一种具有D-π-A结构的有机化合物及其合成方法、应用技术

本发明专利技术涉及一种具有D

【技术实现步骤摘要】
一种具有D
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π
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A结构的有机化合物及其合成方法、应用


[0001]本专利技术涉及一种具有D
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π
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A结构的有机化合物及其合成方法、应用，属于有机合成


技术介绍

[0002]随着光学研究的快速发展，现阶段对通信信息材料的要求越来越高，非线性光学材料在光波频率转化和光信号处理方面有着巨大的应用前景，具有优异非线性光学性能的材料一直是研究的热点。无机非线性材料是现阶段非线性光学器件的主要应用材料，但其自身光电系数小、响应时间长等缺点限制了无机非线性光学材料的广泛应用。与无机非线性光学材料相比，有机非线性材料具有非线性光学系数高、响应快速、光学损伤阈值高等优点，逐渐成为研究的热点。有机非线性光学材料的非线性性能不仅与自身发色团的非线性光学特性有关，还与其发色团的结构有关。具有D
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π
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A结构的发色团电子高度离域，具有较大的非线性光学系数，共轭分子中的电荷转移性质大大加强了非线性光学性能。并且对发色团结构中的电子给体和受体的强度进行调控，可以有效优化发色团的非线性光学性能。但现有技术中的有机非线性化合物，具有高非线性光学性能的不多，并且大多数非线性有机化合物由于结构复杂，导致合成步骤繁琐，限制了有机光学材料在光学器件上的应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种高非线性光学性能的具有D
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π
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A结构的有机化合物。
[0004]本专利技术的第二个目的在于提供一种步骤简单的上述化合物的合成方法。
[0005]本专利技术的第三个目的在于提供一种上述化合物作为光限幅材料的应用。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种具有D
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π
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A结构的有机化合物，其结构通式如式a所示：
[0007][0008]式a中，R1为取代或未取代的亚芳基、取代或未取代的亚芳杂基中的一种；取代的亚芳基为C1～C
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烷基或C1～C
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烷氧基取代的亚芳基；取代的亚芳杂基为C1～C
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烷基或C1～C
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烷氧基取代的亚芳杂基；R2和R3中的一个为氢原子，另一个为式b所示的取代基，或R2、R3均为式b所示的取代基；
[0009]式b中，R4和R5独立选自C1～C
10
烷基、C1～C
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烷氧基或C1～C6羟烷基；R6、R7、R8和R9独立选自氢原子、羟基或C1～C5烷基。
[0010]本专利技术的具有D
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π
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A结构的有机化合物，所用的电子给体、共轭桥、电子受体组合
后，分子内电子的运输能力大大加强；与传统发色团相比，电子受体选用了芘基并在芘基上引入乙炔基，通过延展平面共轭结构可以有效地提高化合物的非线性光学系数；此外，具有D
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π
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A结构的有机化合物中含有多个苯环，以及炔键，因此该化合物整体的热稳定性较好，根据相似相溶原理，该化合物末端基为乙基，在大多数有机溶剂(二氯甲烷、乙酸乙酯)中具有良好的溶解性，因此本专利技术的具有D
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π
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A结构的有机化合物在大多数有机溶剂(二氯甲烷、乙酸乙酯)中具有良好的溶解性以及较高的热稳定性。
[0011]当R2、R3均为式b所示的取代基时，R2、R3可以相同，也可以不相同。
[0012]进一步地，所述亚芳基为亚苯基或亚联苯基。所述亚芳杂基的杂原子为氧原子或硫原子。
[0013]式a中，R1为未取代的亚芳基或未取代的亚芳杂基，所述未取代的亚芳基为所述未取代的亚芳杂基为式b中，所述R4和R5为乙基；式b中，R8为羟基，R6、R7、R9为氢原子或R6、R7、R8、R9均为氢原子。
[0014]本专利技术的具有D
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π
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A结构的有机化合物的合成方法所采用的技术方案为：
[0015]一种上述的具有D
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π
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A结构的有机化合物的合成方法，包括以下步骤：将式c所示的含胺基的芘类衍生物和式d所示的化合物进行席夫碱反应，即得；
[0016][0017]本专利技术的具有D
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π
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A结构的有机化合物的合成方法，步骤简单，产率较高。
[0018]进一步地，式c中，R1为取代或未取代的亚芳基、取代或未取代的亚芳杂基中的一种；R2和R3独立选自氢原子或式b所示的取代基，且R2和R3中的一个或两个为式b所示的取代基，
[0019][0020]式b中，R4和R5独立选自C1～C
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烷基、C1～C
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烷氧基或C1～C6羟烷基；R6、R7、R8和R9独立选自氢原子、羟基或C1～C5烷基。
[0021]进一步地，所述亚芳基为亚苯基或亚联苯基。所述亚芳杂基中的杂原子为氧原子或硫原子。
[0022]进一步地，所述式c中，R1为未取代的亚芳基或未取代的亚芳杂基，所述未取代的
亚芳基为所述未取代的亚芳杂基为式b中，所述R4和R5为乙基。
[0023]进一步地，式c所示的含胺基的芘类衍生物、式d所示的化合物的摩尔比为1:(1.1～1.3)。
[0024]为了提高反应产率，所述席夫碱反应的温度为80～90℃。席夫碱反应的时间为12～24h。席夫碱反应所采用的溶剂为该反应常用的溶剂。优选地，溶剂为四氢呋喃。席夫碱反应所采用的催化剂是该反应常用的催化剂。优选地，催化剂为乙酸。
[0025]进一步地，式c所示的含胺基的芘类衍生物、式d所示的化合物、乙酸的摩尔比为1:(1.1～1.3):(4.5～4.7)。
[0026]进一步地，具有D
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π
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A结构的有机化合物的制备方法，还包括以下步骤：所述席夫碱反应结束后，将席夫碱反应后的体系进行冷却、蒸馏、柱色谱分离。进一步地，具有D
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π
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A结构的有机化合物的制备方法中，所述萃取采用的有机溶剂为二氯甲烷。所述席夫碱反应蒸馏采用的容器是旋转蒸发器。所述柱色谱分离所用的流动相由体积比为10:1的石油醚与乙酸乙酯组成。
[0027]进一步地，所述式c所示的含胺基的芘类衍生物的合成方法包括以下步骤：将1
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卤芘与式e所示的化合物进行薗头偶联反应，即得；
[0028][0029]式e中，R1为取代或未取代的亚芳基、取代或未取代的亚芳杂基中的一种；取代的亚芳基为C1～C
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烷基或C1～C
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烷氧基取代的亚芳基；取代的亚芳杂基为C1～C
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烷基或C1～C
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烷氧基取代的亚芳杂基。进一步地，所述1
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卤芘为1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有D
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π
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A结构的有机化合物，其特征在于，其结构通式如式a所示：式a中，R1为取代或未取代的亚芳基、取代或未取代的亚芳杂基中的一种；取代的亚芳基为C1～C
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烷基或C1～C
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烷氧基取代的亚芳基；取代的亚芳杂基为C1～C
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烷基或C1～C
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烷氧基取代的亚芳杂基；R2和R3中的一个为氢原子，另一个为式b所示的取代基，或R2、R3均为式b所示的取代基；式b中，R4和R5独立选自C1～C
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烷基、C1～C
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烷氧基或C1～C6羟烷基；R6、R7、R8和R9独立选自氢原子、羟基或C1～C5烷基。2.根据权利要求1所述的具有D
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π
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A结构的有机化合物，其特征在于，所述亚芳基为亚苯基或亚联苯基；所述亚芳杂基的杂原子为氧原子或硫原子。3.根据权利要求2所述的具有D
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π
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A结构的有机化合物，其特征在于，式a中，R1为未取代的亚芳基或未取代的亚芳杂基，所述未取代的亚芳基为所述未取代的亚芳杂基为式b中，所述R4和R5均为乙基；式b中，R8为羟基，R6、R7、R9为氢原子或R6、R7、R8、R9均为氢原子。4.一种如权利要求1～3所述的具有D
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π
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A结构的有机化合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：将式c所示的含胺基的芘类衍生物和式d所示的化合物进行席夫碱反应，即得；式c中，R1为取代或未取代的亚芳基、取代或未取代的亚芳杂基中的一种；R2和R3独立选自氢原子或式b所示的取代基，且R2和R3中的一个或两个为式b所示的取代基；
式b中，R4和R5独立选自C1～C
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烷基、C1～C

【专利技术属性】
技术研发人员：高丽君，方少明，周立明，李碧宇，张保丁，宋瑛林，李峰，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：