CN105481662B

CN105481662B - 制备用于生产含二氟甲氧基液晶化合物的中间体的方法

Info

Publication number: CN105481662B
Application number: CN201410480048.7A
Authority: CN
Inventors: 严加浩; 刘琦; 徐爽; 谭玉东; 靳灿辉; 孙仲猛
Original assignee: JIANGSU HECHENG NEW MATERIALS Co Ltd
Current assignee: JIANGSU HECHENG NEW MATERIALS Co Ltd
Priority date: 2014-09-18
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2017-10-24
Anticipated expiration: 2034-09-18
Also published as: CN105481662A

Abstract

本发明公开了一种制备用于生产含二氟甲氧基液晶化合物的中间体化合物A的方法。所述化合物A以3,4,5‑三氟苯酚为初始原料制得。所述方法操作简便、成本低、收率高，适合工业化生产。

Description

制备用于生产含二氟甲氧基液晶化合物的中间体的方法

技术领域

本发明涉及液晶领域，具体涉及一种制备用于生产含二氟甲氧基液晶化合物的中间体的方法以及该中间体化合物在制备液晶化合物中的应用。

背景技术

自从1988年发现液晶以来，由于液晶具有许多独特的性质而具有广泛的应用前景。例如，在化学工业中，液晶可以作为有序溶剂，促进有机化学定向反应，立体异构选择，旋光物质富集和分离，作为色谱固定液可提高色谱选择性和分离效率；液晶态功能分离膜具有选择性渗透性能最良好的分离效率。在电子工业中，液晶由于具有许多其他材料无法比拟的优越性质，如：功耗极低，驱动电压低，响应速度快，在明亮环境下显示等，从而在电子显示器技术和微电子学方面获得越来越广泛的应用。正是由于上述成功的应用开发，促使人们合成和研究上万种不同的液晶化合物。

近二十年来，液晶材料由于其独特的光电性能，广泛应用于工业及人们的日常生活中。作为一种新型的显示材料，其不仅具有功耗极低、驱动电压低、响应速度快、在明亮环境下显示的独特优点，还具有尺寸灵活、平板化、弯曲化、显示清晰、适用范围广、成本低等特点。因此，随着人们对液晶显示器品质要求越来越高，为了满足液晶显示器件发展的要求，降低混合液晶的粘度和增加介电各向异性的要求极为紧迫，因此要求开发高极性、低粘度的单体液晶及其合成方法。

目前，具有高介电各向异性和低粘度的单体液晶主要是含有二氟甲氧基的单体液晶化合物，具有该液晶化合物广泛应用于TFT-LCD混合液晶中。具有二氟甲氧基的液晶化合物，由于结构稳定致使其电荷保持率高；偶极矩加大，致使其介电各向异性较大，有利于饱和电压的降低；以二氟甲氧基代替酯键致使混合液晶的粘度降低，有利于响应速度的提高。在液晶分子骨架中引入二氟甲氧基有很多种方法，在不同文献中有多种讲述。

CN1628165A公开了化合物A

的一种制备方法，该方法以3,5,-二氟溴苯为原料，经过一系列的反应制备得到化合物A。该方法采用了价格昂贵并且毒性大的硫试剂，产率低且反应复杂，不适合大规模生产。

作为制备含二氟甲氧基液晶化合物的关键中间体，化合物A被用以制备液晶化合物在CN1628165A以及CN102477305A中已有公开。

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种新的用于制备化合物A的方法，所述化合物A可以作为中间体用于制备含有二氟甲氧基的单体液晶化合物。所述方法以便宜易得的3,4,5-三氟苯酚为原料，每步反应的中间体都易于提纯，并且收率较高，适合工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的上述不足提供一种用于制备化合物A的易于提纯、收率较高、降低实际生产操作难度和成本的新的制备方法。所述化合物A可作为中间体，用以制备含二氟甲氧基的液晶化合物。

本发明一个方面提供化合物A的制备方法，依次包括如下4个步骤：

具体地，本发明提供一种制备化合物A的方法，所述方法包括以下步骤：

1)将化合物1

在存在碱性试剂的碱性条件下，和二氟溴乙酸乙酯或二氟溴乙酸甲酯反应，得到式2的化合物

其中R表示CH₃或C₂H₅；

2)将所述式2的化合物在存在碱性试剂的碱性条件下，进行水解反应，得到化合物3

3)将所述化合物3进行溴化反应，得到化合物4

4)将所述化合物4和5-溴-13-氟-2-碘苯

在过渡金属的存在下反应得到化合物A，所述过渡金属选自由铜和锌组成的组。

在本发明所述的制备方法中，所述步骤3)中化合物4的制备方法为下述方法i)或方法ii)中的任意一种：

i)将所述化合物3与红色***以及溴化试剂在溶剂中回流反应，反应完毕后经过后处理，得到化合物4；或者

ii)将所述化合物3与醋酸铅以及溴化试剂在溶剂中回流反应，反应完毕后经过后处理，得到所述化合物4。

在本发明所述的制备方法中，所述步骤4)中化合物A制备方法为下述方法i)：

i)将所述化合物4、5-溴-1,3-氟-2-碘苯和铜粉加到溶剂中进行反应，反应完毕后经过后处理，得到所述化合物A。

在本发明所述的制备方法中，所述步骤4)中化合物A制备方法为下述方法ii)：

ii)将所述化合物4和锌粉加到溶剂中进行反应，然后加入钯催化剂、配体和5-溴-1,3-氟-2-碘苯，继续反应，反应完毕后经过后处理，得到所述化合物A。

在本发明所述的制备方法中，所述步骤1)的反应温度为50～120℃，反应时间为1～10h，优选反应温度为60～100℃，反应时间为2～6h。

在本发明所述的制备方法中，所述步骤2)的反应温度为15～60℃，反应时间为1～10h，优选反应温度为20～40℃，反应时间为1～5h。

在本发明所述的制备方法中，所述步骤3)的反应温度为25～62℃，反应时间为1～10h，优选反应温度为40～62℃，反应时间为1～5h。

在本发明所述的制备方法中，所述步骤4)的反应温度为25～120℃，反应时间为3～30h，优选反应温度为25～80℃，反应时间为5～24h。

在本发明所述的制备方法中，所述步骤1)、2)、3)和4)均是在有机溶剂存在下进行的，所述步骤1)、2)、3)和4)中的所述有机溶剂各自独立地选自由C₁-C₄的低级醇、二氯甲烷、二甲亚砜、三氟乙酸、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、氯仿及其组合组成的组。

在本发明所述的制备方法中，所述步骤1)和2)中所述碱性试剂选自由氢化钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钾、碳酸钠、碘化钾、碳酸氢钠、一水合氢氧化锂、二异丙基乙二胺、三乙胺及其组合组成的组。

在本发明所述的制备方法中，所述步骤3)中所述溴化试剂选自由液溴、N-溴代琥珀酰亚胺、二溴海因、溴化锂、溴化钠、溴化钾及其组合组成的组。

在本发明所述的制备方法中，所述步骤4)中所述钯催化剂选自由醋酸钯、四(三苯基膦)钯、氯化钯、[1,1'-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯、1,1'-双(二苯膦基)二茂铁二氯化钯(II)二氯甲烷复合物、双(三环己基膦)二氯化钯、双(三苯基膦)二氯化钯(II)、二(二亚苄基丙酮)钯(0)、三(二亚苄基丙酮)二钯氯仿加合物、二(乙酰丙酮)钯(II)、氢氧化钯炭、钯碳、(1,5-环辛二烯)二氯化钯、二(乙腈)二氯化钯(II)、二(苯腈)二氯化钯(II)及其组合组成的组。

在一些实施方案中，优选所述钯催化剂选自由四(三苯基膦)钯、氯化钯、醋酸钯、双(二苄亚基丙酮)钯及其组合组成的组。

在本发明所述的制备方法中，所述步骤4)中的配体选自由三苯基膦、三环己基膦、二苯基环己基膦、4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽、2-二环己基膦-2',4',6'-三异丙基联苯、2-双环己基膦-2',6'-二甲氧基联苯、二叔丁基环己基膦、三(邻甲苯基)膦、2-二环己基膦-2',6'-二异丙氧基-1,1'-联苯、Q-Phos、1,1'-双(二苯基膦)二茂铁、2-二叔丁基膦-2',4',6'-三异丙基联苯及其组合组成的组。

在一些实施方案中，优选所述配体选自由2-二环己基膦-2',6'-二异丙氧基-1,1'-联苯、Q-Phos、1,1'-双(二苯基膦)二茂铁、2-二叔丁基膦-2',4',6'-三异丙基联苯及其组合组成的组。

本发明所述的化合物A可作为中间体制备含二氟甲氧基液晶化合物。

本发明的优点在于：该方法具有以下优势：

1.所需的原辅料均为市售化工原料，购入成本低，从而降低了生产成本；

2.纯度高，收率好；

3.反应条件温和，并且操作简单、适合于工业化生产；

4.克服了现有技术中存在的味道和毒性大的缺陷，降低了危险性。

因此，采用本发明的制备方法能大大降低实施成本，有利于实现工业化生产，具有极高的工业应用价值。

本领域技术人员应当了解，上述反应条件，包括前述的合成化合物A的反应条件，并不是实现本发明技术方案的唯一方式。本领域技术人员可以在不脱离本发明宗旨的基础上，按照实际需要对所述反应条件进行更改而实现本发明的技术方案。

附图说明

图1是化合物2的MS图；

图2是化合物3的¹H-NMR图；

图3是化合物4的MS图；

图4是化合物A的MS图；

图5是化合物6的MS图；以及

图6是化合物8的MS图。

具体实施方式

以下将结合具体实施方案来说明本发明。需要说明的是，下面的实施例为本发明的示例，仅用来说明本发明，而不用来限制本发明。

以下实施例中，除化合物A、化合物2、化合物3以及化合物4外，其余所使用的化合物单体及相关试剂均可从市场购得。其中，的试剂名称为3,4,5-三氟苯酚，CAS号为99627-05-1，的试剂名称为5-溴-1,3-氟-2-碘苯，CAS号为160976-02-3。

实施例1

1)化合物2的制备

称取14.8g化合物1加入到80mL四氢呋喃中，室温下分批加入氢化钠(60％，4.4g)，加完后搅拌1h，一次性加入21g二氟溴乙酸乙酯，升温到80℃，反应3h。加100mL水，200mL*3乙酸乙酯萃取水相，干燥，旋干。加40g 100～200目的硅胶拌样，垫3倍的200～300目硅胶，50：1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂1L冲洗柱，得到25g黄色固体(化合物2)。GC：99.2％，收率：92％。

化合物2的MS图参见图1。

2)化合物3的制备

称取25g化合物2和8g一水合氢氧化锂，溶解在80mL甲醇和50mL水的混合溶剂中，25℃反应3h，用300mL乙酸乙酯萃取，干燥，旋干，得到22g白色固体(化合物3)，收率：98％。

¹H-NMR(d₆-DMSO)δ：8.466(d,1H)；8.132(s,1H)。

化合物3的¹H-NMR图参见图2。

3)化合物4的制备

称取22g化合物3溶解在100mL氯仿中，40℃下加入23g红色***，然后慢慢滴加32g液溴，回流反应4h，冷却，过滤，加入100mL水，200mL*3乙酸乙酯萃取，干燥，旋干，得到10g化合物4。GC：99.2％，收率：41％。

化合物4的MS图参见图3。

4)化合物A的制备

称取18g化合物4，21g 5-溴-1,3-氟-2-碘苯，25g铜粉加到250mL二甲亚砜中，80℃反应24h，反应完加入300mL水，3*300mL乙酸乙酯萃取，100mL*3水洗乙酸乙酯，干燥，旋干，得到22g化合物A。GC：99.2％，收率：88％。

化合物A的MS图参见图4。

实施例2

1)化合物4的制备

称取22g实施例1合成的化合物3溶解在100mL氯仿中，40℃下加入25g醋酸铅，然后分批加入20g溴化锂，回流反应4h，冷却，过滤，加入100mL水，200mL*3乙酸乙酯萃取，干燥，旋干，得到9g化合物4。GC：99.2％，收率：38％。

2)化合物A的制备

称取18g化合物4、8.5g锌粉加到150mL N,N-二甲基甲酰胺中，25℃反应半小时。然后加入0.5g醋酸钯，1g 1,1'-双(二苯基膦)二茂铁和21g 5-溴-1,3-氟-2-碘苯，40℃反应5h，反应完加入300mL水，3*300mL乙酸乙酯萃取，100mL*3水洗乙酸乙酯，干燥，旋干，得到22g化合物A。GC：99.2％，收率：88％。

实施例3

称取18g化合物5，21g化合物A，16g碳酸钾，0.7g 4-(3-苯基膦钯)加到150mL甲苯、50mL乙醇和50mL水的混合溶剂中，回流反应2h，反应完加入100mL水，3*300mL乙酸乙酯萃取，100mL*3水洗乙酸乙酯，干燥，旋干，加40g 200～300目的硅胶，粗过柱，旋干，得到25g化合物6(已知液晶化合物，参见CN102477305A)，GC：99.2％，收率：92％。

化合物6的MS图参见图5。

实施例4

称取18g化合物7，21g化合物A，16g碳酸钾，0.7g 4-(3-苯基膦钯)加到150mL甲苯、50mL乙醇和50mL水的混合溶剂中，回流反应2h，反应完加入100mL水，3*300mL乙酸乙酯萃取，100mL*3水洗乙酸乙酯，干燥，旋干，加40g 200～300目的硅胶，粗过柱，旋干，得到25g化合物8(已知液晶化合物，参见CN102477305A)，GC：99.3％，收率：92％。

化合物8的MS图参见图6。

Claims

1.一种制备化合物A的方法

所述方法包括以下步骤：

1)将化合物1

其中R表示CH₃或C₂H₅；

3)将所述化合物3与红色***以及溴化试剂在溶液中回流进行溴化反应；或者将所述化合物3与醋酸铅以及溴化试剂在溶液中回流进行进行溴化反应，得到化合物4

4)将所述化合物4和5-溴-1,3-氟-2-碘苯在溶液中，在铜粉的存在下反应；或者将所述化合物4和5-溴-1,3-氟-2-碘苯在溶液中，在锌粉的存在下，以及在钯催化剂和配体的存在下反应进行；

其中所述步骤3)中所述溴化试剂选自由液溴、N-溴代琥珀酰亚胺、二溴海因、溴化锂、溴化钠、溴化钾及其组合组成的组。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤1)的反应温度为50～120℃，反应时间为1～10h；所述步骤2)的反应温度为15～60℃，反应时间为1～10h；所述步骤3)的反应温度为25～62℃，反应时间为1～10h；以及所述步骤4)的反应温度为25～120℃，反应时间为3～30h。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤1)、2)、3)和4)均是在有机溶剂存在下进行的，所述步骤1)、2)、3)和4)中的所述有机溶剂各自独立地选自由C₁-C₄的低级醇、二氯甲烷、二甲亚砜、三氟乙酸、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、氯仿及其组合组成的组。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤1)和2)中所述碱性试剂选自由氢化钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钾、碳酸钠、碘化钾、碳酸氢钠、一水合氢氧化锂、二异丙基乙二胺、三乙胺及其组合组成的组。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤4)中所述钯催化剂选自由醋酸钯、四(三苯基膦)钯、氯化钯、[1,1'-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯、1,1'-双(二苯膦基)二茂铁二氯化钯(II)二氯甲烷复合物、双(三环己基膦)二氯化钯、双(三苯基膦)二氯化钯(II)、二(二亚苄基丙酮)钯(0)、三(二亚苄基丙酮)二钯氯仿加合物、二(乙酰丙酮)钯(II)、氢氧化钯炭、钯碳、(1,5-环辛二烯)二氯化钯、二(乙腈)二氯化钯(II)、二(苯腈)二氯化钯(II)及其组合组成的组。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤4)中所述配体选自由三苯基膦、三环己基膦、二苯基环己基膦、4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽、2-二环己基膦-2',4',6'-三异丙基联苯、2-双环己基膦-2',6'-二甲氧基联苯、二叔丁基环己基膦、三(邻甲苯基)膦、2-二环己基膦-2',6'-二异丙氧基-1,1'-联苯、1,2,3,4,5-戊苯基-1'-(二叔丁基磷基)二茂铁、1,1'-双(二苯基膦)二茂铁、2-二叔丁基膦-2’,4’,6’-三异丙基联苯及其组合组成的组。

7.如权利要求2所述的方法，其中所述步骤1)的反应温度为60～100℃，反应时间为2～6h；所述步骤2)的反应温度为20～40℃，反应时间为1～5h；所述步骤3)的反应温度为40～62℃，反应时间为1～5h；以及所述步骤4)的反应温度为25～80℃，反应时间为5～24h。