[发明专利]一种异硫氰酸酯类液晶单体的合成方法

说明书

公开了一种异硫氰酸酯类液晶单体的合成方法，以卤代苯胺为原料，先制备异硫氰酸酯基的活性中间体，在与不同的偶联底物反应后再经提纯得到一系列异硫氰酸酯类液晶单体。该方法包括成盐、异硫氰酸酯化、偶联、提纯，最终得到产品。该方法在这些反应路径和后处理方面上进行了优化，在保证产品纯度下也实现了较高的收率。

技术领域

本发明属于液晶材料技术领域；涉及一种液晶单体的合成方法；更具体地，涉及一种异硫氰酸酯类液晶单体的合成方法。

背景技术

近年来随着触控屏幕等广电显示材料的普及，液晶作为其中必不可少的部分受到了格外的青睐及发展应用，随着对液晶材料的研究发现，近年来，液晶器件逐渐应用在光束偏转器、可调谐棱镜、场序显示器、空间光调制器、红外场景生成器等领域，在这些光学应用中，往往对液晶材料的光学性质要求较高，研究发现，异硫氰酸酯(NCS)液晶具有较高双折射率Δn和适中的旋转黏度，响应性能FoM值通常较大，适合用来制作成液晶光学器件。异硫氰酸酯类液晶材料因为其良好的物理化学稳定性、较宽的工作温度范围、适当的低黏度，以及快速响应与低电压驱动等优点，故而在光电显示材料有着更加广泛的应用空间和研究价值。

其中R₁、R₂＝H、F；R₃＝CH₃、CH₃CH₂、CH₃CH₂CH₂……

有些异硫氰酸酯类产品在对产品结构上的忽略使得合成路线不是最优，最终产品或不可得到。以炔基型异硫氰酸酯类液晶材料为例，在一些公开的文献中显示虽然可制得目标产物但收率较低，且相对处理方式较为复杂，因此本专利方法在这些合成反应和后处理方面上进行了优化，在保证产品纯度下也实现了较高的收率。

在本专利中我们设计了一种活性中间体结构如下图所示，当以此中间体为底物可较为简便的制备出上文中提及的异硫氰酸酯类化合物，当与不同结构的偶联底物反应时能衍生出更多种类的异硫氰酸酯类液晶材料。但值得关注的是当R₂、R₃不全为F，R₁为I的条件下任然能保持较高的活性与碘发生C-C键的偶联反应。该产品活性按着I、Br、Cl的反应活性逐渐降低，产品也较难提取。但仍能得到对应的异硫氰酸酯类化合物。

其中R₁＝Cl、Br、I；R₂、R₃＝H、F。在实际生产过程中，从经济性原则出发，我们优选了以下几个反应实例以供参考。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种异硫氰酸酯类液晶单体的合成方法。所述合成方法先制备异硫氰酸酯基的活性中间体，再与不同的偶联底物反应后再经提纯得到一系列异硫氰酸酯类液晶单体。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种异硫氰酸酯类液晶单体的合成方法，以卤代苯胺为原料，经反应和提纯最终得到异硫氰酸酯类液晶单体；其特征在于，所述反应包括如下步骤：

(1)成盐：以乙醇为溶剂，卤代苯胺溶液投入CS₂、三乙烯二胺；过夜反应，得到盐；

(2)异硫氰酸酯化：以DCM为溶剂，盐在低温下滴加DCM-三光气溶液，得到活性中间体；

(3)偶联：投入钯催化剂后N₂置换釜内空气，活性中间体和偶联底物在碱作用下在60-100℃下回流反应2-48h。

根据本发明所述的合成方法，其中，在成盐反应中，卤代苯胺：CS₂：三乙烯二胺的摩尔比＝1：3～5：3～5。

根据本发明所述的合成方法，其中，在成盐反应中，乙醇用量为卤代苯胺的 5～10倍体积。