[发明专利]一种制备（S）-（+）-4-（2-甲基丁基）苯甲酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备液晶中间体材料的方法，特别是一种制备（S）-（+）-4-（2-甲基丁基）苯甲酸的方法，属于有机化工技术领域。

背景技术

手性液晶是目前液晶领域的研究热点之一，因其独特的光学、电学性质而日益受到广泛关注。手性液晶的分子结构因含有一个或一个以上不对称碳原子而形成螺旋扭曲结构，由于具有特殊的螺旋扭曲结构，手性液晶有着与众不同的光学性质，其液晶类型一般为胆甾相或手性近晶相。TN-LCD、STN-LCD和TFT-LCD所用液晶材料要添加一定量手性剂。手性剂的作用是使液晶材料按一定的方向扭曲，以增加液晶显示器件的稳定性。不同类型的液晶显示器，其液晶材料所要添加手性剂的种类不同，手性剂的添加种类对液晶材料的显示性质如阈值电压、阈值陡度、对比度、响应时间、视角等有着重要的影响。

（S）-（+）-4-（2-甲基丁基）苯甲酸可作为液晶中间体，其制备的手性液晶材料添加到混晶中，除了具有良好的物化稳定性，较宽的工作温度范围之外，还具备以下特性：低粘度、高电压保持率、较低的阈值电压、低功耗，以及其光学各向异性，消除彩虹效应，获得较大的对比度和广角视野等，其制备的液晶单体完全可作为TFT-LCD用混晶材料的添加剂。

（S）-（+）-4-（2-甲基丁基）苯甲酸化学结构式如下式：

尽管（S）-（+）-4-（2-甲基丁基）苯甲酸具有上述较好的用途，现有文献对（S）-（+）-4-（2-甲基丁基）苯甲酸的制备方法报道较少，检索到的（S）-（+）-4-（2-甲基丁基）苯甲酸的制备方法如下：Ying-YenHsu在专利US4082428中以溴苯为原料，在乙醚溶剂存在下经格氏反应后与(S)-2-甲基丁基对甲苯磺酸酯偶联得到得到（S）-（+）-4-（2-甲基丁基）苯，（S）-（+）-4-（2-甲基丁基）苯再与乙酰氯经过付克酰基化反应得到（S）-（+）-4-（2-甲基丁基）苯乙酮，接着次氯酸钠氧化苯乙酮得到最终产品。GeorgeW.Gray和DAVID等在专利US4149413、US4261651、GB1603076中以溴苯为原料在乙醚中经过格式反应与2-甲基丁基溴代物偶联得到（S）-（+）-4-（2-甲基丁基）苯，（S）-（+）-4-（2-甲基丁基）苯再与乙酰氯经过付克酰基化反应、次溴酸钠氧化反应得到（S）-（+）-4-（2-甲基丁基）苯甲酸。这些工艺反应步骤较长，收率较低，另外反应过程中容易产生杂质，较难精制。OsamuYokokoji等在LiquidCrystals(2008),35(8),995-1003中提出以（S）-（+）-4-（2-甲基丁基）氯苯为原料经过格式反应后，在低温下与二氧化碳反应得到（S）-（+）-4-（2-甲基丁基）苯甲酸，该工艺操作条件比较苛刻，成本高，在工业生产上难于实现。

本发明要解决的技术问题是提供一种成本较低、过程简单、便于工业化操作的制备（S）-（+）-4-（2-甲基丁基）苯甲酸的方法，制备的高纯度S）-（+）-4-（2-甲基丁基）苯甲酸，可应用于液晶领域。

本发明提出的制备（S）-（+）-4-（2-甲基丁基）苯甲酸的方法，反应方程式如下：

具体的，本发明提出的制备（S）-（+）-4-（2-甲基丁基）苯甲酸的方法，包括如下步骤：

A、制备(S)-2-甲基丁基对甲苯磺酸酯

所用原料：对甲基苯磺酰氯、光学戊醇、吡啶，其中，各原料按摩尔比表示为，光学戊醇：对甲基苯磺酰氯：吡啶=1：（1-1.2）：（2.5-3.2）；

制备过程：

（1）向带有机械搅拌的四口瓶中加入光学戊醇、吡啶，开启搅拌，冰盐水降温，温度达到0～5℃后开始加入对甲基苯磺酰氯，控制温度小于20℃，搅拌3h；

（2）反应结束后向四口瓶中加水，进行水解；

（3）水解后加入石油醚搅拌萃取，静置分层，水相用石油醚萃取，合并石油醚，有机相加盐酸洗涤，石油醚相水洗至中性，在石油醚相内加入无水硫酸镁干燥；

（4）将石油醚相抽入蒸馏釜中，减压蒸出石油醚，得到(S)-2-甲基丁基对甲苯磺酸酯。

所制备的(S)-2-甲基丁基对甲苯磺酸酯为淡黄色液体，收率98.4﹪；

B、制备（S）-（+）-4-（2-甲基丁基）苯

所用原料为：四氢呋喃、氯苯、(S)-2-甲基丁基对甲苯磺酸酯、镁粉、四氯合铜酸二锂四氢呋喃溶液，主要原料按摩尔比表示为，氯苯：镁粉=1：（1.0-1.2）；

制备过程包括如下步骤：