[發明專利]一種1-(4’-溴聯苯-4-基）金剛烷的制備方法

有效

• 申請號: 201810245435.0
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108610234B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 高鋆;吳忠信;蔣曉青;曾余瑤;楊春恬
• 申請（專利權）人: 溫州市工業科學研究院
• 主分類號: C07C17/269
• 分類號: C07C17/269;C07C25/22
• 代理公司: 溫州甌越專利代理有限公司 33211
• 代理人: 王庭輝

本發明屬于有機合成技術領域，涉及一種金剛烷衍生物的制備方法，具體涉及一種1?（4’?溴聯苯?4?基）金剛烷（CAS：204777?99?1）的制備方法。本發明采用一步法直接制備1?（4’?溴聯苯?4?基）金剛烷。以1?溴金剛烷和4?溴聯苯為原料，在溶劑和催化劑的作用下進行反應，生成1?（4’?溴聯苯?4?基）金剛烷，具有所用試劑少、催化劑價廉易得、操作簡便、條件溫和、收率高、產品質量好等優點。

技術領域

本發明屬于有機合成技術領域，涉及一種金剛烷衍生物的制備方法，具體涉及一種1-（4’-溴聯苯-4-基）金剛烷（CAS：204777-99-1）的制備方法。

背景技術

液晶顯示技術與液晶材料的發展息息相關，液晶器件要求液晶材料擁有好的熱學性能、電化學穩定性、寬的向列相溫度帶、低粘度、高光學各向異性（△n）、高的電壓保持率（VHR）等特性。

向列相液晶分子的結構特點是由中心基團和側向基團構成，中心基團主要由環狀結構對接而成，如苯環或者環己烷等，TFT LCD顯示器應用的液晶單體分子有以下幾類：

其中R為直鏈烷基或烷氧基；A為單鍵，乙基、酯基、乙炔基等；X為氟、氯、三氟甲基、三氟甲氧基等。

聯苯結構的中心基團，由于存在共軛大π鍵，具有高△n特性，聯苯的剛性線性結構特點，分子的穩定性高，但熔點高、清亮點低、粘度大，響應特性不佳；通過引入環己烷或代替結構中的苯環后，降低液晶分子的熔點和粘度，拓寬向列相溫區和提高響應特性；但環己烷取代苯環結構則使△n減小，影響液晶材料的光學性能；增加連接環己烷的個數，清亮點、彈性常數提高，穩定性增加，但隨著環數的增加，中心基團的線性長度隨之增加，使液晶分子的轉動慣量增大、色散力增加以及分子轉動的阻力有所增加，使得分子旋轉粘度的增大，快速響應特性下降。液晶材料的高△n特性和低粘度快速響應特性之間存在著矛盾關系。

1-（4’-溴聯苯-4-基）金剛烷

金剛烷(三環[3.3.1.1^（3,7）]癸烷)是一種周正對稱，高度穩定的籠狀烴，其基本結構是椅型環己烷，在1,3,5,7位4個橋頭碳的氫原子容易發生取代、氧化、烷基化等反應。將金剛烷骨架引入到聯苯類液晶分子的中心基團中，能夠提高其熱氧穩定性、化學穩定性、光學穩定性，并改善其力學、介電等性能，其效果相當于引入一個環狀結構的同時帶入了多個環己烷，不顯著增加分子線性長度，保持了聯苯類高△n特性同時，又能降低其熔點和粘度，提高液晶分子清亮點和彈性常數，快速響應特性也得以改善；1-（4’-溴聯苯-4-基）金剛烷的聯苯側的溴基團，可以被方便地取代為氟、氯、三氟甲基、三氟甲氧基等極性官能團；其金剛烷側擁有3個橋碳氫，可以通過取代、氧化、烷基化等反應，引入柔性基團，液晶材料的電光性能可以有較大的調整空間。

所以，1-（4’-溴聯苯-4-基）金剛烷可作為新型的高△n和快速響應特性的向列相液晶材料得以開發。

目前，文獻報道關于1-（4’-溴聯苯-4-基）金剛烷的制備方法，是Stefan Br?se等采用在堿性條件下，以鈀為催化劑進行Heck偶聯反應（Synthesis，02（1998）:148-152），具體操作如下：

在氬氣保護下，將1-溴金剛烷（236mg，1.1mmol），碳酸鉀（170mg，1.2mmol），鈀炭（10%，50mg，0.05mmol）和4-溴聯苯（233mg，1.0mmol）加入燒瓶中， 升溫到100℃，反應物以泥漿形式攪拌，直到1-溴金剛烷反應完全。將混合物降到室溫，用乙醚（20mL）處理，過濾。濾液蒸干溶劑，將殘留物用甲醇重結晶，得到粗品化合物1。（文獻顯示收率為85%，熔點162℃）