一种双含氟基团取代的双二氟甲氧基桥联联苯类液晶化合物及制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种双含氟基团取代的双二氟甲氧基桥联联苯类液晶化合物及制备方法与应用，该化合物具体涉及一种以联苯侧位带有不同含氟基团(氟，一氟甲基，二氟甲基)的双二氟甲氧基桥联联苯类液晶化合物，该类化合物可通过改变联苯上侧位含氟基团及末端烷基链对其物理性质和液晶性能进行有效调控，使其具有优越的液晶性能，如：宽向列相范围、高介电常数、适中的折射率等。所述化合物具有如式1所示的结构：

A Difluoromethoxy bridged biphenyl liquid crystal compound substituted by Difluoromethoxy group and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种双含氟基团取代的双二氟甲氧基桥联联苯类液晶化合物及制备方法与应用
本专利技术涉及液晶材料领域，尤其是一种双含氟基团取代的双二氟甲氧基桥联联苯类液晶化合物及制备方法与应用。
技术介绍
液晶显示器作为重要的信息电子产品,由于其质量轻、体积及功耗小，成为现代显示器的主导产品之一。含氟液晶在显示领域占有非常重要的地位，特别是在薄膜场效应晶体管驱动液晶显示器中。其具有粘度低、响应速度快、介电常数高等优点。氟原子取代在体积上接近氢原子，所以不会因位阻效应而影响液晶有序排列。同时，氟原子具有较高的电负性，能保证含氟液晶结构具有一定的偶极距和电子效应。目前，所合成的高介电各向异性的液晶单体主要可分为向苯环侧向、末端引入氟原子或含氟基团(三氟甲基、三氟甲氧基)，通过增大分子极性，从而有效增大分子的介电各向异性。不含中心桥键的联苯液晶分子存在强共轭效应，从而显示出独特的物理性质。同时联苯类液晶分子由于其具有理想的长宽比，从而呈现出较宽的介晶范围以及高的向列相温度范围。因此，这类液晶常用于商业化的混合液晶中，由于该类液晶分子中存在多个苯环，使得联苯类液晶具有高粘度，低响应等缺陷。近年来，研究发现在桥键引入二氟甲氧基可降低液晶分子的熔点，抑制或消除近晶相，可拓宽向列相温度范围，增大介电常数，特别是能有效降低液晶分子的粘度。综上所述，结合含氟基团能有效提高液晶分子介电常数和二氟甲氧基桥键能大大降低液晶分子粘度的特点，因而合成联苯侧位带有不同含氟基团的双二氟甲氧基桥联联苯类液晶化合物对发展新型的侧位高介电各向异性、低粘度、高响应显示材料具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种双含氟基团取代的双二氟甲氧基桥联联苯类液晶化合物，该化合物具体涉及一种以联苯侧位带有不同含氟基团(氟，一氟甲基，二氟甲基)的双二氟甲氧基桥联联苯类液晶化合物，该类化合物可通过改变联苯上侧位含氟基团及末端烷基链对其物理性质和液晶性能进行有效调控，使其具有优越的液晶性能，如：宽向列相范围、高介电常数、适中的折射率等。为实现上述目的，本专利技术提供的第一技术方案是：1、一种双含氟基团取代的双二氟甲氧基桥联联苯类液晶化合物，其特征在于，具有如式1所示的结构：其中，所述其n为3或5，m为1或2，R为H或F、CH2F、CHF2。本专利技术的目的之二在于提供上述双含氟基团取代的双二氟甲氧基桥联联苯类液晶化合物的制备方法；所述制备方法包括以下步骤：1)将5-羟基-2-溴苯甲醛加入到干燥的100mL单口圆底烧瓶中，加入40mL甲醇，控温0℃，缓慢加入硼氢化钠，反应2小时得5-羟基-2-溴苯甲醇；2)将步骤1)所得5-羟基-2-溴苯甲醇加入到100mL二口圆底烧瓶，抽真空，氮气置换，再加入30mL二氯甲烷，将二乙胺基三氟化硫加入反应体系，反应12h得4-溴-3-一氟甲基苯酚；其反应式如公式1所示：3)将步骤1)所得5-羟基-2-溴苯甲醛加入到100mL二口圆底烧瓶，抽真空，氮气置换，再加入30mL二氯甲烷，将二乙胺基三氟化硫加入反应体系，反应12h得到式1所示的产物4-溴-3-二氟甲基苯酚；其反应式如公式2所示：4)将Br-R化合物溶于二氯甲烷中，加入三乙胺，降温至-78℃将二硫盐的二氯甲烷溶液滴加进上述反应液，搅拌3小时，在30分钟之内滴加完Et3N·3HF，再滴加含NBS的二氯甲烷溶液，反应3小时后将反应液移至室温,反应过夜，反应完毕得式2中的产物3CCBr-R和/或5CCBr-R；其反应式如公式3所示：5)将步骤4)所得3CCBr-R和/或5CCBr-R、联硼酸频哪醇酯、PdCl2(dppf)2、碳酸钾溶于二甲基亚砜中，加热至100℃，反应12h反应完毕后得到式C3-CF2O-R/C5-CF2O-R所示的液晶化合物；其反应式如公式4所示：步骤1)所述5-羟基-2-溴苯甲醛、硼氢化钠的混合摩尔比为1:(1-2)。步骤2)所述5-羟基-2-溴苯甲醇、二乙胺基三氟化硫的混合摩尔比为1：(1-2)。步骤3)所述5-羟基-2-溴苯甲醛、二乙胺基三氟化硫的混合摩尔比为1：(1-2)。步骤4)所述Br-R化合物结构式如式2所示，所述二硫盐结构式如式3所示：步骤4)所述3CCBr-R和/或5CCBr-R结构式如式4所示：步骤4)所述Br-R化合物、二硫盐、三乙胺、Et3N-3HF与NBS的混合摩尔比为1：(1-2)：(3-5)：(9-11)：(9-11)。步骤4)所述二硫盐的二氯甲烷溶液通过下述方法制备而得：反-4-(反-4-正丙基环己基)环己基甲酸或反-4-(反-4-正戊基环己基)环己基甲酸(3CCA/5CCA)、甲苯、异辛烷和1,3-丙二硫醇加入到干燥的100mL圆底烧瓶中。混合物搅拌加热至50℃，用滴液漏斗缓慢滴加三氟甲磺酸至反应溶液中。加热到102-104℃，回流分水约4小时。分水完毕后，除去溶剂，加入20mL二氯甲烷溶液，即得(此反应过程全程用氮气保护)。步骤5)所述3CCBr-R和/或5CCBr-R、联硼酸频哪醇酯、PdCl2(dppf)2、碳酸钾的混合摩尔比为1：(0.5-1)：(1mol％-10mol％)。本专利技术的目的之三在于提供上述双含氟基团取代的双二氟甲氧基桥联联苯类液晶化合物的应用，即应用于制备液晶显示材料。本专利技术与现有技术下相比，具有以下优点：1、本专利技术的双含氟基团取代的双二氟甲氧基桥联联苯类液晶化合物的合成方法简捷易行，原料简单易得，产率较好。2、本专利技术的双含氟基团取代的双二氟甲氧基桥联联苯类液晶化合物具有宽的介晶相温度范围、高清亮点、高介电常数、低粘度和高双折射率等优点。3、本专利技术的双含氟基团取代的双二氟甲氧基桥联联苯类液晶化合物可以通过采用不同含氟基团连接在苯环上来调节产物的介晶相转变温度、介电常数、粘度及双折射率等物理性质，具有调节简单，方便的优点。附图说明图1是实施例1的产物4,4'-双(二氟(4'-丙基[1,1'-双(环己烷)]-4-基)甲氧基)-1,1'-联苯(C3-CF2O-H)的差示扫描热分析图谱(DSC图谱)；图2是实施例2的产物4,4'-双(二氟(4'-戊基[1,1'-双(环己烷)]-4-基)甲氧基)-1,1'-联苯(C5-CF2O-H)的差示扫描热分析图谱(DSC图谱)；图3是实施例3的产物4',4”'-(((2,2'-二氟-[1,1'-联苯基]-4,4'-二基)双(氧基))双(二氟亚甲基))双(4-丙基1,1'-双(环己烷))(C3-CF2O-F)的差示扫描热分析图谱(DSC图谱)；图4是实施例4的产物4',4”'-(((2,2'-双氟-[1,1'-联苯]-4,4'-二基)双(氧基))双(二氟亚甲基))二(4-戊基-1,1'-二(环己烷))(C5-CF2O-F)的差示扫描热分析图谱(DSC图谱)；图5是实施例5的产物4',4”'-((本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双含氟基团取代的双二氟甲氧基桥联联苯类液晶化合物，其特征在于，具有如式1所示的结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种双含氟基团取代的双二氟甲氧基桥联联苯类液晶化合物，其特征在于，具有如式1所示的结构：



其中，所述其n为3或5，m为1或2，R为H或F、CH2F、CHF2。


2.一种如权利要求1所述双含氟基团取代的双二氟甲氧基桥联联苯类液晶化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将5-羟基-2-溴苯甲醛加入到干燥的100mL单口圆底烧瓶中，加入40mL甲醇，控温0℃，缓慢加入硼氢化钠，反应2小时得5-羟基-2-溴苯甲醇；
2)将步骤1)所得5-羟基-2-溴苯甲醇加入到100mL二口圆底烧瓶，抽真空，氮气置换，再加入30mL二氯甲烷，将二乙胺基三氟化硫加入反应体系，反应12h得4-溴-3-一氟甲基苯酚；
3)将步骤1)所得5-羟基-2-溴苯甲醛加入到100mL二口圆底烧瓶，抽真空，氮气置换，再加入30mL二氯甲烷，将二乙胺基三氟化硫加入反应体系，反应12h得到式1所示的产物4-溴-3-二氟甲基苯酚；
4)将Br-R化合物溶于二氯甲烷中，加入三乙胺，降温至-78℃将二硫盐的二氯甲烷溶液滴加进上述反应液，搅拌3小时，在30分钟之内滴加完Et3N·3HF，再滴加含NBS的二氯甲烷溶液，反应3小时后将反应液移至室温,反应过夜，反应完毕得式2中的产物3CCBr-R和/或5CCBr-R；
5)将步骤4)所得3CCBr-R和/或5CCBr-R、联硼酸频哪醇酯、PdCl2(dppf)2、碳酸钾溶于二甲基亚砜中，加热至100℃，反应12h反应完毕后得到式C3-CF2O-R/C5-CF2O-R所示的液晶化合物。


3.根据权利要求2所述双含氟基团取代的双二氟甲氧基桥联联苯类液晶化合物的制备方法，其特征在于，步骤1)所述5-羟基...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘园，曾卓，王辉，刘银波，刘婷婷，张梅，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东;44