半氟烃链联苯类棒状液晶化合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了两种半氟烃链联苯类棒状液晶化合物，该两种液晶化合物为液晶材料，其清亮点温度高、粘度低、电阻率高，光学稳定性和化学稳定性好。本发明专利技术还公开了这两种液晶化合物的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种联苯类棒状液晶化合物及其制备方法。
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。液晶显示器的普及与进一步发展对液晶显示材料的性能提出了更高 的要求无色，热、光、电和化学稳定性好，熔点低、所需相态的温度范围宽，粘度低、驱动电 压低、电压保持率高、响应速度快等。因此，新型液晶材料的分子设计、合成、结构与性能的研究就非常重要。 19 70年代以来，为了满足不同的显示方式对液晶材料的要求，人们对液晶的合 成、结构与性能进行了广泛和深入的研究。研究发现在液晶分子的芳香环、中心桥、末端 链或手性中心等不同部位用氟原子取代氢原子，会获得更优异的或全新的性能。氟原子和 氢原子的半径接近，液晶分子的有序排列不会因位阻效应而受影响。氟原子具有很强的 电负性，含氟液晶的性能因此而有很大的改善。如粘度降低、驱动电压低、响应速度加快、 介电常数提高、对比度增大、液晶相变宽等。目前广泛使用的超扭曲相列型(STN)、薄膜晶 体管(TFT)、主动矩阵(AM)、铁电液晶(FLC)和反铁电液晶(AFLC)材料分子结构上大多 都含有氟原子。国内外开发了多种多样的含氟原子液晶化合物及其合成工艺中国专利 200810014065，01115400，美国专利5578241， 5536442， 5298188，德国专利4109285，日本专 利10109953等。近年来半氟或全氟取代末端链的液晶研究取得了很大进展，其中含多个 CF2单元的长氟碳链液晶的报道，如非手性铁电相液晶、单环液晶、无环液晶等，研究和开发 此类液晶化合物的合成工艺具有较大应用价值。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种半氟烃链联苯类棒状液晶化合物，该种液晶化合 物的清亮点温度高、粘度低、电阻率高，光学稳定性和化学稳定性好。本专利技术实现其第一个专利技术目的，所采用的技术方案是一种半氟烃链联苯类棒状液晶化合物，具有下述通式I的结构，其中m是l以上的整数。<formula>formula see original document page 4</formula> 与现有技术相比，本专利技术的通式为I的半氟烃链联苯类棒状液晶化合物的有益效 —、氟的脂溶性使末端含氟的联苯液晶化合物在混合液晶配方中能明显增加其他液晶成分的溶解性，特别适用于混合液晶的配制。 二、半氟烷烃链(C6F13)引入联苯类液晶分子中，由于氟碳链比碳氢链刚性强，有效 提高了物质的热稳定性；实验证明该种液晶化合物具有高的清亮点温度，最高可达228°C， 在调配液晶时能扩展液晶的工作温度范围。 三、分子中碳氟部分同碳氢和芳香核部分相容性差，氟链与氟链之间产生亲氟效 应，氟链同其他碳氢部分间产生憎氟效应，由此出现微相分离，使向列相受到抑制，近晶相 得到显著增强。 四、由于氟原子的疏水性和强电负性等特殊的特性，使得含氟液晶粘度低，介电常数各向异性大，折射率各向异性适中和化学稳定性及光学稳定性好。在长时间紫外线照射或化学物质的作用下，能保持电阻率基本稳定，提高显示器的使用寿命。 本专利技术的第二个专利技术目的是提供上述的通式为I的半氟烃链联苯类棒状液晶化合物的制备方法。 本专利技术实现其第二个专利技术目的，所采用的技术方案是一种上述的通式为I的半 氟烃链联苯类棒状液晶化合物的制备方法，其步骤是 A、双取代醚化反应 将1摩尔份的联苯二酚、2. 5摩尔份的端基卤代炔烃以及2. 5摩尔份的碳酸钾加入 到溶剂N， N- 二甲基甲酰胺中，在80 9(TC下搅拌反应8 10小时，再冷却至室温，将反 应液倒入冰水中，析出沉淀，过滤得固体，干燥后用乙醇重结晶两次，得到白色固体产物即 为两边含端炔基的联苯化合物； B、点击反应 将1摩尔份的含叠氮基的半氟烷烃和A步得到的1摩尔份的两边含端炔基的联苯 化合物溶于甲苯中，然后加入0. 06摩尔份的三乙胺及催化量的碘化亚铜，在室温下搅拌反 应5 7小时；旋蒸除去液态的甲苯和三乙胺，得到的固体通过二氧化硅柱层析分离，乙酸 乙酯重结晶的白色固体即为产物。 以上制备方法的优点是采用Cu(I)催化叠氮-炔环加成反应，合成含有半氟烃链 以及1，2，3-三唑环的联苯类棒状液晶分子的方法，步骤少，反应条件温和，产率较高，后处理简单。 本专利技术的第三个目的是提供另外一种半氟烃链联苯类棒状液晶化合物，同样，该种液晶化合物的清亮点温度高、粘度低、电阻率高，光学稳定性和化学稳定性好。本专利技术实现其第三个专利技术目的，所采用的技术方案是一种半氟烃链联苯类棒状液晶化合物，具有下述通式II的结构，其中m是l以上的整数，n是4 10的整数。<formula>formula see original document page 5</formula> 与现有技术相比，本专利技术的通式为II的半氟烃链联苯类棒状液晶化合物与以上 的通式为I的液晶化合物具有相同的有益效果，即 —、氟的脂溶性使末端含氟的联苯液晶化合物在混合液晶配方中能明显增加其他 液晶成分的溶解性，特别适用于混合液晶的配制。 二、半氟烷烃链(C6F13)引入联苯类液晶分子中，由于氟碳链比碳氢链刚性强，有效 提高了物质的热稳定性；实验证明该种液晶化合物具有高的清亮点温度，最高可达22rC， 在调配液晶时能扩展液晶的工作温度范围。 三、分子中碳氟部分同碳氢和芳香核部分相容性差，氟链与氟链之间产生亲氟效 应，氟链同其他碳氢部分间产生憎氟效应，由此出现微相分离，使向列相受到抑制，近晶相 得到显著增强。 四、由于氟原子的疏水性和强电负性等特殊的特性，使得含氟液晶粘度低，介电常 数各向异性大，折射率各向异性适中和化学稳定性及光学稳定性好。在长时间紫外线照射 或化学物质的作用下，能保持电阻率基本稳定，提高显示器的使用寿命。 本专利技术的第四个专利技术目的是提供上述的通式为II的半氟烃链联苯类棒状液晶化 合物的制备方法。 本专利技术实现第四个专利技术目的所采用的技术方案是一种上述的通式为II的半氟烃链联苯类棒状液晶化合物的制备方法，其步骤是 A、溴代烷醚化反应 将1摩尔份的联苯二酚、0.5摩尔份的碳酸钾溶于N， N-二甲基甲酰胺中，80 95t:下加入0. 5摩尔份的溴代烷，搅拌反应8 10小时，冷却至室温，将反应液倒入冰水中 析出沉淀，过滤得固体，干燥、乙醇重结晶得到白色固体的对烷氧基联苯酚； B、卤代端炔烃醚化反应 将1摩尔份的碳酸钾和A步得到的1摩尔份的对烷氧基联苯酚，溶于N，N-二甲基 甲酰胺中，加入1摩尔份的卤代端炔烃，80 95t:下搅拌反应10 14小时，冷却至室温， 将反应液倒入冰水中析出沉淀，过滤，干燥，乙醇重结晶。得白色固体即为单取代的醚化产 物。 C、点击反应 将1摩尔份的含叠氮基的半氟烷烃、B步得到的1摩尔份的端炔基联苯化合物溶于 甲苯中，然后加入0. 06摩尔份的三乙胺及催化量的碘化亚铜，在室温下搅拌反应5 6小 时，旋蒸除去甲苯和三乙胺，残留固体通过二氧化硅柱层析分离，乙酸乙酯重结晶得白色固 体产物。 这种制备方法对各种官能团具有优异的耐受性，而且产率高、后处理简单。 下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明具体实施方式 实施例1 本专利技术的一种具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半氟烃链联苯类棒状液晶化合物，具有下述通式Ⅰ的结构，其中ｍ是１以上的整数。　　＊＊＊　Ⅰ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵可清，杨洋，余文浩，汪必琴，胡平，
申请(专利权)人：四川师范大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]