包含手性化合物的液晶组合物制造技术

本发明专利技术涉及一类可用作手性掺杂剂的化合物，该化合物可以两种对映体形式在液晶配方中获得。这种配方可有益地用于显示器和各种其他产品中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用向列型材料结合手性掺杂剂形成手性-向列型液晶(LC)组合物。
技术介绍
手性-向列型液晶材料，也公知为胆甾醇型液晶材料可用于包括各种LC显示元件、反射膜、光学滤镜、偏光镜、油漆和油墨等的各种应用中。制备这种材料的方法已很好地建立。参见例如GiovanniGottarelli和Gian P.Spada的Mol.Cryst.Liq.Crys.，第123卷，377-388页(1985)；Gian Piero Spada和Gloria Proni的Enantiomer，第3卷，301-314页(1998)。然而，仍然需要改进。虽然早期使用的手性-向列型组合物依靠主要由手性成分组成的混合物，最近这种材料却由向列型LC混合物结合少量手性掺杂剂组成。在这种新型组合物中，向列型主体材料的性能，其中例如粘度、双折射、电各向异性，和磁各向异性，通过改变向列型混合物的化学组分而按预期用途定制，然后掺入手性掺杂剂以诱发螺旋扭转，从而提供期望的手性-向列型螺距。因此显然这种手性向列型组合物的性能就是向列型主体的性能加上掺杂剂性能的结合。可进一步明确的是，通过减少掺杂剂的用量，主体向列型LC配方的性能可更好地保持。当然，减少特定掺杂剂的浓度也缩小了所得手性-向列型配方的螺距。许多手性-向列型组合物的用途需要反射或透射可见光的配方，因此要求组合物具有大量螺旋扭转，即短的螺旋螺距(“p”)。这些考虑表明，诱发每单位浓度的大量向列型螺旋扭转的掺杂剂是很珍贵的。这种材料的优值指标是其“螺旋扭转力”(Helical Twisting Power)(“HTP”或β)。掺杂剂材料的HTP(β)在规定主体和特定温度下由公式1定义β＝(pcr)-1(公式1)其中“p”是测量的掺杂向列型的螺旋螺距(μm)；“c”是掺杂剂浓度的测量值(通常用无量纲摩尔分数、重量分数或重量百分比，其中摩尔分数和重量分数用0-1度量)；而“r”是掺杂剂的对映体过量(用0-1的无量纲度量)。对映体过量(r)定义为试样中两种对映体的摩尔分数(F)之差的绝对值，r等于|F(+)-F(-)|。因此，对于外消旋混合物，r等于|0.5-0.5|＝0；对于对映体纯材料，r等于|1.0-0|＝1；而对于75％纯混合物，r等于|0.75-0.25|＝0.5。HTP越大，提供规定螺距需要的掺杂剂浓度越低，从而产生特定的反射率或透射率。手性-向列型配方的螺距可用各种光学技术测量。例如，参见Zvonimir Dogic和Seth Fraden的Langmuir，第16卷，7820-7824页，2000年。掺杂剂浓度就是配制浓度，而对映体过量可通过手性高效液相色谱法(HPLC)或核磁共振(NMR)光谱法测量。一般而言，对于可用的对映体纯掺杂剂，其HTP’s在1至几百(μm-1)范围。扭转力大于100(基于掺杂剂摩尔分数)的掺杂剂往往描述成“高扭转”掺杂剂。新掺杂剂，特别是高扭转掺杂剂的发现对于扩大手性-向列型配方的利用很重要。不仅可将手性-向列型液晶配制成反射各种波长的入射电磁辐射，而且很好理解，根据螺旋螺距的手性的意义，反射光可以是圆偏振的。因此，显示出右旋螺旋中介结构(mesostructure)的手性向列型液晶将反射右旋入射光。能在例如垂直分层的结构中既反射右旋也反射左旋的圆偏振光对于许多应用都是有用的。进一步公知的是，手性-掺杂剂结构的对映体诱导螺旋旋转的相反极化，因此能提供相反极化的光反射。因此，制备掺杂剂的对映体对用于单独的光调制层特别有用。获得用作掺杂剂或更可能作为掺杂剂的合成前体的基本上对映体纯有机化合物有三种常用来源(1)可从天然原料获得的化合物；(2)对映体的外消旋混合物的制备分离；或(3)直接提供期望的对映体的手性合成方法。最常见的是，只有后两种方法提供了潜在掺杂剂的对映体。天然来源通常仅提供任何对映体对中的一种，反映了生命的基础手性。因此，采用天然原料作为掺杂剂或它们的前体限制了掺杂剂的利用。因此发现可从非天然原料获得的新颖的掺杂剂就特别有用。专利技术概述本申请人发现了一类可用作手性掺杂剂的化合物，该化合物可以两种对映体形式获得。本专利技术另一个方面涉及包含这种手性掺杂剂的手性-向列型液晶配方。这种配方可用于显示器和其他产品。非必需地，该手性掺杂剂能进行聚合。专利技术详述我们发现，某些由以下结构1代表的化合物可用作手性掺杂剂的来源。具体而言，将这种化合物的对映体富集形式，包括基本上是对映体纯形式，引入向列型组合物中，可获得有用的手性向列型混合物。 显然，结构1的化合物包括包含螺二苯氧基部分的中心核。在结构1中，A、B、C和D是独立的二价基团；每个X是任意独立选择的环取代基，或X可与另一个X或R0形成稠环；n从0至3独立变化，R0基团独立地选自氢或将结构1中的酚氧封端的任何取代基。优选的A、B、C和D是这样的，即A和B包含第一个5元或6元环，C和D包含第二个5元或6元环，这两个环共享A和C连接的螺碳原子。优选的实施方案用以下结构2表示其中RCO是任何合适的取代基，每个X是任何独立选择的环取代基或氢，而R1和R2基团独立地是氢或烷基取代基。 一般而言，当本申请中涉及具体部分或基团时，应理解，这种涉及包括未取代的或被一个或几个取代基(至多最大可能的数量)取代的部分。例如，“烷基”或“烷基团”指取代的或未取代的烷基，而“苯基”指取代的或未取代的苯(最多6个取代基)。除另外具体说明，可用于这里的分子上的取代基通常包括任何取代的或未取代的基团，该基团不会破坏中间相利用必须的性能。任何上述基上的取代基的实例可包括公知的取代基，例如氯代、氟代、溴代、碘代；羟基；烷氧基，尤其是那些“低级烷基”(即带有1-12个碳原子，例如甲氧基、乙氧基)；取代的或未取代的烷基，特别是低级烷基(例如甲基、三氟甲基)；硫代烷基(例如甲基硫代或乙基硫代)，特别是带有1-12个碳原子的那些；取代的或未取代的链烯基，优选2-12碳原子的链烯基(例如乙烯基、丙烯基或丁烯基)；取代的或未取代的芳基，特别是带有6-20个碳原子的芳基(例如苯基)；以及取代的或未取代的杂芳基，特别是具有包含1-3个选自N、O或S的杂原子的5元或6元环的那些(例如吡啶基、噻吩基、呋喃基、吡咯基)；酸或酸式盐基团；诸如羟基、氨基、烷氨基、氰基、硝基、羧基、羧酸基、酰基、烷氧基羰基、氨基羰基、磺酰氨基、氨磺酰团、磺基、磺酸基或烷基铵；以及本领域公知的其他基团。烷基取代基可具体包括“低级烷基”(即带有1-12个碳原子)，例如甲基、乙基等。此外，至于任何烷基或亚烷基，应理解，它们可以是支化的或未支化的且包括环结构。一般而言，当这里涉及在各种结构元素或结构1的基团之间形成一个或多个环时，应该理解为不包括这样的结构1大环化合物的定义该化合物包含在环中相互连接的两个或多个基于结构1的结构单元。这种大环化合物特别从本专利技术中排除。然而，并不排除含有两个或多个基于结构1的结构单元的直链低聚物结构，其中基于结构1的结构单元定义为通过从结构1的化合物中的两个基团中去除氢，在结构单元中含有螺碳的两个环的化合物的相对侧上形成两个连接键，而从结构1的化合物获得的二价部分。这种排除的大环化合物由Khler，Bernhard等在“Novel Ch本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶组合物，其包括作为手性掺杂剂与液晶材料混合的、由以下结构表示的至少一种手性化合物或其聚合形式：＊＊＊Ⅰ其中Ａ、Ｂ、Ｃ和Ｄ是独立选择的二价基团，Ｘ基团是独立选择的取代基，ｎ下标独立地是０、１、２或３，Ｒ↓［０］基团独立地是氢或封端每个氧的取代基，其中任何两个Ｘ和／或Ｒ↓［０］基团可非必需地形成稠环，且两个Ｒ↓［０］基团可非必需地连接形成桥，其中结构１不包括含有两个或多个基于结构１的结构单元的大环化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：TR维尔特，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[]