一种含二噁烷结构的液晶化合物及其合成方法技术

本发明专利技术提供了一种具有含二噁烷结构的液晶化合物及其合成方法。所述液晶化合物具有较高的清亮点、大的介电各向异性和折射率各向异性，将其应用于液晶产品中时，与其他液晶化合物的相容性良好，具有广泛应用性。所述液晶化合物的合成方法以1,4‑二氧杂螺[4,5]癸‑8‑醇为原料，采用光延反应、叶立德反应、水解、偶联、缩醛等步骤，该方法采用的试剂常见易得、价格便宜，方法简单易操作，收率较高。

A Liquid Crystal Compound Containing Dioxane Structure and Its Synthesis Method

The invention provides a liquid crystal compound with dioxane structure and a synthesis method thereof. The liquid crystal compound has high bright spot, large dielectric anisotropy and refractive index anisotropy. When applied to liquid crystal products, the liquid crystal compound has good compatibility with other liquid crystal compounds and has wide application. The synthesis method of the liquid crystal compound takes 1,4_dioxaspira [4,5] decanol as raw material, and adopts the steps of light-casting reaction, Yelder reaction, hydrolysis, coupling and acetal. The reagent used in the method is common, cheap, simple and easy to operate, and the yield is high.

【技术实现步骤摘要】
一种含二噁烷结构的液晶化合物及其合成方法
本专利技术涉及液晶领域，尤其是一种含二噁烷结构的液晶化合物及其合成方法,及包含该化合物的液晶组合物，以及包含所述液晶组合物的液晶显示器件。
技术介绍
液晶显示元件可以在以钟表、电子计算器为代表的各种家庭用电器、测定机器、汽车用面板、文字处理机、电脑、打印机、电视等中使用。作为液晶显示方式，在其代表性的方式中，可以列举PC(phasechange，相变)、TN(twistnematic，扭曲向列)、STN(supertwistednematic，超扭曲向列)、ECB(e1ectricallycontrolledbirefringence，电控双折射)、OCB(optica11ycompensatedbend，光学补偿弯曲)、IPS(in-planeswitching，共面转变)、VA(verticalalignment，垂直配向)、CSH(colorsuperhomeotropic，彩色超垂面)等类模式。根据元件的驱动方式分为PM(passivematrix，被动矩阵)型和AM(activematrix,主动矩阵)型。PM分为静态(static)和多路(multiplex)等类型。AM分为TFT(thinfilmtransistor，薄膜晶体管)、MIM(metalinsulatormetal，金属-绝缘层-金属)等类型。这些液晶显示元件包含具有适当物性的液晶组合物。作为液晶组合物成分的液晶化合物，必须具备如下物性：(1)化学性稳定以及物理性稳定；(2)具有高清亮点(液晶相-各向同性相的相转移温度)；(3)液晶相(向列相、胆固醇相、层列相、蓝相等光学各向同性液晶相等)的下限温度低；(4)与其他液晶化合物的相容性优异；(5)具有适当大小的介电各向异性；(6)具有适当大小的折射率各向异性。近年来，人们对液晶显示元件的性能要求越来越高，如需要具有高的对比度、显示容量和响应时间等。另外，为了以低电压来驱动以光学各向同性液晶相所驱动的光元件，最好使用介电各向异性及折射率各向异性大的液晶化合物。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种清亮点高、介电各向异性和折射率各向异性均较大、与其他液晶化合物相容性好的含有二噁烷结构的液晶化合物及包含该化合物的液晶组合物，以及包含所述液晶组合物的液晶显示器件。本专利技术的另一目的在于提供所述液晶化合物的合成方法。本专利技术的技术方案：本专利技术一方面提供了一种式A所示的含二噁烷结构的液晶化合物其中，R1表示-C≡CH或-CN；R2表示-H、含有1至10个碳原子的烷基或烷氧基，其中一个或更多个-CH2-可以以氧原子不直接相连的方式各自独立地被-O-或-CO-替代；X2、X3和X4相同或不同，各自独立地表示-H或-F，且X2、X3、X4中至少一个表示-F；n表示1、2或3，当n表示2或3时，可以相同或不同。在本专利技术的一些实施方案中，优选地，本专利技术的化合物选自由如下通式A-1～A-3的化合物组成的组：在本专利技术的一些实施方案中，进一步优选地，所述式A-1的化合物选自如下化合物组成的组：在本专利技术的一些实施方案中，进一步优选地，所述式A-2的化合物选自如下化合物组成的组：在本专利技术的一些实施方案中，进一步优选地，所述式A-3的化合物选自如下化合物组成的组：在本专利技术的一些实施方案中，更进一步优选地，所述R2表示-H、甲基、乙基、丙基、丁基或戊基。本专利技术另一方面提供了一种上述含二噁烷结构的液晶化合物的合成方法，具体包括如下步骤：1)、将式1的化合物和式2的化合物用有机溶剂充分溶解，在氮气保护的条件下，加入磷盐，控制温度在0～100℃，滴加偶氮二甲酯，反应0.5～10h，得到式3的化合物其中，X1表示-Br、-I或-Cl中的一种；2)、将式3的化合物用混合溶剂溶解，加入强酸，控制温度在20～100℃，反应0.5～10h，得到式4的化合物3)、将强碱分为5～10等份，在反应瓶中加入叶立德磷盐，用有机溶剂溶解，在惰性气体保护条件下，控制温度在-50～50℃，分批加入强碱，搅拌反应0.5～10h，控制温度在-50～50℃，加入事先用有机溶剂溶解的式4的溶液，保温反应0.5～10h，得到式5的化合物4)、将式5的化合物、阻聚剂用有机溶剂溶解，在惰性气体保护条件下、控制温度在0～100℃，滴加强酸，反应0.5～10h小时，得到式6的化合物5)、将式6的化合物和式7的化合物用混合溶剂溶解，加入碱、催化剂，在惰性气体保护条件下，升温回流反应0.5～10h，得到式8的化合物6)、将式8的化合物和式9的化合物用有机溶剂溶解，加入强酸后，加装分水装置，升温回流分水反应0.5～10h，得到式A的化合物。步骤1)所述有机溶剂选自四氢呋喃或甲苯；步骤1)所述磷盐为三苯基磷；步骤1)所述偶氮二甲酸酯选自偶氮二甲酸二乙酯、偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸二叔丁酯中的一种或几种。步骤2)所述混合溶剂分为两个组分，组分A选自甲苯、乙醇、四氢呋喃中的一种或几种，组分B为水；步骤2)所述强酸选自盐酸或对甲苯磺酸。步骤3)所述有机溶剂为甲苯；步骤3)所述叶立德磷盐选自氯甲醚膦盐或溴甲醚膦盐；步骤3)所述强碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸铯、叔丁醇钾中的一种或几种。步骤4)所述有机溶剂为四氢呋喃；步骤4)所述阻聚剂选自2,6-二叔丁基对甲酚或对甲氧基苯酚；步骤4)所述强酸选自硫酸、盐酸、对甲苯磺酸中的一种或几种。步骤5)所述混合溶剂分为两个组分，其中组分A选自甲苯、乙醇、四氢呋喃、异丙醇中的一种或几种，组分B为水；步骤5)所述碱选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠中的一种或几种；步骤5)所述催化剂选自二氯二叔丁基-(4-二甲基氨基苯基)膦钯(II)、双三苯基膦二氯化钯、四(三苯基膦)钯中的一种或几种。步骤6)所述有机溶剂为甲苯；步骤6)所述强酸选自盐酸、硫酸、对甲苯磺酸中的一种或几种。在本专利技术的具体实施方案中，所述惰性气体均可以优选为氮气。在本专利技术的一些实施方案中，优选地，步骤1)所述有机溶剂为四氢呋喃。在本专利技术的一些实施方案中，优选地，步骤1)所述偶氮二甲酸酯为偶氮二甲酸二异丙酯。在本专利技术的一些实施方案中，优选地，步骤1)所述温度为10～40℃，进一步优选地，步骤1)所述温度为20～430℃。在本专利技术的一些实施方案中，优选地，步骤1)所述反应时间为0.5～5h，进一步优选地，步骤1)所述反应时间为0.5～3h。在本专利技术的一些实施方案中，优选地，步骤2)所述混合溶剂由乙醇和水组成，体积比为(2～3)：(1～2)。在本专利技术的一些实施方案中，优选地，步骤2)所述强酸为对甲苯磺酸。在本专利技术的一些实施方案中，优选地，步骤2)所述温度为50～80℃，进一步优选地，步骤2)所述温度为70～80℃。在本专利技术的一些实施方案中，优选地，步骤2)所述反应时间为0.5～5h，进一步优选地，步骤2)所述反应时间为0.5～3h。在本专利技术的一些实施方案中，优选地，步骤3)所述叶立德磷盐为氯甲醚膦盐。在本专利技术的一些实施方案中，优选地，步骤3)所述强碱为叔丁醇钾。在本专利技术的一些实施方案中，优选地，步骤3)所述温度为-20～20℃，进一步优选地，步骤3)所述温度为-10～10℃。在本专利技术的一些实施方案中，优选地，步骤3)所述时间为1～7h，进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含二噁烷结构的液晶化合物，其特征在于，其结构通式如下式A所示：

【技术特征摘要】
1.一种含二噁烷结构的液晶化合物，其特征在于，其结构通式如下式A所示：其中，R1表示-C≡CH或-CN；R2表示-H、含有1至10个碳原子的烷基或烷氧基，其中一个或更多个-CH2-可以以氧原子不直接相连的方式各自独立地被-O-或-CO-替代；X2、X3和X4相同或不同，各自独立地表示-H或-F，且X2、X3、X4中至少一个表示-F；n表示1、2或3，当n表示2或3时，可以相同或不同。2.根据权利要求1所述的含二噁烷结构的液晶化合物，其特征在于，所述液晶化合物选自如下通式化合物组：3.根据权利要求2所述的含二噁烷结构的液晶化合物，其特征在于，所述通式A-1选自如下化合物组：所述通式A-2选自如下化合物组：所述通式A-3选自如下化合物组：4.一种含二噁烷结构的液晶化合物的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括如下步骤：1)将式1的化合物和式2的化合物用有机溶剂充分溶解，在惰性气体保护的条件下，加入磷盐，控制温度在0～100℃，滴加偶氮二甲酯，反应0.5～10h，得到式3的化合物其中，X1表示-Br、-I或-Cl；2)将式3的化合物用混合溶剂溶解，加入强酸，控制温度在20～100℃，反应0.5～10h，得到式4的化合物3)将强碱分为5～10等份，在反应瓶中加入叶立德磷盐，用有机溶剂溶解，在惰性气体保护条件下，控制温度在-50～50℃，分批加入强碱，搅拌反应0.5～10h，控制温度在-50～50℃，加入事先用有机溶剂溶解的式4的溶液，保温反应0.5～10h，得到式5的化合物4)将式5的化合物、阻聚剂用有机溶剂溶解，在惰性气体保护条件下，控制温度在0～100℃，滴加强酸，反应0.5～10h小时，得到式6的化合物5)将式6的化合物和式7的化合物用混合溶剂溶解，加入碱、催化剂，在惰性气体保护条件下，升温回流反应0.5～10h，得到式8的化合物6)将式8的化合物和式9的化合物用有机溶剂溶解，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨程大，徐爽，赵李亮，吴川，
申请(专利权)人：江苏和成新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32