CN111225899B - 化合物、液晶组合物及液晶显示元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有高的化学稳定性、高的使液晶分子取向的能力、在液晶组合物中的高的溶解度、且液晶显示元件的电压保持率大的极性化合物、液晶组合物及液晶显示元件。解决所述课题的手段为以下的式(1)所表示的化合物。

Description

化合物、液晶组合物及液晶显示元件
技术领域
本发明涉及一种具有聚合性基与极性基的化合物、液晶组合物及液晶显示元件。更详细而言，涉及一种具有由至少一个环构成的液晶原(mesogen)部位、一个极性基、及多个聚合性基的化合物、包含所述化合物且介电各向异性为正或负的液晶组合物、及包含所述组合物的液晶显示元件。
背景技术
液晶显示元件中，基于液晶分子的运行模式的分类为相变(phase change，PC)、扭转向列(twisted nematic，TN)、超扭转向列(super twisted nematic，STN)、电控双折射(electrically controlled birefringence，ECB)、光学补偿弯曲(opticallycompensated bend，OCB)、共面切换(in-plane switching，IPS)、垂直取向(verticalalignment，VA)、边缘场切换(fringe field switching，FFS)、电场感应光反应取向(field-induced photo-reactive alignment，FPA)等模式。基于元件的驱动方式的分类为无源矩阵(passive matrix，PM)与有源矩阵(active matrix，AM)。PM被分类为静态式(static)、多路复用式(multiplex)等，AM被分类为薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)、金属-绝缘体-金属(metal insulator metal，MIM)等。TFT的分类为非晶硅(amorphous silicon)及多晶硅(polycrystal silicon)。后者根据制造步骤而分类为高温型与低温型。基于光源的分类为利用自然光的反射型、利用背光的透过型、以及利用自然光与背光两者的半透过型。
液晶显示元件含有具有向列相的液晶组合物。所述组合物具有适当的特性。通过提高所述组合物的特性，可获得具有良好特性的AM元件。将两种特性中的关联汇总于下述表1中。基于市售的AM元件来对组合物的特性进一步进行说明。向列相的温度范围与元件可使用的温度范围相关联。向列相的优选的上限温度为约70℃以上，而且向列相的优选的下限温度为约-10℃以下。组合物的粘度与元件的响应时间相关联。为了以元件显示动态影像(moving image)，优选为响应时间短。理想为短于1毫秒的响应时间。因此，优选为组合物的粘度小。更优选为低温下的粘度小。
[表1]
表1.组合物与AM元件的特性
Figure GDA0002452306160000011
Figure GDA0002452306160000021
1)可缩短向液晶显示元件注入组合物的时间
组合物的光学各向异性与元件的对比度比相关联。根据元件的模式，而需要光学各向异性大或光学各向异性小，即光学各向异性适当。组合物的光学各向异性(Δn)与元件的单元间隙(d)的积(Δn×d)被设计成使对比度比为最大。适当的积的值依存于运行模式的种类。所述值在TN之类的模式的元件中为约0.45μm。所述值在VA模式的元件中为约0.30μm至约0.40μm的范围，在IPS模式或FFS模式的元件中为约0.20μm至约0.30μm的范围。这些情况下，对单元间隙小的元件而言优选为具有大的光学各向异性的组合物。组合物中的介电各向异性大有助于元件中的阈电压低、消耗电力小与对比度比大。因此，优选为正或负的介电各向异性大。组合物中的比电阻大有助于元件中的电压保持率大与对比度比大。因此，优选为在初始阶段中不仅在室温下，而且在接近于向列相的上限温度的温度下也具有大的比电阻的组合物。优选为在长时间使用后，不仅在室温下，而且在接近于向列相的上限温度的温度下也具有大的比电阻的组合物。组合物对紫外线及热的稳定性与元件的寿命相关联。当所述稳定性高时，元件的寿命长。此种特性对用于液晶投影仪、液晶电视等的AM元件而言优选。
聚合物稳定取向(polymer sustained alignment，PSA)型的液晶显示元件中，使用含有聚合物的液晶组合物。首先，将添加有少量聚合性化合物的组合物注入至元件中。继而，一面对所述元件的基板之间施加电压，一面对组合物照射紫外线。聚合性化合物进行聚合而在组合物中生成聚合物的网状结构。此处，通常使用具有多个聚合性基的聚合性化合物。所述组合物中，可利用聚合物来控制液晶分子的取向，故元件的响应时间缩短，图像的残像得到改善。具有TN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS、FPA之类的模式的元件中可期待聚合物的此种效果。
通用的液晶显示元件中，液晶分子的垂直取向可通过聚酰亚胺取向膜达成。另一方面，作为不具有取向膜的液晶显示元件，提出有将极性化合物添加至液晶组合物中而使液晶分子取向的模式。首先，将添加有少量极性化合物及少量聚合性化合物的组合物注入至元件中。此处，通常使用具有多个聚合性基的聚合性化合物。此处，通过极性化合物的作用，将液晶分子取向。继而，一面对所述元件的基板之间施加电压，一面对组合物照射紫外线。此处，聚合性化合物进行聚合，并使液晶分子的取向稳定化。所述组合物中，可利用极性化合物及聚合物来控制液晶分子的取向，故元件的响应时间缩短，图像的残像得到改善。进而，不具有取向膜的元件中不需要形成取向膜的步骤。由于不存在取向膜，故通过取向膜与组合物的相互作用，元件的电阻不会降低。具有TN、ECB、OCB、IPS、VA、FFS、FPA之类的模式的元件中可期待由极性化合物与聚合物的组合所产生的此种效果。
迄今为止，在并不具有取向膜的液晶显示元件中，作为兼备极性化合物的作用与聚合性化合物的作用的化合物，已合成有具有聚合性的极性化合物。专利文献1中，记载有具有多个极性基与多个聚合性基的聚合性化合物(S-1)。
[化1]
Figure GDA0002452306160000031
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2017/047177号
专利文献2：国际公开第2016/129490号
专利文献3：国际公开第2014/090362号
专利文献4：国际公开第2014/094959号
专利文献5：国际公开第2013/004372号
专利文献6：国际公开第2012/104008号
专利文献7：国际公开第2012/038026号
专利文献8：日本专利特开昭50-35076号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的第一课题为提供一种化合物，其具有高的化学稳定性、高的使液晶分子取向的能力、利用紫外线照射的高的聚合反应性、用于液晶显示元件时的大的电压保持率的至少一种，进而具有在液晶组合物中的高的溶解度。
第二课题为提供一种液晶组合物，其包含所述化合物，而且满足向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学各向异性适当、正或负的介电各向异性大、比电阻大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高、弹性常数大等特性的至少一种。
第三课题为提供一种液晶显示元件，其包含所述组合物，而且具有可使用元件的温度范围广、响应时间短、透过率高、电压保持率大、阈电压低、对比度比大、寿命长、垂直取向性良好之类的特性的至少一种。
解决问题的技术手段
本发明涉及式(1)所表示的化合物、包含所述化合物的液晶组合物及包含所述组合物的液晶显示元件。
一种化合物，由式(1)所表示；
[化2]
Figure GDA0002452306160000041
式(1)中，
R1为氢或碳数1至15的烷基，所述烷基中，至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
环A1、环A3、环A4、环A5、及环A2独立地为环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环己烯基、苯基、2-萘基、十氢萘-2-基、1，2，3，4-四氢萘-2-基、1，2，3，4-四氢萘-6-基、四氢吡喃-2-基、1，3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基、或吡啶-2-基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至10的烷基、碳数2至10的烯基、碳数1至9的烷氧基、或碳数2至9的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
a、w、x、及y独立地为0或1；
b、d、e、v、及c独立地为0、1、2、3、或4，且b、d、e、v、及c的和为1、2、3、或4；
Z1、Z2、Z3、及Z4独立地为单键或碳数1至6的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
Sp1、Sp5、Sp6、Sp7、Sp2、及Sp3独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
P1、P4、P5、P6、及P2独立地为式(1a)所表示的基；
[化3]
Figure GDA0002452306160000042
式(1a)中，
M1及M2独立地为氢、氟、氯、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基；
R2为氢、碳数1至10的烷基、碳数1至9的烷氧基、碳数1至9的烷氧基烷基、碳数1至9的烷硫基、或碳数1至9的烷硫基烷基，这些基中，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
式(1)中，
P3为式(1b)所表示的基；
[化4]
Figure GDA0002452306160000051
式(1b)中，
Sp4为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
M3及M4独立地为氢、氟、氯、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基；
X1为-OH、-NH2、-OR3、-N(R3)2、-COOH、-SH、或-Si(R3)3；
-OR3、-N(R3)2、及-Si(R3)3中，
R3为氢或碳数1至10的烷基，所述烷基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代，在R3为多个的情况下，可分别相同也可不同。
发明的效果
本发明的第一优点为提供一种化合物，其具有高的化学稳定性、高的使液晶分子取向的能力、利用紫外线照射的高的聚合反应性、用于液晶显示元件时的大的电压保持率的至少一种，进而具有在液晶组合物中的高的溶解度。
第二优点为提供一种液晶组合物，其包含所述化合物，而且满足向列相的上限温度高、向列相的下限温度低、粘度小、光学各向异性适当、正或负的介电各向异性大、比电阻大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高、弹性常数大等特性的至少一种。
第三优点为提供一种液晶显示元件，其包含所述组合物，而且具有可使用元件的温度范围广、响应时间短、透过率高、电压保持率大、阈电压低、对比度比大、寿命长、垂直取向性良好之类的特性的至少一种。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。以下的实施方式为本发明的实施方式的一例(代表例)，本发明并不限定于这些。另外，本发明可在不脱离其主旨的范围内任意变更来实施。
本说明书中的用语的使用方法为如下所述。有时将“液晶性化合物”、“液晶组合物”及“液晶显示元件”的用语分别简称为“化合物”、“组合物”及“元件”。“液晶性化合物”为具有向列相、近晶相等液晶相的化合物、以及不具有液晶相但出于调节上限温度、下限温度、粘度、介电各向异性之类的组合物的物性的目的而添加的化合物的总称。所述化合物具有1，4-亚环己基或1，4-亚苯基之类的六元环，其分子结构为棒状(rod like)。“液晶显示元件”为液晶显示面板及液晶显示模块的总称。“聚合性化合物”为出于使组合物中生成聚合物的目的而添加的化合物。具有烯基的液晶性化合物在其含义方面并非为聚合性。“极性化合物”通过极性基与基板表面相互作用而辅助液晶分子进行排列。
液晶组合物是通过将多种液晶性化合物混合来制备。出于进一步调整物性的目的而在所述组合物中添加添加物。视需要添加聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、热稳定剂、色素、及消泡剂之类的添加物。液晶性化合物或添加物以此种顺序混合。即便在添加有添加物的情况下，液晶性化合物的比例(含量)也是由基于不含添加物的液晶组合物的重量的重量百分率(重量％)来表示。添加物的比例(添加量)是由基于不含添加物的液晶组合物的重量的重量百分率(重量％)来表示。即，液晶性化合物或添加物的比例是基于液晶性化合物的总重量而算出。有时也使用重量百万分率(ppm)。例外的是聚合引发剂及聚合抑制剂的比例是基于聚合性化合物的重量来表示。
“透明点”为液晶性化合物中的液晶相-各向同性相的转变温度。“液晶相的下限温度”为液晶性化合物中的固体相-液晶相(近晶相、向列相等)的转变温度。“向列相的上限温度”为液晶性化合物与母液晶的混合物或液晶组合物中的向列相-各向同性相的转变温度，有时简称为“上限温度”。有时将“向列相的下限温度”简称为“下限温度”。“提高介电各向异性”的表达在介电各向异性为正的组合物时，是指其值正向地增加，在介电各向异性为负的组合物时，是指其值负向地增加。“电压保持率大”是指元件在初始阶段不仅在室温下，而且在接近于上限温度的温度下也具有大的电压保持率，而且在长时间使用后不仅在室温下，而且在接近于上限温度的温度下也具有大的电压保持率。在组合物或元件中，有时在经时变化试验(包含加速劣化试验)的前后研究特性。
有时将式(1)所表示的化合物简称为“化合物(1)”。化合物(1)是指式(1)所表示的一种化合物、两种所述化合物的混合物、或三种以上的所述化合物的混合物。所述规则也适用于选自式(2)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物等。由圆形或六边形包围的A1、B1、C1等记号分别对应于环A1、环B1、环C1等。六边形表示环己烷环或苯环之类的六元环或萘环之类的缩合环。横切所述圆形或六边形的一边的直线表示环上的任意的氢可经-Sp1-P1等基取代。c、d、e等下标表示经取代的基的数量。在下标为0时，不存在此种取代。“环A及环C独立地为X、Y、或Z”的表达中，由于主语为多个，故使用“独立地”。在主语为“环A”时，由于主语为单数，故不使用“独立地”。
在化合物的化学式中，将末端基R11的记号用于多种化合物。在这些化合物中，任意的两个R11所表示的两个基可相同、或也可不同。例如，有化合物(2)的R11为乙基，化合物(3)的R11为乙基的案例。也有化合物(2)的R11为乙基，化合物(3)的R11为丙基的案例。所述规则也适用于R12、R13、Z11等记号。化合物(8)中，当i为2时，存在两个环D1。所述化合物中，两个环D1所表示的两个基可相同、或也可不同。当i大于2时，也适用于任意两个环D1。所述规则也适用于其他记号。
“至少一个‘A’”的表达是指‘A’的数量为任意。“至少一个‘A’可经‘B’取代”的表达是在‘A’的数量为一个时，‘A’的位置为任意，在‘A’的数量为两个以上时，这些的位置也可无限制地选择。所述规则也适用于“至少一个‘A’经‘B’取代”的表达。“至少一个A可经B、C、或D取代”的表达是指包含至少一个A经B取代的情形、至少一个A经C取代的情形及至少一个A经D取代的情形，进而包含多个A经B、C、D的至少两个取代的情形。例如，至少一个-CH2-(或-CH2CH2-)可经-O-(或-CH＝CH-)取代的烷基中，包含烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基、烷氧基烯基、烯氧基烷基。再者，连续的两个-CH2-经-O-取代而变成-O-O-的情况不佳。在烷基等中，甲基部分(-CH2-H)的-CH2-经-O-取代而变成-O-H的情况也不佳。
有时使用“R11及R12独立地为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代”的表达。在所述表达中，“这些基中”可如语句那样进行解释。所述表达中，“这些基”是指烷基、烯基、烷氧基、烯氧基等。即，“这些基”表示“这些基中”的用语之前所记载的所有基。所述常识性的解释也适用于“这些一价基中”或“这些二价基中”的用语。例如，“这些一价基”表示“这些一价基中”的用语之前所记载的所有基。
卤素是指氟、氯、溴或碘。优选的卤素为氟或氯。进而优选的卤素为氟。液晶性化合物中，烷基为直链状或分支状，不包含环状烷基。直链状烷基通常优于分支状烷基。这些情况对于烷氧基、烯基等末端基也相同。为了提高向列相的上限温度，与1，4-亚环己基相关的立体构型是反式优于顺式。2-氟-1，4-亚苯基是指下述的两种二价基。化学式中，氟可为朝左(L)，也可为朝右(R)。所述规则也适用于四氢吡喃-2，5-二基之类的通过自环去除两个氢而生成的左右非对称的二价基。
[化5]
Figure GDA0002452306160000071
本发明包含下述项等。
项1.一种化合物，由式(1)所表示；
[化6]
Figure GDA0002452306160000081
式(1)中，
R1为氢或碳数1至15的烷基，所述烷基中，至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
环A1、环A3、环A4、环A5、及环A2独立地为环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环己烯基、苯基、2-萘基、十氢萘-2-基、1，2，3，4-四氢萘-2-基、1，2，3，4-四氢萘-6-基、四氢吡喃-2-基、1，3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基、或吡啶-2-基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至10的烷基、碳数2至10的烯基、碳数1至9的烷氧基、或碳数2至9的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
a、w、x、及y独立地为0或1；
b、d、e、v、及c独立地为0、1、2、3、或4，且b、d、e、v、及c的和为1、2、3、或4；
Z1、Z2、Z3、及Z4独立地为单键或碳数1至6的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
Sp1、Sp5、Sp6、Sp7、Sp2、及Sp3独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
P1、P4、P5、P6、及P2独立地为式(1a)所表示的基；
[化7]
Figure GDA0002452306160000082
/>
式(1a)中，
M1及M2独立地为氢、氟、氯、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基；
R2为氢、碳数1至10的烷基、碳数1至9的烷氧基、碳数1至9的烷氧基烷基、碳数1至9的烷硫基、或碳数1至9的烷硫基烷氧基，这些基中，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
式(1)中，
P3为式(1b)所表示的基；
[化8]
Figure GDA0002452306160000091
式(1b)中，
Sp4为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
M3及M4独立地为氢、氟、氯、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基；
X1为-OH、-NH2、-OR3、-N(R3)2、-COOH、-SH、或-Si(R3)3；
-OR3、-N(R3)2、及-Si(R3)3中，
R3为氢或碳数1至10的烷基，所述烷基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代，在R3为多个的情况下，可分别相同也可不同。
作为所述式(1)所表示的化合物的优选形式而示出下述项2～项7。
项2.根据项1所述的化合物，其中式(1)中，
Z1、Z2、Z3、及Z4独立地为单键、-(CH2)2-、-(CH2)4-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、或-CF＝CF-。
项3.根据项1或项2所述的化合物，其中式(1)中，
环A1、环A3、环A4、环A5、及环A2独立地为环己基、环己烯基、苯基、2-萘基、四氢吡喃-2-基、1，3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基、或吡啶-2-基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至10的烷基、碳数2至10的烯基、碳数1至9的烷氧基、或碳数2至9的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。
项4.根据项1至项3中任一项所述的化合物，是由式(1-1)至式(1-4)的任一者所表示；
[化9]
Figure GDA0002452306160000101
式(1-1)至式(1-4)中，
R1为碳数1～15的烷基、碳数2～15的烯基、碳数1～14的烷氧基、碳数2～14的烯氧基、或碳数1～14的烷氧基烷基，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
环A1、环A3、及环A4独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、萘-2，6-二基、四氢吡喃-2，5-二基、或1，3-二噁烷-2，5-二基，环A2为环己基、环己烯基、苯基、2-萘基、四氢吡喃-2-基、或1，3-二噁烷-2-基，这些环中，至少一个氢可经氟、碳数1至10的烷基、碳数2至10的烯基、碳数1至9的烷氧基、或碳数2至9的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
b、c、d、及e独立地为0、1、或2，且b、c、d、及e的和为1或2；
Z1、Z2、及Z3独立地为单键、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、或-CF＝CF-；
Sp1、Sp2、Sp3、Sp5、及Sp6独立地为单键或碳数1至7的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
P1、P2、P4、及P5独立地为式(1a)所表示的基；
[化10]
Figure GDA0002452306160000111
式(1a)中，
M1及M2独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟取代的碳数1至5的烷基；
R2为氢、碳数1至5的烷基、碳数1至4的烷氧基、碳数1至4的烷氧基烷基、碳数1至4的烷硫基、碳数1至4的烷硫基烷氧基，这些基中，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
式(1-1)至式(1-4)中，
P3为式(1b)所表示的基；
[化11]
Figure GDA0002452306160000112
式(1b)中，
Sp 4为单键或碳数1至7的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
M3及M4独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟取代的碳数1至5的烷基；
X1为-OH、-NH2、或-SH。
项5.根据项1至项4中任一项所述的化合物，是由式(1-5)至式(1-16)的任一者所表示；
[化12]
Figure GDA0002452306160000131
[化13]
Figure GDA0002452306160000141
式(1-5)至式(1-16)中，
R1为碳数1～10的烷基、碳数2～10的烯基、或碳数1～9的烷氧基；
环A1、环A2、及环A3独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、萘-2，6-二基、四氢吡喃-2，5-二基、或1，3-二噁烷-2，5-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、碳数1至5的烷基、碳数2至5的烯基、或碳数1至4的烷氧基取代；
Y1、Y2、及Y3独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、碳数2至5的烯基、或碳数1至4的烷氧基；
Z1及Z2独立地为单键、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH2O-、或-OCH2-；
Sp1、Sp2、Sp3、及Sp5独立地为单键或碳数1至5的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-取代；
R2为氢、碳数1至5的烷基、碳数1至4的烷氧基、碳数1至4的烷氧基烷基、碳数1至4的烷硫基、碳数1至4的烷硫基烷氧基；
Sp4为单键或碳数1至5的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-取代。
项6.根据项1至项5中任一项所述的化合物，是由式(1-17)至式(1-39)的任一者所表示；
[化14]
Figure GDA0002452306160000161
[化15]
Figure GDA0002452306160000171
[化16]
Figure GDA0002452306160000181
式(1-17)至式(1-39)中，
R1为碳数1～10的烷基、碳数2～10的烯基、或碳数1～9的烷氧基；
Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、及Y7独立地为氢、氟、或碳数1至5的烷基；
Z1、Z2及Z3独立地为单键或-(CH2)2-；
Sp1、Sp2、Sp3、Sp4、及Sp5独立地为单键或碳数1至5的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-取代；
R2为氢、碳数1至3的烷基、碳数1或2的烷氧基、碳数1或2的烷氧基烷基、碳数1或2的烷硫基、碳数1或2的烷硫基烷氧基。
项7.根据项1至项6中任一项所述的化合物，是由式(1-40)至式(1-47)的任一者所表示；
[化17]
Figure GDA0002452306160000191
式(1-40)至式(1-47)中，
R1为碳数1～10的烷基；
Y1、Y2、Y3、及Y4独立地为氢、氟、甲基、或乙基；
Sp1、Sp2、Sp3、及Sp5独立地为单键或碳数1至5的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-取代。
项8.一种液晶组合物，含有根据项1至项7中任一项所述的化合物的至少一种。
项9.根据项8所述的液晶组合物，进而含有选自式(2)至式(4)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物；
[化18]
Figure GDA0002452306160000201
式(2)至式(4)中，
R11及R12独立地为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
环B1、环B2、环B3、及环B4独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、2，5-二氟-1，4-亚苯基、或嘧啶-2，5-二基；
Z11、Z12、及Z13独立地为单键、-COO-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、或-C≡C-。
项10.根据项8或项9所述的液晶组合物，进而含有选自式(5)至式(7)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物；
[化19]
Figure GDA0002452306160000202
式(5)至式(7)中，
R13为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
X11为氟、氯、-OCF3、-OCHF2、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF2CHF2、或-OCF2CHFCF3；
环C1、环C2、及环C3独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、至少一个氢经氟取代的1，4-亚苯基、四氢吡喃-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、或嘧啶-2，5-二基；
Z14、Z15、及Z16独立地为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、或-(CH2)4-；
L11及L12独立地为氢或氟。
项11.根据项8至项10中任一项所述的液晶组合物，进而含有至少一种式(8)所表示的化合物；
[化20]
Figure GDA0002452306160000211
式(8)中，
R14为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
X12为-C＝N或-C≡C-C＝N；
环D1为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、至少一个氢经氟取代的1，4-亚苯基、四氢吡喃-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、或嘧啶-2，5-二基；
Z17为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、或-C≡C-；
L13及L14独立地为氢或氟；
i为1、2、3、或4。
项12.根据项8至项11中任一项所述的液晶组合物，进而含有选自式(11)至式(19)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物；
[化21]
Figure GDA0002452306160000221
式(11)至式(19)中，
R15、R16、及R17独立地为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代，而且R17可为氢或氟；
环E1、环E2、环E3、及环E4独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、至少一个氢经氟取代的1，4-亚苯基、四氢吡喃-2，5-二基、或十氢萘-2，6-二基；
环E5及环E6独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、四氢吡喃-2，5-二基、或十氢萘-2，6-二基；
Z18、Z19、Z20、及Z21独立地为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2OCH2CH2-、或-OCF2CH2CH2-；
L15及L16独立地为氟或氯；
S11为氢或甲基；
X为-CHF-或-CF2-；
j、k、m、n、p、q、r、及s独立地为0或1，且k、m、n、及p的和为1或2，q、r、及s的和为0、1、2、或3，t为1、2、或3。
项13.根据项8至项12中任一项所述的液晶组合物，进而含有式(20)所表示的聚合性化合物的至少一种化合物；
[化22]
Figure GDA0002452306160000231
式(20)中，
环F及环I独立地为环己基、环己烯基、苯基、1-萘基、2-萘基、四氢吡喃-2-基、1，3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基、或吡啶-2-基，这些环中，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代；
环G为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、萘-1，2-二基、萘-1，3-二基、萘-1，4-二基、萘-1，5-二基、萘-1，6-二基、萘-1，7-二基、萘-1，8-二基、萘-2，3-二基、萘-2，6-二基、萘-2，7-二基、菲-2，7-二基、四氢吡喃-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、嘧啶-2，5-二基、或吡啶-2，5-二基，这些环中，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代；
Z22及Z23独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-、-C(CH3)＝CH-、-CH＝C(CH3)-、或-C(CH3)＝C(CH3)-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
P11、P12、及P13独立地为聚合性基；
Sp11、Sp12、及Sp13独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
u为0、1、或2；
f、g、及h独立地为0、1、2、3、或4，而且f、g、及h的和为1以上。
项14.根据项13所述的液晶组合物，其中式(20)中，
P11、P12、及P13独立地为选自式(P-1)至式(P-5)所表示的聚合性基的群组中的基；
[化23]
Figure GDA0002452306160000241
/>
式(P-1)至式(P-5)中，
M11、M12、及M13独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至5的烷基。
项15.根据项13或项14所述的液晶组合物，其中式(20)所表示的聚合性化合物为选自式(20-1)至式(20-7)所表示的聚合性化合物的群组中的至少一种化合物；
[化24]
Figure GDA0002452306160000251
式(20-1)至式(20-7)中，
L31、L32、L33、L34、L35、L36、L37、及L38独立地为氢、氟、或甲基；
Sp11、Sp12、及Sp13独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
P11、P12、及P13独立地为选自式(P-1)至式(P-3)所表示的聚合性基的群组中的基，
[化25]
Figure GDA0002452306160000261
式(P-1)至式(P-3)中，
M11、M12、及M13独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至5的烷基。
项16.根据项8至项15中任一项所述的液晶组合物，进而含有与式(1)或以下的式(20)所表示的化合物不同的聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、热稳定剂、及消泡剂的至少一种；
[化26]
Figure GDA0002452306160000262
式(20)中，
环F及环I独立地为环己基、环己烯基、苯基、1-萘基、2-萘基、四氢吡喃-2-基、1，3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基、或吡啶-2-基，这些环中，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代；
环G为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、萘-1，2-二基、萘-1，3-二基、萘-1，4-二基、萘-1，5-二基、萘-1，6-二基、萘-1，7-二基、萘-1，8-二基、萘-2，3-二基、萘-2，6-二基、萘-2，7-二基、菲-2，7-二基、四氢吡喃-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、嘧啶-2，5-二基、或吡啶-2，5-二基，这些环中，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代；
Z22及Z23独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-、-C(CH3)＝CH-、-CH＝C(CH3)-、或-C(CH3)＝C(CH3)-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
P11、P12、及P13独立地为聚合性基；
Sp11、Sp12、及Sp13独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
u为0、1、或2；
f、g、及h独立地为0、1、2、3、或4，而且f、g、及h的和为1以上。
项17.一种液晶显示元件，含有至少一种根据项8至项16中任一项所述的液晶组合物。
本发明也包括以下项。
项(a).进而含有聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、热稳定剂、消泡剂之类的添加物的至少两种的所述液晶组合物。
项(b).通过在所述液晶组合物中添加与化合物(1)或化合物(20)不同的聚合性化合物而制备成的聚合性组合物。
项(c).通过在所述液晶组合物中添加化合物(1)与化合物(20)而制备成的聚合性组合物。
项(d).通过使聚合性组合物进行聚合而制备成的液晶复合体。
项(e).含有所述液晶复合体的聚合物稳定取向型的元件。
项(f).通过在所述液晶组合物中添加化合物(1)及化合物(20)、以及与化合物(1)或化合物(20)不同的聚合性化合物而制备聚合性组合物，通过使用所制备的聚合性组合物而制作的聚合物稳定取向型的元件。
依次对化合物(1)的形式、化合物(1)的合成、液晶组合物及液晶显示元件进行说明。
1.化合物(1)的形式
作为本发明的一实施方式的化合物(1)：具有由至少一个环构成的液晶原部位、一个极性基、及多个聚合性基。化合物(1)由于极性基与玻璃(或金属氧化物)的基板表面以非共价键结的方式进行相互作用，故有用。用途之一为液晶显示元件中所使用的液晶组合物用添加物。化合物(1)是出于控制液晶分子的取向的目的而添加。此种添加物优选为在密封于元件的条件下化学性稳定，且使液晶分子取向的能力高、用于液晶显示元件时的电压保持率大、进而在液晶组合物中的溶解度大。化合物(1)很大程度上满足此种特性。
对化合物(1)的优选例进行说明。化合物(1)中的R1、A1、Sp1、P1等记号的优选例也适用于化合物(1)的下位式。在化合物(1)中，可通过将这些基的种类适当组合来任意地调整特性。化合物的特性不存在大的差异，故化合物(1)可包含较天然丰度的量更多的2H(氘)、13C等同位素。
[化27]
Figure GDA0002452306160000281
式(1)中，R1为氢或碳数1至15的烷基，所述烷基中，至少一个-CH2-可经-O-或-S-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。
优选的R1为碳数1～15的烷基、碳数2～15的烯基、碳数1～14的烷氧基、碳数2～14的烯氧基、或碳数1～14的烷氧基烷基，这些基中，至少一个氢可经氟取代。进而优选的R1为碳数1～10的烷基、碳数2～10的烯基、或碳数1～9的烷氧基。特别优选的R1为碳数1～10的烷基。
在R1为碳数1～15的烷基、碳数1～14的烷氧基、或碳数1～14的烷氧基烷基时，化学稳定性高。在R1为碳数1～15的烷基、碳数2～15的烯基、或碳数2～14的烯氧基时，在液晶组合物中的溶解度大。在R1为碳数1～15的烷基时，使液晶分子取向的能力高。
式(1)中，环A1、环A3、环A4、环A5、及环A2独立地为环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环己烯基、苯基、2-萘基、十氢萘-2-基、1，2，3，4-四氢萘-2-基、1，2，3，4-四氢萘-6-基、四氢吡喃-2-基、1，3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基、或吡啶-2-基，这些环中，至少一个氢可经氟、氯、碳数1至10的烷基、碳数2至10的烯基、碳数1至9的烷氧基、或碳数2至9的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。
优选的环A1、环A3、环A4、及环A5独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、萘-2，6-二基、四氢吡喃-2，5-二基、或1，3-二噁烷-2，5-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、碳数1至10的烷基、碳数2至10的烯基、碳数1至9的烷氧基、或碳数2至9的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代。进而优选为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、萘-2，6-二基、四氢吡喃-2，5-二基、或1，3-二噁烷-2，5-二基，这些环中，至少一个氢可经氟、碳数1至5的烷基、碳数2至5的烯基、或碳数1至4的烷氧基取代。特别优选为1，4-亚环己基或1，4-亚苯基，这些环中，至少一个氢可经氟、或碳数1至5的烷基取代。
当环A1、环A3、环A4、及环A5独立地为1，3-亚环戊基、1，4-亚环己基、1，4-亚环庚基、1，4-亚苯基、至少一个氢经氟取代的1，4-亚苯基、至少一个氢经碳数1至5的烷基取代的1，4-亚苯基、十氢萘-2，6-二基、或四氢吡喃-2，5-二基时，化学稳定性高。当环A1、环A3、环A4、及环A5独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、至少一个氢经氟取代的1，4-亚苯基、至少一个氢经碳数1至5的烷基取代的1，4-亚苯基、或至少一个氢经碳数2至5的烯基取代的1，4-亚苯基时，在液晶组合物中的溶解度大。当环A1、环A3、环A4、及环A5独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、至少一个氢经碳数1至2的烷基取代的1，4-亚苯基时，使液晶分子取向的能力高。当环A1为1，4-亚苯基、至少一个氢经碳数1至5的烷基取代的1，4-亚苯基、至少一个氢经碳数1至4的烷氧基取代的1，4-亚苯基、萘-2，6-二基、嘧啶-2，5-二基、或吡啶-2，5-二基时，利用紫外线照射的聚合反应性高。
优选的环A2为环己基、环己烯基、苯基、2-萘基、四氢吡喃-2-基、1，3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基、或吡啶-2-基，这些环中，至少一个氢可经氟、碳数1至10的烷基、碳数2至10的烯基、碳数1至9的烷氧基、或碳数2至9的烯氧基取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代。进而优选的环A2为环己基、环己烯基、苯基、2-萘基、四氢吡喃-2-基、或1，3-二噁烷-2-基，这些环中，至少一个氢可经氟、碳数1至5的烷基、碳数2至5的烯基、或碳数1至4的烷氧基取代。特别优选的环A2为环己基或苯基，这些环中，至少一个氢可经氟、或碳数1至5的烷基取代。
当环A2为环己基、苯基、至少一个氢经氟取代的苯基、至少一个氢经碳数1至5的烷基取代的苯基、四氢萘-2-基、四氢吡喃-2-基时，化学稳定性高。当环A2为环己基、环己烯基、苯基、至少一个氢经氟取代的苯基、至少一个氢经碳数1至5的烷基取代的苯基、或至少一个氢经碳数2至5的烯基取代的苯基时，在液晶组合物中的溶解度大。当环A2为环己基、苯基、至少一个氢经碳数1至2的烷基取代的苯基时，使液晶分子取向的能力高。当环A2为苯基、至少一个氢经碳数1至5的烷基取代的苯基、至少一个氢经碳数1至4的烷氧基取代的苯基、2-萘基、嘧啶-2-基、或吡啶-2-基时，利用紫外线照射的聚合反应性高。
式(1)中，a、w、x、及y独立地为0或1。优选的a、w、x、及y的和为0、1、2、或3。进而优选的a、w、x、及y的和为0、1、或2。特别优选的a、w、x、及y的和为1或2。
当a、w、x、及y的和为0时，在液晶组合物中的溶解度大。当a、w、x、及y的和为3或4时，使液晶分子取向的能力高。当a、w、x、及y的和为1或2时，在液晶组合物中的溶解度大、使液晶分子取向的能力高、且利用紫外线照射的聚合反应性高。
式(1)中，b、d、e、v、及c独立地为0、1、2、3、或4，且b、d、e、v、及c的和为1、2、3、或4。优选的b、d、e、v、及c独立地为0、1、或2，且优选的b、d、e、v、及c的和为1、2、或3。进而优选的b、d、e、v、及c的和为1或2。特别优选的b、d、e、v、及c的和为1。
当b、d、e、及v的和为0且c为1时，在液晶组合物中的溶解度大、使液晶分子取向的能力高。当b、d、e、及v的和为1且c为0时，在液晶组合物中的溶解度大。当b、d、e、v、及c的和为2、3、或4时，利用紫外线照射的聚合反应性高。
式(1)中，Z1、Z2、Z3、及Z4独立地为单键或碳数1至6的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。
优选的Z1、Z2、Z3、及Z4独立地为单键、-(CH2)2-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2O-、-OCH2-、或-CF＝CF-。进而优选的Z1为单键、或-(CH2)2-。特别优选的Z1、Z2、Z3、及Z4独立地为单键。
当Z1、Z2、Z3、及Z4独立地为单键时，化学稳定性高。当Z1、Z2、Z3、及Z4独立地为单键、-(CH2)2-、-CF2O-、或-OCF2-时，在液晶组合物中的溶解度大。当Z1、Z2、Z3、及Z4独立地为单键或-(CH2)2-时，使液晶分子取向的能力高。当Z1、Z2、Z3、及Z4独立地为单键、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-时，利用紫外线照射的聚合反应性高。
式(1)中，Sp1、Sp5、Sp6、Sp7、Sp2、及Sp3独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。
优选的Sp1、Sp5、Sp6、Sp7、Sp2、及Sp3独立地为单键或碳数1至7的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代。进而优选的Sp1、Sp5、Sp6、Sp7、Sp2、及Sp3独立地为单键或碳数1至5的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-取代。特别优选的Sp1、Sp5、Sp6、Sp7、Sp2、及Sp3独立地为单键或碳数1至5的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-取代。
当Sp1、Sp5、Sp6、Sp7、Sp2、及Sp3为单键或碳数1至7的亚烷基时，化学稳定性高。当Sp1、Sp5、Sp6、Sp7、Sp2、及Sp3为碳数1至7的亚烷基或至少一个-CH2-经-O-取代的碳数1至7的亚烷基时，在液晶组合物中的溶解度大。当Sp1、Sp5、Sp6、Sp7、Sp2、及Sp3为单键、-CH＝CH-、或-C≡C-时，利用紫外线照射的聚合反应性高。当Sp1、Sp5、Sp6、Sp7、及Sp2为单键时，使液晶分子取向的能力高。当Sp3为单键、碳数1至5的亚烷基、或至少一个-CH2-经-O-取代的碳数1至5的亚烷基时，使液晶分子取向的能力高。
式(1)中，P1、P4、P5、P6、及P2独立地为式(1a)所表示的基。
[化28]
Figure GDA0002452306160000301
式(1a)中，M1及M2独立地为氢、氟、氯、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基。优选的M1及M2独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟取代的碳数1至5的烷基。特别优选的M1及M2为氢。在M1及M2为氢时，利用紫外线照射的聚合反应性特别高。
式(1a)中，R2为氢、碳数1至10的烷基、碳数1至9的烷氧基、碳数1至9的烷氧基烷基、碳数1至9的烷硫基、碳数1至9的烷硫基烷基，这些基中，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。优选的R2为氢或碳数1至5的烷基，进而优选的R2为氢或碳数1至3的烷基、碳数1至2的烷氧基、或碳数1至2的烷氧基烷基。特别优选的R2为甲基。当R2为甲基时，化学稳定性高、使液晶分子取向的能力高。
式(1)中，P3为式(1b)所表示的基。
[化29]
Figure GDA0002452306160000311
式(1b)中，Sp4为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。优选的Sp4为单键或碳数1至5的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-NH-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-取代。进而优选的Sp4为单键或碳数1至5的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-取代。特别优选的Sp4为-CH2-。
当Sp4为单键或碳数1至10的亚烷基时，化学稳定性高。当Sp4为碳数1至10的亚烷基或至少一个-CH2-经-O-取代的碳数1至10的亚烷基时，在液晶组合物中的溶解度大。当Sp4为单键、-CH＝CH-、或-C≡C-时，利用紫外线照射的聚合反应性高。当Sp4为碳数1至5的亚烷基、或至少一个-CH2-经-O-取代的碳数1至5的亚烷基时，使液晶分子取向的能力高。
式(1b)中，M3及M4独立地为氢、氟、氯、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟或氯取代的碳数1至5的烷基。优选的M3及M4独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或者至少一个氢经氟取代的碳数1至5的烷基。特别优选的M3及M4为氢。在M3及M4为氢时，利用紫外线照射的聚合反应性特别高。
式(1b)中，X1为-OH、-NH2、-OR3、-N(R3)2、-COOH、-SH、或-Si(R3)3，此处，R3为氢或碳数1至10的烷基，所述烷基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代，在R3为多个的情况下，可分别相同也可不同。
优选的X1为-OH、-NH2、或-SH。特别优选的X1为-OH。在X1为-OH、-NH2、或-SH时，使液晶分子取向的能力高。在X1为-OH时，化学稳定性高、使液晶分子取向的能力高、且用于液晶显示元件时的电压保持率大。
如所述那样，在具有多个聚合性基的液晶化合物中，具有在这些中的一个聚合性基的末端并不具有极性基的聚合性基(P3)的化合物与在所有的聚合性基的末端具有极性基的所述聚合性化合物(S-1)相比较，在液晶组合物中的溶解性优异。
优选的化合物(1)的例子为项4所记载的化合物(1-1)至化合物(1-4)。更优选的化合物(1)的例子为项5所记载的化合物(1-5)至化合物(1-16)。进而优选的化合物(1)的例子为项6所记载的化合物(1-17)至化合物(1-39)。最优选的化合物(1)的例子为项7所记载的化合物(1-40)至化合物(1-47)。
就在液晶组合物中的溶解度大的观点而言，优选为化合物(1-40)、化合物(1-41)、及化合物(1-45)。就使液晶分子取向的能力高的观点而言，优选为化合物(1-42)、化合物(1-43)、化合物(1-44)、化合物(1-46)及化合物(1-47)。就用于液晶显示元件时的电压保持率大的观点而言，优选为化合物(1-40)及化合物(1-42)。
作为液晶组合物的成分化合物，例如可列举所述式(2)至式(19)。化合物(2)至化合物(4)具有小的介电各向异性。化合物(5)至化合物(7)具有正的大的介电各向异性。化合物(8)具有氰基，故具有正的更大的介电各向异性。化合物(9)至化合物(19)具有负的大的介电各向异性。这些化合物的具体例将于后述。
化合物(20)中，P11、P12及P13独立地为聚合性基。优选的P11、P12、或P13独立地为选自式(P-1)至式(P-5)所表示的基的群组中的聚合性基。进而优选的P11、P12、或P13独立地为式(P-1)、式(P-2)、或式(P-3)所表示的基，特别优选为式(P-1)所表示的基。式(P-1)所表示基中，特别优选为-OCO-CH＝CH2或-OCO-C(CH3)＝CH2。再者，式(P-1)至式(P-5)的波形线表示键结的部位。
[化30]
Figure GDA0002452306160000321
式(P-1)至式(P-5)中，M11、M12、及M13独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至5的烷基。为了提高反应性，优选的M11、M12、或M13独立地为氢或甲基。进而优选的M11为甲基，进而优选的M12、或M13为氢。
Sp11、Sp12、及Sp13独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。优选的Sp11、Sp12、或Sp13为单键。
环F及环I独立为环己基、环己烯基、苯基、1-萘基、2-萘基、四氢吡喃-2-基、1，3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基、或吡啶-2-基，这些环中，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代。优选的环F或环I为苯基。环G为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、萘-1，2-二基、萘-1，3-二基、萘-1，4-二基、萘-1，5-二基、萘-1，6-二基、萘-1，7-二基、萘-1，8-二基、萘-2，3-二基、萘-2，6-二基、萘-2，7-二基、四氢吡喃-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、嘧啶-2，5-二基、或吡啶-2，5-二基，这些环中，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代。特别优选的环G为1，4-亚苯基或2-氟-1，4-亚苯基。
Z22及Z23独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-(CH2)2-可经-CH＝CH-、-C(CH3)＝CH-、-CH＝C(CH3)-或-C(CH3)＝C(CH3)-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。优选的Z22或Z23为单键、-(CH2)2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、或-OCO-。进而优选的Z22或Z23为单键。
u为0、1、或2。优选的u为0或1。f、g、及h独立地为0、1、2、3、或4，而且f、g、及h的和为1以上。优选的f、g、或h为1或2。
2.化合物(1)的合成
对化合物(1)的合成法进行说明。以下的合成法为本发明的实施方式的一例(代表例)，本发明并不限定于这些。化合物(1)可通过将有机合成化学的方法适当组合来合成。未记载合成法的化合物是利用《有机合成》(Organic Syntheses，约翰威立父子出版公司(John Wiley&Sons，Inc.))、《有机反应》(Organic Reactions，约翰威立父子出版公司(John Wiley&Sons，Inc.))、《综合有机合成》(Comprehensive Organic Synthesis，培格曼出版公司(Pergamon Press))、《新实验化学讲座》(丸善)等成书中所记载的方法来合成。
2-1.键结基的生成
生成化合物(1)中的键结基的方法的例子如下述的流程所示。在所述流程中，MSG1(或MSG2)为具有至少一个环的一价有机基。多个MSG1(或MSG2)所表示的一价有机基可相同、或也可不同。化合物(1A)至化合物(1G)相当于化合物(1)或化合物(1)的中间物。
[化31]
Figure GDA0002452306160000331
[化32]
Figure GDA0002452306160000332
[化33]
Figure GDA0002452306160000341
[化34]
Figure GDA0002452306160000342
[化35]
Figure GDA0002452306160000343
[化36]
Figure GDA0002452306160000344
(I)单键的生成
在碳酸盐、四(三苯基膦)钯催化剂的存在下，使芳基硼酸(21)与化合物(22)进行反应来合成化合物(1A)。所述化合物(1A)也可通过如下方式来合成：使化合物(23)与正丁基锂进行反应，继而与氯化锌进行反应，然后在二氯双(三苯基膦)钯催化剂的存在下与化合物(22)进行反应。
(II)-COO-与-OCO-的生成
使化合物(23)与正丁基锂进行反应，继而与二氧化碳进行反应而获得羧酸(24)。在1，3-二环己基碳二酰亚胺(1，3-dicyclohexyl carbodiimide，DCC)与4-二甲基氨基吡啶(4-dimethylamino pyridine，DMAP)的存在下，使所述羧酸(24)与自化合物(21)衍生出的苯酚(25)脱水来合成具有-COO-的化合物(1B)。具有-OCO-的化合物也利用所述方法来合成。
(III)-CF2O-与-OCF2-的生成
利用劳森试剂(Lawesson′s reagent)对化合物(1B)进行硫化而获得化合物(26)。利用氟化氢吡啶络合物与N-溴代琥珀酰亚胺(N-bromosuccinimide，NBS)对化合物(26)进行氟化而合成具有-CF2O-的化合物(1C)。参照M.黑星(M.Kuroboshi)等人的《化学快报(Chem.Lett.)》1992年第827期。也可利用(二乙基氨基)三氟化硫((diethylamino)sulfurtrifluoride，DAST)对化合物(26)进行氟化来合成化合物(1C)。参照W.H.班尼尔(W.H.Bunnelle)等人的《有机化学期刊(J.Org.Chem.)》1990年第55期第768页。具有-OCF2-的化合物也利用所述方法来合成。
(IV)-CH＝CH-的生成
使化合物(22)与正丁基锂进行反应，继而与N，N-二甲基甲酰胺(N，N-dimethylformamide，DMF)进行反应而获得醛(27)。使鏻盐(28)与叔丁醇钾进行反应而产生磷叶立德(phosphorus ylide)，并使所述磷叶立德与醛(27)进行反应来合成化合物(1D)。根据反应条件而生成顺式体，故视需要利用公知的方法将顺式体异构化成反式体。
(V)-CH2CH2-的生成
在钯碳催化剂的存在下对化合物(1D)进行氢化而合成化合物(1E)。
(VI)-C≡C-的生成
在二氯钯与碘化铜的催化剂存在下，使化合物(23)与2-甲基-3-丁炔-2-醇进行反应后，在碱性条件下进行脱保护而获得化合物(29)。在二氯双(三苯基膦)钯与卤化铜的催化剂存在下，使化合物(29)与化合物(22)进行反应而合成化合物(1F)。
(VII)-CH2O-与-OCH2-的生成
利用硼氢化钠对化合物(27)进行还原而获得化合物(30)。利用氢溴酸对其进行溴化而获得化合物(31)。在碳酸钾的存在下，使化合物(25)与化合物(31)进行反应而合成化合物(1G)。具有-OCH2-的化合物也利用所述方法来合成。
(VIII)-CF＝CF-的生成
利用正丁基锂对化合物(23)进行处理后，使四氟乙烯进行反应而获得化合物(32)。利用正丁基锂对化合物(22)进行处理后，与化合物(32)进行反应，而合成化合物(1H)。
2-2.环A1及环A2的生成
关于1，2-亚环丙基、1，3-亚环丁基、1，3-亚环戊基、1，4-亚环己基、1，4-亚环庚基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、萘-2，6-二基、十氢萘-2，6-二基、1，2，3，4-四氢萘-2，6-二基、四氢吡喃-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、嘧啶-2，5-二基、吡啶-2，5-二基等环，起始物质有市售、或合成法广为人知。
2-3.合成例
合成化合物(1)的方法的例子为如下所述。这些化合物中，R1、环A1、M1、及M2等的定义与项1中的记载相同。
式(1)中环A2为苯基、Z1为单键、a为1、b为0、c为1、Sp2为-CH2-、Sp3为单键、P2为甲基丙烯酰基、P3为式(1b)所表示的基、且式(1b)中M3及M4为氢、Sp4为-CH2-、X1为-OH的化合物(1-51)可利用以下方法来合成。
在1，4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(1，4-diazabicyclo[2.2.2]octane，DABCO)的存在下，使化合物(51)与甲醛进行反应，而获得化合物(52)。在对甲苯磺酸吡啶鎓(Pyridinium p-Toluenesulfonate，PPTS)的存在下，使化合物(52)与3，4-二氢-2H-吡喃进行反应，而获得化合物(53)。使用氢氧化锂对化合物(53)进行水解而获得化合物(54)。在四(三苯基膦)钯及碳酸钾的存在下，使化合物(55)及化合物(56)进行反应，而获得化合物(57)。使用硼氢化钠对化合物(57)进行还原而获得化合物(58)。在DCC及DMAP的存在下，使化合物(58)与化合物(54)进行反应，而获得化合物(59)。在DCC及DMAP的存在下，使化合物(59)与甲基丙烯酸进行反应，而获得化合物(60)。使用PPTS使化合物(60)脱保护，由此可导出化合物(1-51)。
[化37]
Figure GDA0002452306160000361
式(1)中环A2为苯基、Z1为单键、a为1、b为0、c为1、Sp2为-CH2-、Sp3为-O(CH2)2-、P2为甲基丙烯酰基、P3为式(1b)所表示的基、且式(1b)中M3及M4为氢、Sp4为-CH2-、X1为-OH的化合物(1-52)可利用以下方法来合成。在碳酸钾的存在下，使化合物(58)与化合物(61)进行反应，而获得化合物(62)。在DCC及DMAP的存在下，使化合物(62)与甲基丙烯酸进行反应，而获得化合物(63)。使用氟化四丁基铵(tetrabutylammonium fluoride，TBAF)使化合物(63)脱保护，由此获得化合物(64)。在DCC及DMAP的存在下，使化合物(64)与化合物(54)进行反应，而获得化合物(65)。使用PPTS使化合物(65)脱保护，由此可导出化合物(1-52)。
[化38]
Figure GDA0002452306160000371
式(1)中环A1为苯基、Z1为单键、a为1、b为1、c为0、Sp2为-CH2-、Sp3为单键、P2为甲基丙烯酰基、P3为式(1b)所表示的基、且式(1b)中M3及M4为氢、Sp4为-CH2-、X1为-OH的化合物(1-53)可利用以下方法来合成。
在四(三苯基膦)钯及碳酸钾的存在下，使化合物(66)及化合物(67)进行反应，而获得化合物(68)。在四(三苯基膦)钯及碳酸钾的存在下，使化合物(68)及化合物(69)进行反应，而获得化合物(70)。使用硼氢化钠对化合物(70)进行还原而获得化合物(71)。在DCC及DMAP的存在下，使化合物(71)与甲基丙烯酸进行反应，而获得化合物(72)。使用TBAF使化合物(72)脱保护，由此获得化合物(73)。在DCC及DMAP的存在下，使化合物(73)与化合物(54)进行反应，而获得化合物(74)。使用PPTS使化合物(74)脱保护，由此可导出化合物(1-53)。
[化39]
Figure GDA0002452306160000372
式(1)中P3为式(1b)所表示的基、且式(1b)中M3及M4为氢、Sp4为-(CH2)2-、X1为-OH的化合物(1-55)可利用以下方法来合成。
使三溴化磷作用于化合物(1-54)，而获得化合物(75)。继而，使铟作用于化合物(57)后，与甲醛进行反应，由此可导出化合物(1-55)。
[化40]
Figure GDA0002452306160000381
式(1)中P3为式(1b)所表示的基、且式(1b)中M3及M4为氢、Sp4为-CH2O(CH2)2-、X1为-OH的化合物(1-56)可利用以下方法来合成。
使三氟甲磺酸酐及三乙基胺作用于化合物(1-54)后，与乙二醇进行反应，由此可导出化合物(1-56)。
[化41]
Figure GDA0002452306160000382
3.液晶组合物
3-1.成分化合物
液晶组合物包含化合物(1)作为成分A。化合物(1)通过与元件的基板的非共价键结方式的相互作用，而可控制液晶分子的取向。所述组合物优选为包含化合物(1)作为成分A，且进而包含选自以下所示的成分B、成分C、成分D、及成分E中的液晶性化合物。成分B为化合物(2)至化合物(4)。成分C为化合物(5)至化合物(7)。成分D为化合物(8)。成分E为化合物(11)至化合物(19)。所述组合物也可包含与化合物(2)至化合物(19)不同的其他液晶性化合物。在制备所述组合物时，优选为考虑到正或负的介电各向异性的大小等而选择成分B、成分C、成分D、及成分E。适当地选择成分的组合物具有高的上限温度、低的下限温度、小的粘度、适当的光学各向异性(即，大的光学各向异性或小的光学各向异性)、正或负的大的介电各向异性、大的比电阻、对热或紫外线的稳定性、及适当的弹性常数(即，大的弹性常数或小的弹性常数)。
化合物(1)是出于控制液晶分子的取向的目的而添加至组合物中。关于化合物(1)的优选的比例，为了使液晶分子取向，基于液晶组合物的总重量而通常为0.05重量％以上、优选为0.1重量％以上、更优选为0.5重量％以上、进而优选为1.0重量％以上，为了防止元件的显示不良，基于液晶组合物的总重量而通常为10重量％以下、优选为7重量％以下，更优选为5重量％以下。若为所述范围内，则可防止在液晶组合物中的溶解性降低而引起析出等问题的情况。这些比例也适用于化合物(1)与化合物(20)的合计量。
成分B为两个末端基为烷基等的化合物。成分B的优选例可列举：化合物(2-1)至化合物(2-11)、化合物(3-1)至化合物(3-19)、及化合物(4-1)至化合物(4-7)。成分B的化合物中，R11及R12独立地为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基或烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，至少一个氢可经氟取代。
[化42]
Figure GDA0002452306160000391
成分B由于介电各向异性的绝对值小，故为接近中性的化合物。化合物(2-1)至化合物(2-11)主要具有减小粘度或者调整光学各向异性的效果。化合物(3-1)至化合物(3-19)、及化合物(4-1)至化合物(4-7)具有通过提高上限温度而扩大向列相的温度范围的效果、或者调整光学各向异性的效果。
增加成分B的含量，则随之组合物的介电各向异性变小，但粘度变小。因此，只要满足元件的阈电压的要求值，则含量越多越佳。在制备IPS、VA等模式用的组合物的情况下，基于液晶组合物的总重量，成分B的含量优选为30重量％以上，进而优选为40重量％以上。
成分C为在右末端具有卤素或含氟基的化合物。作为成分C的优选例，可列举化合物(5-1)至化合物(5-16)、化合物(6-1)至化合物(6-116)、化合物(7-1)至化合物(7-59)。成分C的化合物中，R13为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，至少一个氢可经氟取代；X11为氟、氯、-OCF3、-OCHF2、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF2CHF2、或-OCF2CHFCF3。
[化43]
Figure GDA0002452306160000401
[化44]
Figure GDA0002452306160000411
[化45]
Figure GDA0002452306160000421
[化46]
Figure GDA0002452306160000431
[化47]
Figure GDA0002452306160000441
[化48]
Figure GDA0002452306160000451
[化49]
Figure GDA0002452306160000461
成分C由于介电各向异性为正，对热、光等的稳定性非常良好，故用于制备IPS、FFS、OCB等模式用的组合物的情况。基于液晶组合物的总重量，成分C的含量适合为1重量％至99重量％的范围，优选为10重量％至97重量％的范围，进而优选为40重量％至95重量％的范围。在将成分C添加至介电各向异性为负的组合物中的情况下，基于液晶组合物的总重量，成分C的含量优选为30重量％以下。通过添加成分C，可调整组合物的弹性常数，且可调整元件的电压-透过率曲线。
成分D为右末端基为-C≡N或者-C≡C-C＝N的化合物(8)。作为成分D的优选例，可列举化合物(8-1)至化合物(8-64)。成分D的化合物中，R14为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，至少一个氢可经氟取代；-X12为-C≡N或者-C≡C-C≡N。
[化50]
Figure GDA0002452306160000471
[化51]
Figure GDA0002452306160000481
成分D由于介电各向异性为正，且其值大，故主要用于制备TN等模式用的组合物的情况。通过添加所述成分D，可增大组合物的介电各向异性。成分D具有扩大液晶相的温度范围、调整粘度或调整光学各向异性的效果。成分D对于调整元件的电压-透过率曲线也有用。
在制备TN等模式用的组合物的情况下，基于液晶组合物的总重量，成分D的含量适合为1重量％至99重量％的范围，优选为10重量％至97重量％的范围，进而优选为40重量％至95重量％的范围。在将成分D添加至介电各向异性为负的组合物中的情况下，基于液晶组合物的总重量，成分D的含量优选为30重量％以下。通过添加成分D，可调整组合物的弹性常数，且可调整元件的电压-透过率曲线。
成分E为化合物(11)至化合物(19)。这些化合物具有如2，3-二氟-1，4-亚苯基那样侧位(lateral position)经两个卤素取代的亚苯基。作为成分E的优选例，可列举化合物(11-1)至化合物(11-9)、化合物(12-1)至化合物(12-19)、化合物(13-1)及化合物(13-2)、化合物(14-1)至化合物(14-3)、化合物(15-1)至化合物(15-3)、化合物(16-1)至化合物(16-11)、化合物(17-1)至化合物(17-3)、化合物(18-1)至化合物(18-3)、及化合物(19-1)。这些化合物中，R15、R16、及R17独立地为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代，而且R17可为氢或氟。
[化52]
Figure GDA0002452306160000491
[化53]
Figure GDA0002452306160000501
成分E的介电各向异性为负且大。成分E用于制备IPS、VA、PSA等模式用的组合物的情况。增加成分E的含量，则随之组合物的介电各向异性负向变大，但粘度变大。因此，只要满足元件的阈电压的要求值，则含量越少越佳。若考虑到介电各向异性为-5左右，则为了进行充分的电压驱动，基于液晶组合物的总重量而含量优选为40重量％以上。
成分E中，化合物(11)为二环化合物，故具有降低粘度、调整光学各向异性、或者提高介电各向异性的效果。化合物(12)及化合物(13)为三环化合物，化合物(14)为四环化合物，故具有提高上限温度、提高光学各向异性、或者提高介电各向异性的效果。化合物(15)至化合物(19)具有提高介电各向异性的效果。
在制备IPS、VA、PSA等模式用的组合物的情况下，基于液晶组合物的总重量，成分E的含量优选为40重量％以上，进而优选为50重量％至95重量％的范围。在将成分E添加至介电各向异性为正的组合物中的情况下，基于液晶组合物的总重量，成分E的含量优选为30重量％以下。通过添加成分E，可调整组合物的弹性常数，且可调整元件的电压-透过率曲线。
通过将以上所述的成分B、成分C、成分D及成分E适当组合，可制备满足如下特性的至少一种的液晶组合物：上限温度高、下限温度低、粘度小、光学各向异性适当、正或负的介电各向异性大、比电阻大、对紫外线的稳定性高、对热的稳定性高、弹性常数大等。视需要也可添加与成分B、成分C、成分D及成分E不同的液晶性化合物。
3-2.添加物
液晶组合物是利用公知的方法来制备。例如，将成分化合物混合，而且通过加热而使彼此溶解。根据用途，可在所述组合物中添加添加物。添加物的例子为聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、热稳定剂、消泡剂等。此种添加物己为本领域技术人员所熟知，并记载于文献中。
聚合性化合物是出于生成聚合物的目的而添加至液晶组合物中。在对电极间施加电压的状态下照射紫外线，使化合物(1)聚合，由此使液晶组合物中生成聚合物。此时，化合物(1)在极性基与玻璃(或金属氧化物)的基板表面以非共价键结的方式相互作用的状态下经固定化。由此，控制液晶分子的取向的能力进一步提高，且可获得适当的预倾角，故响应时间经缩短。
聚合性化合物的优选例为丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基化合物、乙烯基氧基化合物、丙烯基醚、环氧化合物(氧杂环丙烷、氧杂环丁烷)、及乙烯基酮。进而优选的例子为具有至少一个丙烯酰基氧基的化合物及具有至少一个甲基丙烯酰基氧基的化合物。进而优选的例子也包含具有丙烯酰基氧基与甲基丙烯酰基氧基两者的化合物。
化合物(1)具有极性基。另一方面，化合物(20)不具有极性基。对化合物(20)的优选例进行说明。
[化54]
Figure GDA0002452306160000511
式(20)中，环F及环I独立地为环己基、环己烯基、苯基、1-萘基、2-萘基、四氢吡喃-2-基、1，3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基、或吡啶-2-基，这些环中，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代。
优选的环F或环I为环己基、环己烯基、苯基、氟苯基、二氟苯基、1-萘基、或2-萘基。进而优选的环F或环I为环己基、环己烯基、或苯基。特别优选的环F或环I为苯基，这些环中，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代。
环G为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、萘-1，2-二基、萘-1，3-二基、萘-1，4-二基、萘-1，5-二基、萘-1，6-二基、萘-1，7-二基、萘-1，8-二基、萘-2，3-二基、萘-2，6-二基、萘-2，7-二基、菲-2，7-二基、四氢吡喃-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、嘧啶-2，5-二基、或吡啶-2，5-二基，这些环中，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代。
优选的环G为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、萘-1，2-二基、萘-1，3-二基、萘-1，4-二基、萘-1，5-二基、萘-1，6-二基、萘-1，7-二基、萘-1，8-二基、萘-2，3-二基、萘-2，6-二基、萘-2，7-二基。进而优选的环G为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、或2-氟-1，4-亚苯基。特别优选的环G为1，4-亚苯基或2-氟-1，4-亚苯基。最优选的环G为1，4-亚苯基。
式(20)中，Z22及Z23独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-、-C(CH3)＝CH-、-CH＝C(CH3)-、或-C(CH3)＝C(CH3)-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。优选的Z22或Z23独立地为单键、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、或-OCO-。进而优选的Z22或Z23为单键。
化合物(20)中，P11、P12及P13独立地为聚合性基。优选的P11至P13独立地为选自式(P-1)至式(P-5)所表示的聚合性基的群组中的基。进而优选的P11至P13独立地为式(P-1)或式(P-5)所表示的基。特别优选的P11至P13独立地为式(P-1)所表示的基。式(P-1)所表示的优选的基为丙烯酰基氧基(-OCO-CH＝CH2)或甲基丙烯酰基氧基(-OCO-C(CH3)＝CH2)。式(P-1)至式(P-5)的波形线表示与Sp11、Sp12、或Sp13键结的部位。
[化55]
Figure GDA0002452306160000521
式(P-1)至式(P-5)中，M11、M12、及M13独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至5的烷基。为了提高反应性，优选的M11、M12、或M13独立地为氢或甲基。进而优选的M11为氢或者甲基，进而优选的M12或者M13独立地为氢。
式(20)中，Sp11、Sp12、及Sp13独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代。优选的Sp11、Sp12、或Sp13为单键。
式(20)中，u为0、1、或2。优选的u为0或1。
f、g、及h独立地为0、1、2、3、或4，而且f、g、及h的和为1以上。优选的f、g、或h为1或2。优选的f、g、及h的和为2、3或4。进而优选的f、g、及h的和为2或3。
进而优选的例子为化合物(20-1-1)至化合物(20-1-5)、化合物(20-2-1)至化合物(20-2-5)、化合物(20-4-1)、化合物(20-5-1)、化合物(20-6-1)、化合物(20-7-1)、及化合物(20-8)至化合物(20-11)。在化合物(20-1-1)至化合物(20-1-5)、化合物(20-2-1)至化合物(20-2-5)、化合物(20-4-1)、化合物(20-5-1)、化合物(20-6-1)、化合物(20-7-1)、及化合物(20-8)至化合物(20-11)中，R25至R31独立地为氢或甲基；R32、R33、及R34独立地为氢或碳数1至5的烷基，R32、R33、及R34的至少一个为碳数1至5的烷基；v、及x独立地为0或1；t及u独立地为1至10的整数；L31及L36独立地为氢或氟，L37及L38独立地为氢、氟、或甲基。
[化56]
Figure GDA0002452306160000531
[化57]
Figure GDA0002452306160000541
/>
聚合性化合物可通过添加光自由基聚合引发剂等聚合引发剂，而迅速地进行聚合。通过使反应条件最佳化，可减少残存的聚合性化合物的量。作为光自由基聚合引发剂的例子，可列举：巴斯夫(BASF)公司的达罗卡(Darocur)系列中的TPO、1173、及4265，艳佳固(Irgacure)系列中的184、369、500、651、784、819、907、1300、1700、1800、1850、及2959。
进而，作为光自由基聚合引发剂，也可使用4-甲氧基苯基-2，4-双(三氯甲基)三嗪、2-(4-丁氧基苯乙烯基)-5-三氯甲基-1，3，4-噁二唑、9-苯基吖啶、9，10-苯并吩嗪、二苯甲酮/米氏酮(Michler′s ketone)混合物、六芳基联咪唑/巯基苯并咪唑混合物、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、苯偶酰二甲基缩酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙烷-1-酮、2，4-二乙基氧杂蒽酮/对二甲基氨基苯甲酸甲酯混合物、二苯甲酮/甲基三乙醇胺混合物。
向液晶组合物中添加光自由基聚合引发剂后，在施加电场的状态下照射紫外线，由此可进行聚合。然而，未反应的聚合引发剂或聚合引发剂的分解产物有可能使元件中产生图像的残像等显示不良。为了防止所述情况，也可在不添加聚合引发剂的状态下进行光聚合。所照射的光的优选的波长为150nm至500nm的范围。进而优选的波长为250nm至450nm的范围，最优选的波长为300nm至400nm的范围。
当保管聚合性化合物时，为了防止聚合，也可添加聚合抑制剂。通常在不去除聚合抑制剂的状态下将聚合性化合物添加至组合物中。聚合抑制剂的例子为氢醌、甲基氢醌之类的氢醌衍生物、4-叔丁基儿茶酚、4-甲氧基苯酚、吩噻嗪等。
光学活性化合物具有通过使液晶分子产生螺旋结构来赋予所需扭曲角而防止逆扭曲的效果。通过添加光学活性化合物而可调整螺旋节距(helical pitch)。出于调整螺旋节距的温度依存性的目的，也可添加两种以上的光学活性化合物。作为光学活性化合物的优选例，可列举下述的化合物(Op-1)至化合物(Op-18)。在化合物(Op-18)中，环J为1，4-亚环己基或1，4-亚苯基，R28为碳数1至10的烷基。*符号表示不对称碳。
[化58]
Figure GDA0002452306160000551
抗氧化剂对于维持大的电压保持率而言有效。作为抗氧化剂的优选例，可列举：下述的化合物(AO-1)及化合物(AO-2)；易璐诺斯(Irganox)415、易璐诺斯(Irganox)565、易璐诺斯(Irganox)1010、易璐诺斯(Irganox)1035、易璐诺斯(Irganox)3114及易璐诺斯(Irganox)1098(商品名；巴斯夫(BASF)公司)。紫外线吸收剂对于防止上限温度的降低而言有效。紫外线吸收剂的优选例为二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、***衍生物等，作为具体例，可列举：下述的化合物(AO-3)及化合物(AO-4)；帝奴彬(Tinuvin)329、帝奴彬(Tinuvin)P、帝奴彬(Tinuvin)326、帝奴彬(Tinuvin)234、帝奴彬(Tinuvin)213、帝奴彬(Tinuvin)400、帝奴彬(Tinuvin)328及帝奴彬(Tinuvin)99-2(商品名；巴斯夫(BASF)公司)；以及1，4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)。
为了维持大的电压保持率，优选为具有位阻的胺之类的光稳定剂。作为光稳定剂的优选例，可列举：下述的化合物(AO-5)、化合物(AO-6)及化合物(AO-7)；帝奴彬(Tinuvin)144、帝奴彬(Tinuvin)765及帝奴彬(Tinuvin)770DF(商品名；巴斯夫(BASF)公司)；LA-77Y及LA-77G(商品名；艾迪科(ADEKA)公司)。热稳定剂对于维持大的电压保持率而言也有效，作为优选例，可列举：易璐佛斯(Irgafos)168(商品名；巴斯夫(BASF)公司)。为了适合于宾主(guest host，GH)模式的元件，将偶氮系色素、蒽醌系色素等之类的二色性色素(dichroic dye)添加至组合物中。消泡剂对于防止起泡而言有效。消泡剂的优选例为二甲基硅酮油、甲基苯基硅酮油等。
[化59]
Figure GDA0002452306160000561
化合物(AO-1)中，R40为碳数1至20的烷基、碳数1至20的烷氧基、-COOR41、或-CH2CH2COOR41，此处，R41为碳数1至20的烷基。化合物(AO-2)及化合物(AO-5)中，R42为碳数1至20的烷基。化合物(AO-5)中，R43为氢、甲基或O·(氧自由基)；环G1为1，4-亚环己基或1，4-亚苯基；化合物(AO-7)中，环G2为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、或至少一个氢经氟取代的1，4-亚苯基；化合物(AO-5)及化合物(AO-7)中，z为1、2、或3。
4.液晶显示元件
液晶组合物可用于具有PC、TN、STN、OCB、PSA等运行模式且以有源矩阵方式进行驱动的液晶显示元件中。所述组合物也可用于具有PC、TN、STN、OCB、VA、IPS等运行模式且以无源矩阵方式进行驱动的液晶显示元件中。这些元件也可适用于反射型、透过型、半透过型的任一种类型。
所述组合物也适合于向列型曲线排列相(nematic curvilinear alignedphase，NCAP)元件，此处，组合物经微胶囊化。所述组合物也可用于聚合物分散型液晶显示元件(Polymer Dispersed Liquid Crystal Display，PDLCD)、或者聚合物网络液晶显示元件(Polymer Network Liquid Crystal Display，PNLCD)中。在这些组合物中，大量地添加聚合性化合物。另一方面，当基于液晶组合物的总重量，聚合性化合物的比例为10重量％以下时，制作PSA模式的液晶显示元件。优选的比例为0.1重量％至2重量％的范围。进而优选的比例为0.2重量％至1.0重量％的范围。PSA模式的元件可通过有源矩阵方式、无源矩阵方式之类的驱动方式来进行驱动。此种元件也可适用于反射型、透过型、半透过型的任一种类型。
在聚合物稳定取向型的元件中，组合物中所含的聚合物使液晶分子取向。极性化合物辅助液晶分子进行排列。即，极性化合物可代替取向膜来使用。制造此种元件的方法的一例为如下所述。准备具有被称为阵列基板及彩色滤光片基板的两个基板的元件。所述基板不具有取向膜。所述基板的至少一个具有电极层。将液晶性化合物混合来制备液晶组合物。向所述组合物中添加聚合性化合物及极性化合物，视需要也可进而添加添加物。将所述组合物注入至元件中。在对所述元件施加电压的状态下进行光照射。作为照射的光线的种类，优选为紫外线。通过光照射来使聚合性化合物进行聚合。通过所述聚合，而生成包含聚合物的组合物，从而制作具有PSA模式的元件。
所述顺序中，极性化合物因极性基与基板表面发生相互作用而在基板上进行排列。所述极性化合物使液晶分子进行取向。在存在多个极性基的情况下，与基板表面的相互作用进一步变强，可以低浓度进行取向。当施加电压时，通过电场的作用而进一步促进液晶分子的取向。伴随所述取向，聚合性化合物也进行取向。在所述状态下，聚合性化合物通过使用紫外线等的光照射而进行聚合，故生成维持所述取向的聚合物。通过所述聚合物的效果，液晶分子的取向更加地稳定化，故元件的响应时间缩短。图像的残像为液晶分子的运行不良，故通过所述聚合物的效果而残像也同时得到改善。化合物(1)为聚合性，故通过聚合而被消耗。另外，化合物(1)也通过与其他聚合性化合物的共聚而被消耗。因此，化合物(1)虽具有极性基，但被消耗，故可获得电压保持率大的液晶显示元件。再者，若使用具有聚合性的极性化合物，则可利用一种化合物来达成极性化合物与聚合性化合物两者的效果，因此也存在并不需要不具有极性基的聚合性化合物的情况。
实施例
通过实施例(包括合成例、使用例)对本发明进行更详细说明。本发明不受这些实施例的限制。本发明的实施方式也包含通过混合使用例的组合物的至少两种而制备成的混合物。
1.化合物(1)的实施例
只要无特别记载则反应是在氮气环境下进行。化合物(1)是通过实施例1等中所示的顺序来合成。所合成的化合物是利用核磁共振(nuclear magnetic resonance，NMR)分析等方法来进行鉴定。化合物(1)、液晶性化合物、组合物、元件的特性是利用下述的方法来进行测定。
NMR分析：测定时使用布鲁克拜厄斯宾(Bruker BioSpin)公司制造的DRX-500。1H-NMR的测定中，使试样溶解于CDCl3等氘化溶媒中，在室温下以500MHz、累计次数为16次的条件进行测定。使用四甲基硅烷作为内部标准。19F-NMR的测定中，使用CFCl3作为内部标准，以累计次数24次来进行。在核磁共振光谱的说明中，s是指单峰(singlet)，d是指双重峰(doublet)，t是指三重峰(triplet)，q是指四重峰(quartet)，quin是指五重峰(quintet)，sext是指六重峰(sextet)，m是指多重峰(multiplet)，br是指宽峰(broad)。
气相色谱分析：测定时使用岛津制作所制造的GC-2010型气相色谱仪。管柱使用安捷伦科技有限公司(Agilent Technologies Inc.)制造的毛细管柱DB-1(长度60m、内径0.25mm、膜厚0.25μm)。作为载体气体，使用氦气(1ml/min)。将试样气化室的温度设定为300℃，将检测器(火焰离子化检测器(flame ionization detector，FID))部分的温度设定为300℃。试样溶解于丙酮中，制备成1重量％的溶液，将所获得的溶液1μl注入至试样气化室中。记录计是使用岛津制作所制造的气相色谱溶液***(GC Solution system)等。
高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography，HPLC)分析：测定时使用岛津制作所制造的普罗米能斯(Prominence)(LC-20AD；SPD-20A)。管柱使用YMC制造的YMC-Pack ODS-A(长度150mm、内径4.6mm、粒子径5μm)。析出液是将乙腈与水适宜混合来使用。作为检测器，适宜使用紫外线(Ultraviolet，UV)检测器、折射率(Reflective Index，RI)检测器、电晕(CORONA)检测器等。在使用UV检测器的情况下，检测波长设为254nm。试样溶解于乙腈中，制备成0.1重量％的溶液，将所述溶液1μL导入至试样室中。作为记录计，使用岛津制作所制造的C-R7Aplus。
紫外可见分光分析：测定时使用岛津制作所制造的法码思拜(PharmaSpec)UV-1700。检测波长设为190nm至700nm。试样溶解于乙腈中，制备成0.01mmol/L的溶液，放入至石英槽(光程长度1cm)中进行测定。
测定试样：当测定相结构及转变温度(透明点、熔点、聚合起始温度等)时，将化合物本身用作试样。
测定方法：利用下述方法来进行特性的测定。这些方法大多为由日本电子信息技术产业协会(Japan Electronics and Information Technology IndustriesAssociation，JEITA)所审议制定的JEITA规格(JEITA·ED-2521B)中所记载的方法、或对其加以修饰的方法。在用于测定的TN元件中未安装薄膜晶体管(TFT)。
(1)相结构
将试样置于具备偏光显微镜的熔点测定装置的热板(梅特勒(Mettler)公司的FP-52型加热台)上。一面以3℃/min的速度对所述试样进行加热，一面利用偏光显微镜观察相状态与其变化，来确定相的种类。
(2)转变温度(℃)
测定时使用SSI纳米技术(SSI Nanotechnology)公司制造的高感度示差扫描热量计X-DSC7000。以3℃/min的速度使试样升降温，并通过外推来求出伴随试样的相变化的吸热峰或放热峰的起始点，而决定转变温度。化合物的熔点、聚合起始温度也使用所述装置来进行测定。有时将化合物自固体转变成近晶相、向列相等液晶相的温度简称为“液晶相的下限温度”。有时将化合物自液晶相转变成液体的温度简称为“透明点”。
结晶表示为C。在对结晶的种类加以区分的情况下，分别表示为C1、C2。将近晶相表示为S，将向列相表示为N。近晶相中，在对近晶A相、近晶B相、近晶C相或近晶F相加以区分的情况下，分别表示为SA、SB、SC、或SF。将液体(各向同性)表示为I。转变温度例如表述为“C50.0N 100.0I”。其表示自结晶至向列相的转变温度为50.0℃，自向列相至液体的转变温度为100.0℃。
(3)向列相的上限温度(TNI或NI；℃)
将试样置于具备偏光显微镜的熔点测定装置的热板上，并以1℃/min的速度进行加热。测定试样的一部分自向列相变化成各向同性液体时的温度。有时将向列相的上限温度简称为“上限温度”。当试样为化合物(1)与母液晶的混合物时，以记号TNI来表示。当试样为化合物(1)与成分B、成分C、成分D之类的化合物的混合物时，以记号NI来表示。
(4)向列相的下限温度(TC；℃)
将具有向列相的试样在0℃、-10℃、-20℃、-30℃、及-40℃的冷冻器中保管10天后，观察液晶相。例如，当试样在-20℃下保持向列相的状态而在-30℃下变化为结晶或近晶相时，将TC记载为≤-20℃。有时将向列相的下限温度简称为“下限温度”。
(5)粘度(体积粘度；η；在20℃下测定；mPa·s)
测定时使用东京计器股份有限公司制造的E型旋转粘度计。
(6)光学各向异性(折射率各向异性；在25℃下测定；Δn)
使用波长589nm的光，利用在接目镜上安装有偏光板的阿贝折射计(abberefractometer)来进行测定。朝一个方向摩擦主棱镜的表面后，将试样滴加至主棱镜上。当偏光的方向与摩擦的方向平行时测定折射率(n//)。当偏光的方向与摩擦的方向垂直时测定折射率(n⊥)。光学各向异性(Δn)的值是根据Δn＝n//-n⊥的式子来计算。
(7)比电阻(ρ；在25℃下测定；Ωcm)
在具备电极的容器中注入试样1.0mL。对所述容器施加直流电压(10V)，测定10秒后的直流电流。比电阻是根据下式而算出。(比电阻)＝{(电压)×(容器的电容量)}/{(直流电流)×(真空的介电常数)}。
对于介电各向异性为正的试样与介电各向异性为负的试样，特性的测定方法不同。介电各向异性为正时的测定方法记载于项(8a)至项(12a)中。介电各向异性为负的情况记载于项(8b)至项(12b)中。
(8a)粘度(旋转粘度；γ1；在25℃下测定；mPa·s)
正的介电各向异性：依据M.今井(M.Imai)等人的《分子晶体与液晶(MolecularCrystals and Liquid Crystals)》第259期第37页(1995)中所记载的方法来进行测定。将试样放入至扭转角为0度、而且两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为5μm的TN元件中。在16V至19.5V的范围内以每次0.5V对所述元件阶段性地施加电压。在未施加电压0.2秒后，以仅1个矩形波(矩形脉冲；0.2秒)与未施加(2秒)的条件反复施加电压。测定通过所述施加所产生的瞬态电流(transient current)的峰值电流(peak current)与峰值时间(peak time)。根据这些测定值与M.今井(M.Imai)等人的论文、及第40页的计算式(8)来获得旋转粘度的值。所述计算中所需的介电各向异性的值是使用所述测定了旋转粘度的元件，并使用下述介电各向异性一项中所测定的值
(8b)粘度(旋转粘度；γ1；在25℃下测定；mPa·s)
负的介电各向异性：依据M.今井(M.Imai)等人的《分子晶体与液晶(MolecularCrystals and Liquid Crystals)》第259期第37页(1995)中所记载的方法来进行测定。将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为20μm的VA元件中。在39伏特至50伏特的范围内以每次1伏特对所述元件阶段性地施加电压。在未施加电压0.2秒后，以仅1个矩形波(矩形脉冲；0.2秒)与未施加(2秒)的条件反复施加电压。测定通过所述施加所产生的瞬态电流(transient current)的峰值电流(peak current)与峰值时间(peak time)。根据这些测定值与M.今井(M.Imai)等人的论文、第40页的计算式(8)来获得旋转粘度的值。所述计算所需的介电各向异性是使用下述介电各向异性一项中所测定的值。
(9a)介电各向异性(Δε；在25℃下测定)
正的介电各向异性：介电各向异性的值是根据Δε＝ε//-ε⊥等式子来计算。介电常数(ε//及ε⊥)是以如下方式进行测定。
(1)介电常数(ε//)的测定：
在经充分清洗的玻璃基板上涂布聚酰亚胺溶液。将所述玻璃基板煅烧后，对所获得的取向膜进行摩擦处理。将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为9μm、而且扭转角为80度的TN元件中。对所述元件施加正弦波(10V，1kHz)，2秒后测定液晶分子的长轴方向的介电常数(ε//)。
(2)介电常数(ε⊥)的测定：
在经充分清洗的玻璃基板上涂布十八烷基三乙氧基硅烷(0.16mL)的乙醇(20mL)溶液。利用旋转器使玻璃基板旋转后，在150℃下加热1小时。将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为4μm的VA元件中，利用以紫外线进行硬化的粘接剂将所述元件密封。对所述元件施加正弦波(0.5V，1kHz)，2秒后测定液晶分子的短轴方向的介电常数(ε⊥)。
(9b)介电各向异性(Δε；在25℃下测定)
负的介电各向异性：介电各向异性的值是根据Aε＝ε//-ε⊥的式子来计算。介电常数(ε//及ε⊥)是以如下方式进行测定。
(1)介电常数(ε//)的测定：
在经充分清洗的玻璃基板上涂布十八烷基三乙氧基硅烷(0.16mL)的乙醇(20mL)溶液。利用旋转器使玻璃基板旋转后，在150℃下加热1小时。将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为4μm的VA元件中，利用以紫外线进行硬化的粘接剂将所述元件密封。对所述元件施加正弦波(0.5V，1kHz)，2秒后测定液晶分子的长轴方向的介电常数(ε//)。
(2)介电常数(ε⊥)的测定：
在经充分清洗的玻璃基板上涂布聚酰亚胺溶液。将所述玻璃基板煅烧后，对所获得的取向膜进行摩擦处理。将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为9μm、而且扭转角为80度的TN元件中。对所述元件施加正弦波(0.5V，1kHz)，2秒后测定液晶分子的短轴方向的介电常数(ε⊥)。
(10a)弹性常数(K；在25℃下测定；pN)
正的介电各向异性：测定时使用横河·惠普(Yokogawa·Hewlett-Packard)股份有限公司制造的HP4284A型LCR计。将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为20μm的水平取向元件中。对所述元件施加0伏特至20伏特的电荷，并测定静电电容及施加电压。使用《液晶装置手册》(日刊工业新闻公司)第75页的式(2.98)、式(2.101)将所测定的静电电容(C)与施加电压(V)的值拟合，并根据式(2.99)而获得K11及K33的值。继而，在第171页的式(3.18)中，使用刚才求出的K11及K33的值来算出K22。弹性常数K是由以所述方式求出的K11、K22及K33的平均值来表示。
(10b)弹性常数(K11及K33；在25℃下测定；pN)
负的介电各向异性：测定时使用东阳特克尼卡(Toyo Technica)股份有限公司制造的EC-1型弹性常数测定器。将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为20μm的垂直取向元件中。对所述元件施加20伏特至0伏特的电荷，并测定静电电容及施加电压。使用《液晶装置手册》(日刊工业新闻公司)第75页的式(2.98)、式(2.101)将静电电容(C)与施加电压(V)的值拟合，并根据式(2.100)获得弹性常数的值。
(11a)阈电压(Vth；在25℃下测定；V)
正的介电各向异性：测定时使用大冢电子股份有限公司制造的LCD5100型亮度计。光源为卤素灯。将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为0.45/Δn(μm)、扭转角为80度的常白模式(normally white mode)的TN元件中。对所述元件施加的电压(32Hz，矩形波)是以每次0.02V自0V阶段性地增加至10V。此时，自垂直方向对元件照射光，并测定透过元件的光量。制成所述光量达到最大时透过率为100％、且所述光量为最小时透过率为0％的电压-透过率曲线。阈电压是由透过率达到90％时的电压来表示。
(11b)阈电压(Vth；在25℃下测定；V)
负的介电各向异性：测定时使用大冢电子股份有限公司制造的LCD5100型亮度计。光源为卤素灯。将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为4μm、摩擦方向为反平行的常黑模式(normally black mode)的VA元件中，使用以紫外线进行硬化的粘接剂将所述元件密封。对所述元件施加的电压(60Hz，矩形波)是以每次0.02V自0V阶段性地增加至20V。此时，自垂直方向对元件照射光，并测定透过元件的光量。制成所述光量达到最大时透过率为100％、且所述光量为最小时透过率为0％的电压-透过率曲线。阈电压是由透过率达到10％时的电压来表示。
(12a)响应时间(τ；在25℃下测定；ms)
正的介电各向异性：测定时使用大冢电子股份有限公司制造的LCD5100型亮度计。光源为卤素灯。低通滤波器(Low-pass filter)设定为5kHz。将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为5.0μm、扭转角为80度的常白模式(normally white mode)的TN元件中。对所述元件施加矩形波(60Hz，5V，0.5秒)。此时，自垂直方向对元件照射光，并测定透过元件的光量。当所述光量达到最大时视作透过率100％，当所述光量为最小时视作透过率为0％。上升时间(τr：rise time；毫秒)是透过率自90％变化为10％所需要的时间。下降时间(τf：fall time；毫秒)是透过率自10％变化为90％所需要的时间。响应时间是由以所述方式求出的上升时间与下降时间的和来表示。
(12b)响应时间(τ；在25℃下测定；ms)
负的介电各向异性：测定时使用大冢电子股份有限公司制造的LCD5100型亮度计。光源为卤素灯。低通滤波器(Low-pass filter)设定为5kHz。将试样放入至两片玻璃基板的间隔(单元间隙)为3.2μm、摩擦方向为反平行的常黑模式(normally black mode)的图像垂直取向(Patterned Vertical Alignment，PVA)元件中。使用以紫外线进行硬化的粘接剂将所述元件密封。对所述元件施加略微超出阈电压程度的电压1分钟，继而一面施加5.6V的电压，一面照射23.5mW/cm2的紫外线8分钟。对所述元件施加矩形波(60Hz，10V，0.5秒)。此时，自垂直方向对元件照射光，并测定透过元件的光量。当所述光量达到最大时视作透过率100％，当所述光量为最小时视作透过率为0％。响应时间是由透过率自90％变化为10％所需要的时间(下降时间；fall time；毫秒)来表示。
(13)电压保持率
使用岩琦(EyeGraphics)股份有限公司制造的黑光(black light)、F40T10/BL(峰值波长369nm)来照射紫外线，由此使聚合性化合物聚合。对所述元件在60℃下施加脉冲电压(1V，60微秒)来进行充电。利用高速电压计在1.67秒的期间内测定衰减的电压，并求出单位周期中的电压曲线与横轴之间的面积A。面积B为未衰减时的面积。电压保持率是由面积A相对于面积B的百分率来表示。
原料
索尔密克斯(Solmix)(注册商标)A-11为乙醇(85.5％)、甲醇(13.4％)、及异丙醇(1.1％)的混合物，自日本醇销售(Japan Alcohol Trading)(股)获得。
[合成例1]
化合物(1-2-30)的合成
[化60]
Figure GDA0002452306160000621
第1步骤
将化合物(T-1)(30.0g)、3，4-二氢-2H-吡喃(23.3g)、及对甲苯磺酸吡啶鎓(PPTS)(5.80g)放入至反应器中并在50℃下搅拌10小时。将不溶物过滤分离后，将反应混合物注入至水中，并利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，利用硅胶色谱法(溶媒的容积比，庚烷：乙酸乙酯＝2：1)将残渣纯化，而获得化合物(T-2)(39.5g；80％)。
第2步骤
将化合物(T-2)(39.5g)、四氢呋喃(tetrahydrofuran，THF)(400ml)、及水(400ml)放入至反应器中，冷却至0℃。向其中添加氢氧化锂一水合物(15.4g)，恢复至室温并且搅拌12小时。将反应混合物注入至水中，并缓慢地添加6N盐酸(60ml)而成为酸性后，利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，而获得化合物(T-3)(32.6g；95％)。
第3步骤
将化合物(T-4)(40.0g)、化合物(T-5)(61.6g)、碳酸钾(55.0g)、及DMF(400ml)放入至反应器中，在100℃下搅拌2小时。将反应混合物注入至水中，并利用甲苯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，利用硅胶色谱法(溶媒的容积比，庚烷∶甲苯＝1∶1)将残渣纯化，而获得化合物(T-6)(75.0g；94％)。
第4步骤
将化合物(T-6)(20.0g)、化合物(T-7)(11.5g)、碳酸钾(13.8g)、四(三苯基膦)钯(1.73g)、甲苯(250ml)、索尔密克斯(Solmix)(注册商标)A-11(250ml)、及水(50.0ml)放入至反应器中，在75℃下进行3小时加热回流。将反应混合物注入至水中，并利用甲苯对水层进行萃取。利用水及食盐水对混在一起的有机层依次进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，以硅胶色谱法(溶媒的容积比，庚烷∶甲苯＝1∶1)将残渣纯化，获得化合物(T-8)(20.5g；88％)。
第5步骤
将硼氢化钠(1.02g)及乙醇(100ml)放入至反应器中，冷却至0℃。向其中缓慢地滴加化合物(T-8)(20.5g)的乙醇(200ml)溶液，恢复至室温并且搅拌8小时。将反应混合物注入至水中，利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水及食盐水对混在一起的有机层依次进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，利用硅胶色谱法(溶媒的容积比，甲苯∶乙酸乙酯＝4∶1)将残渣纯化，而获得化合物(T-9)(19.0g；90％)。
第6步骤
将化合物(T-9)(19.0g)、三乙基胺(6.8ml)、及THF(300ml)放入至反应器中，冷却至0℃。向其中缓慢地滴加化合物(T-10)(4.6ml)，恢复至室温并且搅拌4小时。将反应混合物注入至水中，并利用甲苯对水层进行萃取。利用水及食盐水对混在一起的有机层依次进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，利用硅胶色谱法(溶媒的容积比，庚烷∶甲苯＝4∶1)将残渣纯化，而获得化合物(T-11)(17.5g；81％)。
第7步骤
将化合物(T-11)(17.5g)、及THF(300ml)放入至反应器中，冷却至0℃。向其中缓慢地滴加TBAF(氟化四丁基铵)(1.00M；THF溶液；39.0ml)，恢复至室温并且搅拌3小时。将反应混合物注入至水中，利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，利用硅胶色谱法(溶媒的容积比，甲苯∶乙酸乙酯＝4∶1)将残渣纯化，而获得化合物(T-12)(11.0g；89％)。
第8步骤
将化合物(T-12)(7.00g)、化合物(T-3)(4.09g)、DMAP(1.12g)、及二氯甲烷(100ml)放入至反应器中，冷却至0℃。向其中缓慢地滴加DCC(4.53g)的二氯甲烷(25.0ml)溶液，恢复至室温并且搅拌12小时。将不溶物过滤分离后，将反应混合物注入至水中，并利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，利用硅胶色谱法(溶媒的容积比，甲苯∶乙酸乙酯＝9∶1)将残渣纯化，而获得化合物(T-13)(8.20g；81％)。
第9步骤
将化合物(T-13)(8.00g)、PPTS(1.83g)、THF(100ml)及甲醇(100ml)放入至反应器中，并在50℃下搅拌5小时。将反应混合物注入至水中，利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，利用硅胶色谱法(溶媒的容积比，甲苯∶乙酸乙酯＝4∶1)将残渣纯化，而获得化合物(1-2-30)(4.00g；59％)。
所获得的化合物(1-2-30)的NMR分析值为如下所述。
1H-NMR：化学位移δ(ppm；CDCl3)：7.58(d，J＝2.3Hz，1H)，7.50(dd，J＝8.6Hz，J＝2.4Hz，1H)，7.46(d，J＝8.1Hz，2H)，7.23(d，J＝8.1Hz，2H)，6.94(d，J＝8.6Hz，1H)，6.29(s，1H)，6.16(s，1H)，5.87(d，J＝1.2Hz，1H)，5.58(t，J＝1.7Hz，1H)，5.32(s，2H)，4.56(t，J＝4.4Hz，2H)，4.35(d，J＝6.4Hz，2H)，4.29(t，J＝4.5Hz，2H)，2.63(t，J＝7.9Hz，2H)，2.54(t，J＝5.9Hz，1H)，1.97(s，3H)，1.68-1.60(m，2H)，1.40-1.31(m，4H)，0.90(t，J＝6.9Hz，3H).
[合成例2]
化合物(1-3-31)的合成
[化61]
Figure GDA0002452306160000641
第1步骤
将化合物(T-6)(55.0g)及THF(550ml)放入至反应器中，冷却至0℃。向其中缓慢地滴加氢化二异丁基铝(1.02M；正己烷溶液；164ml)，恢复至室温并搅拌5小时。将反应混合物注入至水中，对不溶物进行过滤分离后，利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用食盐水对混在一起的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，利用硅胶色谱法(溶媒的容积比，甲苯∶乙酸乙酯＝5∶1)将残渣纯化，而获得化合物(T-14)(52.0g；94％)。
第2步骤
将化合物(T-14)(6.50g)、化合物(T-15)(5.30g)、碳酸钾(4.45g)、四(三苯基膦)钯(0.559g)、甲苯(30.0ml)、索尔密克斯(Solmix)(注册商标)A-11(30.0ml)、及水(6.0ml)放入至反应器中，在75℃下进行5小时加热回流。将反应混合物注入至水中，并利用甲苯对水层进行萃取。利用水及食盐水对混在一起的有机层依次进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，利用硅胶色谱法(溶媒的容积比，甲苯∶乙酸乙酯＝5∶1)将残渣纯化，而获得化合物(T-16)(7.80g；88％)。
第3步骤
使用化合物(T-16)(7.80g)作为原料，利用与合成例1的第6步骤相同的方法而获得化合物(T-17)(7.20g；82％)。
第4步骤
使用化合物(T-17)(7.20g)作为原料，利用与合成例1的第7步骤相同的方法而获得化合物(T-18)(4.80g；89％)。
第5步骤
使用化合物(T-18)(4.80g)作为原料，利用与合成例1的第8步骤相同的方法而获得化合物(T-19)(5.20g；80％)。
第6步骤
使用化合物(T-19)(5.20g)作为原料，利用与合成例1的第9步骤相同的方法而获得化合物(1-3-31)(3.20g；71％)。
所获得的化合物(1-3-31)的NMR分析值为如下所述。
1H-NMR：化学位移δ(ppm；CDCl3)：7.58(d，J＝2.4Hz，1H)，7.50(dd，J＝8.5Hz，J＝2.2Hz，1H)，7.46(d，J＝8.2Hz，2H)，7.27(d，J＝8.3Hz，2H)，6.95(d，J＝8.6Hz，1H)，6.30(s，1H)，6.16(s，1H)，5.87(d，J＝1.1Hz，1H)，5.58(t，J＝1.8Hz，1H)，5.29(s，2H)，4.57(t，J＝4.9Hz，2H)，4.35(d，J＝6.7Hz，2H)，4.30(t，J＝4.5Hz，2H)，2.49(tt，J＝6.2Hz，J＝3.0Hz，2H)，2.37(t，J＝6.5Hz，1H)，1.97(s，3H)，1.96-1.85(m，4H)，1.53-1.42(m，2H)，1.38-1.19(m，8H)，1.12-1.01(m，2H)，0.90(t，J＝6.9Hz，3H).
化合物(1-3-31)的物性为如下所述。
转变温度：C 52.5I.
[合成例3]
化合物(1-3-44)的合成
[化62]
Figure GDA0002452306160000661
第1步骤
使用化合物(T-14)(9.60g)及化合物(T-20)(10.0g)作为原料，利用与合成例2的第2步骤相同的方法而获得化合物(T-21)(10.5g；81％)。
第2步骤
使用化合物(T-21)(10.5g)作为原料，利用与合成例1的第6步骤相同的方法而获得化合物(T-22)(9.00g；76％)。
第3步骤
使用化合物(T-22)(9.00g)作为原料，利用与合成例1的第7步骤相同的方法而获得化合物(T-23)(5.95g；89％)。
第4步骤
使用化合物(T-23)(5.95g)作为原料，利用与合成例1的第8步骤相同的方法而获得化合物(T-24)(6.10g；76％)。
第5步骤
使用化合物(T-24)(6.10g)作为原料，利用与合成例1的第9步骤相同的方法而获得化合物(1-3-44)(5.00g；95％)。
所获得的化合物(1-3-44)的NMR分析值为如下所述。
1H-NMR：化学位移δ(ppm；CDCl3)：7.68-7.52(m，8H)，7.29-7.24(m，2H)，6.98(d，J＝8.5Hz，1H)，6.31(s，1H)，6.17(s，1H)，5.88(s，1H)，5.59(t，J＝1.2Hz，1H)，5.31(s，2H)，4.58(t，J＝4.7Hz，2H)，4.36(d，J＝6.7Hz，2H)，4.31(t，J＝4.6Hz，2H)，2.65(t，J＝7.7Hz，2H)，2.41(t，J＝6.7Hz，1H)，1.99(s，3H)，1.70-1.63(m，2H)，1.40-1.32(m，4H)，0.91(t，J＝6.6Hz，3H).
化合物(1-3-44)的物性为如下所述。
转变温度：C 84.6I.
[合成例4]
化合物(1-3-51)的合成
[化63]
Figure GDA0002452306160000671
第1步骤
将依据国际公开第2016/114093号中所记载的方法来合成的化合物(T-25)(57.3g)、化合物(T-26)(32.5g)、碳酸钾(28.9g)、四(三苯基膦)钯(1.21g)、甲苯(160ml)、正丁醇(160ml)、及水(160ml)放入至反应器中，在89℃下进行10小时加热回流。将反应混合物注入至水中，并利用甲苯对水层进行萃取。利用水及食盐水对混在一起的有机层依次进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，利用硅胶色谱法(溶媒的容积比，庚烷∶甲苯＝1∶2)将残渣纯化，而获得化合物(T-27)(46.8g；74％)。
第2步骤
将化合物(T-27)(46.8g)、化合物(T-7)(16.3g)、碳酸钾(21.4g)、四(三苯基膦)钯(1.34g)、甲苯(210ml)、正丁醇(210ml)、及水(210ml)放入至反应器中，在89℃下进行3小时加热回流。将反应混合物注入至水中，并利用甲苯对水层进行萃取。利用水及食盐水对混在一起的有机层依次进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，利用硅胶色谱法(溶媒的容积比，庚烷：乙酸乙酯＝9：1)将残渣纯化，而获得化合物(T-28)(49.2g；95％)。
第3步骤
使用化合物(T-28)(49.2g)作为原料，利用与合成例1的第7步骤相同的方法而获得化合物(T-29)(33.8g；89％)。
第4步骤
将化合物(T-29)(18.8g)、碳酸钾(13.1g)、及THF(280ml)放入至反应器中，加热至30℃。向其中缓慢地滴加化合物(T-30)(14.4ml)，在50℃下搅拌20小时。将反应混合物注入至水中，利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水及食盐水对混在一起的有机层依次进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，利用硅胶色谱法(溶媒的容积比，庚烷∶乙酸乙酯＝6∶1)将残渣纯化，而获得化合物(T-31)(17.6g；83％)。
第5步骤
使用化合物(T-31)(17.6g)作为原料，利用与合成例1的第9步骤相同的方法而获得化合物(T-32)(12.1g；80％)。
第6步骤
使用化合物(T-32)(1.56g)作为原料，利用与合成例1的第8步骤相同的方法而获得化合物(T-33)(1.63g；78％)。
第7步骤
使用化合物(T-33)(1.63g)作为原料，利用与合成例1的第9步骤相同的方法而获得化合物(1-3-51)(1.04g；73％)。
所获得的化合物(1-3-51)的NMR分析值为如下所述。
1H-NMR：化学位移δ(ppm；CDCl3)：7.58-7.53(m，2H)，7.50(d，J＝1.8Hz，1H)，7.43(dd，J＝7.8Hz，J＝1.9Hz，1H)，7.29-7.24(m，2H)，7.23-7.15(m，3H)，6.89(d，J＝8.3Hz，1H)，6.33(d，J＝0.7Hz，1H)，6.06(s，1H)，5.90(d，J＝1.1Hz，1H)，5.52(t，J＝1.4Hz，1H)，4.62(t，J＝4.9Hz，2H)，4.38-4.34(m，4H)，4.30(t，J＝4.5Hz，2H)，3.04(t，J＝6.8Hz，2H)，2.69-2.62(m，4H)，2.53(t，J＝6.5Hz，1H)，1.90(s，3H)，1.72-1.61(m，2H)，1.42-1.33(m，4H)，1.13(t，J＝7.6Hz，3H)，0.91(t，J＝6.8Hz，3H).
化合物(1-3-51)的物性为如下所述。
转变温度：C 64.6I.
[合成例5]
化合物(1-3-107)的合成
[化64]
Figure GDA0002452306160000681
第1步骤
使用化合物(T-34)(37.3g)作为原料，利用与合成例2的第2步骤相同的方法而获得化合物(T-35)(33.4g；87％)。
第2步骤
将化合物(T-35)(22.0g)、N，N，N′，N′-四甲基乙二胺(N，N，N′，N′-tetramethylethylenediamine，TMEDA)(10.4ml)、及THF(440ml)放入至反应器中，冷却至0℃。向其中缓慢地滴加正丁基锂(1.55M；正己烷溶液；46.5ml)，在0℃下搅拌30分钟。向其中依次滴加1-碘丁烷(8.2ml)及N，N′-二甲基亚丙基脲(N，N′-dimethylpropylene urea，DMPU)(8.7ml)，恢复至室温并且搅拌1小时。将反应混合物注入至水中，并利用甲苯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，利用硅胶色谱法(溶媒的容积比，庚烷∶甲苯＝5∶1)将残渣纯化，而获得化合物(T-36)(18.7g；74％)。
第3步骤
将化合物(T-36)(18.7g)及二氯甲烷(375ml)放入至反应器中，冷却至-50℃。向其中缓慢地滴加三溴化硼(1.00M；二氯甲烷溶液；97.3ml)，恢复至室温并且搅拌12小时。将反应混合物注入至水中，对有机层利用水进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，并将残渣通过硅胶层析法(溶媒的容积比：庚烷∶甲苯＝1∶1)后，经由庚烷-甲苯的再结晶将残渣纯化，而获得化合物(T-37)(16.4g；94％)。
第4步骤
将化合物(T-37)(16.4g)、碳酸钾(23.0g)、及DMF(330ml)放入至反应器中，在110℃下搅拌30分钟。向其中添加化合物(T-38)(9.15g)，在135℃下搅拌3小时。将反应混合物注入至水中，利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，并通过自(溶媒的容积比：庚烷∶甲苯＝1∶1)中的再结晶将残渣纯化，而获得化合物(T-39)(19.2g；96％)。
第5步骤
使用化合物(T-39)(10.0g)作为原料，利用与合成例4的第4步骤相同的方法而获得化合物(T-40)(5.13g；45％)。
第6步骤
使用化合物(T-40)(5.13g)作为原料，利用与合成例1的第8步骤相同的方法而获得化合物(T-41)(5.98g；89％)。
第7步骤
使用化合物(T-41)(5.98g)作为原料，利用与合成例1的第9步骤相同的方法而获得化合物(1-3-107)(4.25g；80％)。
所获得的化合物(1-3-107)的NMR分析值为如下所述。
1H-NMR：化学位移δ(ppm；CDCl3)：7.46(d，J＝8.1Hz，2H)，7.27(d，J＝7.5Hz，2H)，6.71(d，J＝3.3Hz，2H)，6.30(s，1H)，6.14(s，1H)，5.86(d，J＝1.0Hz，1H)，5.58(t，J＝1.4Hz，1H)，4.59-4.49(m，4H)，4.34(d，J＝6.6Hz，2H)，4.30-4，23(m，4H)，2.66(t，J＝7.6Hz，2H)，2.51(tt，J＝12.1Hz，J＝3.1Hz，1H)，2.19(t，J＝6.6Hz，1H)，1.98-1.84(m，7H)，1.53-1.42(m，4H)，1.38-1.19(m，11H)，1.12-1.00(m，2H)，0.93-0.84(m，3H).
化合物(1-3-107)的物性为如下所述。
转变温度：C 58.0I.
[合成例6]
化合物(1-3-131)的合成
[化65]
Figure GDA0002452306160000701
第1步骤
将化合物(T-42)(11.0g)、化合物(T-43)(7.81g)、乙酸钯(0.0302g)、2-二环己基膦基-2′，6′-二甲氧基联苯(2-dicyclohexyl phosphino-2′，6′-dimethoxy biphenyl，SPhos)(0.110g)、磷酸三钠十二水合物(20.4g)、溴化四丁基铵(tetrabutylammoniumbromide，TBAB)(2.60g)、甲苯(55.0ml)、异丙醇(isopropyl alcohol，IPA)(55.0ml)、及水(55.0ml)放入至反应器中，在80℃下进行8小时加热回流。将反应混合物注入至水中，并利用甲苯对水层进行萃取。利用水及食盐水对混在一起的有机层依次进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，并利用硅胶色谱法(溶媒：甲苯)将残渣纯化而获得化合物(T-44)(7.00g；56％)。
第2步骤
将化合物(T-44)(7.00g)、氢氧化钯(0.126g)、索尔密克斯(Solmix)(注册商标)A-11(56.0ml)、及甲苯(14.0ml)放入至反应器中，在氢气环境下、室温下搅拌98小时。通过过滤而将催化剂去除后，将所获得的溶液在减压下浓缩，利用硅胶色谱法(溶媒的容积比，庚烷∶乙酸乙酯＝4∶1)将残渣纯化，而获得化合物(T-45)(4.26g；75％)。
第3步骤
使用化合物(T-45)(4.26g)作为原料，利用与合成例1的第6步骤相同的方法而获得化合物(T-46)(3.23g；64％)。
第4步骤
将化合物(T-46)(5.73g)、6N盐酸(6.40ml)、乙醇(55.0ml)、及THF(55.0ml)放入至反应器中，在60℃下搅拌4小时。将反应混合物注入至水中，利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，利用硅胶色谱法(溶媒的容积比，庚烷∶乙酸乙酯＝9∶1)将残渣纯化，而获得化合物(T-47)(5.00g；96％)。
第5步骤
使用化合物(T-47)(5.00g)作为原料，利用与合成例1的第8步骤相同的方法而获得化合物(T-48)(5.40g；76％)。
第6步骤
使用化合物(T-48)(5.40g)作为原料，利用与合成例1的第9步骤相同的方法而获得化合物(1-3-131)(2.70g；59％)。
所获得的化合物(1-3-131)的NMR分析值为如下所述。
1H-NMR.化学位移δ(ppm；CDCl3)：7.58-7.56(m，2H)，7.53-7.51(m，2H)，7.44-7.43(m，1H)，7.29-7.28(m，4H)，7.20(d，J＝8.7Hz，2H)，6.53(s，1H)，6.20(s，1H)，6.10(s，1H)，5.52(s，1H)，4.50-4.49(m，2H))，2.69-2.65(m，2H)，2.23-2.20(m，1H)，1.72-1.65(m，2H)，1.40-1.35(m，4H)，0.94(t，J＝6.1Hz，3H).
化合物(1-3-131)的物性为如下所述。
转变温度：C 78.7C 94.4I.
[合成例7]
化合物(1-3-25)的合成
[化66]
Figure GDA0002452306160000711
第1步骤
将化合物(T-49)(25.0g)、二异丙基乙基胺(26.6ml)、及二氯甲烷(200ml)放入至反应器中，冷却至0℃。向其中缓慢地滴加氯甲基甲基醚(MOMCl)(11.6ml)的二氯甲烷(50.0ml)溶液，在0℃下搅拌3小时。将反应混合物注入至水中，并利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，利用硅胶色谱法(溶媒的容积比，庚烷∶乙酸乙酯＝9∶1)将残渣纯化，而获得化合物(T-50)(28.7g；95％)。
第2步骤
将化合物(T-50)(19.4g)、2-丙基-1-醇(6.84ml)、乙酸钯(0.521g)、碘化铜(0.147g)、三-叔丁基鏻四氟硼酸盐(1.35g)、及二异丙基胺(230ml)放入至反应器中，在60℃下搅拌4小时。将反应混合物注入至水中，并利用乙酸乙酯对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，利用硅胶色谱法(溶媒的容积比，庚烷∶乙酸乙酯＝1∶2)将残渣纯化，而获得化合物(T-51)(16.7g；95％)。
第3步骤
将化合物(T-51)(20.2g)、化合物(T-52)(31.8g)、二氯双[二-叔丁基(对二甲基氨基苯基)膦基]钯(II)(Pd-132)(0.631g)、碳酸钾(24.6g)、TBAB(8.62g)、甲苯(100ml)、正丁醇(100ml)、及水(100ml)放入至反应器中，在100℃进行8小时加热回流。将反应混合物注入至水中，并利用甲苯对水层进行萃取。利用水及食盐水对混在一起的有机层依次进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，利用硅胶色谱法(溶媒的容积比，庚烷∶乙酸乙酯＝1∶1)将残渣纯化，而获得化合物(T-53)(8.28g；22％)。
第4步骤
将化合物(T-53)(8.28g)、钯碳催化剂(5％Pd/C的NX类型(50％湿润品)；恩亿凯特(NE Chemcat)制造；0.0397g)、及THF(150ml)放入至反应器中，在氢气环境下、室温下搅拌24小时。通过过滤而将催化剂去除后，将所获得的溶液在减压下浓缩，利用硅胶色谱法(溶媒的容积比，庚烷∶乙酸乙酯＝1∶1)将残渣纯化，而获得化合物(T-54)(8.57g；98％)。
第5步骤
将化合物(T-54)(7.00g)、甲基丙烯酸(T-55)(2.09g)、DMAP(1.23g)、及二氯甲烷(140ml)放入至反应器中，冷却至0℃。向其中缓慢地滴加DCC(6.25g)的二氯甲烷(30.0ml)溶液，恢复至室温并且搅拌12小时。将不溶物过滤分离后，将反应混合物注入至水中，并利用二氯甲烷对水层进行萃取。利用水对混在一起的有机层进行清洗，并利用无水硫酸镁进行干燥。将所述溶液在减压下浓缩，利用硅胶色谱法(溶媒的容积比，庚烷∶乙酸乙酯＝15∶1)将残渣纯化，而获得化合物(T-56)(7.45g；75％)。
第6步骤
使用化合物(T-56)(7.45g)作为原料，利用与合成例6的第4步骤相同的方法而获得化合物(T-57)(6.34g；96％)。
第7步骤
使用化合物(T-57)(6.34g)作为原料，利用与合成例1的第8步骤相同的方法而获得化合物(T-58)(7.12g；82％)。
第8步骤
使用化合物(T-58)(7.12g)作为原料，利用与合成例1的第9步骤相同的方法而获得化合物(1-3-25)(5.05g；82％)。
所获得的化合物(1-3-25)的NMR分析值为如下所述。
1H-NMR：化学位移δ(ppm；CDCl3)：7.49-7.41(m，4H)，7.30-7.27(m，2H)，7.13-7.12(m，1H)，6.54(s，1H)，6.07(s，2H)，5.55-5.54(m，1H)，4.47(d，J＝6.8Hz，2H)，4.18(t，J＝6.5Hz，2H)，2.70-2.67(m，2H)，2.50(tt，J＝9.1Hz，J＝5.8Hz，1H)，2.30(t，J＝6.6Hz，1H)，2.03-1.88(m，9H)，1.52-1.45(m，2H)，1.36-1.21(m，9H)，1.10-1.03(m，2H)，0.90(t，J＝7.2Hz，3H).
[合成例8]
化合物(1-3-60)的合成
[化67]
Figure GDA0002452306160000731
第1步骤
使用化合物(T-51)(10.9g)及化合物(T-59)(19.8g)作为原料，利用与合成例7的第3步骤相同的方法而获得化合物(T-60)(20.4g；97％)。
第2步骤
使用化合物(T-60)(20.4g)作为原料，利用与合成例7的第4步骤相同的方法而获得化合物(T-61)(20.3g；98％)。
第3步骤
使用化合物(T-61)(23.6g)作为原料，利用与合成例7的第5步骤相同的方法而获得化合物(T-62)(17.8g；66％)。
第4步骤
使用化合物(T-62)(16.8g)作为原料，利用与合成例7的第6步骤相同的方法而获得化合物(T-63)(12.0g；78％)。
第5步骤
使用化合物(T-63)(12.7g)作为原料，利用与合成例1的第8步骤相同的方法而获得化合物(T-64)(13.0g；76％)。
第6步骤
使用化合物(T-64)(13.0g)作为原料，利用与合成例1的第9步骤相同的方法而获得化合物(1-3-60)(8.74g；77％)。
所获得的化合物(1-3-60)的NMR分析值为如下所述。
1H-NMR：化学位移δ(ppm；CDCl3)：7.49-7.44(m，4H)，7.26(d，J＝7.8Hz，2H)，7.15-7.10(m，5H)，6.54(s，1H)，6.07(s，2H)，5.55-5.54(m，1H)，4.47(d，J＝6.6Hz，2H)，4.19(t，J＝6.4Hz，2H)，2.96-2.90(m，4H)，2.69(t，J＝7.5Hz，2H)，2.58(t，J＝7.7Hz，2H)，2.34(t，J＝6.4Hz，1H)，2.04-1.98(m，2H)，1.92(s，3H)，1.64-1.56(m，3H)，1.36-1.29(m，4H)，0.89(t，J＝6.7Hz，3H).
[比较例1]
作为比较化合物，合成化合物(S-1)，并测定特性。所述化合物记载于国际公开第2017/047177号中且与本发明的化合物类似，故选择了所述化合物。
[化68]
Figure GDA0002452306160000741
比较化合物(S-1)的NMR分析值为如下所述。
1H-NMR：化学位移δ(ppm；CDCl3)：7.48-7.46(m，2H)，7.27-7.26(m，2H)，6.75(d，J＝2.3Hz，2H)，6.47-6.46(m，1H)，6.30(s，2H)，5.86(d，J＝1.1Hz，2H)，4.54(t，4.4Hz，4H)，4.33(s，4H)，4.27-4.25(m，4H)，2.52-2.47(m，1H)，2.34(s，2H)，1.98-1.83(m，4H)，1.51-1.44(m，2H)，1.35-1.20(m，9H)，1.09-1.02(m，2H)，0.90(t，J＝6.9Hz，3H).
比较化合物(S-1)的物性为如下所述。
转变温度：C 58.8I.
将化合物(No.1-3-31)与比较化合物(S-1)的在液晶组合物中的相容性加以比较。评价时使用包含下述化合物(i-1)～化合物(i-9)的组合物(i)。
以重量％来表示组合物(i)的成分的比例。
[化69]
Figure GDA0002452306160000751
制作将化合物(1-3-31)或比较化合物(S-1)以0.1重量％至3.0重量％的比例添加至母液晶(i)中而成的试样。将所述试样在25℃下静置7天后，通过目视进行观察，将维持向列相的情况表示为○，将结晶或近晶相析出的情况表示为×。
[表2]
表2.化合物(No.1-3-31)与比较化合物(S-1)的相容性的比较
Figure GDA0002452306160000761
将相容性加以比较，结果，化合物(1-3-31)即便在母液晶中添加3重量％也维持向列相，相对于此，比较化合物(S-1)即便添加0.2重量％也析出结晶。这些化合物具有相同的环结构且在键结有多个聚合性基的方面为类似的化合物，但两者的相容性大不相同。可推测其原因在于：比较化合物(S-1)具有多个极性基，相对于此，化合物(1-3-31)仅具有一个极性基，因此在液晶组合物中的亲和性经改善。因此，本申请化合物可谓是具有多个聚合性基且维持了实用的相容性的优异的化合物。
可一面参考合成例中所记载的方法、或“2.化合物(1)的合成”一项，一面合成以下所示的化合物。
[化70]
Figure GDA0002452306160000771
[化71]
Figure GDA0002452306160000781
[化72]
Figure GDA0002452306160000791
[化73]
Figure GDA0002452306160000801
[化74]
Figure GDA0002452306160000811
[化75]
Figure GDA0002452306160000821
[化76]
Figure GDA0002452306160000831
[化77]
Figure GDA0002452306160000841
[化78]
Figure GDA0002452306160000851
[化79]
Figure GDA0002452306160000861
[化80]
Figure GDA0002452306160000871
[化81]
Figure GDA0002452306160000881
[化82]
Figure GDA0002452306160000891
[化83]
Figure GDA0002452306160000901
[化84]
Figure GDA0002452306160000911
[化85]
Figure GDA0002452306160000921
[化86]
Figure GDA0002452306160000931
[化87]
Figure GDA0002452306160000941
[化88]
Figure GDA0002452306160000951
[化89]
Figure GDA0002452306160000961
[化90]
Figure GDA0002452306160000971
[化91]
Figure GDA0002452306160000981
[化92]
Figure GDA0002452306160000991
[化93]
Figure GDA0002452306160001001
2.组合物的实施例
实施例中的化合物是基于下述表3的定义，由记号来表示。表3中，与1，4-亚环己基相关的立体构型为反式。位于记号后的括弧内的编号与化合物的编号对应。记号(-)是指其他液晶性化合物。液晶性化合物的比例(百分率)是基于液晶组合物的重量的重量百分率(重量％)。最后，汇总液晶组合物的特性值。特性是依据之前记载的方法来进行测定，将测定值(并不外推)直接记载。
[表3]
表3.使用记号的化合物的表述法
R-(A1)-Z1-·····-Zn-(An)-R′
Figure GDA0002452306160001011
[使用例1]
1-BB-3 (2-8) 7％
1-BB-5 (2-8) 8％
2-BTB-1 (2-10) 4％
3-HHB-1 (3-1) 8％
3-HHB-O1 (3-1) 6％
3-HHB-3 (3-1) 14％
3-HHB-F (6-1) 4％
2-HHB(F)-F (6-2) 7％
3-HHB(F)-F (6-2) 7％
5-HHB(F)-F (6-2) 7％
3-HHB(F，F)-F (6-3) 5％
3-HHEB-F (6-10) 4％
5-HHEB-F (6-10) 3％
2-HB-C (8-1) 4％
3-HB-C (8-1) 12％
对所述组合物以1重量％的比例添加下述化合物(1-2-30)。
[化94]
Figure GDA0002452306160001021
NI＝95.4℃；η＝15.9mPa·s；Δn＝0.109；Δε＝4.8.
[使用例2]
3-HH-4 (2-1) 14％
7-HB-1 (2-5) 5％
5-HB-O2 (2-5) 5％
5-HBB(F)B-2 (4-5) 7％
5-HBB(F)B-3 (4-5) 5％
3-HB-CL (5-2) 13％
3-HHB(F，F)-F (6-3) 3％
3-HBB(F，F)-F (6-24) 28％
5-HBB(F，F)-F (6-24) 20％
对所述组合物以0.5重量％的比例添加下述化合物(1-3-31)。
[化95]
Figure GDA0002452306160001031
NI＝72.7℃；η＝17.7mPa·s；Δn＝0.113；Δε＝5.2.
[使用例3]
1V2-HH-1 (2-1) 5％
1V2-HH-3 (2-1) 6％
7-HB(F，F)-F (5-4) 3％
2-HHB(F)-F (6-2) 10％
3-HHB(F)-F (6-2) 10％
5-HHB(F)-F (6-2) 10％
2-HBB-F (6-22) 4％
3-HBB-F (6-22) 4％
5-HBB-F (6-22) 3％
2-HBB(F)-F (6-23) 9％
3-HBB(F)-F (6-23) 9％
5-HBB(F)-F (6-23) 16％
3-HBB(F，F)-F (6-24) 3％
5-HBB(F，F)-F (6-24) 8％
对所述组合物以3重量％的比例添加下述化合物(1-3-44)。
[化96]
Figure GDA0002452306160001032
NI＝85.3℃；η＝23.1mPa·s；Δn＝0.109；Δε＝5.2.
[使用例4]
2-HH-3 (2-1) 4％
3-HH-4 (2-1) 10％
1O1-HBBH-5 (4-1) 2％
5-HB-CL (5-2) 16％
3-HHB-F (6-1) 4％
3-HHB-CL (6-1) 5％
4-HHB-CL (6-1) 4％
3-HHB(F)-F (6-2) 10％
4-HHB(F)-F (6-2) 9％
5-HHB(F)-F (6-2) 9％
7-HHB(F)-F (6-2) 8％
5-HBB(F)-F (6-23) 4％
3-HHBB(F，F)-F (7-6) 3％
4-HHBB(F，F)-F (7-6) 3％
5-HHBB(F，F)-F (7-6) 3％
3-HH2BB(F，F)-F (7-15) 3％
4-HH2BB(F，F)-F (7-15) 3％
对所述组合物以5重量％的比例添加下述化合物(1-3-51)。
[化97]
Figure GDA0002452306160001041
NI＝114.5℃；η＝19.6mPa·s；Δn＝0.092；Δε＝3.9.
[使用例5]
V-HBB-2 (3-4) 8％
1O1-HBBH-4 (4-1) 3％
1O1-HBBH-5 (4-1) 3％
3-HHB(F，F)-F (6-3) 9％
3-H2HB(F，F)-F (6-15) 10％
4-H2HB(F，F)-F (6-15) 10％
5-H2HB(F，F)-F (6-15) 8％
3-HBB(F，F)-F (6-24) 11％
5-HBB(F，F)-F (6-24) 20％
3-H2BB(F，F)-F (6-27) 10％
5-HHBB(F，F)-F (7-6) 3％
3-HH2BB(F，F)-F (7-15) 3％
5-HHEBB-F (7-17) 2％
对所述组合物以1.5重量％的比例添加下述化合物(1-3-131)。
[化98]
Figure GDA0002452306160001051
NI＝101.4℃；η＝32.4mPa·s；Δn＝0.118；Δε＝8.4.
[使用例6]
5-HBBH-3 (4-1) 5％
3-HB(F)BH-3 (4-2) 3％
5-HB-F (5-2) 12％
6-HB-F (5-2) 9％
7-HB-F (5-2) 7％
2-HHB-OCF3 (6-1) 5％
3-HHB-OCF3 (6-1) 7％
4-HHB-OCF3 (6-1) 7％
5-HHB-OCF3 (6-1) 4％
3-HHB(F，F)-OCF2H (6-3) 5％
3-HHB(F，F)-OCF3 (6-3) 5％
3-HH2B-OCF3 (6-4) 4％
5-HH2B-OCF3 (6-4) 4％
3-HH2B(F)-F (6-5) 3％
3-HBB(F)-F (6-23) 10％
5-HBB(F)-F (6-23) 10％
对所述组合物以4重量％的比例添加下述化合物(1-3-25)。
[化99]
Figure GDA0002452306160001052
NI＝88.1℃；η＝15.9mPa·s；Δn＝0.093；Δε＝4.46.
[使用例7]
3-HH-4 (2-1) 5％
2-HH-5 (2-1) 5％
5-B(F)BB-2 (3-8) 5％
5-HB-CL (5-2) 11％
3-HHB(F，F)-F (6-3) 7％
3-HHEB(F，F)-F (6-12) 10％
4-HHEB(F，F)-F (6-12) 3％
5-HHEB(F，F)-F (6-12) 3％
3-HBB(F，F)-F (6-24) 20％
5-HBB(F，F)-F (6-24) 15％
2-HBEB(F，F)-F (6-39) 3％
3-HBEB(F，F)-F (6-39) 5％
5-HBEB(F，F)-F (6-39) 3％
3-HHBB(F，F)-F (7-6) 5％
对所述组合物以0.8重量％的比例添加下述化合物(1-3-2)。
[化100]
Figure GDA0002452306160001061
NI＝75.8℃；η＝21.9mPa·s；Δn＝0.109；Δε＝8.3.
[使用例8]
V2-HHB-1 (3-1) 5％
3-HB-CL (5-2) 6％
5-HB-CL (5-2) 4％
3-HHB-OCF3 (6-1) 6％
V-HHB(F)-F (6-2) 4％
5-HHB(F)-F (6-2) 5％
3-H2HB-OCF3 (6-13) 5％
5-H2HB(F，F)-F (6-15) 7％
5-H4HB-OCF3 (6-19) 15％
3-H4HB(F，F)-CF3 (6-21) 8％
5-H4HB(F，F)-CF3 (6-21) 10％
5-H4HB(F，F)-F (6-21) 7％
2-H2BB(F)-F (6-26) 5％
3-H2BB(F)-F (6-26) 8％
3-HBEB(F，F)-F (6-39) 5％
对所述组合物以2.5重量％的比例添加下述化合物(1-3-45)。
[化101]
Figure GDA0002452306160001071
NI＝72.7℃；η＝24.9mPa·s；Δn＝0.097；Δε＝8.1.
[使用例9]
3-HH-4 (2-1) 12％
3-HH-5 (2-1) 5％
3-HB-O2 (2-5) 13％
3-HHB-1 (3-1) 8％
3-HHB-O1 (3-1) 6％
5-HB-CL (5-2) 17％
7-HB(F，F)-F (5-4) 2％
2-HHB(F)-F (6-2) 9％
3-HHB(F)-F (6-2) 7％
5-HHB(F)-F (6-2) 7％
3-HHB(F，F)-F (6-3) 6％
3-H2HB(F，F)-F (6-15) 4％
4-H2HB(F，F)-F (6-15) 4％
对所述组合物以3.5重量％的比例添加下述化合物(1-3-60)。
[化102]
Figure GDA0002452306160001072
NI＝74.7℃；η＝13.6mPa·s；Δn＝0.075；Δε＝2.7.
[使用例10]
3-HH-4 (2-1) 9％
3-HH-5 (2-1) 10％
4-HH-V (2-1) 13％
5-HB-CL (5-2) 3％
7-HB(F)-F (5-3) 2％
2-HHB(F，F)-F (6-3) 4％
3-HHB(F，F)-F (6-3) 5％
3-HHEB-F (6-10) 12％
5-HHEB-F (6-10) 10％
3-HHEB(F，F)-F (6-12) 10％
4-HHEB(F，F)-F (6-12) 6％
3-GHB(F，F)-F (6-109) 5％
4-GHB(F，F)-F (6-109) 6％
5-GHB(F，F)-F (6-109) 5％
对所述组合物以4.5重量％的比例添加下述化合物(1-2-30)。
[化103]
Figure GDA0002452306160001081
NI＝86.1℃；η＝18.5mPa·s；Δn＝0.065；Δε＝5.2.
[使用例11]
3-HH-VFF (2-1) 7％
5-HH-VFF (2-1) 23％
2-BTB-1 (2-10) 10％
3-HHB-1 (3-1) 4％
VFF-HHB-1 (3-1) 8％
VFF2-HHB-1 (3-1) 11％
3-H2BTB-2 (3-17) 5％
3-H2BTB-3 (3-17) 4％
3-H2BTB-4 (3-17) 4％
3-HB-C (8-1) 20％
1V2-BEB(F，F)-C (8-15) 4％
对所述组合物以4重量％的比例添加下述化合物(1-3-31)。
[化104]
Figure GDA0002452306160001082
NI＝81.5℃；η＝10.1mPa·s；Δn＝0.129；Δε＝5.4.
[使用例12]
3-HH-V (2-1) 35％
3-HH-V1 (2-1) 7％
5-HH-V (2-1) 4％
3-HHB-1 (3-1) 4％
V-HHB-1 (3-1) 5％
2-BB(F)B-3 (3-6) 5％
3-HHEH-5 (3-13) 3％
1V2-BB-F (5-1) 3％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F (6-97) 11％
3-BB(2F，3F)XB(F，F)-F (6-114) 3％
3-HHBB(F，F)-F (7-6) 3％
3-HBBXB(F，F)-F (7-32) 3％
5-HB(F)B(F，F)XB(F，F)-F (7-41) 5％
3-BB(F)B(F，F)XB(F，F)-F (7-47) 3％
4-BB(F)B(F，F)XB(F，F)-F (7-47) 4％
5-BB(F)B(F，F)XB(F，F)-F (7-47) 2％
对所述组合物以1重量％的比例添加下述化合物(1-3-44)。
[化105]
Figure GDA0002452306160001091
NI＝77.3℃；η＝10.2mPa·s；Δn＝0.096；Δε＝5.1.
[使用例13]
3-HH-V (2-1) 31％
3-HH-V1 (2-1) 7％
V-HH-V1 (2-1) 8％
3-HHB-1 (3-1) 4％
V-HHB-1 (3-1) 5％
1-BB(F)B-2V (3-6) 4％
3-HHEH-5 (3-13) 3％
1V2-BB-F (5-1) 3％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F (6-97) 5％
3-HHXB(F，F)-CF3 (6-100) 2％
3-GB(F，F)XB(F，F)-F (6-113) 4％
3-GB(F)B(F，F)-F (6-116) 4％
3-HHBB(F，F)-F (7-6) 3％
3-BB(F)B(F，F)XB(F，F)-F (7-47) 4％
4-BB(F)B(F，F)XB(F，F)-F (7-47) 7％
5-BB(F)B(F，F)XB(F，F)-F (7-47) 3％
3-GB(F)B(F，F)XB(F，F)-F (7-57) 3％
对所述组合物以2重量％的比例添加下述化合物(1-3-51)。
[化106]
Figure GDA0002452306160001101
NI＝80.4℃；η＝11.3mPa·s；Δn＝0.103；Δε＝6.4.
[使用例14]
3-HH-V (2-1) 37％
3-HH-V1 (2-1) 5％
3-HHB-1 (3-1) 4％
V-HHB-1 (3-1) 5％
3-HBB-2 (3-4) 5％
V2-BB(F)B-1 (3-6) 5％
3-HHEH-3 (3-13) 3％
3-HHEH-5 (3-13) 2％
1V2-BB-F (5-1) 3％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F (6-97) 3％
3-GB(F，F)XB(F，F)-F (6-113) 2％
3-HHBB(F，F)-F (7-6) 4％
3-HBB(F，F)XB(F，F)-F (7-38) 3％
3-BB(F)B(F，F)XB(F)-F (7-46) 3％
4-BB(F)B(F，F)XB(F，F)-F (7-47) 3％
5-BB(F)B(F，F)XB(F，F)-F (7-47) 3％
3-GB(F)B(F，F)XB(F，F)-F (7-57) 5％
4-GB(F)B(F，F)XB(F，F)-F (7-57) 3％
5-GB(F)B(F，F)XB(F，F)-F (7-57) 2％
对所述组合物以3.5重量％的比例添加下述化合物(1-3-131)。
[化107]
Figure GDA0002452306160001111
NI＝81.4℃；η＝11.9mPa·s；Δn＝0.091；Δε＝5.4.
[使用例15]
3-HH-V (2-1) 34％
3-HH-V1 (2-1) 4％
3-HHB-1 (3-1) 6％
V-HHB-1 (3-1) 4％
V2-BB(F)B-1 (3-6) 4％
3-HHEH-5 (3-13) 3％
3-HHEBH-3 (4-6) 4％
1V2-BB-F (5-1) 4％
3-BB(F)B(F，F)-F (6-69) 3％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F (6-97) 5％
3-HHBB(F，F)-F (7-6) 3％
5-HB(F)B(F，F)XB(F，F)-F (7-41) 4％
4-BB(F)B(F，F)XB(F，F)-F (7-47) 5％
5-BB(F)B(F，F)XB(F，F)-F (7-47) 2％
2-dhBB(F，F)XB(F，F)-F (7-50) 2％
3-dhBB(F，F)XB(F，F)-F (7-50) 3％
3-GBB(F)B(F，F)-F (7-55) 3％
4-GBB(F)B(F，F)-F (7-55) 3％
3-BB(F，F)XB(F)B(F，F)-F (7-56) 4％
对所述组合物以0.5重量％的比例添加下述化合物(1-3-25)。
[化108]
Figure GDA0002452306160001112
NI＝84.9℃；η＝17.8mPa·s；Δn＝0.100；Δε＝5.4.
[使用例16]
3-HH-V (2-1) 35％
3-HH-V1 (2-1) 6％
3-HHB-1 (3-1) 4％
V-HHB-1 (3-1) 5％
V2-BB(F)B-1 (3-6) 6％
3-HHEH-5 (3-13) 3％
1V2-BB-F (5-1) 3％
3-BB(F)B(F，F)-CF3 (6-69) 3％
3-BB(F，F)XB(F，F)-F (6-97) 5％
3-HHXB(F，F)-F (6-100) 5％
3-GB(F，F)XB(F，F)-F (6-113) 3％
3-GB(F)B(F)-F (6-115) 3％
3-HHBB(F，F)-F (7-6) 3％
5-HB(F)B(F，F)XB(F，F)-F (7-41) 3％
3-GB(F)B(F，F)XB(F，F)-F (7-57) 2％
3-GBB(F，F)XB(F，F)-F (7-58) 2％
4-GBB(F，F)XB(F，F)-F (7-58) 3％
5-GBB(F，F)XB(F，F)-F (7-58) 3％
3-GB(F)B(F)B(F)-F (7-59) 3％
对所述组合物以2.5重量％的比例添加下述化合物(1-3-2)。
[化109]
Figure GDA0002452306160001121
NI＝81.4℃；η＝14.0mPa·s；Δn＝0.093；Δε＝5.1.
产业上的可利用性
包含化合物(1)的液晶组合物可用于液晶投影仪、液晶电视等的显示元件中。

Claims (12)

1.一种由式(1-17)至式(1-39)的任一者所表示的化合物；
Figure FDA0004076046700000011
/>
Figure FDA0004076046700000021
/>
Figure FDA0004076046700000031
式(1-17)至式(1-39)中，
R1为碳数1～10的烷基、碳数2～10的烯基、或碳数1～9的烷氧基；
Y1、Y2、Y4、及Y6、独立地为氢、氟、或碳数1至2的烷基；
Y3、Y5、及Y7独立地为氢、氟、或碳数1至5的烷基；
Z1、Z2及Z3独立地为单键或-(CH2)2-；
Sp1、Sp2、Sp3、Sp4、及Sp5独立地为单键或碳数1至5的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-取代；
R2为氢、碳数1的烷基。
2.根据权利要求1所述的化合物，是由式(1-40)至式(1-47)的任一者所表示；
Figure FDA0004076046700000041
式(1-40)至式(1-47)中，
R1为碳数1～10的烷基；
Y1、Y2、Y3、及Y4独立地为氢、氟、甲基、或乙基，
Sp1、Sp2、Sp3、及Sp5独立地为单键或碳数1至5的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-取代。
3.一种液晶组合物，含有如权利要求1所述的化合物的至少一种。
4.根据权利要求3所述的液晶组合物，进而含有选自式(2)至式(4)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物；
Figure FDA0004076046700000042
式(2)至式(4)中，
R11及R12独立地为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
环B1、环B2、环B3、及环B4独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、2,5-二氟-1,4-亚苯基、或嘧啶-2,5-二基；
Z11、Z12、及Z13独立地为单键、-COO-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、或-C≡C-。
5.根据权利要求3或4所述的液晶组合物，进而含有选自式(5)至式(7)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物；
Figure FDA0004076046700000051
式(5)至式(7)中，
R13为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
X11为氟、氯、-OCF3、-OCHF2、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF2CHF2、或-OCF2CHFCF3；
环C1、环C2、及环C3独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、至少一个氢经氟取代的1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、或嘧啶-2,5-二基；
Z14、Z15、及Z16独立地为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-、或-(CH2)4-；
L11及L12独立地为氢或氟。
6.根据权利要求3或4所述的液晶组合物，进而含有至少一种式(8)所表示的化合物；
Figure FDA0004076046700000052
式(8)中，
R14为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代；
X12为-C≡N或-C≡C-C≡N；
环D1为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、至少一个氢经氟取代的1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、或嘧啶-2,5-二基；
Z17为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、或-C≡C-；
L13及L14独立地为氢或氟；
i为1、2、3、或4。
7.根据权利要求3或4所述的液晶组合物，进而含有选自式(11)至式(19)所表示的化合物的群组中的至少一种化合物；
Figure FDA0004076046700000071
式(11)至式(19)中，
R15、R16、及R17独立地为碳数1至10的烷基或碳数2至10的烯基，所述烷基及烯基中，至少一个-CH2-可经-O-取代，这些基中，至少一个氢可经氟取代，而且R17可为氢或氟；
环E1、环E2、环E3、及环E4独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、至少一个氢经氟取代的1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、或十氢萘-2,6-二基；
环E5及环E6独立地为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、四氢吡喃-2,5-二基、或十氢萘-2,6-二基；
Z18、Z19、Z20、及Z21独立地为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CH2CH2-、-CF2OCH2CH2-、或-OCF2CH2CH2-；
L15及L16独立地为氟或氯；
S11为氢或甲基；
X为-CHF-或-CF2-；
j、k、m、n、p、q、r、及s独立地为0或1，且k、m、n、及p的和为1或2，q、r、及s的和为0、1、2、或3，t为1、2、或3。
8.根据权利要求3或4所述的液晶组合物，进而含有式(20)所表示的聚合性化合物的至少一种化合物；
Figure FDA0004076046700000081
式(20)中，
环F及环I独立地为环己基、环己烯基、苯基、1-萘基、2-萘基、四氢吡喃-2-基、1,3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基、或吡啶-2-基，这些环中，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代；
环G为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-1,2-二基、萘-1,3-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,6-二基、萘-1,7-二基、萘-1,8-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7-二基、菲-2,7-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、或吡啶-2,5-二基，这些环中，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代；
Z22及Z23独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-、-C(CH3)＝CH-、-CH＝C(CH3)-、或-C(CH3)＝C(CH3)-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
P11、P12、及P13独立地为聚合性基；
Sp11、Sp12、及Sp13独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
u为0、1、或2；
f、g、及h独立地为0、1、2、3、或4，而且f、g、及h的和为1以上。
9.根据权利要求8所述的液晶组合物，其中式(20)中，
P11、P12、及P13独立地为选自式(P-1)至式(P-5)所表示的聚合性基的群组中的基；
Figure FDA0004076046700000091
/>
式(P-1)至式(P-5)中，
M11、M12、及M13独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至5的烷基。
10.根据权利要求8所述的液晶组合物，其中式(20)所表示的聚合性化合物为选自式(20-1)至式(20-7)所表示的聚合性化合物的群组中的至少一种化合物；
Figure FDA0004076046700000101
式(20-1)至式(20-7)中，
L31、L32、L33、L34、L35、L36、L37、及L38独立地为氢、氟、或甲基；
Sp11、Sp12、及Sp13独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；P11、P12、及P13独立地为选自式(P-1)至式(P-3)所表示的聚合性基的群组中的基，
Figure FDA0004076046700000111
式(P-1)至式(P-3)中，
M11、M12、及M13独立地为氢、氟、碳数1至5的烷基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至5的烷基。
11.根据权利要求3或4所述的液晶组合物，进而含有与式(1-17)至式(1-39)或以下的式(20)所表示的化合物不同的聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、热稳定剂、及消泡剂的至少一种；
Figure FDA0004076046700000112
式(20)中，
环F及环I独立地为环己基、环己烯基、苯基、1-萘基、2-萘基、四氢吡喃-2-基、1,3-二噁烷-2-基、嘧啶-2-基、或吡啶-2-基，这些环中，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代；
环G为1,4-亚环己基、1,4-亚环己烯基、1,4-亚苯基、萘-1,2-二基、萘-1,3-二基、萘-1,4-二基、萘-1,5-二基、萘-1,6-二基、萘-1,7-二基、萘-1,8-二基、萘-2,3-二基、萘-2,6-二基、萘-2,7-二基、菲-2,7-二基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、或吡啶-2,5-二基，这些环中，至少一个氢可经卤素、碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1至12的烷基取代；
Z22及Z23独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-、-C(CH3)＝CH-、-CH＝C(CH3)-、或-C(CH3)＝C(CH3)-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
P11、P12、及P13独立地为聚合性基；
Sp11、Sp12、及Sp13独立地为单键或碳数1至10的亚烷基，所述亚烷基中，至少一个-CH2-可经-O-、-COO-、-OCO-、或-OCOO-取代，至少一个-CH2CH2-可经-CH＝CH-或-C≡C-取代，这些基中，至少一个氢可经氟或氯取代；
u为0、1、或2；
f、g、及h独立地为0、1、2、3、或4，而且f、g、及h的和为1以上。
12.一种液晶显示元件，含有至少一种如权利要求3至11中任一项所述的液晶组合物。
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