專(zhuān)利名稱(chēng)：二維紡錘形非線性光學(xué)生色團(tuán)分子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一系列新穎的以三聯(lián)苯型或三聯(lián)芳雜環(huán)型化合物為共軛橋的二維紡錘形非線性光學(xué)生色團(tuán)分子，該系列生色團(tuán)分子具有很好的熱力學(xué)穩(wěn)定性和非線性光學(xué)性質(zhì)。
背景技術(shù)：
電光材料應(yīng)用于光電器件中在光通訊和光信息加工過(guò)程具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，通常利用二階非線性光學(xué)生色團(tuán)分子與主體聚合物摻雜在一起或者鍵連到聚合物的骨架上來(lái)制備光電器件。二階非線性效應(yīng)的必要條件是材料具有結(jié)構(gòu)上的非中心對(duì)稱(chēng)性，這種非對(duì)稱(chēng)性是通過(guò)在聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度附近用外加電場(chǎng)使生色團(tuán)分子沿著電場(chǎng)方向取向來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在光電領(lǐng)域中，設(shè)計(jì)具有大的非線性性質(zhì)的有機(jī)分子仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)。 除了高的分子非線性光學(xué)響應(yīng)外，在許多應(yīng)用方面，還要求材料要有很好的熱力學(xué)穩(wěn)定性和在光通訊波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)具有很好的透明性。分子非線性核通常是有電子給體和電子受體中間通過(guò)一個(gè)共軛橋連接。實(shí)驗(yàn)和理論研究證明了用具有低離域能雜環(huán)代替生色團(tuán)中共軛橋的芳環(huán)，例如引入噻吩，吡咯，噻唑，苯并噻唑等芳雜環(huán)都會(huì)增強(qiáng)給受體型化合物分子的一階超極化率。這些生色團(tuán)分子都表現(xiàn)出了大的分子一階超極化率。然而，一維生色團(tuán)分子表現(xiàn)出了低的相匹配能力，這是因?yàn)樗麄兙哂行〉男D(zhuǎn)半徑。實(shí)驗(yàn)證明了二維生色團(tuán)分子具有大的自由旋轉(zhuǎn)半徑，所以二維生色團(tuán)分子比一維生色團(tuán)分子具有更好的相匹配能力。這些生色團(tuán)分子不僅具有很好的相匹配能力，還具有非中性對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。通常，當(dāng)新的非線性材料被設(shè)計(jì)，生色團(tuán)分子固有的非線性效率是主要考慮的參數(shù)。影響非線性效率的主要因素是生色團(tuán)分子之間的靜電相互作用。為了減少這種相互作用，一種有效的方法是設(shè)計(jì)帶有孤立基團(tuán)的生色團(tuán)分子。Dalton和Jen等報(bào)道了根據(jù)孤立原則通過(guò)控制生色團(tuán)分子的形狀來(lái)提高聚合物材料的宏觀非線性?；谒麄兎浅：玫难芯抗ぷ?，秦和李研究組制備了一些以不同大小的孤立基團(tuán)鍵連到生色團(tuán)單元上的新型的側(cè)鏈型非線性聚合物。根據(jù)Dalton的建議，球形生色團(tuán)分子在非線性材料中將會(huì)起到非常重要的作用，球形生色團(tuán)對(duì)于非線性材料來(lái)說(shuō)可能是理想的形狀。這是在聚合物體系中減少偶極-偶極相互作用和改進(jìn)極化效率的有效方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一系列新穎的二維紡錘形生色團(tuán)分子，它適合制備二階非線性光學(xué)薄膜。所提供的生色團(tuán)分子能夠減小生色團(tuán)單元在制備的二階非線性光學(xué)薄膜中取向松弛的行為。本發(fā)明的二維生色團(tuán)分子的結(jié)構(gòu)是以三聯(lián)苯型化合物或三聯(lián)芳雜環(huán)型化合物為電子共軛橋，以三苯胺或烷胺基苯為電子給體，以三氰基乙烯基二氫呋喃(TCF)和1，3， 3-三甲基-5-二氰基乙烯基-1-環(huán)己烷(TDC)為電子受體。由于生色團(tuán)分子結(jié)構(gòu)中具有三聯(lián)苯基團(tuán)或三聯(lián)芳雜環(huán)基團(tuán)，以及得到的ニ維坊錘形生色團(tuán)分子的幾何構(gòu)型近似于球形， 這種結(jié)構(gòu)賦予生色團(tuán)分子具有一定的剛性結(jié)構(gòu)和較大的自由旋轉(zhuǎn)半徑。這保證了生色團(tuán)單 元在非線性光學(xué)薄膜中極化后很難松弛，從而提高了光學(xué)薄膜的非線性光學(xué)穩(wěn)定性。本發(fā)明提供的ニ維坊錘形生色團(tuán)分子可通過(guò)化學(xué)鍵連的方法制備出聚合物型光 學(xué)材料、有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化光學(xué)材料、光敏性ニ階非線性光學(xué)材料、熱固化性非線性光學(xué)材料 等。本發(fā)明所述的生色團(tuán)分子，其結(jié)構(gòu)式如下所示
權(quán)利要求
1.二 維紡錘形非線性光學(xué)生色團(tuán)分子，其結(jié)構(gòu)式如下所示
2.如權(quán)利要求1所述的二維紡錘形非線性光學(xué)生色團(tuán)分子，其特征在于其結(jié)構(gòu)式如下所示，
3.如權(quán)利要求1所述的二維紡錘形非線性光學(xué)生色團(tuán)分子，其特征在于其結(jié)構(gòu)式如下所示，
4.如權(quán)利要求1所述的二維紡錘形非線性光學(xué)生色團(tuán)分子，其特征在于其結(jié)構(gòu)式如下所示，
5.如權(quán)利要求1所述的二維紡錘形非線性光學(xué)生色團(tuán)分子，其特征在于其結(jié)構(gòu)式如下所示，
6.如權(quán)利要求1所述的二維紡錘形非線性光學(xué)生色團(tuán)分子，其特征在于其結(jié)構(gòu)式如下所示，
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一系列新穎的以三聯(lián)苯型或三聯(lián)芳雜環(huán)型化合物為共軛橋的二維紡錘形非線性光學(xué)生色團(tuán)分子，該系列生色團(tuán)分子具有很好的熱力學(xué)穩(wěn)定性和非線性光學(xué)性質(zhì)。其是以三聯(lián)苯型化合物或三聯(lián)芳雜環(huán)型化合物為共軛橋，以三苯胺或烷基胺基苯為電子給體，三氰基乙烯基二氫呋喃(TCF)和1，3，3-三甲基-5-二氰基乙烯基-1-環(huán)己烷(TDC)為電子受體，所合成的生色團(tuán)分子具有很好的熱穩(wěn)定性。生色團(tuán)分子結(jié)構(gòu)中具有三聯(lián)苯基團(tuán)或三聯(lián)芳雜環(huán)基團(tuán)，生色團(tuán)分子的幾何構(gòu)型近似于球形，所制備的極化后的非線性光學(xué)膜材料具有非常好的熱穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)C07D307/68GK102219708SQ20111007090
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者史作森, 崔占臣, 張曉龍, 李明, 趙莉莎 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)