一种化合物及其制备方法、一种非线性光学晶体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于非线性光学晶体技术领域。本发明专利技术提供了一种C25H25NO4S2化合物及其制备方法，还提供了一种C25H25NO4S2非线性光学晶体以及三种制备该晶体的方法。本发明专利技术提供的C25H25NO4S2非线性光学晶体，不具有对称中心，属于单斜晶系，空间群为P21(No.4),晶胞参数为：

A compound and its preparation method, a non-linear optical crystal and its preparation method and Application

The invention belongs to the technical field of non-linear optical crystals. The invention provides a C25H25NO4S2 compound and a preparation method thereof, as well as a C25H25NO4S2 non-linear optical crystal and three preparation methods thereof. The C25H25NO4S2 non-linear optical crystal provided by the invention has no symmetry center, belongs to monoclinic crystal system, space group is P21 (No. 4), and cell parameters are:

【技术实现步骤摘要】
一种化合物及其制备方法、一种非线性光学晶体及其制备方法和应用
本专利技术涉及非线性光学晶体
，尤其涉及一种化合物及其制备方法、一种非线性光学晶体及其制备方法和应用。
技术介绍
非线性光学是现代光学的一个分支，主要研究介质在强相干光作用下产生的非线性现象及其应用。非线性光学效应主要包括倍频、差频、和频、光参量振荡等，具有非线性光学效应的晶体统称为非线性光学晶体。利用非线性光学晶体可以制成各种谐波发生器、光参量放大器等非线性光学器件，通过非线性光学器件实现激光频率转换，从而拓宽激光器的波长范围，使激光得到更为广泛的应用。太赫兹(THz)波通常指频率范围在0.1～10THz的电磁波(1THz＝1012Hz)，其波长介于红外光和微波之间(30μm～3mm)。该波段是电子学、电子光学技术的过渡区域，在太赫兹成像、空间探测、生物医学、加工、国防工业等领域有着重要作用。目前，较适合应用于太赫兹波段的非线性光学晶体主要有：ZnTe、GaP、DAST、DSTMS、OH1等，但高质量单晶生长困难、透光范围窄、双光子吸收严重等问题限制了这些晶体的广泛应用。因此，发展新型太赫兹波段非线性光学晶体是当前非线性光学晶体材料领域的重要前沿课题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种化合物及其制备方法、一种非线性光学晶体及其制备方法和应用，拓展太赫兹波段非线性光学晶体的种类。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种C25H25NO4S2化合物，其化学结构如式Ⅰ所示：本专利技术提供了所述C25H25NO4S2化合物的制备方法，包含如下步骤：(a)将2-甲基苯并噻唑和对甲苯磺酸甲酯在乙二醇二甲醚中反应，生成中间体产物；(b)将所述中间体产物、4-羟基-3,5-二甲基苯甲醛、哌啶和甲醇混合后进行反应，生成C25H25NO4S2化合物。优选的，所述2-甲基苯并噻唑和对甲苯磺酸甲酯的质量比为(1～2):(1.5～2.5)；所述2-甲基苯并噻唑的质量和乙二醇二甲醚的体积之比为(1～2)g:(10～20)mL；所述步骤(a)中反应的温度为55～65℃，时间为24～72h。优选的，所述中间体产物和4-羟基-3,5-二甲基苯甲醛的质量比为(3～4):(1～2)；所述中间体产物的质量和哌啶、甲醇的体积之比为(3～4)g:(0.1～1)g:(70～90)mL；所述步骤(b)中反应的温度为45～55℃，时间为24～72h。本专利技术提供了一种C25H25NO4S2非线性光学晶体，不具有对称中心，属于单斜晶系，空间群为P21(No.4),晶胞参数为：α＝γ＝90°，β＝101.144°，Z＝4，本专利技术提供了所述C25H25NO4S2非线性光学晶体的制备方法，包含如下步骤：(1)将所述C25H25NO4S2化合物溶于溶剂中，得到化合物溶液；(2)将所得化合物溶液置于半封闭容器中，待溶剂蒸发完毕之后即得到C25H25NO4S2非线性光学晶体。本专利技术提供了所述C25H25NO4S2非线性光学晶体的另一种制备方法，包含如下步骤：在40～60℃下，将所述C25H25NO4S2化合物配成饱和溶液，保温后降温，得到C25H25NO4S2非线性光学晶体。本专利技术提供了所述C25H25NO4S2非线性光学晶体的再一种制备方法，包含如下步骤：(1)在40～60℃下，将所述C25H25NO4S2化合物配成饱和溶液，保温后加入籽晶，得到含籽晶的饱和溶液；(2)将所得含籽晶的饱和溶液的温度升高1～10℃后保温，然后再降温1～10℃后保温，最后再降温得到C25H25NO4S2非线性光学晶体。本专利技术还提供了由所述C25H25NO4S2非线性光学晶体制备的非线性光学器件，包含将至少一束入射电磁辐射通过至少一块C25H25NO4S2非线性光学晶体后产生至少一束频率不同于入射电磁辐射频率的输出辐射的装置。优选的，所述器件为太赫兹波发生器、二次谐波发生器、上频率转换器、下频率转换器或光参量振荡器。本专利技术提供了一种C25H25NO4S2化合物及其制备方法。本专利技术提供的C25H25NO4S2化合物的化学结构如式Ⅰ所示，其制备方法操作简便，易于实施。本专利技术还提供了一种C25H25NO4S2非线性光学晶体以及三种制备该晶体的方法。本专利技术提供的C25H25NO4S2非线性光学晶体，不具有对称中心，属于单斜晶系，空间群为P21(No.4),晶胞参数为：α＝γ＝90°，β＝101.144°，Z＝4，其晶体生长方法简单、易于操作、成本低；所得C25H25NO4S2晶体的倍频效应强度为1.5倍OH1，并且晶体物化性能稳定，可用于制作非线性光学器件。本专利技术还提供了由所述C25H25NO4S2非线性光学晶体制备的非线性光学器件，所述器件为太赫兹波发生器、二次谐波发生器、上频率转换器、下频率转换器或光参量振荡器。附图说明图1为本专利技术C25H25NO4S2非线性光学晶体的晶体结构图；图2为本专利技术非线性光学器件的工作原理示意图；图中：1-激光器，2-入射光束，3-C25H25NO4S2非线性光学晶体，4-出射光束，5-过滤波片。具体实施方式本专利技术提供了一种C25H25NO4S2化合物，其化学结构如式Ⅰ所示：本专利技术提供了所述C25H25NO4S2化合物的制备方法，包含如下步骤：(a)将2-甲基苯并噻唑和对甲苯磺酸甲酯在乙二醇二甲醚中反应，生成中间体产物；(b)将所述中间体产物、4-羟基-3,5-二甲基苯甲醛、哌啶和甲醇混合后进行反应，生成C25H25NO4S2化合物。本专利技术将2-甲基苯并噻唑和对甲苯磺酸甲酯在乙二醇二甲醚中反应，生成中间体产物。在本专利技术中，所述2-甲基苯并噻唑和对甲苯磺酸甲酯的质量比优选为(1～2):(1.5～2.5)，更优选为(1.49～1.6):(1.89～2)；所述2-甲基苯并噻唑的质量和乙二醇二甲醚的体积之比优选为(1～2)g:(10～20)mL，更优选为(1.49～1.6)g:(15～18)mL。在本专利技术中，所述步骤(a)中的反应优选在回流条件下进行，所述反应的温度优选为55～65℃，更优选为60～62℃；时间优选为24～72h，更优选为36～48h。所述反应结束后，本专利技术优选采用本领域技术人员所熟知的技术手段对得到的产物体系进行抽滤和烘干，得到干燥的白色固体粉末，也即所述中间体产物。得到中间体产物后，本专利技术将所述中间体产物、4-羟基-3,5-二甲基苯甲醛、哌啶和甲醇混合后进行反应，生成C25H25NO4S2化合物。在本专利技术中，所述哌啶为催化剂。在本专利技术中，所述中间体产物和4-羟基-3,5-二甲基苯甲醛的质量比优选为(3～4):(1～2)，更优选为(3.38～3.5):(1.5～1.8)；所述中间体产物的质量和哌啶、甲醇的体积之比优选为(3～4)g:(0.1～1)g:(70～90)mL，更优选为(3.38～3.5)g:(0.4～0.5)g:(80～85)mL。在本专利技术中，所述步骤(b)中反应的温度优选为45～55℃，更优选为50～53℃；时间优选为24～72h，更优选为36～48h。所述反应结束后，本专利技术优选采用本领域技术人员所熟知的技术手段对得到的产物体系进行重结晶、抽滤和烘干，得到C25H25NO4S2化合物粉末。本专利技术提供了一种C25H25NO4S2非线性光学晶体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种C25H25NO4S2化合物，其化学结构如式Ⅰ所示：

【技术特征摘要】
1.一种C25H25NO4S2化合物，其化学结构如式Ⅰ所示：2.权利要求1所述C25H25NO4S2化合物的制备方法，包含如下步骤：(a)将2-甲基苯并噻唑和对甲苯磺酸甲酯在乙二醇二甲醚中反应，生成中间体产物；(b)将所述中间体产物、4-羟基-3,5-二甲基苯甲醛、哌啶和甲醇混合后进行反应，生成C25H25NO4S2化合物。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述2-甲基苯并噻唑和对甲苯磺酸甲酯的质量比为(1～2):(1.5～2.5)；所述2-甲基苯并噻唑的质量和乙二醇二甲醚的体积之比为(1～2)g:(10～20)mL；所述步骤(a)中反应的温度为55～65℃，时间为24～72h。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述中间体产物和4-羟基-3,5-二甲基苯甲醛的质量比为(3～4):(1～2)；所述中间体产物的质量和哌啶、甲醇的体积之比为(3～4)g:(0.1～1)g:(70～90)mL；所述步骤(b)中反应的温度为45～55℃，时间为24～72h。5.一种C25H25NO4S2非线性光学晶体，不具有对称中心，属于单斜晶系，空间群为P21(No.4),晶胞参数为：α＝γ＝90°，β＝101.144°，Z＝4,6.权利要求5所述C25H25NO4S2非线性光学晶体的制备方法，包含如下步骤：(1)将权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张馨元，石景凯，胡章贵，吴以成，王继扬，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：天津,12