联苯类液晶材料的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种联苯类液晶材料的制备方法，所述联苯类液晶材料如式I所示所述联苯类液晶材料的制备包括如下步骤：1)合成：在第一有机溶剂里，将式II的化合物式III的化合物和碱，在催化剂的作用下加热发生铃木反应：其中，R1为‑F或‑NH2，R2为具有3‑7个碳原子的烷基、具有3‑7个碳原子的不饱和烃基或具有3‑7个碳原子的烷氧基，L1，L2，L3和L4分别为H或F，m为0，1或2，X为‑Cl，‑Br或‑I，为或2)提纯：上述反应完成后，用索式提取器对步骤1)反应产物进行提纯。本发明专利技术提供的联苯类液晶材料的制备提纯方法，仪器简单，操作方便，节省时间，纯度高，损失少。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液晶材料领域，具体而言，涉及一种联苯类液晶材料的制备方法。
技术介绍
立体显示是显示领域的发展方向，尤其是裸眼3D显示无需佩戴眼镜，将会是3D显示的主流趋势。裸眼3D显示装置中，需要一种分光的器件将显示器中有区别的像素信息准确的传送到人的左、右眼，常用的分光器件有透镜、狭缝等。透镜可以大体分为两种，一种是具有透镜常规的物理形状，比如曲面结构，常使用可聚合各向异性的光学材料通过UV聚合或热聚合等方法制备，但是不适合大规模量产，且良率较低；另一种为液晶透镜，将液晶材料夹在两层电极基板中间，利用液晶材料的电响应特性，施加电压改变液晶层的光学性质，通过电场梯度作用可实现透镜的效果，且液晶透镜可以使用现有液晶显示屏的生产线来进行生产，利于大规模量产和推广。液晶透镜中常用到的高双折射率液晶材料一般为有特定结构的小分子混合物，图1为高双折射率液晶材料的常见分子结构，两个带侧链(R1)或端基(R2)的环结构(A1，A2)由连接基团(X)连接起来。图2为高双折射率液晶材料中一类常用的联苯类分子结构，其化学结构对温度和紫外光等相对稳定，且其对提升液晶材料的双折射率和清亮点具有显著的效果。因此被广泛应用于液晶材料中，也是研究最多的一类液晶材料。对于图2的联苯类液晶分子结构的合成，现有技术中一般采用suzuki反应(铃木反应)制备此类单体液晶，如图3所示。suzuki反应在此类结构制备中具有一些不可替代的优势，如反应产率较高，条件相对温和，反应步骤简单等。但是，suzuki反应也有一些不可避免的缺点，如催化剂金属钯不易去除，残留的金属钯将会较大地降低液晶材料的电阻率，并影响其在显示器件中的响应电压；又如反应底物硼酸在suzuki反应条件下会产生自身偶合的副产物，使后处理纯化变得复杂。特别是在制备氰基(CN)与异硫腈基(NCS)类液晶单体时，由于自身偶合副产物与最终产物CN，NCS类液晶单体的极性非常接近，自身偶合产物与最终产物混合在一起时，用柱层析色谱法很难将他们分离，导致最终产物纯化变得复杂，因此在制备最终反应产物CN，NCS类液晶单体步骤前，必须把自身偶合副产物除去，保证最终产物的纯度。目前，用于suzuki后处理的常用纯化方法是柱层析色谱法，即利用产物与副产物的不同极性来对产物和副产物进行分离，从而达到纯化目的，但由于柱层析色谱法在制备量变大时，所需花费的准备时间，分离时间和洗脱溶剂大大增加，并且相对应的柱层析柱子也要加大，非常不利于工业化的大量生产。因此需提供一个简便有效的方法来制备联苯类液晶材料，简化产物提纯方法，并且保证产率和纯度较高，便于大量生产。
技术实现思路
为了简化联苯类液晶材料的提纯方法，本专利技术提出一种联苯类液晶材料的制备方法，所述联苯类液晶材料如式I所示：所述联苯类液晶材料的制备包括如下步骤：1)合成：在第一有机溶剂里，将式II的化合物式III的化合物和碱，在催化剂的作用下加热发生铃木反应：其中，R1为-F或-NH2，R2为具有3-7个碳原子的烷基、具有3-7个碳原子的不饱和烃基或具有3-7个碳原子的烷氧基，L1，L2，L3和L4分别为H或F，m为0，1或2，X为-Cl，-Br或-I，为2)提纯：上述反应完成后，用索式提取器对步骤1)反应产物进行提纯。进一步的，所述步骤2)的所述提纯包括以下步骤：a.将所述反应液倒入冰水，搅拌并滴加盐酸至中性，使所述反应液里的所述碱全部反应完；b.用第二有机溶剂萃取所述步骤a所得的液体，收集有机相，先用盐水洗所述有机相，接着用无水硫酸钠干燥所述有机相，最后，旋转蒸发干所述有机相得褐色固体；c.在索氏提取器的提取瓶中加入石油醚，提取管加入所述步骤b所得的褐色固体，加热回流1～2小时后，将提取瓶的石油醚冷却至室温，产物固体析出，利用抽滤装置过滤得到提纯产物。进一步的，所述第二有机溶剂选自二氯甲烷、乙酸乙酯和乙醚中的一种。进一步的，所述步骤1)的反应在惰性气氛中进行。进一步的，所述步骤1)中，所述第一溶剂选自乙醇、异丙醇、1,4-二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺和甲苯中的一种。6进一步的，所述步骤1)中，所述碱选自Cs2CO3、K2CO3、Na2CO3、Li2CO3、K3PO4和Ba(OH)2中的一种。进一步的，所述步骤1)中，所述催化剂为钯催化剂。更进一步的，所述催化剂包括Pd(Pph3)4,Pb(dppf)Cl2和Pd(Pph3)2Cl2中的一种。进一步的，所述步骤1)的反应时间为2～5小时。进一步的，所述制备方法进一步包括步骤3)：在第三有机溶剂里，加入步骤2)所得的提纯产物与CSCl2，所述步骤2)的提纯产物与CSCl2发生如下反应：其中，R1为-NH2，R2为具有3-7个碳原子的烷基、具有3-7个碳原子的不饱和烃基或具有3-7个碳原子的烷氧基，L1，L2，L3和L4分别为H或F，m为0，1或2，为更进一步的，所述第三有机溶剂选自氯仿和二氯甲烷中的一种。进一步的，所述制备方法进一步包括步骤3)：加入步骤2)所得的提纯产物与亚硝酸钠水溶液，并向反应液滴加溶于氨与氯化铵缓冲溶液的镍氰化钾，所述步骤2)的提纯产物与镍氰化钾发生如下反应：其中，R1为-NH2，R2为具有3-7个碳原子的烷基、具有3-7个碳原子的不饱和烃基或具有3-7个碳原子的烷氧基，L1，L2，L3和L4分别为H或F，m为0，1或2，为更进一步的，所述制备方法具体包括：a：在反应瓶中加入步骤2)所得的提纯产物和稀盐酸，并将反应置于冰浴中，缓慢滴加亚硝酸钠水溶液，在冰浴条件下反应1～4小时；b：上述反应完成后，用碳酸钠溶解将上述反应液调至中性，并向反应液滴加溶于氨与氯化铵缓冲溶液的镍氰化钾，然后将反应升至60℃。附图说明图1为高双折射率液晶材料常见分子结构图。图2为高双折射率液晶材料联苯类分子结构图。图3联苯类分子的suzuki合成方法。图4为实施例1利用索氏提取法提纯产物过程图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术并不限于下面公开的具体实施例的限制。实施例1本实施例为的制备：步骤1)，合成目标产物：搭建回流反应装置，向反应瓶内放入搅拌子，加入4-丙基联苯硼酸、2,6-二氟-4-溴苯胺、催化剂Pd(Pph3)4,、碳酸铯；密封反应系统，将密封系统里的空气置换成氮气；注入有N,N-二甲基甲酰胺和水，搅拌并慢慢加热回流，确保系统在氮气保护下反应。4小时后，用TLC检测反应程度。步骤2)，用索式提取器对步骤1)的产物进行提纯：反应完毕后，将反应液倒入冰水，滴加稀盐酸并搅拌，滴至中性，使反应液里的碳酸钠全部反应完；用二氯甲烷萃取上述液体，收集有机相，所得有机相用盐水洗两次后，接着用无水硫酸钠或无水硫酸镁干燥，最后，旋转蒸发干有机相得褐色固体，此时褐色固体为suzuki反应的粗产品，包含目标产物、自身耦合副产物以及其他副产物。搭建好提取装置，在索氏提取器的提取瓶内倒入石油醚；将上述褐色固体装于滤纸筒里面，将滤纸筒放置在索氏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种联苯类液晶材料的制备方法，所述联苯类液晶材料如式I所示：所述联苯类液晶材料的制备包括如下步骤：1)合成：在第一有机溶剂里，将式II的化合物式III的化合物和碱，在催化剂的作用下加热发生铃木反应：其中，R1为‑F或‑NH2，R2为具有3‑7个碳原子的烷基、具有3‑7个碳原子的不饱和烃基或具有3‑7个碳原子的烷氧基，L1，L2，L3和L4分别为H或F，m为0，1或2，X为‑Cl，‑Br或‑I，为2)提纯：上述反应完成后，用索式提取器对步骤1)反应产物进行提纯。

【技术特征摘要】
1.一种联苯类液晶材料的制备方法，所述联苯类液晶材料如式I所示：所述联苯类液晶材料的制备包括如下步骤：1)合成：在第一有机溶剂里，将式II的化合物式III的化合物和碱，在催化剂的作用下加热发生铃木反应：其中，R1为-F或-NH2，R2为具有3-7个碳原子的烷基、具有3-7个碳原子的不饱和烃基或具有3-7个碳原子的烷氧基，L1，L2，L3和L4分别为H或F，m为0，1或2，X为-Cl，-Br或-I，为2)提纯：上述反应完成后，用索式提取器对步骤1)反应产物进行提纯。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)的所述提纯包括以下步骤：a.将所述反应液倒入冰水，搅拌并滴加盐酸至中性，使所述反应液里的所述碱全部反应完；b.用第二有机溶剂萃取所述步骤a所得的液体，收集有机相，先用盐水洗所述有机相，接着用无水硫酸钠干燥所述有机相，最后，旋转蒸发干所述有机相得褐色固体；c.在索氏提取器的提取瓶中加入石油醚，提取管加入所述步骤b所得的褐色固体，加热回流1～2小时后，将提取瓶的石油醚冷却至室温，产物固体析出，利用抽滤装置过滤得到提纯产物。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二有机溶剂选自二氯甲烷、乙酸乙酯和乙醚中的一种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)的反应在惰性气氛中进行。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述第一溶剂选自乙醇、异丙醇、1,4-二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺和甲苯中的一种。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述碱选自Cs2CO3、K2CO3、Na2CO3、Li2CO3、K3PO4和Ba(OH)2中的一种。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国贤，包瑞，
申请(专利权)人：深圳超多维光电子有限公司，深圳市墨克瑞光电子研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44