專利名稱：新穎的取代萘化合物及其液晶組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新穎的取代萘化合物，更具體地說，涉及一種能非常有效地用作鐵電液晶物質(zhì)的新穎取代萘化合物。
另一方面，本發(fā)明涉及一種含有上述這類新穎取代萘化合物所代表的取代萘化合物的液晶組合物。
迄今為止，陰極射線管(CRT)裝置已十分廣泛地被用作辦公用具的顯示裝置。
在諸如帶有顯示裝置的辦公用具之類的器具方面，近年來對于減輕重量的小型器具，或大屏幕的輕便(lightgage)顯示裝置的需求日益增加。因此，人們研制了各種新型的顯示裝置來取代通用的陰極射線管裝置，以適應(yīng)其應(yīng)用或需求。例如，這類顯示裝置包括液晶顯示器、等離子體顯示器、大型電子顯示器、場致發(fā)光顯示器和能量轉(zhuǎn)換裝置(ECD)顯示器。
在上述這些顯示裝置中，液晶顯示器基本上具有下述功能電信號被傳入采用液晶化合物的開關(guān)元件中時，存在于所說開關(guān)元件中的液晶化合物的狀態(tài)發(fā)生變化，由此控制光的隔離和透過，從而在顯示裝置上顯現(xiàn)出電信號。如上所述的這類液晶顯示裝置業(yè)已投入實(shí)際使用，不僅用作上述辦公用具的顯示裝置，而且也被用作數(shù)字顯示表或便攜式游戲機(jī)的顯示裝置;與此同時，近來已開始用作諸如小型電視之類的電影片的顯示裝置。
在上述使用液晶化合物的顯示裝置中，業(yè)已知道有各種不同的驅(qū)動方法。例如，目前所用的液晶顯示器的驅(qū)動方法有扭轉(zhuǎn)向列(Twistednematie，簡稱TN)型。這種TN型是利用液晶化合物向列相中分子的介電各向異性進(jìn)行顯示的，而顯示裝置系由與外界施加的電場倍數(shù)成正比的能量所驅(qū)動(fαE2)。
然而，采用這種TN型的液晶顯示器的開關(guān)元件涉及這樣一種問題，亦即為了改變被顯示的圖象，需延長驅(qū)動時間，其原因是液晶化合物中的分子位置所必須予以改變，同時對于改變液晶化合物中分子位置所必需的電壓，亦即電耗亦增大。上述這類開關(guān)元件存在下述問題由于元件的轉(zhuǎn)換閾值特性并不夠好，當(dāng)液晶化合物的分子位置高速地改變，以進(jìn)行轉(zhuǎn)換操作時，由此，甚至可能對未顯示的那些圖象部分施加的電壓不足，而顯示裝置的對比度可能會顯著地降低。
鑒于上述與依賴于TN型的通用顯示方法相關(guān)的問題，因此采用TN型的顯示裝置特別不適宜大屏幕顯示裝置或電影片的顯示裝置，如小型數(shù)字電視。
此外，采用STN型(超扭轉(zhuǎn)向列型)的顯示裝置正在被人們使用中，在上述TN型中達(dá)到的開關(guān)閾值特性等均已在該裝置中得以改善。采用這種STN型后，由于閾值特性的改善，顯示裝置的對比度必定得以改善。然而，這種顯示方法與采用TN型的方法具有以下相同之處，即這兩種方法均系利用電介質(zhì)各向異性的特性;因而由于它們的轉(zhuǎn)換時間較長，采用這種STN型的顯示裝置并未具備諸如小型數(shù)字電視之類的大屏幕顯示裝置或用于電影片的裝置所需的足夠特性。
與之相反，1975年R.B.Meyer等提出，他們所合成的有機(jī)化合物顯示出鐵電性質(zhì)，而于1980年又進(jìn)一步提出，通過用這些鐵電液晶化合物充填具有細(xì)小晶隙的電池，所說的被充填的強(qiáng)介電液體化合物可被用作光魅力(opticalwitching)元件，即顯示裝置。
與采用TN型或STN型的開關(guān)元件不同的是，利用上述這類鐵電液晶化合物的開關(guān)元件僅需通過改變所說液晶化合物的分子取向的方向，就能起開關(guān)元件的作用，因此，操作開關(guān)元件所需的轉(zhuǎn)換時間顯著縮短。而且，由于從強(qiáng)介電液體化合物的自發(fā)極化(Ps)，以及所施加的電場(E)的強(qiáng)度所得到的Ps×E的值是改變所說液晶化合物中分子取向方向的有效能量輸出，因此，所需的能耗顯著地降低至最低值。由于上述這類鐵電液晶化合物具有兩種取決于外加電場方向的穩(wěn)定狀態(tài)，也即雙穩(wěn)定性，以及非常合適的轉(zhuǎn)換閾值特性，因而特別適宜用作大屏幕或電影片的顯示裝置。
若欲將這些鐵電液晶化合物用于光魅力元件，則它們應(yīng)具有諸如下述這類的特性，如工作溫度范圍可在常溫附近，操作溫度區(qū)寬、轉(zhuǎn)換速度快，以及合適的轉(zhuǎn)換閾值電壓。特別當(dāng)鐵電液晶化合物用于光魅力元件時，則上述這些特性中的工作溫度范圍尤為重要。因?yàn)?，有許多鐵電液晶化合物因其工作溫度范圍與使用溫度范圍不符，盡管該化合物的其他特性是優(yōu)良的，仍然不能使用(例如可參看R.B.Meyeretal.，J.dePhys.，Vol.36L，P.69，1975)。
此外，例如在“M.TaguchiandT.Harada，ProceedingsofEleventhConferenceonLiquidCrystal，P.168(1985)”和“JapanesePatentL-O-P-Publn.No.10045/1985”等文獻(xiàn)中已揭示了具有萘環(huán)的鐵電液晶化合物，以及其他類似的化合物。上述文獻(xiàn)中所揭示的液晶化合物，若從其工作溫度等方面來看，則具有較高的實(shí)際使用價值，例如取代基經(jīng)由酯鍵直接與萘環(huán)相連的化合物是穩(wěn)定的。但除了工作溫度范圍外，很難說這些液晶化合物能滿足所有的特性。因此尚有相當(dāng)大的改進(jìn)余地。
雖然以上是對作為鐵電液晶化合物所需具備的諸如化學(xué)穩(wěn)定性之類的優(yōu)良特性作了基本闡述，但這也適用于取代萘化合物，即使在其用于其他目的時也同樣如此。
本發(fā)明的目的是提供一種新穎的取代萘化合物，這種化合物特別適宜用作鐵電液晶化合物。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種含有取代萘化合物的液晶組合物，所說取代萘化合物系由上述新穎的取代萘化合物所代表的這類物質(zhì)，并具有優(yōu)良的特性，諸如工作溫度范圍在室溫附近，工作溫度區(qū)寬，轉(zhuǎn)換速度快，以及具有合適的轉(zhuǎn)換閾電壓。
本發(fā)明的取代萘化合物系由下式[Ⅰ]表示
式中R1表示1至18個碳原子的烷基;R2表示1至18個碳原子的烷基;X是由-OCH2-或-CH2-CH2-所表示的基團(tuán);而n是0或1。
在上述分子式的取代萘化合物中，特別是其中R2為2或2個以上碳原子數(shù)烷基時的這類化合物可有效地用作液晶化合物。
本發(fā)明的液晶組合物含有下式[Ⅳ]
所表示的取代萘化合物，式中R4表示烷基或烷氧基，R5表示旋光基團(tuán)，X表示選自由-O-COO-、-CO-、-OCH2-、-CH2O-、CH2CH2-和-O-CO-COO-所組成的組中的任一個二價基團(tuán)，而Y則表示選自由-COO-、-O-、-O-CO-和-CO-所組成的組中的任一個二價基團(tuán)。
由于本發(fā)明的液晶組合物含有上式[Ⅳ]所表示的液晶化合物，因此該組合物具有明顯的優(yōu)良特性。
附圖簡述

圖1是2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-癸氧基萘的1H-核磁共振譜線圖;
圖2是2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-癸氧基萘的1H-核磁共振譜線圖。
以下將對本發(fā)明的取代萘化合物進(jìn)行詳細(xì)描述。
本發(fā)明的取代萘化合可由下式[Ⅰ]表示
在上式[Ⅰ]中，R1表示1至18個碳原子的烷基，其中R1尤以6至16個碳原子的烷基為佳。
在上式[Ⅰ]中，R2表示1至18個碳原子的烷基，其中以1-7個碳原子的烷基為佳。
在上式[Ⅰ]中，X是由-OCH2-或-CH2CH2-所表示的基團(tuán)。
在上式[Ⅰ]中，n是0或1。
而且，當(dāng)R2是含有2個或2個以上碳原子的烷基時，則上式[Ⅰ]的這種取代萘最好是分子式[Ⅱ]所示的含有旋光碳的化合物。由下式[Ⅱ]所表示的這類化合物用作液晶化合物是極其有效的。
在上式[Ⅱ]中，R表示1至18個碳原子的烷基，其中R1尤以6至16個碳原子的烷基為佳。而且，當(dāng)上式[Ⅱ]的化合物用作液晶物質(zhì)時，則上述R1宜是8-12碳原子的直鏈烷基。
上式[Ⅱ]中的R3表示2-18碳原子的烷基，其中R3尤以2-8碳原子的烷基為佳。而且，當(dāng)分子式[Ⅱ]的化合物用作液晶物質(zhì)時，R3宜是乙基或己基。另外，當(dāng)上述R3是乙基時，上式[Ⅱ]中的n宜為1，而當(dāng)R3為己基時，則n宜為0。
此外，在上式[Ⅱ]中，X是由-OCH2-或-CH2CH2-所表示的基團(tuán)。
因此，以上所述的本發(fā)明的取代萘化合物可按取代基X的種類大因此，以上所述的本發(fā)明的取代萘化合物可按取代基X的種類大致劃分為由下述分子式[Ⅰ-a]、[Ⅱ-a]和[Ⅲ-a]所表示的化合物，以及由下述分子式[Ⅰ-b]、[Ⅱ-b]和[Ⅲ-b]所表示的化合物。
在上式[Ⅰ-a]、[Ⅱ-a]和[Ⅲ-a]，以及[Ⅰ-b]、[Ⅱ-b]和[Ⅲ-b]中，R1和R3的定義與前述分子式[Ⅰ]中的相同。
茲將上述分子式[Ⅰ-a]、[Ⅱ-a]、[Ⅲ-a]、[Ⅰ-b]、[Ⅱ-b]和[Ⅲ-b]所示的化合物中特別有效的化合物列舉如下(1)2-[4′-(R-2″-甲基丙基羰基)苯基甲氧基]-6-癸氧基萘;
(2)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丙基羰基)苯基]乙基｝-6-癸氧基萘;
(3)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基-6-癸氧基萘;
(4)2-[4′-(R-2″-甲基戊基羰基)苯基甲氧基]-6-癸氧基萘;
(5)2-[4′-(R-2″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-癸氧基萘;
(6)2-[4′-(R-2″-甲基辛基羰基)苯基甲氧基]-6-癸氧基萘;
(7)2-[4′-(R-2″-甲基壬基羰基)苯基甲氧基｝-6-癸氧基萘;
(8)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-戊氧基萘;
(9)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-己氧基萘;
(10)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-庚基甲氧基萘;
(11)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-辛氧基萘;
(12)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-壬氧基萘;
(13)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-十一烷氧基萘;
(14)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-十二烷氧基萘;
(15)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-十三烷氧基萘;
(16)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-十四烷氧基萘;
(17)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-十五烷氧基萘;
(18)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-十六烷氧基萘;
(19)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-十七烷氧基萘;
(20)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-十八烷氧基萘;
(21)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-戊氧基萘;
(22)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-己氧基萘;
(23)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-庚氧基萘;
(24)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-辛氧基萘;
(25)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-壬氧基萘;
(26)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-十一烷氧基萘;
(27)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-十二烷氧基萘;
(28)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-十三烷氧基萘;
(29)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-十四烷氧基萘;
(30)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-十五烷氧基萘;
(31)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-十六烷氧基萘;
(32)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-十七烷氧基萘;
(33)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-十八烷氧基萘;
(34)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-癸氧基萘;
(35)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-癸氧基萘;
(36)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基戊基羰基)苯基]-乙基｝-6-癸氧基萘;
(37)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基己基羰基)苯基]乙基｝-6-癸氧基萘;
(38)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基庚基羰基)苯基]-乙基｝-6-癸氧基萘;
(39)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基辛基羰基)苯基]-乙基｝-6-癸氧基萘;
(40)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基壬基羰基)苯基]乙基｝-6-癸氧基萘;
(41)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-戊烷氧基萘;
(42)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-己氧基萘;
(43)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-庚氧基萘;
(44)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-辛氧基萘;
(45)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-壬氧基萘;
(46)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-十一烷氧基萘;
(47)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-十二烷氧基萘;
(48)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-十三烷氧基萘;
(49)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-十四烷氧基萘;
(50)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-十五烷氧基萘;
(51)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-十六烷氧基萘;
(52)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-十七烷氧基萘;
(53)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-十八烷氧基萘;
(54)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]-乙基｝-6-己氧基萘;
(55)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]-乙基｝-6-庚氧基萘;
(56)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]-乙基｝-6-辛氧基萘;
(57)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]-乙基｝-6-壬氧基萘;
(58)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]-乙基｝-6-癸氧基萘;
(59)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]-乙基｝-6-十一烷氧基萘;
(60)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]-乙基｝-6-十二烷氧基萘;
(61)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]-乙基｝-6-十三烷氧基萘;
(62)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]-乙基｝-6-十四烷氧基萘;
(63)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]-乙基｝-6-十五烷氧基萘;
(64)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]-乙基｝-6-十六烷氧基萘;
(65)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]-乙基｝-6-十七烷氧基萘;
(66)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]-乙基｝-6-十八烷氧基萘。
以下將對本發(fā)明之取代萘化合物的合成方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
由分子式[Ⅱ-a]或[Ⅲ-a]所表示的本發(fā)明之取代萘化合物可按下述步驟制備首先，按通常的方法，使4-鹵代甲基苯甲酸與諸如R-2-甲基丁醇或R-1-甲基庚醇之類能形成旋光碳的醇進(jìn)行反應(yīng)，以制備含有相當(dāng)于R2之烷基的酯化合物。
另外，通過使2，6-羥基萘中羥基基團(tuán)之一進(jìn)行烷基化反應(yīng)，相應(yīng)地制備含有相當(dāng)于R1之烷基的2-烷氧基-6-羥基萘。
然后，通過使上述酯化合物與上述2-烷氧基-6-羥基萘進(jìn)行反應(yīng)，以得到分子式[Ⅱ-a]所表示的化合物。
此外，分子式[Ⅱ-a]所表示的化合物也可按上述同樣的方法，但用(例如)2-甲基丙醇代替R-2甲基丁醇而制得。
分子式[Ⅱ-b]或[Ⅲ-b]所表示的化合物可按以下所述的方法制備即用諸如氫化鋁鋰之類的還原劑來還原由上述方法制備得到的含有相當(dāng)于R之烷基的6-烷氧基-2-羧基萘，以得到6-烷氧基-2-羥基甲基萘。后者再經(jīng)諸如活性二氧化錳之類的氧化劑進(jìn)行氧化，由此得到2-甲酰基-6-烷氧基萘。
另外，使由對溴甲基苯甲酸與甲醇反應(yīng)而形成的(4-溴甲基苯基)羧酸甲酯與三苯基膦進(jìn)行反應(yīng)，以得到(4-甲氧基羰基)苯基甲基
溴化物。
將上一步所得的(4-甲氧基羰基)苯基甲基
溴化物與前述2-羰基-6-烷氧基萘進(jìn)行反應(yīng)，以得到2-[2′-4″-(甲氧基羰基苯基)乙烯基]-6-烷氧基萘。所得產(chǎn)物再在諸如鈀催化劑之類的還原催化劑存在下，用氫氣進(jìn)行還原，以得到2-｛2′-[4″-(甲氧基羰基苯基)乙基]-6-烷氧基萘。接著使所得的萘化合物與諸如R-2-甲基丁醇或R-1-甲基庚醇之類的含有相當(dāng)于R2之烷基的支鏈醇進(jìn)行反應(yīng)，以得到由分子式[Ⅱ-b]或[Ⅲ-b]所示的化合物。
此外，由分子式[Ⅰ-b]所示的化合物也可按上述同樣方法，但用(例如)2-甲基丙醇代替R-甲基丁醇而制備得到。
由于本發(fā)明之取代萘化合物的分子中具有一個萘環(huán)和一個亞苯基環(huán)，兩環(huán)之間通過一特定基團(tuán)相連結(jié)，因此分子的核心部分具有一定的剛性，同時分子的內(nèi)聚能小。因此，取代萘化合物，特別是具有旋光碳的這種化合物在室溫附近呈現(xiàn)出近晶狀液晶相(以下簡稱近晶相)，特別是一種近晶相C。這類化合物在近晶相C時的Ps值和粘度系數(shù)通常被認(rèn)為符合鐵電液晶化合物的要求。因此，以上所述的本發(fā)明之取代萘化合物特別適合用作鐵電液晶化合物。
如上所述，本發(fā)明之取代萘化合物可用作鐵電液晶化合物，另外還可用于其他目的，如作為藥物或農(nóng)藥之類的中間體等。
上述本發(fā)明之取代萘化合物例如可被用作液晶化合物。
本發(fā)明之取代萘化合物包括具有旋光碳的這類化合物，此種化合物在室溫左右的溫度下通常有一近晶狀液晶層。因此，這種取代萘化合物特別在用作鐵電液晶物質(zhì)時極其有效。
此外，由于本發(fā)明之取代萘化合物的取代基并非直接連接在萘環(huán)上，而是通過酯鍵與之連接，因而其在諸如抗水解等方面的化學(xué)穩(wěn)定性高。
以下將對本發(fā)明之液晶組合物進(jìn)行詳細(xì)描述。
本發(fā)明之液晶組合物含有下式[Ⅳ]
所表示的化合物。
在上式[Ⅳ]中，R4表示烷基或烷氧基，特別是R4宜為1-18碳原子的烷基或烷氧基，其中碳原子數(shù)尤以6-16為佳。在許多情況下，當(dāng)分子式[Ⅳ]的化合物中R4為烷氧基時，則該化合物顯現(xiàn)出較佳的特性。
另外，R5表示旋光基團(tuán)，在本發(fā)明中，該R5宜為2-甲基丁基或1-甲基庚基。
此外，在分子式[Ⅳ]中，X是使萘環(huán)與亞苯基環(huán)相連接的二價基團(tuán)，它選自由-O-COO-、-CO-、-OCH2-、-CH2O-、CH2CH2-和-O-CO-COO-所組成的組中的任一基團(tuán)。
若考慮到化合物的特性，如分子間的穩(wěn)定性和內(nèi)聚能，則上述基團(tuán)中的X宜在-OCH2-和-CH2CH2-中進(jìn)行選擇。
在式[Ⅳ]中，將旋光基團(tuán)與亞苯基環(huán)相連接的Y基團(tuán)是選自由-COO-、-O-、-O-CO-和-CO-所組成的組中的任一個二價基團(tuán)。
另外，在本發(fā)明中，特別是Y宜為-COO-基團(tuán)。
因此，本發(fā)明之液晶化合物可含有以下式[1]至[24]所表示的液晶化合物，其中R4和R5的定義均與前述分子式[Ⅳ]中的相同。

由上述分子式所表示的化合物中，尤以分子式[3]和[5]所示的化合物特別佳，用于本發(fā)明之特佳化合物的例子將列舉如下。
也就是說，以分子式[3]所示的化合物中特佳化合物的具體例子可列舉如下(1)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-癸氧基萘;
(2)2-[4′-(R-2″-甲基戊基羰基)苯基甲氧基]-6-癸氧基萘;
(3)2-[4′-(R-2″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-癸氧基萘;
(4)2-[4′-(R-2″-甲基辛基羰基)苯基甲氧基]-6-癸氧基萘;
(5)2-[4′-(R-2″-甲基壬基羰基)苯基甲氧基]-6-癸氧基萘;
(6)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-戊氧基萘;
(7)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-己氧基萘;
(8)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-庚氧基萘;
(9)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-辛氧基萘;
(10)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-壬氧基萘;
(11)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-十一烷氧基萘;
(12)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-十二烷氧基萘;
(13)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-十三烷氧基萘;
(14)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-十四烷氧基萘;
(15)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-十五烷氧基萘;
(16)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-十六烷氧基萘;
(17)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-十七烷氧基萘;
(18)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-十八烷氧基萘;
(19)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-戊氧基萘;
(20)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-己氧基萘;
(21)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-庚氧基萘;
(22)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-辛氧基萘;
(23)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-壬氧基萘;
(24)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-十一烷氧基萘;
(25)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-十二烷氧基萘;
(26)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-十三烷氧基萘;
(27)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-十四烷氧基萘;
(28)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-十五烷氧基萘;
(29)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-十六烷氧基萘;
(30)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-十七烷氧基萘;
(31)2-[4′-(R-1″-甲基庚基羰基)苯基甲氧基]-6-十八烷氧基萘;
其次，由分子式[5]所表示的化合物中特佳化合物的例子可列舉如下(1)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-癸氧基萘;
(2)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基戊基羰基)苯基]乙基｝-6-癸氧基萘;
(3)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基己基羰基)苯基]乙基｝-6-癸氧基萘;
(4)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基庚基羰基)苯基]乙基｝-6-癸氧基萘;
(5)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基辛基羰基)苯基]乙基｝-6-癸氧基萘;
(6)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基壬基羰基)苯基]乙基｝-6-癸氧基萘;
(7)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基癸基羰基)苯基]乙基｝-6-癸氧基萘;
(8)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-己氧基萘;
(9)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-庚氧基萘;
(10)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-辛氧基萘;
(11)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-壬氧基萘;
(12)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-癸氧基萘;
(13)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-十一烷氧基萘;
(14)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-十二烷氧基萘;
(15)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-十三烷氧基萘;
(16)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-十四烷氧基萘;
(17)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-十五烷氧基萘;
(18)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-十六烷氧基萘;
(19)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-十七烷氧基萘;
(20)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-十八烷氧基萘;
(21)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]乙基｝-6-己氧基萘;
(22)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]乙基｝-6-庚氧基萘;
(23)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]乙基｝-6-辛氧基萘;
(24)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]乙基｝-6-壬氧基萘;
(25)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]乙基｝-6-癸氧基萘;
(26)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]乙基｝-6-十一烷氧基萘;
(27)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]乙基｝-6-十二烷氧基萘;
(28)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]乙基｝-6-十三烷氧基萘;
(29)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]乙基｝-6-十四烷氧基萘;
(30)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]乙基｝-6-十五烷氧基萘;
(31)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]乙基｝-6-十六烷氧基萘;
(32)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]乙基｝-6-十七烷氧基萘;
(33)2-｛2′-[4″-(R-1″′-甲基庚基羰基)苯基]乙基｝-6-十八烷氧基萘。
然而，在本發(fā)明中，除了含有前述分子式[3]和[5]之化合物的液晶組合物外，含有下述分子式所示化合物的液晶組合物亦顯示出特佳的性能
本發(fā)明之液晶組合物含有前述分子式[Ⅳ]所示的化合物，亦即含有以上所列舉的分子式[1]至[24]所示的化合物。本發(fā)明的液晶組合物可以含有分子式[1]至[24]所表示的這些化合物中的單獨(dú)一種或者是二種或二種以上所構(gòu)成的混合物。
上述化合物例如可由已知的方法合成得到。
舉例來說，分子式[3]的合物可由前面提到的方法制備。
首先，按通常的方法，使4-鹵代甲基苯甲酸與諸如R-2-甲基丁醇或R-1-甲基丁醇之類的含有旋光碳的醇進(jìn)行反應(yīng)，以制備含有相應(yīng)的R5基團(tuán)的酯化合物。
另外，通過使2，6-羥基萘中的羥基之一進(jìn)行烷基化反應(yīng)，另行制備含有相應(yīng)的R4之基團(tuán)的2-烷氧基-6-羥基萘或2-烷基-6-羥基萘。
其次，由分子式[3]所表示的化合物可通過使上述酯化合物與2-烷氧基-6-羥基萘或2-烷基-6-羥基萘進(jìn)行反應(yīng)而制備。
分子式[5]所示的化合物可由下述方法制備用諸如氧化鋁鋰之類的還原劑來還原按前述方法制得的，含有相應(yīng)的R4之基團(tuán)的6-烷氧基-2-羧基萘或6-烷基-2-羧基萘，以制備6-烷氧基-2-羥基甲基萘或6-烷基-2-羥基甲基萘。所得產(chǎn)物再經(jīng)諸如活性二氧化錳之類的氧化劑進(jìn)行氧化，由此得到2-甲?；?6-烷氧基萘或2-甲酰基-6-烷基萘。
另外，使對溴甲基苯甲酸與甲醇反應(yīng)所生成的(4-溴甲基苯基)羧酸甲酯與三苯基膦進(jìn)行反應(yīng)，以得到(4-甲氧基羰基)苯基甲基
溴化物。
使上一步所得的產(chǎn)物與前面提到的2-甲?；?6-烷氧基萘或2-甲酰基-6-烷基萘進(jìn)行反應(yīng)，以得到2-[2′-4″-(甲氧基羰基苯基)乙烯基]-6-烷氧基萘或2-[2′-4″-(甲氧基羰基苯基)乙烯基]-6-烷基萘。所得產(chǎn)物在諸如鈀催化劑之類的還原劑存在下，用氫氣之類物質(zhì)還原，即可得到2-[2′-4″-(甲氧基羰基苯基)乙基]-6-烷氧基萘或2-[2′-4″-(甲氧基羰基苯基)乙基)-6-烷基萘。后者再通過與含有相當(dāng)于R5之烷基的諸如R-2-甲基丁醇或R-1-甲基庚醇之類的支鏈醇進(jìn)行反應(yīng)，最終得到分子式[5]所示的化合物。
由于以上所列舉的取代萘化合物的分子核心部分具有一個萘骨架和一個苯基骨架，因而其分子本身具有一定程度的剛性，而且整個分子的內(nèi)聚能小。
在以上列舉的取代萘化合物中，有許多化合物可作為鐵電液晶化合物而用于開關(guān)元件中，通過(例如)將鐵電液晶化合物放置在電場或磁場內(nèi)，并改變該化合物的傾斜角，以控制光的透射。也就是說，用作開關(guān)元件的這類鐵電液晶組合物應(yīng)含有這樣一種鐵電液晶化合物，后者在室溫附近出現(xiàn)近晶相C，并且在手性近晶相C時的自發(fā)極化的程度(largeness，Ps)和粘度系數(shù)均在合適的范圍內(nèi)。在上述取代萘化合物中，能呈現(xiàn)手性近晶相C的化合物可在用作強(qiáng)介電晶體組合物的手性近晶狀液晶組合物中作為主要成分，或在含有其他能呈現(xiàn)手性近晶相C的化合物作為主要成分的液晶組合物中用作輔助成分。
上述化合物中最典型的例子可由下述分子式[Ⅴ]表示。
也就是說，由以上所述方法合成的化合物中，分子式[Ⅴ]所表示的化合物的相轉(zhuǎn)變點(diǎn)示于下表1。在以下各表中，C(或Cry)表示晶相，SmA表示近晶相A，SmC表示手性近晶相C，而ISO表示各向同性的液相。在各相中，用星號所標(biāo)記的數(shù)字表示轉(zhuǎn)變溫度，在該溫度下，此相轉(zhuǎn)變成右側(cè)所示的相。
表1化合物 C SmC SmA ISO[Ⅴ] 溫度(1)＊ 38℃＊ 47℃＊ 89℃＊(1)系在降溫過程中進(jìn)行測定。
在上述取代萘化合物中的諸如由下式[Ⅵ]所表示的化合物不呈現(xiàn)出手性近晶相C。分子式[Ⅵ]之化合物的相變點(diǎn)示于表2
表2化合物 C SmC SmA ISO[Ⅵ] 溫度(1)＊ - ＜0℃＊ 48℃＊(1)系在降溫過程中進(jìn)行測定。
以上所說明的分子式[Ⅵ]的化合物不能單獨(dú)用作手性近晶狀液晶化合物。然而，諸如通過使該化合物與上述分子式[Ⅴ]所表示的化合物中能顯現(xiàn)手性近晶相C的化合物相混合，則可用于手性近晶狀液晶組合物。而且，通過將分子式[Ⅵ]的化合物與膽甾型(cholesteric)液晶組合物或向列型液晶化合物相混合，也可用作向列型液晶組合物或膽甾型液晶組合物。
因此，根據(jù)所使用的取代萘化合物的性能，組合物的粘度系數(shù)，以及該組合物的使用目的，可決定本發(fā)明之液晶組合物中前述分子式Ⅳ]之化合物的合適含量。
在本發(fā)明之液晶組合物中所含有的能呈現(xiàn)手性近晶相C的化合物(此種化合物可被使用)，以及分子式[Ⅳ]之液晶化合物的例子包括(
)-4′-(2″-甲基丁氧基)苯基-6-辛基萘-2-羧酸酯，4′-癸氧基苯基-6-[(
)-2″-甲基丁氧基)萘-2-羧酸酯，
除了上述能呈現(xiàn)手性近晶相C的化合物外，其他能與前述分子式[Ⅳ]的取代萘化合物一起使用，從而構(gòu)成本發(fā)明液晶組合物的這類液晶化合物的例子包括由下述類型液晶化合物所表示的向列型液晶化合物，諸如
之類的席夫(shiff)鹽型液晶化合物;諸如
之類的氧化偶氮型液晶化合物;諸如
之類的苯甲酸酯型液晶化合物;諸如
之類的環(huán)己基羧酸酯型液晶化合物;諸如
之類的聯(lián)苯型液晶化合物;諸如
三聯(lián)苯型液晶化合物;諸如
之類的環(huán)己基型液晶化合物;以及諸如
之類的吡啶型液晶化合物，此外還進(jìn)一步包括諸如氫化膽甾型，壬酸膽甾醇和油酸膽甾醇之類的膽甾型液晶化合物，以及其他已知的近晶狀液晶化合物。
本發(fā)明的液晶組合物可以含有諸如能摻入至普通液晶組合物中的添加劑之類的物質(zhì)，如能賦于導(dǎo)電性的試劑和能延長使用期限的試劑等。
以下將給出使用本發(fā)明之液晶組合物的顯示方法的例子。
第一種顯示方法是通過下述方式實(shí)現(xiàn)的將本發(fā)明的液晶組合物注入一只有(例如)2-5微米間隙的薄膜電池(cell)中，通過控制基片(substrate)的電源使鐵電液晶化合物的取向與基片平行，然后將含有該液晶化合物的薄膜電池置于二塊極板之間，并在薄膜電池上施加外電場，以改變鐵電液晶化合物的取向矢量，由此利用兩塊極板和鐵電液晶化合物的雙折射而進(jìn)行顯示。在這種情況下，所用電極的表面最好有斜入射沉積的二氧化硅等類物質(zhì)。
第二種顯示方法包括使用一種由本發(fā)明的液晶組合物與二色性染料所組成的混合物，以及利用此種染料的二色性的性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)的。該法系通過下述方式進(jìn)行顯示借助于染料來改變光的吸收，與此同時改變鐵電液晶組合物的取向方向。在此種情況下，所用的染料一般是二色性染料，這類染料的例子包括偶氮染料、萘醌型染料、花青型染料、以及蒽醌型染料等。
除了以上所述的顯示方法外，本發(fā)明的液晶組合物還可適用于通常所用的顯示方法。
利用本發(fā)明之液晶組合物制備的顯示裝置可由各種驅(qū)動方法進(jìn)行驅(qū)動，例如有靜電驅(qū)動、簡單或復(fù)合的矩陣驅(qū)動(simplematrixdriveandcompositematrixdrive)之類的電尋址(address)顯示，光尋址顯示，熱尋址顯示和電子束顯示。
在使用一種含有能在常溫下呈現(xiàn)手性近晶相的取代萘化合物的本發(fā)明之液晶組合物(屬于以上所列舉的本發(fā)明之液晶組合物的范疇)的顯示方法中，由于這種手性近晶狀液晶組合物在該手性近晶相狀態(tài)下的自發(fā)極化值和粘度系數(shù)均在極佳的范圍內(nèi)，因而可達(dá)到小于幾十微秒的高速響應(yīng)。因此，在使用這種手性近晶狀液晶組合物作為具有一些掃描線的大屏幕顯示裝置的開關(guān)元件之處，由于各掃描線所需的時間短，因而可獲得具有清晰對比度的大屏幕顯示器。
而且，在制備一種其內(nèi)注有手性近晶狀液晶組合物，且后者形成了手性近晶相的薄膜電池時，由于液晶化合物在電池內(nèi)的自發(fā)極化，而使該電池具有一種記憶效應(yīng)。借助于這種記憶效應(yīng)，無需連續(xù)施加電壓，因而顯示裝置的耗電量得以降低。而且在此種情況下還可獲得非常清晰的對比度。
使用這種手性近晶狀液晶組合物的開關(guān)元件，因其轉(zhuǎn)換是僅僅通過改變手性近晶狀液晶化合物的分子取向方向來實(shí)現(xiàn)的，因此所施加的一次電場強(qiáng)度主要作為驅(qū)動用，因而這種開關(guān)元件可在低電壓下驅(qū)動。
這樣，通過使用以上所列舉本發(fā)明之液晶組合物中的手性近晶狀液晶組合物，可以制備電耗低、對比度清晰的大屏幕顯示裝置。
此外，由于本發(fā)明之手性近晶狀液晶組合物所需的驅(qū)動時間短，驅(qū)動電壓低，因而作為電影片顯示裝置的開關(guān)元件是極其有效的。
另一方面，含有那些并不顯現(xiàn)手性近晶相C的取代萘化合物的這類本發(fā)明液晶組合物，可被用作向列型液晶、膽甾型液晶和近晶型液晶。
即使使用這類含有那些并不呈現(xiàn)手性近晶相C的取代萘化合物的本發(fā)明之液晶組合物，其液晶元件的驅(qū)動時間、驅(qū)動電壓和清晰度之類性能均較之使用普通液晶組合物之處優(yōu)良。
以下將參照實(shí)施例對本發(fā)明作更為詳細(xì)的描述，但應(yīng)明白，本發(fā)明絕非限于這些實(shí)施例。
例1(液晶化合物的合成)2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基)苯基甲氧基]-6-癸氧基萘的制備步驟1將13.6克(100毫摩爾)4-甲基苯甲酸、17.8克(100毫摩爾)N-溴代琥珀酰亞胺和1克過氧化苯甲酰所組成的混合物在125毫升四氯化碳中加熱回流2小時后，進(jìn)行冷卻。然后經(jīng)由過濾收集反應(yīng)產(chǎn)物。
所得反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)在甲醇中重結(jié)晶后，即得到14.6克的4-溴甲基苯甲酸。
步驟2在40毫升苯中加入上一步所得的1.08克(5毫摩爾)4-溴甲基苯甲酸，以及0.61毫升(5.5毫摩爾)R-2-甲基丁醇和0.1毫升濃硫酸，并將該混合物加熱回流25小時。
冷卻后，用乙醚萃取反應(yīng)產(chǎn)物，萃取液相繼用碳酸氫鈉水溶液和水洗滌。然后將萃取物濃縮并用柱色層分離法提純，由此得到0.8克2′-甲基丁基-4-溴甲基苯甲酸酯。
步驟3在含有0.66克的85%KOH、40毫升乙醇和0.2毫升水所組成的混合物中加入3.2克(20毫摩爾)2，6-二羥基萘和3.12克(10毫摩爾)甲苯磺酸癸烷酯，然后在90℃下攪拌15小時。
接著將反應(yīng)混合物傾入水中，并用鹽酸中和。中和后，用乙醚萃取反應(yīng)產(chǎn)物，萃取液經(jīng)水洗滌后，進(jìn)行濃縮。最后用柱色層分離法從濃縮混合物中分離得到1.6克2-癸氧基-6-羥基萘。
步驟4在10毫升二甲基甲酰胺中加入在步驟3中所得的0.6克(2毫摩爾)2-癸氧基-6-羥基萘，在步驟2中所得的0.63克(2.2毫摩爾)2′-甲基丁基-4-溴甲基苯甲酸酯，以及0.28克(2毫摩爾)碳酸鈣，將此混合物在100℃下攪拌12小時后，使反應(yīng)混合物在水中驟然冷卻。
然后用乙醚萃取反應(yīng)產(chǎn)物，后者經(jīng)水洗滌和濃縮后，再用柱色層分離法進(jìn)行分離，接著在己烷中重結(jié)晶，由此得到0.27克白色針狀物。
所得白色針狀物經(jīng)分析和鑒定，證明是2-[4′-(R-2″-甲基丁基羰基羧基)苯基甲氧基]-6-癸氧基萘，熔點(diǎn)為89℃。
圖1為所得化合物的1H-核磁共振譜線圖(270赫茲，CDCl3)。
從圖1中可以清楚地看出，該化合物顯示出下述的特定峰δ(ppm)0.9-1.0(m，9H，-CH3)1.3-1.8(m，21H)4.0-4.2(m，4H)7.1-8.1(m，10H，芳香族)此外，該化合物的質(zhì)譜值為M/e＝504(P)。
業(yè)已證實(shí)，該化合物在38-47℃的溫度范圍內(nèi)具有近晶相C。
該化合物的相變溫度如下
上述Cry表示晶相，SmA表示近晶相A，SmC表示手性近晶相C，ISO表示各向同性的液體，而所標(biāo)出的溫度表示向箭頭方向轉(zhuǎn)變的相變溫度。
例2(液晶化合物的合成)2-｛2′-[4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-癸氧基萘的制備步驟1在由0.66克的85%KOH、40毫升乙醇和0.2毫升水所組成的混合物中加入3.76克(20毫摩爾)2-羧基-6-羥基萘和3.12克(10毫摩爾)甲苯磺酸癸烷酯，并將此混合物在90℃下攪拌15小時。
然后將反應(yīng)液傾入水中，并用鹽酸中和。接著用乙醚萃取，萃取液相繼用水洗滌和濃縮后，再用柱色層分離法進(jìn)行分離，由此得到1.1.6克的6-癸氧基-2-羧基萘。
步驟2在氬氣氛和室溫下，使1.0克(26.4毫摩爾)氫化鋁鋰與步驟1中所得的1.348克(4.1毫摩爾)6-癸氧基-2-羧基萘在無水四氫呋喃中進(jìn)行反應(yīng)，2小時后再在加熱回流下反應(yīng)1小時。
冷卻后，用150毫升乙醚將反應(yīng)混合物稀釋，然后加入飽和硫酸鈉水溶液，以將過量的氫化鋁鋰分解，從而使反應(yīng)終止。然后過濾除去分解的氫化鋁鋰，濾液用無水硫酸鈉干燥(即除去水分)后，除去乙醚。所得殘留物在己烷和乙酸乙酯的混合溶劑(混合體積比＝10∶1)中重結(jié)晶后，最終得到1.078克6-癸氧基-2-羥基甲基萘，收率為85.8%。
步驟3在室溫下，將84毫克(0.43毫摩爾)6-癸氧基-2-羥基甲基萘和235毫克(2.57毫摩爾)活性二氧化錳在氯仿中的混合物攪拌12小時。然后將反應(yīng)液過濾，并將濾液濃縮。所得的粗產(chǎn)物經(jīng)硅膠薄層色層分離法提純后，得到72.2毫克的2-甲?；?6-癸氧基萘，呈白色針狀物。
步驟4按照通常的方式，使對溴甲基苯甲酸與甲醇在酸催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)，由此得到(4-溴甲基苯基)羧酸甲酯。然后將所得的2.61克(11.4毫摩爾)(4-溴甲基苯基)羧酸甲酯和3.0克(11.4毫摩爾)三苯基膦在苯中的混合物在加熱回流下進(jìn)行反應(yīng)。冷卻后，過濾收集所形成的晶體，并使之在苯中重結(jié)晶，由此得到3.43克(4-甲氧基羰基)苯基甲基磷酰溴，呈白色針狀物。
步驟5將475毫克(2.47毫摩爾)2-甲?；?6-癸氧基萘和步驟4中所得的1215毫克(25毫摩爾)(4-甲氧基羰基)苯基甲基磷酰溴溶于二氯甲烷中。然后向該溶液滴加氫氧化鉀水溶液，反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)液濃縮。所得濃縮液經(jīng)硅膠薄層色層分離法提純后，得到519毫克(1.7毫摩爾)2-[2′-4″-(甲氧基羰基苯基)乙烯基]-6-癸氧基萘，系一順式和反式的混合物。
步驟6在乙醇中加入步驟5所得的519毫克(1.7毫摩爾)2-[2′-4″-(甲氧基羰基苯基)乙烯基]-6-癸氧基萘和52毫克鈀碳催化劑[鈀的含量為5%(以重量計)]，然后在室溫下鼓泡通入氫氣，并持續(xù)5小時。接著將反應(yīng)液過濾，并將所得濾液濃縮。濃縮液經(jīng)柱色層分離法分離后，最終得到492毫克(1.1毫摩爾)2-[2′-4″-甲氧基羰基苯基)乙基]-6-癸氧基萘。
步驟7將步驟6中所得的492毫克(1.1毫摩爾)2-[2′-4″-(甲氧基羰基苯基)乙基]-6-癸氧基萘，以及0.61毫升(8.5毫摩爾)R-2-甲基丁醇和0.1毫升的叔丁氧基鈣加到40毫升苯中，然后將此反應(yīng)液加熱回流25小時，使之進(jìn)行反應(yīng)。冷卻后，用乙醚萃取反應(yīng)產(chǎn)物。
萃取液相繼用碳酸氫鈉水溶液和水洗滌后，進(jìn)行濃縮。所得濃縮液再經(jīng)柱色層分離法處理后，得到485毫克白色固體粉末。
上述晶體經(jīng)分析后證明是2-｛2′-(4″-(R-2″′-甲基丁基羰基)苯基]乙基｝-6-癸氧基萘，熔點(diǎn)為48℃。
圖2為所得化合物的1H-核磁共振譜線圖(270赫茲，CDCl)。
圖2清楚地表明，該化合顯現(xiàn)出如下所示的特定峰δ(ppm)0.7-1.0(m，9H，-CH3);
1.1-1.8(m，21H);
3.3(d，2H);
3.7-4.1(m，4H);
6.9-7.9(m，10H，芳香族)此外，該化合物的質(zhì)譜值為M/e＝502(P)。
業(yè)已證實(shí)，該化合物在0-48℃的溫度范圍內(nèi)具有近晶相A。
該化合物的相變溫度如下所示
例3液晶電池按以下所述的方法制備在設(shè)有ITO透明電極膜的玻璃基片上涂敷聚酰亞胺涂料，亦即用旋轉(zhuǎn)涂敷法在ITO透明電極上涂上聚酰亞銨(PIQ-5400，Hitachi Kasei Kogyo kk出品)。用N-甲基吡咯烷酮將聚酰亞胺稀釋成1.2%溶液，然后以2000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)涂敷。由此涂敷的聚酰亞胺溶液經(jīng)在325℃下加熱30分鐘，使之固化，從而形成一層厚度為150-200
的聚酰亞胺膜。接著用一塊尼龍布在該膜上順著一個方向摩擦，由此賦予液晶向此方向取向的能力。
將涂有由此制備的聚酰亞胺膜的兩塊波璃基片疊在一起，以制備供測試用的電池。借助于絲屏罩印刷(silkscreenprinting)，將環(huán)氧粘結(jié)劑施加到其中一塊涂有聚酰亞胺膜的玻璃基片上，以使兩塊基片相互粘結(jié)在一起，并控制電池有一間隙。所用的環(huán)氧粘結(jié)劑是由粘結(jié)載體(LCB，EHC出品)與固化劑(LCB-304B，EHC出品)和用于控制電池間隙的小珠(GP-20，EHC出品)以138∶30∶3的比例混合而成。上述兩塊玻璃基片中的一塊涂有環(huán)氧粘結(jié)劑，并將其疊合在另一塊玻璃基片上，而且需使聚酰亞胺膜的面互相相對。
由此涂敷的粘結(jié)劑在按下述方式加熱的固化條件下進(jìn)行固化即在50℃下加熱15分鐘，在60℃下加熱15分鐘，在70℃下加熱15分鐘，在80℃下加熱15分鐘，在125℃下加熱30分鐘，最后在170℃下加熱60分鐘。
將由此制備的帶有2微米左右間隙的電池插入兩塊極化板中間，并使極化方向彼此成直角。
用下述液晶化合物
充填上述制得的電池后，將該液晶電池加熱到50℃，以使液晶化合物成液態(tài)狀。用溫度梯度法，以約1℃/分的冷卻速率將液晶電池逐漸冷卻，由此可獲得良好的初始取向。
當(dāng)電場被施加到處于近晶相A狀態(tài)的電池上時，可以觀察到所引起的傾斜(分子主軸的取向方向改變)。在溫度為0℃的條件下，在130v時得到光亮(ON)狀態(tài)，而在-30v時為黑暗(OFF)狀態(tài)。在光亮狀態(tài)和黑暗狀態(tài)之間亮度的對比度為4。在0℃時測得的光響應(yīng)時間為52微秒。
因此，借助于使用上述的取代萘化合物，可以制成具有優(yōu)良性能的顯示裝置。
例4將按上述例3中所述的同樣方法制備的具有2微米左右間隙的液晶電池插入兩塊極化板之間，并使極化方向彼此成直角。
液晶池中充有一種液晶組合物，它含有由43份(以重量計，下同)本發(fā)明之液晶A化合物
和57份本發(fā)明之液晶B化合物
所組成的混合物。該混合物顯現(xiàn)出下述液晶相C Sm A ISO液晶溫度＊-30＊62＊(1)系在降溫過程中進(jìn)行測定將液晶電池加熱到70℃，以使化合物轉(zhuǎn)變成液態(tài)。然后用溫度梯度法，以1℃/分的冷卻速度將電池逐漸冷卻，由此可獲得良好的初始取向。
當(dāng)將電場施加到處于近晶相A狀態(tài)的液晶電池時，可以觀察到所引起的傾斜(分子主軸的取向方向改變)。在溫度為0℃的條件下，在30v時可獲得光亮(ON)狀態(tài)，而在-30v時為黑暗(OFF)狀態(tài)。亮態(tài)和暗態(tài)之間亮度的對比度為5。在0℃時的光響應(yīng)時間為520微秒。
因此，借助于使用上述的取代萘化合物，可以制成具有優(yōu)良性能的顯示裝置。
液晶B的溫度范圍如下C Sm C Sm A ISO液晶溫度(1)＊73 ＊112 ＊50 ＊(1)系在降溫過程中進(jìn)行測定。
例5
在按例3中所述的同樣方法制備的具有2微米左右間隙的液晶電池的外側(cè)放置一塊極化板。
液晶電池中充有一種液晶組合物，它包括由99份(以重量計，下同)本發(fā)明之液晶A
和1份具有下述結(jié)構(gòu)式
的二色性染料所組成的混合物。
將上述液晶電池加熱至50℃，以使該化合物成為液態(tài)。然后以1℃/分左右的冷卻速率使電池逐漸冷卻，由此可獲得良好的初始取向。
當(dāng)電場被施加到處于近晶相A狀態(tài)的液晶電池上時，可觀察到所引起的傾斜(分子主軸的取向方向改變)。隨著液晶的傾斜，二色性染料也引起分子主軸的方向發(fā)生改變。在溫度為0℃的條件下，在+30v下可得到光亮(ON)狀態(tài)，而在-30v下，則得到黑暗(OFF)狀態(tài)。亮態(tài)和暗態(tài)之間亮度的對比度為4。光響應(yīng)時間在0℃時為780微秒。
因此，借助于使用含有上述取代萘化合物的液晶組合物，可制成具有優(yōu)良性能的顯示裝置。
權(quán)利要求
1.一種具有下述分子式[Ⅰ]
的取代萘化合物，式中R表示1-18個碳原子的烷基，R2表示1-18個碳原子的烷基，X是由-OCH2-或-CH2-CH2-所示的基團(tuán)，而n是0或1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有分子式[Ⅰ]的取代萘化合物，其特征在于R2是含有2個或2個以上碳原子的烷基，所說的取代萘化合物系由下述分子[Ⅱ]所表示
式中R1表示1-18碳原子的烷基，R3表示2-18碳原子的烷基，X是由-OCH2-或-CH2CH2-所表示的基團(tuán)，n是0或1，而＊C是旋光碳。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分子式[Ⅱ]的取代萘化合物，其特征在于n是1，R3是乙基，R1是癸基，而X是-OCH2-基團(tuán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分子式[Ⅱ]的取代萘化合物，其特征在于n是1，R3是乙基，R1是癸基，而X是-CH2CH2-基團(tuán)。
5.一種含有以下式[Ⅳ]
所表示的取代萘化合物的液晶組合物，其特征在于R4表示烷基或烷氧基，R5表示旋光基團(tuán)，X表示選自由-O-COO-、-CO-、-OCH2-、-CH2O、-CH2CH2-和-O-CO-COO-所組成的組中的任一個二價基團(tuán)，而Y則表示選自由-COO-、-O-、-O-CO-和-CO-所組成的組中的任一個二價基團(tuán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種含有分子式[Ⅳ]的取代萘化合物的液晶組合物，其特征在于R4是癸氧基，X是-OCH2-，Y是-COO-，而R5是2-甲基丁基。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種含有分子式[Ⅳ]的取代萘化合物的液晶組合物，其特征在于R4是癸氧基，X是-CH2CH2-，Y是-COO-基，而R是2-甲基丁基基團(tuán)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種分子式I
文檔編號C09K19/32GK1036599SQ89101299
公開日1989年10月25日 申請日期1989年3月7日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月7日
發(fā)明者西山伸一, 山岡英雄, 山中徹, 山田徹 申請人:三井石油化學(xué)工業(yè)株式會社