[发明专利]含叠氮基团的有机二阶非线性光学发色团及其合成方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及有机/聚合物电光材料，特别涉及含叠氮基团的有机二阶非线性光学发色团及其合成方法和应用。

背景技术

伴随着有机电光材料越来越多的运用于信号处理和通讯等领域，有机电光材料的研究也受到了越来越多的关注。相比于传统的无机/半导体电光材料，有机电光材料具有更优异的电光性能。当然，要想让有机电光材料投入到实际的应用之中，还有很多问题需要解决，如增强材料的稳定性，进一步提高材料的电光性能等。

目前经常将聚合物与有机二阶非线性光学发色团进行物理掺杂，从而制备主客型（guest-host）的有机电光材料，这种材料虽然制备简单，但是也体现出了一些不足之处。例如：主客型的有机电光材料中的有机二阶非线性光学发色团分子之间存在较强的偶极-偶极相互作用力，从而使得有机二阶非线性光学发色团分子容易发生聚集，降低了聚合物与有机二阶非线性光学发色团的相容性，当有机二阶非线性光学发色团的浓度增高时，容易出现宏观相分离，同时有机二阶非线性光学发色团之间聚集作用的增强也会降低主客型的有机电光材料的宏观电光系数；其次，在掺杂型的有机电光材料中，由于有机二阶非线性光学发色团分子与聚合物链段之间无化学键连接，从而使得有机二阶非线性光学发色团分子在聚合物中容易运动，从而导致材料不能具备较理想的稳定性，特别是当温度升高时，主客型的有机电光材料的电光性能衰减变得更加严重。

因此，将有机二阶非线性光学发色团与聚合物进行化学键的连接是一种提高有机电光材料性能的有效方式。一些采用将有机二阶非线性光学发色团先功能化后再与其它单体聚合而成聚合物，从而将有机二阶非线性光学发色团分子以化学键的形式挂接或者嵌入聚合物链段中，可以有效的抑制有机二阶非线性光学发色团分子的聚集，当有机二阶非线性光学发色团的浓度增大时，宏观相分离可以被有效抑制。同时，由于有机二阶非线性光学发色团分子以化学键的形式接入聚合物链段中，有机二阶非线性光学发色团分子的运动受到了一定的影响，从而使得挂接型的有机电光材料具备更好的稳定性能。但是，一些有机二阶非线性光学发色团并不能承受稍显严苛的聚合条件，因此限制了先功能化再聚合方法的应用。

通过聚合物的后功能化可以将不同的有机二阶非线性光学发色团以化学键的形式挂接到同种聚合物上，但同样由于有机二阶非线性光学发色团分子对反应条件比较敏感，因此，合适的后功能化条件对于制备挂接型有机电光材料非常重要。叠氮-炔基的Huisgen偶联反应是一种有效的点击反应，通过铜盐的催化可以在常温的温和条件下进行反应。因此，可以将叠氮基团引入到有机二阶非线性光学发色团中，将炔基引入到聚合物中再进行后功能化反应，从而实现含有有机二阶非线性光学发色团的聚合物的制备。

但是，如何将叠氮基团引入到有机二阶非线性光学发色团中是首先要解决的问题，大部分文献中都是通过毒性较强的叠氮化钠引入叠氮基团，本发明采用毒性较小的叠氮磷酸二苯酯有效的将叠氮基团引入到有机二阶非线性光学发色团中。本发明的含叠氮基团的有机二阶非线性光学发色团与苯基马来酰亚胺-（4-炔丙氧基苯基马来酰亚胺）-甲基丙烯酸甲酯共聚物进行Huisgen偶联反应，制备出了性能优异的含有有机二阶非线性光学发色团分子的挂接型电光材料。

发明内容

本发明的目的之一在于提供含叠氮基团的有机二阶非线性光学发色团。

本发明的目的之二在于提供一种含叠氮基团的有机二阶非线性光学发色团的合成方法。

本发明的目的之三在于提供含叠氮基团的有机二阶非线性光学发色团的应用，以含叠氮基团的有机二阶非线性光学发色团和含端基炔的聚合物，制备出含有有机二阶非线性光学发色团分子的挂接型聚合物电光材料。

本发明的目的之四在于提供一种苯基马来酰亚胺-（4-炔丙氧基苯基马来酰亚胺）-甲基丙烯酸甲酯共聚物的含端基炔的聚合物及其制备方法。

本发明的含叠氮基团的有机二阶非线性光学发色团具有以下结构：

其中，R₁、R₂独立的为烷基，或R₁、R₂同为3,3-二甲基丙基，且R₁、R₂上3位的碳原子与苯环氨基邻位的碳原子成键（其结构如式II所示）；R₃为叠氮烷基；R₄和R₅同时为甲基或R₄为三氟甲基，R₅为苯基。