专利名称：一类具有高双折射率的偶氮苯液晶化合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及液晶化合物技术领域，具体涉及一类具有高双折射率的偶氮苯液晶化合物及其制备方法。
背景技术：
进入上世纪八十年代后，随着科研工作者对液晶研究的深入，一些传统液晶已经不能满足人们对液晶技术越来越高的需要，从而有越来越多的结构更为复杂的具有高双折射率的液晶被合成出来，其分子结构与相态之间的关系也得到了充分的研究。吴诗聪总结了含氟联苯乙炔和二苯乙炔类液晶材料的物理性质，认为含有炔类的高双折射率液晶材料在可见光条件下使用是非常安全的，他们的热聚合温度也比较高，可以在显示液晶领域得到广泛应用。Spadlo A.等人合成了具有高双折射率液晶材料的异硫氰基类液晶，其双折射率数值都在0.3以上。大量报道表明:高双折射率液晶分子主要由π -电子共轭性质、分子形状和排列顺序决定的；液晶分子的共轭性是形成大光学各向异性的保障基础。因此，可通过增加分子内η-电子共轭长度和引进高度极化端基增大介电各向异性和提高双折射率值。
具有偶氮苯结构的液晶分子也是近些年来人们研究的重点内容。偶氮苯基团在光、热的作用下能够发生顺-反异构化作用，进而改变偶氮苯液晶分子的取向。含有偶氮苯结构液晶分子的这些特殊性能，使得它们在光存储、空间光调节以及光、热控制液晶分子取向等领域具有广阔的应用前景。然而，制备一类具有高双折射率的含有偶氮苯结构的液晶分子，具有更加深远的意义。这种液晶分子式一类具有较长的分子内η-电子共轭长度，能够有效的增加偶氮苯结构对光、热的响应速度，进而提高这类分子的应用性能。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一类具有高双折射率的偶氮苯液晶化合物及其制备方法，具有工艺路线简单，反应收率高，产物易于提纯的显著特点。为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为:一类具有高双折射率的偶氮苯液晶化合物，结构如下所示，
权利要求
1.类具有高双折射率的偶氮苯液晶化合物，其特征在于:结构如下所示，
2.根据权利要求1所述的一类具有高双折射率的偶氮苯液晶化合物，其特征在于，制备方法包括如下步骤: (1)卤代苯的乙炔化反应 将0.1mol原料al溶于100 500mL第一溶剂中，置于反应器中通第一惰性气体保护，然后加入0.1 0.3mol三甲基娃乙炔，反应温度为30-80°C,加入2mmol 8mmol的第一催化剂，惰性气体保护下反应12-16h，停止反应后，除去第一溶剂，将反应产物溶于50 200mL第二溶剂，置于反应器中后加入0.2 0.4mol第二催化剂，10-40°C下搅拌3_8h，然后除去第二溶剂，粗产品采用柱层析的方法纯化，得第一中间体ml ； 其中，原料al中的卤素包括氯、溴或者碘；第一溶剂为四氢呋喃、二氧六环、三乙胺、N, N-二甲基甲酰胺或二甲基丙胺中的一种或几种；第一催化剂为碘化亚铜、金属钯、三苯基膦二氯化钯或三苯基膦中的一种或几种；第一惰性气体为氮气或氩气；第二溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃、二氧六环或N，N-二甲基甲酰胺中的一种或几种；第二催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾中的一种或几种；柱层析展开剂为二氯甲烷、环己烷、乙酸乙酯或石油醚中的一种或几种； (2)偶氮苯中间体化合物制备 在反应容器中加入0.1mol原料a2，50 150mL第一反应溶剂，0.15 0.4mol氧化剂Oxone，在O 35°C条件下搅拌反应12 24h后，过滤出反应生成的固体产物，固体产物使用蒸馏水洗涤3 5次后，加入100 300mL第二反应溶剂以及0.08 0.1mol原料a3，于20 45°C条件下搅拌反应12 24h后，过滤出反应生成的固体产物，固体产物使用第二反应溶剂洗涤3 5次后的第二中间体化合物m2 ； 其中，原料a2为氟基苯胺、三氟甲基苯胺、氰基苯胺、硝基苯胺、对氟苯胺、异硫氰基苯胺、对三氟甲基苯胺、氰基苯胺、异硫氰基苯胺或硝基苯胺中的一种；原料a3中的卤素包括氯、溴或者碘；第一反应溶剂为二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、蒸馏水、乙醇、甲醇、丙酮中的一种或者几种；第二反应溶剂为甲醇、乙醇、醋酸、甘油等中的一种或者几种； (3)具有闻双折射率的偶氣苯液晶化合物的制备 在反应容器中加入0.1mol第一中间体ml、0.1mol第二中间体m2以及100 500mL第三反应溶剂，加入2 8mmol第三催化剂，在第二惰性气体保护的环境下，于60_120°C的条件下搅拌反应6 12小时，反应完成后，去除反应溶剂，粗产品采用柱层析的方法纯化，得最终广品； 其中，第三反应溶剂为四氢呋喃、二氧六环、N，N-二甲基甲酰胺或三乙胺中的一种或几种；第三催化剂为碘化亚铜、金属钯、三苯基膦二氯化钯或三苯基膦中的一种或几种；第二惰性气体为氩气或者氮气；柱层析展开剂为二氯甲烷、环己烷、乙酸乙酯或石油醚中的一种或几种。
3.根据权利要求1和2所述的一类具有高双折射率的偶氮苯液晶化合物，其特征在于，化合物结构为:
4.根据权利要求1和2所述的一类具有高双折射率的偶氮苯液晶化合物，其特征在于，化合物结构为:
5.根据权利要求1和2所述的一类具有高双折射率的偶氮苯液晶化合物，其特征在于，化合物结构为:
全文摘要
一类具有高双折射的偶氮苯液晶化合物及其制备方法，化合物结构为制备方法先是进行卤代苯的乙炔化反应；然后进行偶氮苯中间体化合物制备；最后进行具有高双折射率的偶氮苯液晶化合物的制备，制备的化合物具有较长的π-电子共轭体系，分子端基具有吸电子基团和供电子基团，这些赋予了这类液晶化合物较高的双折射率，化合物分子结构中具有对光和热敏感的偶氮基团，在光或热的作用下可发生顺反异构化反应，这使得这类化合物不仅是一种性能优良的显示材料而且在光、热控分子取向、空间光调节、光存贮等领域具有广阔的应用空间。
文档编号C07C245/08GK103087721SQ20131001276
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月14日 优先权日2013年1月14日
发明者苗宗成, 王宏伟, 张永明, 霍小平, 张东霞, 王登武 申请人:西京学院