[发明专利]4-取代-反式环己基甲酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及到4-取代-反式环己基甲酸的制备方法。

背景技术

液晶显示器具有功耗低、无辐射等优点，近年来被广泛的应用于信息显示领域，主要包括电脑显示器、大屏幕液晶电视以及手机、仪器的显示屏等。其中液晶材料作为液晶显示器的关键材料之一，受到了国内外研究者的关注，是近年来显示材料研究的热点之一。显示器所用的液晶材料一般需要满足-30℃～80℃温度范围以实现驱动显示，合适的双折射率、介电各向异性、电阻率、低的粘度以保证快速响应、高的化学稳定性。

单独一种液晶化合物无法满足上述要求，实际使用的是8～20种液晶单体混合而成的混合液晶。不同结构的液晶化合物，具有不同物理性能，通过设计和优化液晶化合物的结构，可以有效地改善和强化其特定的物理性能，来满足混合液晶材料某一特定的性能要求。目前已经开发的液晶种类很多，在显示器件中大量应用的仍然是小分子的棒状液晶材料。常用的液晶单体材料主要包括酯类液晶、联苯类液晶、环己烷类液晶、芳杂环类液晶、桥键类液晶以及各类含氟液晶等。

环己烷类液晶由于其含有柔性的环结构，相对于联苯类液晶而言，具有较低的粘度和双折射率，能够在一定程度上满足液晶材料低粘度和改善混晶的低温性能的要求。

在化学进展，2006，18(2/3)：246～251“电视用液晶材料的研究进展”中公开了结构为(1)式所示的双环己烷含氟液晶化合物，具有较大的介电各向异性(Δε＝9.8)，同时具有低的粘度(γ₁＝301mPa)和小的双折射率(Δn＝0.082)。

酯类液晶一般具有高的清亮点，但是粘度较大。研究人员可以通过结合环己烷类液晶和酯类液晶的优势官能团来设计高性能的液晶单体。例如向酯类液晶分子结构中引入环己基官能团能够有效地降低其粘度，或者向环己烷类液晶骨架中引入酯基桥键来提高液晶的清亮点。化学进展，2006，18(2/3)“电视用液晶材料的研究进展”中公开了结构为(4)式所示的双环己基酯类含氟液晶化合物，具有较大的介电各向异性(Δε＝11.1)，同时具有低的粘度(γ₁＝175mPa)和小的双折射率(Δn＝0.067)。

结构式为(1)和(2)的化合物，属于大介电各向异性、低粘度和小双折射率的液晶材料，可作为计算机、电视机等大屏幕液晶显示器用的混合液晶材料。

公开号为CN101029015A的中国专利，公开了一种含环己基结构的硫酚酯类含氟液晶，结构通式如(3)式所示：

该类液晶材料具有粘度低、与其它液晶化合物相容性好的优点。

从中不难看出，4-取代-反式环己基甲酸液晶中间体是制备上述(2)、(3)等液晶化合物的关键中间体。然而4-取代-反式环己基甲酸液晶中间体一般由4-取代-苯甲酸液晶中间体经过镍或者钯催化加氢得来。在催化加氢产物中，含有顺式和反式环己基两种构型，顺式与反式的比为60％：40％。常用的分离方法是利用顺反式构型物理性能差异(例如其在溶剂中不同的溶解度以及不同的熔点)，通过多次重结晶来得到纯反式构型的4-取代-反式环己基甲酸，总的收率一般最高只能达到35％，存在严重的浪费原材料和环境污染的问题，同时也增加了含环己基结构液晶的生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述液晶材料制备方法收率低、对环境污染的缺点，提供一种收率高、生产成本低、环境污染小的4-取代-反式环己基甲酸的制备方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案它是下述步骤制成：

1、制备4-取代-环己基甲酸盐

在0.6mL/min氮气保护下，将4-取代-环己基甲酸与无机碱、溶剂按摩尔比为1：1～2.5：30～60加入三口瓶内，200转/分钟搅拌下溶解，60～100℃反应3～6小时，制备成4-取代-环己基甲酸盐。

上述的4-取代-环己基甲酸中顺式构型含量为40％～70％；无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸氢钠中的任意一种；溶剂为乙醇、异丙醇、四氢呋喃、氯仿、四氯化碳、甲苯、氯苯、二氯苯、二甲基亚砜、环丁砜、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的任意一种。

2、制备4-取代-反式环己基甲酸盐

继续升温至150～250℃加热15～40小时，体系自然降温，得到4-取代-反式环己基甲酸盐。

3、制备4-取代-反式环己基甲酸粗品