３，５－二氟－４－氰基苯硼酸，其结构为：（ＨＯ）↓［２］Ｂ＊。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及3，5-二氟-4-氰基苯硼酸酯化合物、其中间体3，5-二氟-4-氰基苯硼酸、该类化合物和其中间体的制备方法及3，5-二氟-4-氰基苯硼酸酯化合物在液晶组合物及液晶显示器中的用途。
技术介绍
通常情况下，有机化合物的晶体在加热至熔点时会转变为透明液体，冷却至熔点时转变为晶体。一些特殊结构的有机物在发生相变时，在三维有序晶体和无序液体之间存在一系列低维有序的液态中间相，其具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，因此称之为液晶相，具有此种性质的化合物或混合物称之为液晶。液晶应用于多种领域，尤其在平板显示领域，液晶已得到广泛的应用，随着信息产业地快速发展，对液晶显示装置的需求量逐年加大，对液晶显示技术、液晶材料的要求也在不断提高。根据显示技术及使用需要，要求作为液晶材料的化合物或组合物具有较高的电阻率，低温范围内的低粘度，大的正介电各向异性(ε)，较宽的工作温度范围，较低的阈值，大的光学各向异性，良好的溶混性。迄今为止，关于液晶材料的报道很多，例如US4551264、DE3209178A1、EP0090183、昭58-167528，其中US4551264公开了含有如下结构的液晶化合物 n为1或2；R为C1-5直链烷基。由于液晶材料的巨大应用潜力和市场，人们在不断地探索性能优异的新的液晶化合物以制备满足不同要求的液晶材料及其显示器。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种中间体3，5-二氟-4-氰基苯硼酸，它是制备3，5-二氟-4-氰基苯硼酸酯类化合物的中间体。本专利技术目的是提供一种3，5-二氟-4-氰基苯硼酸酯类化合物，该化合物具有良好的稳定性和大的介电各向异性，可以作为液晶化合物用于制备各种液晶组合物材料及液晶显示器。本专利技术的另一目的在于提供一种中间体，该中间体可以用于上述3，5-二氟-4-氰基苯硼酸酯化合物的制备。本专利技术的再一目的是提供3，5-二氟-4-氰基苯硼酸酯化合物和其中间体3，5-二氟-4-氰基苯硼酸的制备方法。本专利技术的还有一目的是提供3，5-二氟-4-氰基苯硼酸酯化合物在液晶组合物及液晶显示器中的用途。本专利技术涉及的中间体为3，5-二氟-4-氰基苯硼酸，其结构为 本专利技术还涉及3，5-二氟-4-氰基苯硼酸酯化合物，其结构式如(A)所示 其中，R为C1-C13饱和烷基、不饱和烷基或至少单氟代的烷基。A、C为环己基 亚苯基 或至少单氟取代的苯基。m、n为0或1。X、Y为0(单键)或-C2H4-。这里所说的0或单键，是指X或Y两侧的基团直接相连接。优选R为C1-C13饱和直链烷基、不饱和直链烷基或至少单氟代的直链烷基，还优选R为C1-C7饱和直链烷基、不饱和直链烷基或单或二F代的烷基。更优选R为CH3-、C2H5-、C3H7-、C4H9-、C5H11-、CH3CHF-、C2H5CHF-或CH3CHF2-。优选m、n不同时为0，还优选m或n之一为0，另一个为1，当然在某些情况下也可以m、n都为0或都为1。当A、C为氟取代的苯基时，优选单氟取代的苯基。优选X、Y之一为0，或X、Y同时为0。同样这里所说的0，是指X或Y两侧的基团直接相连接。本专利技术优选的化合物举例如下 其中R为C1-C10饱和或不饱和烷基、单F或二F代烷基。本专利技术更优选的化合物为 或 其中R为C1-C10饱和或不饱和烷基、单F或二F代烷基。本专利技术的3，5-二氟-4-氰基苯硼酸的制备方法为1)、3、5-二氟溴本苯 在THF中与Mg粉反应生成格氏试剂，将该格氏试剂溶液在低温下滴加到硼酸三甲酯中反应，再用HCl酸化，经后处理，得到3，5-二氟苯硼酸。2)、在对甲苯磺酸催化下，将3，5-二氟苯硼酸与乙二醇反应，经后处理得到3，5二氟苯硼酸乙二酯。3)、3，5-二氟苯硼酸乙二酯在低温下与丁基锂反应生成中间化合物 此锂试剂与I2反应，经后处理得到3，5-二氟-4-碘苯硼酸乙二酯。4)、3，5-二氟-4-碘苯硼酸乙二酯与氰化亚铜在溶剂中回流反应，反应产物经酸化和后处理，得到3，5-二氟-4-氰基苯硼酸。其中步骤1)中将格氏试剂溶液在-40℃下慢慢滴加到硼酸三甲酯的THF的混合液中，并在该温度下继续反应。步骤1)中的后处理为溶剂提取分液、水洗溶剂层、干燥、浓缩。步骤2)中，将3，5-二氟苯硼酸、乙二醇和对甲苯磺酸在甲苯中回流分水反应。步骤2)中的后处理为分液除去下层过量的乙二醇，上层液浓缩除去甲苯，浓缩液减压蒸馏。步骤3)中的反应温度为-78℃--80℃，溶剂为无水THF中；步骤3)中的后处理为将反应混合物升至室温，水解分液，用乙酸乙酯萃取，干燥、过滤后浓缩除去溶剂，残留物用石油醚重结晶。步骤4)中的后处理为减压下浓缩除去DMF，降至室温，残渣用乙酸乙酯萃取，滤除不溶物，滤液加盐酸的水溶液酸化后分液，有机层用水洗，干燥、过滤、浓缩除去溶剂。得3，5-二氟-4-氰基苯硼酸。反应过程示意如下 本专利技术的3，5-二氟-4-氰基苯硼酸酯的制备方法为 与上述3，5-二氟-4-氰基苯硼酸在对甲苯磺酸催化下，在溶剂中加热回流分水后，经后处理得到化合物 其中后处理为浓缩蒸除甲苯，残余物用石油醚与乙酸乙酯的混合溶液溶解后脱色，得到的产物再用石油醚重结晶。 中的R为C1-C13饱和烷基、不饱和烷基或氟代烷基，A、C为 或氟取代的苯基，m、n为0或1，X、Y为0或-C2H4-。本专利技术化合物中， 优选为下述结构之一R- 其中R优选为C1-C10饱和或不饱和烷基、单F或二F代烷基。 最优选为R- 其中R为CH3-、C2H5-、C3H7-、C4H9-、C5H11-、CH3CHF-、C2H5CHF-或CH3CHF2-。本专利技术的3，5-二氟-4-氰基取代苯硼酸酯作为液晶化合物，可以与其他现有技术中已知的液晶化合物组成液晶组合物用作液晶显示材料，特别应用于TN、STN、TFT、FMLCD或全波长胆甾LCD显示用液晶组合物。本专利技术的化合物用于液晶组合物时，其用量一般为2-50％(以重量计)，能使液晶组合物具有化学稳定性好、酯溶性好、具有大的正介电各向异性、双折射率适中等特性，因此具有广泛的应用前景。本专利技术的3，5-二氟-4-氰基取代苯硼酸酯及其中间体3，5-二氟-4-氰基苯硼酸的制备方法简单，收率高，产品纯度好。具体实施例方式 实施例1(1)0.3mol的 (GC＞99.5％)与0.3mol的镁屑(分析纯)在300ml无水THF中反应，制成灰褐色的格氏试剂溶液，将该格氏试剂溶液在-40℃下慢慢滴加到0.4mol硼酸三甲酯(GC＞99.5％)与200ml无水THF的混合液中，滴加过程始终保持在-40℃以下，滴完后保温反应30分钟，慢慢升到室温，再用50ml的35％盐酸(分析纯)加100ml水酸化，用100ml乙酸乙酯提取分液，上层有机相水洗3次，分液、干燥、过滤、浓缩蒸除溶剂，得32g黄色3，5-二氟苯硼酸固体；(2)将1.5mol的3，5-二氟苯硼酸、3mol的乙二醇(分析纯)和0.03mol对甲苯磺酸(分析纯)在400ml甲苯(GC＞99.5％)中回流分水约5小时至分水完毕，分液除去下层过量的乙二醇，上层液浓缩除去甲苯，浓缩液减压蒸馏，收集115～120℃/3mmHg馏分，得166g无色透明的3，5-二氟苯硼酸乙二酯液体；(3)将0.1mol的3，5-二氟苯硼酸乙二酯溶于500本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓友节，田秋峰，康杰，
申请(专利权)人：石家庄永生华清液晶有限公司，
类型：发明
国别省市：
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