[发明专利]有机电光发色团及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机电光材料领域，特别涉及一类高性能的有机电光发色团及其合成方法。

背景技术

电光材料广泛应用于光通讯和光计算等领域。目前已实用的电光材料主要是无机铌酸锂材料。有机材料与无机材料相比，具有非线性光学系数大、响应速度快、光学损伤阈值高、可根据要求进行分子设计、易于加工以及廉价等优点，越来越受到人们的重视。寻找可满足实用化要求的有机电光材料，已成为研究焦点之一。

在有机电光材料中，发色团起着至关重要的作用。一方面，通过分子设计，可以使发色团具有高的非线性光学一阶分子超极化率（β值）；另一方面，对电光发色团分子进行修饰，减小分子间的静电相互作用可提高材料的宏观电光系数。

已报道的关于有机电光材料的专利有许多，如US6067186。但其中大多数有机电光材料的电光系数不是很高。本发明在分子设计上除采用强的电子给体和电子受体外，还在电子给体部分引入给电子基团和位阻基团。这样，不但使发色团的β值进一步提高，而且由于减小了分子间的静电相互作用，使材料的宏观电光系数也大大增加。采用本发明制备的有机电光发色团，将其掺杂于聚合物中，测得的电光系数达到120-290pm/V。

发明内容

本发明的目的在于提供一类高性能的有机电光发色团。

本发明的再一目的是提供一种制备高性能的有机电光发色团的合成方法。

本发明的高性能的有机电光发色团具有以下结构：

其中：

R₁、R₂分别或同时为碳原子数为1-10的烷基；

X为苄基、碳原子数为1-10的烷基、-(CH₂)_nOSi(CH₃)₂(t-C₄H₉)或-(CH₂)_nOH，其中：n=1-10，t为叔丁基；

A为H、OR₁或SR₁，其中：R₁为碳原子数为1-10的烷；

B₁为CH₃或CF₃；B₂为CH₃、苯基或2-(5-苯基)噻吩基。

本发明的高性能的有机电光发色团的合成方法包括以下步骤：

1）将结构式1所示的苯胺类化合物、卤代物（Y-X，Y为Cl或Br；X为苄基、碳原子数为1-10的烷基、-(CH₂)_nOSi(CH₃)₂(t-C₄H₉)或-(CH₂)_nOH，其中：n=1-10，t为叔丁基）、18-冠醚-6和无水碳酸钾在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中于40-100℃氮气氛下反应（一般反应的时间为1-10小时）；其中，苯胺类化合物：卤代物：18-冠醚-6：无水碳酸钾的摩尔比为1:1:0.2:1.5；向所得产物中加入水（水量无限定，加入水是为了稀释后用于萃取），用二氯甲烷萃取后蒸去二氯甲烷，干燥（可用无水MgSO₄），柱色谱分离，得到结构式2所示的化合物；

结构式1    结构式2

其中：R₁、R₂分别或同时为碳原子数为1-10的烷基；

X为苄基、碳原子数为1-10的烷基、-(CH₂)_nOSi(CH₃)₂(t-C₄H₉)或-(CH₂)_nOH，其中：n=1-10，t为叔丁基；

2）将步骤1）得到的结构式2所示的化合物、结构式3所示的异佛尔酮和氢氧化钠（或醇钠）在水和乙醇的混合溶液（水：乙醇的体积比为1：4）中于室温搅拌（一般搅拌的时间为140-145小时），其中，结构式2所示的化合物：结构式3所示的异佛尔酮：氢氧化钠（或醇钠）的摩尔比为1：1：2；蒸去水和乙醇；残余物用热（一般温度优选为50℃左右）的乙酸乙酯提取后浓缩蒸干，柱色谱分离，得到结构式4所示的化合物；