[发明专利]一种大介电各向异性含二氟乙烯氧基二苯乙炔型稀释剂及其合成方法

说明书

本发明公开了一种大介电各向异性含二氟乙烯氧基苯乙炔型稀释剂及其合成方法，该稀释剂的结构式为式中X₁、X₂各自独立的代表H或F，R代表C₂～C₇烷基，其采用工业上成熟的sonigashira偶联反应和脱氢反应进行合成，方法简便且高效。本发明稀释剂结构中含有二氟乙烯氧基末端基，能够有效改善高双折射率液晶的低温性能，并且双折射率与介电各向异性均比商业化稀释剂3HHV明显优越。

技术领域

本发明属于高双折射率液晶技术领域，具体涉及一种用于高双折射率液晶的大介电各向异性含二氟乙烯氧基二苯乙炔型稀释剂，以及该稀释剂的合成方法。

背景技术

随着虚拟现实(VR)和增强现实(AR)等新兴显示技术的快速发展，其对液晶光学器件的要求越来越高。液晶材料的双折射率有指数弥散特性，工作波长越长，双折射率越低。因此，液晶光学器件为达到2π相位调制，需要使用更高双折射率的液晶材料。高双折射率液晶通常需要加入大共轭的液晶单体，具有高双折射率液晶的代表性单体之一就是二苯乙炔类液晶。此类液晶具有很好的高双折射率可以很好的提高响应速度，降低响应时间。当响应速度低于1毫秒时，可以克服色彩失真。但是这类液晶的引入又会增加混晶的旋转粘度与熔点，降低介电各向异性。所以如何平衡粘度、双折射率、熔点和介电各向异性之间的关系是一个重要研究方向。

目前关于高双折射率液晶稀释剂的研究较少，已有文章(LiquidCrystals,2009,36,865-872和Journal of Display Technology,2013,9,592-597)报道了不同稀释剂对混晶性能的影响规律，发现虽然将不同稀释剂组分掺入到混晶中可以有效降低液晶材料的熔点和旋转粘度，但同时也会降低液晶材料的双折射率和介电各向异性。近期发明人所在的研究小组公开的专利(CN107628932A)中提到了以下用于高双折射率液晶的稀释剂：

虽然上述稀释剂克服了现有低粘度的稀释剂显著降低高双折射率液晶双折射率的问题，但是其介电各向异性值为负，由于稀释剂在混合液晶中用量较大，掺入上述结构的稀释剂分子会较大程度降低混合液晶的介电各向异性，使其阈值电压过高。在液晶光学器件中，介电各向异性(Δε)越大，器件的操作电压越低，这不仅可以节省能耗，还能提高器件的响应速度。因此对于高双折射率液晶来说，开发出一种具有大介电各向异性、低粘度、低熔点和高双折射率的稀释剂至关重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有高双折射率液晶稀释剂显著降低介电各向异性的问题，提供一种自身旋转粘度较低、双折射率和介电各向异性更高的含二氟乙烯氧基二苯乙炔型稀释剂，并且为该稀释剂提供一种合成路线短、操作简单且收率高的合成方法。

解决上述技术问题所采用的含二氟乙烯氧基二苯乙炔型稀释剂的结构式如下所示：

式中X₁、X₂各自独立的代表H或F，R代表C₂～C₇烷基。

上述含二氟乙烯氧基二苯乙炔型稀释剂的合成路线及合成方法如下：

1、以三乙胺为溶剂，在惰性气体保护下，将式i所示的对溴烷基苯类化合物与2-甲基-3-丁炔-2-醇、三苯基膦、碘化亚铜、四(三苯基膦)钯在60～90℃下反应8～10小时，分离纯化，得到式ii化合物。

2、以甲苯为溶剂，在惰性气体保护下，将式ii化合物与氢氧化钠、乙二醇乙醚在70～90℃下反应5～6小时，分离纯化，得到式iii化合物。

3、以三乙胺为溶剂，在惰性气体保护下，将式iv所示的对三氟乙氧基溴苯类化合物、式iii化合物、三苯基膦、碘化亚铜、四(三苯基膦)钯在60～90℃下反应8～10小时，分离纯化，得到式v化合物。