[发明专利]一种合成二芳基乙炔类单体液晶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶材料的生产方法，尤其是指一种二芳基乙炔类单体液 晶合成的催化方法。本发明属于催化合成化工技术领域。

背景技术

为了满足各种液晶显示器件所需要的相应特性，通常需要混合使用大约20 种不同性能的液晶化合物。根据显示器件的使用要求，液晶组合物应具有适宜 的光学各向异性(Δn)，为了缩短液晶组合物的响应时间和降低能耗，降低液晶 显示器驱动电压是必要的，为了实现更低的驱动电压，需要增加介电各向异性 Δε。同时，为了满足光电响应速度快，盒厚d必须减小。但为了降低液晶盒厚 度而必须同时维持光学各向异性值(Δn)与液晶盒厚度(d)的乘积不变，这 就要求液晶组合物具有较大的Δn。因此，制备具有大Δn的液晶化合物成为了 一种技术趋势。二芳基乙炔类单体液晶具有大Δn、低粘度等特点，是TN、STN 混合液晶中常用的一类物质，有助于调节混合液晶的Δn和响应时间。目前合成 二芳基乙炔类单体液晶时的主要反应是基于芳基末端炔烃与卤代芳烃的 Sonogashira交叉偶联反应，即二芳基乙炔类化合物的合成主要是通过钯催化剂 催化的芳基末端炔烃与卤代芳烃的交叉偶联反应。传统的Sonogashira偶联反应 通常使用零价或二价钯配合物作为均相催化剂，并加入一定量的CuI、PPh₃，以 及在适当量的有机碱(如Et₃N)存在下，在极性溶剂介质中进行反应。这种传 统均相催化反应体系存在着如下显著的缺点：由于目前的生产工艺中主要使用 了含膦配体的钯均相催化剂，在实际生产中贵金属催化剂随产物分离难于再回 收利用，不仅增加了生产成本，而且造成很大浪费，污染环境；在此类反应过 程中常会产生不同的杂质副产物，产物提纯工艺复杂，给单体液晶提纯带来了 困难。如ZL200610140460.X公开的一种二苯乙炔类液晶化合物的中国专利申请 中，以PdCl₂(PPh₃)₂，Pd(PPh₃)₄为均相催化剂合成二芳基乙炔类单体液晶，就无 法回收再利用催化剂。

要解决催化剂回收再利用或多次使用，以及简化产物纯化问题的一种方法是 用异相钯催化剂。目前已经有许多研究将钯负载在固体载体上，其中，活性炭 因其超大的比表面积(800～1200m/g)、低廉的成本，且能回收再利用等优点被 用作常用载体。目前已有一些有关将Pd/C催化剂应用于简单的炔烃Sonogashira 偶联反应的报道。如S.Venkataraman等报导了在乙腈、DMF溶剂中的应用 (Tetrahedron Lett.，2006，47，7317-7322)，S.Raju等报导了在乙醇、DMF、DMA中 的应用(Tetrahedron Lett.，2006，47，83-88)，在《化工进展》(2008，27，5)中陈丽 萍等报导了在乙腈中的应用，在《有机化学》(2005，25，8-24)中王晔峰等报导 了在DME/H₂O中的应用，这些Pd/C催化偶联反应都是用于简单苯乙炔与卤代 芳烃。在二芳基乙炔单体液晶的合成中还未见到以Pd/C为催化剂的报道。

此外，在已知的相关单体液晶合成技术中都是使用Pd(0)和Pd(II)均相催化 剂，单体液晶的收率在60％～80％之间，而且由于催化剂的存在使得产物的提 纯变得复杂，如：中国专利ZL 200510088782.X、专利申请ZL200610140460.X、 ZL 200510090280.0、ZL200510090279.8都是使用Pd(0)和Pd(II)均相催化剂。

作为用于显示的液晶材料对单体液晶的纯度要求较高，但所报道的二芳基 苯乙炔单体液晶的合成工艺大多数采用了均相催化剂，这就为后续的提纯工作 带来了很大困难。因此，对芳基末端炔烃与卤代芳烃的交叉偶联催化剂体系和 催化反应工艺进行研究和优化，对提高二芳基乙炔类单体液晶生产质量、降低 生产成本具有重要作用。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种廉价、可多次利用的芳基末端炔烃 与碘代芳烃偶联反应制备二芳基乙炔类单体液晶的催化反应方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种合成二芳基乙炔类单体液晶的方法，包括由卤代芳烃与芳基端炔发生 偶联反应的方法，其反应通式为