JPH11322690A - New divinyl compound and its production - Google Patents

New divinyl compound and its production

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JPH11322690A
JPH11322690A JP14213298A JP14213298A JPH11322690A JP H11322690 A JPH11322690 A JP H11322690A JP 14213298 A JP14213298 A JP 14213298A JP 14213298 A JP14213298 A JP 14213298A JP H11322690 A JPH11322690 A JP H11322690A
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acid
nonlinear optical
general formula
formula
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Takashi Fukuda
隆史 福田
Hiroo Matsuda
宏雄 松田
Yoji Miyaji
洋史 宮地
Masao Kato
政雄 加藤
Hachiro Nakanishi
八郎 中西
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a new divinyl compound capable of forming a three- dimensional network structure capable of manifesting high secondary nonlinear optical characteristics and useful as an organic secondary nonlinear optical material by carrying out a photopolymerization while applying an electrical field. SOLUTION: This compound is represented by formula I [R<1> is H or methyl; R<2> is a lower alkyl; (n) is 4-8], e.g. 4-biphenylphenyl 4'-[N-(6- methacryloyloxyhexyl)-N-methylamino]-azobenzene-4-carboxylate. The compound represented by formula I is produced by reacting a compound represented by formula II (e.g. N-methacryloyloxyhexyl-N-methylaniline) with 4-aminobenzoic acid and a nitrite such as sodium nitrite, forming an azo compound represented by formula III e.g. 4'-[N-(6-methacryloyloxyhexyl)-N-methylamino]-azobenzene-4- carboxylic acid}, then converting the resultant compound into an acid halide and subsequently reacting the prepared acid halide with p-vinylphenol.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、新しいタイプの有
機二次非線形光学材料として有用な新規ジビニル化合物
及びその製造方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel divinyl compound useful as a new type of organic second-order nonlinear optical material and a method for producing 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、
これまで三次元網目構造を有し、高い二次非線形光学特
性を示す材料として実用的なものは知られていない。
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,
Until now, no practical material has been known as a material having a three-dimensional network structure and exhibiting high second-order nonlinear optical characteristics.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、等方相にお
いて電場印加しながら液晶相を発現させ、この状態で光
照射して三次元網目構造を形成することにより、非線形
光学特性種の配向緩和の抑制作用と高い二次非線形光学
特性を有する液晶形成可能なジビニル化合物により実用
性のある二次非線形光学材料を提供することを目的とし
てなされたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a liquid crystal phase is developed while an electric field is applied in an isotropic phase, and light is irradiated in this state to form a three-dimensional network structure, whereby the orientation of the nonlinear optical characteristic species is adjusted. It is an object of the present invention to provide a practical second-order nonlinear optical material using a divinyl compound capable of forming a liquid crystal having an action of suppressing relaxation and having a high second-order nonlinear optical characteristic.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、高い二次
非線形光学特性を示す三次元網目構造を形成しうる化合
物を開発するために鋭意研究を重ねた結果、ジアゾ系色
素残基を有するアクリル酸又はメタクリル酸エステルの
末端にベンゼン環にビニル基を導入して得られるジビニ
ル化合物により、その目的を達成しうることを見出し、
この知見に基づいて本発明をなすに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to develop a compound capable of forming a three-dimensional network structure exhibiting high second-order nonlinear optical characteristics. With the divinyl compound obtained by introducing a vinyl group to the benzene ring at the terminal of acrylic acid or methacrylic acid ester having, it has been found that the object can be achieved,
The present invention has been accomplished based on this finding.

【0007】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5】 (式中のR1は水素原子又はメチル基、R2は低級アルキ
ル基、nは4〜8の整数である)で表わされるジビニル
化合物、及び一般式
Embedded image (Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a lower alkyl group, n is an integer of 4 to 8), and a general formula

【化6】 (式中のR1は水素原子又はメチル基、R2は低級アルキ
ル基、nは4〜8の整数である)で表わされるアクリル
酸又はメタクリル酸エステルに4‐アミノ安息香酸及び
亜硝酸塩を反応させて、一般式
Embedded image (Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a lower alkyl group, and n is an integer of 4 to 8), and 4-aminobenzoic acid and nitrite are reacted with an acrylic acid or methacrylic acid ester represented by the formula: Let the general formula

【化7】 (式中のR1は水素原子又はメチル基、R2は低級アルキ
ル基、nは4〜8の整数である)で表わされるアゾ化合
物を形成させ、次いでこれを酸ハロゲン化物に変えたの
ち、p‐ビニルフェノールと反応させることにより、前
記一般式(I)のジビニル化合物を製造する方法を提供
するものである。
Embedded image (Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a lower alkyl group, and n is an integer of 4 to 8), and then converted to an acid halide, It is intended to provide a method for producing the divinyl compound of the general formula (I) by reacting with p-vinylphenol.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】前記一般式(I)において、R1
が水素原子の場合は、アクリル酸エステルであり、R1
がメチル基の場合はメタクリル酸エステルであるが、い
ずれの場合でも二次非線形光学活性を示す。次に、式中
のnとしては、4〜8の範囲が選ばれるが、二次非線形
光学活性の点では、nはできるだけ大きい方が好まし
い。またR2としては、炭素数1〜4の低級アルキル
基、例えばメチル基、エチル基、イソプロピル基、ブチ
ル基があるが、特に好ましいのはメチル基、エチル基で
ある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the above general formula (I), R 1
Is a hydrogen atom, is an acrylate ester, and R 1
Is a methacrylic acid ester when is a methyl group, and exhibits a second-order nonlinear optical activity in any case. Next, n in the formula is selected from the range of 4 to 8, but from the viewpoint of second-order nonlinear optical activity, it is preferable that n is as large as possible. R 2 includes a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, for example, a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, and a butyl group. Particularly preferred are a methyl group and an ethyl group.

【0009】この一般式(I)の化合物の製造は、出発
原料として、一般式(II)で表わされるアクリル酸又
はメタクリル酸のω‐フェニルアミノアルキルエステル
を用い、これを4‐アミノ安息香酸と亜硝酸塩でジアゾ
化及びカップリングする第一工程、このようにして得た
一般式(III)のアゾ化合物を酸ハロゲン化物に変え
る第二工程及びこのようにして得た酸ハロゲン化物にp
‐ビニルフェノールを反応させる第三工程を経て行われ
る。
In the production of the compound of the general formula (I), an ω-phenylaminoalkyl ester of acrylic acid or methacrylic acid represented by the general formula (II) is used as a starting material, which is combined with 4-aminobenzoic acid. A first step of diazotizing and coupling with nitrite, a second step of converting the azo compound of the general formula (III) thus obtained into an acid halide, and adding a p to the acid halide thus obtained.
-A third step of reacting vinylphenol.

【0010】この第一工程において出発原料として用い
られる一般式(II)のアクリル酸又はメタクリル酸の
ω‐フェニルアミノアルキルエステルは、N‐低級アル
キルアニリンに、ω‐ハロゲノアルカノールを脱ハロゲ
ン化水素剤の存在下で反応させたのち、その生成物にア
クリル酸又はメタクリル酸のハロゲン化物を脱ハロゲン
化水素剤の存在下で反応させることにより製造すること
ができる。この際に用いるN‐低級アルキルアニリンと
しては、N‐メチルアニリン、N‐エチルアニリン、N
‐プロピルアニリン、N‐ブチルアニリンなどがあり、
ω‐ハロゲノアルカノールとしては、4‐クロロブタノ
ール、4‐ブロモブタノール、4‐ヨードブタノール、
5‐クロロペンタノール、5‐ブロモペンタノール、5
‐ヨードペンタノール、6‐クロロヘキサノール、6‐
ブロモヘキサノール、6‐ヨードヘキサノール、7‐ク
ロロペンタノール、7‐ブロモペンタノール、8‐ブロ
モヘキサノール、8‐ヨードヘキサノールなどがある。
N‐低級アルキルアニリンとω‐ハロゲノアルカノール
とは通常化学量論的割合で用いられる。また、N‐低級
アルキルアニリンとω‐ハロゲノアルカノールとの反応
及びその反応生成物とアクリル酸又はメタクリル酸のハ
ロゲン化物との反応に用いる脱ハロゲン化水素剤として
は、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウ
ム、炭酸水素カリウムのような無機塩基や、トリメチル
アミン、トリエチルアミン、ピリジンのような有機塩基
がある。
The ω-phenylaminoalkyl ester of acrylic acid or methacrylic acid of the general formula (II) used as a starting material in the first step is obtained by adding ω-halogenoalkanol to N-lower alkylaniline and dehydrohalogenating agent. And then reacting the product with a halide of acrylic acid or methacrylic acid in the presence of a dehydrohalogenating agent. The N-lower alkylaniline used at this time includes N-methylaniline, N-ethylaniline,
-Propylaniline, N-butylaniline and the like,
As the ω-halogenoalkanol, 4-chlorobutanol, 4-bromobutanol, 4-iodobutanol,
5-chloropentanol, 5-bromopentanol, 5
-Iodopentanol, 6-chlorohexanol, 6-
Bromohexanol, 6-iodohexanol, 7-chloropentanol, 7-bromopentanol, 8-bromohexanol, 8-iodohexanol, and the like.
N-lower alkyl anilines and ω-halogenoalkanols are usually used in stoichiometric proportions. Examples of the dehydrohalogenating agent used in the reaction between N-lower alkylaniline and ω-halogenoalkanol and the reaction between the reaction product and a halide of acrylic acid or methacrylic acid include sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, and carbonic acid. There are inorganic bases such as potassium and potassium hydrogen carbonate, and organic bases such as trimethylamine, triethylamine and pyridine.

【0011】次にアクリル酸又はメタクリル酸のハロゲ
ン化物としては、アクリルクロリド、アクリルブロミ
ド、メタクリルクロリド、メタクリルブロミドなどが好
ましい。これらの反応は、テトラヒドロフラン、テトラ
ヒドロピラン、ジメチルホルムアミド、ジエチルホルム
アミド、ジメチルアセトアミド、ジエチルアセトアミ
ド、アセトンなどの有機溶媒中で行うのが有利である。
第一工程において行われる一般式(II)で表わされる
アクリル酸又はメタクリル酸のω‐フェニルアミノアル
キルエステルのジアゾ化及びカップリングは、通常のジ
アゾ化及びカップリングの場合に慣用されている方法、
すなわちp‐アミノ安息香酸の塩酸塩に、過剰の塩酸の
存在の下で亜硝酸塩例えば亜硝酸ナトリウム又は亜硝酸
カリウムを作用させてジアゾニウム塩を形成させたの
ち、一般式(II)で表わされるアクリル酸又はメタク
リル酸のエステルをカップリングさせることによって行
われる。この反応は通常水を溶媒として氷冷下で行うの
が好ましい。
Next, as the halide of acrylic acid or methacrylic acid, acryl chloride, acryl bromide, methacryl chloride, methacryl bromide and the like are preferable. These reactions are advantageously performed in an organic solvent such as tetrahydrofuran, tetrahydropyran, dimethylformamide, diethylformamide, dimethylacetamide, diethylacetamide, and acetone.
The diazotization and coupling of the ω-phenylaminoalkyl ester of acrylic acid or methacrylic acid represented by the general formula (II) performed in the first step is a method commonly used in the case of ordinary diazotization and coupling,
That is, a p-aminobenzoic acid hydrochloride is reacted with a nitrite such as sodium nitrite or potassium nitrite in the presence of an excess of hydrochloric acid to form a diazonium salt, and then an acrylic acid represented by the general formula (II) Alternatively, it is performed by coupling an ester of methacrylic acid. This reaction is usually preferably carried out under ice-cooling using water as a solvent.

【0012】このようにして得られる前記一般式(II
I)のアゾ化合物中の基
The thus obtained general formula (II)
Group in the azo compound of I)

【化8】 (式中のR2及びnは前記と同じ意味をもつ)は、高分
子化合物の側鎖に導入して二次非線形光学材料を形成さ
せるクロモフォアとしてよく知られているものである。
Embedded image (Wherein R 2 and n have the same meanings as described above) are well known as chromophores that are introduced into the side chain of a polymer compound to form a second-order nonlinear optical material.

【0013】次に、第二工程においては、第一工程で得
た一般式(III)のアゾ化合物の末端フェニル基に結
合しているカルボキシル基をハロゲノカルボニル基に変
換するが、これはカルボン酸をその酸ハロゲン化物に変
える際に慣用されている方法、例えばハロゲン化チオニ
ル、ハロゲン化リン、オキシハロゲン化リンのようなハ
ロゲン化剤を反応させる方法によって容易に行うことが
できる。この方法は、不活性有機溶媒例えばジメチルホ
ルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジエチルスルホキ
シド、テトラヒドロフラン中に一般式(III)のアゾ
化合物を溶かし、重合抑制剤例えば2,6‐ジ‐ter
t‐ブチル‐p‐クレゾールを加えて溶液中にハロゲン
化剤を少しずつ滴下し、反応終了後、過剰のハロゲン化
剤及び溶媒を留去することによって行われる。
Next, in the second step, the carboxyl group bonded to the terminal phenyl group of the azo compound of the general formula (III) obtained in the first step is converted into a halogenocarbonyl group. Can be easily carried out by a method commonly used in the conversion of a compound to its acid halide, for example, a method of reacting with a halogenating agent such as thionyl halide, phosphorus halide or phosphorus oxyhalide. This method comprises dissolving an azo compound of the general formula (III) in an inert organic solvent such as dimethylformamide, dimethylacetamide, diethylsulfoxide and tetrahydrofuran, and adding a polymerization inhibitor such as 2,6-di-ter
The reaction is carried out by adding t-butyl-p-cresol and dripping the halogenating agent into the solution little by little, and after the reaction is completed, distilling off the excess halogenating agent and the solvent.

【0014】第三工程においては、前記のようにして得
た酸ハロゲン化物にp‐ビニルフェノールを反応させ
る。この際用いるp‐ビニルフェノールは、例えばp‐
アセトキシスチレンを、アルカリ水溶液に溶かし、二酸
化炭素で中和することによって製造することができる。
この第三工程における反応は、通常のエステル化反応と
同様にして、一般式(III)のアゾ化合物の酸ハロゲ
ン化物に、脱ハロゲン化水素剤の存在下でp‐ビニルフ
ェノールを加え、反応させることによって行われる。こ
の際の脱ハロゲン化水素剤としては、第一工程で例示し
たものと同じものを用いることができる。また、この反
応は不活性有機溶媒中で行うのが好ましいが、この不活
性有機溶媒としては、第一工程における有機溶媒として
例示したものの中から任意に選んで用いることができ
る。
In the third step, p-vinylphenol is reacted with the acid halide obtained as described above. The p-vinylphenol used at this time is, for example, p-vinylphenol.
It can be produced by dissolving acetoxystyrene in an aqueous alkali solution and neutralizing with carbon dioxide.
In the reaction in the third step, p-vinylphenol is added to the acid halide of the azo compound of the general formula (III) in the presence of a dehydrohalogenating agent and reacted in the same manner as in a normal esterification reaction. This is done by: As the dehydrohalogenating agent at this time, the same one as exemplified in the first step can be used. This reaction is preferably carried out in an inert organic solvent. The inert organic solvent can be arbitrarily selected from those exemplified as the organic solvent in the first step.

【0015】このようにして得られた、前記一般式
(I)のジビニル化合物は、DSC測定において、昇温
過程では融点に起因するピークのみ観測されたが、降温
過程では中間相の発現を示すピーク及び中間相から結晶
への相転移を示すピークが観測された。また、偏光顕微
鏡による中間相の同定の結果、N相特有のシュリーレン
光学組織が観察され、このものがN相を有するモノトロ
ピック液晶であることが確認された。本発明化合物は、
その両末端ビニル基において光重合させることにより三
次元網目構造をもつ、二次非線形光学材料を形成する。
In the thus obtained divinyl compound of the general formula (I), only peaks attributable to the melting point were observed in the course of temperature rise in the DSC measurement, but an intermediate phase was developed in the course of temperature fall. A peak and a peak indicating a phase transition from the intermediate phase to the crystal were observed. Further, as a result of identification of the intermediate phase by a polarizing microscope, a Schlieren optical structure unique to the N phase was observed, and it was confirmed that this was a monotropic liquid crystal having the N phase. The compound of the present invention
A second-order nonlinear optical material having a three-dimensional network structure is formed by photopolymerization at both terminal vinyl groups.

【0016】[0016]

【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.

【0017】参考例1(N‐ヒドロキシヘキシル‐N‐
メチルアニリンの製造) アルゴン雰囲気下でアセトン300mlに6‐クロロ‐
1‐ヘキサノール66.5ml(0.5モル)とヨウ化
ナトリウム227g(1.5モル)を溶解させ、70℃
で6時間かきまぜて反応させた。反応後、溶液をろ過
し、塩を取り除き、減圧留去して6‐クロロ‐1‐ヘキ
サノールと6‐ヨード‐1‐ヘキサノールの混合物を得
た。この混合物とNaHCO384g(1モル)をアル
ゴン雰囲気下、ジメチルホルムアミド300mlに溶解
させ、溶解したことを確認したのち、N‐メチルアニリ
ン107.2ml(1モル)を加え、70℃で6時間か
きまぜて反応させた。反応後、溶液を減圧留去して溶媒
を除去し、エーテルで抽出を行った。無水硫酸マグネシ
ウムで一晩脱水した後、減圧蒸留(148℃、1.0m
mHg)して精製した。減圧蒸留して得た生成物は、黄
色の粘性のある液体であった。400MHz1H−NM
Rで構造解析をしたところ、N‐ヒドロキシヘキシル‐
N‐メチルアニリンであることが確認された。収量6
9.7g。収率67.3%。1 H−NMR(CDCl3):1.29−1.62(m,
8H,−(CH24 −)、2.9(s,3H,N−CH
3 )、3.28−3.32(t,J=7.6Hz,2
H,−CH2 −N)、3.63(s,2H,HO−CH2
−)、6.65−6.70(m,3H,aromati
c)、7.20−7.25(t,J=7.8Hz,2
H,aromatic)
Reference Example 1 (N-hydroxyhexyl-N-
Production of methyl aniline) 6-chloro- in 300 ml of acetone under argon atmosphere
Dissolve 66.5 ml (0.5 mol) of 1-hexanol and 227 g (1.5 mol) of sodium iodide,
For 6 hours. After the reaction, the solution was filtered to remove salts, and distilled off under reduced pressure to obtain a mixture of 6-chloro-1-hexanol and 6-iodo-1-hexanol. This mixture and 84 g (1 mol) of NaHCO 3 were dissolved in 300 ml of dimethylformamide under an argon atmosphere. After confirming that the mixture was dissolved, 107.2 ml (1 mol) of N-methylaniline was added, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 6 hours. And reacted. After the reaction, the solution was distilled off under reduced pressure to remove the solvent, and extracted with ether. After dehydration overnight with anhydrous magnesium sulfate, vacuum distillation (148 ° C., 1.0 m
mHg) and purified. The product obtained by distillation under reduced pressure was a yellow viscous liquid. 400MHz 1 H-NM
When the structure was analyzed using R, N-hydroxyhexyl-
It was confirmed to be N-methylaniline. Yield 6
9.7 g. Yield 67.3%. 1 H-NMR (CDCl 3 ): 1.29 to 1.62 (m,
8H, - (CH 2) 4 -), 2.9 (s, 3H, N- CH
3 ) 3.28-3.32 (t, J = 7.6 Hz, 2
H, - CH 2 -N), 3.63 (s, 2H, HO- CH 2
−), 6.65-6.70 (m, 3H, aromati)
c), 7.20-7.25 (t, J = 7.8 Hz, 2
H, aromatic)

【0018】参考例2(N‐メタクリロイルオキシヘキ
シル‐N‐メチルアニリンの製造) アルゴン雰囲気下でテトラヒドロフラン60mlに、N
‐ヒドロキシヘキシル‐N‐メチルアニリン6.19g
(0.03モル)とトリエチルアミン2.47ml
(0.03モル)及び重合抑制剤として「イルガノック
ス1330」(ヘキスト社製)30mgを溶解し、氷浴
中に置き、かきまぜながらテトラヒドロフラン10ml
に溶解したメタクリル酸クロリド2.47ml(0.0
3モル)を時間をかけてゆっくりと滴下し、0℃で一晩
かきまぜた。次いで、溶媒を除去後、クロロホルムで抽
出し、硫酸マグネシウムで一晩脱水した。抽出して得た
生成物は、淡黄色の粘性のある液体であった。400M
Hz1H−NMRで構造解析をしたところ、N‐メタク
リロイルオキシヘキシル‐N‐メチルアニリンであるこ
とが確認された。収量7.48g。収率90.8%。1 H−NMR(CDCl3):1.36−1.70(m,
8H,−(CH24 −)、1.9(s,3H,CH2
C(CH3 )−)、2.9(s,3H,N−CH3 )、
3.29−3.32(t,J=7.4Hz,2H,−
2 −N)、4.12−4.16(t,J=6.6H
z,2H,−O−CH2 −)、5.55及び6.09
(s*2,2H,CH2 =)、6.88(s,2H,a
romatic)、7.21−7.25(t,J=7.
8Hz,2H,aromatic)
Reference Example 2 (Production of N-methacryloyloxyhexyl-N-methylaniline) In an argon atmosphere, 60 ml of tetrahydrofuran was added to
-Hydroxyhexyl-N-methylaniline 6.19 g
(0.03 mol) and 2.47 ml of triethylamine
(0.03 mol) and 30 mg of "Irganox 1330" (manufactured by Hoechst) as a polymerization inhibitor, dissolved in an ice bath, and stirred with 10 ml of tetrahydrofuran.
2.47 ml of methacrylic acid chloride dissolved in
3 mol) was slowly added dropwise over time and stirred at 0 ° C. overnight. Next, after removing the solvent, the mixture was extracted with chloroform and dehydrated with magnesium sulfate overnight. The product obtained by extraction was a pale yellow viscous liquid. 400M
Structural analysis by Hz 1 H-NMR confirmed that it was N-methacryloyloxyhexyl-N-methylaniline. Yield 7.48 g. 90.8% yield. 1 H-NMR (CDCl 3 ): 1.36-1.70 (m,
8H, - (CH 2) 4 -), 1.9 (s, 3H, CH 2 =
C (CH 3) -), 2.9 (s, 3H, N- CH 3),
3.29-3.32 (t, J = 7.4 Hz, 2H, -C
H 2 -N), 4.12-4.16 (t , J = 6.6H
z, 2H, -O- CH 2 - ), 5.55 and 6.09
(S * 2 , 2H, CH 2 =), 6.88 (s, 2H, a
romantic), 7.21-7.25 (t, J = 7.
8Hz, 2H, aromatic)

【0019】参考例3(p‐ビニルフェノールの製造) p‐アセトキシスチレンを減圧蒸留し、80〜85℃/
0.6mmで得た留分40g(0.25モル)を9.0
%KOH水溶液500mlに分散し、室温でかきまぜ
た。約2時間後に溶液が均一になったのを見計らって溶
液に細かくしたドライアイスを加えて中和し、分離して
くる粗製p‐ビニルフェノールをろ別し、一晩減圧乾燥
を行った。次いで、n‐ヘキサンで再結晶を行い、二日
間減圧乾燥を行った。再結晶により得られた生成物は、
白色の固体であった。400MHz1H−NMRで構造
解析をしたところ、p‐ビニルフェノールであることが
確認された。収量2.67g。収率8.9%。1 H−NMR(CDCl3):4.9(s,1H,HO
−)、5.11−5.14(d,J=10.8Hz,1
H,−CH=CH2 )、5.57−5.62(d,J=
17.6Hz,1H,−CH=CH2 )、6.61−
6.68(m,1H,−CH=CH2)、6.78−
6.80(d,J=6.8Hz,2H,aromati
c)、7.29−7.31(d,J=7.6Hz,2
H,aromatic)
Reference Example 3 (Production of p-vinylphenol) p-acetoxystyrene was distilled under reduced pressure,
40 g (0.25 mol) of the fraction obtained at 0.6 mm was added to 9.0
Disperse in 500 ml of aqueous KOH solution and stir at room temperature
Was. After about 2 hours, the solution became homogeneous,
Add neutralized dry ice to the solution and neutralize.
The crude p-vinylphenol is filtered off and dried under reduced pressure overnight.
Was done. Then, recrystallization with n-hexane was performed for 2 days.
Drying under reduced pressure was performed during that time. The product obtained by recrystallization is
It was a white solid. 400MHz1Structure by H-NMR
Analysis shows that it is p-vinylphenol
confirmed. Yield 2.67 g. Yield 8.9%.1 H-NMR (CDClThree): 4.9 (s, 1H,HO
−), 5.11-5.14 (d, J = 10.8 Hz, 1
H, -CH =CH 2 ), 5.57-5.62 (d, J =
17.6Hz, 1H, -CH =CH 2 ), 6.61-
6.68 (m, 1H,-CH= CHTwo), 6.78-
6.80 (d, J = 6.8 Hz, 2H, aromati
c), 7.29-7.31 (d, J = 7.6 Hz, 2
H, aromatic)

【0020】実施例 4‐アミノ安息香酸3.56g(0.027モル)を、
40℃に保った2N−塩酸200mlに溶解し、次いで
これを水浴中で30分間かきまぜたのち、亜硝酸ナトリ
ウム1.95g(0.027モル)を少しずつ加え、か
きまぜた。30分後に生成した不溶分をろ去した。この
ようにして調製した溶液に、参考例2で得たN‐メタク
リロイルオキシヘキシル‐N‐メチルアニリン7.48
g(0.027モル)を加えたところ、朱色の透明溶液
を生成した。次にこれを水酸化ナトリウム水溶液でpH
6に調整し、得た朱色の懸濁液を氷浴中で一晩かきまぜ
た。反応混合物をろ過して、固体を回収し、クロロホル
ムで洗浄して塩を除去したのち、硫酸マグネシウムを加
えて一晩放置し、脱水した。このようにして得た朱色の
粘性をもつ固体について、400MHz1H−NMRで
構造解析をしたところ、4′‐[N‐(6‐メタクリロ
イルオキシヘキシル)‐N‐メチルアミノ]‐アゾベン
ゼン‐4‐カルボン酸であることが確認された。収量
9.31g。収率84.4%。1 H−NMR(CDCl3):1.36−1.72(m,
8H,−(CH24 −)、1.94(s,3H,CH2
=C(CH3 )−)、3.07(s,3H,N−
3 )、3.42−3.46(t,J=7.6Hz,2
H,−CH2 −N)、4.14−4.17(t,J=
6.6Hz,2H,−O−CH2 −)、5.56及び
6.10(s*2,2H,CH2 =)、6.73−6.
75(d,J=9.2Hz,2H,aromati
c)、7.89−7.91(d*2,J=9.0Hz,
4H,aromatic)、8.21−8.23(d,
J=8.8Hz,2H,aromatic)
Example 4 3.56 g (0.027 mol) of 4-aminobenzoic acid were
After dissolving in 200 ml of 2N hydrochloric acid kept at 40 ° C. and stirring the mixture in a water bath for 30 minutes, 1.95 g (0.027 mol) of sodium nitrite was added little by little and the mixture was stirred. After 30 minutes, the insolubles formed were filtered off. The solution thus prepared was added to the N-methacryloyloxyhexyl-N-methylaniline 7.48 obtained in Reference Example 2.
g (0.027 mol) was added, producing a vermilion clear solution. Next, this is adjusted to pH with aqueous sodium hydroxide solution.
6, and the resulting vermilion suspension was stirred in an ice bath overnight. The reaction mixture was filtered to collect a solid, which was washed with chloroform to remove salts. Then, magnesium sulfate was added thereto, the mixture was left overnight, and dehydrated. Structural analysis of the thus obtained vermilion viscous solid by 400 MHz 1 H-NMR revealed that 4 ′-[N- (6-methacryloyloxyhexyl) -N-methylamino] -azobenzene-4- It was confirmed to be a carboxylic acid. Yield 9.31 g. Yield 84.4%. 1 H-NMR (CDCl 3 ): 1.36-1.72 (m,
8H, - (CH 2) 4 -), 1.94 (s, 3H, CH 2
= C (CH 3) -) , 3.07 (s, 3H, N- C
H 3), 3.42-3.46 (t, J = 7.6Hz, 2
H, - CH 2 -N), 4.14-4.17 (t, J =
6.6Hz, 2H, -O- CH 2 - ), 5.56 and 6.10 (s * 2,2H, CH 2 =), 6.73-6.
75 (d, J = 9.2 Hz, 2H, aromati
c), 7.89-7.91 (d * 2, J = 9.0 Hz,
4H, aromatic), 8.21-8.23 (d,
J = 8.8Hz, 2H, aromatic)

【0021】前記の4′‐[N‐(6‐メタクリロイル
オキシヘキシル)‐N‐メチルアミノ]‐アゾベンゼン
‐4‐カルボン酸4.65g(0.01モル)と重合抑
制剤である(2,6‐ジ‐tert‐ブチル‐p‐クレ
ゾール)30mgの混合物にジメチルホルムアミド5滴
を加え、これに塩化チオニル41.6ml(0.57モ
ル)を室温でかきまぜながら少しずつ滴下した。滴下後
30分間放置し、次いで過剰の塩化チオニルを減圧除去
することにより、上記のカルボン酸の酸クロリドが粘性
のある固体として得られた。この酸クロリドをアルゴン
雰囲気下でアセトン300mlに溶解させ、トリエチル
アミン3mlを加え、−10℃に保ちながら、参考例3
で得たp‐ビニルフェノール1.13g(0.094モ
ル)と、トリエチルアミン8.9ml(0.094モ
ル)を含むテトラヒドロフラン10mlを時間をかけて
ゆっくりと滴下し、滴下後一晩−10℃でかきまぜ反応
させた。次いで、クロロホルムで抽出し、400MHz
1H−NMRで構造解析をしたところ、不純物が多く含
まれており、解析不可能であった。次に、この生成物を
クロロホルム/酢酸エチル(9/1)の展開溶媒を用い
てカラムクロマトグラフィーを行い、さらに(アセトン
/n‐ヘキサン)を用いて再結晶した。このようにして
得た生成物は、朱色の固体であった。400MHz1
−NMR及びEI−MASSで構造解析をしたところ、
4′‐[N‐(6‐メタクリロイルオキシヘキシル)‐
N‐メチルアミノ]‐アゾベンゼン‐4‐カルボン酸の
4‐ビニルフェニルエステルであることが確認された。
収量1.81g。収率37.7%。1 H−NMR(CDCl3):1.36−1.73(m,
8H,−(CH24 −)、1.95(s,3H,CH2
=C(CH3 )−)、3.09(s,3H,N−
3 )、3.43−3.47(t,J=7.4Hz,2
H,−CH2 −N)、4.14−4.17(t,J=
6.6Hz,2H,−O−CH2 −)、5.27及び
5.74(d*2,2H,−CH=CH2 )、5.56
及び6.10(s*2,2H,−CH2 =C(M
e))、6.71−6.78(m,3H,aromat
ic及び−CH=CH2 )、7.20−7.22(d,
J=8.8Hz,2H,aromatic)、7.47
−7.49(d,J=8.8Hz,2H,aromat
ic)、7.92−7.94(m,4H,aromat
ic)、8.29−8.31(d,J=8.8Hz,2
H,aromatic)
4.65 g (0.01 mol) of the above 4 '-[N- (6-methacryloyloxyhexyl) -N-methylamino] -azobenzene-4-carboxylic acid and a polymerization inhibitor (2,6 (Di-tert-butyl-p-cresol) (30 mg) was added with 5 drops of dimethylformamide, and 41.6 ml (0.57 mol) of thionyl chloride was added dropwise with stirring at room temperature. The mixture was allowed to stand for 30 minutes after dropping, and then the excess thionyl chloride was removed under reduced pressure to obtain the above-mentioned carboxylic acid chloride as a viscous solid. This acid chloride was dissolved in acetone (300 ml) under an argon atmosphere, and triethylamine (3 ml) was added.
1.13 g (0.094 mol) of p-vinylphenol obtained in the above and 10 ml of tetrahydrofuran containing 8.9 ml (0.094 mol) of triethylamine are slowly added dropwise over a period of time. The mixture was stirred and reacted. Then, extracted with chloroform, 400 MHz
Structural analysis by 1 H-NMR revealed that many impurities were contained and analysis was impossible. Next, this product was subjected to column chromatography using a developing solvent of chloroform / ethyl acetate (9/1), and further recrystallized using (acetone / n-hexane). The product thus obtained was a vermilion solid. 400MHz 1 H
-Structural analysis by NMR and EI-MASS,
4 '-[N- (6-methacryloyloxyhexyl)-
[N-methylamino] -azobenzene-4-carboxylic acid was confirmed to be 4-vinylphenyl ester.
Yield 1.81 g. Yield 37.7%. 1 H-NMR (CDCl 3 ): 1.36-1.73 (m,
8H, - (CH 2) 4 -), 1.95 (s, 3H, CH 2
= C (CH 3) -) , 3.09 (s, 3H, N- C
H 3), 3.43-3.47 (t, J = 7.4Hz, 2
H, - CH 2 -N), 4.14-4.17 (t, J =
6.6Hz, 2H, -O- CH 2 - ), 5.27 and 5.74 (d * 2,2H, -CH = CH 2), 5.56
And 6.10 (s * 2,2H, - CH 2 = C (M
e)), 6.71-6.78 (m, 3H, aromat)
ic and -CH = CH 2), 7.20-7.22 ( d,
J = 8.8 Hz, 2H, aromatic), 7.47
−7.49 (d, J = 8.8 Hz, 2H, aromat
ic), 7.92-7.94 (m, 4H, aromat)
ic), 8.29-8.31 (d, J = 8.8 Hz, 2
H, aromatic)

【0022】元素分析値 C323543としてElemental analysis value As C 32 H 35 O 4 N 3

【表1】 [Table 1]

【0023】次に、前記の4′‐[N‐(6‐メタクリ
ロイルオキシヘキシル)‐N‐メチルアミノ]‐アゾベ
ンゼン‐4‐カルボン酸の4‐ビニルフェニルエステル
を100℃でアニーリングしたのち、5℃/分で0〜1
00℃まで昇温し、次いで90〜0℃まで5℃/分で降
温した。その結果、昇温過程で78.1℃に吸熱ピーク
が、降温過程で56.2℃に等方相から中間相への転移
を示す発熱ピークが、また29.9℃に中間相から結晶
への転移を示す発熱ピークが認められた。このことか
ら、モノトロピック転移(K29.9、M56.2I)
であることが分る。また、熱重合の開始温度を測定する
ために、アルゴン雰囲気下、10℃/分で200℃まで
昇温したところ、140℃以上で熱重合のなだらかな発
熱ピークが認められた。さらに、偏光顕微鏡で観察した
ところ、昇温過程では液晶相は観察されなかったが、6
7℃から0.1℃/分の速度で降温したところ64.7
℃で光学組織が現われはじめ、60.9℃で完全に光学
組織となった。そして、この光学組織にはN相特有のシ
ュリーレン組織が観察された。また、41.1℃で液晶
相から結晶への相転移がはじまり、36.8℃で終了す
ることが認められた。さらに、ポリメチルメタクリレー
ト中に10重量%濃度で分散させて、コロナポーリング
(5kV/cm)で電場配向したフィルム(10000
Å)について二次高調波発生(SHG)の測定を行って
算出されたd33値は100×10-9esuであった。
Next, the above-mentioned 4-vinylphenyl ester of 4 '-[N- (6-methacryloyloxyhexyl) -N-methylamino] -azobenzene-4-carboxylic acid was annealed at 100.degree. 0 to 1 per minute
The temperature was raised to 00 ° C and then lowered to 90 to 0 ° C at 5 ° C / min. As a result, an endothermic peak at 78.1 ° C. during the temperature rise process, an exothermic peak indicating a transition from the isotropic phase to the intermediate phase at 56.2 ° C. during the temperature decrease process, and an exothermic peak at 29.9 ° C. from the intermediate phase to crystals An exothermic peak indicating the transition was observed. From this, monotropic transition (K29.9, M56.2I)
It turns out that it is. When the temperature was raised to 200 ° C. at a rate of 10 ° C./min in an argon atmosphere in order to measure the onset temperature of the thermal polymerization, a gentle exothermic peak of the thermal polymerization was observed at 140 ° C. or higher. Further, when observed with a polarizing microscope, no liquid crystal phase was observed during the heating process.
When the temperature was lowered from 7 ° C. at a rate of 0.1 ° C./min, 64.7.
At 0 ° C, the optical texture began to appear and at 60.9 ° C, it became completely optical. A schlieren structure unique to the N phase was observed in this optical structure. Further, it was recognized that the phase transition from the liquid crystal phase to the crystal started at 41.1 ° C. and ended at 36.8 ° C. Further, a film (10000) dispersed in polymethyl methacrylate at a concentration of 10% by weight and subjected to electric field orientation by corona poling (5 kV / cm).
The d 33 value calculated by measuring the second harmonic generation (SHG) for Å) was 100 × 10 −9 esu.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、電場印加しながら、光
重合させることにより三次元網目構造をもつ二次非線形
光学材料を形成しうる新規ジビニル化合物が得られる。
According to the present invention, a novel divinyl compound capable of forming a second-order nonlinear optical material having a three-dimensional network structure by photopolymerization while applying an electric field is obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 宏雄 茨城県つくば市吾妻1丁目408棟302号 (72)発明者 宮地 洋史 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 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroo Matsuda 1-408, Azuma 1-chome, Tsukuba-shi, Ibaraki Prefecture (72) Inventor Hiroshi Miyachi 2641 Yamazaki, Noda-shi, Chiba Pref. Faculty of Engineering Science, Tokyo University of Science (72) Inventor Kato Masao Noda, Chiba Pref. 2641 Yamazaki, Tokyo University of Science

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式 【化1】 (式中のR1は水素原子又はメチル基、R2は低級アルキ
ル基、nは4〜8の整数である)で表わされるジビニル
化合物。
1. A compound of the general formula (Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a lower alkyl group, and n is an integer of 4 to 8).
【請求項2】 一般式 【化2】 (式中のR1は水素原子又はメチル基、R2は低級アルキ
ル基、nは4〜8の整数である)で表わされるアクリル
酸又はメタクリル酸エステルに4‐アミノ安息香酸及び
亜硝酸塩を反応させて、一般式 【化3】 (式中のR1、R2及びnは前記と同じ意味をもつ)で表
わされるアゾ化合物を形成させ、次いでこれを酸ハロゲ
ン化物に変えたのち、p‐ビニルフェノールと反応させ
ることを特徴とする、一般式 【化4】 (式中のR1、R2及びnは前記と同じ意味をもつ)で表
わされるジビニル化合物の製造方法。
2. A compound of the general formula (Wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a lower alkyl group, and n is an integer of 4 to 8), and 4-aminobenzoic acid and nitrite are reacted with an acrylic acid or methacrylic acid ester represented by the formula: Let the general formula (Wherein R 1 , R 2 and n have the same meanings as described above), which is then converted to an acid halide and then reacted with p-vinylphenol. The general formula (Wherein R 1 , R 2 and n have the same meaning as described above).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1342770A1 (en) * 2002-03-04 2003-09-10 Fuji Photo Film Co., Ltd. Polymerizable liquid crystal compound, liquid crystal polymer and applications thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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