一种乙基萘系列液晶单体化合物以及制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及液晶材料技术领域，具体涉及一种乙基萘系列液晶单体化合物以及制备方法和应用，所述的液晶单体化合物结构式如下所示：其中，所述的R1选自烷基苯基、烷基联苯基、含炔键的烷基苯基、含炔键的烷基联苯基中的任意一种，所述的R2选自异硫氰基、含异硫氰基苯基、含异硫氰基联苯基中的任意一种。所述的乙基萘系列液晶化合物具有较高的双折射率、低粘度、介电损耗低以及较大的介电各向异性，可作为配制大介电各向异性、降低驱动电压的双稳态铁电液晶、聚合物分散型液晶和聚合物多稳定螺旋铁电液晶等混合液晶材料的重要组分。要组分。要组分。

【技术实现步骤摘要】
一种乙基萘系列液晶单体化合物以及制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种乙基萘系列液晶单体化合物以及制备方法和应用，属于液晶材料


技术介绍

[0002]近年来，铁电液晶和聚合物分散液晶器件已开始用于包括柔性显示、电子窗帘、光栅调制器、生命科学探针、电控双折射玻璃、太阳能电池涂层等信息处理和非线性光学领域，促使其相关液晶材料的研究发展。
[0003]要求液晶材料除了具备良好的物化稳定性、较宽的工作温度范围之外，还必须具备高双折射率和低粘度，大的介电各向异性和光学各向异性，以及低介电损耗。
[0004]早期开发的偶氮类、联苯腈类、嘧啶环类等系列液晶化合物存在介电常数不够大，导致阈值电压较高的缺点，而目前市场主要的联苯类、二苯乙炔类和乙基桥键类液晶化合物仍无法解决高双折射率与低粘度的矛盾。
[0005]专利CN103555343A中公开了一种含异硫氰基的萘系列液晶单体化合物及其制备方法，这类液晶分子具有较大的介电各向异性；WO2022043376A1中公开了一种芳香异硫氰酸酯可以作为液晶介质，但这些专利中报道的液晶介质材料存在高介电损耗、相位移不足的缺点，且一些物理性能方面仍待改进。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种乙基萘系列液晶单体化合物以及制备方法和应用，所述的乙基萘系列液晶化合物具有较高的双折射率、低粘度、介电损耗低以及较大的介电各向异性，可作为配制大介电各向异性、降低驱动电压的双稳态铁电液晶、聚合物分散型液晶和聚合物多稳定螺旋铁电液晶等混合液晶材料的重要组分。
[0007]一种乙基萘系列液晶单体化合物，所述的液晶单体化合物结构式如下所示：其中，所述的R1选自烷基苯基、烷基联苯基、含炔键的烷基苯基、含炔键的烷基联苯基中的任意一种，所述的R2选自异硫氰基、含异硫氰基苯基、含异硫氰基联苯基中的任意一种。
[0008]优选的，所述的R1选自含炔键的烷基联苯基，所述的R2选自异硫氰基。
[0009]进一步的，所述R1中的烷基选自C1～C10的直连烷烃。优选的，所述R1中的烷基为C4的直连烷烃。
[0010]进一步的，所述的液晶单体化合物选自如下结构式中的任意一种：
；；；；；；；；。
[0011]优选的，所述的液晶单体化合物为：。
[0012]本专利技术还公开了所述乙基萘系列液晶单体化合物的制备方法，当R1含炔键时，所述的制备方法为：
S1、在惰性气体的保护下以及在
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20~30℃的温度条件下，以原料1与乙酰化试剂为原料，均匀的分散在有机溶剂中，在路易斯酸催化下，反应得到含有中间体1的体系；S2、在惰性气体的保护下以及在100~230℃的温度条件下，步骤S1获得的中间体1与水合肼均匀的分散在有机溶剂中，在碱性物质存在下，反应得到含有中间体2体系；S3、在惰性气体的保护下以及在
‑
100~
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20℃的温度条件下，步骤S2获得的中间体2均匀的分散在有机溶剂中，于惰性气体氛围中，采用正丁基锂正己烷溶液，进行锂卤交换，锂卤交换反应后；由N,N
‑
二甲基甲酰胺进行醛基化，反应得到含有中间体3的体系；S4、在惰性气体的保护下以及在
‑
20~30℃的温度条件下，步骤S3获得的中间体3和缚酸剂均匀的分散在有机溶剂中，于惰性氛围中，加入三氟甲磺酸酯化试剂进行反应，得到含有中间体4的体系；S5、在惰性气体的保护下以及在30~100℃的温度条件下，步骤S4获得的中间体4与原料2均匀的分散在有机溶剂中，于惰性氛围中，于碱性物质和催化剂存在下，反应得到含有中间体5的体系；S6、在惰性气体的保护下以及在20~80℃的温度条件下，步骤S5获得的中间体5与羟胺的无机酸盐均匀的分散在溶剂中，于碱性物质存在下，反应得到含有中间体6的体系；S7、在惰性气体的保护下以及在0~50℃的温度条件下，步骤S6获得的中间体6均匀的分散在有机溶剂中，于惰性氛围中，加入卤代试剂，反应得到含有中间体7的体系；S8、在惰性气体的保护下以及在0~30℃的温度条件下，将硫脲和有机碱均匀的分
散在有机溶剂中，于惰性氛围中，加入步骤S7获得的中间体7，进行重排反应，获得乙基萘系列液晶单体化合物目标物。
[0013]当R1含炔键时，所述的制备方法为：所述的制备方法为：所述的制备方法为：所述的制备方法为：S1、在惰性气体的保护下以及在
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20~30℃的温度条件下，以原料1与乙酰化试剂为原料，均匀的分散在有机溶剂中，在路易斯酸催化下，反应得到含有中间体1的体系；S2、在惰性气体的保护下以及在100~230℃的温度条件下，步骤S1获得的中间体1与水合肼均匀的分散在有机溶剂中，在碱性物质存在下，反应得到含有中间体2体系；S3、在惰性气体的保护下以及在
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100~
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20℃的温度条件下，步骤S2获得的中间体2均匀的分散在有机溶剂中，于惰性气体氛围中，采用正丁基锂正己烷溶液，进行锂卤交换，锂卤交换反应后；由N,N
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二甲基甲酰胺进行醛基化，反应得到含有中间体3的体系；S4、在惰性气体的保护下以及在
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20~30℃的温度条件下，步骤S3获得的中间体3和缚酸剂均匀的分散在有机溶剂中，于惰性氛围中，加入三氟甲磺酸酯化试剂进行反应，得到含有中间体4的体系；S5、在惰性气体的保护下以及在30~100℃的温度条件下，步骤S4获得的中间体4与原料2均匀的分散在有机溶剂中，于惰性氛围中，于碱性物质和催化剂存在下，反应得到含有中间体5的体系；
S6、在惰性气体的保护下以及在20~80℃的温度条件下，步骤S5获得的中间体5与羟胺的无机酸盐均匀的分散在溶剂中，于碱性物质存在下，反应得到含有中间体6的体系；S7、在惰性气体的保护下以及在0~50℃的温度条件下，步骤S6获得的中间体6均匀的分散在有机溶剂中，于惰性氛围中，加入卤代试剂，反应得到含有中间体7的体系；S8、在惰性气体的保护下以及在0~30℃的温度条件下，将硫脲和有机碱均匀的分散在有机溶剂中，于惰性氛围中，加入步骤S7获得的中间体7，进行重排反应，获得乙基萘系列液晶单体化合物目标物。
[0014]进一步的，步骤S1中，所述的有机溶剂选择二氯乙烷、二氯甲烷、硝基甲烷中的一种；所述的乙酰化试剂选自乙酰氯、乙酸酐中的一种或两种组合；所述的路易斯酸选自三氯化铝、三氯化铁、四氯化钛中的一种或几种组合；步骤S2中，所述的有机溶剂选择二甘醇、三乙二醇、四乙二醇中的一种；所述水合肼的质量浓度为50~85%；所述的碱性物质选自氢氧化钾、氢氧化钠中的一种或两种组合；步骤S3中，所述的有机溶剂选择THF、环戊基甲醚、4
‑
甲基二氢吡喃中的一种或几种组合；步骤S4中，所述的有机溶剂选择二氯乙烷、二氯甲烷、甲苯中的一种或几种组合；所述的缚酸剂选自三乙胺、二异丙胺、碳酸钾、吡啶中的一种或几种组合；所述的三氟甲磺酸酯化试剂选自三氟甲磺酰氯或三氟甲磺酸酐；步骤S5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乙基萘系列液晶单体化合物，其特征在于，所述的液晶单体化合物结构式如下所示：其中，所述的R1选自烷基苯基、烷基联苯基、含炔键的烷基苯基、含炔键的烷基联苯基中的任意一种，所述的R2选自异硫氰基、含异硫氰基苯基、含异硫氰基联苯基中的任意一种。2.根据权利要求1所述一种乙基萘系列液晶单体化合物，其特征在于，所述的R1选自含炔键的烷基联苯基，所述的R2选自异硫氰基。3.根据权利要求1所述一种乙基萘系列液晶单体化合物，其特征在于，所述R1中的烷基选自C1～C10的直连烷烃。4.根据权利要求1所述一种乙基萘系列液晶单体化合物，其特征在于，所述的液晶单体化合物选自如下结构式中的任意一种：；；；；；；；；
。5.一种根据权利要求1
‑
4任意一项所述乙基萘系列液晶单体化合物的制备方法，其特征在于，所述R1含炔键的制备方法为：含炔键的制备方法为：含炔键的制备方法为：含炔键的制备方法为：S1、在惰性气体的保护下以及在
‑
20~30℃的温度条件下，以原料1与乙酰化试剂为原料，均匀的分散在有机溶剂中，在路易斯酸催化下，反应得到含有中间体1的体系；S2、在惰性气体的保护下以及在100~230℃的温度条件下，步骤S1获得的中间体1与水合肼均匀的分散在有机溶剂中，在碱性物质存在下，反应得到含有中间体2体系；S3、在惰性气体的保护下以及在
‑
100~
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20℃的温度条件下，步骤S2获得的中间体2均匀的分散在有机溶剂中，于惰性气体氛围中，采用正丁基锂正己烷溶液，进行锂卤交换，锂卤交换反应后；由N,N
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二甲基甲酰胺进行醛基化，反应得到含有中间体3的体系；S4、在惰性气体的保护下以及在
‑
20~30℃的温度条件下，步骤S3获得的中间体3和缚酸剂均匀的分散在有机溶剂中，于惰性氛围中，加入三氟甲磺酸酯化试剂进行反应，得到含有中间体4的体系；S5、在惰性气体的保护下以及在30~100℃的温度条件下，步骤S4获得的中间体4与原料2均匀的分散在有机溶剂中，于惰性氛围中，于碱性物质和催化剂存在下，反应得到含有中
间体5的体系；S6、在惰性气体的保护下以及在20~80℃的温度条件下，步骤S5获得的中间体5与羟胺的无机酸盐均匀的分散在溶剂中，于碱性物质存在下，反应得到含有中间体6的体系；S7、在惰性气体的保护下以及在0~50℃的温度条件下，步骤S6获得的中间体6均匀的分散在有机溶剂中，于惰性氛围中，加入卤代试剂，反应得到含有中间体7的体系；S8、在惰性气体的保护下以及在0~30℃的温度条件下，将硫脲和有机碱均匀的分散在有机溶剂中，于惰性氛围中，加入步骤S7获得的中间体7，进行重排反应，获得乙基萘系列液晶单体化合物目标物。6.一种根据权利要求1
‑
4任意一项所述乙基萘系列液晶单体化合物的制备方法，其特征在于， 所述R1不含炔键的制备方法为：方法为：方法为：方法为：S1、在惰性气体的保护下以及在
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20~30℃的温度条件下，以原料1与乙酰化试剂为原料，均匀的分散在有机溶剂中，在路易斯酸催化下，反应得到含有中间体1的体系；S2、在惰性气体的保护下以及在100~230℃的温度条件下，步骤S1获得的中间体1与水合肼均匀的分散在有机溶剂中，在碱性物质存在下，反应得到含有中间体2体系；S3、在惰性气体的保护下以及在
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100~
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20℃的温度条件下，步骤S2获得的中间体2均匀的分散在有机溶剂中，于惰性气体氛围中，采用正丁基锂正己烷溶液，进行锂卤交换，锂卤
交换反应后；由N,N
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二甲基甲酰胺进行醛基化，反应得到含有中间体3的体系；S4、在惰性气体的保护下以及在
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20~30℃的温度条件下，步骤S3获得的中间体3和缚酸剂均匀的分散在有机溶剂中，于惰性氛围中，加入三氟甲磺酸酯化试剂进行反应，得到含有中间体4的体系；S5、在惰性气体的保护下以及在30~100℃的温度条件下，步骤S4获得的中间体4与原料2均匀的分散在有机溶剂中，于惰性氛围中，于碱性物质和催化剂存在下，反应得到含有中间体5的体系；S6、在惰性气体的保护下以及在20~80℃的温度条件下，步骤S5获得的中间体5与羟胺的无机酸盐均匀的分散在溶剂中，于碱性物质存在下，反应得到含有中间体6的体系；S7、在惰性气体的保护下以及在0~50℃的温度条件下，步骤S6获...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梅，邢宗仁，胡臻玉，李雁鸿，张江峰，
申请(专利权)人：中节能万润股份有限公司，
类型：发明
国别省市：