一種嘧啶類高雙折射率液晶化合物及其製備方法
2023-07-14 18:15:36
一種嘧啶類高雙折射率液晶化合物及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種嘧啶類高雙折射率液晶化合物及其製備方法，結構如式I所示，其中R為烷氧基、烷基苯基、烷氧基苯基、烷基苯乙炔基、烷氧基苯乙炔基中的任一種；X為苯基、苯乙炔基、聯苯基、聯苯乙炔基中的任一種。該化合物具有較長的π-電子共軛體系，端基引入異硫氰基基團，偶極矩和粘度較氰基低，具有較高的電阻率和電壓保持率，且內部分子相互作用弱，不會形成二聚物。本發明的化合物具有較高的雙折射率，是性能優良的液晶材料和光學材料。
【專利說明】一種嘧啶類高雙折射率液晶化合物及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一類含異硫氰基的嘧啶類液晶化合物及其製備方法，屬於液晶化合物【技術領域】。
【背景技術】
[0002]近些年來，高雙折射率液晶材料受到廣泛的關注。高雙折射率液晶材料在聚合物分散液晶、空間光數據機和定向反射等顯示器件中有很重要的應用。另外，在轉向雷射束和通信可變衰減器等光電器件上高的雙折射液晶材料也有它的應用前景。具有高的雙折射率液晶材料按照分子量的大小來分，包括小分子高雙折射率液晶材料和聚合物高雙折射率液晶材料。對於高雙折射率的液晶材料特性來說，要求該分子結構為線性分子，有大的π電子共軛，端基有極性基團，連接基多為不飽和的雙鍵、三鍵、苯環等基團。強極性的末端基團往往會導致較高的粘度與熔點及清亮點，影響液晶的混配及相容性。
【發明內容】
[0003]本發明目的之一在於根據液晶分子結構要求，提供一類具有較長的π-電子共軛體系，分子端基具有吸電子基團和供電子基團的高雙折射率液晶化合物，該液晶化合物為含異硫氰基的嘧啶類液晶化合物，在具有較高電阻率和電壓保持率的同時粘度較低，且分子間相互作用弱，不會形成二聚體。
[0004]本發明目的之二在於提供上述含異硫氰基的嘧啶類液晶化合物的製備方法。
[0005]本發明所提供的嘧啶類液晶化合物，具有如下式I所示的結構:
[0006]
【權利要求】
1.式I化合物:
其中，R為烷氧基、烷基苯基、烷氧基苯基、烷基苯乙炔基和烷氧基苯乙炔基中的任一種； X為苯基、苯乙炔基、聯苯基和聯苯乙炔基中的任一種。
2.根據權利要求1所述的式I化合物，其特徵在於，R為以下結構中的任一種:-OCnH2n+1，
其中η為I~18的整數。
3.根據權利要求1所述的式I化合物，其特徵在於，X為以下結構中的任一種:
4.根據權利要求1所述的式I化合物，其特徵在於，式I化合物選自下列化合物Ia~Ic中的一個:
5.權利要求1所述式I化合物的製備方法，包括以下步驟: I)通過下述方法(i)、(?)或(iii)之一製備中間體ml:
(i)當R為烷基苯乙炔基或烷氧基苯乙炔基時，將烷基苯乙炔或烷氧基苯乙炔Ri^和2-碘-5-溴嘧唳進行Sonogashira偶聯反應,得到中間體ml ；
其中R1為烷基苯基或烷氧基苯基； (ii)當R為烷氧基時，將溴代烷烴R2-Br與5-溴-2羥基嘧啶發生醚化反應，得到中間體ml ；
其中R2為烷基； (iii)當R為烷基苯基或烷氧基苯基時，將烷基苯硼酸或烷氧基苯硼酸和2-碘-5-溴喃唳進行Suzuki偶聯反應,得到中間體ml ；
2)通過下述方法(a)或(b)從中間體ml製備中間體m2:
(a)當X為苯乙炔基或聯苯乙炔基時，將中間體ml和含有氨基的具端炔基團的原料
進行Sonogashira偶聯反應，得到中間體m2 ；
其中R3為苯基或聯苯基； (b)當X為苯基或聯苯基時，先將中間體ml與含有硝基的苯硼酸或含硝基的聯苯硼酸發生Suzuki偶聯反應，得到中間體m2』，中間體m2』中的硝基再被還原為氨基，得到中間體m2 ；
3)中間體m2與硫代光氣反應得到式I化合物:
6.根據權利要求5所述的製備方法，其特徵在於，所述步驟I)中的方法(i)在惰性氣體的保護下進行，以三乙胺或三乙胺與其他有機溶劑的混合溶液作為溶劑，以四(三苯基磷)鈀或二(三苯基磷)二氯化鈀及碘化亞銅為催化劑，或再加上三苯基膦為助催化劑，在25~35°C反應6~9小時，反應產物經柱層析分離純目標化合物ml ;方法(ii)將5-溴-2羥基嘧啶置於反應容器中，然後加入有機溶劑、去離子水、四丁基溴化銨和鹼，升溫至55~70°C後滴加溴代烷烴，反應4~6小時，產物經水洗，萃取，柱層析分離，真空乾燥得化合物ml ;方法(iii)將烷基苯硼酸或烷氧基苯硼酸和2-碘-5-溴嘧啶並置於反應容器中，加入鹼和有機溶劑、乙醇、四(三苯基磷)鈀，排除空氣，惰性氣氛中加熱至回流，反應5~8小時，產物經萃取、柱層析分離得化合物ml。
7.根據權利要求5所述的製備方法，其特徵在於，所述步驟2)的方法(a)在惰性氣體的保護下進行，以三乙胺或三乙胺與其他有機溶劑的混合溶液作為溶劑，以四(三苯基磷)鈀或二(三苯基磷)二氯化鈀及碘化亞銅為催化劑，或再加上三苯基膦為助催化劑，在80~120°C反應8~10小時，反應產物經柱層析分離純化得到化合物m2 ;方法(b)將含有硝基的苯硼酸或聯苯硼酸與含有供電子基團的中間體ml置於反應容器中，加入鹼、有機溶劑和無水乙醇，排除空氣，然後加入四(三苯基磷)鈀，在惰性氣氛保護下70~90°C回流反應5~8小時；將產物提純，溶於四氫呋喃和無水乙醇體積比為1:1的混合溶液中，加入鈀碳，抽氣，通氫氣25~40°C攪拌4~6小時反應產物經層析柱提純，得到中間體m2。
8.根據權利要 求5所述的製備方法，其特徵在於，步驟3)將中間體m2溶解於有機溶劑中，然後加入鹼與硫代光氣，在20~40°C攪拌反應3~6小時，然後水洗，萃取，減壓蒸餾除去溶劑,經柱層析純化得式I化合物。
9.權利要求1~4任一所述的式I化合物作為液晶分子在液晶顯示器中的用途。
【文檔編號】C07D239/26GK104130196SQ201410347149
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月21日 優先權日:2014年7月21日
【發明者】楊槐, 趙玉真, 張蘭英, 賀澤民, 李辰悅 申請人:北京大學