苯乙炔类液晶材料的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种苯乙炔类液晶材料的制备方法，所述苯乙炔类液晶材料如式I所示：

Process for preparing liquid crystal material of benzene acetylene

The invention provides a method for preparing a liquid crystal material of benzene acetylene, which is shown in the formula I:

【技术实现步骤摘要】
苯乙炔类液晶材料的制备方法
本专利技术涉及液晶材料领域，具体而言，涉及一种苯乙炔类液晶材料的制备方法。
技术介绍
立体显示是显示领域的发展方向，尤其是裸眼3D显示无需佩戴眼镜，将会是3D显示的主流趋势。裸眼3D显示装置中，需要一种分光的器件将显示器中有区别的像素信息准确的传送到人的左、右眼，常用的分光器件有透镜、狭缝等。透镜可以大体分为两种，一种是具有透镜常规的物理形状，比如曲面结构，常使用可聚合各向异性的光学材料通过UV聚合或热聚合等方法制备，但是不适合大规模量产，且良率较低；另一种为液晶透镜，将液晶材料夹在两层电极基板中间，利用液晶材料的电响应特性，施加电压改变液晶层的光学性质，通过电场梯度作用可实现透镜的效果，且液晶透镜可以使用现有液晶显示屏的生产线来进行生产，利于大规模量产和推广。液晶透镜中常用到的高双折射率液晶材料一般为一种小分子化合物的混合物，图1为高双折射率液晶材料小分子的常见分子结构，两个带侧链(R1)或端基(R2)的环结构(A1，A2)由连接基团(X)连接起来。图2为高双折射率液晶材料中一类常用的苯乙炔类分子结构，由于其中间连接基团为乙炔，这类化学结构的液晶单体能使液晶材料的粘度显著降低，是高双折射率液晶材料中非常重要的一类。因此被广泛应用于液晶材料中，也是研究最多的一类液晶材料。对于图2的苯乙炔类液晶分子结构的合成，现有技术中一般采用sonogashira反应制备此类单体液晶，如图3所示。sonogashira反应在此类结构合成中具有一些不可替代的优势，如反应产率较高，条件相对温和，反应步骤简单等。但是，sonogashira反应也有一些不可避免的缺点，如催化剂钯不易去除，残留的金属钯将会较大地降低液晶材料的电阻率，并影响其在显示器件中的响应电压；又如反应底物炔在sonogashira反应条件下会产生自身偶合的副产物，使后处理纯化变得复杂。催化剂钯在使用柱层析色谱法纯化时，容易与产物一起被冲刷出来，因此产物很容易残留钯；而反应底物的自身偶合副产物会因为反应体系中的水和氧残余量，底物本身活性等条件不同而产生的量也不同，现实操作中很难通过控制这些条件来避免此类自身偶合副产物的产生。特别是在制备氰基(CN)与异硫腈基(NCS)类液晶单体时，由于自身偶合副产物与最终产物CN，NCS类液晶单体的极性非常接近，自身偶合产物与最终产物混合在一起时，用柱层析色谱法很难将他们分离，导致最终产物纯化变得复杂，因此在制备最终反应产物CN，NCS类液晶单体步骤前，必须把自身偶合副产物除去，保证最终产物的纯度。目前，用于sonogashira后处理的常用纯化方法是柱层析色谱法，即利用产物与副产物的不同极性来对产物和副产物进行分离，从而达到纯化目的，但由于柱层析色谱法在制备量变大时，所需花费的准备时间，分离时间和洗脱溶剂大大增加，并且相对应的柱层析柱子也要加大，非常不利于工业化的大量生产。因此需提供一个简便有效的方法来制备苯乙炔类液晶材料，简化产物提纯方法，并且保证产率和纯度较高，便于大量生产。
技术实现思路
为了简化苯乙炔类液晶材料的提纯方法，本专利技术提出一种苯乙炔类液晶材料的制备方法，所述苯乙炔类液晶材料如式I所示：(I)，所述苯乙炔类液晶材料的制备包括如下步骤：1)合成：在第一有机溶剂里，将式II的化合物(II)、式III的化合物(III)和碱，在催化剂的作用下加热发生sonogashira反应：其中，R1为-F或-NH2，R2为具有3-7个碳原子的烷基、具有3-7个碳原子的不饱和烃基或具有3-7个碳原子的烷氧基，L1和L2分别为H或F，m为0或1，X为-Cl、-Br或-I，为或2)提纯：上述反应完成后，用索式提取器对步骤1)反应产物进行提纯。进一步的，所述步骤2)的所述提纯包括以下步骤：a.将所述反应液倒入冰水，搅拌并滴加盐酸至弱碱性；b.用第二有机溶剂萃取所述步骤a所得的液体，收集有机相，先用盐水洗所述有机相，接着用无水硫酸钠干燥所述有机相，最后，旋转蒸发干所述有机相得褐色固体；c.在索氏提取器的提取瓶中加入石油醚，提取管加入所述步骤b所得的褐色固体，加热回流1～2小时后，将提取瓶的石油醚冷却至室温，产物固体析出，利用抽滤装置过滤得到提纯产物。更进一步的，其特征在于，所述第二有机溶剂选自二氯甲烷、乙酸乙酯和乙醚中的一种。进一步的，所述步骤1)的反应在惰性气氛中进行。进一步的，所述步骤1)中，所述第一溶剂选自四氢呋喃，N，N-二甲基甲酰胺，二甲基亚砜和1,4-二氧六环中的一种。进一步的，所述步骤1)中，所述碱选自N,N-二乙基乙二胺，N,N-二异丙基乙二胺和三乙胺中的一种。进一步的，所述步骤1)中，所述催化剂包括钯催化剂。更进一步的，所述催化剂选自Pd(Pph3)4，Pb(dppf)Cl2和Pd(Pph3)2Cl2中的一种。更进一步的，所述催化剂还包括碘化亚铜，氯化锌或正丁基锂中的一种。进一步的，所述步骤1)的反应时间为4～8小时。进一步的，所述制备方法进一步包括步骤3)：在第三有机溶剂里，加入步骤2)所得的提纯产物与CSCl2，所述步骤2)的提纯产物与CSCl2发生如下反应：其中，R1为-NH2，R2为具有3-7个碳原子的烷基、具有3-7个碳原子的不饱和烃基或具有3-7个碳原子的烷氧基，L1和L2分别为H或F，m为0或1，为或更进一步的，所述第三有机溶剂选自氯仿和二氯甲烷。进一步的，所述制备方法进一步包括步骤3)：加入步骤2)所得的提纯产物与亚硝酸钠水溶液，并向反应液滴加溶于氨与氯化铵缓冲溶液的镍氰化钾，所述步骤2)的提纯产物与镍氰化钾发生如下反应：其中，R1为-NH2，R2为具有3-7个碳原子的烷基、具有3-7个碳原子的不饱和烃基或具有3-7个碳原子的烷氧基，L1和L2分别为H或F，m为0或1，为或更进一步的，所述制备方法具体包括：a：在反应瓶中加入步骤2)所得的提纯产物和稀盐酸，并将反应置于冰浴中，缓慢滴加亚硝酸钠水溶液，在冰浴条件下反应1～4小时；b：上述反应完成后，用碳酸钠溶解将上述反应液调至中性，并向反应液滴加溶于氨与氯化铵缓冲溶液的镍氰化钾，然后将反应升至60℃。附图说明图1为高双折射率液晶材料常见分子结构图。图2为高双折射率液晶材料苯乙炔类分子结构图。图3苯乙炔类分子的sonogashira合成方法。图4为实施例1利用索氏提取法提纯产物过程图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术并不限于下面公开的具体实施例的限制。实施例1本实施例为的制备：步骤1)，合成目标产物：搭建回流反应装置，向反应瓶内放入搅拌子，加入2,6-二氟-4-溴苯胺、催化剂Pd(Pph3)4、碘化亚铜；密封反应系统，将密封系统里的空气置换成氩气；注入三乙胺、四氢呋喃和4-丙基苯乙炔，搅拌并慢慢加热回流，确保系统在氩气保护下反应。4小时后，用TLC检测反应程度。步骤2)，用索式提取器对步骤1)的产物进行提纯：反应完毕后，将反应液倒入冰水，滴加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种苯乙炔类液晶材料的制备方法，所述苯乙炔类液晶材料如式I所示：

【技术特征摘要】
1.一种苯乙炔类液晶材料的制备方法，所述苯乙炔类液晶材料如式I所示：所述苯乙炔类液晶材料的制备包括如下步骤：1)合成：在第一有机溶剂里，将式II的化合物式III的化合物和碱，在催化剂的作用下加热发生sonogashira反应：其中，R1为-F或-NH2，R2为具有3-7个碳原子的烷基、具有3-7个碳原子的不饱和烃基或具有3-7个碳原子的烷氧基，L1和L2分别为H或F，m为0或1，X为-Cl、-Br或-I，为2)提纯：上述反应完成后，用索式提取器对步骤1)反应产物进行提纯。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)的所述提纯包括以下步骤：a.将所述反应液倒入冰水，搅拌并滴加盐酸至弱碱性；b.用第二有机溶剂萃取所述步骤a所得的液体，收集有机相，先用盐水洗所述有机相，接着用无水硫酸钠干燥所述有机相，最后，旋转蒸发干所述有机相得褐色固体；c.在索氏提取器的提取瓶中加入石油醚，提取管加入所述步骤b所得的褐色固体，加热回流1～2小时后，将提取瓶的石油醚冷却至室温，产物固体析出，利用抽滤装置过滤得到提纯产物。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二有机溶剂选自二氯甲烷、乙酸乙酯和乙醚中的一种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)的反应在惰性气氛中进行。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述第一溶剂选自四氢呋喃，N，N-二甲基甲酰胺，二甲基亚砜和1,4-二氧六环中的一种。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述碱选自N,N-二乙基乙二胺，N,N-二异丙基乙二胺和三乙胺中的一种。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国贤，包瑞，
申请(专利权)人：深圳超多维光电子有限公司，深圳市墨克瑞光电子研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44