[发明专利]2-苯基-1,3,4-三氟-6,7,10,11-四(烷氧基)苯并菲盘状液晶及合成

说明书

本发明涉及2‑苯基‑1,3,4‑三氟‑6,7,10,11‑四(烷氧基)苯并菲盘状液晶化合物化学结构、合成方法、介晶性质及用途的研究。其特征在于具有通式（Ⅰ）。其中R₁为C₃~C₁₂的烷基链，上述通式（Ⅰ）化合物在较宽的温度范围内能自组装成六方柱状液晶中间相，且通式（Ⅰ）化合物是室温液晶。通本发明还提供了一种2‑苯基‑1,3,4‑三氟‑6,7,10,11‑四(烷氧基)苯并菲盘状液晶化合物制备方法，其合成路线简单快捷且产率较高，通式（Ⅰ）中化合物可通过2,2'‑二溴‑4,4',5,5'‑四（烷氧基）‑1,1'‑联苯与丁基理反应，再与2,3,4,5,6‑五氟‑1,1'‑联苯发生芳基亲核取代反应，一锅法得到目标化合物。

技术领域

本发明涉及2-苯基-1,3,4-三氟-6,7,10,11-四(烷氧基)苯并菲盘状液晶化合物化学结构、合成方法、介晶性质及用途。

背景技术

目前，盘状液晶是一类独特的具有显著的电导和光电导性能的、能够通过自组装形成微纳米结构的有机光电功能材料。盘状液晶是一种具有π共轭稠环芳烃的平面盘状分子，由于其一维分子间柱状堆积，使其能够自组装成柱状结构，尤其是六方柱状相，这为一维电荷载流子传输提供独特的分子路径。因此，盘状液晶在分子电子学、光电子学、光电导性、光伏和电致发光装置等领域应用中，是一类有前途的有机半导体材料。由于氟原子具有大的吸电子效应、小的阻碍效应等特殊性质，因此在液晶分子中引入氟原子会使其物理性质发生很大改变。如能降低粘度，降低驱动电压，加快响应速度，提高介电常数，拓宽液晶相温度范围等。含氟棒状显示用液晶报道较多，氟芳烃盘状液晶半导体化合物报道较少，因为合成困难。

发明内容

基于此设计合成了2-苯基-1,3,4-三氟-6,7,10,11-四(烷氧基)苯并菲盘状液晶化合物。该类化合物在合成上通过多氟芳烃的亲核取代反应得到的。通过2,2'-二溴-4,4',5,5'-四（烷氧基）-1,1'-联苯与丁基理反应，再与2,3,4,5,6-五氟-1,1'-联苯发生芳基亲核取代反应，一锅法得到目标化合物。经测试表明该类化合物在较宽的温度范围内形成稳定的柱状液晶相且是一种室温液晶。

此外，本发明提供2-苯基-1,3,4-三氟-6,7,10,11-四(烷氧基)苯并菲盘状液晶化合物的制备方法。

一种2-苯基-1,3,4-三氟-6,7,10,11-四(烷氧基)苯并菲盘状液晶化合物，其特征在于具有通式（Ⅰ）所示的结构：

其中R为C_nH_2n+1，n = 3、4、6、8、10、12。

一种权利要求2所述的通式（Ⅰ）2-苯基-1,3,4-三氟-6,7,10,11-四(烷氧基)苯并菲其合成在于包括如下步骤。

步骤一：中间体五氟联苯的合成：

在200 mL反应瓶中称取溴苯 (5.00 g, 31.80 mmol) 加入干燥THF溶剂50 mL，在氩气保护下，在-78 ℃下逐滴加入正丁基锂 (2.5 M in Hexanes , 63.68 mmol),保持-78℃反应1 h，得到芳基锂试剂备用。另一方面，在氩气保护下，将溶于THF (20 mL) 的六氟苯(11.58 g, 63.74 mmol) 置于冰水浴中，然后将芳基锂试剂逐滴加入反应体系中，室温搅拌反应2 h。反应完毕，用乙醚进行萃取，有机相用无水MgSO₄干燥，过滤，浓缩，用石油醚进行重结晶，采用升华方式，在90-100 ℃下升华提纯，得到白色固体 (6.58 g，产率85%)。

步骤二：2-苯基-1,3,4-三氟-6,7,10,11-四(烷氧基)苯并菲的合成：