含异硫氰基的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含异硫氰基的萘系列液晶单体化合物，属于液晶材料技术领域，所述的液晶单体化合物结构式如下所示：所述的R1和R2单独选自烷基、烷氧基中的任一种；所述的X为苯基、联苯基、苯炔基、联苯炔基中的任一种。所述的含异硫氰基的萘系列液晶单体化合物应用于液晶组合物，也可以应用于液晶显示器，还可以应用于高频技术组件中，所述的高频技术组件为液晶基天线原件、移相器、可调谐滤光器或可调谐超材料结构。所述的含异硫氰基的萘系列液晶化合物具有较高的双折射率、具有较宽的向列相温度，能提高液晶组分的清亮点，具有较大的各向异性和介电常数，能改善液晶组分的性能。分的性能。分的性能。

【技术实现步骤摘要】
含异硫氰基的萘系列液晶单体化合物以及制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及含异硫氰基的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]液晶的主要特征之一为具有折射率各向异性的双折射。随着液晶显示技术的不断发展和人们对液晶显示要求的不断提高。具有快速响应、低粘度且高双折射率特点的液晶材料成为人们关注的热点。而众所周知，具有高双折射率的液晶单体往往具有高的粘度。高双折射率与低粘度这两者是互相矛盾的。但可通过对分子的设计得到相对比较高的双折射率和相对比较低粘度的液晶单体例如CN110499163A中，通过连接桥键来串联大共轭的刚性中心，末端连接适当长度的柔性链段基团。得到具有较高电阻率、较大光学各向异性、较低的粘度、较高的双折射率的含异硫氰基的萘系列液晶单体化合物。
[0003]随着液晶技术不断的发展，由于液晶化合物具有适宜的光学各项异性(
△
n)、介电各项异性(
△
ε)、粘度(γ)等特性，最近有很多文献报导液晶化合物可满足微波技术组件所需的一些特性。常见的一些具体应用例如：D.Dolfi，M.Labeyrie，P.Joffre和J.P.Huignard:Liquid Crystal Microwave Phase Shifter，Electronics Letters，第29卷，第10期，第926
‑
928页，报道了液晶在微波移相器中的应用；N.Martin，N.Tentillier，P.Laurent，B.Splingart.Electrically Microwave Tunable Components Using Liquid Crystals，第32届欧洲微波会议，第393
‑
396页，米兰，2002，中报道了液晶材料在电微波可调谐组件中的应用。
[0004]在DE102004029429A中描述了液晶介质在微波技术尤其移相器中的用途，其中讨论了基于多数为芳基的腈和异硫氰酸酯的混合物的液晶介质。在EP2982730A中，描述了完全由异硫氰酸酯化合物组成混合物液晶介质在微波器件领域应用。但这些文献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。而一些物理性能方面仍待改进，例如清亮点、相范围、低温储存的稳定性以及粘度特别是旋转粘度。
[0005]而目前来说液晶材料应用在微波技术器件中所需特性有：足够的稳定性、响应速度快、低介电损耗、低温稳定性、较低的粘度。迄今为止还未有能够同时完全符合以上条件的液晶材料出现。
[0006]因此，迫切需要具有适用于相应实际应用性能的液晶介质材料。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种含异硫氰基的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具有高双折射率、较宽的向列相温度、能提高液晶组分的清亮点、具有较大的各向异性和介电常数、能改善液晶组分的性能，所述液晶单体化合物可以应用于液晶组合物及微波液晶天线中。
[0008]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：含异硫氰基的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：
[0009][0010]式
①
中，所述的R1和R2单独选自烷基、烷氧基中的任一种；
[0011]所述的X为苯基、联苯基、苯炔基、联苯炔基中的任一种。
[0012]进一步的，所述的R1和R2单独选自
‑
C
n
H
2n+1
、
‑
O
‑
C
n
H
2n+1
中的任一种，其中，n为1～25的整数；其中所述的R2基团中，有零个、一个或者多个
‑
CH2‑
基团被以下基团替代
[0013]进一步的，所述的X的结构式为下列结构式中的任一种：进一步的，所述的X的结构式为下列结构式中的任一种：所述Y1和Y2为H或F，其中X结构式中F取代基的个数为0、1或2。
[0014]本专利技术还公开了所述的含异硫氰基的萘系列液晶单体化合物的制备方法：
[0015]当通式
①
中X结构中含有炔基时，即X的结构为(Y1和Y2取代基为H或F，其中F取代基的个数可以为0、1、2)，其制备方法步骤如下所示：
[0016]第一步：中间体m1的制备
[0017]n为0～24的整数
[0018]将1当量的6
‑
溴
‑2‑
甲氧基萘溶解于二氯乙烷中，降温至
‑
10～0℃，在惰性气体保护下，加入1～1.5当量三氯化铝，控制内温在
‑
10～0℃，滴加1～1.5当量酰氯n为0～24的整数，滴毕，升温至0～10℃，保温反应2～3h，然后，水解，水洗有机相至中性，有机相蒸馏除掉溶剂，得到淡黄色固体目标化合物m1；
[0019]第二步：中间体m2的制备
[0020]n为0～24的整数
[0021]将1当量的中间体m1与二甘醇混合在一起，加入2～3当量的氢氧化钾，3～4当量的水合肼，在惰性气体保护下，在温度100～110℃下保温反应2～4h，升温至200～210℃，保温反应6～8h，反应液酸化至PH＝1～2，甲苯萃取，有机相水洗至中性，柱层析得到淡黄色固体目标化合物m2；
[0022]第三步：中间体m3的制备
[0023]n为0～24的整数
[0024]将1当量的中间体m2溶解于DMSO中，加入2～3当量碳酸钾，0.1～0.3当量的碘化钾，在温度85～90℃下滴加1～2当量氯乙酰胺DMSO溶液，保温反应6～8h，加入2～3当量氢氧化钾，升温至140～145℃，保温反应6～8h，降至室温，反应液加水，甲苯萃取，有机相水洗至中性，脱干溶剂得黑色固体目标化合物m3；
[0025]第四步：中间体m4的制备
[0026]n为0～24的整数
[0027]m4结构式中，Y1和Y2取代基为H或F，其中F取代基的个数为0、1或2；
[0028]将1当量m3溶解于三乙胺中，加入1～1.5当量的端炔化合物，在惰性气体保护下，加入0.01～0.05当量的二三苯基膦二氯化钯，0.02～0.1当量的三苯基膦，0.05～0.1当量的DMAP，0.01～0.02当量的碘化亚铜作为催化剂，加热至85～90℃反应，保温反应6～8h，经柱层析纯化得目标化合物m4；
[0029]第五步：异硫氰基化合物的合成
[0030]将1当量的m4溶解于二氯甲烷中，在惰性气体保护下，在温度30～35℃下，滴加进1～1.5当量的N,N
’‑
硫羰基二咪唑的四氢呋喃的溶液中，保温反应8～12h，反应液水洗脱干溶剂，经柱层析纯化得到目标化合物。
[0031]进一步的，第一步中，所述的惰性气体为氮气和氩气中的一种，优选用氮气。
[0032]第一步中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.含异硫氰基的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：式
①
中，所述的R1和R2单独选自烷基、烷氧基中的任一种；所述的X为苯基、联苯基、苯炔基、联苯炔基中的任一种。2.根据权利要求1所述的含异硫氰基的萘系列液晶单体化合物，其特征在于，所述的R1和R2单独选自
‑
C
n
H
2n+1
、
‑
O
‑
C
n
H
2n+1
中的任一种，其中，n为1～25的整数；其中所述的R2基团中，有零个、一个或者多个
‑
CH2‑
基团被以下基团替代基团被以下基团替代3.根据权利要求1所述的含异硫氰基的萘系列液晶单体化合物，其特征在于，所述的X的结构式为下列结构式中的任一种：的结构式为下列结构式中的任一种：所述Y1和Y2为H或F，其中X结构式中F取代基的个数为0、1或2。4.一种根据权利要求1
‑
3任意一项所述的含异硫氰基的萘系列液晶单体化合物的制备方法，其特征在于，当通式
①
中X结构中含有炔基时，其制备方法步骤如下所示：第一步：中间体m1的制备n为0～24的整数将1当量的6
‑
溴
‑2‑
甲氧基萘溶解于二氯乙烷中，降温至
‑
10～0℃，在惰性气体保护下，加入1～1.5当量三氯化铝，控制内温在
‑
10～0℃，滴加1～1.5当量酰氯n为0～24的整数，滴毕，升温至0～10℃，保温反应2～3h，然后，水解，水洗有机相至中性，有机相蒸馏除掉溶剂，得到淡黄色固体目标化合物m1；第二步：中间体m2的制备
n为0～24的整数将1当量的中间体m1与二甘醇混合在一起，加入2～3当量的氢氧化钾，3～4当量的水合肼，在惰性气体保护下，在温度100～110℃下保温反应2～4h，升温至200～210℃，保温反应6～8h，反应液酸化至PH＝1～2，甲苯萃取，有机相水洗至中性，柱层析得到淡黄色固体目标化合物m2；第三步：中间体m3的制备n为0～24的整数将1当量的中间体m2溶解于DMSO中，加入2～3当量碳酸钾，0.1～0.3当量的碘化钾，在温度85～90℃下滴加1～2当量氯乙酰胺DMSO溶液，保温反应6～8h，加入2～3当量氢氧化钾，升温至140～145℃，保温反应6～8h，降至室温，反应液加水，甲苯萃取，有机相水洗至中性，脱干溶剂得黑色固体目标化合物m3；第四步：中间体m4的制备n为0～24的整数m4结构式中，Y1和Y2取代基为H或F，其中F取代基的个数为0、1或2；将1当量m3溶解于三乙胺中，加入1～1.5当量的端炔化合物，在惰性气体保护下，加入0.01～0.05当量的二三苯基膦二氯化钯，0.02～0.1当量的三苯基膦，0.05～0.1当量的DMAP，0.01～0.02当量的碘化亚铜作为催化剂，加热至85～90℃反应，保温反应6～8h，经柱层析纯化得目标化合物m4；第五步：异硫氰基化合物的合成将1当量的m4溶解于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王连义，孙德生，胡葆华，牟霖蕾，周上群，宣力琪，
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：