JPH04202165A - シクロブテンジオン誘導体及びその製造方法 - Google Patents
シクロブテンジオン誘導体及びその製造方法Info
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- JPH04202165A JPH04202165A JP33317490A JP33317490A JPH04202165A JP H04202165 A JPH04202165 A JP H04202165A JP 33317490 A JP33317490 A JP 33317490A JP 33317490 A JP33317490 A JP 33317490A JP H04202165 A JPH04202165 A JP H04202165A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、非線形光学材料として有用で、かつ新規なシ
クロブテンジオン誘導体及びその製造方法に関する。
クロブテンジオン誘導体及びその製造方法に関する。
(従来の技術)
光通信や光情報処理の分野では、非線形光学素子が重要
な役割を果たす。非線形光学素子に使用する非線形光学
材料は、周波数の異なる2種類の入射光の和及び差の周
波数を発生する光混合、周波数の異なる2種類の光とな
る光パラメトリック、また、光媒体の屈折率を変化させ
るポッケルス効果やカー効果、或いは入射光の二次高調
波(SHG)又は三次高調波(THG)への変換、更に
光双安定など、光信号処理の上で極めて重要な作用を行
う物質である。従来、この様な非線形光学材料としては
、主として無機系の物が使用されていた。
な役割を果たす。非線形光学素子に使用する非線形光学
材料は、周波数の異なる2種類の入射光の和及び差の周
波数を発生する光混合、周波数の異なる2種類の光とな
る光パラメトリック、また、光媒体の屈折率を変化させ
るポッケルス効果やカー効果、或いは入射光の二次高調
波(SHG)又は三次高調波(THG)への変換、更に
光双安定など、光信号処理の上で極めて重要な作用を行
う物質である。従来、この様な非線形光学材料としては
、主として無機系の物が使用されていた。
無機系の非線形光学材料については、
KDP(KH2PO4)オヨヒ二オフ酸’) f ’y
ム(LiNb03)などの無機化合物の結晶が知られ
ているが、要求゛を十分に満足するに足るものではなか
った。
ム(LiNb03)などの無機化合物の結晶が知られ
ているが、要求゛を十分に満足するに足るものではなか
った。
一方、有機系の非線形光学材料については、近年、オプ
トエレクトロニクス分野における新しい光学素子用材料
として注目され、年々その研究が盛んになってきている
。特に、π電子共役系を有する有機化合物は、その分子
単体の性能の大きさと高速の応答性から、材料探索のた
めの研究が数多くなされている。
トエレクトロニクス分野における新しい光学素子用材料
として注目され、年々その研究が盛んになってきている
。特に、π電子共役系を有する有機化合物は、その分子
単体の性能の大きさと高速の応答性から、材料探索のた
めの研究が数多くなされている。
一般に、有機非線形光学材料の結晶は、無機非線形光学
材料の結晶に比べて、SHGの係数が −10〜1
00倍大きく、光応答速度も1000倍程度速く、また
光損傷に対する閾値も大きいことが知られている。
材料の結晶に比べて、SHGの係数が −10〜1
00倍大きく、光応答速度も1000倍程度速く、また
光損傷に対する閾値も大きいことが知られている。
最近、明らかにされた有機非線形光学材料としては、2
−メチル−4−ニトロアニリン、m−ニトロアニリン、
N−(4−ニトロフェニル)−L−プロリノール、2−
アセチルアミノ−4−二トローN、 N−ジメチルアニ
リン、4−ジメチルアミノ−4′−二トロスチルベン、
4′−ジメチルアミノ−N−メチル−4−スチルバゾリ
ウムメチルスルフェート ロアニリンなどの有機化合物があげられる。これらπ電
子共役系を有する有機化合物の光非線形性は、電磁波と
してのレーザー光と有機化合物の。
−メチル−4−ニトロアニリン、m−ニトロアニリン、
N−(4−ニトロフェニル)−L−プロリノール、2−
アセチルアミノ−4−二トローN、 N−ジメチルアニ
リン、4−ジメチルアミノ−4′−二トロスチルベン、
4′−ジメチルアミノ−N−メチル−4−スチルバゾリ
ウムメチルスルフェート ロアニリンなどの有機化合物があげられる。これらπ電
子共役系を有する有機化合物の光非線形性は、電磁波と
してのレーザー光と有機化合物の。
電子との相互作用に起因するものであって、この相互作
用は、π電子共役系に電子吸引性、電子供与性の置換基
を導入することにより、更に大きくすることができる。
用は、π電子共役系に電子吸引性、電子供与性の置換基
を導入することにより、更に大きくすることができる。
ところが、この様な有機化合物においては、−般に双極
子モーメントが大きくなり、結晶時の双極子−双極子相
互作用が強くなって、2分子の双極子が互いに打ち消し
合う構造である中心対称性の結晶を形成し易くなる。応
用面で重要な2次の非線形光学効果については、この様
な中心対称性結晶では発現しないという問題がある。そ
こで、結晶状態で光非線形性を発現させる上で問題とな
る中心対称性を崩すために、水素結合能を有する置換基
や不斉炭素原子を有する光学活性な置換基を、、電子共
役系を有する有機化合物に分子設計時に導入するという
工夫がなされている。本発明者は、このような不斉炭素
原子を有する光学活性置換基をπ電子共役系に導入し、
従来よりも大きな非線形効果を示す材料の具体例を特願
平1−248108号に開示したが、さらに大きな非線
形効果の向上が望まれている。
子モーメントが大きくなり、結晶時の双極子−双極子相
互作用が強くなって、2分子の双極子が互いに打ち消し
合う構造である中心対称性の結晶を形成し易くなる。応
用面で重要な2次の非線形光学効果については、この様
な中心対称性結晶では発現しないという問題がある。そ
こで、結晶状態で光非線形性を発現させる上で問題とな
る中心対称性を崩すために、水素結合能を有する置換基
や不斉炭素原子を有する光学活性な置換基を、、電子共
役系を有する有機化合物に分子設計時に導入するという
工夫がなされている。本発明者は、このような不斉炭素
原子を有する光学活性置換基をπ電子共役系に導入し、
従来よりも大きな非線形効果を示す材料の具体例を特願
平1−248108号に開示したが、さらに大きな非線
形効果の向上が望まれている。
(発明が解決しようとする課題)
一般に、非線形光学素子用材料として必要とされる特性
は、光非線形性の大きさ、光の透過性、耐レーザ損傷強
度、結晶性、位相整合性、加工性、機械的強度、吸湿性
及び硬度等があげられる。
は、光非線形性の大きさ、光の透過性、耐レーザ損傷強
度、結晶性、位相整合性、加工性、機械的強度、吸湿性
及び硬度等があげられる。
従来から知られている有機非線形光学素子用材料の中か
ら、以上のような実用上必要とされる緒特性を満足する
ものを選択することは極めて困難であった。
ら、以上のような実用上必要とされる緒特性を満足する
ものを選択することは極めて困難であった。
本発明は、従来の技術における上記のような実状に鑑み
てなされたものである。
てなされたものである。
従って、本発明の目的は、従来より知られている非線形
光学素子用材料における問題点を改善し、より大きな非
線形光学効果を有し、保存安定性、加工性及び透明性が
改良された実用的な有機非線形光学素子用材料を提供す
ることにある。
光学素子用材料における問題点を改善し、より大きな非
線形光学効果を有し、保存安定性、加工性及び透明性が
改良された実用的な有機非線形光学素子用材料を提供す
ることにある。
(課題を解決するための手段)
本発明者は、分子の双極子モーメントが大きく、結晶時
に中心対称性を形成しやすい化合物系であっても、分子
に適切な置換基を導入することにより、特に、2次の非
線形光学効果の大きい有機非線形光学素子用材料が得ら
れることを見出し、本発明を完成した。
に中心対称性を形成しやすい化合物系であっても、分子
に適切な置換基を導入することにより、特に、2次の非
線形光学効果の大きい有機非線形光学素子用材料が得ら
れることを見出し、本発明を完成した。
本発明の上記目的は、下記一般式(I)で示される新規
なシクロブテンジオン誘導体によって達成される。
なシクロブテンジオン誘導体によって達成される。
本発明の上記一般式(I)で示されるシクロブテンジオ
ン誘導体中に含まれるシンクロブテンジオン環は、下記
実施例中で示す極太吸収波長(分子内(式中、R1はア
ルキル基を表わし、2はO又はSを表わす。又R2は、
次式のいずれかをを表わし、C*は不斉炭素原子を表わ
す)CH2O”HCH20H1 H CH2O”HCH2− 電荷移動吸収帯)からも分かるように、ニトロ基並の強
い電子吸引性を有すると共に、長いπ電子共役系を持つ
。そのため、分子全体が電気的に大きく分極した構造を
取り易くなり、高い非線形性発現の原因になっている。
ン誘導体中に含まれるシンクロブテンジオン環は、下記
実施例中で示す極太吸収波長(分子内(式中、R1はア
ルキル基を表わし、2はO又はSを表わす。又R2は、
次式のいずれかをを表わし、C*は不斉炭素原子を表わ
す)CH2O”HCH20H1 H CH2O”HCH2− 電荷移動吸収帯)からも分かるように、ニトロ基並の強
い電子吸引性を有すると共に、長いπ電子共役系を持つ
。そのため、分子全体が電気的に大きく分極した構造を
取り易くなり、高い非線形性発現の原因になっている。
また、上記一般式(■)で示されるシクロブテンジオン
誘導体においては、不斉炭素原子を有するアミノ酸誘導
体が置換基として導入されている場合には、分子自体の
双極子モーメントが大きい場合であっても、バルク構造
における分子の配向を制御し、中心対称性を崩すことに
より、更に大きな光非線形性を発現させることになる。
誘導体においては、不斉炭素原子を有するアミノ酸誘導
体が置換基として導入されている場合には、分子自体の
双極子モーメントが大きい場合であっても、バルク構造
における分子の配向を制御し、中心対称性を崩すことに
より、更に大きな光非線形性を発現させることになる。
本発明の上記一般式(I)で示されるシクロブテンジオ
ン誘導体は、次に示す反応式によって容易に、かつ収率
よく合成することができる。
ン誘導体は、次に示す反応式によって容易に、かつ収率
よく合成することができる。
すなわち、一般式(II)で示されるシクロブテンジオ
ン誘導体をアセトン、テトラヒドロフラン、メタノール
、エタノール等の溶媒に懸濁成るいは溶解させ、次いで
、得られた懸濁液又は溶液中に、上記シクロブテンジオ
ン誘導体に対して当量以上の一般式(III )で示さ
れるアミノ酸誘導体を、撹拌しながら徐々に加えて反応
させる。反応は、通常、速やかに進行するが、必要に応
じて加熱することも可能である。反応の進行に伴い、生
成物が析出してくる場合は、濾過し、また、生成物が析
出してこない場合は、濃縮するか、或いは適尚(II)
’ (III)(I) (式中、Xは塩素原子、臭素原子、メトキシ基
゛又はエトキシ基を表わし、R1はアルキル基を表わし
、2はO又はSを表わし、R2は次式のいずれかを表わ
し、C*は不斉炭素原子を表わす)C6H5CH2C*
HCH20H1 H CH3C*HCH2− な貧溶媒を加えて析出させればよい。得られた結晶は、
必要によりアルコール、アセトン等の溶媒により再結晶
させ、或いは昇華により精製する。
ン誘導体をアセトン、テトラヒドロフラン、メタノール
、エタノール等の溶媒に懸濁成るいは溶解させ、次いで
、得られた懸濁液又は溶液中に、上記シクロブテンジオ
ン誘導体に対して当量以上の一般式(III )で示さ
れるアミノ酸誘導体を、撹拌しながら徐々に加えて反応
させる。反応は、通常、速やかに進行するが、必要に応
じて加熱することも可能である。反応の進行に伴い、生
成物が析出してくる場合は、濾過し、また、生成物が析
出してこない場合は、濃縮するか、或いは適尚(II)
’ (III)(I) (式中、Xは塩素原子、臭素原子、メトキシ基
゛又はエトキシ基を表わし、R1はアルキル基を表わし
、2はO又はSを表わし、R2は次式のいずれかを表わ
し、C*は不斉炭素原子を表わす)C6H5CH2C*
HCH20H1 H CH3C*HCH2− な貧溶媒を加えて析出させればよい。得られた結晶は、
必要によりアルコール、アセトン等の溶媒により再結晶
させ、或いは昇華により精製する。
上記一般式(III )で示されるアミノ酸誘導体の代
わりに、その酸付加塩、例えば、塩酸塩、臭素酸塩、p
−トルエンスルホン酸塩等を原料として使用し、トリエ
チルアミン、N−メチルモルホリン等の塩基性化合物の
共存下に、一般式(■1)で示されるシクロブテンジオ
ン誘導体と、上記した方法と同様にして反応させて合成
することもできる。
わりに、その酸付加塩、例えば、塩酸塩、臭素酸塩、p
−トルエンスルホン酸塩等を原料として使用し、トリエ
チルアミン、N−メチルモルホリン等の塩基性化合物の
共存下に、一般式(■1)で示されるシクロブテンジオ
ン誘導体と、上記した方法と同様にして反応させて合成
することもできる。
なお、上記一般式(II)で示されるシクロブテンジオ
ン誘導体は、例えばアニソールとジクロロシクロブテン
ジオンを、塩化アルミニウムの存在下フリーデルクラフ
ッ溶剤(例えば2硫化炭素、ニトロベンゼン、塩化メチ
レン等)中で混合、撹拌することによって、クロロシク
ロブテンジオン誘導体を得る方法、或いは、ジアルコキ
シシクロブテンジオンを、トリアルキルオキソニウム塩
及びハロゲン化溶剤と共に、アニソールと反応させてア
ルコキシシクロブテンジオン誘導体を得る方法、等によ
って製造することができる。 ・ (実施例1) 1−(4’−メチルチオフェニル)−2−(1’−ヒド
ロキシメチル−2′−フエニルエチルアミノ)−シクロ
ブテン、3,4−ジオンの合成 下記構造式(II−1)で示される化合物1g(4,2
mmol)のアセトン溶液30m1に、D−フェニルア
ラニノールl II 1gを添加し、約2時間撹拌を続けた。反応終了後、貧
溶媒として20m1の水を加え冷蔵庫中に静置した。そ
の後、析出した黄色結晶を捕集することにより、下記構
造式(I−1)で示される、1−(4’−メチルチオフ
ェニル)−2−(1”−ヒドロキシメチル−2′−フェ
ニルエチルアミノ)−シクロブテン−3,4−ジオン1
.2g(3,4mmol)を黄色の結晶として得た。収
率は81%であった。
ン誘導体は、例えばアニソールとジクロロシクロブテン
ジオンを、塩化アルミニウムの存在下フリーデルクラフ
ッ溶剤(例えば2硫化炭素、ニトロベンゼン、塩化メチ
レン等)中で混合、撹拌することによって、クロロシク
ロブテンジオン誘導体を得る方法、或いは、ジアルコキ
シシクロブテンジオンを、トリアルキルオキソニウム塩
及びハロゲン化溶剤と共に、アニソールと反応させてア
ルコキシシクロブテンジオン誘導体を得る方法、等によ
って製造することができる。 ・ (実施例1) 1−(4’−メチルチオフェニル)−2−(1’−ヒド
ロキシメチル−2′−フエニルエチルアミノ)−シクロ
ブテン、3,4−ジオンの合成 下記構造式(II−1)で示される化合物1g(4,2
mmol)のアセトン溶液30m1に、D−フェニルア
ラニノールl II 1gを添加し、約2時間撹拌を続けた。反応終了後、貧
溶媒として20m1の水を加え冷蔵庫中に静置した。そ
の後、析出した黄色結晶を捕集することにより、下記構
造式(I−1)で示される、1−(4’−メチルチオフ
ェニル)−2−(1”−ヒドロキシメチル−2′−フェ
ニルエチルアミノ)−シクロブテン−3,4−ジオン1
.2g(3,4mmol)を黄色の結晶として得た。収
率は81%であった。
融点:191°C
極大吸収波長(λmax) : 366nm(CH2C
12中)元素分析 HN 計算値 67.96 5.42 3.96測
定値 67.85 5.40 3.羽(実施
例2〜9) 原料物質として、第1表〜第3表の一般式(II )の
欄に記載のシクロブテンジオン誘導体と、一般式(II
I )の欄に記載のアミノ酸誘導体とを使用する以外は
、実施例1に記載の場合と同様にして、第1表〜第3表
の一般式(I)の欄に記載の目的生成物を合成した。
12中)元素分析 HN 計算値 67.96 5.42 3.96測
定値 67.85 5.40 3.羽(実施
例2〜9) 原料物質として、第1表〜第3表の一般式(II )の
欄に記載のシクロブテンジオン誘導体と、一般式(II
I )の欄に記載のアミノ酸誘導体とを使用する以外は
、実施例1に記載の場合と同様にして、第1表〜第3表
の一般式(I)の欄に記載の目的生成物を合成した。
得られた生成物について、元素分析値、極大吸=12−
収波長(λmax in CH2Cl2)及び融点を測
定した。その結果を第4表に示す。
定した。その結果を第4表に示す。
(応用例)
実施例1に記載の上記構造式(、Ll)で示される化合
物を、ガラスセル中に充填した粉末のサンプルに、Nd
:YAGレーザ(波長1.064μm、出力180mJ
/パルス)を照射すると、SHGに起因する532nm
の強い緑色散乱光が、効率よく発生した。
物を、ガラスセル中に充填した粉末のサンプルに、Nd
:YAGレーザ(波長1.064μm、出力180mJ
/パルス)を照射すると、SHGに起因する532nm
の強い緑色散乱光が、効率よく発生した。
(発明の効果)
本発明の上記一般式で示されるシクロブテンジオン誘導
体は、新規な化合物であって、高い非線形性を示し、ま
た、耐熱性、耐光性、保存安定性及び加工性に優れた物
質であるので、非線形光学素子、例えば、光波長変換素
子、光シヤツター、高速光スイッチング素子、光論理ゲ
ート、光トランジスター等の作製に使用することができ
る。
体は、新規な化合物であって、高い非線形性を示し、ま
た、耐熱性、耐光性、保存安定性及び加工性に優れた物
質であるので、非線形光学素子、例えば、光波長変換素
子、光シヤツター、高速光スイッチング素子、光論理ゲ
ート、光トランジスター等の作製に使用することができ
る。
Claims (3)
- (1)下記一般式( I )で示されるシクロブテンジオ
ン誘導体。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R_1はアルキル基を表わし、ZはO又はSを
表わす。又R_2は、次式のいずれかを表わし、C^*
は不斉炭素原子を表わす) ▲数式、化学式、表等があります▼ - (2)下記一般式(II)で示されるシクロブテンジオン
誘導体と、下記一般式(III)で示されるアミノ酸誘導
体を反応させることを特徴とする特許請求の範囲第1項
に記載のシクロブテンジオン誘導体の製造方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式中Xは塩素原子、臭素原子、メトキシ基又はエトキ
シ基を表わし、R_1はアルキル基を表わす) NH_2R_2(III) (式中、R_2は次式のいずれかをを表わし、C^*は
不斉炭素原子を表わす) ▲数式、化学式、表等があります▼ - (3)前記一般式(II)で示されるシクロブテンジオン
誘導体と、前記一般式(III)で示されるアミノ酸誘導
体の酸付加塩を、塩基性化合物の存在下で反応させるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のシクロブ
テンジオン誘導体の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33317490A JP2819826B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | シクロブテンジオン誘導体及びその製造方法 |
US07/759,661 US5210302A (en) | 1990-11-29 | 1991-09-13 | Cyclobutenedione derivative and process for preparing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33317490A JP2819826B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | シクロブテンジオン誘導体及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04202165A true JPH04202165A (ja) | 1992-07-22 |
JP2819826B2 JP2819826B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=18263130
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33317490A Expired - Lifetime JP2819826B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | シクロブテンジオン誘導体及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2819826B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5616802A (en) * | 1994-10-19 | 1997-04-01 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Cyclobutenedione derivative, process for preparing the same, and nonlinear optical element |
US5659085A (en) * | 1994-05-20 | 1997-08-19 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Cyclobutenedione derivative, process for preparing the same, and nonlinear optical element |
US5811552A (en) * | 1994-05-20 | 1998-09-22 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Cyclobutenedione derivative, process for preparing the same, and nonlinear optical element |
KR100752036B1 (ko) * | 2001-07-27 | 2007-08-28 | 주식회사유한양행 | 4-아미노-3-사이클로부텐-1,2-다이온 유도체 및 그의제조방법 |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP33317490A patent/JP2819826B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5659085A (en) * | 1994-05-20 | 1997-08-19 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Cyclobutenedione derivative, process for preparing the same, and nonlinear optical element |
US5811552A (en) * | 1994-05-20 | 1998-09-22 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Cyclobutenedione derivative, process for preparing the same, and nonlinear optical element |
US5872256A (en) * | 1994-05-20 | 1999-02-16 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Cyclobutenedione derivative, process for preparing the same, and nonlinear optical element |
US5616802A (en) * | 1994-10-19 | 1997-04-01 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Cyclobutenedione derivative, process for preparing the same, and nonlinear optical element |
KR100752036B1 (ko) * | 2001-07-27 | 2007-08-28 | 주식회사유한양행 | 4-아미노-3-사이클로부텐-1,2-다이온 유도체 및 그의제조방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2819826B2 (ja) | 1998-11-05 |
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