一种乙基萘系列液晶单体化合物以及制备方法和应用与流程



1.本发明涉及一种乙基萘系列液晶单体化合物以及制备方法和应用,属于液晶材料技术领域。


背景技术:



2.近年来,铁电液晶和聚合物分散液晶器件已开始用于包括柔性显示、电子窗帘、光栅调制器、生命科学探针、电控双折射玻璃、太阳能电池涂层等信息处理和非线性光学领域,促使其相关液晶材料的研究发展。
3.要求液晶材料除了具备良好的物化稳定性、较宽的工作温度范围之外,还必须具备高双折射率和低粘度,大的介电各向异性和光学各向异性,以及低介电损耗。
4.早期开发的偶氮类、联苯腈类、嘧啶环类等系列液晶化合物存在介电常数不够大,导致阈值电压较高的缺点,而目前市场主要的联苯类、二苯乙炔类和乙基桥键类液晶化合物仍无法解决高双折射率与低粘度的矛盾。
5.专利cn103555343a中公开了一种含异硫氰基的萘系列液晶单体化合物及其制备方法,这类液晶分子具有较大的介电各向异性;wo2022043376a1中公开了一种芳香异硫氰酸酯可以作为液晶介质,但这些专利中报道的液晶介质材料存在高介电损耗、相位移不足的缺点,且一些物理性能方面仍待改进。


技术实现要素:



6.本发明针对现有技术存在的不足,提供一种乙基萘系列液晶单体化合物以及制备方法和应用,所述的乙基萘系列液晶化合物具有较高的双折射率、低粘度、介电损耗低以及较大的介电各向异性,可作为配制大介电各向异性、降低驱动电压的双稳态铁电液晶、聚合物分散型液晶和聚合物多稳定螺旋铁电液晶等混合液晶材料的重要组分。
7.一种乙基萘系列液晶单体化合物,所述的液晶单体化合物结构式如下所示:其中,所述的r1选自烷基苯基、烷基联苯基、含炔键的烷基苯基、含炔键的烷基联苯基中的任意一种,所述的r2选自异硫氰基、含异硫氰基苯基、含异硫氰基联苯基中的任意一种。
8.优选的,所述的r1选自含炔键的烷基联苯基,所述的r2选自异硫氰基。
9.进一步的,所述r1中的烷基选自c1~c10的直连烷烃。优选的,所述r1中的烷基为c4的直连烷烃。
10.进一步的,所述的液晶单体化合物选自如下结构式中的任意一种:
;;;;;;;;。
11.优选的,所述的液晶单体化合物为:。
12.本发明还公开了所述乙基萘系列液晶单体化合物的制备方法,当r1含炔键时,所述的制备方法为:
s1、在惰性气体的保护下以及在-20~30℃的温度条件下,以原料1与乙酰化试剂为原料,均匀的分散在有机溶剂中,在路易斯酸催化下,反应得到含有中间体1的体系;s2、在惰性气体的保护下以及在100~230℃的温度条件下,步骤s1获得的中间体1与水合肼均匀的分散在有机溶剂中,在碱性物质存在下,反应得到含有中间体2体系;s3、在惰性气体的保护下以及在-100~-20℃的温度条件下,步骤s2获得的中间体2均匀的分散在有机溶剂中,于惰性气体氛围中,采用正丁基锂正己烷溶液,进行锂卤交换,锂卤交换反应后;由n,n-二甲基甲酰胺进行醛基化,反应得到含有中间体3的体系;s4、在惰性气体的保护下以及在-20~30℃的温度条件下,步骤s3获得的中间体3和缚酸剂均匀的分散在有机溶剂中,于惰性氛围中,加入三氟甲磺酸酯化试剂进行反应,得到含有中间体4的体系;s5、在惰性气体的保护下以及在30~100℃的温度条件下,步骤s4获得的中间体4与原料2均匀的分散在有机溶剂中,于惰性氛围中,于碱性物质和催化剂存在下,反应得到含有中间体5的体系;s6、在惰性气体的保护下以及在20~80℃的温度条件下,步骤s5获得的中间体5与羟胺的无机酸盐均匀的分散在溶剂中,于碱性物质存在下,反应得到含有中间体6的体系;s7、在惰性气体的保护下以及在0~50℃的温度条件下,步骤s6获得的中间体6均匀的分散在有机溶剂中,于惰性氛围中,加入卤代试剂,反应得到含有中间体7的体系;s8、在惰性气体的保护下以及在0~30℃的温度条件下,将硫脲和有机碱均匀的分
散在有机溶剂中,于惰性氛围中,加入步骤s7获得的中间体7,进行重排反应,获得乙基萘系列液晶单体化合物目标物。
13.当r1含炔键时,所述的制备方法为:所述的制备方法为:所述的制备方法为:所述的制备方法为:s1、在惰性气体的保护下以及在-20~30℃的温度条件下,以原料1与乙酰化试剂为原料,均匀的分散在有机溶剂中,在路易斯酸催化下,反应得到含有中间体1的体系;s2、在惰性气体的保护下以及在100~230℃的温度条件下,步骤s1获得的中间体1与水合肼均匀的分散在有机溶剂中,在碱性物质存在下,反应得到含有中间体2体系;s3、在惰性气体的保护下以及在-100~-20℃的温度条件下,步骤s2获得的中间体2均匀的分散在有机溶剂中,于惰性气体氛围中,采用正丁基锂正己烷溶液,进行锂卤交换,锂卤交换反应后;由n,n-二甲基甲酰胺进行醛基化,反应得到含有中间体3的体系;s4、在惰性气体的保护下以及在-20~30℃的温度条件下,步骤s3获得的中间体3和缚酸剂均匀的分散在有机溶剂中,于惰性氛围中,加入三氟甲磺酸酯化试剂进行反应,得到含有中间体4的体系;s5、在惰性气体的保护下以及在30~100℃的温度条件下,步骤s4获得的中间体4与原料2均匀的分散在有机溶剂中,于惰性氛围中,于碱性物质和催化剂存在下,反应得到含有中间体5的体系;
s6、在惰性气体的保护下以及在20~80℃的温度条件下,步骤s5获得的中间体5与羟胺的无机酸盐均匀的分散在溶剂中,于碱性物质存在下,反应得到含有中间体6的体系;s7、在惰性气体的保护下以及在0~50℃的温度条件下,步骤s6获得的中间体6均匀的分散在有机溶剂中,于惰性氛围中,加入卤代试剂,反应得到含有中间体7的体系;s8、在惰性气体的保护下以及在0~30℃的温度条件下,将硫脲和有机碱均匀的分散在有机溶剂中,于惰性氛围中,加入步骤s7获得的中间体7,进行重排反应,获得乙基萘系列液晶单体化合物目标物。
14.进一步的,步骤s1中,所述的有机溶剂选择二氯乙烷、二氯甲烷、硝基甲烷中的一种;所述的乙酰化试剂选自乙酰氯、乙酸酐中的一种或两种组合;所述的路易斯酸选自三氯化铝、三氯化铁、四氯化钛中的一种或几种组合;步骤s2中,所述的有机溶剂选择二甘醇、三乙二醇、四乙二醇中的一种;所述水合肼的质量浓度为50~85%;所述的碱性物质选自氢氧化钾、氢氧化钠中的一种或两种组合;步骤s3中,所述的有机溶剂选择thf、环戊基甲醚、4-甲基二氢吡喃中的一种或几种组合;步骤s4中,所述的有机溶剂选择二氯乙烷、二氯甲烷、甲苯中的一种或几种组合;所述的缚酸剂选自三乙胺、二异丙胺、碳酸钾、吡啶中的一种或几种组合;所述的三氟甲磺酸酯化试剂选自三氟甲磺酰氯或三氟甲磺酸酐;步骤s5中,所述的有机溶剂选自三乙胺、吡啶、3,5-二甲基吡啶、dbu中的一种或几种组合;所述的碱性物质选自n,n-二甲基吡啶-4-胺(dmap)、吡啶、2,6-二甲基吡啶中的一种或几种组合;所述的催化剂选自pd(dppf)cl2、pd(pph3)2cl2、三苯基膦、氧化亚铜、碘化亚铜中的一种或几种组合;步骤s6中,所述的溶剂选择thf、甲苯、环戊基甲醚、水中的两种或多种组合;所述的羟胺的无机酸盐选自盐酸羟胺、硫酸羟胺一种或两种组合;所述的碱性物质选自乙酸钠、乙酸钾、乙酸铵、磷酸钾中的一种或多种组合;步骤s7中,所述的溶剂选择thf、环戊基甲醚、dmf中的一种或多种组合;所述的卤代试剂选自n-氯代丁二酰亚胺(ncs)、三氯异氰酸脲、二氯海因一种或两种组合;步骤s8中,所述的有机溶剂选择thf、环戊基甲醚、dmf、4-甲基二氢吡喃中的一种或多种组合;所述的有机碱选自三乙胺、吡啶、3,5-二甲基吡啶、dbu一种或两种组合。
15.进一步的,步骤s1中,所述的有机溶剂的用量为原料1的质量用量的3~10倍;所述的乙酰化试剂用量为原料1的摩尔用量的1~2倍;所述的路易斯酸用量为原料1摩尔用量的1~2倍;步骤s2中,所述的有机溶剂的用量为中间体1的质量用量的3~5倍;水合肼的用量为中间体1的摩尔用量的2~5倍;所述的碱性物质用量为中间体1的摩尔用量的2~4倍;步骤s3中,所述的有机溶剂的用量为中间体2的质量用量的5~10倍;所述的正丁基锂用量为中间体2摩尔用量的2~3倍;所述的n,n-二甲基甲酰胺用量为中间体2摩尔用量的1~3倍;步骤s4中,所述的有机溶剂的用量为中间体3的质量用量的5~15倍;缚酸剂的用量为中间体3摩尔用量的1~3倍;所述的三氟甲磺酸酯化试剂的用量为中间体3摩尔用量的1~2倍;
步骤s5中,所述的有机溶剂的用量为中间体4的质量用量的3~10倍;碱性物质的用量为中间体4摩尔用量的0.01~0.2倍;所述的催化剂总用量为选自中间体4摩尔用量的0.02~0.3倍;所述的原料2的用量为中间体4摩尔用量的1~2倍;步骤s6中,所述的溶剂的用量为中间体5的质量用量的3~8倍;羟胺的无机酸盐的用量为中间体5摩尔用量的1~2倍;碱性物质的用量为中间体5摩尔用量的1~2倍;步骤s7中,所述的溶剂的用量为中间体6的质量用量的4~10倍;卤代试剂的用量为中间体6摩尔用量的1~2倍;步骤s8中,所述的有机溶剂的用量为中间体7的质量用量的4~10倍;有机碱的用量为中间体7摩尔用量的1~2倍;所述的硫脲用量为中间体7摩尔用量的1~2倍。
16.进一步的,步骤s1中,反应时间为1~30小时;步骤s2中,反应时间为1~12小时;步骤s3中,锂卤交换反应时间为1~5小时;醛基化反应时间为1~6小时;步骤s4中,反应时间为1~10小时;步骤s5中,反应时间为1~24小时;步骤s6中,反应时间为1~16小时;步骤s7中,反应时间为1~8小时;步骤s8中,反应时间为0.5~8小时。
17.本发明还公开了所述乙基萘系列液晶单体化合物的应用,所述乙基萘系列液晶单体化合物应用于液晶组合物。
18.所述乙基萘系列液晶单体化合物应用于液晶显示器。
19.所述乙基萘系列液晶单体化合物应用于双稳态铁电液晶、聚合物分散型液晶和聚合物多稳定螺旋铁电液晶的混合液晶材料。
20.本发明的有益效果是:(1)所述的乙基萘系列液晶化合物具有较高的双折射率、低粘度、介电损耗低以及较大的介电各向异性,可作为配制大介电各向异性、降低驱动电压的双稳态铁电液晶、聚合物分散型液晶和聚合物多稳定螺旋铁电液晶等混合液晶材料的重要组分;所述的乙基萘系列液晶化合物在液晶分子中引入更大的共轭刚性中心,并用桥键来串联,从而有效提高化合物的双折射率;在萘环c5位引入乙基,可提高分子的偶极矩,有效提高介电各向异性;同时在共轭刚性中心末端设计有适当长度的柔性基团,以保证化合物具有较低的粘度。
21.(2)本发明所述乙基萘系列液晶化合物中,乙基所在萘环中的位置,分子的偶极矩更大,导致介电各向异性增加,易产生出近晶相态,因此本发明所述液晶化合物是一类具有良好互溶性的液晶化合物,可作为配制大介电各向异性、降低驱动电压的双稳态铁电液晶、聚合物分散型液晶和聚合物多稳定螺旋铁电液晶等混合液晶材料的重要组分。
22.(3)本发明所述乙基萘系列液晶化合物中萘环-异硫氰基、萘环-苯环-异硫氰基、萘环-联苯-异硫氰基这种结构单元,具有更大的π-电子共轭体系,不仅能提供较大的双折射率,而且能减小对微波的吸波系数,这种结构单元对微波比较稳定,可有效降低介电损耗。
23.(4)本发明所述的乙基萘系列液晶化合物能改善液晶组分的性能,而且制备方法
简单,所述制备方法具有原料廉价易得、反应过程安全,收率高等优点。
附图说明
24.图1为实施例1中所述rncs的apci-ms图;图2为实施例1中所述rncs的1h-nmr图;图3为图2中化学位移0.7-3.6的局部放大图;图4为图2中化学位移6.8-8.3的局部放大图;图5为实施例1中所述rncs的
13
c-nmr图;图6为图5中化学位移118.0-145.0的局部放大图。
具体实施方式
25.下面对本发明的具体实施方式做详细说明。本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受公开的具体实施例的限制。
26.除非另有定义,本文所使用的所有技术和科学术语与本发明所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。所使用的术语只为描述具体实施方式,不为限制本发明。
27.合成实施例1:第1步:中间体1的合成将118.6g(0.50mol)原料1和1186.0g二氯乙烷加入2l三口瓶中,控内温-10~0℃,加入86.7g(0.65mol)无水三氯化铝,滴加51.0g(0.65mol)乙酰氯,滴毕,体系温度升至0~10℃,保温1h,加水淬灭反应,有机相水洗至中性,脱干溶剂得144.0g白固体,gc纯度:98.06%。在65~70℃下,使用甲苯和石油醚进行重结晶,得118.0g中间体1,gc纯度:99.2%,收率84.53%。
28.第2步:中间体2的合成将114.4g(0.41mol)中间体1、570.0g二甘醇、69.0g(1.23mol)氢氧化钾和96.6g(1.64mol)水合肼(85%有效含量)加入到1l三口瓶中,体系温度升至200~210℃,保温4h,加甲苯稀释,稀硫酸酸化,有机相水洗至中性,脱干溶剂得107.0g黑固体,gc纯度:68.50%。经柱层析纯化,得75.0g中间体2粗品,gc纯度:90.19%,收率:72.82%。在70~75℃下,使用甲
苯和石油醚进行重结晶,得52.0g白固体(中间体2),gc纯度:99.13%,收率50.49%。
29.第3步:中间体3的合成将25.1g(0.10mol)中间体2和220.0g四氢呋喃加入1l三口瓶中,控内温-85~-75℃,滴加100.0ml(0.25mol)正丁基锂正己烷溶液,放热明显,1.5h滴毕,保温反应2h。控内温-80~-70℃,滴加11.0g(0.15mol)dmf和40.0gthf的混合溶液,体系放热明显,30min滴毕,保温2h。升温至-30~-20℃,稀硫酸淬灭反应,加入100.0g乙酸乙酯溶解,有机相水洗至中性。有机相减压脱溶剂至恒重,得25.0g黄固体,gc纯度:93.88%。在70~75℃下,使用乙酸乙酯和石油醚进行重结晶,得14.0g黄固体(中间体3),gc纯度:99.56%,收率70.00%。
30.第4步:中间体4的合成将34.0g(0.17mol)中间体3、21.5g(0.21mol)三乙胺和170.0g二氯乙烷,加入到500ml三口瓶中,降温至-10~0℃,滴加55.2g(0.20mol)三氟甲磺酸酐,滴毕,温度升至10~20℃,保温2h。反应完毕,加水淬灭反应,有机相水洗至中性。将有机相脱干溶剂得62.0g棕褐液体,gc纯度:97.75%。粗品经柱层析纯化,二氯乙烷作淋洗液,得55.0 g黄固体(中间体4),gc纯度:98.22%,收率:97.35%。
31.第5步:中间体5的合成将12.9g(0.055mol)原料2、12.0g(0.036mol)中间体4和60.0g三乙胺,0.32g(2.62
×
10-3
mol)dmap、0.52g(7.11
×
10-4
mol)pd(dppf)cl2和0.28g(1.47
×
10-3
mol)cui加入到250ml三口瓶中,温度升至80~90℃,保温6h,反应结束,蒸出三乙胺,加入甲苯溶解,稀硫酸酸化,有机相水洗至中性。将有机相脱溶剂至恒重,得到16.8g中间体5,hplc纯度:81.28%。经柱层析纯化,得到9.0g黄褐固体(中间体5),hplc纯度:97.34%,收率:60.00%。
32.第6步:中间体6的合成
将9.2g(0.022mol)中间体5和54.0g thf加入到250ml三口瓶中。向1.8g(0.026mol)盐酸羟胺中加入2.1g(0.026mol)醋酸钠和19.0g水的溶液,混合均匀,全溶后滴入体系中。升温至50~60℃,保温2h,内温降至20~30℃,将反应液缓慢倒入水中,析出浅黄固体,减压抽滤,得14.0g黄固体,hplc纯度:97.52%(顺+反合计)。在65~70℃下,使用甲苯和无水乙醇进行重结晶,得8.4g黄固体(中间体6),hplc纯度:99.49%(顺+反合计),收率:88.42%。
33.第7步:中间体7的合成将4.2g(9.7
×
10-3
mol)中间体6和30.0g thf加入到250ml三口瓶中,向2.2g(1.6
×
10-2
mol)ncs中加入10.0g dmf的溶液,全部溶解。滴加ncs的dmf溶液入上述三口瓶中,滴毕,升温至30~35℃,保温6h。反应液直接进行下一步反应,收率以100%计。
34.第8步:目标物(rncs)的合成将0.8g(1.1
×
10-2
mol)硫脲,1.1g(1.1
×
10-2
mol)三乙胺加入到250ml三口瓶中,降温至15~25℃,滴加中间体7,滴毕,升温至20~25℃保温2h,减压抽滤,滤液水洗至中性。有机相减压脱溶剂至恒重,得4.3g目标物rncs的粗品,hplc纯度:44.11%。
35.粗品经柱层析纯化,正庚烷作洗脱液,脱溶剂得1.3g白固体,hplc纯度:83.96%,收率:30.23%。
36.产品采用正己烷和无水乙醇在50~55℃下进行重结晶,得0.5 g目标物(rncs),hplc纯度:99.79%,收率:11.63%。apci-ms图、1h-nmr图和
13
c-nmr图分别如图1~图6所示。
37.合成实施例2:第1步:中间体1的合成将118.6g(0.50mol)原料1和593.0g二氯乙烷加入2l三口瓶中,控内温0~10℃下,加入133.3g(1.0mol)无水三氯化铝,滴加78.5g(1.0mol)乙酰氯,滴毕,于0~10℃,保温1h,
加水淬灭反应,静置分层,有机相水洗至中性,脱干溶剂得141.7g白固体,gc纯度:98.63%。采用甲苯和石油醚在65~70℃下进行重结晶,得112.1g中间体1,gc纯度:99.42%,收率80.30%。
38.第2步:中间体2的合成将114.4g(0.41mol)中间体1、457.6g二甘醇、65.6g(1.64mol)氢氧化钠和72.4g(1.23mol)水合肼(85%有效含量)加入到1l三口瓶中,体系温度升至200~210℃,保温8h,加甲苯稀释,稀硫酸酸化,有机相水洗至中性,脱干溶剂得110.3g黑固体,gc纯度:69.18%。经柱层析纯化,得77.4g白固体,gc纯度:92.05%,收率:75.15%。采用甲苯和石油醚在70~75℃下进行重结晶,得55.8g中间体2,gc纯度:99.39%,收率54.17%。
39.第3步:中间体3的合成将25.1g(0.10mol)中间体2和130.0g四氢呋喃加入1l三口瓶中,控内温-85~-75℃,滴加100.0ml(0.25mol)正丁基锂正己烷溶液,放热明显,1.5h滴毕,保温反应2h。控内温-80~-70℃,滴加21.9g(0.30mol)dmf和40.0g thf的混合溶液,体系放热明显,30min滴毕,保温2h。升温至-30~-20℃,稀硫酸淬灭反应,加入100.0g乙酸乙酯溶解,有机相水洗至中性。有机相减压脱溶剂至恒重,得26.1g黄固体,gc纯度:94.77%。采用乙酸乙酯和石油醚在70~75℃下进行重结晶,得16.4g黄固体(中间体3),gc纯度:99.33%,收率82.00%。
40.第4步:中间体4的合成将34.0g(0.17mol)中间体3、34.4g(0.34mol)三乙胺和272.0g二氯甲烷,加入到500ml三口瓶中,降温至-20~-10℃,滴加73.4g(0.26mol)三氟甲磺酸酐,滴毕,温度升至10~20℃,保温2h。反应完毕,加水淬灭反应,有机相水洗至中性。将有机相脱干溶剂得58.7g棕褐液体,gc纯度:96.14%。粗品经柱层析纯化,二氯乙烷作淋洗液,得51.6g黄固体(中间体4),gc纯度:98.69%,收率:91.33%。
41.第5步:中间体5的合成将11.0g(0.047mol)原料2、12.0g(0.036mol)中间体4和94.4g吡啶,0.32g(2.62
×
10-3
mol)dmap、0.52g(7.11
×
10-4
mol)pd(dppf)cl2和0.28g(1.47
×
10-3
mol)cui加入到250ml三口瓶中,温度升至90~100℃,保温10h,反应结束,蒸出吡啶,加入甲苯溶解,稀硫酸酸化,有机相水洗至中性。将有机相脱溶剂至恒重,得到15.2g中间体5粗品,hplc纯度:82.35%。经柱层析纯化,得到8.2g黄褐固体(中间体5),hplc纯度:98.02%,收率:54.67%。
42.第6步:中间体6的合成将9.2g(0.022mol)中间体5和63.0g thf加入到250ml三口瓶中。向2.3g(0.033mol)盐酸羟胺中加入2.7g(0.033mol)醋酸钠和19.0g水的溶液,混合均匀,全溶后滴入体系中。升温至50~60℃,保温4h,内温降至20~30℃,将反应液缓慢倒入水中,析出浅黄固体,减压抽滤,得12.9g黄固体,hplc纯度:98.64%(顺+反合计)。采用甲苯和无水乙醇在65~70℃下进行重结晶,得7.7g黄固体(中间体6),hplc纯度:99.73%(顺+反合计),收率:81.05%。
43.第7步:中间体7的合成将4.2g(9.7
×
10-3
mol)中间体6和30.0g thf加入到250ml三口瓶中,向1.5g(1.16
×
10-2
mol)ncs中加入10.0g dmf的溶液,全部溶解。滴加ncs的dmf溶液入上述三口瓶中,滴毕,升温至45~50℃,保温4h。反应液直接进行下一步反应,收率以100%计。
44.第8步:目标物(rncs)的合成将1.2g(1.6
×
10-2
mol)硫脲,1.6g(1.6
×
10-2
mol)三乙胺加入到250ml三口瓶中,降温至15~25℃,滴加中间体7,滴毕,升温至20~25℃保温3h,减压抽滤,滤液水洗至中性。有机相减压脱溶剂至恒重,得4.5g目标物rncs的粗品,hplc纯度:46.15%。
45.粗品经柱层析纯化,正庚烷作洗脱液,脱溶剂得1.5 g白固体,hplc纯度:85.06%,收率:34.88%。
46.产品采用正己烷和无水乙醇,50~55℃重结晶,得0.6g目标物(rncs),hplc纯度:99.85%,收率:13.95%。
47.经差示扫描量热仪(dsc)以及显微镜测试相变点:熔点103.26-104.19-106.68℃,无清亮点。经液相质谱联用仪器(hplc-ms)测试特征离子m/z+为:rncs的分子量为445.62,apci-ms显示分子离子峰为446.33,结构无误。
48.合成实施例3:采用合成实施例1相同的工艺方法制备目标物rncs,不同之处在于:第1步中,将1186.0g二氯乙烷更换为355.8g硝基甲烷;0.65mol乙酰氯更换为0.50mol的乙酸酐;0.65mol无水三氯化铝更换为0.25mol三氯化铁和0.25mol四氯化钛;控制内温-20~-10℃滴加乙酸酐,保温反应温度为20~30℃。
49.第2步中,将570.0g二甘醇更换为343.2g四乙二醇;1.64mol水合肼(85%有效含量)更换为0.82mol水合肼(50%有效含量);1.23mol氢氧化钾更换为0.42mol氢氧化钾和0.4mol氢氧化钠组合;保温反应温度为100-110℃。
50.第3步中,有机溶剂thf更换为120g环戊基甲醚和131g 4-甲基二氢吡喃的组合,0.15mol dmf更换为0.10mol dmf,0.25mol正丁基锂更换为0.3mol正丁基锂;在-100~-90℃的条件下,将中间体2分散在有机溶剂中;第4步中,将170.0g二氯乙烷更换为200g二氯甲烷或210g甲苯,0.21mol三乙胺更换为0.17mol二异丙胺、0.17mol碳酸钾和0.17mol吡啶的组合;0.20mol三氟甲磺酸酐更换为0.34mol三氟甲磺酰氯;三氟甲磺酰氯滴毕,温度升至20~30℃保温反应;第5步中,将60.0g三乙胺更换为60g 3,5-二甲基吡啶和69g dbu组合,2.62
×
10-3
mol dmap更换为0.003mol吡啶和0.0042mol 2,6-二甲基吡啶的组合;7.11
×
10-4
mol pd(dppf)cl2和1.47
×
10-3
mol cui更换为0.0065mol pd(pph3)2cl2和0.01mol 三苯基膦;0.055mol原料2更换为0.072mol原料2;保温反应温度为30-40℃;第6步中,将54.0g thf更换为27.0g甲苯,19.0g水更换为9.0g环戊己甲醚,0.026mol盐酸羟胺更换为0.022mol盐酸羟胺和0.022mol硫酸羟胺的组合;0.026 mol醋酸钠更换为0.022mol乙酸钾和0.022mol磷酸钾的组合;保温反应温度为70-80℃;第7步中,将42.0g thf更换为17.0g环戊基甲醚;1.6
×
10-2
mol ncs更换为9.7
×
10-3
mol三氯异氰酸脲和9.7
×
10-3
mol二氯海因组合;保温反应温度为0-10℃;第8步中,将1.1
×
10-2
mol三乙胺更换为9.7
×
10-3
mol 3,5-二甲基吡啶和9.7
×
10-3
mol dbu的组合;降温至0-10℃滴加中间体7,升温至25-30℃进行保温反应。最终得到目标物rncs白固体,hplc纯度:99.77%,收率:10.52%。
51.合成实施例4:r0ncs的制备第1步:中间体1的合成将156.6g(0.50mol)原料1和783.0g二氯乙烷加入2l三口瓶中,控内温-20~-10℃,
加入86.7g(0.65mol)无水三氯化铝,滴加51.0g(0.65mol)乙酰氯,滴毕,体系温度升至5~15℃,保温3h,加水淬灭反应,有机相水洗至中性,脱干溶剂得184.7g白固体,gc纯度:93.55%。采用甲苯和石油醚在65~70℃下进行重结晶,得143.9g中间体1,gc纯度:99.31%,收率81.0%。
52.第2步:中间体2的合成将142.1g(0.40mol)中间体1、710.0g二甘醇、67.3g(1.20mol)氢氧化钾和94.2g(1.60mol)水合肼(85%有效含量)加入到1l三口瓶中,体系温度升至200~210℃,保温4h,加甲苯稀释,稀硫酸酸化,有机相水洗至中性,脱干溶剂得141.6g黑固体,gc纯度:65.38%。经柱层析纯化,得93.6g中间体2,gc纯度:92.08%,收率:71.50%。采用甲苯和石油醚在70~75℃下进行重结晶,得64.4g白固体(中间体2),gc纯度:99.34%,收率49.20%。
53.第3步:中间体3的合成将32.7g(0.10mol)中间体2和165.0g四氢呋喃加入1l三口瓶中,控内温-85~-75℃,滴加100.0ml(0.25mol)正丁基锂正己烷溶液,放热明显,1.5h滴毕,保温反应2h。控内温-80~-70℃,滴加11.0g(0.15mol)dmf和40.0gthf的混合溶液,体系放热明显,30min滴毕,保温2h。升温至-30~-20℃,稀硫酸淬灭反应,加入100.0g乙酸乙酯溶解,有机相水洗至中性。有机相减压脱溶剂至恒重,得29.7g黄固体,gc纯度:94.01%。采用乙酸乙酯和石油醚在70~75℃下进行重结晶,得20.3g黄固体(中间体3),gc纯度:99.39%,收率73.55%。
54.第4步:中间体4的合成
将41.4g(0.15mol)中间体3、21.5g(0.21mol)三乙胺和250.0g二氯乙烷,加入到500ml三口瓶中,降温至-10~0℃,滴加55.2g(0.20mol)三氟甲磺酸酐,滴毕,温度升至10~20℃,保温2h。反应完毕,加水淬灭反应,有机相水洗至中性。将有机相脱干溶剂得67.4棕褐液体,gc纯度:97.75%。粗品经柱层析纯化,二氯乙烷作淋洗液,得58.3g黄固体(中间体4),gc纯度:98.26%,收率:95.11%。
55.第5步:中间体5的合成将11.7g(0.050mol)原料2、14.7g(0.036mol)中间体4和94.4g吡啶,0.32g(2.62
×
10-3
mol)dmap、0.52g(7.11
×
10-4
mol)pd(dppf)cl2和0.28g(1.47
×
10-3
mol)cui加入到250ml三口瓶中,温度升至90~100℃,保温10h,反应结束,蒸出吡啶,加入甲苯溶解,稀硫酸酸化,有机相水洗至中性。将有机相脱溶剂至恒重,得到21.4g中间体5,hplc纯度:83.79%。经柱层析纯化,得到10.1g黄褐固体(中间体5),hplc纯度:98.67%,收率:57.06%。
56.第6步:中间体6的合成将10.8g(0.022mol)中间体5和54.0g thf加入到250ml三口瓶中。向1.8g(0.026mol)盐酸羟胺中加入2.1g(0.026mol)醋酸钠和19.0g水的溶液,混合均匀,全溶后滴入体系中。升温至50~60℃,保温2h,内温降至20~30℃,将反应液缓慢倒入水中,析出浅黄固体,减压抽滤,得14.6g黄固体,hplc纯度:98.05%(顺+反合计)。采用甲苯和无水乙醇在65~70℃下进行重结晶,得9.1g黄固体(中间体6),hplc纯度:99.37%(顺+反合计),收率:81.25%。
57.第7步:中间体7的合成将5.1g(0.01mol)中间体6和40.0g thf加入到250ml三口瓶中,向2.2g(0.016mol)ncs中加入10.0g dmf的溶液,全部溶解。滴加ncs的dmf溶液入上述三口瓶中,滴毕,升温至30~35℃,保温6h。反应液直接进行下一步反应,收率以100%计。
58.第8步:目标物(r0ncs)的合成将0.8g(1.1
×
10-2
mol)硫脲,1.1g(1.1
×
10-2
mol)三乙胺加入到250ml三口瓶中,
降温至15~25℃,滴加中间体7,滴毕,升温至20~25℃保温2h,减压抽滤,滤液水洗至中性。有机相减压脱溶剂至恒重,得5.4g目标物r0ncs的粗品,hplc纯度:45.76%。
59.粗品经柱层析纯化,正庚烷作洗脱液,脱溶剂得2.0g白固体,hplc纯度:85.74%,收率:38.46%。
60.然后采用正己烷和无水乙醇在50~55℃下进行重结晶,得0.8g目标物(r0ncs),hplc纯度:99.81%,收率:15.38%。
61.合成实施例5:r1ncs的制备第1步:中间体1的合成——参照r0ncs制备工艺第2步:中间体2的合成——参照r0ncs制备工艺第3步:中间体3的合成——参照r0ncs制备工艺第4步:中间体4的合成——参照r0ncs制备工艺第5步:中间体5的合成将11.0g(0.050mol)原料2、14.7g(0.036mol)中间体4和94.4g吡啶,0.32g(2.62
×
10-3
mol)dmap、0.52g(7.11
×
10-4
mol)pd(dppf)cl2和0.28g(1.47
×
10-3
mol)cui加入到250ml三口瓶中,温度升至90~100℃,保温10h,反应结束,蒸出吡啶,加入甲苯溶解,稀硫酸酸化,有机相水洗至中性。将有机相脱溶剂至恒重,得到20.9g中间体5粗品,hplc纯度:84.01%。经柱层析纯化,得到9.8g黄褐固体(中间体5),hplc纯度:98.35%,收率:56.98%。
62.第6步:中间体6的合成将10.5g(0.022mol)中间体5和54.0g thf加入到250ml三口瓶中。向1.8g(0.026mol)盐酸羟胺中加入2.1g(0.026mol)醋酸钠和19.0g水的溶液,混合均匀,全溶后滴入体系中。升温至50~60℃,保温2h,内温降至20~30℃,将反应液缓慢倒入水中,析出浅黄固体,减压抽滤,得13.9g黄固体,hplc纯度:98.17%(顺+反合计)。采用甲苯和无水乙醇在65~70℃下进行重结晶,得8.7g黄固体(中间体6),hplc纯度:99.51%(顺+反合计),收率:79.82%。
63.第7步:中间体7的合成将4.9g(0.01mol)中间体6和40.0g thf加入到250ml三口瓶中,向2.2g(0.016mol)ncs中加入10.0g dmf的溶液,全部溶解。滴加ncs的dmf溶液入上述三口瓶中,滴毕,升温至
30~35℃,保温6h。反应液直接进行下一步反应,收率以100%计。
64.第8步:目标物(r1ncs)的合成将0.8g(1.1
×
10-2
mol)硫脲,1.1g(1.1
×
10-2
mol)三乙胺加入到250ml三口瓶中,降温至15~25℃,滴加中间体7,滴毕,升温至20~25℃保温2h,减压抽滤,滤液水洗至中性。有机相减压脱溶剂至恒重,得5.0g目标物r1ncs的粗品,hplc纯度:46.12%,收率:98.04%。
65.粗品经柱层析纯化,正庚烷作洗脱液,脱溶剂得1.6g白固体,hplc纯度:88.49%,收率:31.37%。
66.然后采用正己烷和无水乙醇在50~55℃下进行重结晶,得0.6g目标物(r1ncs),hplc纯度:99.85%,收率:11.76%。
67.合成实施例6:r2ncs的制备第1步:中间体1的合成将194.6g(0.50mol)原料1和973.0g二氯乙烷加入2l三口瓶中,控内温-10~0℃,加入86.7g(0.65mol)无水三氯化铝,滴加51.0g(0.65mol)乙酰氯,滴毕,体系温度升至0~10℃,保温1h,加水淬灭反应,有机相水洗至中性,脱干溶剂得238.5g白固体,gc纯度:90.66%。采用甲苯和石油醚在65~70℃下进行重结晶,得173.1g中间体1,gc纯度:99.18%,收率80.25%。
68.第2步:中间体2的合成将172.5g(0.40mol)中间体1、710.0g二甘醇、67.3g(1.20mol)氢氧化钾和94.2g(1.60mol)水合肼(85%有效含量)加入到1l三口瓶中,体系温度升至200~210℃,保温4h,加甲苯稀释,稀硫酸酸化,有机相水洗至中性,脱干溶剂得177.6g黑固体,gc纯度:62.39%。经柱层析纯化,得113.5g中间体2,gc纯度:90.57%,收率:70.37%。采用甲苯和石油醚在70~75℃下进行重结晶,得80.7g白固体(中间体2),gc纯度:99.24%,收率50.03%。
69.第3步:中间体3的合成将40.3g(0.10mol)中间体2和205.0g四氢呋喃加入1l三口瓶中,控内温-85~-75℃,滴加100.0ml(0.25mol)正丁基锂正己烷溶液,放热明显,1.5h滴毕,保温反应2h。控内温-80~-70℃,滴加11.0g(0.15mol)dmf和40.0gthf的混合溶液,体系放热明显,30min滴毕,保温2h。升温至-30~-20℃,稀硫酸淬灭反应,加入100.0g乙酸乙酯溶解,有机相水洗至中性。有机相减压脱溶剂至恒重,得38.6g黄固体,gc纯度:92.59%。采用乙酸乙酯和石油醚在70~75℃下进行重结晶,得27.6g黄固体(中间体3),gc纯度:99.07%,收率78.41%。
70.第4步:中间体4的合成将52.9g(0.15mol)中间体3、21.5g(0.21mol)三乙胺和250.0g二氯乙烷,加入到500ml三口瓶中,降温至-10~0℃,滴加55.2g(0.20mol)三氟甲磺酸酐,滴毕,温度升至10~20℃,保温2h。反应完毕,加水淬灭反应,有机相水洗至中性。将有机相脱干溶剂得78.6棕褐液体,gc纯度:98.01%。粗品经柱层析纯化,二氯乙烷作淋洗液,得69.5g黄固体(中间体4),gc纯度:98.73%,收率:95.60%。
71.第5步:中间体5的合成将11.7g(0.050mol)原料2、17.4g(0.036mol)中间体4和94.4g吡啶,0.32g(2.62
×
10-3
mol)dmap、0.52g(7.11
×
10-4
mol)pd(dppf)cl2和0.28g(1.47
×
10-3
mol)cui加入到250ml三口瓶中,温度升至90~100℃,保温10h,反应结束,蒸出吡啶,加入甲苯溶解,稀硫酸酸化,有机相水洗至中性。将有机相脱溶剂至恒重,得到22.5g中间体5粗品,hplc纯度:81.16%。经柱层析纯化,得到10.9g黄褐固体(中间体5),hplc纯度:98.33%,收率:53.43%。
72.第6步:中间体6的合成
将12.5g(0.022mol)中间体5和65.0g thf加入到250ml三口瓶中。向1.8g(0.026mol)盐酸羟胺中加入2.1g(0.026mol)醋酸钠和19.0g水的溶液,混合均匀,全溶后滴入体系中。升温至50~60℃,保温2h,内温降至20~30℃,将反应液缓慢倒入水中,析出浅黄固体,减压抽滤,得17.5g黄固体,hplc纯度:98.52%(顺+反合计)。采用甲苯和无水乙醇在65~70℃下进行重结晶,得10.9g黄固体(中间体6),hplc纯度:99.42%(顺+反合计),收率:85.16%。
73.第7步:中间体7的合成将5.8g(0.01mol)中间体6和40.0g thf加入到250ml三口瓶中,向2.2g(0.016mol)ncs中加入10.0g dmf的溶液,全部溶解。滴加ncs的dmf溶液入上述三口瓶中,滴毕,升温至30~35℃,保温6h。反应液直接进行下一步反应,收率以100%计。
74.第8步:目标物(r2ncs)的合成将0.8g(1.1
×
10-2
mol)硫脲,1.1g(1.1
×
10-2
mol)三乙胺加入到250ml三口瓶中,降温至15~25℃,滴加中间体7,滴毕,升温至20~25℃保温2h,减压抽滤,滤液水洗至中性。有机相减压脱溶剂至恒重,得6.0g目标物r2ncs的粗品,hplc纯度:41.98%。
75.粗品经柱层析纯化,正庚烷作洗脱液,脱溶剂得1.8g白固体,hplc纯度:86.15%,收率:30.00%。
76.然后采用正己烷和无水乙醇再50~55℃下进行重结晶,得0.7g目标物(r2ncs),hplc纯度:99.79%,收率:11.67%。
77.合成实施例7r3ncs的制备第1步:中间体1的合成——参照r2ncs制备工艺第2步:中间体2的合成——参照r2ncs制备工艺第3步:中间体3的合成——参照r2ncs制备工艺第4步:中间体4的合成——参照r2ncs制备工艺第5步:中间体5的合成
将8.6g(0.050mol)原料2、17.4g(0.036mol)中间体4和94.4g吡啶,0.32g(2.62
×
10-3
mol)dmap、0.52g(7.11
×
10-4
mol)pd(dppf)cl2和0.28g(1.47
×
10-3
mol)cui加入到250ml三口瓶中,温度升至90~100℃,保温10h,反应结束,蒸出吡啶,加入甲苯溶解,稀硫酸酸化,有机相水洗至中性。将有机相脱溶剂至恒重,得到22.7g中间体5粗品,hplc纯度:79.69%。经柱层析纯化,得到8.7g黄褐固体(中间体5),hplc纯度:98.12%,收率:47.80%。
78.第6步:中间体6的合成将11.1g(0.022mol)中间体5和55.0g thf加入到250ml三口瓶中。向1.8g(0.026mol)盐酸羟胺中加入2.1g(0.026mol)醋酸钠和19.0g水的溶液,混合均匀,全溶后滴入体系中。升温至50~60℃,保温2h,内温降至20~30℃,将反应液缓慢倒入水中,析出浅黄固体,减压抽滤,得14.8g黄固体,hplc纯度:98.07%(顺+反合计)。采用甲苯和无水乙醇再65~70℃下进行重结晶,得8.5g黄固体(中间体6),hplc纯度:99.33%(顺+反合计),收率:73.91%。
79.第7步:中间体7的合成将5.2g(0.01mol)中间体6和40.0g thf加入到250ml三口瓶中,向2.2g(0.016mol)ncs中加入10.0g dmf的溶液,全部溶解。滴加ncs的dmf溶液入上述三口瓶中,滴毕,升温至30~35℃,保温6h。反应液直接进行下一步反应,收率以100%计。
80.第8步:目标物(r3ncs)的合成将0.8g(1.1
×
10-2
mol)硫脲,1.1g(1.1
×
10-2
mol)三乙胺加入到250ml三口瓶中,降温至15~25℃,滴加中间体7,滴毕,升温至20~25℃保温2h,减压抽滤,滤液水洗至中性。有机相减压脱溶剂至恒重,得5.6g目标物r3ncs的粗品,hplc纯度:45.39%。
81.粗品经柱层析纯化,正庚烷作洗脱液,脱溶剂得1.5g白固体,hplc纯度:83.64%,收率:27.78%。
82.然后采用正己烷和无水乙醇在50~55℃下进行重结晶,得0.8g目标物(r3ncs),hplc纯度:99.73%,收率:14.81%。
83.合成实施例8
r4ncs的制备第1步:中间体1的合成——参照r0ncs制备工艺第2步:中间体2的合成——参照r0ncs制备工艺第3步:中间体3的合成——参照r0ncs制备工艺第4步:中间体4的合成——参照r0ncs制备工艺第5步:中间体5的合成将8.6g(0.050mol)原料2、14.7g(0.036mol)中间体4和94.4g吡啶,0.32g(2.62
×
10-3
mol)dmap、0.52g(7.11
×
10-4
mol)pd(dppf)cl2和0.28g(1.47
×
10-3
mol)cui加入到250ml三口瓶中,温度升至90~100℃,保温10h,反应结束,蒸出吡啶,加入甲苯溶解,稀硫酸酸化,有机相水洗至中性。将有机相脱溶剂至恒重,得到18.4g中间体5粗品,hplc纯度:88.62%。经柱层析纯化,得到10.4g黄褐固体(中间体5),hplc纯度:99.04%,收率:67.10%。
84.第6步:中间体6的合成将9.5g(0.022mol)中间体5和50.0g thf加入到250ml三口瓶中。向1.8g(0.026mol)盐酸羟胺中加入2.1g(0.026mol)醋酸钠和19.0g水的溶液,混合均匀,全溶后滴入体系中。升温至50~60℃,保温2h,内温降至20~30℃,将反应液缓慢倒入水中,析出浅黄固体,减压抽滤,得12.7g黄固体,hplc纯度:98.66%(顺+反合计)。采用甲苯和无水乙醇在65~70℃下进行重结晶,得7.3g黄固体(中间体6),hplc纯度:99.29%(顺+反合计),收率:74.49%。
85.第7步:中间体7的合成将4.5g(0.01mol)中间体6和35.0g thf加入到250ml三口瓶中,向2.2g(0.016mol)ncs中加入10.0g dmf的溶液,全部溶解。滴加ncs的dmf溶液入上述三口瓶中,滴毕,升温至30~35℃,保温6h。反应液直接进行下一步反应,收率以100%计。
86.第8步:目标物(r4ncs)的合成将0.8g(1.1
×
10-2
mol)硫脲,1.1g(1.1
×
10-2
mol)三乙胺加入到250ml三口瓶中,
降温至15~25℃,滴加中间体7,滴毕,升温至20~25℃保温2h,减压抽滤,滤液水洗至中性。有机相减压脱溶剂至恒重,得4.6g目标物r4ncs的粗品,hplc纯度:42.39%。
87.粗品经柱层析纯化,正庚烷作洗脱液,脱溶剂得1.1g白固体,hplc纯度:80.58%,收率:23.91%。
88.然后采用正己烷和无水乙醇在50~55℃下进行重结晶,得0.5g目标物(r4ncs),hplc纯度:99.89%,收率:10.87%。
89.合成实施例9r5ncs的制备第1步:中间体1的合成——参照rncs制备工艺第2步:中间体2的合成——参照rncs制备工艺第3步:中间体3的合成——参照rncs制备工艺第4步:中间体4的合成——参照rncs制备工艺第5步:中间体5的合成将7.9g(0.05mol)原料2、12.0g(0.036mol)中间体4和60.0g三乙胺,0.32g(2.62
×
10-3
mol)dmap、0.52g(7.11
×
10-4
mol)pd(dppf)cl2和0.28g(1.47
×
10-3
mol)cui加入到250ml三口瓶中,温度升至80~90℃,保温6h,反应结束,蒸出三乙胺,加入甲苯溶解,稀硫酸酸化,有机相水洗至中性。将有机相脱溶剂至恒重,得到15.9g中间体5粗品,hplc纯度:82.07%。经柱层析纯化,得到6.7g黄褐固体(中间体5),hplc纯度:97.51%,收率:54.47%。
90.第6步:中间体6的合成将7.5g(0.022mol)中间体5和45.0g thf加入到250ml三口瓶中。向1.8g(0.026mol)盐酸羟胺中加入2.1g(0.026mol)醋酸钠和19.0g水的溶液,混合均匀,全溶后滴入体系中。升温至50~60℃,保温2h,内温降至20~30℃,将反应液缓慢倒入水中,析出浅黄固体,减压抽滤,得10.4g黄固体,hplc纯度:98.26%(顺+反合计)。采用甲苯和无水乙醇在65~70℃下进行重结晶,得5.6g黄固体(中间体6),hplc纯度:99.48%(顺+反合计),收率:71.79%。
91.第7步:中间体7的合成将3.6g(0.01mol)中间体6和25.0g thf加入到250ml三口瓶中,向2.2g(0.016mol)
ncs中加入10.0g dmf的溶液,全部溶解。滴加ncs的dmf溶液入上述三口瓶中,滴毕,升温至30~35℃,保温6h。反应液直接进行下一步反应,收率以100%计。
92.第8步:目标物(r5ncs)的合成将0.8g(1.1
×
10-2
mol)硫脲,1.1g(1.1
×
10-2
mol)三乙胺加入到250ml三口瓶中,降温至15~25℃,滴加中间体7,滴毕,升温至20~25℃保温2h,减压抽滤,滤液水洗至中性。有机相减压脱溶剂至恒重,得3.9g目标物r5ncs粗品,hplc纯度:48.59%。
93.粗品经柱层析纯化,正庚烷作洗脱液,脱溶剂得1.4g白固体,hplc纯度:80.58%,收率:37.84%。
94.然后采用正己烷和无水乙醇在50~55℃下进行重结晶,得0.7g目标物(r5ncs),hplc纯度:99.86%,收率:18.92%。
95.合成实施例10r6ncs的制备第1步:中间体1的合成——参照r0ncs制备工艺第2步:中间体2的合成——参照r0ncs制备工艺第3步:中间体3的合成——参照r0ncs制备工艺第4步:中间体4的合成——参照r0ncs制备工艺第5步:中间体5的合成将13.4g(0.050mol)原料2、14.7g(0.036mol)中间体4和94.4g吡啶,0.32g(2.62
×
10-3
mol)dmap、0.52g(7.11
×
10-4
mol)pd(dppf)cl2和0.28g(1.47
×
10-3
mol)cui加入到250ml三口瓶中,温度升至90~100℃,保温10h,反应结束,蒸出吡啶,加入甲苯溶解,稀硫酸酸化,有机相水洗至中性。将有机相脱溶剂至恒重,得到21.4g中间体5粗品,hplc纯度:83.11%。经柱层析纯化,得到11.6g黄褐固体(中间体5),hplc纯度:98.89%,收率:66.67%。
96.第6步:中间体6的合成将10.6g(0.022mol)中间体5和55.0g thf加入到250ml三口瓶中。向1.8g(0.026mol)盐酸羟胺中加入2.1g(0.026mol)醋酸钠和19.0g水的溶液,混合均匀,全溶后滴入体系中。升温至50~60℃,保温2h,内温降至20~30℃,将反应液缓慢倒入水中,析出浅黄固体,减压抽滤,得13.1g黄固体,hplc纯度:98.49%(顺+反合计)。采用甲苯和无水乙醇在65~70℃下进行重结晶,得7.5g黄固体(中间体6),hplc纯度:99.38%(顺+反合计),收率:
68.81%。
97.第7步:中间体7的合成将5.0g(0.01mol)中间体6和40.0g thf加入到250ml三口瓶中,向2.2g(0.016mol)ncs中加入10.0g dmf的溶液,全部溶解。滴加ncs的dmf溶液入上述三口瓶中,滴毕,升温至30~35℃,保温6h。反应液直接进行下一步反应,收率以100%计。
98.第8步:目标物(r6ncs)的合成将0.8g(1.1
×
10-2
mol)硫脲,1.1g(1.1
×
10-2
mol)三乙胺加入到250ml三口瓶中,降温至15~25℃,滴加中间体7,滴毕,升温至20~25℃保温2h,减压抽滤,滤液水洗至中性。有机相减压脱溶剂至恒重,得5.5g目标物r6ncs的粗品,hplc纯度:49.87%。
99.粗品经柱层析纯化,正庚烷作洗脱液,脱溶剂得2.4g白固体,hplc纯度:88.37%,收率:47.06%。
100.然后采用正己烷和无水乙醇,50~55℃重结晶,得2.0g目标物(r6ncs),hplc纯度:99.88%,收率:39.22%。
101.合成实施例11r7ncs的制备第1步:中间体1的合成——参照r2ncs制备工艺第2步:中间体2的合成——参照r2ncs制备工艺第3步:中间体3的合成——参照r2ncs制备工艺第4步:中间体4的合成——参照r2ncs制备工艺第5步:中间体5的合成将12.7g(0.050mol)原料2、17.4g(0.036mol)中间体4和94.4g吡啶,0.32g(2.62
×
10-3
mol)dmap、0.52g(7.11
×
10-4
mol)pd(dppf)cl2和0.28g(1.47
×
10-3
mol)cui加入到250ml三口瓶中,温度升至90~100℃,保温10h,反应结束,蒸出吡啶,加入甲苯溶解,稀硫酸酸化,有机相水洗至中性。将有机相脱溶剂至恒重,得到23.7g中间体5粗品,hplc纯度:84.95%。经柱层析纯化,得到12.8g黄褐固体(中间体5),hplc纯度:99.17%,收率:65.31%。
102.第6步:中间体6的合成
将12.0g(0.022mol)中间体5和60.0g thf加入到250ml三口瓶中。向1.8g(0.026mol)盐酸羟胺中加入2.1g(0.026mol)醋酸钠和19.0g水的溶液,混合均匀,全溶后滴入体系中。升温至50~60℃,保温2h,内温降至20~30℃,将反应液缓慢倒入水中,析出浅黄固体,减压抽滤,得14.3g黄固体,hplc纯度:97.97%(顺+反合计)。采用甲苯和无水乙醇在65~70℃下进行重结晶,得8.9g黄固体(中间体6),hplc纯度:99.08%(顺+反合计),收率:72.36%。
103.第7步:中间体7的合成将5.6g(0.01mol)中间体6和45.0g thf加入到250ml三口瓶中,向2.2g(0.016mol)ncs中加入10.0g dmf的溶液,全部溶解。滴加ncs的dmf溶液入上述三口瓶中,滴毕,升温至30~35℃,保温6h。反应液直接进行下一步反应,收率以100%计。
104.第8步:目标物(r7ncs)的合成将0.8g(1.1
×
10-2
mol)硫脲,1.1g(1.1
×
10-2
mol)三乙胺加入到250ml三口瓶中,降温至15~25℃,滴加中间体7,滴毕,升温至20~25℃保温2h,减压抽滤,滤液水洗至中性。有机相减压脱溶剂至恒重,得5.9g目标物r7ncs的粗品,hplc纯度:48.37%。
105.粗品经柱层析纯化,正庚烷作洗脱液,脱溶剂得2.8g白固体,hplc纯度:89.02%,收率:49.12%。
106.然后采用正己烷和无水乙醇,50~55℃重结晶,得2.3g目标物(r7ncs),hplc纯度:99.81%,收率:40.35%。
107.合成实施例12r8ncs的制备第1步:中间体1的合成——参照rncs制备工艺第2步:中间体2的合成——参照rncs制备工艺第3步:中间体3的合成——参照rncs制备工艺第4步:中间体4的合成——参照rncs制备工艺第5步:中间体5的合成
将12.7g(0.05mol)原料2、12.0g(0.036mol)中间体4和60.0g三乙胺,0.32g(2.62
×
10-3
mol)dmap、0.52g(7.11
×
10-4
mol)pd(dppf)cl2和0.28g(1.47
×
10-3
mol)cui加入到250ml三口瓶中,温度升至80~90℃,保温6h,反应结束,蒸出三乙胺,加入甲苯溶解,稀硫酸酸化,有机相水洗至中性。将有机相脱溶剂至恒重,得到15.9g中间体5粗品,hplc纯度:79.84%。经柱层析纯化,得到6.8g黄褐固体(中间体5),hplc纯度:98.07%,收率:59.65%。
108.第6步:中间体6的合成将8.6g(0.022mol)中间体5和50.0g thf加入到250ml三口瓶中。向1.8g(0.026mol)盐酸羟胺中加入2.1g(0.026mol)醋酸钠和19.0g水的溶液,混合均匀,全溶后滴入体系中。升温至50~60℃,保温2h,内温降至20~30℃,将反应液缓慢倒入水中,析出浅黄固体,减压抽滤,得12.7g黄固体,hplc纯度:98.57%(顺+反合计)。采用甲苯和无水乙醇在65~70℃下进行重结晶,得6.9g黄固体(中间体6),hplc纯度:99.46%(顺+反合计),收率:76.67%。
109.第7步:中间体7的合成将4.1g(0.01mol)中间体6和30.0g thf加入到250ml三口瓶中,向2.2g(0.016mol)ncs中加入10.0g dmf的溶液,全部溶解。滴加ncs的dmf溶液入上述三口瓶中,滴毕,升温至30~35℃,保温6h。反应液直接进行下一步反应,收率以100%计。
110.第8步:目标物(r8ncs)的合成将0.8g(1.1
×
10-2
mol)硫脲,1.1g(1.1
×
10-2
mol)三乙胺加入到250ml三口瓶中,降温至15~25℃,滴加中间体7,滴毕,升温至20~25℃保温2h,减压抽滤,滤液水洗至中性。有机相减压脱溶剂至恒重,得4.5g目标物r7ncs的粗品,hplc纯度:50.02%。
111.粗品经柱层析纯化,正庚烷作洗脱液,脱溶剂得2.5g白固体,hplc纯度:86.39%,收率:59.52%。
112.然后采用正己烷和无水乙醇在50~55℃下进行重结晶,得2.0g目标物(r8ncs),
hplc纯度:99.87%,收率:47.62%。
113.应用实施例m为母体混晶,配方如下表1:表1母体混晶的配方组成m-1~m-10为90%的母体混晶与10%单晶混合而得,参数如下表2:表2各混晶的参数数据表由上表可以看出,添加了乙基萘系列液晶单体,可以有效提高混晶双折射率和介电常数,并且介电损耗显著降低,对于拓宽混晶的工作温度范围、减少器件的厚度、降低阈值电压效果明显。
114.本实施例所涉及的结构如下表3:表3本发明实施例中所涉及的化合物结构
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合穷举,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
115.对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围,本发明的保护范围以所附权利要求为准。

技术特征:


1.一种乙基萘系列液晶单体化合物,其特征在于,所述的液晶单体化合物结构式如下所示:其中,所述的r1选自烷基苯基、烷基联苯基、含炔键的烷基苯基、含炔键的烷基联苯基中的任意一种,所述的r2选自异硫氰基、含异硫氰基苯基、含异硫氰基联苯基中的任意一种。2.根据权利要求1所述一种乙基萘系列液晶单体化合物,其特征在于,所述的r1选自含炔键的烷基联苯基,所述的r2选自异硫氰基。3.根据权利要求1所述一种乙基萘系列液晶单体化合物,其特征在于,所述r1中的烷基选自c1~c10的直连烷烃。4.根据权利要求1所述一种乙基萘系列液晶单体化合物,其特征在于,所述的液晶单体化合物选自如下结构式中的任意一种:;;;;;;;;
。5.一种根据权利要求1-4任意一项所述乙基萘系列液晶单体化合物的制备方法,其特征在于,所述r1含炔键的制备方法为:含炔键的制备方法为:含炔键的制备方法为:含炔键的制备方法为:s1、在惰性气体的保护下以及在-20~30℃的温度条件下,以原料1与乙酰化试剂为原料,均匀的分散在有机溶剂中,在路易斯酸催化下,反应得到含有中间体1的体系;s2、在惰性气体的保护下以及在100~230℃的温度条件下,步骤s1获得的中间体1与水合肼均匀的分散在有机溶剂中,在碱性物质存在下,反应得到含有中间体2体系;s3、在惰性气体的保护下以及在-100~-20℃的温度条件下,步骤s2获得的中间体2均匀的分散在有机溶剂中,于惰性气体氛围中,采用正丁基锂正己烷溶液,进行锂卤交换,锂卤交换反应后;由n,n-二甲基甲酰胺进行醛基化,反应得到含有中间体3的体系;s4、在惰性气体的保护下以及在-20~30℃的温度条件下,步骤s3获得的中间体3和缚酸剂均匀的分散在有机溶剂中,于惰性氛围中,加入三氟甲磺酸酯化试剂进行反应,得到含有中间体4的体系;s5、在惰性气体的保护下以及在30~100℃的温度条件下,步骤s4获得的中间体4与原料2均匀的分散在有机溶剂中,于惰性氛围中,于碱性物质和催化剂存在下,反应得到含有中
间体5的体系;s6、在惰性气体的保护下以及在20~80℃的温度条件下,步骤s5获得的中间体5与羟胺的无机酸盐均匀的分散在溶剂中,于碱性物质存在下,反应得到含有中间体6的体系;s7、在惰性气体的保护下以及在0~50℃的温度条件下,步骤s6获得的中间体6均匀的分散在有机溶剂中,于惰性氛围中,加入卤代试剂,反应得到含有中间体7的体系;s8、在惰性气体的保护下以及在0~30℃的温度条件下,将硫脲和有机碱均匀的分散在有机溶剂中,于惰性氛围中,加入步骤s7获得的中间体7,进行重排反应,获得乙基萘系列液晶单体化合物目标物。6.一种根据权利要求1-4任意一项所述乙基萘系列液晶单体化合物的制备方法,其特征在于, 所述r1不含炔键的制备方法为:方法为:方法为:方法为:s1、在惰性气体的保护下以及在-20~30℃的温度条件下,以原料1与乙酰化试剂为原料,均匀的分散在有机溶剂中,在路易斯酸催化下,反应得到含有中间体1的体系;s2、在惰性气体的保护下以及在100~230℃的温度条件下,步骤s1获得的中间体1与水合肼均匀的分散在有机溶剂中,在碱性物质存在下,反应得到含有中间体2体系;s3、在惰性气体的保护下以及在-100~-20℃的温度条件下,步骤s2获得的中间体2均匀的分散在有机溶剂中,于惰性气体氛围中,采用正丁基锂正己烷溶液,进行锂卤交换,锂卤
交换反应后;由n,n-二甲基甲酰胺进行醛基化,反应得到含有中间体3的体系;s4、在惰性气体的保护下以及在-20~30℃的温度条件下,步骤s3获得的中间体3和缚酸剂均匀的分散在有机溶剂中,于惰性氛围中,加入三氟甲磺酸酯化试剂进行反应,得到含有中间体4的体系;s5、在惰性气体的保护下以及在30~100℃的温度条件下,步骤s4获得的中间体4与原料2均匀的分散在有机溶剂中,于惰性氛围中,于碱性物质和催化剂存在下,反应得到含有中间体5的体系;s6、在惰性气体的保护下以及在20~80℃的温度条件下,步骤s5获得的中间体5与羟胺的无机酸盐均匀的分散在溶剂中,于碱性物质存在下,反应得到含有中间体6的体系;s7、在惰性气体的保护下以及在0~50℃的温度条件下,步骤s6获得的中间体6均匀的分散在有机溶剂中,于惰性氛围中,加入卤代试剂,反应得到含有中间体7的体系;s8、在惰性气体的保护下以及在0~30℃的温度条件下,将硫脲和有机碱均匀的分散在有机溶剂中,于惰性氛围中,加入步骤s7获得的中间体7,进行重排反应,获得乙基萘系列液晶单体化合物目标物。7.根据权利要求5或6所述一种乙基萘系列液晶单体化合物的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述的有机溶剂选择二氯乙烷、二氯甲烷、硝基甲烷中的一种;所述的乙酰化试剂选自乙酰氯、乙酸酐中的一种或两种组合;所述的路易斯酸选自三氯化铝、三氯化铁、四氯化钛中的一种或几种组合;步骤s2中,所述的有机溶剂选择二甘醇、三乙二醇、四乙二醇中的一种;所述水合肼的质量浓度为50~85%;所述的碱性物质选自氢氧化钾、氢氧化钠中的一种或两种组合;步骤s3中,所述的有机溶剂选择thf、环戊基甲醚、4-甲基二氢吡喃中的一种或几种组合;步骤s4中,所述的有机溶剂选择二氯乙烷、二氯甲烷、甲苯中的一种或几种组合;所述的缚酸剂选自三乙胺、二异丙胺、碳酸钾、吡啶中的一种或几种组合;所述的三氟甲磺酸酯化试剂选自三氟甲磺酰氯或三氟甲磺酸酐;步骤s5中,所述的有机溶剂选自三乙胺、吡啶、3,5-二甲基吡啶、dbu中的一种或几种组合;所述的碱性物质选自n,n-二甲基吡啶-4-胺、吡啶、2,6-二甲基吡啶中的一种或几种组合;所述的催化剂选自pd(dppf)cl2、pd(pph3)2cl2、三苯基膦、氧化亚铜、碘化亚铜中的一种或几种组合;步骤s6中,所述的溶剂选择thf、甲苯、环戊基甲醚、水中的两种或多种组合;所述的羟胺的无机酸盐选自盐酸羟胺、硫酸羟胺一种或两种组合;所述的碱性物质选自乙酸钠、乙酸钾、乙酸铵、磷酸钾中的一种或多种组合;步骤s7中,所述的溶剂选择thf、环戊基甲醚、dmf中的一种或多种组合;所述的卤代试剂选自n-氯代丁二酰亚胺、三氯异氰酸脲、二氯海因一种或两种组合;步骤s8中,所述的有机溶剂选择thf、环戊基甲醚、dmf、4-甲基二氢吡喃中的一种或多种组合;所述的有机碱选自三乙胺、吡啶、3,5-二甲基吡啶、dbu一种或两种组合。8.根据权利要求5或6所述一种乙基萘系列液晶单体化合物的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述的有机溶剂的用量为原料1的质量用量的3~10倍;所述的乙酰化试剂用量为原料1的摩尔用量的1~2倍;所述的路易斯酸用量为原料1摩尔用量的1~2倍;
步骤s2中,所述的有机溶剂的用量为中间体1的质量用量的3~5倍;水合肼的用量为中间体1的摩尔用量的2~5倍;所述的碱性物质用量为中间体1的摩尔用量的2~4倍;步骤s3中,所述的有机溶剂的用量为中间体2的质量用量的5~10倍;所述的正丁基锂用量为中间体2摩尔用量的2~3倍;所述的n,n-二甲基甲酰胺用量为中间体2摩尔用量的1~3倍;步骤s4中,所述的有机溶剂的用量为中间体3的质量用量的5~15倍;缚酸剂的用量为中间体3摩尔用量的1~3倍;所述的三氟甲磺酸酯化试剂的用量为中间体3摩尔用量的1~2倍;步骤s5中,所述的有机溶剂的用量为中间体4的质量用量的3~10倍;碱性物质的用量为中间体4摩尔用量的0.01~0.2倍;所述的催化剂总用量为选自中间体4摩尔用量的0.02~0.3倍;所述的原料2的用量为中间体4摩尔用量的1~2倍;步骤s6中,所述的溶剂的用量为中间体5的质量用量的3~8倍;羟胺的无机酸盐的用量为中间体5摩尔用量的1~2倍;碱性物质的用量为中间体5摩尔用量的1~2倍;步骤s7中,所述的溶剂的用量为中间体6的质量用量的4~10倍;卤代试剂的用量为中间体6摩尔用量的1~2倍;步骤s8中,所述的有机溶剂的用量为中间体7的质量用量的4~10倍;有机碱的用量为中间体7摩尔用量的1~2倍;所述的硫脲用量为中间体7摩尔用量的1~2倍。9.一种根据权利要求1-4任意一项所述乙基萘系列液晶单体化合物的应用,其特征在于,所述乙基萘系列液晶单体化合物应用于液晶组合物,所述的液晶组合物应用于液晶显示器。10.一种根据权利要求1-4任意一项所述乙基萘系列液晶单体化合物的应用,其特征在于,所述乙基萘系列液晶单体化合物应用于双稳态铁电液晶、聚合物分散型液晶和聚合物多稳定螺旋铁电液晶的混合液晶材料。

技术总结


本发明涉及液晶材料技术领域,具体涉及一种乙基萘系列液晶单体化合物以及制备方法和应用,所述的液晶单体化合物结构式如下所示:其中,所述的R1选自烷基苯基、烷基联苯基、含炔键的烷基苯基、含炔键的烷基联苯基中的任意一种,所述的R2选自异硫氰基、含异硫氰基苯基、含异硫氰基联苯基中的任意一种。所述的乙基萘系列液晶化合物具有较高的双折射率、低粘度、介电损耗低以及较大的介电各向异性,可作为配制大介电各向异性、降低驱动电压的双稳态铁电液晶、聚合物分散型液晶和聚合物多稳定螺旋铁电液晶等混合液晶材料的重要组分。要组分。要组分。


技术研发人员:

张梅 邢宗仁 胡臻玉 李雁鸿 张江峰

受保护的技术使用者:

中节能万润股份有限公司

技术研发日:

2022.11.14

技术公布日:

2022/12/9

本文发布于:2024-09-21 13:27:15,感谢您对本站的认可!

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