dmso-d6)300mhz,δ,ppm:4.31(s,2h),4.54(s,2h),5.22(s,2h),7.11-7.35(m,14h),7.64(d,1h,j12=9.0hz),7.84(dd,1h,j12=9.0hz,j13=3.0hz),8.15(d,1h,j13=3.0hz),8.19(d,1h,j12=8.1hz),8.29(d,1h,j12=8.1hz),8.42(s,1h),8.48(dd,1h,j12=7.8hz,j13=1.2hz),8.64-8.67(m,2h)。热分析:tga(加热10℃/分钟,n2气氛):1重量%损失(333.7℃);dsc(加热10℃/分钟,n2气氛):mp=225.9℃。
制备实施例:聚合物的合成和膜的制造
制备实施例1-1至1-8:聚酯-酰亚胺的合成和膜的制造
通过使以表1中显示的比率包括根据实施例1的单体m-1和作为额外的二酐的6-fda或bpda以及作为二胺的tfdb和/或dadps的反应物反应而制备各聚酯-酰胺酸。
具体地,通过如下制备根据制备实施例1-1至1-8的各聚酯-酰胺酸溶液:将1当量的作为二胺的tfdb和/或dadps溶解在无水溶剂damc中,向该溶液添加1当量的以表1中显示的比率的作为二酐的根据实施例1的单体m-1和作为额外的二酐的6-fda或bpda的混合物,并且将所述混合物在25℃搅拌24小时。将所获得的聚酰胺酸溶液与3当量的乙酸酐和3当量的吡啶混合并且将其在25℃下搅拌12小时以获得以化学方式部分地酰亚胺化的聚酯-酰亚胺溶液。
将所述聚酯-酰亚胺溶液以1,000rpm-3,000rpm旋涂在50×50mm玻璃基板上。将涂覆的膜在设置在80℃的热板上干燥30分钟,在烘箱中以10℃/分钟的速度从约25℃加热到约230℃,并且在230℃下保持30分钟。
制备实施例2至11
根据与制备实施例1-1至1-8相同的方法制备根据制备实施例2至11的各聚酯-酰亚胺膜,除了通过如下制备聚酯-酰胺酸之外:以表1中显示的比率制备代替单体m-1的根据实施例2至14的单体m-2至m-14与6-fda的各二酐混合物,并且使所述混合物与作为二胺的tfdb以1:1的摩尔比反应。
制备实施例12至17
根据与制备实施例1-1至1-8相同的方法制备根据制备实施例12至17的各聚酯-酰亚胺膜溶液,除了如下之外:分别将根据实施例15至20的单体m-15至m-20代替根据实施例1的单体m-1与6-fda以表1中显示的比率混合以制备各二酐混合物,并且使所述二酐混合物与作为二胺的tfdb以1:1的摩尔比反应以制备聚酯-酰胺酸。
使所述聚酯-酰亚胺溶液在蒸馏水中沉淀,用掺合机研磨,并且用乙醇清洁。将白色沉淀物过滤,在80℃烘箱中干燥过夜,并且再溶解于环戊酮(cp)中。
将所获得的在cp中的聚酯-酰亚胺溶液以1,000rpm-3,000rpm旋涂在50×50mm玻璃基板上。将所涂覆的膜在设置在80℃的热板上干燥30分钟,在烘箱中以10℃/分钟的速度从约25℃加热到约170℃,并且在170℃下保持120分钟。
制备对比例1和2
根据与制备实施例1-1至1-8相同的方法形成根据制备对比例1的膜,除了在不使用根据实施例1至20的单体m-1至m-20的情况下使作为二酐的单独的6-fda和作为二胺的单独的tfdb以1:1的比率反应之外。
另外,根据与制备实施例1-1至1-8相同的方法形成根据制备对比例2的膜,除了如下之外:以表1中显示的比率使用作为二酐的6-fda和tahq(对苯二酚双(偏苯三酸酯二酐)),并且使所述混合物与作为二胺tfdb以1:1的比率反应以制造聚酰亚胺。
评价
根据制备实施例1-1至1-8和2至17以及制备对比例1和2的各膜的组成、特性粘度(η)、厚度、透射率(%)、黄色指数(yi)、面外双折射(δnth)、和玻璃化转变温度(tg)显示于表1中。测量所述膜的厚度、面外双折射、透射率、黄色指数、和玻璃化转变温度的方法如下:
(1)通过使用filmetricsf20(filmetrics,inc.,kanagawa,日本)测量膜厚度。
(2)通过通过使用棱镜耦合器(metriconmodel2010/m)在450nm的波长下测量所述膜的面外双折射(δnth)。
(3)通过使用分光光度计“konicaminoltacm3600d”以透射率不透明性/雾度模式测量所述膜的光学特性(透射率和黄色指数)。
(4)通过使用cannonpolyviscautomatedviscosimeter关于在dmac中的约0.5g/dl的聚合物溶液测量特性粘度。
(5)通过使用热机械分析仪(tmaq400,tainstruments)在50℃至400℃的温度范围内以5℃/分钟的速度用0.05n的固定张力测量玻璃化转变温度(tg)。
(表1)
如表1中所示,由包括根据实施方式的包含酯基团的二酐的反应物制备的聚酯-酰亚胺膜具有高的在450nm处的透射率、低的黄色指数、和低的雾度,以及显示出范围从至少约0.04到至多约0.09的高的面外双折射,且因此,具有优异的光学特性。另外,所述膜具有在预定或更高范围内的玻璃化转变温度和因此的高的热稳定性。换句话说,由于与根据制备对比例1或2的通过使用常规的芳族二酐和芳族二胺制备的具有高的热稳定性和优异的光学性质的聚酰亚胺膜相比,由根据实施方式的包括酯基团的芳族二酐和芳族二胺形成的膜显示出相当的或更优异的光学性质、以及相当的或令人满意的热稳定性,因此通过使根据实施方式的包括酯基团的新型二酐单独或者和具有优异的光学特性的常规的芳族二酐一起与常规的芳族二胺反应,可形成具有优异的光学性质和热稳定性的膜。与常规的具有优异的光学性质和热稳定性的芳族二酐相比,该根据实施方式的包含酯基团的二酐具有低的制备成本,且因此可显著降低制造成本,同时具有优异的光学性质和在光学膜的制造期间的热稳定性。
尽管已经关于目前被认为是实践性的实例实施方式的内容描述了本公开内容,但是将理解,本发明不限于所公开的实施方式,而是相反,意图覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。