KR19980077455A - New nonlinear optical polymer with excellent thermal stability - Google Patents

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KR19980077455A KR1019970014577A KR19970014577A KR19980077455A KR 19980077455 A KR19980077455 A KR 19980077455A KR 1019970014577 A KR1019970014577 A KR 1019970014577A KR 19970014577 A KR19970014577 A KR 19970014577A KR 19980077455 A KR19980077455 A KR 19980077455A
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안병구
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구광시
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. Technical field to which the invention described in the claims belongs

본 발명은 광학소재등으로 사용되며 열적 안전성이 우수한 새로운 비선형 광학 중합체에 관한 것이다.The present invention relates to a novel nonlinear optical polymer which is used as an optical material and has excellent thermal stability.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. Technical Challenges to be Solved by the Invention

낮은 온도에서 광학특성기의 질서도가 흐트러져 비선형 광학 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 유리전이온도가 향상된 새로운 비선형 광학 중합체를 제공하고자 한다.It is intended to provide a new nonlinear optical polymer improved in glass transition temperature so as to prevent the degradation of nonlinear optical properties due to disordered order of optical characteristics at low temperatures.

3. 발명의 해결방법의 요지3. The point of the solution of the invention

하기 일반식(I)의 중합체를 제공한다.There is provided a polymer of the following general formula (I).

상기 일반식(I)에서 -A 는이다.In the above general formula (I), -A represents to be.

R1은 -O-(CH2)ℓ-O- (ℓ은 1에서 20까지의 정수), -S-(CH2)m-S- (m은 1 부터 6 까지의 정수 또는 8, 9의 정수,(n은 1부터 3까지의 정수 이며 Y는 H또는 CH3), 또는(p는 1부터 6까지의 정수이며 Y는 H 또는 CH3)이다.R 1 is -O- (CH 2 ) l -O- (wherein l is an integer from 1 to 20), -S- (CH 2 ) m -S- (m is an integer of 1 to 6 or 8 or 9 essence, (n is an integer from 1 to 3 and Y is H or CH 3 ), or (p is an integer from 1 to 6 and Y is H or CH 3 ).

R2이다.R 2 is to be.

여기에서 Q는 Cl, Br, I,이고;Wherein Q is Cl, Br, I, ego;

R은 탄소수가 1부터 20까지의 알킬기이다.R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

그리고 Z는 공단위체이다.And Z is a bidentate unit.

4. 발명의 중요한 용도4. Important Uses of the Invention

본 발명의 열적 안전성이 우수한 새로운 비선형 광학 중합체는 광스위치 등의 광학소재, 광전자소재 및 광기억소자등으로 사용된다.The novel nonlinear optical polymer having excellent thermal stability of the present invention is used as an optical material such as an optical switch, an optoelectronic material, and an optical storage element.

Description

열적 안정성이 우수한 새로운 비선형 광학 중합체New nonlinear optical polymer with excellent thermal stability

본 발명은 새로운 중합체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 레이저를 이용한 광정보처리, 광통신소자, 새로운 파장의 레이저 개발 등에 응용가능한 광학소재로서 종래의 것에 비하여 우수한 비선형 광학특성을 가지며, 유리전이온도(Tg)가 높은 새로운 비선형 광학 중합체에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an optical material applicable to optical information processing using a laser, an optical communication device, and development of a new wavelength laser, and has excellent nonlinear optical properties compared with conventional ones, and has a glass transition temperature (Tg ) ≪ / RTI >

현재 사용되고 있는 비선형 광학재료는 모두 무기 단결정들로서 첫재, 결정을 얻기가 힘들고, 둘째, 비용이 많이 들며, 셋째, 감응시간이 느리며, 넷째, 가공온도가 매우 높은 단점들을 지니고 있다.All of the nonlinear optical materials currently used are inorganic monocrystals. They are difficult to obtain crystals. Secondly, they are expensive. Thirdly, they have slow response times. Fourth, they have very high processing temperatures.

따라서, 이들 무기 단결정의 단점을 보완하기 위하여 유기결정이나 유기 고분자를 이용한 비선형 광학재료의 개발에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 중합체는 단결정을 키우는 어려움이 없고, 가공하기가 쉬워 얇은 박막 형태의 재료로 가공이 가능하며 분자 설계에 의한 비선형 광학 계수가 큰 물질을 제조할 수 있을 뿐만 아니라 대량생산이 용이하다는 점들에서 매우 활발하게 연구되어 오고 있다. 이들 유기 고분자(중합체)들은 기존의 실리콘을 바탕으로 하는 반도체 기술의 성숙으로 인하여 반도체 기술과 직접 접속함으로서 여러가지 광학 소자를 제작할 수 있다는 점에서 매우 중요하다. 유기 비선형 광학 고분자들이 나타낼 수 있는 비선형 광학 효과중 가장 큰 효과는 2차 비선형 광학 효과이며, 이와 같은 2차 비선형 광학 효과를 이용하여 제작 가능한 광학 소자 또는 광전자 소자들은 레이저의 파장이나 위상을 변환시키는 광변조기나 스위치, 커플러 및 변조된 파장의 빛을 이용하여 광기억 소자를 제작함으로서 현재 사용되고 있는 자기 디스크보다 훨씬 기억용량이 높은 소자들의 제작이 가능하게 된다. 이외에도 광통신이나 광컴퓨터의 분야에 적용될 경우 현재보다 훨씬 많은 양의 정보를 전달할 수 있을 뿐만 아니라 정보의 처리속도에 있어서도 비교할 수 없을 정도로 향상시킬 수 있다.Therefore, in order to compensate for the disadvantages of these inorganic single crystals, researches on the development of nonlinear optical materials using organic crystals or organic polymers have been actively conducted. Particularly, since the polymer has no difficulty in growing single crystals and is easy to process, it can be processed into a thin film type material, and it is possible to produce a material having a large nonlinear optical coefficient by molecular design, Has been actively studied. These organic polymers (polymers) are very important in that they can produce various optical devices by directly connecting with semiconductor technology due to the maturity of semiconductor technology based on conventional silicon. Among the nonlinear optical effects that organic nonlinear optical polymers can exhibit, the second largest nonlinear optical effect is optical elements or optoelectronic elements that can be fabricated using such second order nonlinear optical effects, By fabricating an optical storage device using a modulator, a switch, a coupler, and modulated wavelength light, it becomes possible to fabricate devices with higher storage capacity than currently used magnetic disks. In addition, when applied to the fields of optical communication and optical computers, not only can a much larger amount of information be transmitted than today, but also the processing speed of information can be improved to an incomparable extent.

이상과 같은 장점들로 인하여 유기 고분자에 대한 2차 비선형 광학재료에 대한 많은 연구가 진행되어 왔으며, 이들 연구들은 크게 비선형 광학 특성기가 고분자계에 분산되어 있는 호스트-게스트(host-guest)계와 이들 비선형 광학 특성기가 고분자의 곁가지나 주사슬에 결합된 공유 결합계(functionali-zed system)로 분류할 수 있다. 호스트-게스트계의 경우에는 비선형 광학 특성기가 일반적으로 고분자와의 섞임성이 부족하여 이들을 고분자계에 포함시키는데에는 한계가 있고 이들이 고분자계내에서 결정화가 발생하여 빛을 산란시킬 수 있으며, 높은 온도에서 승화가 발생하는 등 다양한 단점들을 지니고 있어 비교적 초창기에 많은 연구가 진행되었으나 현재에는 대부분 후자인 공유결합계에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.Due to the above advantages, there have been many studies on the second-order nonlinear optical materials for organic polymers, and these studies have mainly focused on host-guest systems in which nonlinear optical properties are dispersed in a polymer system, A nonlinear optical property group can be classified as a functional-zed system in which the polymer is bonded to the side chain or main chain of the polymer. In the case of the host-guest system, the non-linear optical properties are generally incompatible with the polymer, and therefore there are limitations in incorporating them into the polymer system, and they may cause crystallization in the polymer system to scatter light, . However, at present, research on covalent bond systems, which is the latter type, has been actively carried out.

그러나 이 공유결합계의 유기 고분자 물질의 경우에도 여러 가지 문제점들이 지적되고 있다. 예를 들어 EP 243,860호 등에 개시되어 있는 통상의 유기 고분자 물질의 경우 반복 단위당 하나씩의 발색단을 포함하고 있어서 비선형 광학 계수가 최적화되지 못하고 있으며 또한 중합체의 주사슬이 지방족의 유연한 사슬로 되어 있어 폴링에 의하여 유도된 비선형 광학 특성기의 질서도가 낮은 온도에서도 비교적 쉽게 흐트러지는 현상이 발생하며, 또한 비선형 광학 특성기로 사용된 TCNQ 발색단의 흡수 파장이 너무 높아 2차 비선형 광학 효과의 조사에 어려움이 따르게 되는 등의 단점이 있게 된다.However, various problems have also been pointed out in the case of the organic polymer material of the covalent bond system. For example, in the case of a conventional organic polymer material disclosed in EP 243,860, the nonlinear optical coefficient is not optimized because it contains one chromophore per one repeating unit, and the main chain of the polymer is an aliphatic, flexible chain, The nonlinear optical characteristic of the induced nonlinear optical characteristic is relatively easily disturbed even at a low temperature and the absorption wavelength of the TCNQ chromophore used as a nonlinear optical characteristic is too high to investigate the secondary nonlinear optical effect .

본 발명에서는 이들의 단점을 보완할 수 있는 새로운 비선형 광학물질의 중합체들, 그중에서도 유리전이온도(Tg)가 타중합체보다 훨씬 높은 비선형 광학특성을 갖는 새로운 중합체를 제공하고자 한다.In the present invention, it is desired to provide a novel polymer having a nonlinear optical property which is higher than that of the other polymer, among the polymers of the new nonlinear optical material which can overcome these disadvantages.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하기의 일반식(I)로 나타내어지는 중합체를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a polymer represented by the following general formula (I).

상기 일반식(I)에서이다.In the above general formula (I) to be.

R1은 -O-(CH2)ℓ-O- (ℓ은 1에서 20까지의 정수), -S-(CH2)m-S- (m은 1부터 6까지의 정수 또는 8, 9의 정수),(n은 1부터 3까지의 정수이며 Y는 H 또는 CH3), 또는(p는 1부터 6까지의 정수이며 Y는 H 또는 CH3)이다.R 1 is -O- (CH 2 ) l -O- (wherein l is an integer from 1 to 20), -S- (CH 2 ) m -S- (m is an integer of 1 to 6 or 8 or 9 essence), (n is an integer from 1 to 3 and Y is H or CH 3 ), or (p is an integer from 1 to 6 and Y is H or CH 3 ).

R2이다.R 2 is to be.

여기에서 Q는 CI, Br, I,이고,Wherein Q is Cl, Br, I, ego,

R은 탄소수가 1부터 20까지의 알킬기이다.R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

Z는 공단위체로서 다음과 같은 벤젠 유도체, 비페놀계 이성질체, 나프탈렌 이성질체 및 비스페놀 이성질체로 이루어진 군에서 선택된 것이다.Z is a comonomer selected from the group consisting of benzene derivatives, biphenol isomers, naphthalene isomers and bisphenol isomers as follows.

i ]: 1,2-, 1,3-, 1,4- 의 벤젠 유도체로서, 여기에서 X1은 H, Cl, Br, CH3,(CH2)n-CH3(n은 1부터 20까지의 정수);i] : 1,2-, 1,3-, 1,4- benzene derivatives wherein X 1 is H, Cl, Br, CH 3 , (CH 2) n -CH 3 ( n is an integer from 1 to 20);

등의 치환기이며; ;

ii ]: 1,1' -, 2,2' -, 3,3' -, 4,4' -, 1,4' -, 1,3' -, 1,2' -, 2,3' -, 2,4' -, 3,4' - 의 비페놀계 이성질체이며;ii] : 1,1'-, 2,2'-, 3,3'-, 4,4'-, 1,4'-, 1,3 '-, 1,2' -, 2,3 '-, 2 , 4 ' -, 3,4 '-;

iii]: 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 2,3-, 2,5-, 2,6,-, 2,7- 의 나프탈렌 이성질체이고;iii] : 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 2,3-, 2,5-, 2,6, -, 2,7- naphthalene isomers;

iv]: X2는 O, CH2, C(CH2)2, SO2, S, C=O의 비스페놀 이성질체이다.iv] : X 2 is a bisphenol isomer of O, CH 2 , C (CH 2 ) 2 , SO 2 , S, C = O.

본 발명에 따른 상기 일반식(I)로 나타내는 중합체는 유기용매에 대한 용해도가 높아 광학적으로 우수한 물성을 갖는 필름을 제조할 수 있을 뿐만 아니라 유리전이온도(Tg)가 139℃로 열적으로도 우수한 특성을 갖는다. 따라서 온도에 의한 비선형 광학특성기들의 흐트러짐 현상이 현저히 감소하는 장점이 있다.The polymer represented by the general formula (I) according to the present invention has a high solubility in an organic solvent and thus can not only produce a film having excellent optical properties, but also has a thermally excellent property at a glass transition temperature (Tg) Respectively. Therefore, the disturbance phenomenon of nonlinear optical characteristics due to temperature is remarkably reduced.

이와 같은 장점을 갖는 본 발명에 따른 중합체는 레이저의 파장 또는 에너지의 변환에 사용될 수 있으며, 이들 중합체들이 유기용매에 매우 잘 용해되어 얇은 박막형태의 재료로 제작하기가 용이하며, 이들을 레이저의 위상변화에 의한 광 모듈레이터, 광 스위치, 커플러 등의 다양한 광학소자의 핵심재료로 사용할 수 있다.The polymer according to the present invention having such an advantage can be used for converting the wavelength or energy of a laser, and these polymers are very well dissolved in an organic solvent, so that it is easy to fabricate them as a thin film type material, As an optical modulator, an optical switch, a coupler, and the like.

본 발명에 따른 상기 일반식(I)의 중합체 및 하기 일반식(II)의 화합물은 아래의 중합체 및 단위체 합성방법에 의하여 제조할 수 있다.The polymer of the formula (I) and the compound of the following formula (II) according to the present invention can be prepared by the following polymer and unit synthesis method.

식(II)에서, R3은 Cl, Br, OH 또는 OR(R은 탄소수 1에서 20까지의 알킬기) 이며, R1과 R2는 일반식 (I)의 R1, R2와 동일하다.In formula (II), R 3 is the same as Cl, Br, OH or OR a (R is an alkyl group from C 1 to 20), R 1 and R 2 is R 1, R 2 of formula (I).

[단위체 및 중합체 합성방법][Unit and polymer synthesis method]

상기 식(II)에서, R은이고, R' 는이고, Ts는이다.In the above formula (II), R is And R 'is , And Ts to be.

또한 DMF는 디메틸포름알데히드이고, NMP는 N-메틸피로리디논이고, DMSO는 다이메틸설포옥사이드이다.Also, DMF is dimethyl formaldehyde, NMP is N-methyl pyrrolidone, and DMSO is dimethyl sulfoxide.

다음은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 보다 상세하게 설명하고자 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following will describe the present invention in more detail with reference to the preferred embodiments.

그러나 다음에 제시되는 실시예들은 본 발명을 보다 쉽게 이해하고자 제공되는 것이지 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following embodiments are provided to facilitate understanding of the present invention, but the present invention is not limited to these embodiments.

[실시예 1][Example 1]

1,4-디메칠 피리디늄 p-톨루엔설포네이트의 제조Preparation of 1,4-Dimethylpyridinium p-toluenesulfonate

500ml 3구 둥근 플라스크에 4-피콜린 15ml를 아세토니트릴 100ml에 저어주면서 녹인다음 얼음조를 설치하였다. 여기에 메칠 p-톨루엔설포네이트 23.25ml를 아세토니트릴 70ml에 녹여서 30분 동안에 걸쳐 천천히 첨가한 뒤, 얼음조를 제거하고 상온에서 약 1시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후 얻은 흰색의 고체를 과량의 아세톤으로 처리하여 60℃ 진공오븐에서 건조시켜 1,4-디메칠 피리디늄 p-톨루엔설포네이트 40.0gr을 얻었다. (수율 93%, m.p.150℃)In a 500 ml three-necked round flask, 15 ml of 4-picoline was dissolved in 100 ml of acetonitrile while stirring, and then an ice bath was added. Then, 23.25 ml of methyl p-toluenesulfonate was dissolved in 70 ml of acetonitrile, slowly added over 30 minutes, the ice bath was removed, and the reaction was allowed to proceed at room temperature for about 1 hour. After completion of the reaction, the obtained white solid was treated with excess acetone and dried in a 60 DEG C vacuum oven to obtain 40.0 g of 1,4-dimethypyridinium p-toluenesulfonate. (Yield: 93%, m.p. 150 [deg.] C)

[실시예 2][Example 2]

4-[(L)-프로린올] 벤즈알데히드의 제조Preparation of 4 - [(L) -prourinol] benzaldehyde

500ml 3구 둥근 프랄스크에 L-프로린올 23.9ml와 K2CO338.65gr을 디메틸 포름알데히드 100ml와 함께 상온에서 약 1시간 동안 저어주었다. 여기에 4-플로로벤즈알데히드 20ml를 천천히 첨가한 뒤, 온도를 100℃로 유지하면서 24시간 동안 반응시켰다. 반응 종결 후 반응물을 냉각시킨 뒤, 과량의 증류수를 넣어 희석된 반응액을 디클로로메탄으로 추출하였다. 이 유기층을 감압 농축시켜 얻은 잔사를 칼럼크로마토그래피로 분리하여 연한 갈색의 고체를 20.5gr 얻었다. (수율 72%, m.p.53℃)23.9 ml of L-prolinol and 38.65 gr of K 2 CO 3 were added to 100 ml of 500 ml three-necked flask for about 1 hour at room temperature together with 100 ml of dimethylformaldehyde. After 20 ml of 4-fluorobenzaldehyde was slowly added thereto, the mixture was allowed to react for 24 hours while maintaining the temperature at 100 占 폚. After completion of the reaction, the reaction product was cooled, and then an excess amount of distilled water was added thereto, and the diluted reaction solution was extracted with dichloromethane. The organic layer was concentrated under reduced pressure, and the resulting residue was separated by column chromatography to obtain 20.5 g of a light brown solid. (Yield: 72%, mp 53 ° C)

[실시예 3][Example 3]

1-[{(L)-프로린옥시} 벤즈알데히드]-4-브로모부탄의 제조Preparation of 1 - [{(L) -furinoxy} benzaldehyde] -4-bromobutane

500ml 3구 둥근 플라스크에 4-[(L)-프로린올] 벤즈알데히드 15gr과 1,4-디브로모부탄 23.19ml을 테트라하이드로퓨란 200ml에 녹이고 질소 분위기하에서 NaH 2.4gr을 넣은 다음, 반응온도를 60 - 65℃로 유지하면서 24시간 동안 반응시켰다. 반응이 완결된 후, 반응물을 여과하여 과량의 NaH 및 생성된 NaOH를 제거하였다. 이 여액을 감압농축시킨 뒤, 잔사를 칼럼크로마토그래피로 분리하여 점도가 높은 주황색의 액체 생성물 17.4gr을 얻었다. (수율 70%)15 g of 4 - [(L) -purinol] benzaldehyde and 23.19 ml of 1,4-dibromobutane were dissolved in 200 ml of tetrahydrofuran, 2.4 g of NaH was added under nitrogen atmosphere, and the reaction temperature was adjusted to 60 The reaction was allowed to proceed for 24 hours while maintaining the temperature at -65 占 폚. After the reaction was complete, the reaction was filtered to remove excess NaH and the resulting NaOH. The filtrate was concentrated under reduced pressure, and then the residue was separated by column chromatography to obtain 17.4 gr of an orange-colored liquid product having a high viscosity. (70% yield)

[실시예 4][Example 4]

디에틸 2,5-디-1-[{(L}-프로린옥시}벤즈알데히드]테트라메칠렌옥시테레프탈산 에스테르의 제조Preparation of diethyl 2,5-di-1 - [{(L) -furinoxy} benzaldehyde] tetramethylene oxide terephthalate

250ml 3구 둥근 플라스크에 디에틸 2,5-디히드록시 테레프탈산 에스테르 3.4gr 과 K2CO35.5gr을 질소 분위기 하에서 디메틸포름알데히드 100ml로 녹여 1시간 가량 저어준 뒤, 디메틸포름알데히드에 녹인 1-[{(L)-프로린옥시}벤즈알데히드]-4-브로모부탄 10.0gr을 넣어 주고 온도를 60 - 65℃로 유지하였다.3.4 g of diethyl 2,5-dihydroxyterephthalic acid ester and 5.5 g of K 2 CO 3 were dissolved in 100 ml of dimethylformaldehyde in a 250 ml three-necked round flask under nitrogen atmosphere, and the mixture was stirred for about 1 hour. Then, 1- 10.0 g of [{(L) -furinoxy} benzaldehyde] -4-bromobutane was added, and the temperature was maintained at 60 - 65 deg.

48시간 후, 반응물을 여과한 뒤, 감압농축시켜 얻은 잔사를 칼럼크로마토그래피로 분리하여 주황색 고체 생성물 8.8gr을 얻었다. (수율 85%, m.p.78℃)After 48 hours, the reaction mixture was filtered, and the filtrate was concentrated under reduced pressure. The resulting residue was purified by column chromatography to obtain 8.8 g of an orange solid product. (Yield: 85%, m.p. 78 [deg.] C)

[실시예 5][Example 5]

2,5-디-1-[{(L)-프로린옥시} 벤즈알데히드] 테트라메칠렌옥시테레프탈산의 제조Preparation of 2,5-di-1 - [{(L) -furinoxy} benzaldehyde] tetramethylene oxide terephthalic acid

500ml 3구 둥근 플라스크에 디에틸 2,5-디-1[{(L)-프로린옥시} 벤즈알데히드] 테트라메칠렌옥시테레프탈산 에스테르 5.0gr을 디클로로메탄에 소량을 녹여서 정제된 에탄올 200ml에 환류시키면서 녹였다. 여기에 수산화 칼륨 1.09gr을 에탄올 30ml에 녹여 넣어주고 6시간 동안 환류시켰다. 반응종결 후 에탄올을 감압 농축시켜 연갈색의 점성이 높은 생성물을 얻었고, 이것을 과량의 증류수를 넣어 희석시킨 다음 2노르말-염산 9.7ml로 산처리하였다. 이를 디클로로메탄으로 추출한 다음, 유기층을 감압 농축시켜 얻은 주황색의 고체 생성물을 에탄올로 재결정하여 주황색 고체 4.3gr을 순수하게 얻었다.(수율 93%, m.p.58℃)5.0 g of diethyl 2,5-di-1 [{(L) -furinoxy} benzaldehyde] tetramethylene oxide terephthalate was dissolved in dichloromethane in 200 ml of refined ethanol while refluxing it in a 500-ml three-neck round flask. 1.09 gr of potassium hydroxide was dissolved in 30 ml of ethanol and refluxed for 6 hours. After completion of the reaction, the ethanol was concentrated under reduced pressure to obtain a light brown viscous product. The product was diluted with an excess of distilled water and acid-treated with 2.7 ml of 2N-hydrochloric acid. The mixture was extracted with dichloromethane, and the organic layer was concentrated under reduced pressure. The orange solid product was recrystallized from ethanol to obtain 4.3 g of an orange solid (yield: 93%, m.p. 58 ° C)

[실시예 6][Example 6]

2,5-디-1-[(E)-N-메틸-4-[2-[4-{(L)-프로린옥시}페닐]-에텐닐] 피리디늄 p-톨루엔설포네이트]-테트라메칠렌옥시테레프탈산의 제조(E) -N-methyl-4- [2- [4 - {(L) -furinoxy} phenyl] -ethynyl] pyridinium p- toluenesulfonate] -tetramethyl Preparation of Rhenoxyterephthalic Acid

250ml 3구 둥근 플라스크에 1,4디메칠 피리디늄 p-톨루엔설포네이트 4.7gr을 메탄올 100ml에 녹인 다음, 2,5-디-1-[{(L)-프로린옥시} 벤즈알데히드] 테트라메칠렌옥시테레프탈산 4.0gr을 넣어주었다. 여기에 피페리딘 1.7ml을 넣어주었다. 질소 분위기 하에서 온도를 50℃로 유지하면서 72시간 반응시켰다. 반응 용액을 감압 농축시킨 다음 에틸아세테이트에 5회 침전을 잡아 미반응 1,4-디메칠 피리디늄 p-톨루엔설포네이트와 피레리딘을 제거하였다. 이때 여과하여 얻은 붉은 고체를 60℃ 진공 건조기에서 건조시켜 밝은 진홍색 고체 4.9gr을 얻었다. (수율 77%, m.p.102℃)In a 250 ml three-necked round flask, 4.7 g of 1,4-dimethylpyridinium p-toluenesulfonate was dissolved in 100 ml of methanol. Then 2,5-di-1 - [{(L) -purinoxy} benzaldehyde] tetramethyleneoxy 4.0 gr of terephthalic acid was added. To this was added 1.7 ml of piperidine. The reaction was carried out for 72 hours while maintaining the temperature at 50 캜 in a nitrogen atmosphere. The reaction solution was concentrated under reduced pressure and then precipitated in ethyl acetate five times to remove unreacted 1,4-dimethylpyridinium p-toluenesulfonate and pyrrolidine. At this time, the red solid obtained by filtration was dried in a 60 deg. C vacuum dryer to obtain 4.9 gr of a light crimson solid. (Yield: 77%, m.p. 102 [deg.] C)

[실시예 7][Example 7]

중합체의 합성Synthesis of polymer

250ml 3구 둥근 플라스크에 2,5-디-1-[(E)-N-메틸-4-[2-[4-{(L)-프로린옥시} 페닐]-에텐닐] 피리디늄 p-톨루엔설포네이트]-테트라메칠렌옥시테레프탈산 2.0g을 넣고, 얼음조에서 티오닐클로라이드 약 10ml를 넣어 주었다. 얼음조를 제거하고 상온으로 온도를 올려 약 30분정도 반응시키고, 남은 티오닐클로라이드를 질소를 불어넣어 날려보냈다. 여기에 다이메틸설포옥사이드 20ml를 넣어 반응물을 녹이고 p-페닐렌디아민 215mgr을 넣어주었다. 투입이 끝나고 약 1시간 동안 상온에서 반응시킨 후, 에틸아세테이트에 반응액을 부어 침전을 얻었다. 이를 다시 에틸아세테이트에 재침전을 시켜 여과한 뒤, 건조하여 붉은 벽돌색의 중합체 2.0gr을 얻었다.To a 250 ml three-neck round flask was added a solution of 2,5-di-1 - [(E) -N-methyl-4- [2- [4 - {(L) Sulfonate] -tetramethylene oxide terephthalic acid, and about 10 ml of thionyl chloride was added in an ice bath. The ice bath was removed, the temperature was raised to room temperature, and the reaction was performed for about 30 minutes. The remaining thionyl chloride was blown with nitrogen blown. To this, 20 ml of dimethyl sulfoxide was added to dissolve the reaction product, and 215 mg of p-phenylenediamine was added thereto. After the addition, reaction was carried out at room temperature for about 1 hour, and the reaction solution was poured into ethyl acetate to obtain a precipitate. The residue was redissolved in ethyl acetate, filtered, and dried to obtain 2.0 g of a reddish-brown colored polymer.

[실시예 8][Example 8]

박막 필름의 제조Manufacture of Thin Film

상기 실시예 1~7에서 제조한 중합체 10중량%를 유기용매에 녹여 불순물을 여과하여 제거한 뒤, 회전 코팅기를 사용하여 얇은 박막 형태로 필름을 제조한 후, 진공건조기에서 완전히 건조하였다. 이 필름을 코로나 폴링 장치를 이용하여 폴링한 후 비선형 광학특성을 평가하였다.10% by weight of the polymer prepared in Examples 1 to 7 was dissolved in an organic solvent and the impurities were removed by filtration. The film was then formed into a thin film using a spin coater, and then completely dried in a vacuum dryer. The film was poled using a corona poling device and then nonlinear optical properties were evaluated.

비선형 광학 특성 평가에서 기준 물질로는 수정을 사용하였으며, 기준 물질에 대한 상대적인 비선형 광학 특성의 세기로서 중합체들의 비선형 계수의 절대값을 평가하였다. 이에 따라 평가된 본 발명에 따른 중합체의 비선형 광학계수는 약 10 - 100pm/V에 달하는 높은 값을 보여주었다.In the nonlinear optical property evaluation, quartz was used as a reference material and the absolute value of the nonlinear coefficient of the polymer was evaluated as the intensity of the nonlinear optical property relative to the reference material. The nonlinear optical coefficient of the polymer according to the present invention thus evaluated showed a high value of about 10-100 pm / V.

대한민국 출원특허 95-13864호의 방법으로 제조된 중합체(p-6-NO2)의 열적성질을 본 발명의 방법으로 제조된 중합체와 비교하면 유리전이온도(Tg)의 경우 본 발명의 방법으로 제조된 중합체의 유리전이온도가 139℃로 p-6-NO2의 유리전이온도에 비해 80도 이상 높은 아주 우수한 열적 안정성을 보였다.The thermal properties of the polymer (p-6-NO 2 ) prepared by the method of Korean Patent Application No. 95-13864 are compared with the polymer prepared by the process of the present invention. In the case of glass transition temperature (Tg) The glass transition temperature of the polymer was 139 ° C, which was 80 ° C higher than the glass transition temperature of p-6-NO 2 .

본 발명에 의하여 제조된 중합체는 종래의 중합체에 비하여 유리전이온도(Tg)가 약 140℃로 상당히 높아 우수한 열적 특성을 가지며, 온도에 의한 비선형광학특성의 흐트러짐 현상이 현저히 개선되는 우수한 비선형 광학 특성을 갖는다.The polymer prepared according to the present invention exhibits excellent non-linear optical properties, which have an excellent thermal property because the glass transition temperature (Tg) thereof is as high as about 140 ° C. as compared with conventional polymers, and the phenomenon of nonlinear optical property due to temperature is remarkably improved .

Claims (2)

하기의 일반식(I)으로 나타내어지는 열적 안정성이 우수한 새로운 비원형 광학중합체.A novel non-circular optical polymer having excellent thermal stability represented by the following general formula (I). 상기 일반식(I)에서이다.In the above general formula (I) to be. R1은 -O-(CH2)ℓ-O- (ℓ은 1에서 20까지의 정수), -S-(CH2)m-S-(m은 1부터 6까지의 정수 또는 8, 9의 정수),(n은 1부터 3까지의 정수이며 Y는 H 또는 CH3), 또는;R 1 is -O- (CH 2 ) l -O- (wherein l is an integer from 1 to 20), -S- (CH 2 ) m -S- (m is an integer of 1 to 6 or 8 or 9 essence), (n is an integer from 1 to 3 and Y is H or CH 3 ); (p는 1부터 6까지의 정수이며 Y는 H 또는 CH3)이다. (p is an integer from 1 to 6 and Y is H or CH 3 ). R2이다.R 2 is to be. 여기에서 Q는 Cl, Br, I,이고,Wherein Q is Cl, Br, I, ego, R은 탄소수가 1부터 20까지의 알킬기이다.R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. 그리고 Z는 공단위체이다.And Z is a bidentate unit. 제 1 항에 있어서, 상기 공단위체인 Z는 다음과 같은 벤젠 유도체, 비페놀계 이성질체, 나프탈렌 이성질체 및 비스페놀 이성질체로 이루어진 군에서 선택됨을 특징으로 하는 열적 안정성이 우수한 새로운 비선형 광학 중합체.The novel non-linear optical polymer according to claim 1, wherein Z in the above-mentioned unsaturated bond is selected from the group consisting of benzene derivatives, non-phenolic isomers, naphthalene isomers and bisphenol isomers. i ]: 1,2-, 1,3-, 1,4- 의 벤젠 유도체로서, 여기에서 X는 H, Cl, Br, CH3,, (CH2)n-CH3(n은 1부터 20까지의 정수),i] : 1,2, 1,3, as benzene derivatives of 1,4, where X is H, Cl, Br, CH 3, , (CH 2 ) n -CH 3 (n is an integer from 1 to 20), 의 치환기이며, Lt; / RTI > ii ]: 1,1' -, 2,2' -, 3,3' -, 4,4' -, 1,4' -, 1,3' -, 1,2' -, 2,3' -, 2,4' -, 3,4' - 의 비페놀계 이성질체이며,ii] : 1,1'-, 2,2'-, 3,3'-, 4,4'-, 1,4'-, 1,3 '-, 1,2' -, 2,3 '-, 2 , 4 '-, 3,4' -, iii]: 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 2,3-, 2,5-, 2,6-, 2,7- 의 나프탈렌 이성질체이고,iii] : Naphthalene isomers of 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 2,3-, 2,5-, 2,6-, 2,7-, iv]: X는 O,의 비스페놀 이성질체이다.iv] : X is O, Of the bisphenol isomer.
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KR0178841B1 (en) * 1995-12-28 1999-05-15 이웅열 New polymers having non-linear optical properties

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