[发明专利]一种联苯腈型液晶材料的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及液晶材料的制备工艺，尤其涉及一种联苯腈型液晶材料的的生产工艺。 

背景技术

液晶是具有液体流动性及晶体各向异性的介晶态物质.其应用范围包括各种类型的显示和光阀，以及医学诊断、气体层析、场强探测、波谱分析及环境监测等领域，在移动电话，膝上电脑等一些小型或便携设备中，液晶显示器已处于绝对的垄断地位。而液晶平板彩电的出现更使液晶的显示应用取得突破性进展。由于液晶显示器具有轻、薄、功耗低及易与集成电路匹配等突出优点，其应用范围正不断扩大。液晶显示器件(简称LCD)由于其低电压、微功耗、低辐射、高画质、轻巧、易便携等出优点，在20世纪末的几年间迅速崛起，发展成为平板显示领域的主导技术。LCD的发展促进了液晶材料的应用研究，而液晶材料的应用研究又涉及到液化合物的研究、液晶材料的配比研究、配套电子器件的研究以及相关器件和材的制造工艺的研究等多个相互联系和相互配合的方面，其中最基础的层次还是液晶化合物的合成。因而随着液晶显示器的迅速发展，液晶化合物和液晶材料在电子学、光学、声学、生物工程、化学工等各方面得到了广泛的应用，人们对液晶材料和液晶化合物的开发和研究的兴趣也越来越大。 

联苯腈型液晶具有光、化学稳定性好，各向异性、粘度与双折射等物理常数可调等优点；它们是在常温下能进行显示的优良液晶材料，是近年来特别引人注目的一个研究领域。据文献报道，制备此类液晶的主要方法是联苯法，即以联苯和烷酰氯或烷酸酐为原料，经过傅-克酰基化反应，合成烷酰基联苯；由烷酰基联苯经过黄鸣龙还原反应，得到烷基联苯；烷基联苯经碘代反应合成碘代烷基联苯；碘代烷基联苯再经过氰基化反应，生成目标产物4-烷基-4’-氰基联苯【CN 1876622A】。上述方法获得的烷基联苯也可以与乙酰氯通过Friedel-Crafts反应制得4‘-烷基-4-乙酰基联苯，然后水解得4’-烷基联苯-4-甲酸，再与氨反应制得4‘-烷基-4-甲酰氨基联苯，最后脱水得到目标化合物4-烷基-4’-氰基联苯【化学通报，1989，40】。这些反应路线长，总收率低，合成步骤多，反应不易操作，反应过程中形成多种副产物，或需要使用剧毒氰化物，且产品提纯需要高真空升华和柱层析，另一方面，原料联苯合成较难，价格昂贵。上述烷基联苯也可以通过溴代联苯的格氏试剂与溴代烷在三氯化铁催化下偶联获得【化学试剂，(2008)，49(3)，169-171】。 文献也报道了一些烷(氧)基溴代联苯制备的格氏试剂在醋酸钯或镍磷配体催化下与对溴苯腈的偶联反应制备此类联苯腈的液晶材料【WO 9730970，CN101671271A】，这些过程方法实际放大实验表明副产物很多，获得的产品仍然提纯需要高真空升华和柱层析或所得产品色泽不合格，电阻率也达不到要求，或者催化剂市场供应有限或价格昂贵等等。因此，继续开发适合大生产要求的能获得合格液晶材料的工艺还有很大的实际价值。 

发明内容

本发明的目的是提供一种反应条件温和，产率高，易于实现工业化大生产的联苯腈型液晶材料的生产工艺。 

本发明的联苯腈型液晶材料的生产工艺，包括以下步骤： 

1)在氮气保护下，以碘为引发剂，并混合于金属镁粉和四氢呋喃中，加热保持回流的反应温度下，把4-正烷基卤代苯或4-正烷氧基卤代苯滴加到上述反应液中，碘的用量为金属镁粉的0.1～1％摩尔当量，4-正烷基卤代苯或4-正烷氧基卤代苯的用量为金属镁粉的95～100％摩尔当量，滴加时间为2～12小时，滴加完毕后继续回流反应2～8小时，制得相应的格氏试剂的四氢呋喃溶液； 

2)把上述格氏试剂的四氢呋喃溶液滴入到含有偶联反应催化剂和4-卤素取代的苯腈的四氢呋喃混合液中，4-卤素取代的苯腈的用量为金属镁粉的100～110％摩尔当量，滴加温度为-15～60℃，滴加时间为2～8小时，滴加完毕后继续保温反应2小时结束反应，过滤回收金属盐，滤液进行常压蒸馏回收溶剂，残留物进行减压精馏得到4-正烷(氧)基-4’-氰基联苯类液晶粗品； 

3)粗品在40～120℃用白土脱色后，再以正庚烷、乙醇为溶剂分别进行重结晶，即可得到联苯腈型液晶材料；反应式： 

式中R＝正烷基或正烷氧基，其中正烷基为C_nH_2n+1，n＝2～8，正烷氧基为C_nH_2n+1O，n＝2～8；X、Y＝氯、溴或碘，X和Y可以相同或不同。