专利名称：侧向二氟取代二苯乙炔类液晶化合物及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种侧向二氟取代二苯乙炔类液晶化合物及其制备方法与应用。
背景技术：
液晶材料是随着液晶显示器的发展而迅速发展起来的，其中显示用的向列相液晶是液晶材料中发展最快的一类，向列相液晶材料具有TN型、STN型、TFT型等多种显示模式。而随着电子信息技术的发展，人们对显示器的响应速度和画质有更高的要求，这就给液晶材料提出了更高的性能要求。根据显示器件的使用要求，液晶化合物应满足以下性能要求液晶材料具有光、热、电稳定性；有宽的向列相温度范围；光电响应速度快；驱动电压低。对于以上的几个性能要求，目前最为关注的是如何加快光电响应时间，提高响应速度。响应时间(T)与旋转粘度(Y)和液晶盒厚(d)有以下关系T Oc Y d为了满足快的光电响应速度，在粘度不变的情况下，液晶盒厚d要足够小。对于特定的显示模式，An (!通常是固定的，所以在满足工艺要求的条件下，d越小越好，即光学各向异性(An)需要增大。为了获得光学各向异性(An)较大的、性能更加优良的液晶材料，人们设计合成出了一些二苯乙炔衍生物和氟取代的二苯乙炔衍生物，如JP-A 63 152 34和US 5437815等，虽然制备的化合物An较大、向列相温度范围宽，但其相溶性差。而一般是在液晶分子的长轴方向上引入强极性的基团，比如氰基，氟原子，三氟甲基，三氟甲氧基等，可以满足传统的TN-TFT以及IPS液晶显示模式的正介电各向异性A e>0的要求；而VA-TFT模式要求所采用的液晶材料具有负介电各向异性，S卩A e <0，这就需要在分子的短轴方向，即分子的侧向上引入强极性的基团。含有侧向氰基的液晶化合物虽然负介电各向异性较大，但其电阻率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种侧向二氟取代二苯乙炔类液晶化合物及其制备方法与应用。本发明提供的侧向二氟取代二苯乙炔类液晶化合物，其结构通式如式I所示，
权利要求
1.式I所示化合物，
2.根据权利要求I所述的化合物，其特征在于所述式I中，R1和R2均选自氢、氟、氯、氰基和碳原子总数为1-25的烷基中的至少一种；Z1、Z2、Z3和Z4均选自单键、-CF2O-和碳原子总数为1-25的直链烷基中的至少一种；A1和A2均选自单键、1，4-环己基、1，4-苯基、2，5-嘧啶基、2，5-吡啶基、2，5-四氢-2H-吡喃基、1，3- 二噁烷-2，5-基和1,2,4-噁二唑-3，5-基中的至少一种。
3.根据权利要求I或2所述的化合物，其特征在于所述式I所示化合物为下述式I-I至式1-18所示化合物中的任意一种
4.一种制备权利要求1-3任一所述化合物的方法，包括如下步骤 . 1)将4-Ra-1，2-二氟苯与丁基锂混匀进行反应，反应完毕后再加入碘先在_80°C至-70°C进行反应再升温至室温进行反应得到5-Ra-2，3- 二氟碘苯； .2)将所述步骤I)所得5-Ra-2，3-二氟碘苯与2-甲基-3- 丁炔-2-醇在Pd (PPh3) 4催化下混匀进行催化反应，反应完毕得到4- (2，3- 二氟-5-Ra苯基)-2-甲基-3- 丁炔-2-醇； .3)将所述步骤2)所得4-(2，3-二氟-5-RA苯基)-2-甲基-3-丁炔-2-醇与强碱进行反应，反应完毕得到5-Ra-2，3- 二氟苯基乙炔； .4)将4-Rb-1，2-二氟苯与丁基锂混匀进行反应，反应完毕后再加入碘先在_80°C至-70°C进行反应再升温至室温进行反应得到5-Rb-2，3- 二氟碘苯；5)在pH值为8-10的条件下，将所述步骤3)所得5-Ra-2，3- 二氟苯基乙炔与所述步骤4)所得5-Rb-2，3- 二氟碘苯在Pd (PPh3) 4催化下混匀进行催化反应，反应完毕得到所述式I所示化合物；所述步骤I)至步骤5)中，所述Ra均为R1- (Z1-A1-Z2) x- ；Rb均为-(Z3-A2-Z4) y-R2 ;所述R1、R2J^Z2和y均与权利要求I定义相同。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述步骤I)中，所述4-RA-l，2-二氟苯、丁基锂与碘的投料摩尔用量比为1.0 I. 0-1. 5 I. 0-1. 5，优选1.0 I. 5 I. 5 ;所述4-RA-l，2-二氟苯与丁基锂混匀进行反应步骤中，温度为-70 _100°C，优选_80°C，时间为O.5-2小时，优选I小时；所述再加入碘先在-80°c至-70°C进行反应步骤中，时间为O. 5-2小时，优选I小时；所述再升温至室温进行反应步骤中，时间为1-2小时；所述步骤2)中，所述5-RA-2，3-二氟碘苯、2-甲基-3-丁炔-2-醇与Pd (PPh3)4的投料摩尔用量比为I. O I. 0-2. O O. 001-0. 01，优选I. O 2. O O. 005 ;所述催化反应步骤中，温度为50-70 V，优选60°C，时间为1-2小时，优选2小时；所述步骤3)中，所述强碱选自氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种；所述4-(2，3-二氟-5-RA苯基)-2-甲基-3-丁炔-2-醇与强碱的投料摩尔用量比为I : I. 0-1. 5，优选I : I. 2 ;所述与强碱进行反应步骤中，温度为80-11 (TC，优选100°C，时间为1_8小时，优选4小时；所述步骤4)中，所述4-Rb-1，2- 二氟苯、丁基锂与碘的投料摩尔用量比为1.0 1.0-1.5 L O-L 5，优选 L O I. 5 I. 5 ;所述 4_RB_1，2-二氟苯与丁基锂混匀进行反应步骤中，温度为-70 _100°C，优选_80°C，时间为O. 5-2小时，优选I小时；所述再加入碘先在_80°C至_70°C进行反应步骤中，时间为O. 5-2小时，优选I小时；所述再升温至室温进行反应步骤中，时间为1-2小时；所述步骤5)中，所述步骤3)所得5-RA-2，3-二氟苯基乙炔、所述步骤4)所得5-Rb-2，3-二氟碘苯和Pd(PPh3)4的投料摩尔用量比为1.0 I. 0-1. 5 O. 001-0. 01，优选1.0 1.0 O. 005;所述反应步骤中，温度为80-110°C，优选85°C，时间为1-8小时，优选4小时。
6.权利要求1-3任一所述式I化合物在制备液晶显示材料、有机发光二极管材料和半导体材料中的至少一种中的应用。
7.包含权利要求1-3任一所述式I化合物的液晶显示材料、有机发光二极管材料和半导体材料中的至少一种。
全文摘要
本发明公开了一种侧向二氟取代二苯乙炔类液晶化合物及其制备方法与应用。该化合物，其结构通式如式I所示。本发明通过向分子结构中引入氟原子，增大分子宽度，增加氟原子数目，降低熔点，增加相溶性，以改进液晶分子性能，将两个含有侧向二氟的棒状分子通过炔键连接，使分子形状发生转变，形成了具有Z形的化合物。该侧向氟原子取代的液晶化合物电阻率高，并具有较大的介电各向异性，可满足VA-TFT模式的要求，可以作为液晶显示材料和液晶单体使用。式I
文档编号C07C25/24GK102633596SQ20121006587
公开日2012年8月15日 申请日期2012年3月13日 优先权日2012年3月13日
发明者华瑞茂, 曹建华 申请人:石家庄诚志永华显示材料有限公司