一种负性液晶化合物及其制备方法技术

本发明专利技术属于液晶化合物技术领域，具体地说，涉及一种负性液晶化合物及其制备方法。所述的负性液晶化合物，结构通式如式(I)所示：

Negative liquid crystal compound and preparation method thereof

The invention belongs to the technical field of liquid crystal compounds, in particular, relates to a negative liquid crystal compound and a preparation method thereof. The negative liquid crystal compounds are shown in the general formula of formula (I):

【技术实现步骤摘要】
一种负性液晶化合物及其制备方法
本专利技术属于液晶化合物
，具体地说，涉及一种负性液晶化合物及其制备方法。
技术介绍
近十几年液晶显示技术得到了迅速的发展，液晶显示产品在人们普通生活得到了快速普及。新型液晶显示方式主要有光学补偿弯曲模式(OCB)、共面转变液晶显示(IPS)、垂直取向模式(VA)、轴对称微结构液晶显示(ASM)、多畴扭曲液晶显示等。各种显示方式液晶盒的设计不同、驱动方式不同，液晶分子指向矢和玻璃基板方向不同，光学补偿弯曲模式(OCB)、共面转变液晶显示(IPS)液晶分子指向矢和玻璃基板方向是平行的，而垂直取向模式(VA)、轴对称微结构液晶显示(ASM)在无电场状态下液晶分子指向矢和玻璃基板方向垂直。平行排列方式的IPS，液晶的介电各向异性(Δε)既可以是正的，也可以是负的。垂直取向模式(VA)所有液晶分子在零场时和玻璃基板方向垂直，与垂直入射光线平行。当偏振片正交时，会显示良好的暗态，所以该类器件有良好的对比度，用到液晶的介电各向异性(Δε)必须是负的。液晶的光学各向异性(Δη)、液晶盒的厚度(d)、入射光的波长(λ)几乎影响不到对比度。垂直取向模式(VA)的响应时间比扭曲型器件要短得多，约为一半左右。在外加电压影响下，VA器件主要产生的是液晶分子的弯曲形变，ECB产生的是液晶分子的展曲形变，而扭曲显示产生的是液晶分子的扭曲形变，其响应时间也分别与弯曲、展曲、扭曲弹性常数成反比，由于大部分的液晶在通常的情况下液晶的弯曲弹性常数大于展曲弹性常数，展曲弹性常数又大于扭曲弹性常数，这也是VA器件响应时间较快的原因。为了能使显示器件的性能更加接近理想化，人们一直在致力于研究新的液晶化合物，这得以使液晶化合物及显示器件的性能仍在不断的向前发展。近几年，侧位含氟，含氰等多种负性材料在液晶混合物中得到了大量应用。在文献Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1983,Vol.94，pp109-118提到侧位含二氰基的液晶酯类化合物，如该类化合物具有大的负介电各向异性，但也具有粘度大、电阻率低、稳定性差和混溶性差等缺点，限制了其应用范围。在US5279764、US2011309300等专利中提到了众多侧位二氟液晶化合物，例如此类液晶化合物具有负介电各向异性适中，粘度低，电阻率高以及稳定性好等特点，在各种显示模式中具有广泛应用。在US4510069(1985年)专利中提到多种烷基取代的环己基腈衍生物。这一类液晶化合物具有较强的负介电各向异性，稳定性，清亮点适中。例如有鉴于此特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种新的负性液晶化合物及其制备方法。为实现本专利技术的目的，本专利技术采用如下技术方案：一种负性液晶化合物，结构通式如式(I)所示：其中：R1、R2均独立选自以下基团中的任意一种：H或碳原子1-10的烷基或烷氧基；或碳原子2-10的直链烯基或烯氧基；或碳原子1-10的氟代直链烷基，或碳原子2-10的氟代直链烯烃基，或-Cl，-F，-OCF3，-OCF2H；或含烷基取代基或氟取代基的芳烃基；或含有或无取代基的环丙基或环丁基或环戊基；或其他含取代基的含氧或氮的五元或六元杂环基；或碳原子1-20的烷基酰氧基或芳基酰氧基；n＝1或2；X、Y均独立选自H或F；选自以下基团的任意一种：优选，本专利技术所述的负性液晶化合物，其中，n＝1，X、Y均为H。本专利技术所述的负性液晶化合物优选下述式(I-1)至式(I-7)中的任意一种：本专利技术所述的负性液晶化合物更优选下述式(I-8)至式(I-11)中的任意一种：现有技术中的液晶化合物，如负介电各向异性强，但稳定性很差，混溶性差，限制了其应用。本专利技术的负性液晶化合物借鉴了这两类液晶化合物产品的结构优点，稳定性、粘度和混溶性相似，而相对于这两类产品，在负介电各向异性性能上得到明显提升，可降低混晶产品中驱动电压，化学稳定性好，混溶性好。本专利技术的目的还在于提供所述的负性液晶化合物的制备方法。本专利技术所述的制备方法包括如下步骤：1)中间体的制备以化合物a为原料，制备中间体；2)负性液晶化合物的制备以化合物b为原料，与步骤1)所得的中间体进行反应，得到式(I)所示的负性液晶化上述制备方法中，其中，步骤2)为：以化合物b为原料，在二异丙胺、四氢呋喃和丁基锂存在的条件下，与步骤1)所得的中间体进行反应得到式(I)所示的负性液晶化合物，其反应式如下：所述的反应为在室温搅拌下反应2～4h，优选3h。所述的中间体、化合物b、二异丙胺和丁基锂的摩尔比为1:(1.0～1.2):(1.2～1.4):(1.20～1.30)，优选1:1.1:1.3:1.25。所述的丁基锂和中间体在-50～-60℃下加入。具体地说，所述的步骤2)为：在反应器内加入化合物b、二异丙胺和四氢呋喃，氮气保护下，降温至-50～-60℃，滴加丁基锂，保温1～2h；控温-50～-60℃，滴加中间体，滴完升至室温搅拌2～4h得到式(I)所示的负性液晶化合物。作为优选方案，所述的搅拌后还包括后处理的过程，所述的后处理为倒入酸水水解，用乙酸乙酯提取，中和，干燥，蒸干溶剂，使用石油醚过硅胶柱，用乙醇结晶。更具体地说，所述的步骤2)为：在反应器内加入化合物b、二异丙胺和四氢呋喃，氮气保护下，降温至-50～-60℃，滴加丁基锂，保温1～2h；控温-50～-60℃，滴加中间体，滴完升至室温搅拌2～4h倒入酸水水解，用乙酸乙酯提取，中和，干燥，蒸干溶剂，使用石油醚过硅胶柱，用乙醇结晶，得到式(I)所示的负性液晶化合物。上述制备方法中，化合物b这类腈可以为已知的市售原料，大部分结构在CAS已经注册，如反式丙基双环己基甲腈，cas:65355-35-3；反式-4-戊基环己基甲腈，cas:80670-47-9。也可以是采用液晶行业常用的制备方法制备得到的，如以液晶行业大量使用的烷基环己基甲酸制备酰氯，制备酰胺，然后脱水成腈。上述制备方法中，当n＝1时，所述的中间体的制备按照如下步骤进行：1a)以化合物a为原料，在BuLi/DMF存在下，经反应得到化合物1；1b)在氟甲醚三苯基磷盐和叔丁醇钾存在下，化合物1经反应得到化合物2；1c)在盐酸存在下，化合物2经反应得到化合物3；1d)在KBH4存在下，化合物3经反应得到化合物4；1e)将化合物4与I2反应得到中间体；其合成路线如下：具体地说，步骤1a)为：四口瓶内投入化合物a、叔丁醇钾和四氢呋喃，氮气保护下，降温至-90～-100℃，滴加丁基锂溶液，然后保温，-90～-100℃下滴加N,N-二甲基甲酰胺，升至室温搅拌后将料液倒入盐酸冰水中水解，乙酸乙酯提取，干燥，过硅胶柱，得到化合物1；步骤1b)为：四口瓶内投入氯甲醚三苯基膦盐和四氢呋喃，氮气保护下，加入叔丁醇钾，然后保温，滴加化合物1和四氢呋喃配置的溶液，加完室温搅拌，反应完毕，向料液中加水终止反应，石油醚提纯，过硅胶柱，得到化合物2；步骤1c)为：四口瓶内投入化合物2，加入盐酸、水和四氢呋喃，加入回流反应，反应完毕，使用乙酸乙酯提取，然后中和，干燥，过硅胶柱，得到化合物3；步骤1d)为：四口瓶内投入化合物3、乙醇和水，分批加入硼氢化钾，加完，室温反应后将料液倒入稀盐酸水中水解，然后乙酸乙酯提取，蒸干溶剂，减压蒸馏得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负性液晶化合物，结构通式如式(I)所示：其中：

【技术特征摘要】
1.一种负性液晶化合物，结构通式如式(I)所示：其中：R1、R2均独立选自以下基团中的任意一种：H或碳原子1-10的烷基或烷氧基；或碳原子2-10的直链烯基或烯氧基；或碳原子1-10的氟代直链烷基，或碳原子2-10的氟代直链烯烃基，或-Cl，-F，-OCF3，-OCF2H；或含烷基取代基或氟取代基的芳烃基；或含有或无取代基的环丙基或环丁基或环戊基；或其他含取代基的含氧或氮的五元或六元杂环基；或碳原子1-20的烷基酰氧基或芳基酰氧基；n＝1或2；X、Y均独立选自H或F；选自以下基团的任意一种：2.根据权利要求1所述的负性液晶化合物，其特征在于，n＝1，X、Y均为H。3.根据权利要求1或2所述的负性液晶化合物，其特征在于，所述式(I)所示化合物为下述式(I-1)至式(I-7)中的任意一种：4.一种权利要求1～3任意一项所述的负性液晶化合物的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：1)中间体的制备以化合物a为原料，制备中间体；2)负性液晶化合物的制备以化合物b为原料，与步骤1)所得的中间体进行反应，得到式(I)所示的负性液晶化合物；5.根据权利要求4所述的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲锡军，葛会军，
申请(专利权)人：河北迈尔斯通电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13