[发明专利]一类含有4-(对羟基哌啶基)-1,8-萘二腈的荧光二向色性染料，其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一类含4-(对羟基哌啶基)-1,8-萘二腈的荧光二向色性染料及其应用，属于显示材料领域。 

背景技术

伴随着全球信息化、数字化的进程，电子信息产业正迎来平板化浪潮，一场显示领域的革命正在发生。风靡一时的阴极射线管显示器正逐渐被以薄膜晶体管液晶显示器件为代表的平板显示器所取代，平板显示技术和产品已居于显示领域的主导地位。理想的显示器应该具备以下特点：低工作电压、低能耗、体积小、质量轻、对比度高、响应速度快、广视角等。“宾-主”液晶显示是近代科学发展的新领域之一。 

“宾-主”型液晶显示器之所以能成为一类有应用前景的显示器，正是因为其不仅显示信息色彩鲜艳、亮度高、对比度好、视角宽，而且在组装时只需要使用一片偏光片甚至不使用偏光片，这就大大提高了背光源的光利用率。尤其近年来荧光二向色性液晶染料的发展，将其应用于“宾-主”显示中，能将发射型显示器的鲜艳色光和高亮度与液晶显示器的特点结合起来，可以成为一种能耗更低的便携电子产品显示器。目前所研究的二向性染料的结构和品种不少，但应用性能良好的、具有实际意义的并不多。因此对于性能优异满足实际应用条件的新型二向色性染料设计合成及研究值得深入地进行。 

发明内容

为解决现有技术中存在的缺少性能良好的荧光二向色性染料的问题，本发明提供一种呈现蓝色荧光、具有高荧光量子产率、在液晶E7中表现出较好的二向色比以及有序参数、适用于液晶显示产品的荧光二向色性染料。 

本发明的技术目的之一在于提供一类新型的荧光二向性染料： 

一类含有4-(对羟基哌啶基)-1,8-萘二腈的荧光二向色性染料，所述染料具有以下的化学分子结构通式： 

其中R选自甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基和正辛基中的一种。 

进一步地，所述R优选自甲基、正丁基、正己基和正辛基中的一种。 

本发明的另一技术目的在于提供上述荧光二向色性染料的制备方法，包括以下步骤： 

以苊醌为原料，先与液溴反应生成4-溴苊醌，4-溴苊醌与硫酰胺反应生成3-溴-8-硫杂-7,9-二氮杂-环戊[а]苊8,8-二氧化物，再通过加热分解反应得到4-溴-1,8-萘二腈，4-溴-1,8-萘二腈与对羟基哌啶发生取代反应生成4-(对羟基哌啶基)-1,8-萘二腈，再与相应的对烷氧基苯甲酰氯反应生成所述荧光二向色性染料； 

所述对烷氧基苯甲酰氯选自对甲氧基苯甲酰氯、对乙氧基苯甲酰氯、对正丙氧基苯甲酰氯、对正丁氧基苯甲酰氯、对正戊氧基苯甲酰氯、对正己氧基苯甲酰氯、对正庚氧基苯甲酰氯和对正辛氧基苯甲酰氯中的一种。 

具体的合成线路如下： 

进一步地，苊醌与液溴反应时，一般加入过量液溴，反应完成后以饱和Na₂SO₃溶液除去过量的溴和溴化氢，产品经抽滤、洗涤和干燥后，以冰乙酸重结晶，即得到4-溴苊醌(化合物1)。 

进一步地，化合物1与硫酰胺反应反应时，二者的最佳混合摩尔比为1:1.5， 以无水乙醇作为反应溶剂。在反应初期，先通入干燥的HCl气体至反应溶液，待反应物完全溶解，溶液呈深黄色至有黄色沉淀析出时，停止通入HCl气体，回流搅拌条件下反应。反应后产物经过滤、洗涤和干燥后，以甲苯重结晶，即得到3-溴-8-硫杂-7,9-二氮杂-环戊[а]苊8,8-二氧化物(化合物2)。 

进一步地，化合物2加热分解的过程是以甲基吡咯烷酮为溶剂，氮气保护下进行，最佳温度为185℃，时间为15min，产物经抽滤、洗涤和干燥后，通过过硅胶层析柱，二氯甲烷作为洗脱液，得到4-溴-1,8-萘二腈(化合物3)。 

进一步地，化合物3与对羟基哌啶发生取代反应时，二者的最佳摩尔比为1:1.2，以乙二醇单甲醚为溶剂，搅拌，加热回流反应，产物经沉淀、抽滤和干燥后过硅胶层析柱，用二氯甲烷作为洗脱液，得到4-(对羟基哌啶基)-1,8-萘二腈(化合物4)。 

进一步地，相应的对烷氧基苯甲酰氯可通过反应新制备，具体方法为：将相应的对烷氧基苯甲酸与CHCl₃、SOCl₂、0.5％体积比的DMF(以CHCl₃体积为参照)在室温搅拌反应，减压除去溶剂，粗产品不纯化直接用于下一步反应。