苯衍生物及其製備方法
2023-05-06 02:11:06 2
專利名稱：苯衍生物及其製備方法
技術領域：
本發明涉及用於液晶材料的苯衍生物及其簡單而有效的製備方法。本發明還涉及由上述苯衍生物中間體衍生的二氟苄基醚衍生物的簡單而有效的製備方法，該醚衍生物具有適於作為液體結晶材料的性質。
最近，具有良好顯示特性如對比度、顯示容積和響應時間的有源矩陣驅動系統得到越來越多的應用。這些系統中，薄膜電晶體(TFT)系統的液晶顯示元件用於電視，尋象器和個人電腦等。並且STN系統顯示元件也大量應用於個人電腦等的顯示裝置，這是由於其結構相對簡單因而製造成本低以及它的顯示容量高於有源矩陣系統顯示裝置。
本領域最近的發展趨勢針對液晶顯示裝置的小型化，移動性，低能耗和高響應速度。目前需要開發低激發電壓(即低臨界電壓)和低粘度的液晶化合物和液晶組合物。
臨界電壓(Vth)為下式表示的介電各向異性(Δε)的函數(Mol.Cryst.Liq.Cryst.，12，57(1970))Vth＝π(K/ε0Δε)1/2其中K為彈性常數，ε0為真空介電常數。
從上述方程式可知，有兩種方法降低Vth，即增加Δε或降低K。但是，在目前本領域技術下，控制K很困難，需要使用Δε很大的液晶材料，因此，刺激了具有大Δε值的液晶化合物的迅速發展。
儘管對電領域而言粘度是控制液晶分子響應速度的因素，但通常使用低粘度的液晶化合物製備具有高響應速度的液晶組合物。
如下所示的公開的日本專利申請No.平2-233 626中的典型化合物(7)和(8)為已發現的低激勵電壓液晶材料，適用於TFT系統的液晶顯示器。
化合物(7)和(8)的分子的一端都具有3，4，5-三氟苯基，因此可認為它們都為低激勵電壓液晶材料。但是，對於為了進一步降低激勵電壓，化合物(7)(Δε＝10)的安全性不能滿足要求，因為它的介電各向異性小。另一方面，化合物(8)(Δε＝15)不適用於高速響應，因為分子中心的酯基使其粘度很高，儘管介電各向異性較大可達到低電壓激勵。因此，到目前為止仍未發現耗能低且響應速度高的化合物。
與上述酯基類似，現已發現二氟亞甲基氧基可增加化合物的Δε值。
化合物(9)(DE-19 531 165 A1)和化合物(10)(WO96/11 897)為具有二氟亞甲基氧基的液晶化合物，上述兩個專利申請中公開，由於其Δε值大以及粘度相對低，這些化合物可用作低激勵電壓和高響應速度液晶組合物的組分。
專利DE-19 531 165 A1和公開的日本專利申請No.平5-255 165公開了下列製備這些二氟苄基醚的方法
其中X』表示氟或氯；L3和L4各自獨立地表示氫或氟；Hal表示滷素；R』表示烷基，以及
TBAH2F3(Bu)4N+H2F3-反應歷程4其中Ph表示苯基。
反應歷程3顯示的製備方法含有很多步驟，其中包括中間體(A)和苯酚衍生物之間醚化後的烷基化。因此可能產生副產物。
A.Haas等報導了在反應歷程3所示的方法中用作原料的化合物(A)的製備方法(反應歷程5；Chem.Ber.，121，1329-1340(1988))
反應歷程5其Y』表示氫，氯，硝基，三氟甲基或叔丁基。
反應歷程5顯示的製備方法為通過四氟化硫氟化苯甲醛衍生物(a)的羰基，隨後經光反應溴化的方法。用於氟化的四氟化硫為反應性很強的氣體，由於其毒性很大，因此必須使用特殊的反應裝置。另外，由於通過光反應(自由基反應)進行苄基的溴化，因此當Y』為直鏈烷基或1，4-環己亞基時，預期會在取代基Y』上的苄基位置處產生溴化副產物。
反應歷程4顯示的製備方法也不可能為簡單的方法，因為中間體硫-O-酯本身需要很長的合成路線，並且硫羰基必須氟化。
如上所述，到目前為止仍未發現製備用作液晶材料的二氟苄基醚衍生物的方法，仍未發現製備重要中間體苯衍生物的簡單有效的方法。可以預見，隨著二氟苄基醚被開發為液晶材料，將越來越強地要求一種簡單的製備二氟苄基醚衍生物的方法。
本發明的目的是提供用作液晶材料的二氟苄基醚衍生物及其簡單有效的製備方法；提供具有適於液晶材料的物理性質的，同時也為醫藥和農用化學品的，二氟苄基醚衍生物製備原料的苯衍生物，及其簡單有效的製備方法。
我們發現，通過二氟甲烷衍生物與由3，5-二氟苯衍生物與鹼反應所產生的負碳離子反應，可容易地在苯環4位引入二氟滷代甲基。
通過測定所得苯衍生物的物理性質，我們發現該衍生物具有合適的光電材料的性質，如無色，在適於光電用途的溫度範圍內可形成液晶相，粘度較低以及具有中等水平的正介電各向異性，因此，更適於用作液晶組合物的組分。
另外，我們發現通過酚衍生物和苯衍生物在常規醚化條件下的反應可高產率地得到二氟苄基醚衍生物，從而完成了本發明。
不同溫度下的微反催化實驗結果列於表2。表2
實施例25～33這些實施例說明本方法適用於不同的重量空速。
在連續固定床微反中對上述製得的單一沸石催化劑和三組分催化劑樣品進行催化性能評價。催化劑的用量為1.0g，反應溫度550℃。反應物是正戊烷(分析純)，產物用色譜分析，數據由歸一化法進行處理。
不同重量空速下的微反催化實驗結果列於表3。(7)一種製備式(6)(其中R2為滷素，氰基或具有1到15個碳原子的烷基，烷基中互不相鄰的一個或多個亞甲基可被氧，硫或-CH＝CH-取代，烷基中的一個或多個氫可被滷素取代；A4表示1，4-亞苯基，其中一個或多個環上的氫可被滷素取代；Z4表示單鍵，-CH2CH2-，-(CH2)4-，-CH2O-或-OCH2-；L1和L2各自獨立地表示氫或滷素；o為0或1；R1，A1，A2，A3，Z1，Z2，Z3，l，m和n定義如上)表示的二氟苄基醚衍生物的方法(反應歷程2)，特徵為
式(3)表示的苯衍生物(其中R1，A1，A2，A3，Z1，Z2，Z3，l，m和n定義如上)與式(5)表示的酚衍生物(其中A4，Z4，L1，L2和R2定義如上)反應。
使用式(1)表示的苯衍生物作為原料，通過反應歷程1所示的方法可方便地得到式(3)表示的苯衍生物，它可由下列式(3-1)到(3-4)具體地表示
其中R1，A1，A2，A3，Z1，Z2，Z3和Y1定義如上。
使用式(3)表示的苯衍生物作為原料，通過反應歷程2所示的方法可方便地得到式(6)表示的二氟苄基醚衍生物，它可由下列式(6-1)到(6-5)具體地表示
其中R1，A1，A2，A4，Z1，Z2，Z4，L1，L2和R2定義如上。
在苯衍生物(3)中，R1為氫或具有1到15個碳原子的烷基，烷基中互不相鄰的一個或多個亞甲基可被氧，硫或-CH＝CH-取代，烷基中的任意氫可被氟取代；A1，A2和A3各自獨立地表示反式1，4-亞環己基，其中一個或多個環上的亞甲基可被氧或硫取代，或代表1，4-亞苯基，其中一個或多個環上的氫可被氟取代；Z1，Z2和Z3各自獨立地表示單鍵，-CH2CH2-，-(CH2)4-，-CH2O-或-OCH2-；m和n各自獨立地表示0或1；Y1表示氯，溴或碘。
R1可具體地為氫，烷基，烷氧基，烷氧烷基，烷硫基，烷硫烷基，鏈烯基，鏈烯氧基或鏈烯硫基。
R1可更具體地為甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，己基，庚基，辛基，壬基，癸基，甲氧基，乙氧基，丙氧基，丁氧基，戊氧基，己氧基，庚氧基，辛氧基，甲氧甲基，乙氧甲基，丙氧甲基，丁氧甲基，甲氧乙基，乙氧乙基，丙氧乙基，甲氧丙基，乙氧丙基，丙氧丙基，甲硫基，乙硫基，丙硫基，丁硫基，戊硫基，己硫基，庚硫基，辛硫基，甲硫甲基，乙硫甲基，丙硫甲基，丁硫甲基，甲硫乙基，乙硫乙基，丙硫乙基，甲硫丙基，乙硫丙基，丙硫丙基，乙烯基，1-丙烯基，1-丁烯基，1-戊烯基，3-丁烯基，3-戊烯基，芳氧基，芳硫基等。
式(3)中的A1，A2和A3可具體地為下列式(r-1)到(r-16)。
二氟苄基醚衍生物(6)中，R1，A1，A2，A3，Z1，Z2，Z3，l，m和n定義如上；R2為滷素，氰基或具有1到15個碳原子的烷基，烷基中互不相鄰的一個或多個亞甲基可被氧，硫或-CH＝CH-取代，烷基中的一個或多個氫可被滷素取代；A4表示1，4-亞苯基，其中一個或多個環上的氫可被滷素取代；Z4表示單鍵，-CH2CH2-，-(CH2)4-，-CH2O-或-OCH2-；L1和L2各自獨立地表示氫或滷素；o表示0或1。
R2可具體地為氟，氟，氰基，烷基，烷氧基，烷硫基，烷氧烷基，烷硫烷基，鏈烯基，鏈烯氧基，鏈烯硫基，滷素取代的烷基，滷代烷氧基，滷素取代的烷氧烷基和滷素取代的鏈烯基。
R2可更具體地為甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，己基，庚基，辛基，壬基，癸基，甲氧基，乙氧基，丙氧基，丁氧基，戊氧基，己氧基，庚氧基，辛氧基，甲氧甲基，乙氧甲基，丙氧甲基，丁氧甲基，甲氧乙基，乙氧乙基，丙氧乙基，甲氧丙基，乙氧丙基，丙氧丙基，甲硫基，乙硫基，丙硫基，丁硫基，戊硫基，己硫基，庚硫基，辛硫基，甲硫甲基，乙硫甲基，丙硫甲基，丁硫甲基，甲硫乙基，乙硫乙基，丙硫乙基，甲硫丙基，乙硫丙基，丙硫丙基，乙烯基，1-丙烯基，1-丁烯基，1-戊烯基，3-丁烯基，3-戊烯基，烯丙氧基，三氟甲基，二氟甲基，二氟氯甲基，2，2，2-三氟乙基，2-氟乙基，3-氟丙基，4-氟丁基，5-氟戊基，3-氯丙基，三氟甲氧基，二氟甲氧基，二氟氯甲氧基，五氟乙氧基，1，1，2，2-四氟乙氧基，七氟丙氧基，1，1，2，3，3，3-六氟丙氧基，三氟甲氧基甲基，2-氟乙烯基，2，2-二氟乙烯基，1，2，2-三氟乙烯基，3-氟-1-丁烯基和4-氟-1-丁烯基。
A4可具體地為上述式(r-10)到(r-16)。
通過下述方法可容易地製備用於苯衍生物(3)製備方法中的原料苯衍生物(1)。
通過下述方法可容易地製備式(1)中n＝1，A3為反式-1，4-亞環己基，Z3為單鍵以及X為氫的化合物(1-1)。即，通過由3，5-二氟溴苯製備的Grignard試劑(14)與環己酮衍生物(13)反應得到醇類化合物(15)，接著用無機酸如鹽酸，硫酸等，有機酸如對甲苯磺酸，或用無水酸性離子交換樹脂脫水，再在氫化還原催化劑如鈀-炭或Raney鎳的存在下進行催化氫化，可得到化合物(1-1)
其中R1，A1，A2，Z1，Z2，l和m定義如上。
通過下述方法可容易地製備式(1)中n＝1，A3為可被氟取代的1，4-亞苯基，Z3為單鍵以及X為氫的化合物(1-2)。即，按Akira.Suzuki等在J.of SyntheticOrganic Chemistry，Japan，46(9)，848(1988)中所述的方法，通過在催化劑如四三苯膦鈀(O)的存在下使滷素取代的苯衍生物(16)與由硼酸三烷基酯和前述Grignard試劑(14)作用並經水解後得到的硼酸衍生物(17)反應，可得到化合物(1-2)
其中R1，A1，A2，Z1，Z2，l和m定義如上；L5，L6和L7各自獨立地表示氫或氟。
通過下述方法可容易地製備式(1)中n＝1，Z3為-CH2-CH2-以及X為氫的化合物(1-3)。即，使乙醛衍生物(18)與Grignard試劑(14)反應，得到的醇類化合物(19)在酸催化劑的存在下脫水，然後進行催化氫化，可得到化合物(1-3)
其中R1，A1，A2，A3，Z1，Z2，l和m定義如上。
通過下述方法可容易地製備式(1)中m＝1，Z3為-CH2O-以及X為氫的化合物(1-4)。即，通過在鹼如鹼金屬氫氧化物或鹼金屬氫化物的存在下在非質子傳遞極性溶劑如DMF中使醇或酚衍生物(21)與由相應的醇溴化得到的烷基溴化物(20)反應，可得到具有醚鍵的化合物(1-4)(O.Kamm等，Org.Synth.，I，25(1941)；J.G.Calzada等，Org.Synth.，54，63(1974))
其中R1，A1，A2，A3，Z1，Z3，l和n定義如上。
按照US專利5,468,421和US專利5,641,432所述的方法可製備其中Z1，Z2，Z3的位置上引入有-CH＝CH-或-(CH2)4-的式(1)化合物。
用於本發明苯衍生物(3)的製備方法中的鹼可以為能在3，5-二氟苯衍生物的苯環4-位產生負碳離子的任何鹼，如鹼金屬，鹼金屬氫化物，烷基鋰或鹼金屬醇鹽。其中，優選烷基鋰，最優選正丁基鋰，這是由於它們容易得到，操作安全並可高選擇性地在3，5-二氟苯環的4-位產生負碳離子。
當X＝H時，相對於化合物(1)而言，該反應中使用的鹼的量優選地為0.9到1.5當量。為了在保持高選擇性的同時提高轉化率，最優選1.1到1.3當量的鹼。
當化合物(1)中的X為氯，溴或碘時，相對於化合物(1)而言，使用的鹼的量優選地為1.8到2.5當量，最優選2.1到2.3當量。
當Y1和Y2為氟以外的滷素時，二氟甲烷衍生物(2)可用於本發明苯衍生物(3)的製備方法中。
二氟甲烷衍生物(2)中，二溴二氟甲烷(Y1＝Y2＝Br)和溴氯二氟甲烷(Y1＝Cl，Y2＝Br)可按Haszeldine R.N.等(J.Chem.Soc.，1952，4259)所述的方法製備，二氯二氟甲烷(Y1＝Y2＝Cl)可按Hanne，A.L.等(Org.React.，1944，2，64)所述的方法製備。其中優選二溴二氟甲烷(Y1＝Y2＝Br)，這是因為它可從眾多試劑商店購得，也因為它的沸點(25℃)接近室溫容易處理。為了抑制副產物3，5-二氟-4-滷代苯衍生物的產生及提高反應的轉化產率，相對於化合物(1)而言，其用量優選地為1.5到2.3當量，最優選1.8到2.1當量。
可使用任何對反應呈惰性的反應溶劑作為本發明苯衍生物(3)製備方法中的反應溶劑。例如芳香化合物如苯，甲苯等，脂族烴類如己烷，庚烷等，環狀脂族烴類如環己烷等，脂族醚類化合物如乙醚，甲基-叔丁基醚，乙二醇二甲基醚，二甘醇二甲基醚等，和環醚如四氫呋喃，二惡烷等。其中，優選脂族醚類化合物和環醚化合物，這是因為它們對式(1)化合物的溶解度高。相對於化合物(1)而言，其用量優選地為5到20倍(重量比)。
為了使鹼反應，在3，5-二氟苯衍生物(1)的4-位引入二氟滷代甲基，本發明苯衍生物(3)製備方法中的反應溫度優選地低於-40℃，最優選-74到-60℃。為了在二氟二滷代甲烷與負碳離子的反應中抑制3，5-二氟-4-滷代苯副產物的產生，反應溫度優選地低於-30℃，最優選-74到-60℃。
為使反應完全，在加入鹼以後，本發明苯衍生物(3)製備方法中熟化的反應時間優選地為0.5到4小時。對於與二氟甲烷的反應，在加入二氟甲烷後，反應時間也優選地為0.5到4小時，整個反應總的時間優選地為1到8小時。
另外，本發明苯衍生物(3)的製備方法(反應歷程1)中產生少量(重量比小於35％)副產物如3，5-二氟-4-滷代苯衍生物(11)及其它副產物
其中R1，A1，A2，A3，Z1，Z2，Z3，l，m和n定義如上；X」表示氯，溴或碘。
為了從本發明苯衍生物(3)製備方法的反應混合物中分離和純化目的化合物，可使用普通有機合成中的常規方法。即，加入水和有機溶劑萃取反應混合物，充分攪拌，用水洗滌分出的有機層，用乾燥劑如無水硫酸鈉乾燥，減壓蒸發有機溶劑，得到目的化合物純度超過60％的濃殘留物。通過矽膠層析或蒸餾純化濃殘留物，可得到純度超過80％的目的化合物，通過進一步重結晶可得到純度超過95％的目的化合物。
在下述本發明二氟苄基醚衍生物(6)的製備方法中，可直接使用未經純化的上述苯衍生物(3)製備方法中得到的反應混合物即純度約60％的濃殘留物。
通過三烷基硼酸酯與由溴苯衍生物(22)按R.L.Kidwell等(Org.Synth.，V，918(1973))的方法製備的Grignard試劑反應製備硼酸酯衍生物，隨後用過氧化物如過乙酸氧化可得到用於本發明二氟苄基衍生物(6)製備方法中的酚衍生物(5)
其中R2，A4，Z4，L1，L2，o定義如上；R3表示烷基。
上述酚衍生物(5)也可通過下述已知方法製備1)通過在催化劑存在下水解滷素取代的衍生物的方法(公開的日本專利申請昭62-11 716)。2)通過酮衍生物醯基的Baeyer-Villiger氧化的方法(J.FluorineChem.(1994)67，(1)41)。3)通過重氮鹽水解的方法(公開的日本專利申請平3-246 244)。4)通過氟取代酚衍生物的方法(公開的日本專利申請昭62-207 229和平2-34335)。
其中R2為滷素取代的烷氧基的式(5)化合物可按DE-19 531 165A1製備。
用於本發明二氟苄基醚(6)製備方法中的鹼可為鹼金屬，鹼金屬氫氧化物，鹼金屬碳酸鹽，鹼金屬氫化物，鹼金屬醇化物等。由於其易於操作，鹼金屬氫氧化物如氫氧化鉀，氫氧化鈉等以及鹼金屬碳酸鹽如碳酸鉀、碳酸鈉等為優選的鹼。市場上得到的油形式的鹼金屬氫化物如氫化鈉可安全地操作，為優選的鹼。
醚化中鹼的用量取決於所使用的鹼的種類，相對於苯衍生物(3)而言，優選1到2當量。使用鹼金屬氫氧化物或鹼金屬氫化物時，優選1.1到1.3當量，使用鹼金屬碳酸鹽時，優選1.5到2當量。由於存在催化量的碘化鉀可加速醚化，因此，相對於苯衍生物(3)而言，優選加入0.03到0.1當量的碘化鉀。
醚化中，相對於苯衍生物(3)而言，使用多於一當量的酚衍生物(5)可無任何問題地得到二氟苄基醚衍生物(6)，為了容易地分離和純化反應混合物中的目的化合物，最好為1.1到1.3當量。
本發明二氟苄基醚衍生物(6)製備方法中使用的溶劑可為對反應惰性的任何溶劑，優選地為芳香化合物如苯，甲苯等，脂族烴類如己烷，庚烷等，環狀脂族烴類如環己烷等，脂族醚類化合物如甲基-叔丁基醚，乙二醇二甲醚，二甘醇二甲基醚等，環醚如四氫呋喃，二惡烷等和非質子傳遞極性溶劑如N，N-二甲基乙醯胺，N，N-二甲基甲醯胺(DMF)，六甲基磷醯三胺(HMPA)，N-甲基-2-吡咯烷酮等。其中，最優選N，N-二甲基乙醯胺和DMF。
本發明中可使用任何量的反應溶劑，只要能充分攪拌反應混合物並使安全穩定地進行即可，特別優選為苯衍生物重量的3到10倍。
根據苯衍生物(3)的結構，本發明二氟苄基醚衍生物(6)的製備方法的反應溫度可選自室溫到溶劑的沸點，優選60到130℃。根據所使用的苯衍生物(3)的結構和量以及所使用的鹼的種類，該反應的反應時間優選地為1到4小時。具體地，當使用鹼金屬氫氧化物或鹼金屬碳酸鹽作為鹼時，將苯衍生物(3)，酚衍生物(5)，鹼和溶劑混合，優選地在上述溫度下反應1到3小時。當使用鹼金屬氫化物作為鹼時，酚衍生物(5)和鹼的混合物優選地在上述溶劑中，在室溫到60℃的溫度範圍內，反應0.5到1小時，另外再與加入的苯衍生物(3)在60到130℃的溫度下反應1到3小時。
可使用有機合成中的常規技術從本發明二氟苄基醚衍生物(6)製備方法的反應混合物中分離和純化目的化合物。即，加入水和有機溶劑萃取反應混合物，攪拌，用水洗滌分出的有機層，用乾燥劑乾燥，減壓蒸發有機溶劑，得到目的化合物純度超過90％的濃殘留物。通過矽膠層析或蒸餾純化，可得到純度超過95％的目的化合物。通過進一步重結晶可得到純度超過99％的目的化合物。
本發明二氟苄基醚衍生物(6)的製備方法中，反應歷程1得到的苯衍生物(3)不需要純化便可使用，其中混合了3，5-二氟-4-滷代苯衍生物(11)。這時，僅有含二氟滷代甲基的苯衍生物(3)參與反應，得到目的化合物二氟苄基醚衍生物(6)和3，5-二氟-4-滷代苯衍生物(11)的混合物。通過已知分離方法如重結晶，矽膠柱層析或蒸餾可容易地將二者相互分離，得到純度80到超過95％的標題化合物。另外，通過重結晶可得到純度超過99％的目的化合物。
而且，可在催化劑如鈀-炭的存在下，將二氟苄基醚衍生物(6)和3，5-二氟-4-滷代苯衍生物(11)的混合物進行催化氫化，僅3，5-二氟-4-滷代苯衍生物(11)還原成化合物(1』)
其中R1，A1，A2，A3，Z1，Z2，Z3，l，m和n定義如上。
通過已知分離方法如重結晶，矽膠柱層析或蒸餾可容易地將二氟苄基醚衍生物(6)和化合物(1』)的混合物分離，得到純度80到超過95％的標題化合物。通過重結晶可得到純度超過99％的目的化合物。另一方面，類似於式(1)表示的化合物，回收到的化合物(1』)也可用於反應歷程1的反應(二氟滷代甲基化)。
在催化劑如碘化銅(I)的存在下，在非質子傳遞極性溶劑如N，N-二甲基甲醯胺中，通過與氰化銅反應，可將3，5-二氟-4-滷代苯衍生物(11)轉化成3，5-二氟-4-氰基苯衍生物(12)，它可用作液晶材料(例如，公開的日本專利平1-131 144)
其中R1，A1，A2，A3，Z1，Z2，Z3，l，m和n定義如上。
因此，本發明的方法可有效地利用副產物。
實施例下列實施例中使用的術語的詳細定義列舉如下Cr表示結晶，Sm表示近晶狀，N表示向列型，Iso表示各向同性。相轉移溫度的單位為℃。1H-NMR和19F-NMR數據中將使用的術語如下s代表單峰，d代表雙重峰，t代表三重峰以及J代表偶合常數(Hz)。MS譜數據中M+表示分子離子峰，其中圓括號中的值表示各碎片的離子峰強度。
實施例11-溴二氟甲基-2，6-二氟-4-(反式-4-丙基環己基)苯-其中R1＝正丙基，l為1，m＝n＝0，A1＝反式-1，4-亞環己基，Z1＝單鍵和Y1＝Br的式(3)化合物(化合物No.10)的製備在一個裝有攪拌器，溫度計，滴液漏鬥和氮氣進口的燒瓶中，將140g(0.59mol)2，6-二氟-4-(反式-4-丙基環己基)苯溶於1000ml四氫呋喃(THF)，使用冷卻劑冷卻至-65℃，在保持該溫度的同時逐滴加入455ml正丁基鋰的己烷溶液(1.55M，0.71mol)。加完後，在溫度保持低於-60℃的同時，將該混合物再攪拌2小時。，在溫度保持低於-45℃的同時，加入246.3g(1.18mol)二溴二氟甲烷在150ml THF中形成的溶液，並在此溫度下進一步攪拌2小時。將反應混合物溫熱至室溫，然後加入1000ml水，用1000ml甲苯萃取該混合物。將萃取層用水洗滌，用無水硫酸鎂乾燥，減壓濃縮，得到224g反應產物。將所得產物通過矽膠柱層析(庚烷洗脫)純化，得到177g柱處理產物。通過氣相色譜(GC)分析，柱處理產物為標題化合物(66％)，2，6-二氟-4-(反式-4-丙基環己基)溴苯(32％)和其他汙染物的混合物。基於2，6-二氟-4-(反式-4-丙基環己基)苯，標題化合物的產率為53.6％。
將25g上述柱處理產物用乙醇重結晶數次，得到11.3g標題化合物1-溴二氟甲基-2，6-二氟-4-(反式-4-丙基環己基)苯(室溫下為油狀物)。各種光譜數據都支持該化合物的化學結構。1H-NMR(δppm)0.5-2.2(m，16H)，2.42(m，1H)，6.7-6.9(寬，2H).19F-NMR-40.3(m，2F)，-111.2(m，2F).GC-MS348(M+-F，2.8)，322(6.7)，288(88.2)，225(5.9)，202(38.9)，189(100)，176(97.2)，163(72.2)，133(16.9)，81(16.9)，69(38.9)，55(57.6)，41(50.7).
實施例2反式-2-(3，5-二氟-4-溴二氟甲基苯基)-5-丙基-1，3-二惡烷-其中R1＝正丙基，l＝1，m＝n＝0，A1＝反式-1，3-二惡烷-2，5-亞基，Z1＝單鍵和Y1＝Br的式(3)化合物(化合物No.151)的製備在一個裝有攪拌器，溫度計，滴液漏鬥和氮氣進口的燒瓶中，將20.3g(83.2mmol)按公開的日本專利平4-503 678所述的方法製備的反式-2-(3，5-二氟苯基)-5-丙基-1，3-二惡烷溶於80ml THF，使用冷卻劑冷卻至-65℃，逐滴加入65.5ml正丁基鋰的己烷溶液(1.61M，104.8mmol)。加完後，在溫度保持低於-60℃的同時，將該混合物再攪拌2小時。，在溫度保持低於-45℃的同時，加入35.2g(166.4mmol)二溴二氟甲烷在THF中形成的25ml溶液，並在相同的溫度下再攪拌2小時。將反應混合物溫熱至室溫，然後加入200ml水，用300ml甲苯萃取該混合物。將萃取層用水洗滌，用無水硫酸鎂乾燥，減壓蒸發溶劑，得到33.9g反應產物。GC分析發現該產物為標題化合物(84.9％)和反式-2-(3，5-二氟-4-溴苯基)-5-丙基-1，3-二惡烷(15.1％)的混合物。將所得反應產物通過矽膠柱層析純化(洗脫劑∶庚烷/甲苯＝1/1)，得到21.8g柱處理產物(目的產物99.3％)。基於反式-2-(3，5-二氟苯基)-5-丙基-1，3-二惡烷，標題化合物的產率為58.6％。將上述反應產物用乙醇重結晶數次，得到18.1g標題化合物反式-2-(3，5-二氟-4-溴二氟甲基苯基)-5-丙基-1，3-二惡烷(室溫下為油狀物)。各種光譜數據都支持該化合物的化學結構。1H-NMR(δppm)0.8-1.7(m，7H)，1.9-2.4(m，1H)，3.51(t，J＝11.5Hz，2H)，4.0-4.4(m，2H)，5.34(s，1H)，7.0-7.3(m，2H).19F-NMR-41.3(m，2F)，-109.9(m，2F).GC-MS371(M+-Br，87.5)，191(10.4)，163(48.9)，83(21.9)，70(33.3)，55(100)，42(77.1)，29(26.9).
按照實施例1和實施例2所述的方法可容易地製備下列苯衍生物(化合物Nos.1-9，11-150，152-302)。
實施例3α，α-二氟-2，6-二氟-4-(反式-4-丙基環己基)苄基-3，4，5-三氟苯基醚-其中R1＝正丙基，l＝1，m＝n＝0，A1＝反式-1，4-亞環己基，Z1＝單鍵，L1，L2和R2都為F的式(6)化合物(化合物No.527)的製備在一個裝有攪拌器，溫度計，冷凝管和氮氣進口的燒瓶中，將10.0g(27.2mmol)實施例1製備的1-溴二氟甲基-2，6-二氟-4-(反式-4-丙基環己基)苯，4.2g(28.6mmol)3，4，5-三氟苯酚，7.5g(54.5mmol)碳酸鉀，0.2g(1.4mmol)碘化鉀和50ml N，N-二甲基甲醯胺混合，加熱至120℃，並攪拌1.5小時。將反應混合物冷卻至室溫，加入100ml水，用200ml甲苯萃取。將萃取層用水洗滌，用無水硫酸鎂乾燥，減壓蒸發溶劑，得到11.3g產物。將所得產物通過矽膠柱層析(庚烷洗脫)純化，得到10.1g柱處理產物(標題化合物98％)。
將上述處理產物用庚烷重結晶，得到9.0g標題化合物α，α-二氟-2，6-二氟-4-(反式-4-丙基環己基)苄基-3，4，5-三氟苯基醚。基於1-溴二氟甲基-2，6-二氟-4-(反式-4-丙基環己基)苯，該產物的產率為76.2％。各種光譜數據都完全支持該化合物的化學結構。相變溫度(℃)Cr 40.7 Iso1H-NMR(δppm)0.8-2.1(m，16H)，2.5(m，1H)，6.5-7.1(m，4H)19F-NMR-66.06(m，2F)，-111.95(m，2F)，-133.08(m，2F)，-163.85(m，1F)GC-MS287(100)，189(6.5)，176(4.3)，163(26.6)，55(3.4)，41(4.0)對照實施例由實施例1中通過矽膠柱層析得到的柱處理產物(1-溴二氟甲基-2，6-二氟-4-(反式-4-丙基環己基)苯(66％重量比)和2，6-二氟-4-(反式-4-丙基環己基)溴苯(32％重量比)的混合物)製備標題化合物α，α-二氟-2，6-二氟-4-(反式-4-丙基環己基)苄基-3，4，5-三氟苯基醚在一個裝有攪拌器，溫度計，冷凝管和氮氣進口的燒瓶中，在氮氣氛下，將25.0g實施例1柱處理產物(1-溴二氟甲基-2，6-二氟-4-(反式-4-丙基環己基)苯44.9mmol)，7.3g(49.4mmol)3，4，5-三氟苯酚，12.4g(89.9mmol)碳酸鉀，0.5g(2.2mmol)碘化鉀和150mlN，N-二甲基甲醯胺混合，加熱至120℃，並攪拌1.5小時。將反應混合物冷卻至室溫，加入300ml水，用400ml甲苯萃取。將萃取層用水洗滌，用無水硫酸鎂乾燥，減壓蒸發溶劑，得到28.0g產物。將所得產物溶於由100ml甲苯和50ml乙醇組成的溶液，在該混合物中加入2.2g鈀-炭催化劑和3.1g(30.3mmol)三乙胺，將該混合物在高壓釜內，在2kg/cm2的氫氣壓及室溫下攪拌8小時。濾出催化劑後，在反應混合物中加入150ml水，用200ml甲苯萃取。
將萃取層依次用100ml 1M鹽酸溶液，150ml水，100ml碳酸鈉飽和水溶液和150ml水洗滌，用無水硫酸鎂乾燥，減壓蒸發溶劑，得到25.5g反應產物。
將得到的反應產物通過矽膠柱層析(庚烷洗脫)純化，在Rf＝0.74(4.9g)和Rf＝0.46(19.3g)得到組分。將上述Rf＝0.46的組分用庚烷重結晶，得到16.9g標題化合物α，α-二氟-2，6-二氟-4-(反式-4-丙基環己基)苄基-3，4，5-三氟苯基醚。在該方法中，基於3，4，5-三氟苯酚，產率為7 8.8％，基於實施例1使用的2，6-二氟-4-(反式-4-丙基環己基)苯，該產物的產率為46.9％。
上述Rf＝0.74組分為2，6-二氟-4-(反式-4-丙基環己基)苯。這顯示實施例1中的副產物可被回收，因此可以認為本發明的方法為有效的製備方法。
實施例4α，α-二氟-2，6-二氟-4-(反式-4-丙基-1，3-二惡烷-2-基)苄基-3，4，5-三氟苯基醚-其中R1＝正丙基，l＝1，m＝n＝o＝0，A1＝反式-1，3-二惡烷二基，Z1＝單鍵，L1，L2和R2都為F的式(6)化合物(化合物No.583)的製備在一個裝有攪拌器，溫度計，冷凝管和氮氣進口的燒瓶中，在氮氣氛下，將1.4g(35.6mmol)氫化鈉(60％油)懸浮在20ml DMF中，在室溫及攪拌下，逐滴加入4.4g(29.6mmol)3，4，5-三氟苯酚在20ml DMF中形成的溶液。再攪拌1小時後，逐滴加入10.0g(26.9mmol)實施例2中得到的反式-2-(3，5-二氟-4-溴二氟甲基苯基)-5-丙基-1，3-二惡烷在DMF中形成的50ml溶液，加熱至60℃，攪拌4小時。將反應混合物冷卻至室溫，加入100ml水，用200ml甲苯萃取。將萃取層用水洗滌，用無水硫酸鎂乾燥，減壓蒸發溶劑，得到11.6g反應產物。將所得產物通過矽膠柱層析(洗脫劑∶庚烷/甲苯＝3/2)純化，繼之以乙醇重結晶，得到7.7g標題化合物α，α-二氟-2，6-二氟-4-(反式-4-丙基-1，3-二惡烷-2-基)苄基-3，4，5-三氟苯基醚。基於反式-2-(3，5-二氟-4-溴二氟甲基苯基)-5-丙基-1，3-二惡烷，該產物的產率為65.9％。各種光譜數據都支持該化合物的化學結構。相變溫度(℃)Cr 41.6 Iso1H-NMR(δppm)0.8-2.6(m，7H)，1.8-2.4(m，1H)，3.4-3.7(m，2H)，4.1-4.5(m，2H)，5.3-5.6(s，1H)，6.8-7.4(m，2H).19F-NMR-62.1(m，2F)，-110.5(m，2F)，-132.9(m，2F)，-163.6(m，1F)。GC-MS291(M+-C6H2F30，100)，191(23.4)，163(70.2)，83(24.3)，55(91.7)，41(46.8)，29(22.3).
按照實施例3和實施例4所述的方法可容易地製備下列二氟苄基醚衍生物(化合物Nos.501-526，528-582，584-668).
與其他常規方法相比，本發明的方法可容易有效地製備用作光電材料和其他材料的苯衍生物。
另外，通過在鹼的存在下，使本發明方法得到的苯衍生物與酚衍生物的反應，可容易有效地製備可預期用作液晶材料的二氟苄基醚。
權利要求
1.一種製備式(3)(其中R1為氫或具有1到15個碳原子的烷基，烷基中互不相鄰的一個或多個亞甲基可被氧，硫或-CH＝CH-取代，而且烷基中的任何氫均可被氟取代；A1，A2和A3各自獨立地表示反式1，4-亞環己基，其中一個或多個環上的亞甲基可被氧或硫取代，或表示1，4-亞苯基，其中一個或多個環上的氫可被氟取代；Z1，Z2和Z3各自獨立地表示單鍵，-CH2CH2-，-(CH2)4-，-CH2O-或-OCH2-；l，m和n各自獨立地表示0或1；Y1表示氯，溴或碘)表示的苯衍生物的方法，特徵為
用鹼處理式(1)表示的苯衍生物(其中R1，A1，A2，A3，Z1，Z2，Z3，l，m和n定義如上；X表示氫，氯，溴或碘)，並使形成的負碳離子與式(2)表示的二氟甲烷衍生物(其中Y1和Y2各自獨立地表示氯，溴或碘)反應。
2.根據權利要求1的苯衍生物的製備方法，其中式(2)中的Y1和Y2均為溴。
3.根據權利要求2的苯衍生物的製備方法，其中烷基鋰用作鹼。
4.根據權利要求3的苯衍生物的製備方法，其中正丁基鋰用作鹼。
5.式(4)表示的苯衍生物
其中R1，A1，A2，A3，Z1，Z2，Z3，l，m和n定義如上；Y3表示溴或碘。
6.含有兩種或多種組分的液晶組合物，其特徵是至少含有一種式(4)表示的化合物。
7.一種製備式(6)(其中R2為滷素，氰基或具有1到15個碳原子的烷基，烷基中互不相鄰的一個或多個亞甲基可被氧，硫或-CH＝CH-取代，且烷基中的一個或多個氫可被滷素取代；A4表示1，4-亞苯基，其中一個或多個環上的氫可被滷素取代；Z4表示單鍵，-CH2CH2-，-(CH2)4-，-CH2O-或-OCH2-；L1和L2各自獨立地表示氫或滷素；o為0或1；R1，A1，A2，A3，Z1，Z2，Z3，l，m和n定義如上)表示的二氟苄基醚衍生物的方法，特徵為
使式(3)表示的苯衍生物(其中R1，A1，A1，A3，Z1，Z2，Z3，l，m和n定義如上)與式(5)表示的酚衍生物(其中A4，Z4，L1，L2和R2定義如上)反應。
全文摘要
一種製備二氟苄基醚衍生物(6)的方法,特徵見化學式,使苯衍生物(1)與鹼形成負碳離子,進而與二氟甲烷衍生物(2)反應,得到苯衍生物(3),然後在鹼存在下將其與酚衍生物(5)反應。
文檔編號C09K19/34GK1255475SQ9912392
公開日2000年6月7日 申請日期1999年9月28日 優先權日1998年9月28日
發明者近藤智之, 小林加津彥, 松井秋一, 竹內弘行 申請人:智索股份有限公司