專利名稱：側向二氟取代二苯乙炔類液晶化合物及其制備方法與應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種側向二氟取代二苯乙炔類液晶化合物及其制備方法與應用。
背景技術：
液晶材料是隨著液晶顯示器的發展而迅速發展起來的，其中顯示用的向列相液晶是液晶材料中發展最快的一類，向列相液晶材料具有TN型、STN型、TFT型等多種顯示模式。而隨著電子信息技術的發展，人們對顯示器的響應速度和畫質有更高的要求，這就給液晶材料提出了更高的性能要求。根據顯示器件的使用要求，液晶化合物應滿足以下性能要求液晶材料具有光、熱、電穩定性；有寬的向列相溫度范圍；光電響應速度快；驅動電壓低。對于以上的幾個性能要求，目前最為關注的是如何加快光電響應時間，提高響應速度。響應時間(T)與旋轉粘度(Y)和液晶盒厚(d)有以下關系T Oc Y d為了滿足快的光電響應速度，在粘度不變的情況下，液晶盒厚d要足夠小。對于特定的顯示模式，An (!通常是固定的，所以在滿足工藝要求的條件下，d越小越好，即光學各向異性(An)需要增大。為了獲得光學各向異性(An)較大的、性能更加優良的液晶材料，人們設計合成出了一些二苯乙炔衍生物和氟取代的二苯乙炔衍生物，如JP-A 63 152 34和US 5437815等，雖然制備的化合物An較大、向列相溫度范圍寬，但其相溶性差。而一般是在液晶分子的長軸方向上引入強極性的基團，比如氰基，氟原子，三氟甲基，三氟甲氧基等，可以滿足傳統的TN-TFT以及IPS液晶顯示模式的正介電各向異性A e>0的要求；而VA-TFT模式要求所采用的液晶材料具有負介電各向異性，S卩A e <0，這就需要在分子的短軸方向，即分子的側向上引入強極性的基團。含有側向氰基的液晶化合物雖然負介電各向異性較大，但其電阻率低。
發明內容
本發明的目的是提供一種側向二氟取代二苯乙炔類液晶化合物及其制備方法與應用。本發明提供的側向二氟取代二苯乙炔類液晶化合物，其結構通式如式I所示，
權利要求
1.式I所示化合物，
2.根據權利要求I所述的化合物，其特征在于所述式I中，R1和R2均選自氫、氟、氯、氰基和碳原子總數為1-25的烷基中的至少一種；Z1、Z2、Z3和Z4均選自單鍵、-CF2O-和碳原子總數為1-25的直鏈烷基中的至少一種；A1和A2均選自單鍵、1，4-環己基、1，4-苯基、2，5-嘧啶基、2，5-吡啶基、2，5-四氫-2H-吡喃基、1，3- 二噁烷-2，5-基和1,2,4-噁二唑-3，5-基中的至少一種。
3.根據權利要求I或2所述的化合物，其特征在于所述式I所示化合物為下述式I-I至式1-18所示化合物中的任意一種
4.一種制備權利要求1-3任一所述化合物的方法，包括如下步驟 . 1)將4-Ra-1，2-二氟苯與丁基鋰混勻進行反應，反應完畢后再加入碘先在_80°C至-70°C進行反應再升溫至室溫進行反應得到5-Ra-2，3- 二氟碘苯； .2)將所述步驟I)所得5-Ra-2，3-二氟碘苯與2-甲基-3- 丁炔-2-醇在Pd (PPh3) 4催化下混勻進行催化反應，反應完畢得到4- (2，3- 二氟-5-Ra苯基)-2-甲基-3- 丁炔-2-醇； .3)將所述步驟2)所得4-(2，3-二氟-5-RA苯基)-2-甲基-3-丁炔-2-醇與強堿進行反應，反應完畢得到5-Ra-2，3- 二氟苯基乙炔； .4)將4-Rb-1，2-二氟苯與丁基鋰混勻進行反應，反應完畢后再加入碘先在_80°C至-70°C進行反應再升溫至室溫進行反應得到5-Rb-2，3- 二氟碘苯；5)在pH值為8-10的條件下，將所述步驟3)所得5-Ra-2，3- 二氟苯基乙炔與所述步驟4)所得5-Rb-2，3- 二氟碘苯在Pd (PPh3) 4催化下混勻進行催化反應，反應完畢得到所述式I所示化合物；所述步驟I)至步驟5)中，所述Ra均為R1- (Z1-A1-Z2) x- ；Rb均為-(Z3-A2-Z4) y-R2 ;所述R1、R2J^Z2和y均與權利要求I定義相同。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于所述步驟I)中，所述4-RA-l，2-二氟苯、丁基鋰與碘的投料摩爾用量比為1.0 I. 0-1. 5 I. 0-1. 5，優選1.0 I. 5 I. 5 ;所述4-RA-l，2-二氟苯與丁基鋰混勻進行反應步驟中，溫度為-70 _100°C，優選_80°C，時間為O.5-2小時，優選I小時；所述再加入碘先在-80°c至-70°C進行反應步驟中，時間為O. 5-2小時，優選I小時；所述再升溫至室溫進行反應步驟中，時間為1-2小時；所述步驟2)中，所述5-RA-2，3-二氟碘苯、2-甲基-3-丁炔-2-醇與Pd (PPh3)4的投料摩爾用量比為I. O I. 0-2. O O. 001-0. 01，優選I. O 2. O O. 005 ;所述催化反應步驟中，溫度為50-70 V，優選60°C，時間為1-2小時，優選2小時；所述步驟3)中，所述強堿選自氫氧化鈉和氫氧化鉀中的至少一種；所述4-(2，3-二氟-5-RA苯基)-2-甲基-3-丁炔-2-醇與強堿的投料摩爾用量比為I : I. 0-1. 5，優選I : I. 2 ;所述與強堿進行反應步驟中，溫度為80-11 (TC，優選100°C，時間為1_8小時，優選4小時；所述步驟4)中，所述4-Rb-1，2- 二氟苯、丁基鋰與碘的投料摩爾用量比為1.0 1.0-1.5 L O-L 5，優選 L O I. 5 I. 5 ;所述 4_RB_1，2-二氟苯與丁基鋰混勻進行反應步驟中，溫度為-70 _100°C，優選_80°C，時間為O. 5-2小時，優選I小時；所述再加入碘先在_80°C至_70°C進行反應步驟中，時間為O. 5-2小時，優選I小時；所述再升溫至室溫進行反應步驟中，時間為1-2小時；所述步驟5)中，所述步驟3)所得5-RA-2，3-二氟苯基乙炔、所述步驟4)所得5-Rb-2，3-二氟碘苯和Pd(PPh3)4的投料摩爾用量比為1.0 I. 0-1. 5 O. 001-0. 01，優選1.0 1.0 O. 005;所述反應步驟中，溫度為80-110°C，優選85°C，時間為1-8小時，優選4小時。
6.權利要求1-3任一所述式I化合物在制備液晶顯示材料、有機發光二極管材料和半導體材料中的至少一種中的應用。
7.包含權利要求1-3任一所述式I化合物的液晶顯示材料、有機發光二極管材料和半導體材料中的至少一種。
全文摘要
本發明公開了一種側向二氟取代二苯乙炔類液晶化合物及其制備方法與應用。該化合物，其結構通式如式I所示。本發明通過向分子結構中引入氟原子，增大分子寬度，增加氟原子數目，降低熔點，增加相溶性，以改進液晶分子性能，將兩個含有側向二氟的棒狀分子通過炔鍵連接，使分子形狀發生轉變，形成了具有Z形的化合物。該側向氟原子取代的液晶化合物電阻率高，并具有較大的介電各向異性，可滿足VA-TFT模式的要求，可以作為液晶顯示材料和液晶單體使用。式I
文檔編號C07C25/24GK102633596SQ20121006587
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月13日 優先權日2012年3月13日
發明者華瑞茂, 曹建華 申請人:石家莊誠志永華顯示材料有限公司