[发明专利]一类含大共轭分子的芴衍生物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一类含大共轭分子的芴衍生物及其制备方法，属于该类分子的制备和有机非线性光学应用领域。 

背景技术

随着激光技术的发展，对作为激光技术的重要物质基础的非线性光学材料(NLO材料)的研究已成为当代高新技术研究的一大热点。近年来，有机非线性光学材料的研究是一个非常活跃的领域。主要原因是某些有机材料具有比无机材料大得多的非线性极化率(超极化率，非线性光学系数)，从而是更有希望的非线性光学材料。 

1964年P.M.Rentzepis等和G.H.Heilmeyer分别用3，4-苯芘，1，2一苯并蒽和六胺观测到红宝石Nd:Yag激光的二次谐波产生(SHG)。1968年贝尔实验室S.K.Kurtz等对尿素、邻二硝基苯进行研究，发现SHG性能优良，光损失很小。1979年B.F.Levine发现甲基硝基苯胺(MNA)晶体具有很高的χ²。从此有机非线性光学材料开发兴起，由于有机材料非线性光学系数比无机材料要高得多，且种类繁多、结构可变，所以70年代以来已获得了一大批非线性光学结晶材料，主要有：硝基苯胺类、4-位取代吡啶一氧类、醌类、有机盐类。 

有机非线性光学材料与无机材料相比有下列优点： 

1.有机材料的光极化来源于高度离域的π电子的极化，其极化比无机材料的离子极化容易，故其非线性光学系数比无机材料高1-2个数量级，可高达10^-5esu量级； 

2.响应速度快，近于飞秒，而无机材料只有皮秒； 

3.光学报伤阈值高，可高达GW/cm²量级，而无机材料只能达MW/cm³量级； 

4.可通过分子设计、合成等方法优化分子性能； 

5.可通过聚集态设计控制材料性能，满足器件需要； 

6.可进行形态设计，加工成体材、薄膜和纤维。 

但由于传统有机小分子材料化学稳定性差；难于培养尺寸大光学质量好的晶体；晶体易老化和性能随样品变化大等原因，限制了其在非线性光学器件上广泛使用。相反具有机械强度高、化学稳定性好、易加工、结构多样化等优点的高分子聚合物在实际中得到更多的应用。 

但是有机低分子晶体又具有高非线性光学系数，容易纯化，以及无结构缺欠这些有机高分子聚合物无法达到的优点，因此继承有机低分子材料的这些优点，设计开发全新结构的有机低分子非线性光学材料有着十分重要的意义。 

发明内容

本发明的目的是研制一类以芴结构作为连接桥的新型大共轭有机非线性材料；并在中间体芴的9位引入不同的烷基取代基，以有效降低分子间的堆积作用，改善材料分子的溶解性能，在有机非线性光学材料领域有所应用。 

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一类含大共轭分子的芴衍生物具有下列化学分子结构通式： 

(一)化学分子结构通式A： 

通式A中： 

(1)R₁＝C₁~C₂₀直链或支链烷烃； 

(2)当R₂＝H时，R₃＝H、C₁~C₂₀直链或支链烷烃、硝基、叔丁基、三苯基甲基、氰基、C₁~C₂₀直链或支链烷氧基、F、Cl、Br、I或-NRR’其中：R，R’＝H、苯基、C₁~C₂₀直链或支链烷烃； 

(3)当R₃＝H时，R₂＝H、C₁~C₂₀直链或支链烷烃、硝基、氰基、C₁~C₂₀ 直链或支链烷氧基、F、Cl、Br或I； 

(二)化学分子结构通式B： 

通式B中： 

(1)R₁＝C₁~C₂₀直链或支链烷烃； 

(2)当R₄＝H时，R₅＝H、C₁~C₂₀直链或支链烷氧基、硝基、F、Cl、Br、I或-NRR’其中：R，R’＝H、C₁~C₂₀直链或支链烷烃、苯基；