[发明专利]甾醇多氟芳酸酯、合成方法及其用途

说明书

本发明涉及一种甾醇多氟芳酸酯、合成方法及其用途。

自从1888年发现液晶以来，由于液晶具有许多独特的性质，在信息显示技术、化学工业中获得广泛的应用。用氟原子代替液晶核中的一个或两个氢可有效降低液晶的粘度、提高化学及光稳定性，用氟原子取代连接在液晶核两端的柔性侧链上原子〔JP02，11570(90，11570)；JP01，283258(89，283258)〕，也取得了理想的结果。闻建勋等人曾报导含全氟苯环的液晶化合物(CN 9210844．7，CN97106778．3)，具有相变温度低、清亮点高、粘度低、液晶相温度范围宽、双折射率高、化学稳定性好和脂溶性好等特性，是一种具有广泛应用前景的液晶材料。

甾醇酯类液晶是性能优异的胆甾相液晶材料，已实际用于液晶配方中。而在这类液晶化合物分子中引入含一个氟的苯环，能改善其性能，曾报导了胆甾醇邻、对和间位单氟取代苯甲酸酯〔Acta Phys．Chem_1979，25(3-4)，173-8；JP59·161，399(1984)〕。由于液晶材料的巨大应用潜力，人们仍在不断探索性能优良的液晶材料。

本发明的目的是提供一种甾醇多氟芳酸酯，具体地说在芳环上具有二个或二个以上的氟原子。

本发明的另一目的是提供合成这种甾醇多氟芳酸酯的方法。

本发明的目的还提供这种甾醇多氟芳酸酯的用途。

本发明的甾醇多氟芳酸酯具有如下分子式：其中n=2或3，A=单键或HC=CH，B=5，6-双键或5，6-二氢。如胆甾醇或胆甾烷醇-3，5-二氟苯甲酸酯，胆甾醇或胆甾烷醇-3，4，5-三氟苯甲酸酯，胆甾醇或胆甾烷醇-3，5-二氟肉桂酸酯，胆甾醇或胆甾烷醇-3，4，5-三氟肉桂酸酯，胆甾醇或胆甾烷醇-3，4-二氟苯甲酸酯和胆甾醇或胆甾烷醇-3，4-二氟肉桂酸酯等。

本发明的甾醇多氟芳酸酯可以由胆甾醇与多氟芳酸直接酯化(脱水缩合)，也可以由多氟芳酸先酰卤化生成多氟芳酰卤，再与甾醇反应制得，所述甾醇是胆甾醇或胆甾烷醇。上述二种方法可以分别由下式表示。其中n=2或3，A=单键或CH=CH。

本发明的合成方法之一，由分子式为的多氟芳酸与甾醇在溶剂和脱水剂存在下，-10-50℃时反应5-48小时，其中n=2或3。所述的脱水剂是N，N-二环己基碳酰二亚胺(DCC)。所述的溶剂是非质子惰性溶剂，如乙醚、三氯乙烷、二氯乙烷、四氯化碳、四氢呋喃、苯、甲苯、乙腈等。

采用该合成方法时，若有催化剂存在将有助于反应进行，所述的催化剂是N，N-二甲基胺吡啶(DMAP)。所述的多氟芳酸、甾醇、脱水剂和催化剂的摩尔比依次为1∶0．8-5∶0．5-5∶0-0．10，推荐摩尔比为1∶0．8-1．5∶0．8-1．5∶0．01-0．10。

本发明的另一合成方法是将所述的多氟芳酸在溶剂中与酰卤化剂反应0．5-5小时，制得多氟芳酰卤，反应温度为30-150℃，多氟芳酸与酰卤化剂的摩尔比为1∶0．5-5。推荐摩尔比为1∶1-2，反应温度为回流温度。所述的酰卤化剂是二氯亚砜、三氯化磷、五氯化磷、草酰氯、三溴化磷等。

多氟芳酰卤在溶剂中和甾醇在-10-50℃反应2-70小时，制得甾醇多氟芳酸酯。该反应时可同时减压抽除氯化氢，或者在反应物中加入有机碱，多氟芳酰卤、甾醇和有机碱的摩尔比为1∶0．8-2∶0．8-5，推荐摩尔比依次为1∶0．8-1．5∶0．8-1．5，反应温度为室温，反应时间为1-24小时。所述的有机碱是氮原子上带有孤对电子的有机胺化合物，如三乙胺、三辛胺、联二吡啶、吡啶、甲基吡啶、四甲基乙二胺等。

本发明的甾醇多氟芳酸酯与同类不含氟的液晶化合物相比，熔点基本不变，清亮点提高，液晶相温度范围大大扩展，而且均仅呈胆甾相，性能也显著提高，是性能优异的液晶化合物。

本发明的液晶化合物不仅合成方法简便，原料均是工业化产品，而且合成产率均大于87％，是一种适于工业生产和应用的液晶材料。

通过下述实施例将有助于理解本发明，但并不限止本发明的内容。

实施例1 胆甾醇-3，4，5-三氟肉桂酸酯(a3)的合成及其液晶性

方法1

将0．96g(4．73mmol)3，4，5-三氟肉桂酸，1．85g(4．78mmol)胆甾醇、4．75mmol N，N’-二环己基酰亚胺，20mg N，N-二甲胺基吡啶(DMAP)，在10-30ml无水四氢呋喃、二氯乙烷或乙醚溶液中室温下搅拌5-48小时，过滤，滤液蒸除溶剂后以柱层析纯化，得产物2．53g，产率93．7％。

方法2