專利名稱：一種含氟反式烷基環(huán)己基聯(lián)苯類液晶單體的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
古^昍屬；德細/>丁站*么折誠"^甘縣、濁7^——榮tb今氬G^'I^其K口其聰架
類液晶單體的合成方法。
背景技術(shù)：
隨著超扭曲向列相液晶(STN-LCD)和薄膜晶體管陣列驅(qū)動液晶顯示(TFT -LCD)技術(shù)的飛速發(fā)展，近年來兩者大大占據(jù)了臺式顯示器和便攜式筆記本電 腦等高檔顯示器市場，其中TFT-LCD由于采用薄膜晶體管陣列直接驅(qū)動液晶分 子，消除了交叉失真效應(yīng)，因此顯示信息容量大。此時就需配合使用低粘度的 液晶材料，更大的提高響應(yīng)速度，進而達到滿足視頻圖像顯示的需要。含氟反
式環(huán)己基聯(lián)苯類4-(4-烷基環(huán)己基)-4，-氟-i， r -二聯(lián)苯液晶具有較高的介
電各向異性(A f)、較低的黏度、中等的光學(xué)各向異性(A")、高電荷保持率 等優(yōu)良特性,恰恰滿足了 TFT-LCD顯示要求。除此之外該類液晶材料還具備良好 的光、電、熱和化學(xué)穩(wěn)定性等突出優(yōu)點，因此其被廣泛應(yīng)用于高檔彩色STN—LCD 和TFT—LCD中；具有聯(lián)苯類液晶的穩(wěn)定性、雙環(huán)己垸類液晶的低粘度及含氟類 液晶的顯示響應(yīng)速度快、適當偶極矩等優(yōu)良特性。
此類液晶單體一般由烷基環(huán)己基碘苯和對氟苯硼酸合成或是由烷基環(huán)己基 苯硼酸和對氟溴苯合成。其反應(yīng)原理如下 路線A:
<formula>formula see original document page 8</formula>路線B:<formula>formula see original document page 9</formula>
注R表示為垸基，分別代表乙基，丙基，丁基，戊基。
上述兩種合成路線中，烷基環(huán)己基碘苯和烷基環(huán)己基苯硼酸均要
使用到重要中間體——烷基環(huán)己基苯，其合成路線為
路線i :
注R表示為垸基，分別代表甲基，乙基，丙基，丁基。 路線ii:
注R表示為垸基，分別代表乙基，丙基，丁基，戊基。
在合成垸基環(huán)己基苯中，路線i是較早使用的方法，該生產(chǎn)方 法中生成的雜質(zhì)較多，純化難度較大，使得產(chǎn)品收率低，大約30 40%。在生產(chǎn)中烷基酰氯及無水三氯化鋁見水易分解并產(chǎn)生氯化氫氣 體；環(huán)己烯易產(chǎn)生過氧化物，會引起燃燒爆炸危險；苯的毒性在芳香 烴中最大；黃鳴龍還原反應(yīng)溫度較高(18(TC以上)，均不同程度的造 成操作人員及生產(chǎn)設(shè)施的安全隱患，由于以上這些弊端，目前該法已 不經(jīng)常使用。采用路線ii合成路線，產(chǎn)生的雜質(zhì)少，產(chǎn)物易于純化而且產(chǎn)品的 收率高(約80 94%)，反應(yīng)物的危險性及反應(yīng)條件均較溫和，因此 普遍使用該法。但是在產(chǎn)物脫水、轉(zhuǎn)型中，反應(yīng)時間較長且反應(yīng)節(jié)點 不易控制，后處理麻煩且三廢排放較多；在合成中，由于反應(yīng)物分子 活性位較多，極易產(chǎn)生同分異構(gòu)體，這些同分異構(gòu)體不能產(chǎn)生液晶相， 它們的出現(xiàn)不僅影響產(chǎn)品得率，使成本上升，而且是目標化合物中的 有害物質(zhì)，極大影響LCD性能，必須除去，但它們與目標化合物的 物理化學(xué)性質(zhì)極其接近，常規(guī)方法不易分離。
在路線B中，雖然烷基環(huán)己基苯硼酸相對容易得到，但該方法 使用卻是昂貴的Pd (0)做催化劑，且該催化劑在日常實驗、生產(chǎn)環(huán) 境中很難保存，在這一點上很不利于工業(yè)化生產(chǎn)的要求；并且該偶聯(lián) 方法收率不是很理想，大約67%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改進已有技術(shù)的不足而提供一種使用高效負 載催化劑、高收率、生產(chǎn)成本低、三廢排放少、減少異構(gòu)體生成、提 高目標化合物的選擇性和收率的含氟反式烷基環(huán)己基聯(lián)苯類液晶單 體的合成方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的， 一種含氟反式垸基環(huán)己基聯(lián)苯類液 晶單體的合成方法，是選擇溴苯與鎂進行格氏反應(yīng)，然后與垸基環(huán)己 酮偶聯(lián)并水解，再經(jīng)脫水、加氫、轉(zhuǎn)型、碘代合成垸基環(huán)己基碘苯； 對氟溴苯與鎂進行格氏反應(yīng)，然后低溫偶聯(lián)合成對氟苯硼酸，最后再 通過偶聯(lián)反應(yīng)合成了目標化合物，其合成路線如下其中i為4-垸基-i-苯基環(huán)己醇，n為4-烷基-i-苯基環(huán)己烯，m為 烷基環(huán)己基苯，iv為反式烷基環(huán)己基苯，v為反式垸基環(huán)己基碘苯，
vi為對氟苯硼酸，VE為4- (4-烷基環(huán)己基)-4'，-氟-i-r， -二聯(lián)苯，R
表示為垸基，分別代表乙基，丙基，丁基，戊基。
所述的I的制備是向500ml三口瓶中加入四氫呋喃107g和6.9g 鎂粉，加熱至回流10min，關(guān)加熱，向反應(yīng)瓶中滴加10%的含37.7g 溴苯與87g甲苯的混合液體，再由冷凝管上端向體系中加入0.2g碘， 引發(fā)后，將剩余的混液繼續(xù)滴加入反應(yīng)瓶中，加畢后升溫于55 65 'C保溫反應(yīng)2小時，然后改為水浴控溫裝置，在3(TC時攪拌下將33.6g 乙基環(huán)己酮與87g甲苯的混合液體，滴加入體系中，并控制滴加溫度于30 35'C，加完后于此溫度保溫30分鐘，反應(yīng)完畢將反應(yīng)液用含 200g碎冰及300glOy。鹽酸進行水解，水解完后分出水相，水相用甲 苯萃取3次，每次用甲苯43.5g，并同有機相合并再水洗至中性，無
水硫酸鎂干燥，過濾，有機相待脫水。
所述的II的制備向1000ml三口瓶中加入4-乙基-l-苯基環(huán)己醇 有機相及二氧化硅負載對甲苯磺酸催化劑8.2g，加熱回流分水至無水 出后再改為濃縮甲苯并蒸出一半甲苯，剩余反應(yīng)液過濾出催化劑，催 化劑不經(jīng)處理可以重復(fù)用于本步反應(yīng)，待加氫。
所述III的制備向1000ml高壓加氫釜中加入4-乙基-l-苯基環(huán)己 烯待加氫反應(yīng)液，及該產(chǎn)物理論量5%的鈀碳和78.9g乙醇，使用的 鈀碳為5%鈀含量、含水量53%，抽真空后用N2置換加氫釜內(nèi)空氣兩 次，再用H2置換N2三次，第四次加壓至1.5MPa，并于50 60。C保 溫反應(yīng)2小時，期間當壓力小于1.3MPa時補壓至1.5MPa;反應(yīng)結(jié)束 后放空，將反應(yīng)液中鈀碳濾掉，濾餅用加熱后乙醇淋洗2次，每次用 乙醇15.8g,淋洗液同濾液合并，濃縮出溶劑甲苯和乙醇，得淺黃色 液體42.9g。
所述的IV的制備在250ml三口瓶中加入乙基環(huán)己基苯47g，甲 苯104.4g及二氧化硅負載對甲苯磺酸催化劑16.4g，升溫回流4小時 降溫，濾去催化劑，催化劑可不經(jīng)處理重新用于該步反應(yīng)，并用加熱 后甲苯淋洗催化劑2次，每次用甲苯21.2g，洗液同有機相合并，濃 縮溶劑甲苯，再將濃縮液高真空蒸餾得43.3g白色固體，本步收率 92.15%。所述的V的制備在2000ml三口瓶中加入含10g氫氧化鈉的 13.8%的氫氧化鈉水溶液，攪拌下加入反式乙基環(huán)己基苯47g，乙醇 274g及碘化鉀45.7g，冰水浴降溫至(TC，再由恒壓漏斗滴加10%有 效氯的次氯酸鈉204.9g，整個滴加過程中控溫〈5'C，加畢后于0 5 'C保溫反應(yīng)1小時，然后加入焦亞硫酸鈉2.4克，再加入400g水攪 拌10分鐘，再由恒壓漏斗滴加800g濃鹽酸進行酸化至PH〈1，并控 制酸化溫度<50匸，將酸化后物料倒入盛有252g 二氯乙垸的5000ml 燒杯中，并再攪拌5分鐘，分出有機相，水相用252g二氯乙垸萃取 一次，合并有機相，水洗至中性，用10g無水硫酸鈉干燥2小時，過 濾出干燥劑，并用二氯乙烷淋洗干燥劑2次，每次用二氯乙烷31.5g， 合并有機相，濃縮至無溶劑出，對濃縮液按lg產(chǎn)品1.2g乙醇進行 重結(jié)晶兩次，再經(jīng)高真空蒸餾得67.9g白色固體，本步收率86.45%。
所述的VI的制備向500ml三口瓶中加入89g四氫呋喃和鎂粉 7.3g，加熱回流10分鐘后關(guān)加熱，由恒壓漏斗滴加10%含有41.3g 對氟溴苯及44.5g四氫呋喃的混合液體，然后由冷凝管上口向體系中 加入0.2g碘，確認引發(fā)后，將剩余的混合液體于弱回流下滴入體系 中，加畢后，回流反應(yīng)2小時，降溫至50'C以下，待用；向另一500ml 三口瓶中加入硼酸三丁酯97.7g及四氫呋喃89g，攪拌下液氮降溫至 -75°C，并將制備的格氏試劑由恒壓漏斗滴加入反應(yīng)瓶中，整個滴加 過程控溫于-75 -70。C，加畢后于該溫度下反應(yīng)1小時；再向3000ml 三口瓶中加入水700g,攪拌下加入300g濃鹽酸，然后將該反應(yīng)液緩 緩加入3000ml三口瓶中酸化水解，水解完畢后用280g石油醚分兩次沖刷500ml三口瓶，并加入到3000ml三口瓶中，并再繼續(xù)攪拌30 分鐘，靜置1小時，分出水相后用105g石油醚萃取水相，合并有機 相并水洗至中性，濃縮有機相至無溶劑出，降溫到50 60°C，并將 濃縮液滴加到盛有1000g水的3000ml三口瓶中，加完后再繼續(xù)攪拌 1小時，過濾，將濾餅烘干，按lg產(chǎn)品1.4g石油醚加熱回流1小 時，降至O'C過濾，再次烘干待用，得產(chǎn)品27.9g，本步收率86%。
所述的W的制備向500ml三口瓶中依次加入甲苯75g，乙醇60g， 蒸餾水78g，四丁基溴化銨4g， 二氧化硅負載四三苯基膦氯化鈀催化 劑32g，對氟苯硼酸32.5g，反式乙基環(huán)己基碘苯78.5g，分三次共 加入磷酸鉀46.4g，加完各原料后升溫回流2小時，停止加熱，降溫 至55"C靜置1小時，將負載催化劑過濾，并用甲苯淋洗催化劑2次， 每次用甲苯44g，該催化劑可以繼續(xù)用于該步反應(yīng)，然后靜置分出水 相，水相用甲苯萃取2次，每次用甲苯44g，同有機相合并，有機相 水洗至中性，并加入無水硫酸鎂10g干燥4小時后濾去干燥劑，濾餅 用甲苯淋洗2次，每次用甲苯17g，并同有機相合并，常壓過二氧化 硅氧化鋁柱，按lg產(chǎn)品O.lg二氧化硅0. lg氧化鋁，過柱完畢后 用甲苯44g淋洗柱子，合并入有機相中，將有機相濃縮至無溶劑出， 并對其高真空蒸餾，得白色固體55.9g，本步收率92%。
二氧化硅負載對甲苯磺酸催化劑的制備向250ml三口瓶中加入 150g蒸餾水及30g對甲苯磺酸，攪拌使其溶解，然后再加入90g二 氧化硅，升溫于7(TC保溫攪拌6小時，將反應(yīng)物料轉(zhuǎn)入R201旋轉(zhuǎn)蒸 發(fā)儀中蒸干蒸餾水，取出固體物料轉(zhuǎn)入真空烘箱中，在8(TC及P真=0.095MPa條件下烘干8小時后，即可使用。
二氧化硅負載四三苯基膦氯化鈀催化劑的制備向250ml三口瓶 中加入100g蒸餾水及5.8g氯化鈀，攪拌使其溶解，然后加入100g 二氧化硅，升溫并于75i:保溫攪拌6小時，將反應(yīng)物料轉(zhuǎn)入R201旋 轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中蒸干蒸餾水，取出固體物料轉(zhuǎn)入真空烘箱中，在8(TC及P 真二0.095MPa條件下烘干8小時后備用；向1000ml三口瓶中加入已烘 干的二氧化硅負載氯化鈀及34.2g三苯基磷，N2保護下升溫回流24 小時，降至室溫后于N2保護下過濾，將固體物料轉(zhuǎn)入真空烘箱中， 于90。C及P x=0.095MPa條件下烘干8小時后即可使用。
本發(fā)明首先溴苯與鎂進行格氏反應(yīng)，然后與烷基環(huán)己酮偶聯(lián)并水 解，經(jīng)脫水、加氫、轉(zhuǎn)型、碘代合成烷基環(huán)己基碘苯；對氟溴苯與鎂 進行格氏反應(yīng)，然后低溫偶聯(lián)合成對氟苯硼酸，最終再通過偶聯(lián)反應(yīng) 合成了目標化合物。
在合成烷基環(huán)己基苯中使用路線i的生產(chǎn)方法，使得生成的產(chǎn) 物中雜質(zhì)較多，純化難度較大，產(chǎn)品收率低；原料烷基酰氯及無水三 氯化鋁見水易分解并產(chǎn)生大量氯化氫氣體、環(huán)己烯易產(chǎn)生過氧化物， 會引起燃燒爆炸危險、苯的毒性在芳香烴中最大、黃鳴龍還原反應(yīng)溫 度較高(18(TC以上)，以上這些均不同程度的造成操作人員及生產(chǎn)設(shè) 施的安全隱患。使用路線ii的生產(chǎn)方法，使得生成的產(chǎn)物雜質(zhì)少，易 于純化而提高收率(約80 94%)，原料的危險性及反應(yīng)條件均較溫 和；在產(chǎn)物脫水與轉(zhuǎn)型中，使用自行研制的高效負載催化劑，使得反 應(yīng)時間得以縮短，而且減少了催化劑的使用量、反應(yīng)易于控制、反應(yīng)結(jié)束后摒棄繁瑣的后處理(將催化劑過濾即可)，而且該催化劑實現(xiàn) 了多次重復(fù)使用，三廢排放明顯減少。
在烷基環(huán)己基碘苯的合成中，有如下兩種合成路線: 路線(-)
注R表示為烷基，分別代表乙基，丙基，丁基，戊基
路線(-)中使用了價格較高的碘酸和昂貴的碘，并且使用量較大， 造成原料利用率低，產(chǎn)物中同分異構(gòu)體大，給后續(xù)純化帶來不便，增 加了成本，同時由于碘易升華的特性，對操作人員造成一定的安全隱 患，因此未使用此路線進行合成；本發(fā)明選擇路線(二)進行合成，使用 價格便宜易得的原料碘化鉀、次氯酸鈉、氫氧化鈉及乙醇來合成烷基 環(huán)己基碘苯。由于反應(yīng)物分子活性位較多，極易產(chǎn)生同分異構(gòu)體。這 些同分異構(gòu)體不能產(chǎn)生液晶相。它們的出現(xiàn)不僅影響產(chǎn)品得率，使成
本上升，而且是目標化合物中的有害物質(zhì)，極大影響LCD性能，必須
除去。但它們與目標化合物的物理化學(xué)性質(zhì)極其接近，常規(guī)方法不易 分離。本發(fā)明采用分子準確定位技術(shù)，利用極性溶劑分子的"籠狀效 應(yīng)"對反應(yīng)物進行選擇性保護，定位效果特別明顯，有效避免了不必 要異構(gòu)體生成。本身大幅度提高了產(chǎn)品得率，同時又避免了繁瑣的分
離提純工藝而導(dǎo)致的產(chǎn)品再度損失，僅此一項，即可降低成本45%。在路線B中，雖然垸基環(huán)己基苯硼酸相對容易得到，但該方法 使用卻是昂貴的Pd (0)做催化劑，且該催化劑在日常實驗、生產(chǎn)環(huán) 境中很難保存，在這一點上很不利于工業(yè)化生產(chǎn)的要求；并且該偶聯(lián) 方法收率不是很理想(67%)。本發(fā)明采用的路線A合成方法，通過 使用自行研發(fā)的高效負載催化劑，不僅收率提高(反應(yīng)收率92%)， 催化劑可以多次重復(fù)使用，且減少了三廢排放，逐步向綠色合成方向 邁進，本發(fā)明按照以上反應(yīng)原理分別合成了四個液晶單體
4-(4-乙基環(huán)己基)-4'，國氟國l-l'， -二聯(lián)苯即Wa，總收率為62.7% (以乙基環(huán)己酮計)；
4-(4-丙基環(huán)己基)-4'，-氟-l-l', -二聯(lián)苯即VIIb,總收率為65.24% (以丙基環(huán)己酮計)；
4-(4-丁基環(huán)己基)-4'，-氟-l-l'， -二聯(lián)苯即VIIc，總收率為60.7% (以丁基環(huán)己酮計)；
4-(4-戊基環(huán)己基)-4'，-氟-l-l'， -二聯(lián)苯即VHd，總收率為63.37% (以戊基環(huán)己酮計)
采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的產(chǎn)品所能達到的質(zhì)量指標如下:
項目GCIX水分(％)揮發(fā)份 (%)電阻率 (Q *cm)
主含量 (%)單一雜 質(zhì)(％)主含量 (%)單一雜 質(zhì)(％)Vila》99.8<0. 1》99. 85<0. 1<0. 02<0. 045》1X 1011
vnb》99.8<0. 1》99.85<0. 1<0. 02<0. 045》1X 1011
》99.8<0.1》99. 85<0. 1<0. 02<0. 045》1X 1011
》99.8<0.1》99.85<0. 1<0. 02<0. 045》1X 1011
17本發(fā)明在產(chǎn)物的脫水、轉(zhuǎn)型和偶聯(lián)過程中使用自行研制的高效負 載催化劑，替代了昂貴的Pd (0)做催化劑，收率明顯提高(反應(yīng)收
率92%)，催化劑可以多次重復(fù)使用，減少了催化劑的使用量、反應(yīng) 易于控制、反應(yīng)結(jié)束后摒棄繁瑣的后處理而且該催化劑實現(xiàn)了多次重 復(fù)使用，三廢排放明顯減少；在烷基環(huán)己基碘苯的合成中，由于反應(yīng) 物分子活性位較多，極易產(chǎn)生同分異構(gòu)體。這些同分異構(gòu)體不能產(chǎn)生 液晶相。它們的出現(xiàn)不僅影響產(chǎn)品得率，使成本上升，而且是目標化 合物中的有害物質(zhì)，極大影響LCD性能，必須除去。但它們與目標 化合物的物理化學(xué)性質(zhì)極其接近，常規(guī)方法不易分離，本發(fā)明采用分 子準確定位技術(shù)，利用極性溶劑分子的"籠狀效應(yīng)"對反應(yīng)物進行選 擇性保護，定位效果特別明顯，有效避免了不必要異構(gòu)體生成，大幅 度提高了產(chǎn)品得率，同時又避免了繁瑣的分離提純工藝而導(dǎo)致的產(chǎn)品 再度損失，僅此一項即可降低成本45%。
具體實施例方式
實施例， 一種含氟反式垸基環(huán)己基聯(lián)苯類液晶單體的合成方法， 是選擇溴苯與鎂進行格氏反應(yīng)，然后與烷基環(huán)己酮偶聯(lián)并水解，再經(jīng) 脫水、加氫、轉(zhuǎn)型、碘代合成垸基環(huán)己基碘苯，對氟溴苯與鎂進行格 氏反應(yīng)，然后低溫偶聯(lián)合成對氟苯硼酸，最后再通過偶聯(lián)反應(yīng)合成了 目標化合物，是其合成路線如下
<formula>formula see original document page 18</formula><formula>formula see original document page 19</formula>
其中i為4-垸基-i-苯基環(huán)己醇，n為4-垸基-i-苯基環(huán)己烯，ni為
烷基環(huán)己基苯，IV為反式烷基環(huán)己基苯，v為反式烷基環(huán)己基碘苯，
VI為對氟苯硼酸，￥11為4- (4-垸基環(huán)己基)-4'，-氟-l-l'， -二聯(lián)苯，R 表示為烷基，分別代表乙基，丙基，丁基，戊基；本實施例以4- (4-乙基環(huán)己基)-4'，-氟-l-l'， -二聯(lián)苯合成為例，使用的儀器安捷倫 GC-6820型氣相色譜儀、島津LC-10ATvp型高效液相色譜儀、TP-531 型電阻率測定儀、R-201型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、2XZ-4型旋片式真空泵、 DZ-1A型真空干燥箱、SHB-III型水循環(huán)真空泵；使用的試劑二氧 化硅、氧化鋁、氯化鈀、正丁醇、碘、鎂粉、碘化鉀、氫氧化鈉、磷 酸鉀、四丁基溴化銨均為AR，對甲苯磺酸、四氫呋喃、甲苯、乙醇、 二氯乙垸、次氯酸鈉、濃鹽酸均為工業(yè)級，溴苯、乙基環(huán)己酮、對氟 溴苯、硼酸三丁酯G099.5。/。;鈀碳含水53%鈀含量5%，氮氣為工業(yè)普氮，氫氣為工業(yè)普氫，蒸餾水自制；具體為4-乙基-l-苯基環(huán)己 醇的制備向500ml三口瓶中加入四氫呋喃107g和6.9g即0.29mol 鎂粉，加熱至回流10min，關(guān)加熱，向反應(yīng)瓶中滴加10°/。的含37.7g 即0.24mol溴苯與87g甲苯的混合液體，再由冷凝管上端向體系中加 入0.2g碘，引發(fā)后，將剩余的混液繼續(xù)滴加入反應(yīng)瓶中，加畢后升 溫于55 65。C保溫反應(yīng)2小時，然后改為水浴控溫裝置，在30'C時 攪拌下將33.6g即0.24mol乙基環(huán)己酮與87g甲苯的混合液體滴加入 體系中，并控制滴加溫度于30 35°C，加完后于此溫度保溫30分鐘， 反應(yīng)完畢將反應(yīng)液用含200g碎冰及300glOy。鹽酸進行水解，水解完 后分出水相，水相用甲苯萃取三次，每次使用43.5g甲苯，并同有機 相合并再水洗至中性，無水硫酸鎂干燥，過濾，有機相待脫水；4-乙基-l-苯基環(huán)己烯的制備向1000ml三口瓶中加入4-乙基-l-苯基環(huán)
己醇有機相及二氧化硅負載對甲苯磺酸催化劑8.2g，加熱回流分水至 無水出后再改為濃縮甲苯并蒸出一半甲苯，剩余反應(yīng)液過濾出催化 劑，催化劑不經(jīng)處理可以重復(fù)用于本步反應(yīng)，待加氫；乙基環(huán)己基苯 的制備向1000ml高壓加氫釜中加入4-乙基-l-苯基環(huán)己烯待加氫反 應(yīng)液，加入3.26g的鈀碳(鈀碳為5°/。鈀含量、含水量53%)和78.9g
乙醇，抽真空后用N2置換加氫釜內(nèi)空氣兩次，再用H2置換N2三次，
第四次加壓至1.5MPa，并于60。C保溫反應(yīng)2小時，期間當壓力小于 1.3MPa時補壓至1.5MPa。反應(yīng)結(jié)束后放空，將反應(yīng)液中鈀碳濾掉， 濾餅用加熱后乙醇淋洗2次，每次用乙醇15.8g，淋洗液同濾液合并， 濃縮出溶劑甲苯和乙醇，得淺黃色液體42.9g，前三步反應(yīng)收率95%;反式乙基環(huán)己基苯的制備在250ml三口瓶中加入乙基環(huán)己基苯47g 即0.25mol，甲苯104.4g及二氧化硅負載對甲苯磺酸催化劑16.4g， 升溫回流4小時降溫，濾去催化劑，催化劑可不經(jīng)處理重新用于該步 反應(yīng)，并用加熱后甲苯淋洗催化劑2次，每次用甲苯21.2g，淋洗液 同有機相合并，濃縮溶劑甲苯，再將濃縮液高真空蒸餾得43.3g白色 固體，本步收率92.15%;反式乙基環(huán)己基碘苯的制備在2000ml三 口瓶中加入含10g氫氧化鈉的13.8%的氫氧化鈉水溶液，攪拌下加入 反式乙基環(huán)己基苯47g即0.25mol，乙醇274g及碘化鉀45.7g即 0.25mol，冰水浴降溫至(TC，再由恒壓漏斗滴加10%有效氯的次氯酸 鈉204.9g即0.275mol，整個滴加過程中控溫〈5'C，加畢后于0 5 r保溫反應(yīng)1小時，然后加入焦亞硫酸鈉2.4克即0.0126mol，再加 入400g水攪拌10分鐘，再由恒壓漏斗滴加800g濃鹽酸進行酸化至 PH<1，并控制酸化溫度<50°(:，將酸化后物料倒入盛有252g 二氯 乙烷的5000ml燒杯中，并再攪拌5分鐘，分出有機相，水相用252g 二氯乙烷萃取一次，合并有機相，水洗至中性，用10g無水硫酸鈉干 燥2小時，過濾出干燥劑，并用二氯乙烷淋洗干燥劑兩次，每次用二 氯乙烷31.5g，合并有機相，濃縮至無溶劑出，對濃縮液按lg產(chǎn)品 1.2g乙醇進行重結(jié)晶兩次，再經(jīng)高真空蒸餾得67.9g白色固體，本步 收率86.45%;對氟苯硼酸的制備向500ml三口瓶中加入89g四氫 呋喃和7.3g鎂粉即0.3mo1，加熱回流10分鐘后關(guān)加熱，由恒壓漏斗 滴加10%含有41.3g即0.25mol對氟溴苯及44.5g四氫呋喃的混合液 體，然后由冷凝管上口向體系中加入0.2g碘，確認引發(fā)后，將剩余的混合液體于弱回流下滴入體系中，加畢后，回流反應(yīng)2小時，降溫 至50。C以下，待用；向另一 500ml三口瓶中加入硼酸三丁酯97.7g 即0.25mol及四氫呋喃89g，攪拌下液氮降溫至-75。C，并將制備的格 氏試劑由恒壓漏斗滴加入反應(yīng)瓶中，整個滴加過程控溫于-75 -70 °C，加畢后于該溫度下反應(yīng)1小時；再向3000ml三口瓶中加入水 700g，攪拌下加入300g濃鹽酸，然后將該反應(yīng)液緩緩加入3000ml 三口瓶中酸化水解，水解完畢后用280g石油醚分兩次沖刷500ml三 口瓶，并加入到3000ml三口瓶中，并再繼續(xù)攪拌30分鐘，靜置1 小時，分出水相后用105g石油醚萃取水相，合并有機相并水洗至中 性，濃縮有機相至無溶劑出，降溫到50 60°C，并將濃縮液滴加到 盛有l(wèi)OOOg水的3000ml三口瓶中，加完后再繼續(xù)攪拌1小時，過濾， 將濾餅烘干，按lg產(chǎn)品1.4g石油醚加熱回流1小時，降至O"C過 濾，再次烘干待用，得產(chǎn)品27.9g,本步收率86%; 4- (4-乙基環(huán)己 基)腸4'，-氟-l-l'， -二聯(lián)苯的制備:向500ml三口瓶中依次加入甲苯 75g，乙醇60g，蒸餾水78g，四丁基溴化銨4g即0.0125mo1， 二氧化 硅負載四三苯基膦氯化鈀催化劑32g即0.0075mol，對氟苯硼酸32.5g 即0.25mo1，反式乙基環(huán)己基碘苯78.5g即0.25mo1，分三次共加入磷 酸鉀46.4g即0.22mol，加完各原料后升溫回流2小時，停止加熱， 降溫至55-C靜置1小時，將負載催化劑過濾，并用甲苯淋洗催化劑 兩次，每次用甲苯44g，該催化劑可以繼續(xù)用于該步反應(yīng)，然后靜置 分出水相，水相用甲苯萃取兩次，每次用甲苯44g，同有機相合并， 有機相水洗至中性，并加入無水硫酸鎂10g干燥4小時后濾去干燥劑，濾餅用甲苯淋洗兩次，每次用甲苯17g，并同有機相合并，常壓過二
氧化硅氧化鋁柱，按lg產(chǎn)品O.lg二氧化硅O.lg氧化鋁，過柱完 畢后用44g甲苯淋洗柱子，合并入有機相中，將有機相濃縮至無溶劑
出，并對其高真空蒸餾，得白色固體55.9g，本步收率92%，總收率 62.7%，以乙基環(huán)己酮計。
本實施例所使用的催化劑的制備方法
二氧化硅負載對甲苯磺酸催化劑的制備向250ml三口瓶中加入 150g蒸餾水及30g對甲苯磺酸，攪拌使其溶解，然后再加入90g二 氧化硅，升溫于7(TC保溫攪拌6小時，將反應(yīng)物料轉(zhuǎn)入R201旋轉(zhuǎn)蒸 發(fā)儀中蒸干蒸餾水，取出固體物料轉(zhuǎn)入真空烘箱中，在SO。C及P真 =0.095MPa條件下烘干8小時后，即可使用。
二氧化硅負載四三苯基膦氯化鈀催化劑的制備向250ml三口瓶 中加入100g蒸餾水及5.8g氯化鈀，攪拌使其溶解，然后加入100g 二氧化硅，升溫并于75"C保溫攪拌6小時，將反應(yīng)物料轉(zhuǎn)入R201旋 轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中蒸干蒸餾水，取出固體物料轉(zhuǎn)入真空烘箱中，在8(TC及P 真二0.095MPa條件下烘干8小時后備用；向1000ml三口瓶中加入已烘 干的二氧化硅負載氯化鈀及34.2g三苯基磷，N2保護下升溫回流24 小時，降至室溫后于N2保護下過濾，將固體物料轉(zhuǎn)入真空烘箱中， 于9(TC及P真二0.095MPa條件下烘干8小時后即可使用。
權(quán)利要求
1、一種含氟反式烷基環(huán)己基聯(lián)苯類液晶單體的合成方法，其特征是選擇溴苯與鎂進行格氏反應(yīng)，然后與烷基環(huán)己酮偶聯(lián)并水解，再經(jīng)脫水、加氫、轉(zhuǎn)型、碘代合成烷基環(huán)己基碘苯；對氟溴苯與鎂進行格氏反應(yīng)，然后低溫偶聯(lián)合成對氟苯硼酸，最后再通過偶聯(lián)反應(yīng)合成了目標化合物，其合成路線如下其中I為4-烷基-1-苯基環(huán)己醇，II為4-烷基-1-苯基環(huán)己烯，III為烷基環(huán)己基苯，IV為反式烷基環(huán)己基苯，V為反式烷基環(huán)己基碘苯，VI為對氟苯硼酸，VII為4-(4-烷基環(huán)己基)-4’，-氟-1-1’，-二聯(lián)苯，R表示為烷基，分別代表乙基，丙基，丁基，戊基。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含氟反式烷基環(huán)己基聯(lián)苯類液晶單體的合成 方法，其特征是所述的I的制備是向500ml三口瓶中加入四氫呋喃107g和6.9g 鎂粉，加熱至回流10min，關(guān)加熱，向反應(yīng)瓶中滴加10n/。的含37.7g溴苯與87g甲苯的混合液體，再由冷凝管上端向體系中加入0.2g碘，引發(fā)后， 將剩余的混液繼續(xù)滴加入反應(yīng)瓶中，加畢后升溫于55 65'C保溫反 應(yīng)2小時，然后改為水浴控溫裝置，在3(TC時攪拌下將33.6g乙基環(huán) 己酮與87g甲苯的混合液體，滴加入體系中，并控制滴加溫度于30 35°C ，加完后于此溫度保溫30分鐘，反應(yīng)完畢將反應(yīng)液用含200g碎 冰及300gl0y。鹽酸進行水解，水解完后分出水相，水相用甲苯萃取3 次，每次用甲苯43.5g，并同有機相合并再水洗至中性，無水硫酸鎂 干燥，過濾，有機相待脫水。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含氟反式烷基環(huán)己基聯(lián)苯類液晶 單體的合成方法，其特征是所述的II的制備向1000ml三口瓶中加 入4-乙基-l-苯基環(huán)己醇有機相及二氧化硅負載對甲苯磺酸催化劑 8.2g，加熱回流分水至無水出后再改為濃縮甲苯并蒸出一半甲苯，剩 余反應(yīng)液過濾出催化劑，催化劑不經(jīng)處理可以重復(fù)用于本步反應(yīng)，待 加氫。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含氟反式烷基環(huán)己基聯(lián)苯類液晶 單體的合成方法，其特征是所述III的制備向1000ml高壓加氫釜中 加入4-乙基-l-苯基環(huán)己烯待加氫反應(yīng)液，及該產(chǎn)物理論量5%的鈀碳 和78.9g乙醇，使用的鈀碳為5%鈀含量、含水量53%，抽真空后用N2置換加氫釜內(nèi)空氣兩次，再用H2置換N2三次，第四次加壓至1.5MPa，并于50 60'C保溫反應(yīng)2小時，期間當壓力小于1.3MPa 時補壓至1.5MPa;反應(yīng)結(jié)束后放空，將反應(yīng)液中鈀碳濾掉，濾餅用 加熱后乙醇淋洗2次，每次用乙醇15.8g，淋洗液同濾液合并，濃縮出溶劑甲苯和乙醇，得淺黃色液體42.9g。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含氟反式烷基環(huán)己基聯(lián)苯類液晶 單體的合成方法，其特征是所述的IV的制備在250ml三口瓶中加入 乙基環(huán)己基苯47g，甲苯104.4g及二氧化硅負載對甲苯磺酸催化劑 16.4g，升溫回流4小時降溫，濾去催化劑，催化劑可不經(jīng)處理重新 用于該步反應(yīng)，并用加熱后甲苯淋洗催化劑2次，每次用甲苯21.2§， 洗液同有機相合并，濃縮溶劑甲苯，再將濃縮液高真空蒸餾得43.3g 白色固體，本步收率92.15%。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含氟反式烷基環(huán)己基聯(lián)苯類液晶 單體的合成方法，其特征是所述的V的制備在2000ml三口瓶中加 入含10g氫氧化鈉的13.8%的氫氧化鈉水溶液，攪拌下加入反式乙基 環(huán)己基苯47g，乙醇274g及碘化鉀45.7g，冰水浴降溫至(TC，再由 恒壓漏斗滴加10%有效氯的次氯酸鈉204.9g,整個滴加過程中控溫< 5°C，加畢后于0 5。C保溫反應(yīng)1小時，然后加入焦亞硫酸鈉2.4克， 再加入400g水攪拌10分鐘，再由恒壓漏斗滴加800g濃鹽酸進行酸 化至PH<1，并控制酸化溫度〈5(TC，將酸化后物料倒入盛有252g 二氯乙垸的5000ml燒杯中，并再攪拌5分鐘，分出有機相，水相用 252g 二氯乙烷萃取一次，合并有機相，水洗至中性，用10g無水硫 酸鈉干燥2小時，過濾出干燥劑，并用二氯乙烷淋洗干燥劑2次，每 次用二氯乙烷31.5g，合并有機相，濃縮至無溶劑出，對濃縮液按lg 產(chǎn)品1.2g乙醇進行重結(jié)晶兩次，再經(jīng)高真空蒸餾得67.9g白色固體， 本步收率86.45%。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含氟反式垸基環(huán)己基聯(lián)苯類液晶 單體的合成方法，其特征是所述的VI的制備向500ml三口瓶中加入 89g四氫呋喃和鎂粉7.3g，加熱回流10分鐘后關(guān)加熱，由恒壓漏斗 滴加10M含有41.3g對氟溴苯及44.5g四氫呋喃的混合液體，然后由 冷凝管上口向體系中加入0.2g碘，確認引發(fā)后，將剩余的混合液體 于弱回流下滴入體系中，加畢后，回流反應(yīng)2小時，降溫至5(TC以 下，待用；向另一500ml三口瓶中加入硼酸三丁酯97.7g及四氫呋喃 89g，攪拌下液氮降溫至-75'C，并將制備的格氏試劑由恒壓漏斗滴加 入反應(yīng)瓶中，整個滴加過程控溫于-75 -70。C，加畢后于該溫度下反 應(yīng)1小時；再向3000ml三口瓶中加入水700g，攪拌下加入300g濃 鹽酸，然后將該反應(yīng)液緩緩加入3000ml三口瓶中酸化水解，水解完 畢后用280g石油醚分兩次沖刷500ml三口瓶，并加入到3000ml三口 瓶中，并再繼續(xù)攪拌30分鐘，靜置1小時，分出水相后用105g石油 醚萃取水相，合并有機相并水洗至中性，濃縮有機相至無溶劑出，降 溫到50 60°C，并將濃縮液滴加到盛有l(wèi)OOOg水的3000ml三口瓶中， 加完后再繼續(xù)攪拌l小時，過濾，將濾餅烘干，按lg產(chǎn)品1.4g石 油醚加熱回流l小時，降至(TC過濾，再次烘干待用，得產(chǎn)品27.9g， 本步收率86%。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含氟反式垸基環(huán)己基聯(lián)苯類液晶 單體的合成方法，其特征是所述的W的制備向500ml三口瓶中依次 加入甲苯75g，乙醇60g，蒸餾水78g，四丁基溴化銨4g, 二氧化硅 負載四三苯基膦氯化鈀催化劑32g，對氟苯硼酸32.5g,反式乙基環(huán)己基碘苯78.5g，分三次共加入磷酸鉀46. 4g，加完各原料后升溫回 流2小時，停止加熱，降溫至55'C靜置1小時，將負載催化劑過濾， 并用甲苯淋洗催化劑2次，每次用甲苯44g，該催化劑可以繼續(xù)用于 該步反應(yīng)，然后靜置分出水相，水相用甲苯萃取2次，每次用甲苯 44g，同有機相合并，有機相水洗至中性，并加入無水硫酸鎂10g干 燥4小時后濾去干燥劑，濾餅用甲苯淋洗2次，每次用甲苯17g，并 同有機相合并，常壓過二氧化硅氧化鋁柱，按lg產(chǎn)品O.lg二氧化 硅0. lg氧化鋁，過柱完畢后用甲苯44g淋洗柱子，合并入有機相 中，將有機相濃縮至無溶劑出，并對其高真空蒸餾，得白色固體55. 9g， 本步收率92%。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或3或5所述的一種含氟反式垸基環(huán)己基聯(lián) 苯類液晶單體的合成方法，其特征是二氧化硅負載對甲苯磺酸催化劑 的制備向250ml三口瓶中加入150g蒸餾水及30g對甲苯磺酸，攪 拌使其溶解，然后再加入90g 二氧化硅，升溫于70'C保溫攪拌6小 時，將反應(yīng)物料轉(zhuǎn)入R201旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中蒸干蒸餾水，取出固體物料 轉(zhuǎn)入真空烘箱中，在80'C及Pf0.095MPa條件下烘干8小時后，即 可使用。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的一種含氟反式垸基環(huán)己基聯(lián)苯類 液晶單體的合成方法，其特征是二氧化硅負載四三苯基膦氯化鈀催化 劑的制備向250ml三口瓶中加入100g蒸餾水及5.8g氯化鈀，攪拌 使其溶解，然后加入100g 二氧化硅，升溫并于75'C保溫攪拌6小時， 將反應(yīng)物料轉(zhuǎn)入R201旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中蒸干蒸餾水，取出固體物料轉(zhuǎn)入真空烘箱中，在8(TC及Pf0.095MPa條件下烘干8小時后備用；向 1000ml三口瓶中加入已烘干的二氧化硅負載氯化鈀及34.2g三苯基 磷，N2保護下升溫回流24小時，降至室溫后于N2保護下過濾，將固 體物料轉(zhuǎn)入真空烘箱中，于9(TC及P f0.095MPa條件下烘干8小時 后即可使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含氟反式烷基環(huán)己基聯(lián)苯類液晶單體的合成方法，是選擇溴苯與鎂進行格氏反應(yīng)，然后與烷基環(huán)己酮偶聯(lián)并水解，再經(jīng)脫水、加氫、轉(zhuǎn)型、碘代合成烷基環(huán)己基碘苯；對氟溴苯與鎂進行格氏反應(yīng)，然后低溫偶聯(lián)合成對氟苯硼酸，最后再通過偶聯(lián)反應(yīng)合成了目標化合物，本發(fā)明具有使用高效負載催化劑、高收率、生產(chǎn)成本低、三廢排放少、減少異構(gòu)體生成、提高目標化合物的選擇性和收率的特點。
文檔編號C07C25/00GK101560396SQ20091002061
公開日2009年10月21日 申請日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者呂勇達, 杜開昌, 王作鵬, 王金榮, 韓春林 申請人:萊陽市盛華科技有限公司