一种取代的苯并1，3-二氧杂环戊烷衍生物、其制备方法及其用途技术

一种取代的苯并１，３－二氧五环衍生物，所述化合物具有通式Ⅰ所示的结构：　　　　＊＊＊　　（Ⅰ）　　　　其中Ｒ为１－１５个碳的烷基或烯基、１－１５个碳的烷氧基或烯氧基；环Ａ为１，４亚环己基、亚苯基或被至少一个Ｆ取代的亚苯基；ｍ为数字０或１；Ｘ↓［１］、Ｘ↓［２］、Ｘ↓［３］分别为－Ｈ、－ＣＮ、－Ｆ、－Ｃｌ、－Ｂｒ、－Ｉ、－ＣＨ↓［３］、－ＯＣＦ↓［３］、－ＣＦ↓［２］ＣＦ↓［３］、－ＯＣＨＦ↓［２］、－ＣＦ↓［３］、－ＮＯ↓［２］。或Ｃ↓［１］－Ｃ↓［７］直链烷基。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种化合物，特别是取代的苯并1，3-二氧五环衍生物，其制备方法及其作为液晶化合物的用途，属于化合物领域。
技术介绍
液晶材料是随着液晶显示器(LCD)的发展而迅速发展的，其中显示用向列相液晶材料是发展最快、市场占有量最大的一种液晶材料。向列相液晶显示有TN(扭曲向列相)模式、HTN(高扭曲向列相)模式、STN(超扭曲向列相)模式、TFT(薄膜晶体管)模式、PDLC(聚合物分散液晶)模式、DS(动态散射)模式、GH(宾主)模式、ECB(电控双折射)模式、DAP模式以及DSTN(反射式双稳态)模式等液晶显示器(LCD)。特别是近年来的彩色液晶显示中TN、STN、TFT型得到了显著发展，投入了大规模生产，其中TFT模式倍受众欢迎和注意。迄今为止，这些利用液晶特有的双折射各向异性、介电各向异性等特性制造的许多液晶显示器，已广泛用于钟表、电子计算器、文字处理、便携式电脑、掌上电脑、信息处理终端显示、电视机、移动通讯和各种仪器仪表等显示器中，并随着信息产业的迅速发展，对液晶显示装置的需求量逐年增加。因此，作为显示用的液晶材料也得到了很大发展，出现了大量的液晶化合物。从联苯腈、酯类、含氧杂环苯类、嘧啶环类液晶化合物逐渐发展到环己基(联)苯类、二苯乙炔类、乙基桥键类、烯端基类液晶和各种含氟芳环类液晶化合物，最近日本合成出结构稳定的二氟乙烯类液晶化合物，其分子结构越来越稳定，不断满足TN、STN、TFT-LCD的性能要求。因此，作为显示用的液晶材料也得到了很大发展，出现了大量的液晶化合物。从联苯腈、酯类、含氧杂环苯类、嘧啶环类液晶化合物逐渐发展到环己基(联)苯类、二苯乙炔类、乙基桥键类、烯端基类液晶和各种含氟芳环类液晶化合物，最近日本合成出结构稳定的二氟乙烯类液晶化合物，其分子结构越来越稳定，不断满足TN、STN、TFT-LCD的性能要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种取代的苯并1，3-二氧五环衍生物，所述化合物结构稳定，具有宽的液晶态温度范围，良好的低温互溶性，较小的双折射率，较低的黏度、较高的比弹性常数，可以作为显示用宽温和低双折射常向列相液晶材料，改善液晶组合物材料及显示器的性能。本专利技术的另一目的在于提供取代的苯并1，3-二氧五环衍生物的制备方法，所述的制备方法原料易得、合成路线简单、适合规模化工业生产。本专利技术的再一目的在于提供取代的苯并1，3-二氧五环衍生物在液晶材料组合物及液晶显示器上的用途。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为一种取代的苯并1，3-二氧五环衍生物，所述化合物具有通式I所示的结构 其中R为1-15个碳的烷基或烯基、1-15个碳的烷氧基或烯氧基；环A为1，4亚环己基、亚苯基或被至少一个F取代的亚苯基；m为数字0或1；X1、X2、X3分别为-H、-CN、-F、-Cl、-Br、-I、-CH3、-OCF3、-CF2CF3、-OCHF2、-CF3、-NO2。或C1-C7直链烷基。在本专利技术中，优选R为1-15个碳的直链烷基或直链烯基、1-15个碳的直链烷氧基或直链烯氧基。还优选R为C1-C7直链烷基或直链烯基、C1-C7直链烷氧基或直链烯氧基。更优选R为C1-C7直链烷基。本专利技术中，优选X1、X2、X3分别为-H、-F、-Cl、-CN或CF3；还优选X1、X3分别为-H、-F或-Cl；X2为-F、-Cl、-CN或CF3，更优选X1、X3分别为-H或-F，X2为-F或-CN。本专利技术中的环A优选为反式1，4亚环己基或亚苯基。本专利技术优选的化合物为R为C1-C7直链烷基；m为0或1；X1、X3分别为-H或-F，X2为-F或-CN。在本专利技术中，优选m为0。本专利技术所述化合物的典型结构式如下 优选其中的R为C1-C7直链烷基，环A为反式1，4亚环己基、亚苯基。本专利技术的一种取代的苯1，3-二氧五环衍生物液晶化合物结构稳定，具有宽的液晶态温度范围，良好的低温互溶性，较小的双折射率，较低的黏度、较高的比弹性常数，可以作为显示用宽温和低双折射常向列相液晶材料，改善液晶组合物材料及显示器的性能。本专利技术中，通式(I)所示的化合物可以单独或与其他现有技术中已知的液晶化合物组成液晶组合物用做液晶显示材料，当用于液晶组合物时，用量一般为2-50％。本专利技术中通式(I)所代表的化合物，可由如下两种方法制备。本专利技术中通式(I)所代表的化合物的第一种制备方法包括如下步骤将4-R’-邻苯二酚(A)和1-(二氯甲基)-3-X1-5-X3二取代苯(B)在碱存在下，在溶剂中进行缩合反应，经后处理，得2-(3-X1-5-X3二取代苯基)-5-R’-苯并1，3-二氧五环(C)，其中的R’为 得到的2-(3-X1-5-X3二取代苯基)-5-R’-苯并1，3-二氧五环(C)即为通式I中，X2为-H时所示的结构。其中缩合反应采用的溶剂为DMSO，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸氢钠。该制备方法还包括低温下在溶剂中，在正丁锂的作用下用碘取代化合物(C)，得到2-(3-X1-5-X3二取代-4-碘苯基)-5-R’-苯并1，3-二氧五环(D)；该2-(3-X1-5-X3二取代-4-碘苯基)-5-R’-苯并1，3-二氧五环(D)即为通式I中，X2为-I时所示的结构。上述反应所述的低温为-20至-60℃下THF溶剂中进行。该制备方法还进一步包括将化合物(D)与亚铜类化合物在溶剂中回流反应，得到目标化合物(E)。其中的溶剂为DMF，亚铜类化合物为CuX2，本专利技术中通式(I)所代表的化合物的第二种制备方法包括如下步骤将4-R’-邻苯二酚(A)和3-X1-4-X2-5-X3三取代的二氯甲基苯(B’)在碱存在下，在溶剂中进行缩合反应，经后处理，得目标化合物(E)。其中缩合反应采用的溶剂为DMSO，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸氢钠，以及适合本专利技术的其他碱。本专利技术的制备方法中的原料化合物(A)的制备方法为含对位取代基的苯酚类化合物 和乙酰氯在溶剂中，在三乙胺的作用下进行回流反应，去除溶剂得乙酸-(对位取代基)-苯酚酯，再经三氯化铝转位，冰盐酸分解三氯化铝，反应完后经后处理得4-取代基-2-乙酰基苯酚，再经氧化反应得化合物(A)。收率为65％。其中乙酰氯和对位取代苯酚为市售产品。本专利技术所述的合成方法中所用化合物(B)与(B’)由如下方法制得取代苯甲醛与三氯化磷、五氯化磷反应，减压蒸馏得化合物(B)或(B’)。至于反应中具体采用哪一种方法，取决于反应化合物是否有商品及合成的难易，这对于本领域的技术人员是公知的。两种方法的反应过程如下所示 或 反应示意其中R’为 本专利技术的制备方法原料易得、合成路线简单、适合规模化工业生产。由于本专利技术液晶化合物的应用，大大改善了显示用向列相液晶材料的低温性能，改善了液晶显示的响应特性，提高了响应速度，可以用于TN、HTN、STN、TFT显示器。即在广泛适当的条件下，本专利技术的化合物具有1)提高液晶组合物的清亮点的效果。2)降低组合物粘度的效果。3)防止组合物的介电各向异性降低的效果。良好的低温互溶性使本专利技术的液晶化合物可作为改善显示性能的宽温和低双折射率显示用向列相液晶材料。本专利技术提供了一种取代的苯并1，3-二氧五环衍生物液晶化合物及其制备方法，所述化合物结构稳定，具有宽的液晶态温度范围，良好本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：康杰，仲锡军，田秋峰，
申请(专利权)人：石家庄永生华清液晶有限公司，
类型：发明
国别省市：