JP2007119443A - Phorphyrin-azulene condensate and two-photon absorbing material - Google Patents

Phorphyrin-azulene condensate and two-photon absorbing material Download PDF

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Atsuhiro Osuga
篤弘 大須賀
Takayuki Katsuta
貴之 勝田
Shizuo Fujita
静雄 藤田
Takahiro Horiguchi
嵩浩 堀口
Osamu Hotta
収 堀田
Takeshi Yamao
健史 山雄
Hirohisa Kanbara
浩久 神原
Takashi Kurihara
栗原  隆
Hidetoshi Nakano
秀俊 中野
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Mitsubishi Chemical Corp
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Hitachi Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a two-photon absorbing material using a phorphyrin monomer having a high two-photon absorbing cross section. <P>SOLUTION: The phorphyrin-azulene condensate is represented by general formula (1) (wherein P is a phorphyrin ring which may have a substituent; L are each 0-20C conjugated chain linking group; A are each an azulene ring substituent which may have a substituent; n is an integer of 1-12, wherein when n is ≥2, each L and A may be same or different). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、二光子吸収材料に用いられるポルフィリン系色素として有用な新規ポルフィリン−アズレン縮合体と、このポルフィリン−アズレン縮合体を含む二光子吸収材料に関する。   The present invention relates to a novel porphyrin-azulene condensate useful as a porphyrin-based dye used in a two-photon absorbing material and a two-photon absorbing material containing the porphyrin-azulene condensate.

近年、有機化合物の有する非線形光学特性の中でも、特に多光子吸収現象が注目されている。多光子吸収とは化合物が数個の光子を吸収して基底状態から励起状態へ遷移する現象である。特に二光子吸収現象においては、1光子励起波長の2倍程度の波長の光を用いて、2個の光子を1つの分子に当てることにより励起させることができる。1個の分子に同時に2個の光子が当たる確率は、光子密度の2乗に比例し、試料上でレーザー光が焦点を結ぶとき焦点面から離れるにつれ、光子密度は距離の2乗に比例して減少する。従って、二光子吸収の起こる確率は焦点面から離れるに伴い距離の4乗に比例して減少していく。この現象を利用して、光メモリ、2光子造形、2光子フォトダイナミックセラピー等の分野で二光子吸収の応用が期待されている。また、二光子吸収した励起状態から輻射失活過程において発光する2光子発光は、入射した光の波長より短波長の光(=エネルギーの高い光)を取り出せるため、光変換材料、光増感剤としても研究がなされている。   In recent years, among the nonlinear optical characteristics of organic compounds, the multiphoton absorption phenomenon has attracted attention. Multiphoton absorption is a phenomenon in which a compound absorbs several photons and transitions from a ground state to an excited state. In particular, in the two-photon absorption phenomenon, excitation can be performed by applying two photons to one molecule using light having a wavelength about twice the one-photon excitation wavelength. The probability that two photons hit one molecule at a time is proportional to the square of the photon density, and as the laser beam is focused on the sample, the photon density is proportional to the square of the distance as it moves away from the focal plane. Decrease. Therefore, the probability that two-photon absorption will occur decreases in proportion to the fourth power of the distance as the distance from the focal plane increases. Utilizing this phenomenon, application of two-photon absorption is expected in the fields of optical memory, two-photon modeling, two-photon photodynamic therapy, and the like. In addition, two-photon emission that emits light in a radiation deactivation process from an excited state that has been absorbed by two photons can extract light having a wavelength shorter than the wavelength of the incident light (= light with high energy). As well as research.

二光子吸収特性を有する化合物として、従来、下記の構造式(A−1)で表される化合物や、非特許文献1に記載されたポルフィリン類誘導体等が知られている。   Conventionally known compounds having two-photon absorption characteristics include compounds represented by the following structural formula (A-1), porphyrin derivatives described in Non-Patent Document 1, and the like.

Figure 2007119443
Figure 2007119443

ところで、二光子吸収特性の指標として二光子吸収断面積があり、この値が高いほど一般的に二光子吸収特性は良好であると言える。一般的に、二光子吸収断面積の大きい化合物として現在期待されているものの1つがポルフィリン系化合物である。該化合物が二光子吸収材料として期待されている理由としては、18π電子系という大きな芳香環を有していることが挙げられる。   By the way, there is a two-photon absorption cross section as an index of the two-photon absorption characteristic, and it can be said that the higher the value, the better the two-photon absorption characteristic. In general, one of the compounds currently expected as a compound having a large two-photon absorption cross section is a porphyrin-based compound. The reason why the compound is expected as a two-photon absorption material is that it has a large aromatic ring of 18π electron system.

しかしながら、例えば特許文献1に記載のポルフィリン誘導体を用いた二光子吸収材料については、2,000GM程度の二光子吸収断面積しか有さず、この値は光メモリなどへの応用には不十分である。また、ポルフィリンを多量化することで二光子吸収断面積を増大させるアプローチもあり、現在非特許文献2や非特許文献3等に記載のものが提案されているが、これらの化合物は多量化による分子量増大および平面性増大の理由から、溶媒への溶解性が悪く、利用しづらいことが容易に予想される。また、多量化により分子量が飛躍的に増大するため、見かけ上の二光子吸収断面積が高くても実際に利用する際には少量しか利用できず、実質二光子吸収特性が低くなる懸念がある。さらに、多量化はπ共役系を飛躍的に増大させるため、幅広い波長領域に吸収を有するようになり、1光子吸収効果を無視できなくなる。例えば、下記構造のポルフィリン二量体(A−2)は紫外から近赤外まで幅広い吸収を有するため、Z−scan法による二光子吸収断面積測定で10,000GM以上の高い二光子吸収断面積を有するものの、二光子吸収材料として利用しがたい。実際、本発明者らが検討を行ったところポンプ・プローブ法による二光子吸収断面積測定において一光子吸収効果を除去できないことが明らかとなった。   However, for example, a two-photon absorption material using a porphyrin derivative described in Patent Document 1 has only a two-photon absorption cross section of about 2,000 GM, and this value is insufficient for application to an optical memory or the like. . There is also an approach to increase the two-photon absorption cross section by increasing the amount of porphyrin. Currently, those described in Non-Patent Document 2, Non-Patent Document 3 and the like have been proposed, but these compounds are produced by the increase in the amount. For reasons of increased molecular weight and increased planarity, it is easily expected that the solubility in a solvent is poor and difficult to use. In addition, since the molecular weight increases dramatically due to the increase in quantity, even if the apparent two-photon absorption cross-section is high, only a small amount can be used when actually used, and there is a concern that the real two-photon absorption characteristics may be lowered. . Further, since the increase in the number greatly increases the π-conjugated system, absorption in a wide wavelength region is caused, and the one-photon absorption effect cannot be ignored. For example, since the porphyrin dimer (A-2) having the following structure has a wide absorption from ultraviolet to near infrared, it has a high two-photon absorption cross section of 10,000 GM or more in the two-photon absorption cross-section measurement by the Z-scan method. However, it is difficult to use as a two-photon absorption material. In fact, as a result of investigations by the present inventors, it has become clear that the one-photon absorption effect cannot be removed in the two-photon absorption cross-section measurement by the pump-probe method.

Figure 2007119443
Figure 2007119443

以上の理由から、大きな二光子吸収断面積を有し、かつ一光子吸収効果を除去できるポルフィリン単量体を用いた二光子吸収材料の開発が望まれてきた。
特開2001−354674号公報 J.Am.Chem.Soc.,2003年(125巻),13356頁 J.Phys.Lett.A、2005年(109巻)、2996−2999頁 J.Am.Chem.Soc.2005年(127巻)、534−535頁
For these reasons, it has been desired to develop a two-photon absorption material using a porphyrin monomer having a large two-photon absorption cross-section and capable of removing the one-photon absorption effect.
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-354673 J. et al. Am. Chem. Soc. , 2003 (125 volumes), p. 13356 J. et al. Phys. Lett. A, 2005 (Vol. 109), 2996-2999. J. et al. Am. Chem. Soc. 2005 (127), 534-535

本発明は上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、高い二光子吸収断面積を有するポルフィリン単量体を用いた二光子吸収材料を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and an object of the present invention is to provide a two-photon absorption material using a porphyrin monomer having a high two-photon absorption cross-sectional area.

本発明者らは鋭意検討した結果、ポルフィリン環に共役鎖状連結基を介してアズレン環置換基が結合した新規ポルフィリン単量体が、優れた二光子吸収特性を示すことを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は以下を要旨とする。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that a novel porphyrin monomer in which an azulene ring substituent is bonded to a porphyrin ring via a conjugated chain linking group exhibits excellent two-photon absorption characteristics. Completed.
That is, the gist of the present invention is as follows.

[1] 下記一般式(1)で表されるポルフィリン−アズレン縮合体。

Figure 2007119443
(式(1)中、Pは置換基を有していてもよいポルフィリン環を表し、Lは炭素数0〜20の共役鎖状連結基を表し、Aは置換基を有していても良いアズレン環置換基を表し、nは1〜12の整数を表す。なお、nが2以上の場合、それぞれのLおよびAは互いに同じでも、異なっていても良い。) [1] A porphyrin-azulene condensate represented by the following general formula (1).
Figure 2007119443
(In formula (1), P represents a porphyrin ring which may have a substituent, L represents a conjugated chain linking group having 0 to 20 carbon atoms, and A may have a substituent. Represents an azulene ring substituent, and n represents an integer of 1 to 12. When n is 2 or more, each L and A may be the same or different.

[2] [1]において、下記一般式(2)で表されるポルフィリン−アズレン縮合体。

Figure 2007119443
(式(2)中、Pは置換基を有していてもよいポルフィリン環を表し、Aは置換基を有していても良いアズレン環置換基を表し、mは1〜10の整数を表し、nは1〜12の整数を表す。なお、nが2以上の場合、それぞれのmおよびAは互いに同じでも、異なっていても良い。) [2] A porphyrin-azulene condensate represented by the following general formula (2) in [1].
Figure 2007119443
(In the formula (2), P represents an optionally substituted porphyrin ring, A represents an optionally substituted azulene ring substituent, and m represents an integer of 1 to 10. , N represents an integer of 1 to 12. When n is 2 or more, m and A may be the same or different.

[3] [1]において、下記一般式(3)で表されるポルフィリン−アズレン縮合体。

Figure 2007119443
(式(3)中、R〜R10はそれぞれ独立に水素原子、置換基を有していても良い芳香環置換基、または炭素数0〜20の非芳香環置換基を表し、LおよびLはそれぞれ独立に炭素数0〜20の共役鎖状連結基を表し、AおよびAはそれぞれ独立に置換基を有していても良いアズレン環置換基を表し、Mは2個の水素原子もしくは2価以上の金属イオンを表す。なお、Mが3価以上の金属イオンである場合、さらに炭素数0〜20のカウンターアニオンを有していても良い。) [3] A porphyrin-azulene condensate represented by the following general formula (3) in [1].
Figure 2007119443
(Expressed in the formula (3), R 1 ~R 10 independently represents a hydrogen atom, which may have a substituent aromatic ring substituent, or a non-aromatic ring substituents 0 to 20 carbon atoms, L 1 And L 2 each independently represents a conjugated chain linking group having 0 to 20 carbon atoms, A 1 and A 2 each independently represent an azulene ring substituent which may have a substituent, and M 1 represents 2 Represents a hydrogen atom or a metal ion having a valence of 2 or more, and when M 1 is a metal ion having a valence of 3 or more, it may further have a counter anion having 0 to 20 carbon atoms.)

[4] [3]において、下記一般式(4)で表されるポルフィリン−アズレン縮合体。

Figure 2007119443
(式(4)中、R11〜R20はそれぞれ独立に水素原子、置換基を有していても良い芳香環置換基、または炭素数0〜20の非芳香環置換基を表し、AおよびAはそれぞれ独立に置換基を有していても良いアズレン環置換基を表し、Mは2個の水素原子もしくは2価以上の金属イオンを表し、pおよびqはそれぞれ独立に1〜12の整数を表す。なお、Mが3価以上の金属イオンである場合、さらに炭素数0〜20のカウンターアニオンを有していても良い。) [4] A porphyrin-azulene condensate represented by the following general formula (4) in [3].
Figure 2007119443
(Expressed in the formula (4), R 11 ~R 20 each independently represent a hydrogen atom, which may have a substituent aromatic ring substituent, or a non-aromatic ring substituents 0 to 20 carbon atoms, A 3 And A 4 each independently represents an optionally substituted azulene ring substituent, M 2 represents two hydrogen atoms or a divalent or higher metal ion, and p and q each independently represent 1 to It represents an integer of 12. In addition, when M 2 is a trivalent or higher metal ion, it may further have a counter anion having 0 to 20 carbon atoms.

[5] [1]〜[4]のいずれかに記載のポルフィリン−アズレン縮合体を含むことを特徴とする二光子吸収材料。 [5] A two-photon absorption material comprising the porphyrin-azulene condensate according to any one of [1] to [4].

前記一般式(1)で表される本発明のポルフィリン−アズレン縮合体は、高い二光子吸収断面積を示し、しかも比較的低分子量のポルフィリン単量体であることから、このポルフィリン−アズレン縮合体を用いることにより、高性能な二光子吸収材料を提供できることが期待される。   The porphyrin-azulene condensate of the present invention represented by the general formula (1) exhibits a high two-photon absorption cross section and is a relatively low molecular weight porphyrin monomer. Is expected to provide a high-performance two-photon absorption material.

本発明のポルフィリン−アズレン縮合体が高い二光子吸収断面積を有する理由の1つとしては、ポルフィリン環とアズレン環とが共役することで、ドナー−アクセプター効果が生まれたためであると推定される。   One of the reasons why the porphyrin-azulene condensate of the present invention has a high two-photon absorption cross-section is presumed to be that a donor-acceptor effect was born by conjugating the porphyrin ring and the azulene ring.

以下、本発明の実施の形態を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものでなく、その要旨の範囲内で種々に変更して実施することができる。   Embodiments of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.

[ポルフィリン−アズレン縮合体]
本発明のポルフィリン−アズレン縮合体は、下記一般式(1)、好ましくは、一般式(1)において、Lがエチニレン基又はオリゴエチニレン基である下記一般式(2)、或いは一般式(1)において、Lの置換位置がポルフィリン環のメゾ位である下記一般式(3)、特に好ましくは、一般式(3)において、L,Lがエチニレン基又はオリゴエチニレン基である下記一般式(4)、で表される、ポルフィリン環に共役鎖状連結基を介してアズレン環が結合したポルフィリン単量体系化合物である。
[Porphyrin-azulene condensate]
The porphyrin-azulene condensate of the present invention is represented by the following general formula (1), preferably, in the general formula (1), wherein L is an ethynylene group or an oligoethynylene group, or the following general formula (1) The following general formula (3) in which the substitution position of L is the meso position of the porphyrin ring, particularly preferably, in the general formula (3), L 1 and L 2 are an ethynylene group or an oligoethynylene group. And a porphyrin monomer compound in which an azulene ring is bonded to a porphyrin ring via a conjugated chain linking group.

Figure 2007119443
(式(1)中、Pは置換基を有していてもよいポルフィリン環を表し、Lは炭素数0〜20の共役鎖状連結基を表し、Aは置換基を有していても良いアズレン環置換基を表し、nは1〜12の整数を表す。なお、nが2以上の場合、それぞれのLおよびAは互いに同じでも、異なっていても良い。)
Figure 2007119443
(In formula (1), P represents a porphyrin ring which may have a substituent, L represents a conjugated chain linking group having 0 to 20 carbon atoms, and A may have a substituent. Represents an azulene ring substituent, and n represents an integer of 1 to 12. When n is 2 or more, each L and A may be the same or different.

Figure 2007119443
(式(2)中、Pは置換基を有していてもよいポルフィリン環を表し、Aは置換基を有していても良いアズレン環置換基を表し、mは1〜10の整数を表し、nは1〜12の整数を表す。なお、nが2以上の場合、それぞれのmおよびAは互いに同じでも、異なっていても良い。)
Figure 2007119443
(In the formula (2), P represents an optionally substituted porphyrin ring, A represents an optionally substituted azulene ring substituent, and m represents an integer of 1 to 10. , N represents an integer of 1 to 12. When n is 2 or more, m and A may be the same or different.

Figure 2007119443
(式(3)中、R〜R10はそれぞれ独立に水素原子、置換基を有していても良い芳香環置換基、または炭素数0〜20の非芳香環置換基を表し、LおよびLはそれぞれ独立に炭素数0〜20の共役鎖状連結基を表し、AおよびAはそれぞれ独立に置換基を有していても良いアズレン環置換基を表し、Mは2個の水素原子もしくは2価以上の金属イオンを表す。なお、Mが3価以上の金属イオンである場合、さらに炭素数0〜20のカウンターアニオンを有していても良い。)
Figure 2007119443
(Expressed in the formula (3), R 1 ~R 10 independently represents a hydrogen atom, which may have a substituent aromatic ring substituent, or a non-aromatic ring substituents 0 to 20 carbon atoms, L 1 And L 2 each independently represents a conjugated chain linking group having 0 to 20 carbon atoms, A 1 and A 2 each independently represent an azulene ring substituent which may have a substituent, and M 1 represents 2 Represents a hydrogen atom or a metal ion having a valence of 2 or more, and when M 1 is a metal ion having a valence of 3 or more, it may further have a counter anion having 0 to 20 carbon atoms.)

Figure 2007119443
(式(4)中、R11〜R20はそれぞれ独立に水素原子、置換基を有していても良い芳香環置換基、または炭素数0〜20の非芳香環置換基を表し、AおよびAはそれぞれ独立に置換基を有していても良いアズレン環置換基を表し、Mは2個の水素原子もしくは2価以上の金属イオンを表し、pおよびqはそれぞれ独立に1〜12の整数を表す。なお、Mが3価以上の金属イオンである場合、さらに炭素数0〜20のカウンターアニオンを有していても良い。)
Figure 2007119443
(Expressed in the formula (4), R 11 ~R 20 each independently represent a hydrogen atom, which may have a substituent aromatic ring substituent, or a non-aromatic ring substituents 0 to 20 carbon atoms, A 3 And A 4 each independently represents an optionally substituted azulene ring substituent, M 2 represents two hydrogen atoms or a divalent or higher metal ion, and p and q each independently represent 1 to It represents an integer of 12. In addition, when M 2 is a trivalent or higher metal ion, it may further have a counter anion having 0 to 20 carbon atoms.

以下に、一般式(1)で表される本発明のポルフィリン−アズレン縮合体について説明する。   The porphyrin-azulene condensate of the present invention represented by the general formula (1) will be described below.

{語句の説明}
本発明において「芳香環」とは、芳香族性を有する環、すなわち(4r+2)π電子系(rは自然数)を有する環を意味し、従って、「芳香族炭化水素環」と「芳香族複素環」とを含む。また、「炭化水素環」とは「芳香族炭化水素環」と「非芳香族炭化水素環」の両方を意味し、「複素環」とは、「芳香族複素環」と「非芳香族複素環」の両方を意味する。芳香環の骨格構造は、通常、5または6員環の、単環または2〜6縮合環からなり、該芳香環には、芳香族炭化水素環、芳香族複素環の他、アントラセン環、カルバゾール環、アズレン環のような縮合環も含まれる。「芳香環置換基」等の「………環置換基」とは、このような芳香環等の環から水素原子を1個取った1価の置換基である。従って、「アズレン環置換基」はアズレン環から水素原子を1個取った1価の置換基を示す。また、「非芳香環置換基」とは、芳香環置換基以外の置換基をさす。
{Explanation of words}
In the present invention, an “aromatic ring” means a ring having aromaticity, that is, a ring having a (4r + 2) π electron system (r is a natural number), and therefore, “aromatic hydrocarbon ring” and “aromatic heterocycle”. Ring ". “Hydrocarbon ring” means both “aromatic hydrocarbon ring” and “non-aromatic hydrocarbon ring”, and “heterocycle” means “aromatic heterocycle” and “non-aromatic heterocycle”. "Ring" means both. The skeleton structure of an aromatic ring is usually a 5- or 6-membered monocyclic ring or a 2-6 condensed ring. The aromatic ring includes an aromatic hydrocarbon ring, an aromatic heterocyclic ring, an anthracene ring, and a carbazole. A condensed ring such as a ring or an azulene ring is also included. “... Ring substituent” such as “aromatic ring substituent” is a monovalent substituent obtained by removing one hydrogen atom from such a ring such as an aromatic ring. Therefore, “azulene ring substituent” refers to a monovalent substituent obtained by removing one hydrogen atom from an azulene ring. Further, the “non-aromatic ring substituent” refers to a substituent other than the aromatic ring substituent.

また、「(ヘテロ)アリール」とは「アリール」と「ヘテロアリール」の両方を意味し、「(ヘテロ)アラルキル」とは「アラルキル」と「ヘテロアラルキル」の両方を意味する。   “(Hetero) aryl” means both “aryl” and “heteroaryl”, and “(hetero) aralkyl” means both “aralkyl” and “heteroaralkyl”.

また、本発明において「置換基を有していても良い」とは、置換基を1以上有していても良いことを意味する。   In the present invention, “may have a substituent” means that one or more substituents may be present.

{ポルフィリン環:P}
〈ポルフィリン環:Pの構造〉
一般式(1),(2)において、Pは、置換基((L−A)以外の置換基)を有していても良いポルフィリン環を表す。
{Porphyrin ring: P}
<Porphyrin ring: Structure of P>
In general formula (1), (2), P represents the porphyrin ring which may have a substituent (substituents other than (LA) n ).

この場合の置換基とは、特に制限はないが、一般式(3),(4)においてはR〜R10,R11〜R20で表され、炭素数20以下の芳香環置換基、炭素数0〜20の非芳香環置換基のいずれかが挙げられる。なお、この置換基が芳香環置換基の場合は、その芳香環上の水素原子がさらに炭素数20以下の任意の置換基で置換されていても良い。
これらの置換基の具体例を、以下に示す。
The substituent in this case is not particularly limited, but is represented by R 1 to R 10 and R 11 to R 20 in the general formulas (3) and (4), and an aromatic ring substituent having 20 or less carbon atoms, Any of non-aromatic ring substituents having 0 to 20 carbon atoms may be mentioned. In addition, when this substituent is an aromatic ring substituent, the hydrogen atom on the aromatic ring may be further substituted with an arbitrary substituent having 20 or less carbon atoms.
Specific examples of these substituents are shown below.

〈ポルフィリン環:Pに導入される芳香環置換基〉
(芳香環置換基の骨格構造)
芳香環置換基の骨格構造の具体例としては、5員環単環としてフラン環、チオフェン環、ピロール環、イミダゾール環、チアゾール環、オキサジアゾール環、6員環単環としてベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、縮合環としてナフタレン環、フェナンスレン環、アズレン環置換基、ピレン環、キノリン環、イソキノリン環、キノキサリン環、ベンゾフラン環、カルバゾール環、ジベンゾチオフェン環、アントラセン環等が挙げられる。これらのうち、合成上の理由から単環が好ましく、さらに好ましくは6員環の単環であり、特に好ましくはベンゼン環である。
<Porphyrin ring: Aromatic ring substituent introduced into P>
(Skeleton structure of aromatic ring substituents)
Specific examples of the skeleton structure of the aromatic ring substituent include a 5-membered monocyclic ring as a furan ring, a thiophene ring, a pyrrole ring, an imidazole ring, a thiazole ring, an oxadiazole ring, a 6-membered monocyclic ring as a benzene ring and a pyridine ring. And pyrazine ring and condensed ring include naphthalene ring, phenanthrene ring, azulene ring substituent, pyrene ring, quinoline ring, isoquinoline ring, quinoxaline ring, benzofuran ring, carbazole ring, dibenzothiophene ring, anthracene ring and the like. Of these, a monocyclic ring is preferred for reasons of synthesis, a 6-membered monocyclic ring is more preferred, and a benzene ring is particularly preferred.

(芳香環置換基が有していても良い置換基)
芳香環置換基は該芳香環上の水素原子がさらに任意の置換基で置換されていても良い。
芳香環置換基が有する置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、炭化水素環基、複素環基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、(ヘテロ)アリールオキシ基、(ヘテロ)アラルキルオキシ基、更に置換基を有していても良いアミノ基、ニトロ基、シアノ基、エステル基、ハロゲン原子、水酸基などが挙げられる。好ましくは、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数2〜20のアルキニル基、炭素数3〜20の炭化水素環基、5または6員環の単環または2〜6縮合環由来の複素環基、炭素数1〜9のアルコキシ基、炭素数2〜18のアルキルカルボニル基、炭素数2〜18の(ヘテロ)アリールオキシ基、炭素数3〜18の(ヘテロ)アラルキルオキシ基、アミノ基、炭素数2〜20のアルキルアミノ基、炭素数2〜20の(ヘテロ)アリールアミノ基、ニトロ基、シアノ基、炭素数2〜6のエステル基、ハロゲン原子、水酸基などである。
(Substituent which the aromatic ring substituent may have)
In the aromatic ring substituent, a hydrogen atom on the aromatic ring may be further substituted with an arbitrary substituent.
Examples of the substituent that the aromatic ring substituent has include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a hydrocarbon ring group, a heterocyclic group, an alkoxy group, an alkylcarbonyl group, a (hetero) aryloxy group, a (hetero) aralkyloxy group, Furthermore, an amino group, a nitro group, a cyano group, an ester group, a halogen atom, a hydroxyl group and the like which may have a substituent are exemplified. Preferably, it is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, a hydrocarbon ring group having 3 to 20 carbon atoms, a 5- or 6-membered monocyclic ring, or A heterocyclic group derived from a 2-6 condensed ring, an alkoxy group having 1 to 9 carbon atoms, an alkylcarbonyl group having 2 to 18 carbon atoms, a (hetero) aryloxy group having 2 to 18 carbon atoms, a 3 to 18 carbon atoms ( Hetero) aralkyloxy group, amino group, alkylamino group having 2 to 20 carbon atoms, (hetero) arylamino group having 2 to 20 carbon atoms, nitro group, cyano group, ester group having 2 to 6 carbon atoms, halogen atom, Such as a hydroxyl group.

炭素数1〜20のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ヘキサドデシル基などが挙げられる。   Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, iso-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, hexyl group, octyl group, hexa And dodecyl group.

炭素数2〜20のアルケニル基の例としては、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、2−メチル−1−プロペニル基、ヘキセニル基、オクテニル基、ヘキサドデセニル基などが挙げられる。   Examples of the alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms include a vinyl group, a propenyl group, a butenyl group, a 2-methyl-1-propenyl group, a hexenyl group, an octenyl group, and a hexadodecenyl group.

炭素数2〜20のアルキニル基の例としては、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、2−メチル−1−プロピニル基、ヘキシニル基、オクチニル、ヘキサドデシニル基などが挙げられる。   Examples of the alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms include ethynyl group, propynyl group, butynyl group, 2-methyl-1-propynyl group, hexynyl group, octynyl, hexadodecynyl group and the like.

炭素数3〜20の炭化水素環基の例としては、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、シクロヘキセニル基、テトラデカヒドロアントラニル基、フェニル基、アントラニル基、フェナンスリル基、フェロセニル基などが挙げられる。   Examples of the hydrocarbon ring group having 3 to 20 carbon atoms include a cyclopropyl group, a cyclohexyl group, a cyclohexenyl group, a tetradecahydroanthranyl group, a phenyl group, an anthranyl group, a phenanthryl group, and a ferrocenyl group.

5または6員環の単環または2〜6縮合環由来の複素環基の例としては、ピリジル基、チエニル基、ベンゾチエニル基、カルバゾリル基、キノリニル基、2−ピペリジニル基、2−ピペラジニル基、オクタヒドロキノリニル基などが挙げられる。   Examples of 5- or 6-membered monocyclic or heterocyclic groups derived from 2 to 6 condensed rings include pyridyl, thienyl, benzothienyl, carbazolyl, quinolinyl, 2-piperidinyl, 2-piperazinyl, An octahydroquinolinyl group etc. are mentioned.

炭素数1〜9のアルコキシ基の例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、iso−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基などが挙げられる。   Examples of the alkoxy group having 1 to 9 carbon atoms include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, iso-butoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group, hexyloxy group, octyloxy Group and the like.

炭素数2〜18のアルキルカルボニル基の例としては、メチルカルボニル基、エチルカルボニル基、イソプロピルカルボニル基、tert−ブチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、ヘキサドデシルカルボニル基などが挙げられる。   Examples of the alkylcarbonyl group having 2 to 18 carbon atoms include a methylcarbonyl group, an ethylcarbonyl group, an isopropylcarbonyl group, a tert-butylcarbonyl group, a cyclohexylcarbonyl group, and a hexadodecylcarbonyl group.

炭素数2〜18の(ヘテロ)アリールオキシ基の例としては、フェノキシ基、ナフチルオキシ基、ピレニルオキシ基等のアリールオキシ基や、2−チエニルオキシ基、2−フリルオキシ基、2−キノリルオキシ基等のヘテロアリールオキシ基などが挙げられる。   Examples of the (hetero) aryloxy group having 2 to 18 carbon atoms include aryloxy groups such as phenoxy group, naphthyloxy group, pyrenyloxy group, 2-thienyloxy group, 2-furyloxy group, 2-quinolyloxy group, etc. And the heteroaryloxy group.

炭素数3〜18の(ヘテロ)アラルキルオキシ基の例としては、ベンジルオキシ基、フェネチルオキシ基、ナフチルメトキシ基、ピレニルメトキシ基等のアラルキルオキシ基や、2−チエニルメトキシ基、2−フリルメトキシ基、2−キノリルメトキシ基等のヘテロアラルキルオキシ基などが挙げられる。   Examples of the (hetero) aralkyloxy group having 3 to 18 carbon atoms include aralkyloxy groups such as benzyloxy group, phenethyloxy group, naphthylmethoxy group, pyrenylmethoxy group, 2-thienylmethoxy group, 2-furylmethoxy group, Heteroaralkyloxy groups such as 2-quinolylmethoxy group and the like can be mentioned.

炭素数2〜20のアルキルアミノ基の例としては、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、メチルエチルアミノ基、ジブチルアミノ基、ピペリジル基、ヘキサドデシルアミノ基などが挙げられる。   Examples of the alkylamino group having 2 to 20 carbon atoms include an ethylamino group, a dimethylamino group, a methylethylamino group, a dibutylamino group, a piperidyl group, and a hexadodecylamino group.

炭素数2〜20の(ヘテロ)アリールアミノ基の例としては、ジフェニルアミノ基、ジナフチルアミノ基、ナフチルフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、ピレニルアミノ基等のアリールアミノ基や、ジ(2−チエニル)アミノ基、ジ(2−フリル)アミノ基、フェニル(2−チエニル)アミノ基等のヘテロアリールアミノ基などが挙げられる。   Examples of the (hetero) arylamino group having 2 to 20 carbon atoms include an arylamino group such as a diphenylamino group, a dinaphthylamino group, a naphthylphenylamino group, a ditolylamino group, and a pyrenylamino group, and di (2-thienyl) amino. And heteroarylamino groups such as a group, a di (2-furyl) amino group, and a phenyl (2-thienyl) amino group.

炭素数2〜6のエステル基の例としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基などが挙げられる。   Examples of the ester group having 2 to 6 carbon atoms include methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, propoxycarbonyl group, isopropoxycarbonyl group, tert-butoxycarbonyl group and the like.

ハロゲン原子の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子などが挙げられる。   Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.

芳香環置換基上の水素原子がさらに置換基で置換されている場合、該置換基同士が結合して環状構造をなしてもよい。例えば、芳香環置換基がベンゼン環由来の基である場合、該ベンゼン環が有する置換基同士が結合して環状構造を形成している例として以下に示す構造が挙げられる。なお、以下において、aの部分がポルフィリン環への結合位置である。   When the hydrogen atom on the aromatic ring substituent is further substituted with a substituent, the substituents may be bonded to each other to form a cyclic structure. For example, when the aromatic ring substituent is a group derived from a benzene ring, the following structures are exemplified as examples in which substituents of the benzene ring are bonded to each other to form a cyclic structure. In the following, the part a is the bonding position to the porphyrin ring.

Figure 2007119443
Figure 2007119443

なお、該芳香環置換基上の水素原子がさらに置換基で置換されていることが、本発明のポルフィリン−アズレン縮合体の溶媒への溶解性向上の面で好ましい。   In addition, it is preferable from the surface of the solubility improvement to the solvent of the porphyrin-azulene condensate of this invention that the hydrogen atom on this aromatic ring substituent is further substituted by the substituent.

〈ポルフィリン環:Pに導入される非芳香環置換基〉
ポルフィリン環が有していても良い置換基が炭素数0〜20の非芳香環置換基である場合、その具体例としては、上述した芳香環置換基が有していても良い置換基のうち、非芳香環置換基であるものが相当する。
<Porphyrin ring: non-aromatic ring substituent introduced into P>
When the substituent that the porphyrin ring may have is a non-aromatic ring substituent having 0 to 20 carbon atoms, as specific examples thereof, among the substituents that the above-described aromatic ring substituent may have , Which are non-aromatic ring substituents.

なお、本発明のポルフィリン−アズレン縮合体の安定性の面から、一般式(3)においてRおよびRは置換基を有していても良い芳香環置換基であることが好ましく、R〜R10は水素原子、もしくは炭素数0〜20の非芳香環置換基であることが好ましく、特に水素原子が好ましい。 From the viewpoint of the stability of the porphyrin-azulene condensate of the present invention, in the general formula (3), R 1 and R 2 are preferably an aromatic ring substituent which may have a substituent, and R 3 to R 10 is preferably a non-aromatic ring substituents hydrogen atom or a 0 to 20 carbon atoms, particularly preferably a hydrogen atom.

{共役鎖状連結基:L、L、L
〈共役鎖状連結基の構造〉
一般式(1),(3)において、L、LおよびLは炭素数0〜20の共役鎖状連結基を表す。ここで、共役鎖状連結基とは、二重結合もしくは三重結合によりポルフィリン環とアズレン環の共役がつながるよう結合させる直鎖状連結基を表す。その具体例としては、以下に示すビニレン基、エチニレン基、アゾ基、イミノ基およびこれらのオリゴマー、或いはこれらの2種以上の組み合わせなどが挙げられる(以下において、kは1以上の整数である。)。なお、L、L、Lは直線状の共役鎖、特にエチニレン基又はオリゴエチニレン基であること、即ち、本発明のポルフィリン−アズレン縮合体は前記一般式(2)で表されることが二光子吸収特性向上の面で好ましい。
{Conjugated chain linking group: L, L 1 , L 2 }
<Structure of conjugated chain linking group>
In the general formulas (1) and (3), L, L 1 and L 2 represent a conjugated chain linking group having 0 to 20 carbon atoms. Here, the conjugated chain linking group refers to a linear linking group that is bonded so that the conjugation of the porphyrin ring and the azulene ring is connected by a double bond or a triple bond. Specific examples thereof include the following vinylene group, ethynylene group, azo group, imino group and oligomers thereof, or combinations of two or more thereof (herein, k is an integer of 1 or more). ). Note that L, L 1 and L 2 are linear conjugated chains, particularly ethynylene groups or oligoethynylene groups, that is, the porphyrin-azulene condensate of the present invention is represented by the general formula (2). It is preferable in terms of improving photon absorption characteristics.

ここで「オリゴ…………基」とは、以下において、kが10以下、例えば2〜10、特に2〜4であるものをさす。   Here, “oligo ………… group” refers to those in which k is 10 or less, for example, 2 to 10, particularly 2 to 4.

Figure 2007119443
Figure 2007119443

なお、一般式(2)において、mは1〜10の整数を表す。mは数字が小さい方が本発明のポルフィリン−アズレン縮合体の安定性および吸収波長の過度の長波長化を防止できる面で好ましく、1〜2であることが特に好ましい。なお、nが2以上の場合、各々のmは同一であっても異なっていても良いが、同一であることがポルフィリン−アズレン縮合体の合成面で好ましい。   In general formula (2), m represents an integer of 1 to 10. The smaller number of m is preferable in view of stability of the porphyrin-azulene condensate of the present invention and prevention of excessively long absorption wavelength, and particularly preferably 1 to 2. When n is 2 or more, each m may be the same or different, but the same is preferable in terms of the synthesis of the porphyrin-azulene condensate.

また、一般式(1)においてnが2以上でLが複数存在する場合、それぞれのL、あるいは一般式(3)におけるLとLとは、互いに同じでも異なっていてもよい。それぞれのL、あるいはLとLとは、互いに同一であることがポルフィリン−アズレン縮合体の合成面で好ましいが、同一でないことが溶媒への溶解性向上の面で好ましい。 In the general formula (1), when n is 2 or more and a plurality of L are present, each L or L 1 and L 2 in the general formula (3) may be the same as or different from each other. Each L or L 1 and L 2 are preferably the same from the viewpoint of synthesis of the porphyrin-azulene condensate, but not the same from the viewpoint of improving the solubility in a solvent.

〈Lのポルフィリン環Pへの置換位置〉
Lは、ポルフィリン環中のいずれの炭素原子に結合していても良いが、本発明のポルフィリン−アズレン縮合体の安定性の面からポルフィリン環のメゾ位に結合していること、即ち、本発明のポルフィリン−アズレン縮合体は一般式(3)で表されることが好ましい。
<Substitution position of L to porphyrin ring P>
L may be bonded to any carbon atom in the porphyrin ring, but L is bonded to the meso position of the porphyrin ring from the viewpoint of stability of the porphyrin-azulene condensate of the present invention, that is, the present invention. The porphyrin-azulene condensate is preferably represented by the general formula (3).

{n}
一般式(1),(2)において、nは1〜12の整数を表す。なお、nの値は大きいほど、本発明のポルフィリン−アズレン縮合体の二光子吸収特性向上の面で好ましいが、小さいほど合成面で好ましく、一般式(1)〜(3)において、nは特に好ましくは2〜4である。
{N}
In general formula (1), (2), n represents the integer of 1-12. The larger the value of n, the better in terms of improving the two-photon absorption characteristics of the porphyrin-azulene condensate of the present invention, but the smaller the value, the better in terms of synthesis. In general formulas (1) to (3), n is particularly Preferably it is 2-4.

{アズレン環置換基:A、A、A
一般式(1)〜(3)において、アズレン環置換基A、AおよびAは、L,L,Lの導入位置以外に置換基を有していても良いアズレン環置換基を表す。この場合、アズレン環置換基が有していても良い置換基としては、上記のポルフィリン環が有していても良い置換基が相当する。なお、A、AおよびAは、これらの置換基を有していることが、本発明のポルフィリン−アズレン縮合体の溶媒への溶解性向上の面で好ましいが、有していないことが二光子吸収特性向上の面で好ましい。
{Azulene ring substituent: A, A 1 , A 2 }
In the general formulas (1) to (3), the azulene ring substituents A, A 1 and A 2 represent an azulene ring substituent which may have a substituent other than the introduction position of L, L 1 and L 2. To express. In this case, the substituent that the azulene ring substituent may have corresponds to the substituent that the porphyrin ring may have. A, A 1 and A 2 preferably have these substituents in terms of improving the solubility of the porphyrin-azulene condensate of the present invention in a solvent, but may not have them. It is preferable in terms of improving the two-photon absorption characteristics.

また、一般式(1),(2)において、nが2以上でAが複数存在する場合、それぞれのA、あるいは一般式(3)におけるAとAとは、互いに同じでも異なっていてもよい。それぞれのA、あるいはAとAとは互いに同一であることがポルフィリン−アズレン縮合体の合成面で好ましいが、同一でないことが溶媒への溶解性向上の面で好ましい。 In the general formulas (1) and (2), when n is 2 or more and a plurality of A are present, each A, or A 1 and A 2 in the general formula (3) are the same or different from each other. Also good. Each A or A 1 and A 2 are preferably the same from the viewpoint of synthesis of the porphyrin-azulene condensate, but not the same from the viewpoint of improving the solubility in a solvent.

〈L,L,Lのアズレン環置換基A,A,Aへの置換位置〉
L,L,Lのアズレン環置換基A,A,Aへの置換位置は、アズレン環置換基が電子受容性基として働く位置に置換することが、ポルフィリン−アズレン縮合体の二光子吸収特性向上の面で好ましい。この置換位置はアズレン環置換基に導入される置換基の有無や置換基の種類によっても異なるが、具体的には、下記の構造式において、8位、6位、4位が好ましい。
一方、一光子吸収効果をより低減できる点では、L,L,Lのアズレン環置換基A,A,Aへの置換位置は、アズレン環置換基が電子供与性基として働く位置、具体的には、下記構造式において、1位,3位,5位,7位であることが好ましい。
<Substitution positions of L, L 1 and L 2 to azulene ring substituents A, A 1 and A 2 >
The substitution positions of L, L 1 , and L 2 on the azulene ring substituents A, A 1 , and A 2 may be substituted with positions at which the azulene ring substituents function as electron accepting groups. It is preferable in terms of improving photon absorption characteristics. Although this substitution position varies depending on the presence or absence of a substituent introduced into the azulene ring substituent and the type of the substituent, specifically, the 8th, 6th and 4th positions are preferred in the following structural formula.
On the other hand, in the point that the one-photon absorption effect can be further reduced, the positions of substitution of L, L 1 and L 2 on the azulene ring substituents A, A 1 and A 2 are the positions where the azulene ring substituents function as electron donating groups. Specifically, in the following structural formula, the 1st, 3rd, 5th and 7th positions are preferable.

Figure 2007119443
Figure 2007119443

{M
一般式(3)において、Mは水素原子もしくは2価以上の金属イオンを表す。金属イオンの金属元素はポルフィリン環内部に配位し得るものであれば何でもよく、例えばMg,Al,Si,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Mo,Ru,Rh,Pd,Ag,Pt,Au,Er等が挙げられる。
これらのうち、経済面よりCo、Ni、Cu、Znであることが特に好ましい。
{M 1 }
In the general formula (3), M 1 represents a hydrogen atom or a divalent or higher metal ion. The metal element of the metal ion is not particularly limited as long as it can coordinate inside the porphyrin ring. For example, Mg, Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Pt, Au, Er, etc. are mentioned.
Of these, Co, Ni, Cu, and Zn are particularly preferable from the economical viewpoint.

が3価以上の金属イオンである場合、更に炭素数0〜20のカウンターアニオンを有していても良い。該カウンターアニオンの具体例としては、水、アルコール、フェノール、カルボン酸、ホスホン酸、ハロゲン、過塩素酸、過沃素酸、シアン酸、イソシアン酸、イソチオシアン酸、アジド、硝酸、炭酸、炭酸水素酸、置換または無置換の硫酸(硫酸、硫酸水素酸、メチル硫酸など)、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、トシル酸、置換または無置換のリン酸(リン酸、リン酸水素酸、リン酸二水素酸、フェニルリン酸など)、六フッ化リン、六フッ化アンチモン、置換または無置換のホスフィン酸(ホスフィン酸、メチルホスフィン酸など)、置換または無置換のボロン酸(テトラフェニルボロン酸など)、ベンゼンスルホン酸、酢酸、トリフルオロ酢酸等をそれぞれアニオン化したもの等が挙げられる。
これらのうち、合成上の観点からヒドロキシルアニオン、ハロゲンアニオン、四フッ化ホウ素アニオン、六フッ化リンアニオンなどが好ましい。
When M 1 is a trivalent or higher metal ion, it may further have a counter anion having 0 to 20 carbon atoms. Specific examples of the counter anion include water, alcohol, phenol, carboxylic acid, phosphonic acid, halogen, perchloric acid, periodic acid, cyanic acid, isocyanic acid, isothiocyanic acid, azide, nitric acid, carbonic acid, hydrogencarbonate, Substituted or unsubstituted sulfuric acid (sulfuric acid, hydrosulfuric acid, methylsulfuric acid, etc.), methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, tosylic acid, substituted or unsubstituted phosphoric acid (phosphoric acid, hydrophosphoric acid, dihydrogen phosphate) Acid, phenylphosphoric acid, etc.), phosphorous hexafluoride, antimony hexafluoride, substituted or unsubstituted phosphinic acid (phosphinic acid, methylphosphinic acid etc.), substituted or unsubstituted boronic acid (tetraphenylboronic acid etc.), Examples include anionized benzenesulfonic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid and the like.
Among these, from the viewpoint of synthesis, a hydroxyl anion, a halogen anion, a boron tetrafluoride anion, a phosphorus hexafluoride anion and the like are preferable.

{好適例}
本発明のポルフィリン−アズレン縮合体は、特に好ましくは、下記一般式(4)で表される。
{Preferred example}
The porphyrin-azulene condensate of the present invention is particularly preferably represented by the following general formula (4).

Figure 2007119443
(式(4)中、R11〜R20はそれぞれ独立に水素原子、置換基を有していても良い芳香環置換基、または炭素数0〜20の非芳香環置換基を表し、AおよびAはそれぞれ独立に置換基を有していても良いアズレン環置換基を表し、Mは2個の水素原子もしくは2価以上の金属イオンを表し、pおよびqはそれぞれ独立に1〜12の整数を表す。なお、Mが3価以上の金属イオンである場合、さらに炭素数0〜20のカウンターアニオンを有していても良い。)
Figure 2007119443
(Expressed in the formula (4), R 11 ~R 20 each independently represent a hydrogen atom, which may have a substituent aromatic ring substituent, or a non-aromatic ring substituents 0 to 20 carbon atoms, A 3 And A 4 each independently represents an optionally substituted azulene ring substituent, M 2 represents two hydrogen atoms or a divalent or higher metal ion, and p and q each independently represent 1 to It represents an integer of 12. In addition, when M 2 is a trivalent or higher metal ion, it may further have a counter anion having 0 to 20 carbon atoms.

〈R11〜R20
11〜R20は、それぞれ独立に水素原子、置換基を有していても良い芳香環置換基、または炭素数0〜20の非芳香環置換基を表す。その具体例としては上述のポルフィリン環:Pが有していても良い置換基(一般式(3)のR〜R10)として挙げられた置換基が相当する。
<R 11 ~R 20>
R 11 to R 20 each independently represent a hydrogen atom, an aromatic ring substituent which may have a substituent, or a non-aromatic ring substituent having 0 to 20 carbon atoms. Specific examples thereof include the substituents mentioned as the substituents (R 1 to R 10 in the general formula (3)) that the above-described porphyrin ring: P may have.

なお、本発明のポルフィリン−アズレン縮合体の安定性の面から、R11およびR12は置換基を有していても良い芳香環置換基であることが好ましく、R13〜R20は水素原子、もしくは炭素数0〜20の非芳香環置換基であることが好ましく、特に水素原子が好ましい。 From the viewpoint of stability of the porphyrin-azulene condensate of the present invention, R 11 and R 12 are preferably aromatic ring substituents which may have a substituent, and R 13 to R 20 are hydrogen atoms. Or a non-aromatic ring substituent having 0 to 20 carbon atoms, particularly preferably a hydrogen atom.

〈p、q〉
pおよびqはそれぞれ独立に1〜10の整数を表す。このうち、p,qは数字が小さい方が本発明のポルフィリン−アズレン縮合体の安定性および吸収波長の過度の長波長化を防止できる面で好ましく、それぞれ1〜2であることが特に好ましい。なお、pとqは同一であることがポルフィリン−アズレン縮合体の合成面で好ましい。
<P, q>
p and q each independently represents an integer of 1 to 10. Among these, the smaller numbers of p and q are preferable in view of stability of the porphyrin-azulene condensate of the present invention and prevention of excessively long absorption wavelength, and it is particularly preferable that the number is 1 or 2 respectively. In addition, it is preferable in the synthetic | combination surface of a porphyrin-azulene condensate that p and q are the same.

〈A、A
およびAはそれぞれ独立に置換基を有していても良いアズレン環置換基を表す。その具体例としては、上述の一般式(1)のA(一般式(3)のA,A)の具体例がそれぞれ相当する。なお、AとAはそれぞれ同一であることが本発明のポルフィリン−アズレン縮合体の合成面で好ましいが、同一でないことが溶媒への溶解性向上の面で好ましい。
<A 3 ,A 4>
A 3 and A 4 each independently represent an azulene ring substituent which may have a substituent. As specific examples thereof, specific examples of A in the above general formula (1) (A 1 and A 2 in general formula (3)) respectively correspond. Incidentally, porphyrins of the present invention that A 3 and A 4 are each the same - is preferred in the synthesis face of azulene condensate, it is preferred from the viewpoint of improving solubility in solvents not identical.

〈M
一般式(4)において、Mは水素原子もしくは2価以上の金属イオンを表し、その具体例としては、一般式(3)におけるMとして例示したものが挙げられる。
<M 2 >
In General Formula (4), M 2 represents a hydrogen atom or a divalent or higher-valent metal ion, and specific examples thereof include those exemplified as M 1 in General Formula (3).

{ポルフィリン−アズレン縮合体の分子量}
本発明のポルフィリン−アズレン縮合体は、分子量増大にともなう二光子吸収特性低下防止の面から、その分子量は通常2,000以下、中でも1,500以下であることが好ましい。
なお、本発明のポルフィリン−アズレン縮合体は、通常水不溶性であることが好ましい。
{Molecular weight of porphyrin-azulene condensate}
The porphyrin-azulene condensate of the present invention has a molecular weight of usually 2,000 or less, particularly preferably 1,500 or less, from the viewpoint of preventing the two-photon absorption characteristics from being lowered with an increase in molecular weight.
The porphyrin-azulene condensate of the present invention is usually preferably insoluble in water.

{具体例}
本発明のポルフィリン−アズレン縮合体の骨格構造の具体例を以下に例示するが、本発明のポルフィリン−アズレン縮合体は、本発明の要旨を超えない限りこれらに限定されるものではない。なお、以下においてAcはアセチル基を、Etはエチル基を示し、以下の例示化合物は、以下に示される以外の置換基を更に有していても良い。
{Concrete example}
Specific examples of the skeleton structure of the porphyrin-azulene condensate of the present invention are illustrated below, but the porphyrin-azulene condensate of the present invention is not limited to these unless it exceeds the gist of the present invention. In the following, Ac represents an acetyl group, Et represents an ethyl group, and the following exemplary compounds may further have a substituent other than those shown below.

Figure 2007119443
Figure 2007119443

Figure 2007119443
Figure 2007119443

Figure 2007119443
Figure 2007119443

Figure 2007119443
Figure 2007119443

さらに、本発明のポルフィリン−アズレン縮合体の具体例としては、その骨格構造の特に好ましい例として挙げられた、前記一般式(4)において、各置換基や連結基、置換基数が下記表1に示すようなものであるものが挙げられる。   Furthermore, as specific examples of the porphyrin-azulene condensate of the present invention, each substituent, linking group, and number of substituents in the general formula (4) mentioned as a particularly preferable example of the skeleton structure are shown in Table 1 below. What is shown is mentioned.

Figure 2007119443
Figure 2007119443

{合成法}
本発明のポルフィリン−アズレン縮合体は、例えば以下の方法で合成可能である。
Lがアセチレンである化合物については、以下の反応式で、ハロゲン化したポルフィリンに例えばアセチレン置換したアズレンを、薗頭反応等を用いてカップリングすることにより得られる。なお、以下において、Pはポルフィリン環を、Aはアズレン環置換基を表す。
{Synthesis method}
The porphyrin-azulene condensate of the present invention can be synthesized, for example, by the following method.
A compound in which L is acetylene can be obtained by coupling azulene substituted with, for example, acetylene to a halogenated porphyrin using the Sonogashira reaction or the like in the following reaction formula. In the following, P represents a porphyrin ring, and A represents an azulene ring substituent.

Figure 2007119443
Figure 2007119443

{二光子吸収特性}
本発明のポルフィリン−アズレン縮合体のうち好ましいものは、二光子吸収特性に優れる。ここで、二光子吸収特性に優れるとは、該ポルフィリン−アズレン縮合体のZ−Scan法による二光子吸収断面積が通常5,000GM以上、好ましくは7,000GM以上、特に好ましくは10,000GM以上であることであり、ポンプ・プローブ法による測定において、一光子吸収効果がなく、かつ二光子吸収断面積が通常500GM以上、好ましくは1,000GM以上、特に好ましくは2,000GM以上(ニトロベンゼン=0.11GMとした場合)であることである。なお、一光子吸収効果の有無の判定については、実施例の項にて詳細に述べる。
{Two-photon absorption characteristics}
Preferred among the porphyrin-azulene condensates of the present invention are excellent in two-photon absorption characteristics. Here, the excellent two-photon absorption property means that the two-photon absorption cross-section of the porphyrin-azulene condensate according to the Z-Scan method is usually 5,000 GM or more, preferably 7,000 GM or more, particularly preferably 10,000 GM or more. In the measurement by the pump-probe method, there is no one-photon absorption effect, and the two-photon absorption cross section is usually 500 GM or more, preferably 1,000 GM or more, particularly preferably 2,000 GM or more (nitrobenzene = 0) .11GM). The determination of the presence or absence of the one-photon absorption effect will be described in detail in the section of the examples.

{用途}
本発明の新規ポルフィリン−アズレン縮合体は、後述の二光子吸収材料の他にも、電子輸送材料、光または磁気記録材料、電池材料、表示部材材料、医療材料などの様々な用途に応用可能である。
{Usage}
The novel porphyrin-azulene condensate of the present invention can be applied to various uses such as an electron transport material, an optical or magnetic recording material, a battery material, a display member material, and a medical material in addition to the two-photon absorption material described later. is there.

[二光子吸収材料]
本発明の二光子吸収材料は、上述のような本発明のポルフィリン−アズレン縮合体を含むものである。
なお、本発明の二光子吸収材料中には、本発明のポルフィリン−アズレン縮合体の1種が単独で含まれていても良いし、2種以上が混合して含まれていても良い。
[Two-photon absorption material]
The two-photon absorption material of the present invention contains the porphyrin-azulene condensate of the present invention as described above.
In addition, in the two-photon absorption material of the present invention, one type of the porphyrin-azulene condensate of the present invention may be contained alone, or two or more types may be mixed and contained.

本発明の二光子吸収材料は、本発明のポルフィリン−アズレン縮合体の1種もしくは該ポルフィリン−アズレン縮合体を2種以上の混合物の粉末状結晶をそのままの状態で、ブロックや粉末として;或いは、ヘキサン、トルエン、キシレン、塩化メチレン、クロロホルム、エーテル、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、アセトン、2−ブタノン、メタノール、エタノール、トリフルオロメチルベンゼン、酢酸、トリエチルアミン等の溶媒、ポリマー、ゲル中に溶解または分散させた液状物として;或いは、このような液状物を基板に塗布した後溶媒を除去して得られる薄膜状物として;各種用途に供することができる。
例えば本発明のポルフィリン−アズレン縮合体を含む二光子吸収材料を用いて、光学記録媒体を作製することができる。
The two-photon absorption material of the present invention is a block or powder in the state of a powdery crystal of one kind of the porphyrin-azulene condensate of the present invention or a mixture of two or more kinds of the porphyrin-azulene condensate; or Dissolved or dispersed in solvent, polymer, gel such as hexane, toluene, xylene, methylene chloride, chloroform, ether, tetrahydrofuran, ethyl acetate, acetone, 2-butanone, methanol, ethanol, trifluoromethylbenzene, acetic acid, triethylamine As a liquid; or as a thin film obtained by removing the solvent after applying such a liquid to a substrate; it can be used for various applications.
For example, an optical recording medium can be produced using a two-photon absorption material containing the porphyrin-azulene condensate of the present invention.

なお、二光子吸収材料が、本発明の新規ポルフィリン−アズレン縮合体を含んでいることは、該材料を分解、抽出等の処理を施した後、例えば、液体クロマトグラフィー−質量分析法(LC−MS)や核磁気共鳴スペクトル法(NMR)などで分析することにより確認することができる。   The two-photon absorption material contains the novel porphyrin-azulene condensate of the present invention after the material has been subjected to treatments such as decomposition and extraction, and then, for example, liquid chromatography-mass spectrometry (LC- MS) or nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) can be used for analysis.

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.

[本発明のポルフィリン−アズレン縮合体の合成例]
実施例1:前記例示化合物(C−1)の合成

Figure 2007119443
[Synthesis Example of Porphyrin-Azulene Condensate of the Present Invention]
Example 1: Synthesis of the exemplified compound (C-1)
Figure 2007119443

5,15−ビス−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−10,20−ビス−(トリイソプロピルシリルエチニル)−ポルフィリン亜鉛錯体(348mg)をテトラヒドロフラン(THF)(60mL)に溶かし、0℃に冷却した後テトラブチルアンモニウムフロリド水和物(TBAF)(203mg)を加えた。室温で15分間撹拌した後、飽和食塩水を加えて反応を停止した。この混合物から有機層をジクロロメタンで抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機層を濃縮し、再結晶することで5,15−ビス−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−10,20−ジエチニル−ポルフィリン亜鉛錯体を得た。収量206.1mg(82%)   5,15-bis- (3,5-di-tert-butylphenyl) -10,20-bis- (triisopropylsilylethynyl) -porphyrin zinc complex (348 mg) was dissolved in tetrahydrofuran (THF) (60 mL), and 0 After cooling to ° C., tetrabutylammonium fluoride hydrate (TBAF) (203 mg) was added. After stirring at room temperature for 15 minutes, saturated brine was added to stop the reaction. The organic layer was extracted from this mixture with dichloromethane and dried over anhydrous sodium sulfate. The organic layer was concentrated and recrystallized to obtain 5,15-bis- (3,5-di-tert-butylphenyl) -10,20-diethynyl-porphyrin zinc complex. Yield 206.1 mg (82%)

アルゴン雰囲気下、3−ヨード−1−ヘキシルオキシカルボニルアズレン(60mg)、トリエチルアミン(1.6mL)、Pd(PhP)(18mg)、CuI(3mg)をTHF6mLに撹拌しながら溶かした。これに5,15−ビス−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−10,20−ジエチニル−ポルフィリン亜鉛錯体(75mg)のTHF(30mL)溶液を室温でゆっくりと滴下した。反応混合物を室温で15時間撹拌した後、飽和食塩水を加えて反応を停止した。有機層をクロロホルムで抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
溶媒を留去した後、残査をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、THF/ヘキサン=5/1・2/1・THFのみの順に溶媒を流して緑色帯を分取)およびGPC(THF)により分離することで目的化合物(C−1)を得た。収量44.2mg(43%)
Under an argon atmosphere, 3-iodo-1-hexyloxycarbonylazulene (60 mg), triethylamine (1.6 mL), Pd (Ph 3 P) 4 (18 mg), and CuI (3 mg) were dissolved in 6 mL of THF with stirring. A solution of 5,15-bis- (3,5-di-tert-butylphenyl) -10,20-diethynyl-porphyrin zinc complex (75 mg) in THF (30 mL) was slowly added dropwise thereto at room temperature. The reaction mixture was stirred at room temperature for 15 hours, and then saturated brine was added to stop the reaction. The organic layer was extracted with chloroform and dried over anhydrous sodium sulfate.
After distilling off the solvent, the residue is separated by column chromatography (silica gel, THF / hexane = 5/1 · 2/1 · THF is used to remove the green band in order) and GPC (THF). This gave the target compound (C-1). Yield 44.2 mg (43%)

実施例2:前記例示化合物(C−2)の合成

Figure 2007119443
Example 2: Synthesis of the exemplified compound (C-2)
Figure 2007119443

アルゴン雰囲気下、6−ブロモ−1,3−ビス(ヘキシルオキシカルボニル)−アズレン(60mg)、トリエチルアミン(1.3mL)、Pd(PhP)(15mg)、CuI(3mg)をTHF5mLに撹拌しながら溶かした。これに、実施例1と同様にして合成した5,15−ビス−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−10,20−ジエチニル−ポルフィリン亜鉛錯体(62mg)のTHF(25mL)溶液を室温でゆっくりと滴下した。反応混合物を室温で12時間撹拌した後、飽和食塩水を加えて反応を停止した。有機層をクロロホルムで抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去した後、実施例1と同様の操作によって目的化合物(C−2)を得た。収量87.9mg(87%) Under argon atmosphere, 6-bromo-1,3-bis (hexyloxycarbonyl) -azulene (60 mg), triethylamine (1.3 mL), Pd (Ph 3 P) 4 (15 mg) and CuI (3 mg) were stirred in 5 mL of THF. While melting. To this, a THF (25 mL) solution of 5,15-bis- (3,5-di-tert-butylphenyl) -10,20-diethynyl-porphyrin zinc complex (62 mg) synthesized in the same manner as in Example 1 was added. It was slowly added dropwise at room temperature. The reaction mixture was stirred at room temperature for 12 hours, and then saturated brine was added to stop the reaction. The organic layer was extracted with chloroform and dried over anhydrous sodium sulfate. After the solvent was distilled off, the target compound (C-2) was obtained by the same operation as in Example 1. Yield 87.9 mg (87%)

実施例3:前記例示化合物(C−3)の合成

Figure 2007119443
Example 3: Synthesis of the exemplified compound (C-3)
Figure 2007119443

アルゴン雰囲気下、実施例1と同様にして合成した5,15−ビス−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−10,20−ジエチニル−ポルフィリン亜鉛錯体(230mg)をTHF/ピリジン混合溶媒(THF30mL/ピリジン0.3mL)に溶かし、LiHMDS(0.58mL,1M溶液)を滴下した。室温で10分間撹拌した後、トリイソプロピルシリルクロリド(0.19mL)を加え、さらに30分間撹拌した。その後、1M水酸化カリウム水溶液を加えて反応を停止し、クロロホルムで有機層を抽出した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮した後、残査をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、ヘキサン/THF/ピリジン=10/2/1)により分離精製して、5−エチニル−15−トリイソプロピルシリルエチニル−10,20−ビス−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−ポルフィリン亜鉛錯体を得た。収量105.9mg(39%)   Under an argon atmosphere, 5,15-bis- (3,5-di-tert-butylphenyl) -10,20-diethynyl-porphyrin zinc complex (230 mg) synthesized in the same manner as in Example 1 was mixed with a THF / pyridine mixed solvent. (THF 30 mL / pyridine 0.3 mL) was dissolved, and LiHMDS (0.58 mL, 1M solution) was added dropwise. After stirring at room temperature for 10 minutes, triisopropylsilyl chloride (0.19 mL) was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes. Thereafter, 1M aqueous potassium hydroxide solution was added to stop the reaction, and the organic layer was extracted with chloroform. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated, and the residue was separated and purified by column chromatography (silica gel, hexane / THF / pyridine = 10/2/1) to give 5-ethynyl-15-triisopropylsilyl. Ethinyl-10,20-bis- (3,5-di-tert-butylphenyl) -porphyrin zinc complex was obtained. Yield 105.9 mg (39%)

アルゴン雰囲気下、3−ヨード−1−ヘキシルオキシカルボニルアズレン(60mg)、トリエチルアミン(1.5mL)、Pd(PhP)(18mg)、CuI(3mg)をTHF10mLに撹拌しながら溶かした。これに5−エチニル−15−トリイソプロピルシリルエチニル−10,20−ビス−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−ポルフィリン亜鉛錯体(180mg)のTHF(20mL)溶液を室温でゆっくりと滴下した。反応混合物を室温で24時間撹拌した後、飽和食塩水を加えて反応を停止した。有機層をクロロホルムで抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去した後、実施例1と同様にカラムクロマトグラフィーにより分離することで5−トリイソプロピルシリルエチニル−15−(3−ヘキシルオキシカルボニル−1−アズレニルエチニル)−10,20−ビス−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−ポルフィリン亜鉛錯体を得た。収量117.7mg(62%) Under an argon atmosphere, 3-iodo-1-hexyloxycarbonylazulene (60 mg), triethylamine (1.5 mL), Pd (Ph 3 P) 4 (18 mg), and CuI (3 mg) were dissolved in 10 mL of THF with stirring. To this was slowly added dropwise a solution of 5-ethynyl-15-triisopropylsilylethynyl-10,20-bis- (3,5-di-tert-butylphenyl) -porphyrin zinc complex (180 mg) in THF (20 mL) at room temperature. did. The reaction mixture was stirred at room temperature for 24 hours, and then saturated brine was added to stop the reaction. The organic layer was extracted with chloroform and dried over anhydrous sodium sulfate. After distilling off the solvent, 5-triisopropylsilylethynyl-15- (3-hexyloxycarbonyl-1-azurenylethynyl) -10,20-bis- was separated by column chromatography in the same manner as in Example 1. A (3,5-di-tert-butylphenyl) -porphyrin zinc complex was obtained. Yield 117.7 mg (62%)

5−トリイソプロピルシリルエチニル−15−(3−ヘキシルオキシカルボニル−1−アズレニルエチニル)−10,20−ビス−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−ポルフィリン亜鉛錯体(50mg)をTHF/ピリジン混合溶媒(10mL/0.1mL)に溶かし、0℃に冷却した後TBAF(13mg)を加えた。反応混合物を10分間撹拌した後、飽和食塩水を加えて反応を停止した。クロロホルムで有機層を抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を留去することで5−エチニル−15−(3−ヘキシルオキシカルボニル−1−アズレニルエチニル)−10,20−ビス−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−ポルフィリン亜鉛錯体を得た。収量38.8mg(89%)   5-Triisopropylsilylethynyl-15- (3-hexyloxycarbonyl-1-azulenylethynyl) -10,20-bis- (3,5-di-tert-butylphenyl) -porphyrin zinc complex (50 mg) was dissolved in THF. / Pyridine mixed solvent (10 mL / 0.1 mL) was dissolved, cooled to 0 ° C., and TBAF (13 mg) was added. The reaction mixture was stirred for 10 minutes and then quenched with saturated brine. The organic layer was extracted with chloroform, dried over anhydrous sodium sulfate, and the solvent was distilled off to remove 5-ethynyl-15- (3-hexyloxycarbonyl-1-azurenylethynyl) -10,20-bis- ( 3,5-Di-tert-butylphenyl) -porphyrin zinc complex was obtained. Yield 38.8 mg (89%)

アルゴン雰囲気下、6−ブロモ−1,3−ビス(ヘキシルオキシカルボニル)−アズレン(20mg)、トリエチルアミン(0.4mL)、Pd(PhP)(5mg)、CuI(1mg)をTHF3mLに撹拌しながら溶かした。これに5−エチニル−15−(3−ヘキシルオキシカルボニル−1−アズレニルエチニル)−10,20−ビス−(3,5−ジ−tert−ブチルフェニル)−ポルフィリン亜鉛錯体(55mg)のTHF(7mL)溶液を室温でゆっくりと滴下した。反応混合物を室温で6時間撹拌した後、飽和食塩水を加えて反応を停止した。有機層をクロロホルムで抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去した後、実施例1と同様の操作によって目的化合物(C−3)を得た。収量53.5mg(86%) Under an argon atmosphere, 6-bromo-1,3-bis (hexyloxycarbonyl) -azulene (20 mg), triethylamine (0.4 mL), Pd (Ph 3 P) 4 (5 mg), and CuI (1 mg) were stirred in 3 mL of THF. While melting. To this was added 5-ethynyl-15- (3-hexyloxycarbonyl-1-azurenylethynyl) -10,20-bis- (3,5-di-tert-butylphenyl) -porphyrin zinc complex (55 mg) in THF ( 7 mL) solution was slowly added dropwise at room temperature. The reaction mixture was stirred at room temperature for 6 hours, and then saturated brine was added to stop the reaction. The organic layer was extracted with chloroform and dried over anhydrous sodium sulfate. After the solvent was distilled off, the target compound (C-3) was obtained by the same operation as in Example 1. Yield 53.5 mg (86%)

[二光子吸収断面積の評価・Z−scan法]
化合物(C−1)〜(C−3)をトルエンに溶解させ、0.150mMの溶液とした。
該溶液の二光子吸収断面積を、下記に示す方法にて測定した。
[Evaluation of Two-Photon Absorption Cross Section / Z-scan Method]
Compounds (C-1) to (C-3) were dissolved in toluene to give a 0.150 mM solution.
The two-photon absorption cross section of the solution was measured by the method shown below.

Z−scan法による二光子吸収断面積の評価はGuang S. He, Lixiang Yuan, Ning Cheng, Jayant D. Bhawalkar, Paras N. Prasad, Lawrence L. Brott, Stephen J. Clarson, Bruce A. Reinhardt, J. Opt.Soc. Am. B Vol.14, No.5(1997)pp.1079-1087記載の方法を参考にして行った。測定システム概略図を図1に示す。   The evaluation of the two-photon absorption cross section by the Z-scan method is as follows: Guang S. He, Lixiang Yuan, Ning Cheng, Jayant D. Bhawalkar, Paras N. Prasad, Lawrence L. Brott, Stephen J. Clarson, Bruce A. Reinhardt, J Opt. Soc. Am. B Vol. 14, No. 5 (1997) pp. 1079-1087. A schematic diagram of the measurement system is shown in FIG.

なお、図1中、1は測定光源のチタンサファイアレーザであり、カントロニクス(Quantronix)社製:インテグラ(Integra)を用いた。また、2A,2Bは、フォトディテクタであり、ニューフォーカス(NewFocus)社製:円筒型ディテクターMODEL 818-SLを用いた。3A,3Bは増幅器であり、スタンフォードリサーチシステム(STANFORD RESEARCH SYSTEMS)社製:ローノイズカレントプリアンプリファイア(LOW-NOISE CURRENT PREAMPLIFIER)MODEL SR570とゲーティッドインテグレータ&ボックスカーアベレージャ(GATED INTEGRATOR & BOXCAR AVERAGER)MODEL SR250を用いた。また、4はビームスプリッタであり、5は石英製の試料セルである。6はパーソナルコンピューター(PC)である。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a titanium sapphire laser as a measurement light source, which uses Integra manufactured by Quantronix. Reference numerals 2A and 2B denote photo detectors, which were manufactured by NewFocus: Cylindrical detector MODEL 818-SL. 3A and 3B are amplifiers, manufactured by Stanford Research Systems: LOW-NOISE CURRENT PREAMPLIFIER MODEL SR570 and gated integrator & box car averager (GATED INTEGRATOR & BOXCAR AVERAGER) MODEL SR250 was used. 4 is a beam splitter, and 5 is a sample cell made of quartz. 6 is a personal computer (PC).

測定光源1には、フェムト秒チタンサファイアレーザ(波長:800nm、パルス幅:120fs、繰り返し:1kHz、平均出力:2W、強度:2mJ/pulse、ビーム径:10mmφ、ピークパワー:20GW)を用いた。レーザ出力の一部(以下、参照光とする)をビームスプリッタ4により分岐し、NDフィルタ7Aを通してフォトディテクタ2Aで強度を測定することにより入射光強度の揺らぎを補正した。レーザ出力の残りは、NDフィルタ7Bにより10mW程度に減衰させた後、集光レンズ8により集光した。この集光されている光路部分に試料溶液を充填した試料セル(光路長:10mm)5を置き、その位置を光路に沿って移動させることによりZ−scan測定を実施した。これにより励起光密度を1GW/cm〜40GW/cmの範囲で変化させた。試料セル5には光路長10mmの石英セルを用いた。 The measurement light source 1 was a femtosecond titanium sapphire laser (wavelength: 800 nm, pulse width: 120 fs, repetition rate: 1 kHz, average output: 2 W, intensity: 2 mJ / pulse, beam diameter: 10 mmφ, peak power: 20 GW). Part of the laser output (hereinafter referred to as reference light) was branched by the beam splitter 4, and the intensity of the incident light intensity was corrected by measuring the intensity with the photodetector 2A through the ND filter 7A. The remainder of the laser output was attenuated to about 10 mW by the ND filter 7B and then condensed by the condenser lens 8. A Z-scan measurement was performed by placing a sample cell (optical path length: 10 mm) 5 filled with a sample solution in the collected optical path portion and moving the position along the optical path. Thus changing the excitation light density in the range of 1GW / cm 2 ~40GW / cm 2 . As the sample cell 5, a quartz cell having an optical path length of 10 mm was used.

試料セル5を透過したレーザ光(以下、透過光とする)はNDフィルタ7Cにより適当に減衰させ、HOYA株式会社製R72などの色ガラスフィルタ7Dを通過させた後、フォトディテクタ2Bにより強度を測定した。複数の励起光密度に対してこの測定を実施し、透過光強度を参照光強度で除することにより規格化溶液透過光強度を求めた。9はシャッターである。   Laser light transmitted through the sample cell 5 (hereinafter referred to as transmitted light) is appropriately attenuated by the ND filter 7C, passed through a colored glass filter 7D such as R72 manufactured by HOYA Corporation, and then the intensity was measured by the photodetector 2B. . This measurement was performed for a plurality of excitation light densities, and the normalized solution transmitted light intensity was obtained by dividing the transmitted light intensity by the reference light intensity. Reference numeral 9 denotes a shutter.

同様の測定装置で試料セルに溶媒のみを充填させ同じ測定を行い、規格化溶媒透過光強度を求めた。さらに、規格化溶液透過光強度を規格化溶媒透過光強度で除することにより透過率を求めた。   The same measurement was performed by filling the sample cell with only the solvent using the same measuring apparatus, and the normalized solvent transmitted light intensity was obtained. Further, the transmittance was determined by dividing the normalized solution transmitted light intensity by the normalized solvent transmitted light intensity.

上記のような手順で透過率の励起光密度依存性を測定し、この結果を上記文献に記載されている理論式(i)によりフィッティングし非線形吸収係数を求めた。
Ti=[ln(1+Iβ)]/Iβ (i)
((i)式中、Tiは透過率(%)、Iは励起光密度[GW/cm]、Lは試料セル長[cm]、βは非線形吸収係数[cm/GW]を示す。)
The dependence of the transmittance on the excitation light density was measured by the procedure as described above, and the result was fitted by the theoretical formula (i) described in the above document to obtain the nonlinear absorption coefficient.
Ti = [ln (1 + I 0 L 0 β)] / I 0 L 0 β (i)
(In formula (i), Ti represents transmittance (%), I 0 represents excitation light density [GW / cm 2 ], L 0 represents sample cell length [cm], and β represents nonlinear absorption coefficient [cm / GW]. .)

この非線形吸収係数から、下記式(ii)により二光子吸収断面積δを求めた(δの単位は1GM=1×10−50cm・s・photon−1である。)。
δ=1000×hνβ/NC (ii)
((ii)式中、hはプランク定数[J・s]、νは入射レーザ光の振動数[s−1]、Nはアボガドロ数、Cは溶液濃度[mol/L]を示す。)
From this nonlinear absorption coefficient, the two-photon absorption cross section δ was determined by the following formula (ii) (the unit of δ is 1GM = 1 × 10 −50 cm 4 · s · photon −1 ).
δ = 1000 × hνβ / N A C (ii)
((In ii) formula, h is Planck's constant [J · s], ν is the frequency of the incident laser light [s -1], N A is Avogadro's number, C is concentration of solution [mol / L].)

上記のシステムでは、下記構造式で表される化合物(AF−50)の数値は45GMから55GMの値で得られる。二光子吸収断面積を規格化するために、すべての二光子吸収断面積の値は、サンプルを測定した後にAF−50についての測定を行い、そのAF−50の二光子吸収断面積を50GMとして算出した。   In the above system, the numerical value of the compound (AF-50) represented by the following structural formula is obtained from 45 GM to 55 GM. In order to normalize the two-photon absorption cross section, all the two-photon absorption cross-section values are measured for AF-50 after measuring the sample, and the two-photon absorption cross-section of the AF-50 is 50 GM. Calculated.

Figure 2007119443
Figure 2007119443

以上の条件で測定した二光子吸収断面積の評価結果を表2に示す。表2より、本発明のポルフィリン−アズレン縮合体が良好な二光子吸収特性を示すことが明らかである。   Table 2 shows the evaluation results of the two-photon absorption cross section measured under the above conditions. From Table 2, it is clear that the porphyrin-azulene condensate of the present invention exhibits good two-photon absorption characteristics.

Figure 2007119443
Figure 2007119443

[二光子吸収断面積の評価・ポンプ・プローブ法1]
化合物(C−2)の二光子吸収効果の大きさを評価した。
評価法はポンプ・プローブ法とした。実験系を図2に示す。図2中、11はチタンサファイアレーザ、12はビームスプリッタ、13、14、15は反射鏡、16、19は集光レンズ、17は試料、18はアパーチャー、20は検出器、21はチョッパ、22はロックインアンプ、23はポンプ光、24はプローブ光、25はディレイラインをそれぞれ示す。この系では、チタンサファイアレーザ11から発せられるレーザ光をビームスプリッタ12でポンプ光23とプローブ光24とに分け、集光レンズ16により集光した後、それぞれ試料17に照射させる。アパーチャー18により効果的にプローブ光のみを検出器20に入射させている。プローブ光24の透過率がポンプ光23の入射により変化する。その変化の様子から、二光子吸収係数の大きさを見積もることが可能である。すなわち、ポンプ光がないときには、プローブ光24は試料17(レーザ光波長では透明であるが、半分の波長域では吸収が見られるものを使用する)を殆ど透過するが、ポンプ光23が入射すると二光子吸収過程によってプローブ光の吸収が起こってしまう。結局、プローブ光の透過率が減少するので、その減少量を観測することにより二光子吸収係数を知ることができる。
[Evaluation of two-photon absorption cross section, pump-probe method 1]
The magnitude of the two-photon absorption effect of the compound (C-2) was evaluated.
The evaluation method was a pump-probe method. The experimental system is shown in FIG. In FIG. 2, 11 is a titanium sapphire laser, 12 is a beam splitter, 13, 14 and 15 are reflecting mirrors, 16 and 19 are condensing lenses, 17 is a sample, 18 is an aperture, 20 is a detector, 21 is a chopper, 22 Is a lock-in amplifier, 23 is pump light, 24 is probe light, and 25 is a delay line. In this system, the laser light emitted from the titanium sapphire laser 11 is divided into the pump light 23 and the probe light 24 by the beam splitter 12, condensed by the condenser lens 16, and then irradiated to the sample 17. Only the probe light is effectively incident on the detector 20 by the aperture 18. The transmittance of the probe light 24 is changed by the incidence of the pump light 23. From the state of the change, it is possible to estimate the magnitude of the two-photon absorption coefficient. That is, when there is no pump light, the probe light 24 is almost transmitted through the sample 17 (which is transparent at the laser light wavelength but uses absorption at half the wavelength range), but when the pump light 23 enters. Probe light is absorbed by the two-photon absorption process. Eventually, since the transmittance of the probe light decreases, the two-photon absorption coefficient can be known by observing the decrease.

使用するレーザ11はパルスであることから、ポンプパルスとプローブパルスの時間的タイミングを合わせることが必要である。それはディレイライン25を前後させることによりポンプ光23の光路長を変えることにより行うことが可能である。透過率の見積もりは、ロックイン法によった。本実施例では、ポンプ光23をチョッピングした。今回使用したチタンサファイアレーザ光は、波長796nm、パルス幅130fs、繰返し周波数1kHzであった(パルス幅はBBO結晶を用いた相関波形から算出)。検出器20には、フォトディテクタを用いた。   Since the laser 11 to be used is a pulse, it is necessary to match the temporal timing of the pump pulse and the probe pulse. This can be done by changing the optical path length of the pump light 23 by moving the delay line 25 back and forth. The transmittance was estimated by the lock-in method. In this embodiment, the pump light 23 is chopped. The titanium sapphire laser beam used this time had a wavelength of 796 nm, a pulse width of 130 fs, and a repetition frequency of 1 kHz (the pulse width was calculated from a correlation waveform using a BBO crystal). A detector was used as the detector 20.

本発明では、二光子吸収係数の算出は、各試料での透過率変化を読み取り、標準試料との相対測定によることとした。また、標準試料の二光子吸収係数の見積もりは、前述のZ−Scan法との値のすり合せによった。すなわち、Z−Scan法では、容易に各試料の二光子吸収係数の絶対値を見積もることができるから、共通の試料につきポンプ・プローブ法とZ−Scan法との両方を測定し、その結果から、ポンプ・プローブ法に使用する標準試料の絶対値を決定した。   In the present invention, the two-photon absorption coefficient is calculated by reading the transmittance change in each sample and measuring it relative to the standard sample. In addition, the estimation of the two-photon absorption coefficient of the standard sample was based on the value combination with the Z-Scan method described above. That is, in the Z-Scan method, the absolute value of the two-photon absorption coefficient of each sample can be easily estimated. Therefore, both the pump-probe method and the Z-Scan method are measured for a common sample, and the results are obtained. The absolute value of the standard sample used for the pump-probe method was determined.

本発明では、Z−Scan法により、4−(N,N−ジエチルアミノ)−β−ニトロスチレン(DEANST)のトルエン溶液(0.01mol/l)の二光子吸収係数を見積もり、その値をDEANSTの二光子吸収係数の絶対値とし、次に、ポンプ・プローブ法において、各試料のプローブ光の透過率変化をDEANSTのトルエン溶液と比較して、各試料の二光子吸収係数の絶対値を見積もることとした。ただし、下記の実施例での各試料の二光子吸収係数の値は、DEANST溶液との比較からニトロベンゼンの値を算出し、これを二次的な基準試料として用いた。ニトロベンゼンを用いたのは、市販されており絶えず新鮮な試料を入手できるからである。ニトロベンゼンの二光子吸収係数は0.025cm/GWとした。   In the present invention, the two-photon absorption coefficient of a toluene solution (0.01 mol / l) of 4- (N, N-diethylamino) -β-nitrostyrene (DEANST) is estimated by the Z-Scan method, The absolute value of the photon absorption coefficient, and then in the pump-probe method, the change in the probe light transmittance of each sample is compared with the DEANST toluene solution to estimate the absolute value of the two-photon absorption coefficient of each sample. did. However, as the value of the two-photon absorption coefficient of each sample in the following examples, the value of nitrobenzene was calculated from the comparison with the DEANST solution, and this was used as a secondary reference sample. Nitrobenzene was used because it is commercially available and fresh samples can be obtained constantly. The two-photon absorption coefficient of nitrobenzene was 0.025 cm / GW.

下記の実施例で示すとおり、Z−Scan法によらず、ポンプ・プローブ法によったのは、熱効果の寄与の有無を簡便に知ることができるからである。   As shown in the following examples, the reason why the pump-probe method is used instead of the Z-Scan method is because the presence or absence of the contribution of the thermal effect can be easily known.

異なる濃度の化合物(C−2)のTHF(テトラヒドロフラン)溶液についての測定結果を図3に示す。測定の際のレーザ光の強度密度は、ポンプ光を100GW/cm、プローブ光を6.4GW/cmとした。二光子吸収による透過率変化は濃度に比例することが分かった。図3の結果をもとに各濃度における二光子吸収係数を求め、THFの寄与を差し引き、化合物(C−2)自体の二光子吸収断面積δを算出するとδ=2700GMとなった。ニトロベンゼンのδ値は0.11GMである。今回求められた化合物(C−2)の大きなδ値は、この分子が好適な二光子吸収材料になり得ることを示している。二光子吸収断面積δ(GM)は、二光子吸収係数をβ(cm/GW)とすると次のようにして求められる(上述の通り、β値はプローブ光の透過率変化の大きさから求められる)。 The measurement result about the THF (tetrahydrofuran) solution of the compound (C-2) of different concentration is shown in FIG. Intensity density of the laser beam during the measurement, the pump light 100GW / cm 2, the probe beam was 6.4GW / cm 2. It was found that the change in transmittance due to two-photon absorption is proportional to the concentration. Based on the results of FIG. 3, the two-photon absorption coefficient at each concentration was determined, and the contribution of THF was subtracted, and the two-photon absorption cross section δ of the compound (C-2) itself was calculated to be δ = 2700 GM. The δ value of nitrobenzene is 0.11 GM. The large δ value of the compound (C-2) obtained this time indicates that this molecule can be a suitable two-photon absorption material. The two-photon absorption cross section δ (GM) is obtained as follows when the two-photon absorption coefficient is β (cm / GW) (as described above, the β value is obtained from the magnitude of the change in the transmittance of the probe light. ).

Figure 2007119443
Figure 2007119443

ここで、hはプランク定数、νはレーザ光の振動数、Nはアボガドロ数、Cは溶液の濃度である。 Here, h is Planck's constant, [nu is the number of vibrations of the laser beam, N A is Avogadro's number, C is the concentration of the solution.

図4には、図2のディレイライン25を前後させて、ポンプパルスとプローブパルスのタイミングを変えながらプローブ光の透過率変化を測定した実験結果を示す。この時間波形を相関波形というが、これにより、用いたレーザ光のパルス幅や熱効果等の緩和時間の長い現象の寄与の有無を検証することが可能である。   FIG. 4 shows the experimental results of measuring the change in the transmittance of the probe light while moving the delay line 25 of FIG. 2 back and forth and changing the timing of the pump pulse and the probe pulse. Although this time waveform is referred to as a correlation waveform, it is possible to verify whether or not there is a contribution of a phenomenon having a long relaxation time such as the pulse width of the laser beam used or the thermal effect.

図4においては、プローブパルスが先に試料に入射した場合を遅延時間正としている。   In FIG. 4, the delay time is positive when the probe pulse first enters the sample.

ここで、仮に二光子吸収過程において、熱効果等の緩和時間の長い現象が関与しているならば(熱効果の場合、マイクロ秒程度以上の緩和時間を有する)、ポンプパルスがプローブパルスよりも先に試料に到着する時間領域(図4で遅延時間負の領域)において、信号光が直ちにゼロにならずに裾をひくことになる。今回実験した濃度範囲では、殆ど裾が見られず、この結果、熱効果等の寄与はなかったと推察される。また、図4から相関幅(半値幅)を見積もると188fsとなるので、波形をガウシアンと仮定して、用いたレーザパルスのパルス幅を計算すると133fsと算出された。BBO結晶によっても、このレーザのパルス幅を測定すると130fsとなることから、今回この133fsという値が得られたことは、今回の実験結果の正しさをさらに支持するものとなる。二光子吸収過程以外の現象(主に一光子吸収)が関わるとパルス幅が広くなる(実測値に対して計算値が大きくなる)ことがあるからである。   Here, in the two-photon absorption process, if a phenomenon with a long relaxation time such as a thermal effect is involved (the thermal effect has a relaxation time of about microseconds or more), the pump pulse is more than the probe pulse. In the time region where the sample first arrives (region where the delay time is negative in FIG. 4), the signal light does not immediately become zero, but the tail is pulled. In the concentration range tested this time, almost no tail is seen, and as a result, it is presumed that there was no contribution such as thermal effect. Further, since the correlation width (half-value width) is estimated to be 188 fs from FIG. 4, assuming that the waveform is Gaussian, the pulse width of the used laser pulse is calculated to be 133 fs. Even with the BBO crystal, when the pulse width of this laser is measured, it becomes 130 fs, and this value of 133 fs obtained this time further supports the correctness of the present experimental result. This is because when a phenomenon other than the two-photon absorption process (mainly one-photon absorption) is involved, the pulse width may become wide (the calculated value becomes larger than the actually measured value).

以上、化合物(C−2)は良好な二光子吸収特性を有し、かつ熱効果等の寄与の抑制された、すなわち、一光子吸収効果を除去しうる化合物であると結論できる。   As described above, it can be concluded that the compound (C-2) has a good two-photon absorption property and has a suppressed contribution such as a thermal effect, that is, a compound capable of removing the one-photon absorption effect.

[二光子吸収断面積の評価・ポンプ・プローブ法2]
化合物(C−1)の二光子吸収効果の大きさを評価した。
評価法はポンプ・プローブ法とした。この材料の評価は図5に示す実験系によった。図5中、11はチタンサファイアレーザ、12はビームスプリッタ、13、14、15は反射鏡、16Aは凹面鏡、19は集光レンズ、17は試料、18はアパーチャー、20は検出器、21はチョッパ、22はロックインアンプ、23はポンプ光、24はプローブ光、25はディレイラインをそれぞれ示す。この系では、チタンサファイアレーザ11から発せられるレーザ光をビームスプリッタ12でポンプ光23とプローブ光24とに分け、凹面鏡16により集光した後、それぞれ試料17に照射させ、アパーチャー18により効果的にプローブ光のみを検出器20に入射させている。
[Evaluation of the two-photon absorption cross section / pump / probe method 2]
The magnitude of the two-photon absorption effect of the compound (C-1) was evaluated.
The evaluation method was a pump-probe method. Evaluation of this material was based on the experimental system shown in FIG. In FIG. 5, 11 is a titanium sapphire laser, 12 is a beam splitter, 13, 14 and 15 are reflecting mirrors, 16A is a concave mirror, 19 is a condenser lens, 17 is a sample, 18 is an aperture, 20 is a detector, and 21 is a chopper. , 22 is a lock-in amplifier, 23 is pump light, 24 is probe light, and 25 is a delay line. In this system, the laser light emitted from the titanium sapphire laser 11 is divided into the pump light 23 and the probe light 24 by the beam splitter 12, condensed by the concave mirror 16, and then irradiated to the sample 17, and effectively by the aperture 18. Only the probe light is incident on the detector 20.

二光子吸収係数の見積もりは上記の化合物(C−2)の場合と同様の方法で行った。ただし、この測定系においては、ポンプ光とプローブ光をそれぞれ異なる周波数でチョッピングし、その和周波を用いてロックイン検出を行った。今回使用したチタンサファイアレーザ光は、波長796nm、パルス幅26fs、繰返し周波数1kHzであった(パルス幅はBBO結晶を用いた相関波形から算出)。ビームの集光をレンズによらず、凹面鏡16Aとしたのは、ここで用いたレーザパルスが26fsと非常に短いので、その特性を活かすためである。   The two-photon absorption coefficient was estimated by the same method as in the case of the above compound (C-2). However, in this measurement system, pump light and probe light were chopped at different frequencies, and lock-in detection was performed using the sum frequency. The titanium sapphire laser beam used this time had a wavelength of 796 nm, a pulse width of 26 fs, and a repetition frequency of 1 kHz (the pulse width was calculated from a correlation waveform using a BBO crystal). The reason why the condensing of the beam is the concave mirror 16A regardless of the lens is that the laser pulse used here is as short as 26 fs, so that the characteristics can be utilized.

化合物(C−1)のTHF溶液についての信号強度の溶液濃度依存性を調べた結果を図6に示す。測定の際の励起光密度は、ポンプ光を15GW/cm、プローブ光を1.5GW/cmとした。ここでも、二光子吸収による透過率変化は濃度に比例することが分かった。化合物(C−2)の場合と同様の方法により、化合物(C−1)の二光子吸収断面積δを求めると、δ=680GMとなった。これは化合物(C−2)の約1/4の値であるが、この相違は、波長400nm帯での両分子の吸光度の差を反映していると考えられる。化合物(C−1)でも十分大きなδ値を示すことが分かった。 FIG. 6 shows the result of examining the solution concentration dependence of the signal intensity for the THF solution of the compound (C-1). Excitation light density in the measurement, the pump light 15GW / cm 2, the probe light was 1.5 GW / cm 2. Again, the transmittance change due to two-photon absorption was found to be proportional to the concentration. When the two-photon absorption cross section δ of the compound (C-1) was determined by the same method as in the case of the compound (C-2), δ = 680 GM. This is a value of about ¼ that of the compound (C-2), but this difference is considered to reflect the difference in absorbance between the two molecules at a wavelength of 400 nm. It was found that the compound (C-1) also showed a sufficiently large δ value.

化合物(C−1)においても、今回求めたδ値が純粋な二光子吸収過程に基づくものであることを確認する実験を行った。図7にその結果を示す。化合物(C−1)では、化合物(C−2)と同様に、今回実験した濃度範囲では、あまり裾が見られず、この結果、熱効果等の寄与は無視できると推論できる。また、図7から見積もった相関幅は70fsとなり、波形をガウシアンと仮定して、用いたレーザパルスのパルス幅を計算すると28fsと算出された。BBO結晶により見積もったパルス幅が26fsとなることから、ここでも、この測定結果により、今回のδ値の見積もりの信頼性が支持されたことになる。すなわち、化合物(C−1)は良好な二光子吸収特性を持ち、かつ極めて熱効果等の寄与の小さい化合物であると結論できる。   For compound (C-1), an experiment was conducted to confirm that the δ value obtained this time was based on a pure two-photon absorption process. FIG. 7 shows the result. In the compound (C-1), like the compound (C-2), there is not much tail in the concentration range tested this time, and as a result, it can be inferred that the contribution of the thermal effect and the like can be ignored. Further, the correlation width estimated from FIG. 7 was 70 fs, and when the pulse width of the laser pulse used was calculated assuming that the waveform was Gaussian, it was calculated to be 28 fs. Since the pulse width estimated by the BBO crystal is 26 fs, the reliability of estimation of the current δ value is supported by this measurement result. That is, it can be concluded that the compound (C-1) has a good two-photon absorption property and has a very small contribution such as a thermal effect.

以上の通り、本発明のポルフィリン−アズレン縮合体は、高い二光子吸収を引き起こすことから、例えば、二光子吸収薄膜を積層した3次元型の光記憶媒体に適用することができる。このほか、本発明のポルフィリン−アズレン縮合体からなる二光子吸収材料を均等に分散した3次元媒体において、レーザ光の照射スポットを任意に移動させ3次元描写を行わせるデバイスにも適用することが可能である。   As described above, since the porphyrin-azulene condensate of the present invention causes high two-photon absorption, it can be applied to, for example, a three-dimensional optical storage medium in which two-photon absorption thin films are stacked. In addition, in a three-dimensional medium in which the two-photon absorption material composed of the porphyrin-azulene condensate of the present invention is uniformly dispersed, the present invention can be applied to a device for arbitrarily moving a laser beam irradiation spot to perform three-dimensional drawing. Is possible.

実施例において、ポルフィリン−アズレン縮合体のZ−scan法による二光子吸収断面積の測定に用いた装置の測定システム概略図である。In an Example, it is a measurement system schematic of the apparatus used for the measurement of the two-photon absorption cross section by the Z-scan method of a porphyrin-azulene condensate. 実施例において、ポルフィリン−アズレン縮合体のポンプ・プローブ法1による二光子吸収断面積の測定に用いた装置の測定システム概略図である。In an Example, it is a measurement system schematic of the apparatus used for the measurement of the two-photon absorption cross section by the pump probe method 1 of a porphyrin-azulene condensate. 実施例における、異なる濃度の化合物(C−2)のTHF(テトラヒドロフラン)溶液についての二光子吸収による透過率変化の測定結果である。It is a measurement result of the transmittance | permeability change by two photon absorption about the THF (tetrahydrofuran) solution of the compound (C-2) of a different density | concentration in an Example. 実施例において、図2の装置のディレイライン25を前後させて、ポンプパルスとプローブパルスのタイミングを変えながらプローブ光の透過率変化を測定した実験結果である。2 is a result of an experiment in which a change in the transmittance of the probe light is measured while changing the timing of the pump pulse and the probe pulse by moving the delay line 25 of the apparatus of FIG. 2 back and forth. 実施例において、ポルフィリン−アズレン縮合体のポンプ・プローブ法2による二光子吸収断面積の測定に用いた装置の測定システム概略図である。In an Example, it is a measuring system schematic of the apparatus used for the measurement of the two-photon absorption cross section by the pump probe method 2 of a porphyrin-azulene condensate. 実施例において、化合物(C−1)のTHF溶液についての信号強度の溶液濃度依存性を調べた結果である。In an Example, it is the result of having investigated the solution concentration dependence of the signal strength about the THF solution of a compound (C-1). 実施例において、図5の装置のディレイライン25を前後させて、ポンプパルスとプローブパルスのタイミングを変えながらプローブ光の透過率変化を測定した実験結果である。5 is a result of an experiment in which the change in the transmittance of the probe light is measured while changing the timing of the pump pulse and the probe pulse by moving the delay line 25 of the apparatus of FIG. 5 back and forth in the example.

符号の説明Explanation of symbols

1 測定光源
2A,2B フォトディテクタ
3A,3B 増幅器
4 ビームスプリッタ
5 試料セル
6 パーソナルコンピューター
7A,7B,7C NDフィルタ
8 集光レンズ
9 シャッター
11 チタンサファイアレーザ
12 ビームスプリッタ
13,14,15 反射鏡
16,19 集光レンズ
16A 凹面鏡
17 試料
18 アパーチャー
20 検出器
21 チョッパ
22 ロックインアンプ
23 ポンプ光
24 プローブ光
25 ディレイライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measurement light source 2A, 2B Photo detector 3A, 3B Amplifier 4 Beam splitter 5 Sample cell 6 Personal computer 7A, 7B, 7C ND filter 8 Condensing lens 9 Shutter 11 Titanium sapphire laser 12 Beam splitter 13, 14, 15 Reflectors 16, 19 Condenser lens 16A Concave mirror 17 Sample 18 Aperture 20 Detector 21 Chopper 22 Lock-in amplifier 23 Pump light 24 Probe light 25 Delay line

Claims (5)

下記一般式(1)で表されるポルフィリン−アズレン縮合体。
Figure 2007119443
(式(1)中、Pは置換基を有していてもよいポルフィリン環を表し、Lは炭素数0〜20の共役鎖状連結基を表し、Aは置換基を有していても良いアズレン環置換基を表し、nは1〜12の整数を表す。なお、nが2以上の場合、それぞれのLおよびAは互いに同じでも、異なっていても良い。)
A porphyrin-azulene condensate represented by the following general formula (1).
Figure 2007119443
(In formula (1), P represents a porphyrin ring which may have a substituent, L represents a conjugated chain linking group having 0 to 20 carbon atoms, and A may have a substituent. Represents an azulene ring substituent, and n represents an integer of 1 to 12. When n is 2 or more, each L and A may be the same or different.
請求項1において、下記一般式(2)で表されるポルフィリン−アズレン縮合体。
Figure 2007119443
(式(2)中、Pは置換基を有していてもよいポルフィリン環を表し、Aは置換基を有していても良いアズレン環置換基を表し、mは1〜10の整数を表し、nは1〜12の整数を表す。なお、nが2以上の場合、それぞれのmおよびAは互いに同じでも、異なっていても良い。)
The porphyrin-azulene condensate represented by the following general formula (2) in claim 1.
Figure 2007119443
(In the formula (2), P represents an optionally substituted porphyrin ring, A represents an optionally substituted azulene ring substituent, and m represents an integer of 1 to 10. , N represents an integer of 1 to 12. When n is 2 or more, m and A may be the same or different.
請求項1において、下記一般式(3)で表されるポルフィリン−アズレン縮合体。
Figure 2007119443
(式(3)中、R〜R10はそれぞれ独立に水素原子、置換基を有していても良い芳香環置換基、または炭素数0〜20の非芳香環置換基を表し、LおよびLはそれぞれ独立に炭素数0〜20の共役鎖状連結基を表し、AおよびAはそれぞれ独立に置換基を有していても良いアズレン環置換基を表し、Mは2個の水素原子もしくは2価以上の金属イオンを表す。なお、Mが3価以上の金属イオンである場合、さらに炭素数0〜20のカウンターアニオンを有していても良い。)
The porphyrin-azulene condensate represented by the following general formula (3) in claim 1.
Figure 2007119443
(Expressed in the formula (3), R 1 ~R 10 independently represents a hydrogen atom, which may have a substituent aromatic ring substituent, or a non-aromatic ring substituents 0 to 20 carbon atoms, L 1 And L 2 each independently represents a conjugated chain linking group having 0 to 20 carbon atoms, A 1 and A 2 each independently represent an azulene ring substituent which may have a substituent, and M 1 represents 2 Represents a hydrogen atom or a metal ion having a valence of 2 or more, and when M 1 is a metal ion having a valence of 3 or more, it may further have a counter anion having 0 to 20 carbon atoms.)
請求項3において、下記一般式(4)で表されるポルフィリン−アズレン縮合体。
Figure 2007119443
(式(4)中、R11〜R20はそれぞれ独立に水素原子、置換基を有していても良い芳香環置換基、または炭素数0〜20の非芳香環置換基を表し、AおよびAはそれぞれ独立に置換基を有していても良いアズレン環置換基を表し、Mは2個の水素原子もしくは2価以上の金属イオンを表し、pおよびqはそれぞれ独立に1〜12の整数を表す。なお、Mが3価以上の金属イオンである場合、さらに炭素数0〜20のカウンターアニオンを有していても良い。)
The porphyrin-azulene condensate represented by the following general formula (4) according to claim 3.
Figure 2007119443
(Expressed in the formula (4), R 11 ~R 20 each independently represent a hydrogen atom, which may have a substituent aromatic ring substituent, or a non-aromatic ring substituents 0 to 20 carbon atoms, A 3 And A 4 each independently represents an optionally substituted azulene ring substituent, M 2 represents two hydrogen atoms or a divalent or higher metal ion, and p and q each independently represent 1 to It represents an integer of 12. In addition, when M 2 is a trivalent or higher metal ion, it may further have a counter anion having 0 to 20 carbon atoms.
請求項1ないし4のいずれか1項に記載のポルフィリン−アズレン縮合体を含むことを特徴とする二光子吸収材料。   A two-photon absorption material comprising the porphyrin-azulene condensate according to any one of claims 1 to 4.
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