JPH11322685A - Aromatic oligoester, its production and use - Google Patents
Aromatic oligoester, its production and useInfo
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- JPH11322685A JPH11322685A JP14214298A JP14214298A JPH11322685A JP H11322685 A JPH11322685 A JP H11322685A JP 14214298 A JP14214298 A JP 14214298A JP 14214298 A JP14214298 A JP 14214298A JP H11322685 A JPH11322685 A JP H11322685A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、二次非線形光学特
性を示す新規な芳香族オリゴエステル類、その製造方法
及びそれを用いた有機二次非線形光学材料に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel aromatic oligoester having second-order nonlinear optical characteristics, a method for producing the same, and an organic second-order nonlinear optical material using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】これからの高度情報化社会においては、
大容量かつ精密な情報を高速、高密度、高効率で伝達処
理することが必要になってくる。そして、光は、並列進
行性、空間処理性、多量操作性、高密度性などの特性を
有することから電子技術と相補ってこの分野で重要な役
割を果たすことが予測されており、この光を利用するた
めに必要な材料の1つとして、最近有機非線形光学材料
が注目されている。2. Description of the Related Art In the advanced information society in the future,
It is necessary to transmit large-capacity and precise information at high speed, high density and high efficiency. Light is expected to play an important role in this field by complementing electronic technology because it has properties such as parallel progression, spatial processing, large operability, and high density. Recently, an organic nonlinear optical material has been attracting attention as one of the materials necessary for utilizing the above.
【0003】そして、これまで知られている無機材料に
よる非線形効果は格子振動吸収により発現するものであ
るのに対し、有機材料による非線形効果は、非局在のπ
電子系が置換基によって歪むために生じる双極子モーメ
ントによるものであって、基本的に格子振動を伴わない
ため、より高速での応答が可能になる。[0005] The nonlinear effect of inorganic materials known so far is caused by lattice vibration absorption, whereas the nonlinear effect of organic materials is non-localized π.
This is due to the dipole moment generated when the electron system is distorted by the substituent and basically does not involve lattice vibration, so that a faster response is possible.
【0004】ところで、二次非線形光学材料には、光学
的透明性と大きな非線形光学特性とが求められている。
このような二次非線形光学材料として、近年チェインド
クロモフォア(Chained Chromophor
e)型有機非線形光学材料が注目されている。このチェ
インドクロモフォア型有機非線形光学材料とは、非線形
活性ユニットを線形に結合させることで、二次非線形光
学材料の性能指数の1つであるμβをユニット数の二乗
に比例した形で増加させるという概念に基づく有機材料
のことである。このようなチェインドクロモフォア型有
機非線形光学材料の1つとして、芳香族エステルや芳香
族エステルオリゴマーが知られている。しかしながら、
従来知られている芳香族エステルや芳香族エステルオリ
ゴマーは、透明性は良好であるものの、非線形光学特性
については、必ずしも十分に満足できるものではなかっ
た。By the way, a second-order nonlinear optical material is required to have optical transparency and large nonlinear optical characteristics.
As such a second-order nonlinear optical material, Chained Chromophore has recently been used.
Attention has been paid to e) type organic nonlinear optical materials. This chained chromophore-type organic nonlinear optical material increases the μβ, one of the performance indices of the second-order nonlinear optical material, in proportion to the square of the number of units by linearly combining nonlinear active units. An organic material based on a concept. As one of such chained chromophore-type organic nonlinear optical materials, aromatic esters and aromatic ester oligomers are known. However,
Conventionally known aromatic esters and aromatic ester oligomers have good transparency, but their nonlinear optical properties have not always been sufficiently satisfactory.
【0005】二次非線形光学特性は、物質が中心対称心
を欠いた場合にのみ発現する現象であって、高分子系材
料の場合には、このような構造は電場印加により、非線
形活性種を一軸配向させることによって得られ、この配
向の度合いが優れているほど性能は大きくなる。そし
て、この配向度合いに大きく関係するのが分子のもつ双
極子モーメントの大きさであるが、従来の芳香族エステ
ルや芳香族エステルオリゴマーは、この双極子モーメン
トが一般的な非線形活性種に比べてそれほど大きくない
ため、良好な配向度が得られず、その結果、二次非線形
光学特性が不十分になるのを免れない。[0005] The second-order nonlinear optical characteristic is a phenomenon that appears only when a substance lacks a center of symmetry. In the case of a polymer material, such a structure has the effect of applying an electric field to the nonlinear active species. Obtained by uniaxial orientation, the higher the degree of this orientation, the greater the performance. The degree of the orientation is greatly related to the magnitude of the dipole moment of the molecule. However, in the conventional aromatic esters and aromatic ester oligomers, the dipole moment is smaller than that of a general nonlinear active species. Since it is not so large, a good degree of orientation cannot be obtained, and as a result, the second-order nonlinear optical characteristics cannot be avoided.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、良好な光学的透明性を有するとともに、
良好な二次非線形光学特性をもつ新規な芳香族オリゴエ
ステル類を提供することを目的としてなされたものであ
る。Under such circumstances, the present invention has good optical transparency,
An object of the present invention is to provide novel aromatic oligoesters having good second-order nonlinear optical characteristics.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、優れた二
次非線形光学特性をもつ芳香族オリゴエステル類を開発
すべく鋭意研究を重ねた結果、分子末端に電子供与基や
電子吸引基から成る特定の置換基を導入することによ
り、良好な光学的透明性を維持したまま、双極子モーメ
ントを増大させることができ、優れた二次非線形光学特
性をもつ芳香族エステル類が得られることを見出し、こ
の知見に基づいて本発明を完成するに至った。Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to develop aromatic oligoesters having excellent second-order nonlinear optical characteristics. By introducing a specific substituent consisting of, the dipole moment can be increased while maintaining good optical transparency, and aromatic esters having excellent second-order nonlinear optical properties can be obtained. And completed the present invention based on this finding.
【0008】すなわち、本発明は、一般式That is, the present invention provides a compound represented by the general formula
【化9】 (式中のXはジアルキルアミノ基又はアルキルチオ基、
Yはニトロ基又はシアノ基、nは1〜3の整数である)
で表わされる芳香族オリゴエステル類、その製造方法及
びこの芳香族オリゴエステル類から成る二次非線形光学
材料を提供するものである。Embedded image (X in the formula is a dialkylamino group or an alkylthio group,
Y is a nitro or cyano group, and n is an integer of 1 to 3)
And a method for producing the same and a second-order nonlinear optical material comprising the aromatic oligoester.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明の芳香族エステル類は、前
記一般式(I)で表わされる構造を有するものであり、
文献未載の新規化合物である。この一般式(I)におい
て、Xで示されるジアルキルシアノ基及びアルキルチオ
基中のアルキル基としては、炭素数1〜4のアルキル
基、例えばメチル基、エチル基、n‐プロピル基、イソ
プロピル基、n‐ブチル基、イソブチル基、sec‐ブ
チル基、tert‐ブチル基などが挙げられるが、これ
らの中で、二次非線形光学特性の面から、特にメチル基
が好ましい。一方、Yはニトロ基又はシアノ基である。
nは大きいほど二次非線形光学特性が向上するが、nが
5以上のものは製造が非常に煩雑となり、実用的でない
ので1〜3の範囲で選ばれる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The aromatic ester of the present invention has a structure represented by the above general formula (I),
This is a new compound not listed in the literature. In the general formula (I), the alkyl group in the dialkylcyano group and the alkylthio group represented by X includes an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-type group. -Butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group and the like. Among them, a methyl group is particularly preferable from the viewpoint of second-order nonlinear optical characteristics. On the other hand, Y is a nitro group or a cyano group.
The larger the n is, the more the second-order nonlinear optical characteristics are improved. However, when the n is 5 or more, the production becomes very complicated and impractical.
【0010】この一般式(I)で表わされる芳香族オリ
ゴエステル類としては、光学的透明性が良好で、かつ二
次非線形光学特性に優れる点で、特に以下の化学構造を
もつ4‐ジメチルアミノ安息香酸4‐シアノフェニルエ
ステル(以下ArES2−N/CNと略記する)、4‐
(4′‐ジメチルアミノフェニルカルボニルオキシ)安
息香酸4‐シアノフェニルエステル(以下ArES3−
N/CNと略記する)、4‐ジアルキルアミノ安息香酸
4‐ニトロフェニルエステル(以下ArES2−N/N
O2と略記する)、4‐メチルチオ安息香酸4‐シアノ
フェニルエステル(以下ArES2−S/CNと略記す
る)、4‐(4′‐メチルチオフェニルカルボニルオキ
シ)安息香酸4‐シアノエステル(以下ArES3−S
/CNと略記する)が好適である。As the aromatic oligoesters represented by the general formula (I), 4-dimethylamino having the following chemical structure, in particular, has excellent optical transparency and excellent second-order nonlinear optical characteristics. 4-cyanophenyl benzoate (hereinafter abbreviated as ArES2-N / CN), 4-
(4'-dimethylaminophenylcarbonyloxy) benzoic acid 4-cyanophenyl ester (hereinafter ArES3-
N / CN), 4-dialkylaminobenzoic acid 4-nitrophenyl ester (hereinafter referred to as ArES2-N / N
O 2 and abbreviated), abbreviated as 4-methylthio-benzoic acid 4-cyanophenyl ester (hereinafter ArES2-S / CN), 4- (4'- methylthiophenyl carbonyloxy) benzoic acid 4-cyano ester (hereinafter ArES3- S
/ CN).
【0011】前記一般式(I)で表わされるエステル類
は、例えば反応式The esters represented by the above general formula (I) are, for example,
【化10】 (式中のHalはハロゲン原子、X、Y及びnは前記と
同じ意味をもつ)に従い、Embedded image (Where Hal is a halogen atom, X, Y and n have the same meaning as described above)
【化11】 (式中のX、Hal及びnは前記と同じ意味をもつ)で
表わされる芳香族カルボン酸ハロゲン化物と、一般式Embedded image Wherein X, Hal and n have the same meanings as described above, and a general formula:
【化12】 (式中のYは前記と同じ意味をもつ)で表わされるp‐
置換フェノールとをハロゲン化水素捕捉剤の存在下で反
応させるか、あるいは反応式Embedded image (Y in the formula has the same meaning as described above)
Reacting a substituted phenol with a hydrogen halide scavenger, or
【化13】 (式中のn′は1又は2の整数、X、Y及びHalは前
記と同じ意味をもつ)に従い、一般式Embedded image Wherein n ′ is an integer of 1 or 2, and X, Y and Hal have the same meaning as described above.
【化14】 (式中のX及びHalは前記と同じ意味をもつ)で表わ
されるp‐置換安息香酸ハロゲン化物と、Embedded image (Wherein X and Hal have the same meanings as described above), and p-substituted benzoic acid halide represented by the formula:
【化15】 (式中のY及びn′は前記と同じ意味をもつ)で表わさ
れるp‐ヒドロキシ安息香酸誘導体とを、ハロゲン化水
素捕捉剤の存在下で反応させることによって製造するこ
とができる。Embedded image (Y and n 'in the formula have the same meanings as described above), and can be produced by reacting with a p-hydroxybenzoic acid derivative in the presence of a hydrogen halide scavenger.
【0012】この反応の原料化合物として用いられる一
般式(II)又は(IV)で表わされる化合物中のHa
lとしては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ
素原子を挙げることができる。また、この反応において
用いられるハロゲン化水素捕捉剤としては、トリメチル
アミン、トリエチルアミン、ピリジンなどの第三アミン
が好ましいが、その他の有機塩基、無機塩基を用いるこ
ともできる。これらの反応は、アセトン、メチルエチル
ケトン、ジエチルエーテル、酢酸エチル、テトラヒドロ
フラン、ジメチルホルムアミド、ジエチルスルホキシ
ド、シクロヘキサンなどの不活性溶媒中で行うのが有利
である。Ha in the compound represented by formula (II) or (IV) used as a starting compound for this reaction
Examples of l include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. As the hydrogen halide scavenger used in this reaction, tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine and pyridine are preferable, but other organic bases and inorganic bases can also be used. These reactions are advantageously performed in an inert solvent such as acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ether, ethyl acetate, tetrahydrofuran, dimethylformamide, diethyl sulfoxide, cyclohexane and the like.
【0013】他方、この反応の原料化合物として用いら
れる(III)又は(V)で表わされる化合物の代り
に、その水酸基のアルカリ金属塩すなわちフェノラート
を用いると、ハロゲン化水素捕捉剤を存在させなくても
所望の反応を行わせることができる。On the other hand, when an alkali metal salt of a hydroxyl group, ie, phenolate, is used in place of the compound represented by (III) or (V) used as a raw material compound for this reaction, a hydrogen halide scavenger can be eliminated. The desired reaction can also be performed.
【0014】これらの反応における原料化合物(II)
と(III)又は(IV)と(V)とは、実質上化学量
論的量で用いられるが、所望によっては一方の原料化合
物を過剰に用いることもできる。また、これらの反応
は、室温下、又は氷冷下で一方の原料化合物を含む溶媒
中に他方の原料化合物を少しずつ添加し、かきまぜなが
ら行われるが、所望ならば加温して反応を促進すること
もできる。反応時間としては、通常1〜30時間の範囲
が選ばれる。このようにして得た反応混合物を常法に従
って水洗し、有機層を分層し、これから溶媒を除去すれ
ば、目的とする本発明化合物が白色ないし淡かっ色の結
晶として得られる。The starting compound (II) in these reactions
And (III) or (IV) and (V) are used in substantially stoichiometric amounts, but if desired, one of the starting compounds can be used in excess. In addition, these reactions are carried out at room temperature or under ice-cooling while the other starting compound is added little by little to a solvent containing the one starting compound, and the mixture is stirred. You can also. The reaction time is usually selected in the range of 1 to 30 hours. The reaction mixture thus obtained is washed with water according to a conventional method, the organic layer is separated, and the solvent is removed therefrom, whereby the target compound of the present invention is obtained as white or pale-colored crystals.
【0015】なお、前記一般式(V)で表わされるp‐
ヒドロキシ安息香酸誘導体は、例えば前記一般式(II
I)のp‐置換フェノールと一般式The p-type compound represented by the general formula (V)
The hydroxybenzoic acid derivative is, for example, represented by the general formula (II)
I) p-substituted phenols and general formulas
【化16】 (式中のRは低級アルキル基であり、Hal及びn′は
前記と同じ意味をもつ)で表わされる酸無水物とをアセ
トンのような溶媒中、トリエチルアミンのようなハロゲ
ン化水素捕捉剤の存在下で反応させて、一般式Embedded image (Wherein R is a lower alkyl group, Hal and n 'have the same meanings as above) in a solvent such as acetone, and in the presence of a hydrogen halide scavenger such as triethylamine. React under the general formula
【化17】 (式中のRは低級アルキル基、Y及びn′は前記と同じ
意味をもつ)で表わされる化合物を製造し、次いでこれ
をアセトンのような溶媒中で塩基触媒の存在下、加水分
解することによって製造することができる。Embedded image (Wherein R is a lower alkyl group, and Y and n 'have the same meanings as described above), and then hydrolyzed in a solvent such as acetone in the presence of a base catalyst. Can be manufactured by
【0016】このようにして得られる前記一般式(I)
の本発明化合物は光学的透明性が良好であるとともに、
優れた二次非線形光学特性を有する新規化合物である。
この芳香族エステル類を分散させた厚さ約5000Åの
ポリメチルメタクリレート薄膜(芳香族エステル類の含
有量10重量%)の二次非線形光学特性は、最適ポーリ
ング温度が60〜90℃の範囲に存在し、またその温度
でポーリング処理した後の二次非線形光学係数d33値が
3×10-9〜4×10-9esuである。The thus obtained general formula (I)
The compound of the present invention has good optical transparency,
It is a novel compound having excellent second-order nonlinear optical properties.
The second-order nonlinear optical characteristics of the polymethyl methacrylate thin film (aromatic ester content: 10% by weight) having a thickness of about 5000 ° in which the aromatic esters are dispersed have an optimum poling temperature in the range of 60 to 90 ° C. and also second-order nonlinear optical coefficient d 33 value after poling at that temperature is 3 × 10 -9 ~4 × 10 -9 esu.
【0017】[0017]
【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
【0018】実施例1 4‐ジメチルアミノ安息香酸1.65g(10.0ミリ
モル)に塩化チオニル18ml(254ミリモル)を徐
々に滴下したのち、1時間かきまぜて反応させた。反応
終了後、過剰の塩化チオニルを留去し、残留物にアセト
ン20mlを加えて溶解することにより、4‐ジメチル
アミノベンゾイルクロリドのアセトン溶液を調製した。
別に4‐シアノフェノール1.19g(10.0ミリモ
ル)と、トリエチルアミン14.0ml(101ミリモ
ル)と、アセトン30mlとを混合し、これを前記の4
‐ジメチルアミノベンゾイルクロリドのアセトン溶液中
に氷冷下で滴下する。滴下終了後、氷浴中で1夜かきま
ぜて反応させたのち、反応混合物を5重量%K2CO3水
溶液中に注加し、生成した沈殿をろ取した。次いで、得
られた固体を、アセトン/水混合溶媒で2回再結晶した
のち、室温で1夜減圧乾燥することにより、式Example 1 18 ml (254 mmol) of thionyl chloride was gradually added dropwise to 1.65 g (10.0 mmol) of 4-dimethylaminobenzoic acid, followed by stirring for 1 hour to react. After completion of the reaction, excess thionyl chloride was distilled off, and 20 ml of acetone was added to the residue to dissolve it, thereby preparing an acetone solution of 4-dimethylaminobenzoyl chloride.
Separately, 1.19 g (10.0 mmol) of 4-cyanophenol, 14.0 ml (101 mmol) of triethylamine and 30 ml of acetone were mixed, and this was mixed with the above-mentioned 4
Dropwise into a solution of -dimethylaminobenzoyl chloride in acetone under ice-cooling. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred overnight in an ice bath and reacted, and then the reaction mixture was poured into a 5% by weight aqueous K 2 CO 3 solution, and the formed precipitate was collected by filtration. Next, the obtained solid is recrystallized twice with an acetone / water mixed solvent, and then dried under reduced pressure at room temperature overnight to obtain a compound having the formula
【化18】 で示されるArES2−N/CN1.17g(収率4
3.9%)を融点152.0〜153.5℃の白色固体
として得た。このものの400MHzで行った1H−N
MR(CDCl3)による構造解析の結果を次に示す。 δ=3.10[s,6H,(CH3)2N−]、6.74
(d,J=8.8Hz,2H,aの芳香族プロトン)、
7.35(d,J=8.8Hz,2H,cの芳香族プロ
トン)、7.72(d,J=8.8Hz,2H,dの芳
香族プロトン)、8.04(d,J=8.8Hz,2
H,bの芳香族プロトン)。Embedded image 1.17 g of ArES2-N / CN (yield 4)
3.9%) as a white solid, mp 152.0-153.5 ° C. 1 H-N, which was carried out in the 400MHz of this thing
The result of the structural analysis by MR (CDCl 3 ) is shown below. δ = 3.10 [s, 6H, (CH 3 ) 2 N-], 6.74
(D, J = 8.8 Hz, 2H, a aromatic proton of a),
7.35 (d, J = 8.8 Hz, 2H, c aromatic protons), 7.72 (d, J = 8.8 Hz, 2H, d aromatic protons), 8.04 (d, J = 8.8 Hz, 2
H, b aromatic protons).
【0019】実施例2 4‐ジメチルアミノ安息香酸0.83g(5.00ミリ
モル)に塩化チオニル9.0ml(127ミリモル)を
徐々に滴下したのち、1時間かきまぜて反応させた。反
応終了後、過剰の塩化チオニルを留去し、残留物にアセ
トン40ml及びトリエチルアミン3.0mlを加え、
アセトン溶液を調製した。別に4‐ヒドロキシ安息香酸
4‐シアノフェニルエステル1.20g(5.00ミリ
モル)とトリエチルアミン4.0ml(合計量50.0
ミリモル)と、アセトン20mlとの混合溶液を調製
し、氷冷下に前記アセトン溶液中に滴下した。滴下終了
後、氷浴下に1夜かきまぜて反応させ、次いで反応混合
物を5重量%NaHCO3水溶液中へ注加した。沈殿を
ろ別し、アセトン/水混合溶媒で2回再結晶したのち、
室温で1夜減圧乾燥した。このようにして、式Example 2 9.0 ml (127 mmol) of thionyl chloride was gradually added dropwise to 0.83 g (5.00 mmol) of 4-dimethylaminobenzoic acid, and the mixture was stirred for 1 hour to react. After completion of the reaction, excess thionyl chloride was distilled off, and 40 ml of acetone and 3.0 ml of triethylamine were added to the residue.
An acetone solution was prepared. Separately, 1.20 g (5.00 mmol) of 4-hydroxybenzoic acid 4-cyanophenyl ester and 4.0 ml of triethylamine (total amount 50.0%)
(Mmol) and 20 ml of acetone was prepared and added dropwise to the acetone solution under ice-cooling. After the completion of the dropwise addition, the mixture was stirred overnight in an ice bath, and then the reaction mixture was poured into a 5% by weight aqueous NaHCO 3 solution. The precipitate is separated by filtration and recrystallized twice with an acetone / water mixed solvent.
It dried under reduced pressure at room temperature overnight. Thus, the expression
【化19】 で示されるArES3−N/CN0.81g(収率4
1.9%)を融点190℃以上の白色固体として得た。
このものの1H−NMR(CDCl3)による構造解析の
結果を次に示す。 δ=3.10[s,6H,(CH3)2N−]、6.71
(d,J=8.8Hz,2H,aの芳香族プロトン)、
7.38(m,4H,c及びeの芳香族プロトン)、
7.76(d,J=8.8Hz,2H,fの芳香族プロ
トン)、8.06(d,J=8.8Hz,2H,bの芳
香族プロトン)、8.25(d,J=8.8Hz,2
H,dの芳香族プロトン)。Embedded image 0.81 g of ArES3-N / CN represented by
1.9%) as a white solid having a melting point of 190 ° C. or higher.
The results of a structural analysis of this product by 1 H-NMR (CDCl 3 ) are shown below. δ = 3.10 [s, 6H, (CH 3 ) 2 N-], 6.71
(D, J = 8.8 Hz, 2H, a aromatic proton of a),
7.38 (aromatic protons of m, 4H, c and e),
7.76 (d, J = 8.8 Hz, 2H, f aromatic protons), 8.06 (d, J = 8.8 Hz, 2H, b aromatic protons), 8.25 (d, J = 8.8 Hz, 2
H, d aromatic protons).
【0020】実施例3 実施例1における4‐シアノフェノールの代りに、4‐
ニトロフェノール1.39g(10.0ミリモル)を用
い、反応混合物を注加する水溶液を5重量%NaHCO
3水溶液に代えること以外は、実施例1と同様に操作し
て、式Example 3 Instead of 4-cyanophenol in Example 1, 4-cyanophenol was used.
Using 1.39 g (10.0 mmol) of nitrophenol, the aqueous solution to which the reaction mixture was poured was 5% by weight of NaHCO 3.
3 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the aqueous solution was replaced with the aqueous solution.
【化20】 で示される黄色固体状のArES2−N/NO20.4
2g(収率14.7%)を得た。このものの1H−NM
R(CDCl3)による構造解析の結果を次に示す。 δ=3.10[s,6H,(CH3)2N−]、6.74
(d,J=8.8Hz,2H,aの芳香族プロトン)、
7.40(d,J=8.8Hz,2H,cの芳香族プロ
トン)、8.04(d,J=8.8Hz,2H,bの芳
香族プロトン)、8.30(d,J=8.8Hz,2
H,dの芳香族プロトン)。Embedded image ArES2-N / NO 2 0.4 as a yellow solid represented by
2 g (14.7% yield) was obtained. 1 H-NM of this one
The result of the structural analysis using R (CDCl 3 ) is shown below. δ = 3.10 [s, 6H, (CH 3 ) 2 N-], 6.74
(D, J = 8.8 Hz, 2H, a aromatic proton of a),
7.40 (d, J = 8.8 Hz, 2H, c aromatic protons), 8.04 (d, J = 8.8 Hz, 2H, b aromatic protons), 8.30 (d, J = 8.8 Hz, 2
H, d aromatic protons).
【0021】実施例4 4‐シアノフェノール5.00g(42.0ミリモル)
に、アセトン20mlとトリエチルアミン5.8ml
(42.0ミリモル)と4‐メチルチオベンゾイルクロ
リド7.84g(42.0ミリモル)をアセトン20m
lに溶解した溶液とを加え、氷冷下、かきまぜながら、
1夜反応させた。反応終了後、反応混合物からメチレン
クロリドにより生成物を抽出し、水で6回洗浄したの
ち、溶媒を留去し、残留物をアセトン/水を用いて2回
再結晶した。得られた残留物を室温で1夜減圧乾燥する
ことにより、式Example 4 5.00 g (42.0 mmol) of 4-cyanophenol
, Acetone 20ml and triethylamine 5.8ml
(42.0 mmol) and 7.84 g (42.0 mmol) of 4-methylthiobenzoyl chloride in 20 m of acetone.
Add the solution dissolved in l and stir under ice-cooling.
Allowed to react overnight. After completion of the reaction, the product was extracted from the reaction mixture with methylene chloride, washed with water six times, the solvent was distilled off, and the residue was recrystallized twice with acetone / water. The resulting residue was dried under reduced pressure at room temperature overnight to obtain a compound of the formula
【化21】 で示されるArES2−S/CN8.23g(収率7
2.8%)が白色固体として得られた。このものの1H
−NMR(CDCl3)による構造解析の結果を次に示
す。 δ=2.55(s,3H,aのプロトン)、7.32
(d,J=8.4Hz,2H,bの芳香族プロトン)、
7.36(d,J=8.4Hz,2H,dの芳香族プロ
トン)、7.74(d,J=8.8Hz,2H,eの芳
香族プロトン)、8.07(d,J=8.4Hz,2
H,cの芳香族プロトン)。Embedded image 8.23 g of ArES2-S / CN represented by
2.8%) was obtained as a white solid. 1 H of this thing
The result of structural analysis by -NMR (CDCl 3 ) is shown below. δ = 2.55 (proton of s, 3H, a), 7.32
(D, J = 8.4 Hz, 2H, b aromatic protons),
7.36 (d, J = 8.4 Hz, aromatic proton of 2H, d), 7.74 (d, J = 8.8 Hz, aromatic proton of 2H, e), 8.07 (d, J = 8.4 Hz, 2
H, c aromatic protons).
【0022】実施例5 4‐ヒドロキシ安息香酸4‐シアノフェニルエステル
1.00g(4.18ミリモル)に、アセトン20m
l、トリエチルアミン0.6ml(4.33ミリモル)
及びアセトン10mlに溶かした4‐メチルチオベンゾ
イルクロリド0.78g(4.18ミリモル)を加え、
氷冷下で1夜かきまぜることによって反応させた。反応
終了後、反応混合物を塩化メチレンで抽出し、抽出液を
水で4回洗浄したのち、溶媒を留去した。得られた残留
物をアセトン/水を用いて2回再結晶したのち、室温下
で1夜減圧乾燥することにより、式Example 5 4-Hydroxybenzoic acid 4-cyanophenyl ester (1.00 g, 4.18 mmol) was mixed with acetone (20 m).
1, triethylamine 0.6 ml (4.33 mmol)
And 0.78 g (4.18 mmol) of 4-methylthiobenzoyl chloride dissolved in 10 ml of acetone were added,
The reaction was carried out by stirring overnight under ice cooling. After completion of the reaction, the reaction mixture was extracted with methylene chloride, the extract was washed four times with water, and the solvent was distilled off. The obtained residue was recrystallized twice using acetone / water, and then dried under reduced pressure at room temperature overnight to obtain a compound of the formula
【化22】 で示されるArES3−S/CN1.48g(収率9
0.9%)を白色固体として得た。このものの1H−N
MR(CDCl3)による構造解析の結果を次に示す。 δ=2.59(s,3H,aのプロトン)、7.33
(d,J=8.0Hz,2H,bの芳香族プロトン)、
7.39(m,4H,d及びfの芳香族プロトン)、
7.76(d,J=8.4Hz,2H,gの芳香族プロ
トン)、8.10(d,J=8.0Hz,2H,cの芳
香族プロトン)、8.27(d,J=9.2Hz,2
H,eの芳香族プロトン)。Embedded image 1.48 g of ArES3-S / CN represented by (yield 9
0.9%) as a white solid. 1 H-N of this thing
The result of the structural analysis by MR (CDCl 3 ) is shown below. δ = 2.59 (proton of s, 3H, a), 7.33
(D, J = 8.0 Hz, 2H, b aromatic proton),
7.39 (m, 4H, d and f aromatic protons),
7.76 (d, J = 8.4 Hz, 2H, g aromatic protons), 8.10 (d, J = 8.0 Hz, 2H, c aromatic protons), 8.27 (d, J = 9.2 Hz, 2
H, e aromatic protons).
【0023】参考例1 実施例1〜5で得たArES2−N/CN、ArES3
−N/CN、ArES2−N/NO2、ArES2−S
/CN及びArES3−S/CNについてそれぞれをア
セトニトリルに溶かして濃度10-5mol/lの溶液を
調製した。これらの溶液について、紫外吸収スペクトル
を測定し、吸収極大波長[λmax]及びカットオフ波長
[λCO]を求めた。その結果を表1に示す。Reference Example 1 ArES2-N / CN, ArES3 obtained in Examples 1 to 5
-N / CN, ArES2-N / NO 2, ArES2-S
/ CN and ArES3-S / CN were each dissolved in acetonitrile to prepare a solution having a concentration of 10 −5 mol / l. The UV absorption spectra of these solutions were measured, and the maximum absorption wavelength [λ max ] and the cut-off wavelength [λ CO ] were determined. Table 1 shows the results.
【0024】[0024]
【表1】 [Table 1]
【0025】参考例2 実施例1〜5で得たArES2−N/CN、ArES3
−N/CN、ArES2−N/NO2、ArES2−S
/CN及びArES3−S/CNについてそれぞれ0.
02gを、ポリメチルメタクリレート0.18gとクロ
ロホルム5mlに混合して2種の高分子溶液を調製し
た。この高分子溶液を用い、厚さ1.0mmのガラス基
板上に、スピンコート法(500rpm、30秒間)に
より、厚さ約5000Åの薄膜を形成させた。この薄膜
の紫外吸収スペクトルを測定し、参考例1の溶液の紫外
吸収スペクトルと比較したところ、各化合物について良
好な一致が認められた。これより、各化合物は薄膜中
で、分子状に分散していることが分る。次に、これらの
薄膜に、種々のポーリング温度でコロナポーリング処理
(5kV/cm)を施し、ポーリングの最適温度を求め
た。この最適温度でポーリング処理を施したのち、メー
カフリンジ法により第二高調波発生(SHG)を測定
し、常法に従って二次非線形光学係数d33値を算出し
た。その結果を表2に示す。Reference Example 2 ArES2-N / CN and ArES3 obtained in Examples 1 to 5
-N / CN, ArES2-N / NO 2, ArES2-S
/ CN and ArES3-S / CN respectively.
02 g was mixed with 0.18 g of polymethyl methacrylate and 5 ml of chloroform to prepare two kinds of polymer solutions. Using this polymer solution, a thin film having a thickness of about 5000 mm was formed on a glass substrate having a thickness of 1.0 mm by a spin coating method (500 rpm, 30 seconds). When the ultraviolet absorption spectrum of this thin film was measured and compared with the ultraviolet absorption spectrum of the solution of Reference Example 1, good agreement was confirmed for each compound. From this, it is found that each compound is molecularly dispersed in the thin film. Next, these thin films were subjected to a corona poling treatment (5 kV / cm) at various poling temperatures to determine the optimum poling temperature. After subjected to poling treatment at the optimum temperature, the second harmonic generation (SHG) was measured by the manufacturer fringe method, to calculate the second-order nonlinear optical coefficient d 33 value according to a conventional method. Table 2 shows the results.
【0026】[0026]
【表2】 [Table 2]
【0027】[0027]
【発明の効果】二次非線形光学特性及び光学的透明性の
良好な新規芳香族エステルオリゴマーが提供される。The present invention provides a novel aromatic ester oligomer having good second-order nonlinear optical characteristics and optical transparency.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G02F 1/35 504 G02F 1/35 504 (72)発明者 福田 隆史 茨城県つくば市並木4丁目802棟205号 (72)発明者 木村 龍実 千葉県野田市山崎2641 東京理科大学基礎 工学部内 (72)発明者 加藤 政雄 千葉県野田市山崎2641 東京理科大学基礎 工学部内 (72)発明者 岡田 修司 宮城県仙台市青葉区片平2−1−1 東北 大学反応化学研究所内 (72)発明者 中西 八郎 宮城県仙台市青葉区片平2−1−1 東北 大学反応化学研究所内──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI G02F 1/35 504 G02F 1/35 504 (72) Inventor Takashi Fukuda 4-802, 205, Namiki 4-chome, Tsukuba-shi, Ibaraki Prefecture (72) Invention Person Tatsumi Kimura 2641 Yamazaki, Noda-shi, Chiba Pref., Tokyo University of Science (72) Inventor Masao Kato 2641 Yamazaki, Noda-shi, Chiba Pref. 1-1 Inside the Institute of Reaction Chemistry, Tohoku University (72) Hachiro Nakanishi 2-1-1 Katahira, Aoba-ku, Sendai, Miyagi Prefecture Inside the Institute of Reaction Chemistry, Tohoku University
Claims (4)
Yはニトロ基又はシアノ基、nは1〜3の整数である)
で表わされる芳香族オリゴエステル類。1. A compound of the general formula (X in the formula is a dialkylamino group or an alkylthio group,
Y is a nitro or cyano group, and n is an integer of 1 to 3)
Aromatic oligoesters represented by the formula:
Halはハロゲン原子、nは1〜3の整数である)で表
わされる芳香族カルボン酸ハロゲン化物と、一般式 【化3】 (式中のYはニトロ基又はシアノ基である)で表わされ
るp‐置換フェノールとを、ハロゲン化水素捕捉剤の存
在下で反応させることを特徴とする、一般式 【化4】 (式中のX、Y及びnは前記と同じ意味をもつ)で表わ
される芳香族オリゴエステル類の製造方法。2. A compound of the general formula (X in the formula is a dialkylamino group or an alkylthio group,
Hal is a halogen atom, and n is an integer of 1 to 3), and an aromatic carboxylic acid halide represented by the following general formula: Wherein Y is a nitro group or a cyano group, and reacted with a p-substituted phenol in the presence of a hydrogen halide scavenger. (Wherein X, Y and n in the formula have the same meanings as described above).
Halはハロゲン原子である)で表わされる芳香族カル
ボン酸ハロゲン化物と、一般式 【化6】 (式中のYはニトロ基又はシアノ基、n′は1又は2の
整数である)で表わされるp‐ヒドロキシ安息香酸エス
テルとを、ハロゲン化水素捕捉剤の存在下で反応させる
ことを特徴とする、一般式 【化7】 (式中のX、Y及びn′は前記と同じ意味をもつ)で表
わされる芳香族オリゴエステル類の製造方法。3. A compound of the general formula (X in the formula is a dialkylamino group or an alkylthio group,
Hal is a halogen atom), and an aromatic carboxylic acid halide represented by the general formula: Wherein Y is a nitro group or a cyano group, and n 'is an integer of 1 or 2, and reacted with a p-hydroxybenzoic acid ester in the presence of a hydrogen halide scavenger. The general formula (Wherein X, Y and n ′ in the formula have the same meanings as described above).
Yはニトロ基又はシアノ基、nは1〜3の整数である)
で表わされる芳香族オリゴエステル類からなる二次非線
形光学材料。4. A compound of the general formula (X in the formula is a dialkylamino group or an alkylthio group,
Y is a nitro or cyano group, and n is an integer of 1 to 3)
A second-order nonlinear optical material comprising an aromatic oligoester represented by the formula:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14214298A JP3837463B2 (en) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | Second-order nonlinear optical material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14214298A JP3837463B2 (en) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | Second-order nonlinear optical material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11322685A true JPH11322685A (en) | 1999-11-24 |
JP3837463B2 JP3837463B2 (en) | 2006-10-25 |
Family
ID=15308352
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP14214298A Expired - Lifetime JP3837463B2 (en) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | Second-order nonlinear optical material |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3837463B2 (en) |
-
1998
- 1998-05-08 JP JP14214298A patent/JP3837463B2/en not_active Expired - Lifetime
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