CN103058886A - 多氟多氰类液晶化合物及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多氟多氰类液晶化合物及其制备方法与应用。该类多氟多氰类液晶化合物，其结构通式如式I所示。该类液晶化合物核磁检测正确，可以作为液晶显示材料液晶单体使用，具有重要的应用价值。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，涉及一种多氟多氰类液晶化合物及其制备方法与应用。
背景技术
随着液晶显示技术的不断地发展，人们对液晶材料的性能提出了新的要求。由于任何单组分液晶都不可能满足显示的全部要求，因此需要开发性能各异的单体液晶，然后将多种液晶化合物按适当比例混合，以求得到各种特殊参数的最佳匹配来满足各种不同显示的要求。
介电各向异性是液晶的重要性质，负介电各向异性液晶主要有以下两种用途：
(1)在动态散射(DS)模式液晶显示器件中，利用了液晶的电光效应，使用的式负介电各向异性液晶材料。参考文献1：《液晶器件手册》，1992年，466，作者：黄锡铭，黄辉光，李之熔。电控双折射(ECB)模式中的垂直排列相位畸变(DAP)型显示中采用了介电各向异性为负的液晶。宾主(GH)型显示中实现正性显示的一种方法就是使用负介电各向异性液晶和P型染料，可以实现无色背景下的着色图案。铁电液晶(FLC)显示要求铁电液晶有负的介电各向异性的液晶，它具有快速寻址、高对比度及宽工作区间。参考文献2：Bull.Chem.Soc.Jpn.，1994年，67卷，2550。聚合物分散型液晶显示(PDLC)中也可以用到负介电各向异性液晶实现反型显示。
(2)在液晶显示中，常常要调节Δε/ε⊥以改善显示特性。由于负介电各向异性液晶具有较大的ε⊥，可以通过在正介电各向异性液晶混合物中加入负介电各向异性液晶来降低Δε/ε⊥以提高超扭曲显示的电光特性曲线的陡度，从而达到提高多路驱动能力和对比度、改善视角关系以及增大信息显示容量等目的。参考文献3：Liq.Cryst.，1989年，5卷，159。
在已知的液晶化合物中，侧向含有氰基取代类的液晶化合物具有大的负介电各向异性、高清亮点，但具有粘度大、电阻率低、光学稳定性差等缺点。二侧向具有氟取代类液晶化合物具有介电各向异性适中、粘度低、电阻率高以及稳定性好等特点，在各种显示模式的液晶显示中具有很大的用途。
发明内容
本发明的目的是提供一种多氟多氰类液晶化合物及其制备方法与应用。
本发明提供的多氟多氰类液晶化合物，其结构通式如式I所示，
式I
所述式I中，RA为R1-(Z1-A1-Z2)x-；RB为-(Z3-A2-Z4)y-R2；
其中，R1和R2均选自H、-F、-Cl、-CN、-CF3和-OCF3、C1-C15的烷基、C1-C15的烷氧基、C2-C15的直链烯烃基、氟代的C1-C15的烷基，氟代的C1-C15的烷氧基和氟代的C2-C15的直链烯烃基中的任意一种；
更具体的，所述C1-C15的烷基、C1-C15的烷氧基、C2-C15的直链烯烃基、氟代的C1-C15的烷基，氟代的C1-C15的烷氧基和氟代的C2-C15的直链烯烃基中，烷基、烷氧基的碳原子数具体为1-10或1-8或1-6或10-15或2-8或2-6或1-5或1-4或1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11或12或13或14或15或2-15或2-12或3-15；直链烯烃基的碳原子数具体为2-10或2-8或2-6或10-15或2-8或2-6或2-5或2-4或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11或12或13或14或15或2-15或2-12或3-15；
Z1、Z2、Z3和Z4均选自-O-、-S-、-OCO-、-COO-、-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、C1-C15的直链烷基、C2-C15的直链烯烃基、C2-C15的直链炔基、氟代的C1-C15的直链烷基、氟代的C2-C15的烯烃基和单键中的至少一种；
更具体的，所述C1-C15的直链烷基、C2-C15的直链烯烃基、C2-C15的直链炔基、氟代的C1-C15的直链烷基、氟代的C2-C15的烯烃基中，直链烷基的碳原子数具体为1-10或1-8或1-6或10-15或2-8或2-6或1-5或1-4或1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11或12或13或14或15或2-15或2-12或3-15；直链烯烃基的碳原子数具体为2-10或2-8或2-6或10-15或2-8或2-6或2-5或2-4或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11或12或13或14或15或2-15或2-12或3-15；
A1和A2均选自1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、2，5-嘧啶基、2，5-吡啶基、2，5-四氢-2H-吡喃基、1，3-二噁烷-2，5-基(也即
)、1，2，4-噁二唑-3，5-基(也即)、氟代的1，4-亚环己基、氟代的1，4-亚苯基、氟代的2，5-吡喃、2，4-五元氧杂环、2，5-五元氧杂环、2，4-五元硫杂环、2，5-五元硫杂环、五元硫杂环、2，5-五元氮杂环、五元氮杂环和单键中的至少一种；
X和Y均选自-F和-CN中的至少一种；
x和y均为0-3的整数，具体可为0或1或2或3或0-2的整数或1-3的整数；
n和m为0-3的整数，具体可为0或1或2或3或0-2的整数或1-3的整数；
所述x或y均为2或3时，结构单元Z1-A1-Z2中，Z1相同或不同，A1相同或不同，Z2相同或不同；结构单元Z3-A2-Z4中，Z3相同或不同，A2相同或不同，Z4相同或不同。
具体的，RA和RB均为-C5H11，n为0或1或2或0-2的整数；
所述式I所示化合物具体为如下各化合物：
所述式I所示化合物亦为按照如下方法制备而得的化合物。
本发明提供的制备所述式I化合物的方法，包括如下步骤：
1)在反应体系中的pH值为8-14和Pd(PPh3)4作为催化剂存在的条件下，将式III所示1，2-二氰基-3-碘苯、式IV所示苯硼酸和碳酸钠混匀进行Suzuki交叉偶联反应，反应完毕得到所述式V所示化合物；
式III 式IV 式V
2)在ZnCl2·TMEDA作为催化剂存在的条件下，将步骤1)所得式V所示化合物与2，2，6，6-四甲基哌啶基锂进行负离子化反应，反应完毕保持温度再加入碘进行碘化反应，反应完毕后升温至室温进行反应，得到式VI所示化合物；
式VI
3)在反应体系中的pH值为8-14和Pd(PPh3)4作为催化剂存在的条件下，将步骤2)所得式VI所示化合物、式VII所示苯硼酸和碳酸钠混匀进行Suzuki交叉偶联反应，反应完毕得到所述式I所示化合物，
式VII。
所述步骤1)至步骤3)中，各反应物中，RA、RB、X、Y、m、n的定义与前述相同。
上述方法的所述步骤1)中，式III所示1，2-二氰基-3-碘苯与式IV所示苯硼酸的投料摩尔比为1∶1～2，具体可为1∶1、1∶1.2、1∶1.5、1∶2、1∶1-1.5、1∶1-1.2、1∶1.2-1.5、1∶1.2-2、1∶1.5-2；
式III所示1，2-二氰基-3-碘苯与碳酸钠的投料摩尔比为1∶1～4，具体可为1∶1、1∶1.2、1∶1.5、1∶2、1∶2.5、1∶3、1∶4、1∶1-4、1∶2-4、1∶1-3；
式III所示1，2-二氰基-3-碘苯与Pd(PPh3)4的投料摩尔比为1∶0.002～0.05，具体可为1∶0.002、1∶0.005、1∶0.01、1∶0.02、1∶0.05、1∶0.002-0.02、1∶0.01-0.05；
所述Suzuki交叉偶联反应步骤中，温度为60℃～110℃，具体可为60℃～70℃、70℃～80℃、80℃～90℃、90℃～100℃、100℃～110℃，更具体为90℃～110℃或100℃；时间为2～8小时，具体为4～8小时；
Suzuki交叉偶联反应在如下溶剂中的至少一种进行：甲苯、苯和1，4-二氧六环；
所述步骤2)中，式V所示化合物与2，2，6，6-四甲基哌啶基锂的投料摩尔比为1∶1～6，具体可为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶2-6、1∶3-5、1∶1-4；
式V所示化合物与ZnCl2·TMEDA的投料摩尔比为1∶1～3，具体可为1∶1、1∶1.5、1∶2、1∶2.5、1∶3、1∶1-2、1∶1.5-3、1∶2-3；
式V所示化合物与碘的投料摩尔比为1∶1～6，具体可为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶2-6、1∶3-5、1∶1-4；
所述负离子化反应步骤中，温度为-40℃～20℃，具体可为-40℃～-20℃、-20℃～0℃、0℃～20℃，，时间为0.5～4小时，具体为1～2小时；
碘化反应步骤中，温度为-20℃～40℃，具体可为-20℃～0℃、0℃～20℃、20℃～40℃，时间为0.5～4小时，具体为1～2小时；
所述室温进行反应步骤中，时间为1-3小时，具体为2小时；
负离子化反应、碘化反应和室温进行反应均在均在如下溶剂中的至少一种进行：四氢呋喃、己烷、甲基四氢呋喃和N，N-二甲基甲酰胺；
所述步骤3)中，式VI所示化合物与式VII所示苯硼酸的投料摩尔比为1∶1～2，具体可为1∶1、1∶1.2、1∶1.5、1∶2、1∶1-1.2、1∶1.2-1.5、1∶1.2-2、1∶1.5-2；
式VI所示化合物与碳酸钠的投料摩尔比为1∶1～4，具体可为1∶1、1∶1.2、1∶1.5、1∶2、1∶2.5、1∶3、1∶4、1∶2-6、1∶3-5、1∶1-4；
式VI所示化合物与Pd(PPh3)4的投料摩尔比为1∶0.002～0.05，具体可为1∶0.002、1∶0.005、1∶0.01、1∶0.02、1∶0.05、1∶0.002-0.02、1∶0.01-0.05。
所述Suzuki交叉偶联反应步骤中，温度为60℃～110℃，具体可为60℃～70℃、70℃～80℃、80℃～90℃、90℃～100℃、100℃～110℃，更具体为90℃～110℃或100℃；时间为2～8小时，具体为4～8小时；
Suzuki交叉偶联反应在如下溶剂中的至少一种进行：甲苯、苯和1，4-二氧六环。
所述步骤1)、步骤2)、步骤3))中，反应气氛均为惰性气氛，优选氩气气氛。
所述步骤1)中式III所示1，2-二氰基-3-碘苯按照包括如下步骤的方法制备而得：在ZnCl2·TMEDA作为催化剂存在的条件下，将式II所示邻苯二甲腈与2，2，6，6-四甲基哌啶基锂进行负离子化反应，反应完毕保持温度再加入碘进行碘化反应，反应完毕后升温至室温进行反应，得到式III所示1，2-二氰基-3-碘苯；
式II 式III
制备所述式III所示1，2-二氰基-3-碘苯的方法中，所述邻苯二甲腈与2，2，6，6-四甲基哌啶基锂的投料摩尔比为1∶1～6，具体可为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6；邻苯二甲腈与ZnCl2·TMEDA的投料摩尔比为1∶1～3，具体可为1∶1、1∶1.5、1∶2、1∶2.5、1∶3；邻苯二甲腈与碘的投料摩尔比为1∶1～6，具体可为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6；
所述负离子化反应步骤中，温度为-40℃～20℃，具体为-40℃～-20℃、-20℃～0℃、0℃～20℃，更具体为-20℃～0℃，时间为0.5～4小时，具体为1～2小时；碘化反应步骤中，温度为-20℃～40℃，具体为-20℃～0℃、0℃～20℃、20℃～40℃，更具体为0℃～20℃，时间为0.5～4小时，具体为1～2小时；所述室温进行反应步骤中，时间为1-3小时，具体为2小时；
所述负离子化反应、碘化反应和室温进行反应均在如下溶剂中的至少一种进行：四氢呋喃、己烷、甲基四氢呋喃和N，N-二甲基甲酰胺；反应气氛均为惰性气氛，优选氩气气氛。
上述制备式I所示化合物方法的反应方程式如下所示：
(1)
(2)
(3)
(4)
上述本发明提供的式I所示化合物中任意至少两种化合物组成的液晶混合物或式I所示化合物在制备液晶显示材料或制备有机发光二极管中的应用，也属于本发明的保护范围。
本发明提供的液晶化合物，核磁检测正确，可以作为液晶显示材料、液晶单体材料使用，具有重要的应用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。
下述实施例制备所得式I所示液晶化合物均按照如下方法进行光学各项异性和介电各向异性的测试及拟合参数的测定：选取石家庄诚志永华显示材料公司(中国)生产的编号为SLC090105的商品液晶化合物作为母体，将式I所示液晶化合物溶于母体，式I所示液晶化合物与母体的质量比为5∶100，根据母体中所添加比例线性拟合其常规参数(光学各向异性Δn(20℃，589nm)、介电各向异性Δε(20℃，1000Hz))。
实施例1、化合物2，3-二氰基-4-(2，3-二氟-4-正戊基苯基)-2’，3’-二氟-4’-正戊基联苯的制备
步骤1：
的合成
向250mL反应瓶内，投入0.10mol的2，2，6，6-四甲基哌啶基锂的己烷溶液，保持0℃向体系投入0.05mol的ZnCl2·TMEDA(催化剂)，然后保持0℃搅拌20分钟。向体系滴加0.05mol的式II所示邻苯二甲腈的四氢呋喃溶液，滴加完毕后保持0℃进行负离子化反应2小时。然后向体系滴加0.15mol的碘的四氢呋喃溶液，滴加完毕后进行碘化反应1小时后在室温反应2小时。反应完毕后向体系中加入100mL饱和硫代硫酸钠溶液，搅拌20分钟后，加入40mL的乙酸乙酯，搅拌分液，水相用30mL乙酸乙酯萃取2次，有机相用30mL饱和食盐水洗2次，合并有机相，旋干后得到黄色固体。过硅胶柱，石油醚∶乙酸乙酯＝4∶1淋洗得到白色固体产品，收率：65％。
步骤2：
的合成
向250mL反应瓶内，投入4mmol的1，2-二氰基-3-碘苯、4mmol的2，3-二氟-4-正戊基-苯硼酸、16mmol的碳酸钠，0.08mmol的四三苯基膦钯Pd(PPh3)4，然后投入30mL的甲苯、10mL的乙醇和10mL的水，体系的pH值为10，100℃进行Suzuki交叉偶联反应8小时。再向体系加入20mL的饱和食盐水和20mL的乙酸乙酯，搅拌分液，水相用20mL乙酸乙酯萃取2次，有机相用20mL饱和食盐水洗2次，合并有机相，旋干后得到黑色固体。过硅胶柱，石油醚∶乙酸乙酯＝4∶1淋洗得到白色固体产品2’，3’-二氟-4’-正戊基-2，3-二氰基联苯，收率：82％。
步骤3：
的合成
本步骤参考步骤1，将步骤1中的邻苯二甲腈替换为步骤2)所得2’，3’-二氟-4’-正戊基-2，3-二氰基联苯，其他操作同步骤1，制备得到化合物2’，3’-二氟-4’-正戊基-2，3-二氰基-4-碘-联苯，收率：72％。
步骤4：
的合成
本步骤参考步骤2，将步骤2中的1，2-二氰基-3-碘苯替换为步骤3)所得2’，3’-二氟-4’-正戊基-2，3-二氰基-4-碘-联苯，其他操作同步骤2，制备得到目标化合物2，3-二氰基-4-(2，3-二氟-4-正戊基)苯基-2’，3’-二氟-4’-正戊基联苯，收率：88％。
1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ＝7.80(s，2H)，7.01-7.19(m，4H)，2.71-2.76(t，3H)，1.68-1.78(m，4H)，1.28-1.38(m，8H)，0.86-0.92(t，6H)。
Δn＝0.0748，Δε＝-3.2。
由上可知，该白色固体产品结构正确，为式I所示化合物2，3-二氰基-4-(2，3-二氟-4-正戊基)苯基-2’，3’-二氟-4’-正戊基联苯
实施例2、化合物2，3-二氟-4-(2，3-二氰基-4-正戊基)苯基-2’，3’-二氟-4’-正戊基联苯的合成
步骤1：
的合成
按照与实施例1步骤1)相同的步骤制备得到
收率：65％。
步骤2：
的合成
参考实施例1的步骤2，将实施例1的步骤2中的2，3-二氟-4-正戊基苯硼酸替换为正戊基苯硼酸，制备得到化合物1，2-二氰基-3-正戊基苯，收率：76％。
步骤3：
的合成
参考实施例1的步骤1，将实施例1的步骤1中的邻苯二甲腈替换为本实施例步骤2)所得1，2-二氰基-3-正戊基苯，其他操作同实施例1的步骤1，制备得到化合物1，2-二氰基-3-碘-6-正戊基苯，收率：68％。
步骤4：
的合成
参考实施例1的步骤2，将实施例1的步骤2中的1，2-二氰基-3-碘苯、2，3-二氟-4-正戊基苯硼酸分别替换为本实施例步骤3)所得1，2-二氰基-3-碘-6-正戊基苯、2，3-二氟-3-(2，3-二氟-4-正戊基苯基)苯硼酸，其他操作同实施例1的步骤2，制备得到目标化合物2，3-二氟-4-(2，3-二氰基-4-正戊基)苯基-2’，3’-二氟-4’-正戊基联苯，收率：86％。
1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ＝7.66-7.73(m，2H)，7.24-7.32(m，2H)，7.04-7.13(m，2H)，2.94-2.99(t，2H)，2.70-2.75(t，2H)，1.65-1.77(m，4H)，1.37-1.42(m，8H)，0.90-0.96(m，6H)。
Δn＝0.0618，Δε＝-2.8。
由上可知，该白色固体产品结构正确，为式I所示化合物2，3-二氟-4-(2，3-二氰基-4-正戊基)苯基-2’，3’-二氟-4’-正戊基联苯
实施例3、化合物2，3-二氰基-2’，3’-二氟-4，4’-二正戊基联苯的合成
本实施例参照实施例1的步骤2，将实施例1的步骤2中的1，2-二氰基-3-碘苯、2，3-二氟-4-正戊基-苯硼酸分别替换为实施例1的步骤3所制得的2’，3’-二氟-4’-正戊基-2，3-二氰基-4-碘-联苯、正戊基苯硼酸，其他操作同实施例1的步骤2，制备得到目标化合物2，3-二氰基-2’，3’-二氟-4，4’-二正戊基联苯，收率：89％。
1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ＝7.64(s，2H)，7.07-7.09(d，2H)，2.91-2.96(t，2H)，2.68-2.73(t，2H)，1.36-1.40(m，9H)，0.88-0.92(m，9H)。
Δn＝0.0688，Δε＝-2.8。
由上可知，该白色固体产品结构正确，为式I所示化合物2，3-二氰基-2’，3’-二氟-4，4’-二正戊基联苯
实施例4、2，3-二氰基-4-(2，3-二氰基-4-正戊基)苯基-2’，3’-二氟-4’-正戊基联苯的合成
步骤1-步骤3与实施例1相同；
步骤4：
向250mL反应瓶内，投入4mmol的实施例1步骤3所得的2’，3’-二氟-4’-正戊基-2，3-二氰基-4-碘-联苯、4mmol的2，3-二氰基-4-正戊基-苯硼酸、16mmol的碳酸钠，0.08mmol的四三苯基膦钯Pd(PPh3)4，然后投入30mL的甲苯、10mL的乙醇和10mL的水，100℃进行Suzuki交叉偶联反应8小时。向体系加入20mL的饱和食盐水和20mL的乙酸乙酯，搅拌分液，水相用20mL乙酸乙酯萃取2次，有机相用20mL饱和食盐水洗2次，合并有机相，旋干后得到黑色固体。过硅胶柱，石油醚∶乙酸乙酯＝4∶1淋洗得到白色固体产品即目标化合物2，3-二氰基-4-(2，3-二氰基-4-正戊基)苯基-2’，3’-二氟-4’-正戊基联苯，收率：88％。
1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ＝8.31(s，2H)，7.34-7.38(m，2H)，7.07-7.09(m，2H)，2.94-2.98(t，2H)，2.66-2.71(t，2H)，1.44-1.47(m，9H)，0.88-0.91(m，9H)。
Δn＝0.0718，Δε＝-3.4。
由上可知，该白色固体产品结构正确，为式I所示化合物2，3-二氰基-4-(2，3-二氰基-4-正戊基苯基)-2’，3’-二氟-4’-正戊基联苯
实施例5、2，3-二氰基-4-(2，3-二氰基-4-正戊基)苯基-2’，3’-二氰基-4’-正戊基联苯的合成
步骤1：
的合成
按照与实施例1步骤1)相同的步骤制备得到
收率：65％。
步骤2：的合成
本步骤参考实施例1的步骤2，将实施例1的步骤2中的2，3-二氟-4-正戊基-苯硼酸分别替换为2，3-二氰基-4-正戊基-苯硼酸，其他操作同实施例1的步骤2，制备得到化合物2，3-二氰基-4-正戊基-2’，3’-二氰基联苯，收率：79％。
步骤3：
的合成
本步骤参考实施例1的步骤1，将实施例1的步骤1中的邻苯二甲腈替换为本实施例步骤2)所得2，3-二氰基-4-正戊基-2’，3’-二氰基联苯，其他操作同实施例1的步骤1，制备得到化合物2，3-二氰基-4-正戊基-2’，3’-二氰基-4’-碘-联苯，收率：68％。
步骤4：
的合成
本实施例参照实施例1的步骤2，将实施例1的步骤2中的1，2-二氰基-碘苯、2，3-二氟-4-正戊基-苯硼酸分别替换为本实施例步骤3)所得2，3-二氰基-4-正戊基-2’，3’-二氰基-4’-碘-联苯、2，3-二氰基-4-正戊基-苯硼酸，其他操作同实施例1的步骤2，制备得到目标化合物2，3-二氰基-4-(2，3-二氰基-4-正戊基苯基)-2’，3’-二氟-4’-正戊基联苯，收率：82％。
1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ＝8.28(s，2H)，8.18-8.20(d，2H)，7.78-7.81(d，2H)，2.63-2.65(t，4H)，1.59-1.62(m，4H)，1.29-1.31(m，8H)，0.88-0.91(t，6H)。
Δn＝00568，Δε＝-45。
由上可知，该白色固体产品结构正确，为式I所示化合物2，3-二氰基-4-(2，3-二氰基-4-正戊基苯基)-2’，3’-二氟-4’-正戊基联苯
Claims (10)
1.式I所示化合物，
式I
所述式I中，RA为R1-(Z1-A1-Z2)x-；RB为-(Z3-A2-Z4)y-R2；
其中，R1和R2均选自H、-F、-Cl、-CN、-CF3和-OCF3、C1-C15的烷基、C1-C15的烷氧基、C2-C15的直链烯烃基、氟代的C1-C15的烷基，氟代的C1-C15的烷氧基和氟代的C2-C15的直链烯烃基中的任意一种；
Z1、Z2、Z3和Z4均选自-O-、-S-、-OCO-、-COO-、-CO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、C1-C15的直链烷基、C2-C15的直链烯烃基、C2-C15的直链炔基、氟代的C1-C15的直链烷基、氟代的C2-C15的烯烃基和单键中的至少一种；
A1和A2均选自1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、2，5-嘧啶基、2，5-吡啶基、2，5-四氢-2H-吡喃基、1，3-二噁烷-2，5-基、1，2，4-噁二唑-3，5-基、氟代的1，4-亚环己基、氟代的1，4-亚苯基、氟代的2，5-吡喃、2，4-五元氧杂环、2，5-五元氧杂环、2，4-五元硫杂环、2，5-五元硫杂环、五元硫杂环、2，5-五元氮杂环、五元氮杂环和单键中的至少一种；
X和Y均选自-F和-CN中的至少一种；
x和y均为0-3的整数；
n和m为0-3的整数；
所述x或y均为2或3时，结构单元Z1-A1-Z2中，Z1相同或不同，A1相同或不同，Z2相同或不同；结构单元Z3-A2-Z4中，Z3相同或不同，A2相同或不同，Z4相同或不同。
2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于：所述式I所示化合物为如下各化合物：
3.一种制备权利要求1或2任一所述式I所示化合物的方法，包括如下步骤：
1)在反应体系中的pH值为8-14和Pd(PPh3)4作为催化剂存在的条件下，将式III所示1，2-二氰基-3-碘苯、式IV所示苯硼酸和碳酸钠混匀进行Suzuki交叉偶联反应，反应完毕得到所述式V所示化合物；
式III 式IV 式V
2)在ZnCl2·TMEDA作为催化剂存在的条件下，将步骤1)所得式V所示化合物与2，2，6，6-四甲基哌啶基锂进行负离子化反应，反应完毕保持温度再加入碘进行碘化反应，反应完毕后升温至室温进行反应，得到式VI所示化合物；
式VI
3)在反应体系中的pH值为8-14和Pd(PPh3)4作为催化剂存在的条件下，将步骤2)所得式VI所示化合物、式VII所示苯硼酸和碳酸钠混匀进行Suzuki交叉偶联反应，反应完毕得到所述式I所示化合物，
式VII；
所述步骤1)至步骤3)中，各反应物中，RA、RB、X、Y、m、n的定义与权利要求1相同。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，式III所示1，2-二氰基-3-碘苯与式IV所示苯硼酸的投料摩尔比为1∶1～2，具体为1∶1；或，
式III所示1，2-二氰基-3-碘苯与碳酸钠的投料摩尔比为1∶1～4，具体为1∶4；或，
式III所示1，2-二氰基-3-碘苯与Pd(PPh3)4的投料摩尔比为1∶0.002～0.05，具体为1∶0.02；或，
所述步骤2)中，式V所示化合物与2，2，6，6-四甲基哌啶基锂的投料摩尔比为1∶1～6，具体为1∶2；或，
式V所示化合物与ZnCl2·TMEDA的投料摩尔比为1∶1～3，具体为1∶1；或，
式V所示化合物与碘的投料摩尔比为1∶1～6，具体为1∶3；或，
所述步骤3)中，式VI所示化合物与式VII所示苯硼酸的投料摩尔比为1∶1～2，具体为1∶1；
式VI所示化合物与碳酸钠的投料摩尔比为1∶1～4，具体为1∶4；
式VI所示化合物与Pd(PPh3)4的投料摩尔比为1∶0.002～0.05，具体为1∶0.02。
5.根据权利要求3-4任一所述的方法，其特征在于：所述步骤1)Suzuki交叉偶联反应步骤中，温度为60℃～110℃，具体为90℃～110℃，更具体为100℃；时间为2～8小时，具体为4～8小时；或，
所述步骤2)负离子化反应步骤中，温度为-40℃～20℃，具体为-40℃～-20℃、-20℃～0℃、0℃～20℃，更具体为-20℃～0℃，时间为0.5～4小时，优选为1～2小时；或，
碘化反应步骤中，温度为-20℃～40℃，具体为-20℃～0℃、0℃～20℃、20℃～40℃，更具体为0℃～20℃，时间为0.5～4小时，具体为1～2小时；或，
所述室温进行反应步骤中，时间为1-3小时，具体为2小时；或，
所述步骤3)Suzuki交叉偶联反应步骤中，温度为60℃～110℃，具体为90℃～110℃，时间为2～8小时，具体为4～6小时。
6.根据权利要求3-5任一所述的方法，其特征在于：所述步骤1)Suzuki交叉偶联反应在如下溶剂中的至少一种进行：甲苯、苯和1，4-二氧六环；或，
所述步骤2)中负离子化反应、碘化反应和室温进行反应均在均在如下溶剂中的至少一种进行：四氢呋喃、己烷、甲基四氢呋喃和N，N-二甲基甲酰胺；或，
所述步骤3)Suzuki交叉偶联反应在如下溶剂中的至少一种进行：甲苯、苯和1，4-二氧六环。
7.根据权利要求3-6任一所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中式III所示1，2-二氰基-3-碘苯按照包括如下步骤的方法制备而得：在ZnCl2·TMEDA作为催化剂存在的条件下，将式II所示邻苯二甲腈与2，2，6，6-四甲基哌啶基锂进行负离子化反应，反应完毕保持温度再加入碘进行碘化反应，反应完毕后升温至室温进行反应，得到式III所示1，2-二氰基-3-碘苯；
式II 式III 。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：制备所述式III所示1，2-二氰基-3-碘苯的方法中，所述邻苯二甲腈与2，2，6，6-四甲基哌啶基锂的投料摩尔比为1∶1～6，具体为1∶2；邻苯二甲腈与ZnCl2·TMEDA的投料摩尔比为1∶1～3，具体为1∶1；邻苯二甲腈与碘的投料摩尔比为1∶1～6，具体为1∶3；或，
所述负离子化反应步骤中，温度为-40℃～20℃，具体为-40℃～-20℃、-20℃～0℃、0℃～20℃，更具体为-20℃～0℃，时间为0.5～4小时，具体为1～2小时；碘化反应步骤中，温度为-20℃～40℃，具体为-20℃～0℃、0℃～20℃、20℃～40℃，更具体为0℃～20℃，时间为0.5～4小时，具体为1～2小时；所述室温进行反应步骤中，时间为1-3小时，具体为2小时；或，
所述负离子化反应、碘化反应和室温进行反应均在均在如下溶剂中的至少一种进行：四氢呋喃、己烷、甲基四氢呋喃和N，N-二甲基甲酰胺。
9.权利要求1-2任一所述式I所示化合物中任意至少两种组成的液晶混合物。
10.权利要求1-2任一所述式I所示化合物或权利要求9所述液晶混合物在制备液晶显示材料或制备有机发光二极管中的应用。
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