JPH07309818A - シクロブテンジオン誘導体及びその製造方法並びにこれを用いた非線形光学素子 - Google Patents
シクロブテンジオン誘導体及びその製造方法並びにこれを用いた非線形光学素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 大きな非線形光学効果を有する有機非線形光
学素子用材料に適した新規な化学物質、及び、その製造
方法、並びに、その物質を用いた非線形光学素子を提供
しようとするものである。 【請求項1】 下記反応式により製造されるシクロブテ
ンジオン誘導体及びその製造方法、並びに、その誘導体
を用いて作製した非線形光学素子を提供しようとするも
のである。 【化10】 (式中、ZはO又はSを示し、R1 はアルキル基、R2
はH又はアルキル基で、R1 とR2 はそれぞれ互いに結
合したメチレン鎖であってもよい。また、R1 のHをハ
ロゲン原子、アルキルオキシ基又はシアノ基で置換され
ていてもよい。ここで、C* は不斉炭素原子を意味す
る。)
学素子用材料に適した新規な化学物質、及び、その製造
方法、並びに、その物質を用いた非線形光学素子を提供
しようとするものである。 【請求項1】 下記反応式により製造されるシクロブテ
ンジオン誘導体及びその製造方法、並びに、その誘導体
を用いて作製した非線形光学素子を提供しようとするも
のである。 【化10】 (式中、ZはO又はSを示し、R1 はアルキル基、R2
はH又はアルキル基で、R1 とR2 はそれぞれ互いに結
合したメチレン鎖であってもよい。また、R1 のHをハ
ロゲン原子、アルキルオキシ基又はシアノ基で置換され
ていてもよい。ここで、C* は不斉炭素原子を意味す
る。)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非線形光学材料として
有用性を有する新規なシクロブテンジオン誘導体及びそ
の製造方法並びにそれを用いた非線形光学素子に関す
る。
有用性を有する新規なシクロブテンジオン誘導体及びそ
の製造方法並びにそれを用いた非線形光学素子に関す
る。
【0002】
【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
の和又は差の周波数を発生させる光混合や、これらが元
の周波数とは異なる周波数の光として放射される光パラ
メトリック、また、光媒体の屈折率が変化することに起
因するポッケルス効果やカー効果、或いは入射光の第二
次高調波(SHG)や第三次高調波(THG)への変
換、さらには光双安定性に起因するメモリー効果など、
光信号処理の上で極めて重要な作用を行う物質である。
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
の和又は差の周波数を発生させる光混合や、これらが元
の周波数とは異なる周波数の光として放射される光パラ
メトリック、また、光媒体の屈折率が変化することに起
因するポッケルス効果やカー効果、或いは入射光の第二
次高調波(SHG)や第三次高調波(THG)への変
換、さらには光双安定性に起因するメモリー効果など、
光信号処理の上で極めて重要な作用を行う物質である。
【0003】従来、このような非線形光学素材料として
は、主に無機化合物が使用されていた。無機系の非線形
光学材料としては、リン酸チタンカリウム(KTP:KT
iOPO 4 ) やニオブ酸リチウム(LN:LiNbO 3 ) などの
無機化合物の結晶が知られているが、上記の用途におい
て、要求される特性を十分に満足するものではなかっ
た。
は、主に無機化合物が使用されていた。無機系の非線形
光学材料としては、リン酸チタンカリウム(KTP:KT
iOPO 4 ) やニオブ酸リチウム(LN:LiNbO 3 ) などの
無機化合物の結晶が知られているが、上記の用途におい
て、要求される特性を十分に満足するものではなかっ
た。
【0004】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の新しい光学素
子材料として注目され、その研究が盛んになっている。
特に、π電子共役系に電子供与性基及び電子受容性基を
有する化合物は、電磁波としてのレーザー光と分子内に
偏在するπ電子との相互作用により分子レベルでの強い
光非線形を示すことが知られている。
は、近年、オプトエレクトロニクス分野の新しい光学素
子材料として注目され、その研究が盛んになっている。
特に、π電子共役系に電子供与性基及び電子受容性基を
有する化合物は、電磁波としてのレーザー光と分子内に
偏在するπ電子との相互作用により分子レベルでの強い
光非線形を示すことが知られている。
【0005】これまで検討されている化合物としては、
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、
4−ジメチルアミノ−4’−ニトロスチルベン、4’−
ニトロベンジリデン−4−ニトロアニリンなどが挙げら
れる。これらの材料は、無機系のものと同じく多くは単
結晶状態で使用されるが、これらの単結晶で二次の非線
形光学効果を発現させるためには、中心対称性を有しな
いものであることが必須であるが、分子の双極子能率が
大きいために、非中心対称性の結晶が熱力学的な安定相
になり難いという問題がある。
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、
4−ジメチルアミノ−4’−ニトロスチルベン、4’−
ニトロベンジリデン−4−ニトロアニリンなどが挙げら
れる。これらの材料は、無機系のものと同じく多くは単
結晶状態で使用されるが、これらの単結晶で二次の非線
形光学効果を発現させるためには、中心対称性を有しな
いものであることが必須であるが、分子の双極子能率が
大きいために、非中心対称性の結晶が熱力学的な安定相
になり難いという問題がある。
【0006】非中心対称性結晶を与えるような材料の設
計指針については、不斉中心の導入や水素結合の利用が
有用であることが知られているが、未だに一般的な手法
が見出されていない。また、有機物特有の問題である、
結晶成長の難しさや得られる結晶が脆弱なため、精密加
工が困難であるなどの問題があり、高効率の素子作製に
必須である高性能な材料の実用化が待たれている。
計指針については、不斉中心の導入や水素結合の利用が
有用であることが知られているが、未だに一般的な手法
が見出されていない。また、有機物特有の問題である、
結晶成長の難しさや得られる結晶が脆弱なため、精密加
工が困難であるなどの問題があり、高効率の素子作製に
必須である高性能な材料の実用化が待たれている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】一般に、非線形光学素
子用材料としては、光非線形性の大きさ、良好な加工
性、耐熱・耐環境安定性、光透明性、高い耐絶縁破壊電
圧、レーザ光照射時の安定性などの特性を併せ持つこと
が要求される、従来の公知の材料は、これらの特性を満
足させるものは未だ実用化されていなかった。
子用材料としては、光非線形性の大きさ、良好な加工
性、耐熱・耐環境安定性、光透明性、高い耐絶縁破壊電
圧、レーザ光照射時の安定性などの特性を併せ持つこと
が要求される、従来の公知の材料は、これらの特性を満
足させるものは未だ実用化されていなかった。
【0008】そこで、本発明者等は、下記一般式(IV)
で表されるシクロブテンジオン誘導体及びそれを用いた
非線形光学素子を提案した(特開平3─112950号
公報参照)。これらの誘導体は、従来知られている材料
極めて大きな光非線形性を有するという特徴を有する
が、各種溶剤に難溶であり、また、融点が溶融加工に適
した温度範囲から見て高いという問題があり、加工性の
より優れた特性が求められていた。
で表されるシクロブテンジオン誘導体及びそれを用いた
非線形光学素子を提案した(特開平3─112950号
公報参照)。これらの誘導体は、従来知られている材料
極めて大きな光非線形性を有するという特徴を有する
が、各種溶剤に難溶であり、また、融点が溶融加工に適
した温度範囲から見て高いという問題があり、加工性の
より優れた特性が求められていた。
【0009】
【化5】
【0010】本発明は、上記の問題を解消し、より大き
な非線形光学効果を有し、化学的・熱的安定性、透明性
が優れ、かつ溶液状態、溶融状態からの結晶育成、加工
が容易で実用的な有機非線形光学素子用材料に適した新
規な化学物質、及び、その製造方法、並びに、その物質
を用いた非線形光学素子を提供しようとするものであ
る。
な非線形光学効果を有し、化学的・熱的安定性、透明性
が優れ、かつ溶液状態、溶融状態からの結晶育成、加工
が容易で実用的な有機非線形光学素子用材料に適した新
規な化学物質、及び、その製造方法、並びに、その物質
を用いた非線形光学素子を提供しようとするものであ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、分子の双
極子能率が大きく、結晶時に中心対称性構造を形成し易
い化合物群の中に、分子に適切な置換基を導入すること
により、特に、二次の非線形光学効果の大きな化合物を
見出し、有機非線形光学素子用材料への適用を確認し
て、以下の発明を完成した。
極子能率が大きく、結晶時に中心対称性構造を形成し易
い化合物群の中に、分子に適切な置換基を導入すること
により、特に、二次の非線形光学効果の大きな化合物を
見出し、有機非線形光学素子用材料への適用を確認し
て、以下の発明を完成した。
【0012】(1)下記一般式(I)で表されるシクロブ
テンジオン誘導体。
テンジオン誘導体。
【0013】
【化6】
【0014】〔式中、Zは酸素原子又は硫黄原子を示
し、R1 は飽和又は不飽和のアルキル基(好ましくは炭
素数が1〜18の範囲のアルキル基、より好ましくは炭
素数が1〜12の範囲のアルキル基)であり、R2 は水
素原子、又は、飽和若しくは不飽和のアルキル基(好ま
しくは炭素数が1〜12の範囲のアルキル基、より好ま
しくは炭素数が1〜6の範囲のアルキル基)を表す。な
お、R1 とR2 はそれぞれ互いに結合したメチレン鎖−
(CH2 ) n −であってもよい。なお、nは1〜10の
範囲の整数、好ましくは2〜3の範囲の整数である。ま
た、R1 の水素原子はハロゲン原子、アルキルオキシ基
(好ましくは炭素数が1〜12の範囲のアルキルオキシ
基、より好ましくは炭素数が1〜6の範囲のアルキルオ
キシ基)又はシアノ基で置換されていてもよい。R
3 は、下記の置換基を意味する。ここで、C* は不斉炭
素原子を意味する。〕
し、R1 は飽和又は不飽和のアルキル基(好ましくは炭
素数が1〜18の範囲のアルキル基、より好ましくは炭
素数が1〜12の範囲のアルキル基)であり、R2 は水
素原子、又は、飽和若しくは不飽和のアルキル基(好ま
しくは炭素数が1〜12の範囲のアルキル基、より好ま
しくは炭素数が1〜6の範囲のアルキル基)を表す。な
お、R1 とR2 はそれぞれ互いに結合したメチレン鎖−
(CH2 ) n −であってもよい。なお、nは1〜10の
範囲の整数、好ましくは2〜3の範囲の整数である。ま
た、R1 の水素原子はハロゲン原子、アルキルオキシ基
(好ましくは炭素数が1〜12の範囲のアルキルオキシ
基、より好ましくは炭素数が1〜6の範囲のアルキルオ
キシ基)又はシアノ基で置換されていてもよい。R
3 は、下記の置換基を意味する。ここで、C* は不斉炭
素原子を意味する。〕
【0015】
【化7】
【0016】(2)下記一般式(II)で表されるシクロブ
テンジオン誘導体。
テンジオン誘導体。
【0017】
【化8】
【0018】〔式中、Zは酸素原子又は硫黄原子を示
し、R1 は飽和又は不飽和のアルキル基(好ましくは炭
素数が1〜18の範囲のアルキル基、より好ましくは炭
素数が1〜12の範囲のアルキル基)であり、R2 は水
素原子、又は、飽和若しくは不飽和のアルキル基(好ま
しくは炭素数が1〜12の範囲のアルキル基、より好ま
しくは炭素数が1〜6の範囲のアルキル基)を表す。な
お、R1 とR2 はそれぞれ互いに結合したメチレン鎖−
(CH2 ) n −であってもよい。なお、nは1〜10の
範囲の整数、好ましくは2〜3の範囲の整数である。ま
た、R1 の水素原子はハロゲン原子、アルキルオキシ基
(好ましくは炭素数が1〜12の範囲のアルキルオキシ
基、より好ましくは炭素数が1〜6の範囲のアルキルオ
キシ基)又はシアノ基で置換されていてもよい。Xは塩
素原子、臭素原子、メトキシ基、エトキシ基又はプロピ
ルオキシ基を表す。〕
し、R1 は飽和又は不飽和のアルキル基(好ましくは炭
素数が1〜18の範囲のアルキル基、より好ましくは炭
素数が1〜12の範囲のアルキル基)であり、R2 は水
素原子、又は、飽和若しくは不飽和のアルキル基(好ま
しくは炭素数が1〜12の範囲のアルキル基、より好ま
しくは炭素数が1〜6の範囲のアルキル基)を表す。な
お、R1 とR2 はそれぞれ互いに結合したメチレン鎖−
(CH2 ) n −であってもよい。なお、nは1〜10の
範囲の整数、好ましくは2〜3の範囲の整数である。ま
た、R1 の水素原子はハロゲン原子、アルキルオキシ基
(好ましくは炭素数が1〜12の範囲のアルキルオキシ
基、より好ましくは炭素数が1〜6の範囲のアルキルオ
キシ基)又はシアノ基で置換されていてもよい。Xは塩
素原子、臭素原子、メトキシ基、エトキシ基又はプロピ
ルオキシ基を表す。〕
【0019】(3)上記一般式(II)で表されるシクロブ
テンジオン誘導体と下記の不斉1−アミノ−2−プロパ
ノール(III)(C* は不斉炭素原子を意味する。)を
反応させることを特徴とする上記一般式(I)で表され
るシクロブテンジオン誘導体の製造方法。
テンジオン誘導体と下記の不斉1−アミノ−2−プロパ
ノール(III)(C* は不斉炭素原子を意味する。)を
反応させることを特徴とする上記一般式(I)で表され
るシクロブテンジオン誘導体の製造方法。
【0020】
【化9】
【0021】(4)上記一般式(I)で表されるシクロブ
テンジオン誘導体を用いて作製された非線形光学素子。
テンジオン誘導体を用いて作製された非線形光学素子。
【0022】
【作用】本発明者等は、先に提案したシクロブテンジオ
ン誘導体を含めて、非線形光学素子に適した有機化合物
を検討する中で、上記一般式(I)で表されるシクロブ
テンジオン誘導体が、溶剤への溶解性が高いため単結晶
育成が容易で、かつ、融点が低いため、溶融加工が容易
であるという点で先に提案したシクロブテンジオン誘導
体より優れていることを見出し、本発明を完成した。
ン誘導体を含めて、非線形光学素子に適した有機化合物
を検討する中で、上記一般式(I)で表されるシクロブ
テンジオン誘導体が、溶剤への溶解性が高いため単結晶
育成が容易で、かつ、融点が低いため、溶融加工が容易
であるという点で先に提案したシクロブテンジオン誘導
体より優れていることを見出し、本発明を完成した。
【0023】上記一般式(I)のシクロブテンジオン誘
導体中に含まれるシクロブテンジオニル基は、下記実施
例に示す極大吸収波長(分子内電荷移動吸収帯)からも
分かるように、化合物中のπ電子との相互作用が大き
く、共鳴効果により強い電子吸引性を示す。そのため、
分子が電気的に大きく分極した構造を取り易くなり、高
い光非線形性発現のもとになっている。
導体中に含まれるシクロブテンジオニル基は、下記実施
例に示す極大吸収波長(分子内電荷移動吸収帯)からも
分かるように、化合物中のπ電子との相互作用が大き
く、共鳴効果により強い電子吸引性を示す。そのため、
分子が電気的に大きく分極した構造を取り易くなり、高
い光非線形性発現のもとになっている。
【0024】また、上記一般式(I)のシクロブテンジ
オン誘導体には、不斉炭素原子を有するアミノアルコー
ルが置換基として導入されており、この置換基が、その
立体構造と水素結合により結晶中での分子の配向を制御
可能にし、双極子能率の大きな分子においても非中心対
称性の分子配向をもたらし、大きな光非線形性を示す結
晶の生成を容易にした。
オン誘導体には、不斉炭素原子を有するアミノアルコー
ルが置換基として導入されており、この置換基が、その
立体構造と水素結合により結晶中での分子の配向を制御
可能にし、双極子能率の大きな分子においても非中心対
称性の分子配向をもたらし、大きな光非線形性を示す結
晶の生成を容易にした。
【0025】上記一般式(I)の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良く合
成することができる。
導体は、次に示す反応式によって容易にかつ収率良く合
成することができる。
【0026】
【化10】
【0027】(式中、Zは酸素原子又は硫黄原子を示
し、R1 はアルキル基、R2 は水素原子又はアルキル基
を表す。なお、R1 とR2 はそれぞれ互いに結合したメ
チレン鎖−(CH2 ) n −であってもよい。また、R1
の水素原子はハロゲン原子、アルキルオキシ基又はシア
ノ基で置換されていてもよい。また、Xは塩素原子、臭
素原子、メトキシ基、エトキシ基又はプロピルオキシ基
を表す。)
し、R1 はアルキル基、R2 は水素原子又はアルキル基
を表す。なお、R1 とR2 はそれぞれ互いに結合したメ
チレン鎖−(CH2 ) n −であってもよい。また、R1
の水素原子はハロゲン原子、アルキルオキシ基又はシア
ノ基で置換されていてもよい。また、Xは塩素原子、臭
素原子、メトキシ基、エトキシ基又はプロピルオキシ基
を表す。)
【0028】まず、上記一般式(II)で表されるシクロ
ブテンジオン誘導体を、アセトン、テトラヒドロフラ
ン、ジクロロメタン、クロロホルム、メタノール、エタ
ノール、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメ
チルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等の溶媒に溶
解又は懸濁させる。次に、得られた溶液又は懸濁液中
に、上記のシクロブテンジオン誘導体に対して等量以上
の不斉1−アミノ−2−プロパノールを攪拌しながら徐
々に加えて反応させる。通常、反応は室温で速やかに進
行するが、必要に応じて加熱により反応を加速すること
も可能である。
ブテンジオン誘導体を、アセトン、テトラヒドロフラ
ン、ジクロロメタン、クロロホルム、メタノール、エタ
ノール、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメ
チルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等の溶媒に溶
解又は懸濁させる。次に、得られた溶液又は懸濁液中
に、上記のシクロブテンジオン誘導体に対して等量以上
の不斉1−アミノ−2−プロパノールを攪拌しながら徐
々に加えて反応させる。通常、反応は室温で速やかに進
行するが、必要に応じて加熱により反応を加速すること
も可能である。
【0029】また、系中に、適当な酸結合剤、即ちトリ
エチルアミン、N−メチルモルホリン、炭酸ナトリウム
等の塩基性化合物を共存させることにより、反応を促進
することもできる。反応の進行に伴い、生成物が析出す
る場合は、これをろ別する。一方、生成物が析出しない
場合は、反応液の濃縮、適当な貴溶媒の添加等により生
成物を析出させる。得られた結晶は、必要によりアルコ
ール、アセトン等の溶媒より再結晶させるか、昇華によ
り精製する。
エチルアミン、N−メチルモルホリン、炭酸ナトリウム
等の塩基性化合物を共存させることにより、反応を促進
することもできる。反応の進行に伴い、生成物が析出す
る場合は、これをろ別する。一方、生成物が析出しない
場合は、反応液の濃縮、適当な貴溶媒の添加等により生
成物を析出させる。得られた結晶は、必要によりアルコ
ール、アセトン等の溶媒より再結晶させるか、昇華によ
り精製する。
【0030】上記の不斉1−アミノ−2−プロパノール
の代わりに、その酸付加塩、例えば塩酸塩、臭化水素酸
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、炭酸ナトリ
ウム等の塩基性化合物の共存下で、上記一般式(II)で
表されるシクロブテンジオン誘導体と、上記の方法と同
様に反応させて合成することができる。
の代わりに、その酸付加塩、例えば塩酸塩、臭化水素酸
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、炭酸ナトリ
ウム等の塩基性化合物の共存下で、上記一般式(II)で
表されるシクロブテンジオン誘導体と、上記の方法と同
様に反応させて合成することができる。
【0031】また、上記一般式(II)で表されるシクロ
ブテンジオン誘導体は、1,2−ジクロロ−シクロブテ
ン−3,4−ジオンと対応するアルキルフェニルエーテ
ル、アルキルチオフェニルエーテル等をフリーデル・ク
ラフツ溶媒(例えば、二硫化炭素、ニトロベンゼン、ジ
クロロメタン、1,2−ジクロロエタン等)中で、フリ
ーデル・クラフツ反応条件で混合攪拌する方法や、或い
は、1,2−ジヒドロキシ−シクロブテン−3,4−ジ
オンと対応するN,N−ジアルキルアニリンをトリアル
キルオキソニウム塩共存下で、ハロゲン化溶媒中で反応
させる方法等により製造することができる。
ブテンジオン誘導体は、1,2−ジクロロ−シクロブテ
ン−3,4−ジオンと対応するアルキルフェニルエーテ
ル、アルキルチオフェニルエーテル等をフリーデル・ク
ラフツ溶媒(例えば、二硫化炭素、ニトロベンゼン、ジ
クロロメタン、1,2−ジクロロエタン等)中で、フリ
ーデル・クラフツ反応条件で混合攪拌する方法や、或い
は、1,2−ジヒドロキシ−シクロブテン−3,4−ジ
オンと対応するN,N−ジアルキルアニリンをトリアル
キルオキソニウム塩共存下で、ハロゲン化溶媒中で反応
させる方法等により製造することができる。
【0032】
(実施例1)1−クロロ−2−(4−エトキシフェニル)−シクロブ
テン−3,4−ジオンの構造式(I−1)の合成 1,2−ジクロロ−シクロブテン−3,4−ジオン15
g(約0.1 mol)を1,2−ジクロロエタン40 ml
に溶解させ、塩化アルミニウム13.3 g(約0.1 m
ol)を加えて系が均一になるまで加熱還流した。次に、
系を0℃に冷却し、フェネトール(エチルフェニルエー
テル)12.2 g(約0.1 mol)を塩化メチレン20
ml に溶解させた溶液を滴下した。滴下終了後、6時間
加熱還流して反応を進行させた。
テン−3,4−ジオンの構造式(I−1)の合成 1,2−ジクロロ−シクロブテン−3,4−ジオン15
g(約0.1 mol)を1,2−ジクロロエタン40 ml
に溶解させ、塩化アルミニウム13.3 g(約0.1 m
ol)を加えて系が均一になるまで加熱還流した。次に、
系を0℃に冷却し、フェネトール(エチルフェニルエー
テル)12.2 g(約0.1 mol)を塩化メチレン20
ml に溶解させた溶液を滴下した。滴下終了後、6時間
加熱還流して反応を進行させた。
【0033】反応終了後、系を冷却し、冷水80 ml を
加えて10分ほど攪拌した後、有機相を分取し、無水硫
酸マグネシウムで乾燥した。次に、硫酸マグネシウムを
ろ別し、系全量が20 ml になるまで濃縮した。そし
て、アセトンを約50 ml 加えて系を−20℃に冷却
し、析出した結晶をろ別、乾燥して下記構造式(II−
1)で示される1−クロロ−2−(4−エトキシフェニ
ル)−シクロブテン−3,4−ジオン 12.4gを得
た。収率は52%であった。得られた結晶の塩化メチレ
ン溶液の吸収極大波長(λmax)は340.0 nm で
あった。 融点 : 139.4℃(示差熱分析法) 元素分析 : C =61.08(60.89) (カッコ内は理論値) H = 3.95 (3.81) Cl=14.74(15.01)
加えて10分ほど攪拌した後、有機相を分取し、無水硫
酸マグネシウムで乾燥した。次に、硫酸マグネシウムを
ろ別し、系全量が20 ml になるまで濃縮した。そし
て、アセトンを約50 ml 加えて系を−20℃に冷却
し、析出した結晶をろ別、乾燥して下記構造式(II−
1)で示される1−クロロ−2−(4−エトキシフェニ
ル)−シクロブテン−3,4−ジオン 12.4gを得
た。収率は52%であった。得られた結晶の塩化メチレ
ン溶液の吸収極大波長(λmax)は340.0 nm で
あった。 融点 : 139.4℃(示差熱分析法) 元素分析 : C =61.08(60.89) (カッコ内は理論値) H = 3.95 (3.81) Cl=14.74(15.01)
【0034】
【化11】
【0035】〔実施例2〜4〕出発原料として、表1に
記載のフェニルエーテル又はフェニルチオエーテル(V
−2〜4)を使用する以外は、実施例1と同様にして表
1に記載の中間生成物(II−2〜4)を合成し、塩化メ
チレン溶液の吸収極大波長(λmax)を測定したとこ
ろ、表2の結果を得た。
記載のフェニルエーテル又はフェニルチオエーテル(V
−2〜4)を使用する以外は、実施例1と同様にして表
1に記載の中間生成物(II−2〜4)を合成し、塩化メ
チレン溶液の吸収極大波長(λmax)を測定したとこ
ろ、表2の結果を得た。
【0036】
【表1】
【0037】
【表2】
【0038】〔実施例5〕1−(4−エトキシフェニル)−2−〔(r)−2−ヒ
ドロキシプロピルアミノ〕−シクロブテン−3,4−ジ
オンの構造式(I−1)の合成 下記構造式(II−1)で示される化合物2g(8.4 m
mol)のアセトン溶液40 ml に、トリエチルアミン
0.1 g(約10 m mol)を加え、さらに、(R)−
(─)−1−アミノ−2−プロパノール1 g(約13 m
mol)を滴下した。反応終了後、反応液を水に投入して
黄色結晶を析出させ、ろ別して下記構造式(I−1)で
示される1−(4−エトキシフェニル)−2−〔(r)
−2−ヒドロキシプロピルアミノ〕−シクロブテン−
3,4−ジオン1.5 gを得た。収率は65%であっ
た。得られた結晶は、元素分析によると、C:62.8
9%(64.42%)、H:6.89%(6.62
%)、N:4.59%(4.84%)であり(カッコ内
は理論値)、融点は208〜210℃であり、メタノー
ル溶液の吸収極大波長(λmax)は339.5 nm で
あった。
ドロキシプロピルアミノ〕−シクロブテン−3,4−ジ
オンの構造式(I−1)の合成 下記構造式(II−1)で示される化合物2g(8.4 m
mol)のアセトン溶液40 ml に、トリエチルアミン
0.1 g(約10 m mol)を加え、さらに、(R)−
(─)−1−アミノ−2−プロパノール1 g(約13 m
mol)を滴下した。反応終了後、反応液を水に投入して
黄色結晶を析出させ、ろ別して下記構造式(I−1)で
示される1−(4−エトキシフェニル)−2−〔(r)
−2−ヒドロキシプロピルアミノ〕−シクロブテン−
3,4−ジオン1.5 gを得た。収率は65%であっ
た。得られた結晶は、元素分析によると、C:62.8
9%(64.42%)、H:6.89%(6.62
%)、N:4.59%(4.84%)であり(カッコ内
は理論値)、融点は208〜210℃であり、メタノー
ル溶液の吸収極大波長(λmax)は339.5 nm で
あった。
【0039】
【化12】
【0040】〔実施例6〜8〕中間生成物として、表3
に記載のシクロブテンジオン誘導体(II−2〜4)を使
用する以外は、実施例1と同様にして表4に記載の目的
生成物(I−2〜4)を合成し、融点、メタノール溶液
の吸収極大波長(λmax)を測定し、元素分析を行っ
たところ、表4の結果を得た。
に記載のシクロブテンジオン誘導体(II−2〜4)を使
用する以外は、実施例1と同様にして表4に記載の目的
生成物(I−2〜4)を合成し、融点、メタノール溶液
の吸収極大波長(λmax)を測定し、元素分析を行っ
たところ、表4の結果を得た。
【0041】
【表3】
【0042】
【表4】
【0043】〔実施例9〕実施例5で合成した1−(4
−エトキシフェニル)−2−〔(r)−2−ヒドロキシ
プロピルアミノ〕−シクロブテン−3,4−ジオンの粉
末をガラスセル中に充填し、これをNdドープYAGレ
ーザ(波長1.064μm、出力180mJ/パルス)
を照射すると、レーザの第二高調波である532 nm の
緑色散乱光を発生した。その強度は、試料として尿素粉
末を用いて同様の測定を行ったときの強度の5〜30倍
であった。
−エトキシフェニル)−2−〔(r)−2−ヒドロキシ
プロピルアミノ〕−シクロブテン−3,4−ジオンの粉
末をガラスセル中に充填し、これをNdドープYAGレ
ーザ(波長1.064μm、出力180mJ/パルス)
を照射すると、レーザの第二高調波である532 nm の
緑色散乱光を発生した。その強度は、試料として尿素粉
末を用いて同様の測定を行ったときの強度の5〜30倍
であった。
【0044】なお、図1は光非線形性(SHG活性)の
測定に使用した光学系のブロック図であり、Ndドープ
YAGレーザ11より波長1.064μmの光を試料1
2に照射し、試料12から発生する波長532 nm の緑
色散乱光は、レンズ13、フィルター14及びモノクロ
メーター15を介して光電子倍増管16に導入し、緑色
散乱光の強度を測定する。そして、試料の光非線形性
(SHG活性)は、試料として尿素粉末を用いるときの
強度と比較して表記した。SHG活性がAとは尿素粉末
を1とするときの相対活性が5〜30の範囲にあり、B
とは相対活性が1〜5の範囲にあることを示す。
測定に使用した光学系のブロック図であり、Ndドープ
YAGレーザ11より波長1.064μmの光を試料1
2に照射し、試料12から発生する波長532 nm の緑
色散乱光は、レンズ13、フィルター14及びモノクロ
メーター15を介して光電子倍増管16に導入し、緑色
散乱光の強度を測定する。そして、試料の光非線形性
(SHG活性)は、試料として尿素粉末を用いるときの
強度と比較して表記した。SHG活性がAとは尿素粉末
を1とするときの相対活性が5〜30の範囲にあり、B
とは相対活性が1〜5の範囲にあることを示す。
【0045】〔実施例10〕実施例6〜8で合成した化
合物(I−2〜4)を使用して実施例9と同様にして試
料のSHG活性を測定した。結果を上記表4に示した。
合物(I−2〜4)を使用して実施例9と同様にして試
料のSHG活性を測定した。結果を上記表4に示した。
【0046】〔実施例11〕実施例5で合成した化合物
(I−1)の一般的な有機溶剤への溶解性を検討した。
化合物(I−1)は、30℃において、メタノール、ア
セトン、塩化メチレン各100mlに対し、それぞれ3
g,2g,2g溶解し、均一な溶液となった。一方、
〔化5〕に示したシクロブテンジオン誘導体は、同一の
条件でメタノール、アセトン、塩化メチレンにそれぞれ
0.3g,0.1g,0.2g溶解したのみであった。
(I−1)の一般的な有機溶剤への溶解性を検討した。
化合物(I−1)は、30℃において、メタノール、ア
セトン、塩化メチレン各100mlに対し、それぞれ3
g,2g,2g溶解し、均一な溶液となった。一方、
〔化5〕に示したシクロブテンジオン誘導体は、同一の
条件でメタノール、アセトン、塩化メチレンにそれぞれ
0.3g,0.1g,0.2g溶解したのみであった。
【0047】〔実施例12〕実施例6〜8で合成した化
合物(I−2)〜(I−4)についても同様な溶解性試
験を行った。その結果、(I−4)は(I−1)と同程
度、(I−2)、(I−3)は(I−1)の3〜7倍程
度の溶解性をそれぞれ示した。
合物(I−2)〜(I−4)についても同様な溶解性試
験を行った。その結果、(I−4)は(I−1)と同程
度、(I−2)、(I−3)は(I−1)の3〜7倍程
度の溶解性をそれぞれ示した。
【0048】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、大きな非線形光学効果を有し、化学的・熱的安定
性、加工性及び透明性が優れた実用的な有機非線形光学
素子に適した新規な化学物質、及び、その物質を用いた
非線形光学素子の提供を可能にした。
より、大きな非線形光学効果を有し、化学的・熱的安定
性、加工性及び透明性が優れた実用的な有機非線形光学
素子に適した新規な化学物質、及び、その物質を用いた
非線形光学素子の提供を可能にした。
【図1】試料の光非線形性(SHG活性)を測定するた
めの光学系のブロック図である。
めの光学系のブロック図である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C07B 53/00 G 7419−4H
Claims (4)
- 【請求項1】 下記一般式(I)で表されるシクロブテ
ンジオン誘導体。 【化1】 (式中、Zは酸素原子又は硫黄原子を示し、R1 はアル
キル基、R2 は水素原子又はアルキル基を表す。なお、
R1 とR2 はそれぞれ互いに結合したメチレン鎖−(C
H2 ) n −であってもよい。また、R1 の水素原子はハ
ロゲン原子、アルキルオキシ基又はシアノ基で置換され
ていてもよい。R3 は下記の置換基を意味する。ここ
で、C* は不斉炭素原子を意味する。) 【化2】 - 【請求項2】 下記一般式(II)で表されるシクロブテ
ンジオン誘導体。 【化3】 (式中、Zは酸素原子又は硫黄原子を示し、R1 はアル
キル基、R2 は水素原子又はアルキル基を表す。なお、
R1 とR2 はそれぞれ互いに結合したメチレン鎖−(C
H2 ) n −であってもよい。また、R1 の水素原子はハ
ロゲン原子、アルキルオキシ基又はシアノ基で置換され
ていてもよい。Xは塩素原子、臭素原子、メトキシ基、
エトキシ基又はプロピルオキシ基を表す。) - 【請求項3】 請求項2記載の一般式(II)で表される
シクロブテンジオン誘導体と下式の不斉1−アミノ−2
−プロパノール(III)(C* は不斉炭素原子を意味す
る。)を反応させることを特徴とする請求項1記載の一
般式(I)で表されるシクロブテンジオン誘導体の製造
方法。 【化4】 - 【請求項4】 請求項1記載の一般式(I) で表されるシ
クロブテンジオン誘導体を用いて作製された非線形光学
素子。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6107038A JP2836485B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | シクロブテンジオン誘導体及びその製造方法並びにこれを用いた非線形光学素子 |
US08/421,876 US5659085A (en) | 1994-05-20 | 1995-04-14 | Cyclobutenedione derivative, process for preparing the same, and nonlinear optical element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6107038A JP2836485B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | シクロブテンジオン誘導体及びその製造方法並びにこれを用いた非線形光学素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07309818A true JPH07309818A (ja) | 1995-11-28 |
JP2836485B2 JP2836485B2 (ja) | 1998-12-14 |
Family
ID=14448952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6107038A Expired - Lifetime JP2836485B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | シクロブテンジオン誘導体及びその製造方法並びにこれを用いた非線形光学素子 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5659085A (ja) |
JP (1) | JP2836485B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0761643A2 (en) | 1995-09-05 | 1997-03-12 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Cyclobutenedione derivative, manufacturing method thereof and non-linear optical device containing the same |
KR100742086B1 (ko) * | 2001-07-27 | 2007-07-23 | 주식회사유한양행 | 4-페닐-3-사이클로부텐-1,2-다이온 유도체 및 그의 제조방법 |
KR100752035B1 (ko) * | 2001-07-27 | 2007-08-28 | 주식회사유한양행 | 3-사이클로부텐-1,2-다이온 유도체 및 그의 제조방법 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6376555B1 (en) | 1998-12-04 | 2002-04-23 | American Home Products Corporation | 4-substituted-3-substituted-amino-cyclobut-3-ene-1,2-diones and analogs thereof as novel potassium channel openers |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0754390B2 (ja) * | 1988-02-10 | 1995-06-07 | 富士ゼロックス株式会社 | 非線形光学素子用材料 |
JP2773206B2 (ja) * | 1989-03-31 | 1998-07-09 | 富士ゼロックス株式会社 | 非線形光学素子用材料 |
JP2789699B2 (ja) * | 1989-08-11 | 1998-08-20 | 富士ゼロックス株式会社 | 非線形光学素子用材料 |
JPH0678301B2 (ja) * | 1989-09-26 | 1994-10-05 | 富士ゼロックス株式会社 | スクエアリリウム誘導体及びその製造方法 |
US5106997A (en) * | 1989-09-26 | 1992-04-21 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Squarylium derivatives and preparation thereof |
JP2762610B2 (ja) * | 1989-09-26 | 1998-06-04 | 富士ゼロックス株式会社 | スクエアリリウム誘導体及びその製造方法 |
US5210302A (en) * | 1990-11-29 | 1993-05-11 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Cyclobutenedione derivative and process for preparing the same |
JP2896604B2 (ja) * | 1990-11-29 | 1999-05-31 | 富士ゼロックス株式会社 | 非線形光学素子用材料 |
JPH0678282B2 (ja) * | 1990-11-29 | 1994-10-05 | 富士ゼロックス株式会社 | シクロブテンジオン誘導体及びその製造方法 |
JP2819826B2 (ja) * | 1990-11-29 | 1998-11-05 | 富士ゼロックス株式会社 | シクロブテンジオン誘導体及びその製造方法 |
JP2819827B2 (ja) * | 1990-11-29 | 1998-11-05 | 富士ゼロックス株式会社 | シクロブテンジオン誘導体及びその製造方法 |
JPH05229999A (ja) * | 1992-02-20 | 1993-09-07 | Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd | シクロブテンジオン誘導体 |
JP3042212B2 (ja) * | 1992-03-11 | 2000-05-15 | 富士ゼロックス株式会社 | 重合性二重結合含有シクロブテンジオン誘導体、その単独または共重合体、およびそれを用いた非線形光学素子 |
JPH05281587A (ja) * | 1992-03-27 | 1993-10-29 | Fuji Xerox Co Ltd | 光波長変換素子及びその製造方法 |
JPH0682857A (ja) * | 1992-09-04 | 1994-03-25 | Fuji Xerox Co Ltd | 光波長変換素子 |
JP3042213B2 (ja) * | 1992-09-21 | 2000-05-15 | 富士ゼロックス株式会社 | 重合性二重結合含有シクロブテンジオン誘導体、その単独または共重合体、およびそれを用いた非線形光学素子 |
JP3200484B2 (ja) * | 1992-12-04 | 2001-08-20 | 富士ゼロックス株式会社 | 自己倍周波レーザー素子 |
JPH06306027A (ja) * | 1993-04-26 | 1994-11-01 | Fuji Xerox Co Ltd | シクロブテンジオニル誘導体結晶およびその製造方法 |
-
1994
- 1994-05-20 JP JP6107038A patent/JP2836485B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-04-14 US US08/421,876 patent/US5659085A/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0761643A2 (en) | 1995-09-05 | 1997-03-12 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Cyclobutenedione derivative, manufacturing method thereof and non-linear optical device containing the same |
US5726317A (en) * | 1995-09-05 | 1998-03-10 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Cyclobutenedione compounds |
US5948915A (en) * | 1995-09-05 | 1999-09-07 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Cyclobutenedione derivative, manufacturing method thereof and non-linear optical device containing the same |
US6118004A (en) * | 1995-09-05 | 2000-09-12 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Cyclobutenedione derivative, manufacturing method thereof and non-linear optical device containing the same |
KR100742086B1 (ko) * | 2001-07-27 | 2007-07-23 | 주식회사유한양행 | 4-페닐-3-사이클로부텐-1,2-다이온 유도체 및 그의 제조방법 |
KR100752035B1 (ko) * | 2001-07-27 | 2007-08-28 | 주식회사유한양행 | 3-사이클로부텐-1,2-다이온 유도체 및 그의 제조방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5659085A (en) | 1997-08-19 |
JP2836485B2 (ja) | 1998-12-14 |
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