[发明专利]一种嘧啶类高双折射率液晶化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一类含异硫氰基的嘧啶类液晶化合物及其制备方法，属于液晶化合物技术领域。

背景技术

近些年来，高双折射率液晶材料受到广泛的关注。高双折射率液晶材料在聚合物分散液晶、空间光调制解调器和定向反射等显示器件中有很重要的应用。另外，在转向激光束和通信可变衰减器等光电器件上高的双折射液晶材料也有它的应用前景。具有高的双折射率液晶材料按照分子量的大小来分，包括小分子高双折射率液晶材料和聚合物高双折射率液晶材料。对于高双折射率的液晶材料特性来说，要求该分子结构为线性分子，有大的π电子共轭，端基有极性基团，连接基多为不饱和的双键、三键、苯环等基团。强极性的末端基团往往会导致较高的粘度与熔点及清亮点，影响液晶的混配及相容性。

发明内容

本发明目的之一在于根据液晶分子结构要求，提供一类具有较长的π-电子共轭体系，分子端基具有吸电子基团和供电子基团的高双折射率液晶化合物，该液晶化合物为含异硫氰基的嘧啶类液晶化合物，在具有较高电阻率和电压保持率的同时粘度较低，且分子间相互作用弱，不会形成二聚体。

本发明目的之二在于提供上述含异硫氰基的嘧啶类液晶化合物的制备方法。

本发明所提供的嘧啶类液晶化合物，具有如下式I所示的结构：

其中，R为烷氧基、烷基苯基、烷氧基苯基、烷基苯乙炔基、烷氧基苯乙炔基中的任一种；X为苯基、苯乙炔基、联苯基、联苯乙炔基中的任一种。

具体的，所述R的结构式可以是下述结构中的任一种：-OC_nH_2n+1，其中n优选为1～18的整数，更优选为1～8的整数。

所述X可以是以下结构中的任一种：

上述含异硫氰基的嘧啶类液晶化合物的制备方法，包括如下步骤：

第一步：中间体m1的制备：

(i)当R为烷基苯乙炔基、烷氧基苯乙炔基时，是将烷基苯乙炔或烷氧基苯乙炔和2-碘-5-溴嘧啶进行Sonogashira偶联反应，得到中间体m1。反应式如下：

其中R₁为烷基苯基或烷氧基苯基。

当苯基上的烷基(或烷氧基)与乙炔基处于对位时，即R为或者上述反应式为：

上述反应优选的，在惰性气体(例如氮气或氩气)的保护下进行，以三乙胺或三乙胺与其他有机溶剂(例如四氢呋喃、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、二氯甲烷等)的混合溶液作为溶剂，以四(三苯基磷)钯(或二(三苯基磷)二氯化钯)和碘化亚铜为催化剂，或再加上三苯基膦为助催化剂，通常于25～35℃反应6～9小时，反应产物经柱层析分离纯化得到目标化合物m1。

(ii)当R为烷氧基时，是溴代烷烃与5-溴-2羟基嘧啶发生醚化反应，得到中间体m1。反应式如下：

其中R₂为烷基，即R为烷氧基。

上述反应优选的，将5-溴-2羟基嘧啶置于反应容器中，然后加入1-3当量的N-N-二甲基甲酰胺(DMF)和/或苯和/或甲苯等高沸点溶剂、适量的去离子水和四丁基溴化铵，以及1-3当量的碱(如碳酸钾、碳酸钙和/或碳酸钠)，升温至55-70℃后滴加1-2当量的溴代烷烃，反应4-6小时。产物经水洗，萃取，柱层析分离，真空干燥得目标化合物m1。

(iii)当R为烷基苯基、烷氧基苯基时，是将烷基苯硼酸或烷氧基苯硼酸和2-碘-5-溴嘧啶进行Suzuki偶联反应，得到中间体m1。反应式如下：

上述反应优选的，将1当量的烷基苯硼酸或烷氧基苯硼酸，1～1.2当量的2-碘-5-溴嘧啶并置于反应容器中，加入1～3当量的碱(例如碳酸钠、碳酸钾和/或碳酸钙)，加入3～6体积当量的甲苯、四氢呋喃，二氯甲烷、氯仿和/或苯等溶剂，2～4体积当量的乙醇，1％～3％当量的四(三苯基磷)钯，排除空气，惰性气氛(如氩气气氛)中加热至回流，反应5-8小时。产物经萃取，柱层析分离提纯。

第二步：中间体m2的制备：

(a)当X为苯乙炔基或联苯乙炔基时，是将中间体m1和含有氨基的具端炔基团的原料进行Sonogashira偶联反应，得到中间体m2。反应式为：

其中R₃为苯基或联苯基。

例如：当X为或时，反应式分别为：