JPH06192267A - 置換チエノ[3,2−b]チオフェン類およびそれらの使用 - Google Patents

置換チエノ[3,2−b]チオフェン類およびそれらの使用

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JPH06192267A
JPH06192267A JP5254450A JP25445093A JPH06192267A JP H06192267 A JPH06192267 A JP H06192267A JP 5254450 A JP5254450 A JP 5254450A JP 25445093 A JP25445093 A JP 25445093A JP H06192267 A JPH06192267 A JP H06192267A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 その吸収極大が500nm以下であり、特に、
450nm以下であり、さらに特別には、400nm以下で
ある発色団を有し、同時に、大気、高温および光に対し
て良好な安定性と高NLO活性とを示す有機化合物。 【構成】 [Rは、C1〜C22のアルキル基、A1,A2は、水素等
であるか、または、A1は水素であり、かつ、A2は、ニ
トロ基であり、さらに、Bは、シアノ基等。]式Iで表
される化合物は、高い双極子モーメントと高い分極率と
を有し、非線形光学目的には好適である。式I中のRが
12〜C22のアルキル基である場合には、単分子層は、
ラングミュアー−ブロジェットの方法により支持体に塗
布される。得られる層素子は、とりわけ、導波路として
好適である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルキルチオ基(電子
供与基)と電子受容基とによって置換されたチエノ
[3,2−b]チオフェン類、およびこれら化合物の製
造方法に関する。本発明は、また、これらの化合物を支
持体上に単分子層の形態で含有する層素子、およびこれ
らの化合物の非線形光学目的での使用に関する。
【0002】
【従来の技術】種々の置換基ゆえに、前記化合物の分子
は、非中心対称的である。したがって、これら化合物の
分子は、多くの場合、双極子モーメントを有する。これ
らは、また、数個の発色団を有する拡張されたπ−電子
システムを有する。これは、これらの化合物分子を非線
形光学目的用に適当とする。
【0003】非線形光学(NLO)は、とりわけ、適当
な機器により、異なる周波数の2つの光線から、その差
または和に相当する新たな周波数を得ることを可能と
し、一つの光周波数の光線から、この周波数の倍数(特
に、この周波数の2倍)の光信号を得ることを可能とす
る。非線形光学は、また、電気情報を光情報に変換する
ことを可能とし、したがって、恐らくは、データ伝送お
よびデータ蓄積技術において、長期期間にわたって、基
本的な変化をもたらしている。
【0004】NLO材料は、非線形光学構成部分、例え
ば、電気光学変調器、電気光学スイッチ、電気光学方向
性結合器および周波数二倍器の製造用に適当である。こ
れらの構成部分は、例えば、光通信技術において、光信
号を変調および制御するために、光信号処理における空
間光変調器として、半導体レーザの周波数二倍化用、光
データ蓄積用、センサ技術およびゼログラフィ用に使用
されている。
【0005】大多数の無機結晶、例えば、リン酸二水素
カリウム、およびリチウムニオベートが、NLO材料と
して、研究されてきた。リチウムニオベートから構成さ
れる変調器およびリン酸二水素カリウムを基体とする周
波数二倍器が市販されている。
【0006】しかし、また、有機NLO材料も非常に興
味深い。これには、複数の理由がある。一方において、
有機材料のNLO活性(=NLO感受率)は、無機材料
の場合よりも高いことが多い。屈折率および比誘電率
は、一般により低い。このことは、内部電界を大きく
し、分極を小さくし、反射損失を低くし、これら全てが
高効率を導く。
【0007】有機材料は、また、例えば、一定の作業波
長で高透明性を有する材料を得る目的で“特殊の目的に
合わせた(tailor-made)"の合成によって製造することが
できる。有機材料は、多くの方法で加工することができ
る。有機材料の単分子フィルムの製造は、例えば、無機
結晶の製造よりも簡単である。これらの結晶は、比較的
高温で成長させ、ついでカットし、研磨し、配向させる
必要がある。したがって、第2次および第3次の非線形
光学分野における用途に対して有機材料の需要がある。
【0008】電界によって媒体中で誘導されるマクロス
コピックな分極Pは、電界強度Eのべき級数において、
展開することができる。
【0009】P=X(1)E+X(2)2+X(3)E+… X(i)は、いわゆる、電気感受率関数(electric suscept
ibility functions)である。感受率X(2)およびX
(3)は、いわゆる、分子no高次分極率βおよびγに依
存する。
【0010】X(2)(−ω3,ω2,ω1)XYZ=N
Xω3Yω2Zω1XYZXYZβXY Z1=αE+βE2+γE3+… ここで、P1は、分子の分極であり; α,βおよびγ
は、分極率である。Nは、単位体積当たりの分子数であ
り、fは、局部電界ファクタであり、DXYZXYZは、マク
ロスコピックな系における分子の配向を記載する電気応
力である。
【0011】NLO相互作用の結果、新たな周波数が、
NLO媒体中に発生することができ、その媒体の屈折率
は、変化させことができる。
【0012】X(2)に依存する重要な非線形光学効果
は、レーザー光線の周波数ダブリング(frequency-doubl
ing)、弱い光信号のパラメトリック増幅および電気信号
の電気光学変換である。第2次の効果を発生するために
は、活性な分子は、X(2)が中心対称分子または結晶に
対して=0となるので、非中心対称的に配向する必要が
ある。
【0013】NLO化合物の結晶を成長させるために、
試みをなすことができる。これらが非中心対称的に結晶
化する場合、結晶は、さらなる処理をせずとも、非消失
性のマクロスコピックな第2次の感受率X(2)を有す
る。結晶では、発色団の非常な高濃度および非常な高秩
序が達成され、また、非中心対称次数が最も低い自由エ
ネルギー状態を表すので、秩序の緩和についてのの問題
点がない。しかし、多くの結晶の加工性が乏しく、単一
の結晶での一体となった光学構成部分の製造が、多くの
場合、実施不能である。さらに、非中心対称分子は、ま
た、中心対称結晶を導くことができる。
【0014】ラングミュアー−ブロジェット(Langmuir
-Blodgett)に従う薄い層を発生させる方法(=LBプロ
セス)は、恐らく、化学的な設計において、最も広い自
由度を可能とするが、それは、豊富な経験を必要とす
る。この方法において、分子は、水面上に拡げられ、1
分子当たりの面積を小さくすることにより平行に配列さ
れ、支持体に浸漬し、延伸することにより、一定の剪断
応力で、支持体に塗布される。1つの浸漬工程当たり一
つの単分子層が、その秩序を維持しながら、移動され
る。LB層を形成するためには、両親媒性の分子、すな
わち、親水性の一端“ヘッド(head)”と疎水性の一端
“テイル(tail)”とを有する分子が使用される。
【0015】高い2次の感受率を有するLB層を可能と
するためには、高分子2次の高次分極率βと両親媒性の
性質とを有する有機化合物が調製される。
【0016】単一の分子種から構成される両親媒性材料
が、LBプロセスにより、多層に配置される場合、浸漬
挙動の3つの異なる可能性が発生し得る: Xタイプ
(浸漬中にのみ移動)またはZタイプ(延伸中にのみ移
動)のフィルムが発生し、これらは、共に、非中心対称
構造の長所を有する。しかし、多くの場合、Yタイプの
フィルム(浸漬および取出し中の移動)が得られ、この
フィルムにおいては、分子は、ヘッド−ヘッドとテイル
−テイルとの配置を示す。
【0017】多くの場合、Yタイプのフィルムは、中心
対称構造を示す。支持体平面に配向を有する(すなわ
ち、非中心対称構造を有する)2〜3の化合物において
は、達成可能な感受率は、比較的低い。タイプYのフィ
ルム類を導く化合物を有する非中心対称構造の多層配置
を得るためには、3つの方法が適用可能である: (a) 活性な層と不活性な層(発色団を有しない両親
媒性分子または発色団を有しないポリマー類、例えば、
トリメチルシリルセルロースまたはポリメタクリレート
類)とが、交互するフィルムが形成される。この方法
は、不活性な層が系の“希釈(dilution)"を導くので、
NLO活性分子が効率的にその使用可能な体積を利用で
きないという欠点を有する。したがって、このようなフ
ィルムは、低いNLO活性を示す。
【0018】(b) 移動プロセスは、Zタイプのフィ
ルムが得られるように制御される。しかし、これは、支
持体の塗装用の特殊なマルチチャンバ装置を必要とす
る。浸漬および取り出しは、異なるチャンバ内で起こ
る。
【0019】(c) その双極子モーメントが、その一
つの場合において、疎水性の長鎖アルキル基(テイル)
に向かい、他の場合において、後者から向きが変わる、
2つの異なるNLO活性な両親媒性のフィルムが交互に
移動される。この場合、2つの隣接層の双極子モーメン
トは、Y構造であるにもかかわらず、打ち消されず、相
互に加算される。したがって、有効な双極子モーメント
は、それをNLO目的用に興味深いものとする大きさの
順序のままである。
【0020】NLO活性な化合物が最も大きく可能な光
学非線形性β(=2次の高次分極率)を有することが常
に望ましい。化合物は、それが仮に共役電子系(例え
ば、スチルベン基)を含有し、少なくとも一つの電子供
与体と少なくとも一つの電子受容基とがある場合には、
大きなβ値を有する。分子が入射電界の波動領域におけ
る光またはNLOによって発生された電界の覇道領域に
おける光(いわゆる、共鳴増幅)を吸収する場合には、
βの値は大きくなる。しかし、吸収は、それらが損失を
生じさせたり、光学安定性に悪影響を及ぼしたりするの
で、多くの用途に対して望ましくない。化合物は、それ
が材料に恒久的な損傷を与えることなく、長期間、光の
強度を確保することができる場合、“光学的に安定”で
あると見なされる。理想的な化合物は、高い高次分極率
βを有するが、所望の波長領域で残留吸収を有しない。
しかし、βについて十分に高い値を有する大部分の化合
物は、また、周波数ダブリングを所望される波長、特
に、周波数830nmのIR光(ダイオードレーザ)の周
波数ダブリングによって得られる415nmの領域でかな
りの残留吸収を示す。
【0021】
【発明が解決しようとする問題点】したがって、本発明
の課題は、その吸収極大が500nm以下であり、特に4
50nm以下であり、さらに特別には、400nm以下であ
る発色団を有し、同時に、良好な安定性(大気に対し
て、高温および光に対して)と高NLO活性とを示す有
機化合物を提供することである。
【0022】
【課題を解決するための手段】J. Med. Chem. 74(6), 1
805およびUS-A 4,876,271から、式:
【化3】 [式中、R1は、例えば、メチルもしくはイソブチルで
あり、さらに、R2は、例えば、水素である。]で表さ
れるチエノ[3,2−b]チオフェン類が緑内障の薬剤
治療に適当であることが公知である。しかし、これらの
化合物のNLO目的用の適性については、情報がない。
【0023】式(I):
【化4】 [式中、Rは、C1〜C22のアルキル基であり、 A1
よびA2は、水素もしくはメチルであるか、または、A1
は水素であり、かつ、A2は、ニトロ基であり、さら
に、Bは、シアノ基、ニトロ基、または、チエノ[3,
2−b]チオフェンリングシステムと共役した二重結合
を有する電子吸引基である。]で表される新規なチエノ
[3,2−b]チオフェン類が発見された。
【0024】特に、Bは、以下の群:
【化5】 [式中、R1は、C1〜C22のアルキル基であり、Aは、
アニオン、例えば、硫酸メチルまたはヨーダイドであ
る。]を表す。
【0025】これらの化合物の大部分は、可視領域で、
ごくわずかの吸収を有するのみか、または、吸収を全く
有しない。
【0026】式中、RがC12〜C22のアルキル基であ
り、特に、C16〜C22のアルキル基である式Iの化合物
は、長鎖の親水性基と比較的疎水性の電子受容基とを有
する。このような化合物は、ラングミュアー−ブロジェ
ットプロセスによって、支持体上に単分子多重層の形態
で配置することができる。
【0027】したがって、本発明は、また、式Iの化合
物から構成される少なくとも一つの単分子層を含有する
層素子に係るものである。
【0028】ラングミュアー−ブロジェットフィルムを
有する本発明に従う層素子を製造するために、両親媒性
の化合物は、揮発性の高い溶剤中で清浄な水面に適用さ
れ、拡げられる。1分子当たりの平均面積は、表面の寸
法、分散体積および溶液の濃度から計算することができ
る。分子の圧縮中の相転移は、剪断面積等温式(shearar
ea isotherm)によってモニターすることができる。
【0029】障壁またはその他の技術、例えば、流体力
学的力によって、分子は、ともに押され、鎖は、境界相
に本質的に垂直に密度を増大させて配向される。圧縮
中、その一定の層の厚さが分子の鎖の長さによって決定
される高度に規則的な単分子フィルムが境界層における
分子の自己組織化によって形成される。このようなフィ
ルムの典型的な厚さは、2〜3nmの間である。
【0030】適当な支持体は、清浄な表面を有する固
体、例えば、ガラスプレート、セラミックプレートもし
くは金属プレート、例えば、PMMA、ポリスチレン、
ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレンもし
くはポリテトラフルオロエチレンののプラスチック層、
または、前記支持体上のの金属層である。
【0031】ラングミュアー−ブロジェットフィルムの
第2次の感受率(X(2))の値の実験的な決定のために
は、光学的な周波数ダブリングの現象を使用することが
でき、この現象においては、周波数ωのレーザ光線が活
性物質において、周波数2ωのビームに変換される。こ
の場合、2ωにおいて発生した調波の強度は、ωにおけ
る基本光線の入射強度の二乗で増加する。さらに多く
は、いわゆる“メーカーフリンジズ(maker fringes)"
の方法が使用されるが、それについては、本明細書中で
簡単に記載する。
【0032】角周波数ωにおける電磁波源として、典型
的には、波長1064nm(ω=9398cm-1)で単純な
(典型的には、30ps−30nsの)光パルスを発生する
Nd:YAGレーザが使用される。この光パルスは、ビ
ームデイバイダー(beam divider)により試料チャネルお
よび参照チャネル中で2つのビームに分割される。試料
チャネルにおいては、測定される層システムは、回転テ
ーブルの上に取り付けられる。1064nmにおける入射
ビームの少量の部分は、NLO活性システムにより53
2nmにおけるビーム、すなわち、二倍化された周波数に
変換される。調波の強度は、光電子増倍管によって測定
され、データ捕捉エレクトロニクスおよび制御コンピュ
ータにより、入射角の関数として検知され、角度当たり
の複数のショットについて平均化される。分極素子およ
びフィルターは、試料中で発生した調波のみを制御され
た分極条件下で確実に測定されるようにする。
【0033】NLO活性な物質、例えば、粉末2−メチ
ル−4−ニトロアニリンは、同様に、参照チャネルに取
り付けられ; それは、エネルギーにおける変動と時間
および空間におけるビームのプロフィルとよって生じる
測定される強度のばらつきを補償する役割を果たす。試
料チャネルにおいては、検量される試料、例えば、その
感受率が約1pm/Vである水晶の結晶が、続いて、測定さ
れる。調波強度の角度依存性と、その検量される試料の
強度と比較した値とから、NLO感受率および発色団を
配向させるための情報を得ることができる。
【0034】結晶、特に、本発明に従う化合物から構成
される結晶のNLO活性は、いわゆる、Kurtzの粉末方
法によって調べることができる。調べられる化合物は、
乳鉢で粉砕され、2枚の顕微鏡ガラススライドの間に約
0.2mm厚さの層で固定される。参照試料(例えば、2
−メチル−4−ニトロアニリン)を用いて、同様の処理
操作が用いられる。試料は、パルスNd:YAGレーザ
によって照射され、532nmで前方に散乱した光の強度
が、試料に対する光増倍管および参照に対する光増倍管
によって測定される。
【0035】供与体−受容体システムにおいて、分子の
高次分極率βは、吸収バンドの一体となった強度と種々
の溶剤中での吸収極大のシフトとを決定することにより
評価することができる。この方法は、光学非線形性が基
底状態と第1の電子的な励起状態との間の電荷のシフト
により支配されるという仮定に基づいている。この場
合、βは、最も低いエネルギーの吸収のための遷移モー
メントに比例し、これは、一体となったバンド強度を測
定することにより決定することができる。高次分極率
は、また、2つの状態の双極子モーメント間の差にも比
例する。この差は、異なる比誘電率を有する2つの溶剤
間の吸収波長のシフトによっても評価することができ
る。
【0036】本発明に従う化合物は、特に、それらが層
素子中でラングミュアー−ブロジェットフィルムとして
存在するか、または、非中心対称結晶の形態である場合
に、良好な非線形光学性質を有する光学システムを製造
することを可能とする。このようなシステムは、例え
ば、電気光学スイッチ類、ダイオードレーザ周波数二倍
器または光学的なパラメトリック増幅器(例えば、いわ
ゆる、光信号伝達ネットワークにおける弱い光信号の再
生器(refreshers)用に適当である。
【0037】以下の図面は、対応する構成部分の構成原
理を説明するものである。
【0038】図1は、光波の周波数を二倍化するための
構成部分100を表す。支持体104とカバー層105との間に
NLO活性層103が埋設されている。符号103と符号105
との屈折率は、全反射が可能なように、符号104のそれ
よりも低くする必要がある。
【0039】光101(例えば、830nm)は、層103の端
面タンメン102を通るか、または、プリズム108もしくは
グレーチング(grating)(図示せず)を通して結合され
る。カバー層105は、活性層を保護するためにのみ機能
し、省略することもできる。活性層103は、光が2つの
方向(層面に垂直および平行)に案内されるように、横
方向に構成することもできる。
【0040】活性層は、本発明に従うチエノ[3,2−
b]チオフェン化合物を含有し、好ましくは、高い(1
-8esu以上)の光学的な第2次の感受率を有する。層10
3の厚さおよび幅、ならびに、支持体104の屈折率が入射
光の波長に対して正確な比である場合には、結合される
基準波の位相速度と第2次の調波の位相速度との間の対
応を達成することができる。その場合には、特に、周波
数二倍(例えば、415nm)の二倍の光が多量に符号10
3に発生される。光線106は、他の端面107で、あるい
は、プリズム109もしくはグレーチング(図示せず)を
介してNLO活性層を離れる。入射波長の光は、フィル
ターにより符号106から取り出すことができる。
【0041】変法において(図示せず)、導波路は、結
合される基準波が導波路に案内されるが、調波がいわゆ
るCerenkov原理に従い結合されて支持体に導かれ、支持
体をその端面で離れる。
【0042】図2は、支持体204とカバー層205とを有す
るこの構成部分に対する変形例を示す。入射光線201
は、同様に、端面202を介して入射する。さらなる周波
数206を有する光線206は、端面207を介して構成部分を
離れる。導波路は、この場合、高屈折率のNLO不活性
層203とNLO活性層208とから構成され、本発明に従う
化合物を、特に、LB多重層の形態で含有する。
【0043】図3aおよび図3bは、それぞれ、それに
より光波の強度を変調することのできる構成部分300を
示す。入射光301は、端面302、プリズム(図示せず)も
しくはグレーチング(図示せず)を介して活性な導波層
303にランチされる。層303は、Mach-Zehnderの干渉計の
ように横方向に構成されている。
【0044】断面において構成部分を示す図3aに従え
ば、2つの電極304は、透明な支持体に係止する導波路3
03の両側に適用される。図3bに従えば、電極304は、
干渉計の一つのアームの下および上の横方向のオフセッ
トに適合される。干渉計は、支持体308の上に配置され
る。
【0045】電圧を電極304に印加する場合、符号303に
おける屈折率および、したがって、干渉計の個々のアー
ムにおける光の位相速度は、線形な電気光学効果により
変化する。これは、本来の波と変換された波との和また
は差の重複発生を導き、端面307を介して結合される光
の強度の変調を導く。
【0046】図4は、周波数ω1の第1の光線と周波数
ω2の第2の光線との間の相互作用が発生する構成部分
400を示す。この場合、その周波数がω1とω2との和
ω3および差ω4に相当する新たな光線が発生する。周
波数ω1401およびω2402のビームは、端面403を介し
て、または、プリズム(図示せず)もしくはグレーチン
グ(図示せず)によって結合され、支持体408上に位置
する導波路構造404に導かれる。導波路構造404は、保護
層409でカバーされている。
【0047】導波路機能を有する活性層404は、NLO
活性なLB多重層(図1に類似)を構成することがで
き; それは、また、高屈折率のさらなるNLO不活性
層(図2に類似)を有することができる。
【0048】層404は、2方向の導波路を製造するため
に横方向に構成することもできる。周波数ω1およびω
2は、NLO相互作用により層404中でミキシングさ
れ、結合された強度の一部は、両周波数の和に相当する
周波数に変換され、また、一部は、周波数ω1とω2と
の間の差に相当する。とりわけ、これらの周波数を有す
る光は、端面407を介してか、あるいは、プリズム(図
示せず)もしくはグレーチング(図示せず)によって結
合させることができる。
【0049】
【実施例】以下の実施例により、本発明をさらに詳細に
説明する。
【0050】新規な置換チエノ[3,2−b]チオフェン類の製造 実験部分: UV/VIS: Hewlett-Packard HP8425ダイオードアレイ分光
度計。
【0051】Ms(70eV), Finnigan MAT8430。融点不正
確。
【0052】TLC: Polygram Sil G/UV254(Machere
y-Nagelによって製造): 0.25mm silica gel。
【0053】カラムクロマトグラフィ: silica gel 6
0(Merkによって製造):粒子寸法0.063〜0.20
0mm。
【0054】出発物質は、公知の方法によって合成し
た:2−メチルチオチエノ[3,2−b]チオフェン
は、A. Buggeの方法(Chem. Scr. 1973 3. 190)によっ
て製造した。チエノ[3,2−b]チオフェンは、Y. G
oldfarb et alの方法[Bull. Acad. Sci. USSR. Div. C
hem. Sci.(英語翻訳1965,486)]によって製造した。
【0055】3,6−ジメチルチエノ[3,2−b]チ
オフェンは、G. Martelli, L. Testafferi, M. Tiecco
の方法(J. Org. Chem. 1975, 40, 3386)によって製造
した。
【0056】新規な置換チエノ[3,2−b]チオフェ
ン類
【化6】 1. 2−メチルチオ−5−ニトロチエノ[3,2−
b]チオフェン() 2−メチルチオチエノ[3,2−b]チオフェン1.0
g(5.4mmol)を無水酢酸20mlに溶解し、この溶液を
−20℃に冷却する。この温度で、70%硝酸0.6ml
の無水酢酸5mlとの混合物を滴下する。ついで、混合物
を室温まで暖める。ワークアップのために、この混合物
を氷水に加え、ジエチルエーテルで数回抽出し、有機相
を飽和炭酸水素ナトリウム溶液で中性になるまで洗浄
し、無水の硫酸マグネシウムで乾燥する。減圧下、ロー
タリーエバポレータで溶剤を除去した後、得られる橙黄
色の粗生成物は、分取用のカラムクロマトグラフィ(S
iO2//2:1シクロヘキサン/酢酸エチル,Rf:
0.62)により精製し、シクロヘキサンから再結晶す
る。
【0057】収率: ()360mg(29%) 融点: 119℃ 同時に、3−メチルチオ−2−ニトロチエノ[3,2−
b]チオフェン(10){Rf: 0.42, 融点:
148℃(シクロヘキサン)}300mg(24%)が
副生物として得られる。
【0058】()のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (アセトニトリル) 408(4.19), 266(3.65), 234(3.
75) (クロロホルム) 406(4.20), 266(3.68), 242(3.7
5) (2−プロパノール) 398(4.19), 264(3.69), 232(3.7
9) (n−ヘキサン) 370(4.20), 262(3.69), 248(3.7
0), 230(3.72) ()のMS(70 eV)m/z(%):231(100)[M+], 216(8)[M+
-CH3], 201(32)[M+-NO], 185(44)[M+-NO2] C75NO23(231.30)(): 計算値: C36.67 H2.18 N6.06 S41.53 実測値: C36.43 H2.06 N5.68 S41.22 (10)のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (アセトニトリル) 408(3.72), 326(3.66), 284(4.2
8) (クロロホルム) 408(3.96), 326(3.67), 286(4.2
8) 280sh(4.23), 242(3.96) (2−プロパノール)400(3.70), 322(3.65), 284(4.2
6) (n−ヘキサン) 384(3.73), 320(3.65), 276(4.2
0), 226(3.88) (10)のMS(70 eV)m/z(%):231(100)[M+], 201(7)
[M+-NO], 184(26)[201-OH], 152(29)[184-S] C75NO23(231.30)(10): 計算値: C36.67 H2.18 N6.06 S41.53 実測値: C36.37 H2.17 N5.74 S41.40 2. 2−オクタデシルチオチエノ[3,2−b]チオ
フェン(12) シール用ガスとしての窒素下、1.6Nのn−ブチルリ
チウム47ml(75mmol)を、室温で、乾燥ジエチルエ
ーテルに溶解したチエノ[3,2−b]チオフェン10
g(71mmol)に滴下する。ついで、この混合物を30分
間還流させる。続いて、得られるチエノ[3,2−b]
チオフェニルリチウム塩の懸濁液に、乾燥イオウ2.4
g(75mmol)を、氷冷および撹拌しながら、加える。つ
いで、混合物を室温まで暖め、60分間、撹拌する。氷
バスにより改めて冷却した後、乾燥ジエチルエーテル1
00mlに溶解させたオクタデシルブロマイド23.7g
(71mmol)を滴下する。混合物を室温で一晩撹拌した
後、25%の塩化アンモニウム溶液50mlを氷冷しつつ
加える。
【0059】ワークアップのために、有機相を分離す
る。水相をジエチルエーテルで数回抽出する。合わせた
有機相を水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥する。減
圧下、ロータリーエバポレータで溶剤を除去した後、得
られる粗生成物は、分取用のカラムクロマトグラフィ
(SiO2//シクロヘキサン, Rf:0.41)に
より精製する。
【0060】このようにして得られる生成物は、60
℃、高減圧で乾燥する。
【0061】(12)の収率:21.2g(70%),
融点: 46〜47℃。
【0062】(12)のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (2−プロパノール)288sh(4.15), 282(4.21), 274sh
(4.14) (n−ヘキサン) 288sh(4.17), 280(4.23), 276(4.
17) (12)のMS(70 eV)m/z(%):424(100)[M+], 172(44)
[M+-C18H36], 171(38)[M+-C18H37] C24403(424.76): 計算値: C67.86 H9.49 S22.64 実測値: C67.80 H9.50 S22.60 3. 2−ニトロ−5−オクタデシルチオチエノ[3,
2−b]チオフェン(13)、3−ニトロ−2−オクタ
デシルチオチエノ[3,2−b]チオフェン(14)お
よび3,5−ジニトロ−3−オクタデシルチオチエノ
[3,2−b]チオフェン(15) 2−オクタデシルチオチエノ[3,2−b]チオフェン
12)1.5g(3.5mmol)を無水酢酸10ml、ジエ
チルエーテル10mlおよびシクロヘキサン10mlの混合
物に溶解する。15分間かけて、この混合物を、硝酸銅
3水和物[Cu(NO32・3H2O]0.36g(1.
5mmol)の無水酢酸10ml溶液に滴下する。混合物の撹
拌を、氷冷しつつ、30分間続け、ついで、この混合物
を暖め、薄層クロマトグラフィによりモニターしつつ、
室温で3時間撹拌する。(12)の3つの硝酸塩誘導体
が形成される。
【0063】ついで、混合物を氷水100mlで加水分解
し、一晩、放置する。
【0064】ワークアップのために、粗生成物/水混合
物をジクロロメタンで抽出し、抽出物を飽和炭酸水素ナ
トリウム溶液と水とで中性になるまで洗浄し、無水の硫
酸マグネシウムで乾燥する。減圧下、ロータリーエバポ
レータで溶剤を除去した後、得られる粗生成物ha、分
取用のカラムクロマトグラフィ(SiO2//10:1
シクロヘキサン/酢酸エチル)で精製する。
【0065】収率: (13)320mg(20%)Rf:0.78 融点:6
8〜69℃。
【0066】(14)380mg(23%)Rf:0.5
9 融点:81〜82℃。
【0067】(15)330mg(18%)Rf:0.1
6 融点:105〜107℃。
【0068】(13)のMS(70 eV)m/z(%):469(100)
[M+], 452(11)[M+-OH], 423(2)[M+-NO2], 217(30)[M+-C
18H36], 216(4)[M+ーC18H37] (14)のMS(70 eV)m/z(%):469(100)[M+], 452(16)
[M+-OH], 439(4)[M+-NO], 217(14)[M+-C18H36], 201(1
0)[217-O] C2439NO23(469.76)(14): 計算値: C61.36 H8.37 N2.98 S20.47 実測値: C61.52 H8.68 N2.83 S20.51 (15)のMS(70 eV)m/z(%):514(100)[M+], 497(76)
[M+-OH], 262(10)[M+-C18H36], 246(18)[262-O], 229
(7)[246-OH], 197(7)[229-S] 4. 3,6−ジメチル−2−オクタデシルチオチエノ
[3,2−b]チオフェン(21) 乾燥ジエチルエーテル30mlに溶解させた3,6−ジメ
チルチエノ[3,2−b]チオフェン3.8g(22.
6mmol)を、12の調製法と全く同様に、1.6Nのn
−ブチルリチウム17ml(27.2mmol)、乾燥イオウ
0.9g(28mmol)および乾燥ジエチルエーテル30ml
に溶解させたオクタデシルブロマイド7.7g(23mmo
l)と反応させ、ワークアップする。粗生成物は、分取用
のカラムクロマトグラフィ(SiO2//n−ヘキサ
ン,Rf:0.58)によって精製する。
【0069】収率:(21)7.6g, 融点:48〜
50℃。
【0070】(21)のMS(70 eV)m/z(%):452(100)
[M+], 200(58)[M+-C18H36], 199(21)[M+-C18H37], 167
(9)[199-S] C26443(452.82) 計算値: C68.97 H9.79 S21.24 実測値: C68.84 H9.99 S21.78 5. 3,6−ジメチル−5−ニトロ−2−オクタデシ
ルチオチエノ[3,2−b]チオフェン(22) 3,6−ジメチル−2−オクタデシルチオチエノ[3,
2−b]チオフェン(21)1.5g(3.5mmol)を、
無水酢酸10ml、ジエチルエーテル10mlおよびシクロ
ヘキサン10mlの混合物に溶解する。15分間かけて、
この混合物を硝酸銅3水和物[Cu(NO32・3H2
O]0.45g(1.8mmol)の無水酢酸15ml溶液に滴
下する。ついで、混合物を、氷冷しつつ、4時間撹拌
し、、続いて、加水分解のために、氷水200mlに加
え、4時間放置する。
【0071】ワークアップのために、粗生成物/水混合
物をジエチルエーテルで抽出し、抽出物を飽和炭酸水素
ナトリウム溶液と水とで中性になるまで洗浄し、無水の
硫酸マグネシウムで乾燥する。減圧下、ロータリーエバ
ポレータで溶剤を除去した後、得られる粗生成物は、分
取用のカラムクロマトグラフィ(SiO2//1:1n
−ヘキサン/ジクロロメタン,Rf:0.56)で精製
する。n−ヘキサンからの最終再結晶は、黄色の針状形
態で(22)を与える。
【0072】収率: (22)1.1g(67%),
融点: 71〜73℃(n−ヘキサン) (22)のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (アセトニトリル) 386(4.23), 264sh(3.67), 246
(3.79) (クロロホルム) 392(4.24), 272sh(3.67), 260s
h(3.78), 246(3.87) (22)のMS(70 eV)m/z(%):497(100)[M+], 480(8)[M
+-OH], 467(7))[M+-NO], 451(5)[M+-NO2], 245(39)[M+-
C18H36], 244(9)[M+-C18H37] C2643NO23(497.81) 計算値: C62.73 H8.71 N2.81 S19.32 実測値: C62.88 H8.87 N2.79 S19.36 6. 5−メチルチオチエノ[3,2−b]チオフェン
−2−カルボアルデヒド(16) 2−メチルチオチエノ[3,2−b]チオフェン
[1]9.5g(51mmol)をN,N−ジメチルホルムアミ
ド12ml(0.15mol)に溶解する。ついで、氷バス
で冷却しつつ、オキシ塩化リン4.8ml(51mmol)
を、30分間かけて、滴下する。さらに30分間撹拌し
た後、混合物を室温まで暖める。ついで、発熱反応が開
始される。室温で45分間撹拌した後、混合物を80℃
に30分間加熱して、反応を完了させる。冷却後、加水
分解のために、混合物を氷水150〜200mlに加え、
酢酸アンモニウムによりpH5〜6に調整し、一晩放置
する。
【0073】ワークアップのために、粗生成物をジエチ
ルエーテルで抽出し、飽和炭酸水素ナトリウム溶液と水
とで中性になるまで洗浄し、無水の硫酸マグネシウムで
乾燥する。減圧下、ロータリーエバポレータで溶剤を除
去した後、得られる粗生成物は、分取用のカラムクロマ
トグラフィ(SiO2//ジクロロメタン,Rf:0.
60)により精製する。
【0074】 収率:(16)8.6g(79%), 融点:73℃ (16)のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (アセトニトリル) 350(4.31), 324sh(4.19), 260
(3.49) (クロロホルム) 354(4.29), 330sh(4.19), 264
(3.55) (2−プロパノール) 350(4.29), 324sh(4.20), 262
(3.52) (n−ヘキサン) 334(4.33), 318sh(4.28), 268sh
(3.55) (16)のMS(70 eV)m/z(%):214(100)[M+], 213(10)
[M+-H], 199(63)[M+-CH3], 185(5)[M+-CHO], 171(32)[1
99-CO], 170(3)[199-CHO], 138(4)[170-S] C86OS3(214.32) 計算値: C44.83 H2.82 S44.88 実測値: C44.66 H2.84 S44.89 7. 2−ジシアノビニル−5−メチルチオチエノ
[3,2−b]チオフェン(17) アルデヒド(16)1g(4.7mmol)を乾燥エタノール
15mlに溶解し、この溶液を沸点まで加熱する。つい
で、乾燥エタノール15mlに溶解したマロノニトリル
0.3g(4.7mmol)を加え、続いて、ピペリジン
0.5mlを滴下する。15分間還流後、混合物を緩やか
に室温まで冷却する。沈殿した粗生成物をエタノールで
洗浄し、高減圧(170℃/0.2mbar)で昇華により
精製する。
【0075】収率:(17)1.1g(89%), R
f:(CH2Cl2):0.65 融点:197℃。
【0076】(17)のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (アセトニトリル) 428(4.56), 286(3.56), 240sh
(3.70) (クロロホルム) 438(4.55), 292(3.57), 242(3.7
9), 230(3.84) (2−プロパノール) 426(4.46), 288(3.68), 230sh
(3.78) (n−ヘキサン) 428sh(4.49), 408(4.56), 290
(3.61) (17)のMS(70 eV)m/z(%):262(70)[M+], 247(100)
[M+-CH3] C11623(214.32) 計算値: C50.36 H2.31 N10.68 S36.6
6 実測値: C50.30 H2.29 N10.47 S36.6
1 8. 5−メチルチオチエノ[3,2−b]チオフェン
−2−カルボキシム(18) アルデヒド(16)2.7g(12.5mmol)、ヒドロキ
シルアンモニウムクロライド[NH3OHCl]1.0g
(14mmol)およびピリジン1mlを乾燥エタノール30ml
に溶解し、この溶液を90分間還流する。室温まで冷却
後、沈殿し、単離される結晶は、エタノールから2度再
結晶される。
【0077】収率: (18)1.45g(50%)。
【0078】融点: 191℃(エタノール)。
【0079】(18)のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (2−プロパノール) 328(4.46), 316(4.26) (n−ヘキサン) 326(4.42), 312(4.38) (18)のMS(70 eV)m/z(%):229(100)[M+], 214(68)
[M+-CH3], 196(15)[214-H2O], 186(17)[M+-CHNO], 170
(19)[214-CH=N-OH] C87NOS3(229.33) 計算値: C41.90 H3.08 N6.11 S41.94 実測値: C41.74 H2.97 N6.00 S41.95 9. 5−メチルチオチエノ[3,2−b]チオフェン
−2−カルボニトリル(19) オキシム(18)0.85g(3.7mmol)を無水酢酸3
mlとともに撹拌し、10分後、140℃に1時間加熱す
る。冷却後、水4mlを加え、混合物を10分間還流す
る。ついで、混合物を、氷冷しつつ、さらに冷却し、2
Nの水酸化ナトリウム溶液10mlを加えることにより、
アルカリ性にする。
【0080】ワークアップのために、混合物をジエチル
エーテルで抽出し、抽出物を中性になるまで水で洗浄
し、無水の硫酸マグネシウムで乾燥する。減圧下、ロー
タリーエバポレータで溶剤を除去した後、得られる粗生
成物は、分取用のカラムクロマトグラフィ(SiO2
/ジクロロメタン, Rf:0.74)により精製す
る。溶融物からの最終的な昇華(120℃/0.2mba
r)により、淡黄色の結晶として、(19)が得られる。
【0081】収率: (19)660mg(84%),
融点:73℃。
【0082】(19)のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (アセトニトリル) 324(4.27), 300(4.19) (クロロホルム) 322(4.27), 302(4.21) (2−プロパノール) 320(4.26), 300(4.21) (n−ヘキサン) 330sh(4.16), 312(4.29), 298
(4.26) (19)のMS(70 eV)m/z(%):211(64)[M+], 196(100)
[M+-CH3] C85NS3(211.31) 計算値: C45.47 H2.38 N6.63 S45.52 実測値: C45.63 H2.31 N6.56 S45.70 10. 1−メチル−4−[(5’−メチルチオ−チエ
ノ[3,2−b]チオフェン−2−イル)−trans−エ
テニル]ピリジニウムヨーダイド(23) アルデヒド(16)0.8g(3.8mmol)、1,4−ジ
メチルピリジニウムヨーダイド1.1g(4.6mmol)お
よびピペリジン0.5mlを、乾燥エタノール10ml中で
2.5時間還流させる。混合物を室温まで冷却した後、
沈殿した粗生成物を単離し、メタノールから2度再結晶
する。
【0083】収率: (23)1.1g(67%)。
【0084】融点: 232℃(分解する)(メタノー
ル)。
【0085】(23)のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (アセトニトリル) 430(4.50), 304(3.97), 248(4.3
4) (クロロホルム) 458(4.38), 366(3.35), 300(4.2
4), 270sh(4.09),234(4.08) (2−プロパノール) 438(4.31), 306(4.03), 264(4.0
2), 220(4.34) (23)のMS(70 eV)m/z(%)FAB, ポジテイブ(NBA):3
04(100)[M+-I] C1514NS3I(431.37) 計算値: C41.77 H3.27 N3.25 S22.30 実測値; C41.41 H3.32 N3.14 S22.26 11. 5−メチルチオチエノ[3,2−b]−2−カ
ルボアルデヒド−4’−ニトロフェニルヒドラゾン(
) 3−ニトロフェニルヒドラジン0.6g(3.9mmol)
を、50%酢酸4mlに溶解し、撹拌しつつ、水6mlを加
え、混合物を60〜70℃に加熱する。ついで、エタノ
ール20mlをこの高温溶液に加える。
【0086】ついで、アルデヒド(16)0.8g
(3.7mmol)のエタノール10ml溶液を酢酸中の高温
ヒドラジン溶液に滴下する。10分後、混合物を室温ま
で冷却し、さらに1時間撹拌する。ついで、沈殿した粗
生成物を単離し、氷冷エタノールで洗浄し、酢酸エチル
から2度再結晶する。
【0087】収率: (24)890mg(69%)。
【0088】融点: 217℃(酢酸エチル), R
f:(CH2Cl2):0.54。
【0089】(24)のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (アセトニトリル) 426(4.68), 354(4.09), 284(4.2
8), 312(4.07) (クロロホルム) 424(4.66), 360sh(4.10), 314
(4.08) (24)のMS(70 eV)m/z(%):349(100)[M+], 334(21)
[M+-CH3], 304(4)[334-NO], 288(3)[304-O], 212(9)[28
8-C6H4], 197(6)[212-NH] C1411323(349.44) 計算値: C48.12 H3.17 N12.02 S27.5
2 実測値: C48.30 H3.17 N11.87 S27.1
5 12. 2−ジシアノビニル−5−オクタデシルチオチ
エノ[3,2−b]チオフェン(25) アルデヒド(20)1.5g(3.3mmol)を乾燥エタノ
ール15mlに溶解し、沸点まで加熱する。ついで、乾燥
エタノール10mlに溶解したマロノニトリル250mg
(3.8mmol)を直ちに加え、続いて、ピペリジン0.
5mlを滴下する。45分間還流後、混合物を室温まで緩
やかに冷却する。
【0090】沈殿した粗生成物を単離し、分取用のカラ
ムクロマトグラフィ(SiO//2:1シクロヘキサ
ン/ジクロロメタン, Rf:0.64)により精製す
る。
【0091】収率: (25)1.45g(88%),
融点: 102℃。
【0092】(25)のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (アセトニトリル) 416(4.53), 306(3.49) (クロロホルム) 426(4.54), 310(3.57) (2−プロパノール) 412(4.46), 300(3.71) (n−ヘキサン) 428sh(4.44), 408(4.57), 348sh
(3.93), 308sh(3.61) 13. オクタデシルチオチエノ[3,2−b]チオフ
ェン−2−カルボアルデヒド(20) チオエーテル(12)9.1g(21mmol)をN,N−
ジメチルホルムアミド10mlに溶解し、40℃に加熱
し、ついで、オキシ塩化リン2.5ml(25mmol)を、
内部温度が45℃以上にならないようna速度で、1時
間かけて滴下する。添加後、混合物を60℃で90分間
撹拌し、一晩放置する。
【0093】ワークアップのために、混合物を氷水15
0〜200mlに加え、淡黄色の色が淡褐色になるまで、
36時間撹拌する。ついで、粗生成物をジエチルエーテ
ルで抽出し、飽和炭酸水素ナトリウム溶液と水とで中性
になるまで洗浄し、無水の硫酸マグネシウムで乾燥し、
減圧下、ロータリーエバポレータで、溶剤を除去する。
【0094】粗生成物は、分取用のカラムクロマトグラ
フィ(SiO//5:1ジクロロメタン/シクロヘキ
サン, Rf:0.66)により精製する。
【0095】収率: (20)6.7g(70%),
融点: 62℃。
【0096】(20)のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (アセトニトリル) 340(4.31), 324sh(4.26), 262
(3.54) (クロロホルム) 344(4.30), 330sh(4.25), 264
(3.55) (2−プロパノール) 338(4.31), 322sh(4.25), 264
(3.55) (n−ヘキサン) 360sh(4.06), 334(4.35), 320
(4.32), 304sh(4.11) 270sh(3.55) (20)のMS(70 eV)m/z(%):452(100)[M+], 424(11)
[M+-CO], 200(68)[M+-C18H36], 199(16)[M+-C18H37],17
2(9)[200-CO], 171(10)[200-CHO] C2540OS(452.77) 計算値 C66.32 H8.90 S21.24 実測値 C66.31 H8.97 S21.16 14. 5−メチルチオ−2−(4’−ニトロフェニル
−trans−エテニル)チエノ[3,2−b]チオフェン
27
【化7】 アルデヒド(16)0.80g(3.7mmol)、4−ニト
ロフェニル酢酸0.69g(3.8mmol)およびピペリジ
ン0.2mlを150〜160℃で45分間加熱する。つ
いで、混合物を室温まで冷却し、得られる物質を氷酢酸
で抽出し、混合物を水80mlに注ぐ。沈殿した粗生成物
を吸引濾過し、冷エタノールで洗浄し、ついで、高減圧
(190℃/0.07mbar)で昇華により精製する。
【0097】収率: (27)750mg(61%),
融点:230℃。
【0098】(27)のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (アセトニトリル) 404(4.55), 318(4.07) (クロロホルム) 414(4.54), 318(4.10) (2−プロパノール)404(4.50), 316(4.04) (n−ヘキサン) 414sh(4.33), 394(4.43), 380sh
(4.38), 312(4.16) 258(3.98) (27)のMS(70 eV)m/z(%):333(100)[M+], 318(64)
[M+-CH3], 303(9)[M+-NO], 287(11)[M+-NO2], 272(22)
[287-CH3], 240(13)[272-S], 196(9)[318-C6H4NO2] (27)の元素分析 C1511NO23 計算値: C54.03 H3.33 N4.20 S28.84 実測値: C53.99 H3.09 N4.28 S28.82 さらなる新たな置換チエノ[3,2−b]チオフェン類
【化8】 15. 3,6−ジメチル−2−メチルチオ−チエノ
[3,2−b]チオフェン(28
【化9】 3,6−ジメチルチエノ[3,2−b]チオフェン1
2.0g(71mmol)を乾燥ジエチルエーテル230mlに
溶解したものを、n−ブチルリチウム(1.6Nのヘキ
サン溶液)50ml(80mmol)、乾燥イオウ2.40g
(75mmol)およびメチルヨーダイド4.7ml(75mmo
l)と、12の調製法と同様にして反応させ、ワークアッ
プする。粗生成物は、高減圧(沸点: 104℃/0.
2mbar)における蒸留により精製する。
【0099】収率: (28)13.1g(91%),
融点: 49℃。
【0100】IR: 3086cm-1, 2915, 2843(CH) (28)のMS(70 eV)m/z(%):216, 215, 214(11, 9, 7
7)[M+], 201, 200, 199(15, 12, 100) C9103(214.36) 計算値: C50.43 H4.70 S44.87 実測値: C50.52 H4.72 S44.46 16. 5−オクタデシルチオ−チエノ[3,2−b]
チオフェン−2−カルボアルデヒド4’−ニトロフェニ
ルヒドラゾン(29
【化10】 4−ニトロフェニルヒドラジン0.60g(3.9mmol)
とアルデヒド(20)1.50g(3.3mmol)とを、5
0%酢酸4mlに溶解し、撹拌および60〜70℃に加熱
しつつ、水4mlで処理する。ついで、エタノール12ml
をこの高温溶液に加える。
【0101】90分後、混合物を、室温まで冷却し、さ
らに2時間撹拌する。沈殿した粗生成物を単離し、水で
洗浄し、分取用のカラムクロマトグラフィ(SiO2
/5:1ジクロロメタン/シクロヘキサン)により精製
する。
【0102】収率:(29)1.20g(62%),
融点: 110〜112℃。
【0103】IR: 2919cm-1, 2850(CH) (29)のMS(70 eV)m/z(%):590, 589, 588, 587(6,
21, 38, 100)[M+] C3145323(587.90) 計算値: C63.33 H7.72 N7.15 S16.36 実測値: C63.58 H7.74 N6.95 S16.38 17. 5−メチルチオ−チエノ[3,2−b]チオフ
ェン−2−カルボアルデヒドトシルヒドラゾン(30
【化11】 p−トルエンスルホニルヒドラジン0.75g(4.0m
mol)を、メタノール8mlに溶解し、60℃に加熱し、
さらに、2Nの塩酸0.3mlで処理する。続いて、アル
デヒド(16)0.80g(3.7mmol)を一部づつ加え
る。ついで、混合物を10分間撹拌し、しかる後、室温
まで冷却する。沈殿した生成物を単離し、メタノールか
ら再結晶する。
【0104】収率: (30)0.90g(64%) 融点: 192℃(分解)(メタノール) IR: 3237cm-1(NH), 3092(CH), 1162(SO) (30)のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (アセトニトリル) 346(4.475) (クロロホルム) 348(4.454) (30)のMS(70 eV)m/z(%):384, 383, 382(3, 4, 1
5)[M+], 229, 228, 227(15, 12, 100) C1514224(382.53) 計算値: C47.10 H3.69 N7.32 S33.52 実測値: C46.95 H3.70 N7.31 S33.53 18. 4−{N’−(5−メチルチオ−チエノ[3,
2−b]チオフェン−2−イル)−メチレン−ヒドラジ
ノ}−安息香酸(31):
【化12】 アルデヒド(16)1.6g(4.7mmol)と4−ヒドラ
ジノ安息香酸0.80g(5.2mmol)とを、29の調製
法と同様にして、反応させる。粗生成物は、エタノール
/アセトンからの再結晶により精製する。
【0105】収率: (31)0.87g(53%),
分解点: 220℃ IR: 1667(C=O)cm-1, 1603 (31)のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (アセトニトリル) 386(4.645), 300(4.231) (クロロホルム) 388(4.586), 304(4.208) (31)のMS(70 eV)m/z(%):350, 349, 348(3, 2, 11)
[M+], 333(3), 179, 178(18, 100) C1512223(348.45) 計算値: C51.70 H3.47 N8.04 S27.60 実測値: C51.45 H3.46 N8.05 S27.60 19. 3,6−ジメチル−2−メチルスルホニル−5
−メチルチオ−チエノ[3,2−b]チオフェン(
【化13】 シール用ガスとしての窒素下、n−ブチルリチウム
(1.6Nのヘキサン溶液)3.3ml(5.3 mmol)を
室温で乾燥ジエチルエーテル20mlに溶解した3,6−
ジメチル−2−メチルチオ−チエノ[3,2−b]チオ
フェン(28)1.0g(4.7mmol)に滴下する。つい
で、混合物を、60分間、還流する。ついで、得られる
リチウム化合物の溶液を、シール用ガス下、水分を排除
しながら、滴下漏斗に移し、メタンスルホン酸フルオラ
イド0.80g(8mmol)の乾燥エーテル10ml溶液に
−70℃に冷却しながら滴下する。しかる後、混合物を
室温まで暖め、一晩、撹拌する。
【0106】飽和塩化アンモニウム溶液20mlを混合物
に加える。有機相を分離し、水相をジクロロメタンで数
回抽出する。合わせた有機相を水で洗浄し、硫酸マグネ
シウムで乾燥する。減圧下、ロータリーエバポレータで
溶剤を除いた後、生成物(32)は、分取用のカラムク
ロマトグラフィ(SiO2//ジクロロメタン, R
f: 0.44)により得られる。メタノールから繰り
返し再結晶することにより、さらなる精製が行われる。
【0107】収率: (32)0.22g(16%),
融点: 166℃(メタノール) IR: 2921cm-1, 2854(CH), 1305, 1147(SO) (32)のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (アセトニトリル) 314sh(4.199), 302(4.232) (クロロホルム) 314sh(4.222), 304(4.251) (32)のMS(70 eV)m/z(%):295, 294, 293, 292(3,
19, 15, 100)[M+], 279, 278, 277(8, 5, 39), 231,23
0, 229(6, 5, 35) C101224(292.44)) 計算値: C41.07 H4.14 S43.85 実測値: C40.81 H4.07 S43.78 20. 3,6−ジメチル−2−メチルスルホニル−5
−オクタデシルチオ−チエノ[3,2−b]チオフェン
33
【化14】 3,6−ジメチル−2−オクタデシルチオ−チエノ
[3,2−b]チオフェン(21)2.0g(4.4mmo
l)の乾燥エーテル50ml溶液を、32の調製法について
記載したように、n−ブチルリチウム(1.6Nのヘキ
サン溶液)3.5ml(5.6mmol)でメタル化し、メタ
ンスルホン酸フルオライド0.80g(8.2mmol)と−
70℃で反応させる。ついで、混合物を室温まで暖め、
一晩撹拌する。
【0108】飽和塩化アンモニウム溶液20mlを混合物
に加える。有機相を分離し、水相をジクロロメタンで数
回抽出する。合わせた有機相を水で洗浄し、硫酸マグネ
シウムで乾燥する。減圧下、ロータリーエバポレータで
溶剤を除いた後、生成物(33)は、分取用のカラムク
ロマトグラフィ(SiO2//ジクロロメタン, R
f: 0.44)により得られる。アセトンから繰り返
し再結晶することにより、さらなる精製が行われる。
【0109】収率: (33)0.22g(10%) 融点: 105〜107℃(アセトン) IR: 2921cm-1, 2849(CH), 1304, 1149(SO) (33)のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (アセトニトリル) 310sh(4.067), 302(4.102) (クロロホルム) 318sh(4.233), 306(4.281) (33)のMS(70 eV)m/z(%):533, 532, 531, 530(6,
23, 33, 100)[M+], 280, 279, 278(15, 8, 80) C274624(530.90) 計算値: C61.08 H8.73 S24.16 実測値: C60.81 H9.03 S24.02 21. メチル3,6−ジメチル−5−メチルチオ−チ
エノ[3,2−b]チオフェン−2−カルボキシレート
34
【化15】 シール用ガスとしての窒素下、n−ブチルリチウム
(1.6Nのヘキサン溶液)3.0ml(4.8mmol)を
室温で乾燥ジエチルエーテル20mlに溶解した3,6−
ジメチル−2−メチルチオ−チエノ[3,2−b]チオ
フェン(28)1.0g(4.7mmol)に滴下する。つい
で、混合物を、60分間還流する。ついで、得られるリ
チウム化合物の溶液を、シール用ガス下、水分を排除し
ながら、滴下漏斗に移し、メチルクロロホルメート0.
50g(5.3mmol)の乾燥エチルエーテル10ml溶液
に、−70℃に冷却しながら、滴下する。しかる後、混
合物を2時間かけて室温まで暖める。
【0110】飽和塩化アンモニウム溶液20mlを混合物
に加える。有機相を分離し、水相をジエチルエーテルで
抽出する。合わせた有機相を水で洗浄し、硫酸マグネシ
ウムで乾燥する。減圧下、ロータリーエバポレータで溶
剤を除いた後、生成物34は、分取用のカラムクロマト
グラフィ(SiO2//ジクロロメタン, Rf:0.
65)により得られる。エタノールから再結晶すること
により、さらなる精製が行われる。
【0111】収率: (34)0.90g(72%),
融点: 120℃(エタノール) IR: 2940cm-1(CH), 1699, 1259(CO) (34)のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (アセトニトリル) 322sh(4.306), 312(4.332) (クロロホルム) 328sh(4.316), 316(4.347) (34)のMS(70 eV)m/z(%):335, 334, 333(10, 14,
64)[M+], 304, 303, 302(15, 19, 100), 289, 288,287
(6, 9, 40) C111223(272.40) 計算値: C48.50 H4.44 S35.31 実測値: C48.55 H4.14 S35.30 22. メチル3,6−ジメチル−5−オクタデシルチ
オ−チエノ[3,2−b]チオフェン−2−カルボキシ
レート(35
【化16】 34の調製法と同様に、3,6−ジメチル−2−オクタ
デシルチオ−チエノ[3,2−b]チオフェン(21
3.0g(6.6mmol)の乾燥エーテル50ml溶液を、n
−ブチルリチウム(1.6Nのヘキサン溶液)4.5ml
(5.6mmol)でメタル化し、メチルクロロホルメート
0.6ml(7.7mmol)と−50℃で反応させる。一晩
撹拌後、飽和塩化アンモニウム溶液20mlを加え、有機
相を分離し、水相をジクロロメタンで抽出する。合わせ
た有機相を水で洗浄し、乾燥し、溶剤を除く。粗生成物
の精製は、分取用のカラムクロマトグラフィ(SiO2
//ジクロロメタン, Rf: 0.76)およびペン
タンからの再結晶により行われる。
【0112】収率: (35)1.70g(51%),
融点: 71℃(ペンタン) IR: 2914cm-1, 2851(CH), 1703, 1268(CO) (35)のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (アセトニトリル) 322sh(4.328), 314(4.362) (クロロホルム) 328sh(4.328), 318(4.368) (35)のMS(70 eV)m/z(%):513, 512, 511, 510(6,
19, 34, 100)[M+], 258(76)[M+-C18H36] C284623(510.85) 計算値: C65.83 H9.08 S18.83 実測値: C65.61 H9.15 S18.87 23. 3,6−ジメチル−5−メチルチオ−チエノ
[3,2−b]チオフェン−2−スルホン酸アミド(
【化17】 シール用ガスとしての窒素下、n−ブチルリチウム
(1.6Nのヘキサン溶液)5.0ml(8.0mmol)を
室温で乾燥ジエチルエーテル25mlに溶解した3,6−
ジメチル−2−メチルチオチエノ[3,2−b]チオフ
ェン(28)1.5g(7.0mmol)に滴下する。つい
で、混合物を60分間還流する。ついで、混合物を−4
0℃に冷却した後、激しく撹拌しながら、乾燥二酸化イ
オウを60分間導入する。しかる後、混合物を室温まで
暖め、二酸化イオウを蒸発させ、溶剤を室温で留去す
る。得られる粗製のリチウムスルフィネートを飽和炭酸
水素ナトリウム溶液40mlで抽出し、氷冷しつつ、N−
クロロコハク酸イミド1.5g(11.2mmol)を用い
て、0℃で処理する。ついで、混合物をクロロホルムで
抽出し、抽出物を乾燥させる。ロータリーエバポレータ
で溶剤を除いた後、粗製のスルホニルクロライドをアセ
トンに溶解し、氷冷シつつ、濃アンモニア溶液20mlを
滴下して処理し、一晩放置する。ワークアップのため
に、アンモニアとアセトンとをロータリーエバポレータ
で除去し、このようにして沈殿した粗生成物を濾別し、
ジクロロメタンで洗浄する。さらなる精製は、高減圧
(190℃/0.5mbar)における昇華および続くエタ
ノールからの再結晶によって行われる。
【0113】収率: (36)0.95g(46%),
融点: 217℃(エタノール) IR: 3305cm-1, 3234(NH), 1326, 1155(SO) (36)のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (アセトニトリル) 308sh(4.240), 300(4.280) (クロロホルム) 312sh(4.237), 304(4.272) (36)のMS(70 eV)m/z(%):295, 294, 293(19, 14,
100)[M+], 280, 279, 278(15, 8, 80) C910NO24(293.43) 計算値: C36.84 H3.78 N4.77 S43.70 実測値: C36.93 H3.67 N4.64 S43,76 24. 3,6−ジメチル−5−メチルチオ−チエノ
[3,2−b]チオフェン−2−カルボアルデヒド(
【化18】 3,6−ジメチル−2−メチルチオ−チエノ[3,2−
b]チオフェン(28)1.50g(7.0mmol)を
N,N−ジエチルホルムアミド5mlに溶解し、ついで、
オキシ塩化リン0.7ml(7.5mmol)を、氷バス中で
冷却しつつ、10分間かけて滴下する。さらに30分間
撹拌した後、混合物を室温まで暖める。この間、発熱反
応が開始される。室温で45分間撹拌した後、混合物を
80℃で15分間加熱して反応を完了させる。冷却後、
加水分解のために、混合物を氷水50mlに入れ、酢酸ア
ンモニウムにより、pHを5〜6に調整し、混合物を一
晩放置する。
【0114】沈殿した固体は、単離され、エタノールか
ら再結晶される。
【0115】収率: (37)1.33g(78%),
融点: 122℃(エタノール) IR: 1635cm-1(CO) (37)のUV/VIS λmax[nm](lg ε): (アセトニトリル) 342(4.324), 268(3.495) (クロロホルム) 350(4.329), 268(3.513) (37)のMS(70 eV)m/z(%):244, 243, 242(14, 14,
100)[M+], 229, 228, 227(13, 11, 91) C1010OS3(242.37) 計算値: C49.56 H4.16 S39.68 実測値: C49.59 H4.15 S39.72 25. 2−{4−(5−メチルチオ−チエノ[3,2
−b]チオフェン−2−イルメチレンアミノ)フェニ
ル}−エタノール(38
【化19】 アルデヒド(16)1.0g(4.7mmol)、2−(4−
アミノフェニル)エタノール0.8g(5.8mmol)およ
び無水の硫酸マグネシウム600mgを、乾燥メタノール
6ml中で4時間加熱還流する。室温まで冷却後、沈殿し
た粗生成物を単離し、水で洗浄し、クロロホルムから再
結晶する。
【0116】収率: (38)1.39g(89 %),
融点: 152℃(クロロホルム) IR: 3262cm-1(OH), 3078, 2919, 2855(CH) (38)のMS(70 eV)m/z(%):335, 334, 333(10, 14,
64)[M+], 304, 303, 302(15, 19, 100)[M+-CH3] C1615NOS3(333.48) 計算値: C57.63 H4.53 N4.20 S28.84 実測値: C57.72 H4.57 N4.04 S28.84 種々のチエノ[3,2−b]チオフェン類のμβ評価
【化20】 分子量: [231.3] 濃度: [3.0×1
-3]g/l 吸収領域: [1577.4]
cm-1 発色団長さ: [1.5])(M
NA=1) 結果: CHCl3における共鳴波長(nm): 405.3 CH3CNにおける共鳴波長(nm): 407.7 溶剤シフト(cm-1): 148 バンド強度(10-17): 1.9 μ*β(830nm)(10-45): 1.886esu.
デバイ μ*β(1064nm)(10-45): 0.185esu.
デバイ μ*β(1800nm)(10-45): 0.088es
u.デバイ μ*β(∞nm)(10-45): 0.066es
u.デバイ19
【化21】 分子量: [211.30] 濃度: [0.0109]
g/l 吸収領域: [4380.0]
cm-1 発色団長さ: [1.7])(M
NA=1) 結果: CHCl3における共鳴波長(nm): 322.0 CH3CNにおける共鳴波長(nm): 324.0 溶剤シフト(cm-1): 192 バンド強度(10-17): 1.0 μ*β(830nm)(10-45): 0.130esu.
デバイ μ*β(1064nm)(10-45): 0.076esu.
デバイ μ*β(1800nm)(10-45): 0.052es
u.デバイ μ*β(∞nm)(10-45): 0.044es
u.デバイ24
【化22】 分子量: [349.44] 濃度: [0.0110]
g/l 吸収領域: [5384.0]
cm-1 発色団長さ: [2.7])(M
NA=1) 結果: CHCl3における共鳴波長(nm): 424.0 CH3CNにおける共鳴波長(nm): 426.0 溶剤シフト(cm-1): 111 バンド強度(10-17): 2.8 μ*β(830nm)(10-45): −14.447es
u.デバイ μ*β(1064nm)(10-45): 1.525esu.
デバイ μ*β(1800nm)(10-45): 0.637es
u.デバイ μ*β(∞nm)(10-45): 0.468es
u.デバイ27
【化23】 分子量: [333.44] 濃度: [0.0100]
g/l 吸収領域: [4356.0]
cm-1 発色団長さ: [2.7])(M
NA=1) 結果: CHCl3における共鳴波長(nm): 414.0 CH3CNにおける共鳴波長(nm): 404.0 溶剤シフト(cm-1): 597 バンド強度(10-17): 2.3 μ*β(830nm)(10-45): −546,462
esu.デバイ μ*β(1064nm)(10-45): −5.945es
u.デバイ μ*β(1800nm)(10-45): −2.665es
u.デバイ μ*β(∞nm)(10-45): −1.990es
u.デバイ22
【化24】 分子量: [497.81] 濃度: [0.0109]
g/l 吸収領域: [2180.0]
cm-1 発色団長さ: [1.7])(M
NA=1) 結果: CHCl3における共鳴波長(nm): 392.0 CH3CNにおける共鳴波長(nm): 386.0 溶剤シフト(cm-1): −397 バンド強度(10-17): 1.5 μ*β(830nm)(10-45): −2.296esu.
デバイ μ*β(1064nm)(10-45): −0.487esu.
デバイ μ*β(1800nm)(10-45): −0.249es
u.デバイ μ*β(∞nm)(10-45): −0.192es
u.デバイ23
【化25】 分子量: [43137] 濃度: [0.0125]
g/l 吸収領域: [3487.0]
cm-1 発色団長さ: [2.7])(M
NA=1) 結果: CHCl3における共鳴波長(nm): 458.0 CH3CNにおける共鳴波長(nm): 430.0 溶剤シフト(cm-1): −1422 バンド強度(10-17): 2.1 μ*β(830nm)(10-45): 35.071es
u.デバイ μ*β(1064nm)(10-45): −25.212es
u.デバイ μ*β(1800nm)(10-45): −7.672es
u.デバイ μ*β(∞nm)(10-45): −5.317es
u.デバイ実施例 15 実施例13に記載した化合物(20)は、ラングミュア
ー−ブロジェットの方法により水面上に拡げられ、圧縮
される。ガラススライドを清浄にし、高純度の水ですす
ぎ; この後、スライド表面を親水性とした。スライド
を空気/水界面で単一相を介して浸漬した。支持体の親
水性ゆえに、層は、移動しなかった。ついで、剪断応力
25mN/Mと10mm/分の速度で界面を介してスライドを
取り出した。このようにして、高度に規則正しい単一層
をスライドに移動させた。
【0117】スライドは、メーカーフリンジズな方法に
より、周波数二倍化のために、測定機器に取り付け、単
一層に発生した調波の強度を1064nmの波長で測定し
た。これにより、X(2) ZZZについての19pM/Vの値と単
一層のX(2) ZXXについての5.4pm/Vの値を決定した。
【0118】実施例 16 実施例6に記載した化合物(16)を乳鉢で粉砕した。
約0.2mmのスペーサを用いて、2枚のガラススライド
の間にふるいにかけない粉末を取り付けた。2−メチル
−4−ニトロアニリン(MNA)の参照試料を同様にし
て調製した。試料をパルスNd:YAGレーザ(波長:
1064nm,パルス長さ: 5ns)からの光で照射
し、前方に散乱された532nmにおける調波を測定し
た。チエノチオフェン化合物の調波強度は、MNAの強
度の約1/10であった。
【0119】実施例 17 実施例6に記載した化合物(16)を、クロロホルム、
アセトニトリル、2−プロパノールおよびヘキサンに、
それぞれ、7mg/lの濃度で溶解し、吸収スペクトルを測
定した。共鳴エネルギーは、 クロロホルム中: 28,250cm-1 アセトニトリル中: 28,570cm-1 2−プロパノール中: 28,570cm-1 ヘキサン中: 28,940cm-1 であった。
【0120】遷移のために一体となった吸収断面は、
1.4×10-17cm2であった。これらの値から、0.5
74×10-45esuの値は、適用波長830nmにおいて、
高次分極率βと双極子モーメントμとの生成物を評価す
ることができる。
【0121】実施例 18 実施例7に記載した化合物(17)を、クロロホルム、
アセトニトリル、2−プロパノールおよびヘキサンに、
それぞれ、6mg/lの濃度で溶解し、吸収スペクトルを測
定した。共鳴エネルギーは、 クロロホルム中: 22,830cm-1 アセトニトリル中: 22,360cm-1 2−プロパノール中: 23,470cm-1 ヘキサン中: 24,510cm-1 であった。
【0122】遷移のために一体となった吸収断面は、
2.7×10-17cm2であった。これらの値から、11×
10-45esuの値は、適用波長830nmにおいて、高次分
極率βと双極子モーメントμとの生成物を評価すること
ができる。
【0123】実施例 19 実施例8に記載した化合物(18)を、2−プロパノー
ルおよびヘキサンに、それぞれ、3.4mg/lの濃度で溶
解し、吸収スペクトルを測定した。共鳴エネルギーは、 2−プロパノール中: 30,670cm-1 ヘキサン中: 30,490cm-1 であった。
【0124】遷移のために一体となった吸収断面は、
2.4×10-17cm2であった。これらの値から、0.8
×10-45esuの値は、高次分極率βと双極子モーメント
μとの生成物を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光波の周波数を二倍化するための構成部分を示
す。
【図2】図2は、支持体とカバー層とを有する構成部分
の変形例を示す。
【図3】図3a及び図3bは、それぞれ、光波の強度を
変調することのできる構成部分を示す。
【図4】周波数ω1の第1の光線と周波数ω2の第2の
光線との間の相互作用が起こる構成部分を示す。
【符号の説明】
100 光波の周波数を二倍化するための構成部分 101 光 103 NLO活性層 104,204 支持体 105,205 カバー層 106,206 光線 108, 109 プリズム 201,301 入射光線 203 NLO不活性層 204 支持体 205 カバー層 208 NLO活性層 303 導波路 304 電極 404 導波路構造 408 支持体 409 保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴェルナー・ヒッケル ドイツ連邦共和国デー−67061 ルートヴ ィヒスハーフェン,パルツグラフェンシュ トラーセ 65 (72)発明者 ドナルド・ルポ ドイツ連邦共和国デー−65817 エップシ ュタイン/タウヌス,アム・ホルデルブッ シュ 28 (72)発明者 ウデ・ショイネマン ドイツ連邦共和国デー−65835 リーデル バッハ/タウヌス,フェルトベルクシュト ラーセ 12 (72)発明者 ペーター・ボルト ドイツ連邦共和国デー−38106 ブラウン シュヴァイク,ツェッペリンシュトラーセ 3 (72)発明者 マルティン・ブレンクレ ドイツ連邦共和国デー−38106 ブラウン シュバイク,ノルトシュトラーセ 51

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式(I) 【化1】 [式中、Rは、C1〜C22のアルキル基であり、A1およ
    びA2は、水素もしくはメチルであるか、または、A1
    水素でありかつA2はニトロ基であり、さらに、Bは、
    シアノ基、ニトロ基、または、チエノ[3,2−b]チ
    オフェンリングシステムと共役した二重結合を有する電
    子吸引基である。]で表される化合物。
  2. 【請求項2】 Rが、C12〜C22のアルキル基である請
    求項1に記載の化合物。
  3. 【請求項3】 Bが、以下の群: 【化2】 [式中、R1は、C1〜C22のアルキル基であり、Aは、
    アニオンである。]の一つである請求項1に記載の化合
    物。
  4. 【請求項4】 支持体上に両親媒性化合物の少なくとも
    一つの規則的な単分子層を有し、前記両親媒性化合物が
    請求項1に記載の化合物である層素子。
  5. 【請求項5】 非線形光学を目的とした請求項1に記載
    の化合物の使用。
  6. 【請求項6】 請求項1に記載の化合物の層を含む非線
    形光学用の光導波路。
  7. 【請求項7】 請求項1に記載の化合物の層を含む光周
    波数逓倍器。
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