[发明专利]一种含氟反式烷基环己基联苯类液晶单体的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于精细化工技术领域，尤其是涉及一种含氟反式烷基环己基联苯 类液晶单体的合成方法。

背景技术

随着超扭曲向列相液晶(STN-LCD)和薄膜晶体管阵列驱动液晶显示(TFT -LCD)技术的飞速发展，近年来两者大大占据了台式显示器和便携式笔记本电 脑等高档显示器市场，其中TFT-LCD由于采用薄膜晶体管阵列直接驱动液晶分 子，消除了交叉失真效应，因此显示信息容量大。此时就需配合使用低粘度的 液晶材料，更大的提高响应速度，进而达到满足视频图像显示的需要。含氟反 式环己基联苯类4-(4-烷基环己基)-4’-氟-1，1’-二联苯液晶具有较高的介 电各向异性(Δε)、较低的黏度、中等的光学各向异性(Δn)、高电荷保持率 等优良特性，恰恰满足了TFT-LCD显示要求。除此之外该类液晶材料还具备良好 的光、电、热和化学稳定性等突出优点，因此其被广泛应用于高档彩色STN-LCD 和TFT-LCD中；具有联苯类液晶的稳定性、双环己烷类液晶的低粘度及含氟类 液晶的显示响应速度快、适当偶极矩等优良特性。

此类液晶单体一般由烷基环己基碘苯和对氟苯硼酸合成或是由烷基环己基 苯硼酸和对氟溴苯合成。其反应原理如下：

路线A：

路线B：

注：R表示为烷基，分别代表乙基，丙基，丁基，戊基。

上述两种合成路线中，烷基环己基碘苯和烷基环己基苯硼酸均要 使用到重要中间体——烷基环己基苯，其合成路线为：

路线i：

注：R表示为烷基，分别代表甲基，乙基，丙基，丁基。

路线ii：

注：R表示为烷基，分别代表乙基，丙基，丁基，戊基。

在合成烷基环己基苯中，路线i是较早使用的方法，该生产方 法中生成的杂质较多，纯化难度较大，使得产品收率低，大约30～ 40％。在生产中烷基酰氯及无水三氯化铝见水易分解并产生氯化氢气 体；环己烯易产生过氧化物，会引起燃烧爆炸危险；苯的毒性在芳香 烃中最大；黄鸣龙还原反应温度较高(180℃以上)，均不同程度的造 成操作人员及生产设施的安全隐患，由于以上这些弊端，目前该法已 不经常使用。

采用路线ii合成路线，产生的杂质少，产物易于纯化而且产品的 收率高(约80～94％)，反应物的危险性及反应条件均较温和，因此 普遍使用该法。但是在产物脱水、转型中，反应时间较长且反应节点 不易控制，后处理麻烦且三废排放较多；在合成中，由于反应物分子 活性位较多，极易产生同分异构体，这些同分异构体不能产生液晶相， 它们的出现不仅影响产品得率，使成本上升，而且是目标化合物中的 有害物质，极大影响LCD性能，必须除去，但它们与目标化合物的 物理化学性质极其接近，常规方法不易分离。

在路线B中，虽然烷基环己基苯硼酸相对容易得到，但该方法 使用却是昂贵的Pd(0)做催化剂，且该催化剂在日常实验、生产环 境中很难保存，在这一点上很不利于工业化生产的要求；并且该偶联 方法收率不是很理想，大约67％。

发明内容

本发明的目的在于改进已有技术的不足而提供一种使用高效负 载催化剂、高收率、生产成本低、三废排放少、减少异构体生成、提 高目标化合物的选择性和收率的含氟反式烷基环己基联苯类液晶单 体的合成方法。

本发明的目的是这样实现的，一种含氟反式烷基环己基联苯类液 晶单体的合成方法，是选择溴苯与镁进行格氏反应，然后与烷基环己 酮偶联并水解，再经脱水、加氢、转型、碘代合成烷基环己基碘苯； 对氟溴苯与镁进行格氏反应，然后低温偶联合成对氟苯硼酸，最后再 通过偶联反应合成了目标化合物，其合成路线如下：

其中I为4-烷基-1-苯基环己醇，II为4-烷基-1-苯基环己烯，III为 烷基环己基苯，IV为反式烷基环己基苯，V为反式烷基环己基碘苯， VI为对氟苯硼酸，VII为4-(4-烷基环己基)-4’，-氟-1-1’，-二联苯，R 表示为烷基，分别代表乙基，丙基，丁基，戊基。