一种苯并噻唑盐有机二阶非线性光学材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于非线性光学材料领域，提供一种苯并噻唑盐有机二阶非线性光学材料及其制备方法，用以提供具有良好二阶非线性光学特性的新型有机单晶。本发明专利技术提供的有机二阶非线性光学晶体材料具体为：3,4

【技术实现步骤摘要】
一种苯并噻唑盐有机二阶非线性光学材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于非线性光学材料领域，提供一种苯并噻唑盐有机二阶非线性光学材料及其制备方法，具体为一种具有D
‑
π
‑
A构型的新型有机非线性光学晶体材料：3,4
‑
二甲氧基苯乙烯基
‑3‑
甲基苯并噻唑对甲苯磺酸盐。

技术介绍

[0002]有机非线性光学材料在高速信息处理、光学频率转换、通讯、电光效应、太赫兹光谱成像和光数据存储等方面均存在潜在的应用价值，因此受到了广泛关注；科研工作者们致力于开发和设计具有大的第一超极化率β的新型有机晶体，并培育出具有大的二阶宏观非线性的有机单晶应用于非线性光学领域。
[0003]与目前广泛研究的无机电光晶体(如GaP、ZnTe和GaAs)和半有机晶体相比较，有机非线性光学晶体材料具有独特的性质，例如：高非线性光学效率、激光读取调制、宽带强太赫兹波产生、超快响应时间、高激光损伤阈值、低介电色散和几乎无限的设计可能，因此存在更高的研究价值；然而，大约75％的有机发色团结晶为中心对称空间群(参见S.Kannan,J.Mater.Chem.C,8,16668
–
16690(2020).文献)，并没有表现出宏观二阶光学非线性性能，因此，寻找具有稳定非中心对称取向的新型有机发色团具有重要意义。
[0004]近年，人们研究了具有不同阴离子结构的有机吡啶盐，以了解阴离子在晶体结构中的作用(参见Z.Yang,Adv.Funct.Mater.15,1072
–
1076(2005).文献)；值得注意的是，在不同种类的有机材料中，4
‑
N,N
‑
二甲氨基
‑4’‑
N
’‑
甲基
‑
吡啶对甲苯磺酸盐(DAST)晶体表现出较大的分子光学非线性、较低的介电常数、较大的电光系数、可产生接近20THz的带宽、其粉末的二次谐波产生(SHG)效率在1907nm波长激发下是尿素的1000倍(参见S.R.Marder,Science.245,626
–
628(1989).文献)，是目前应用最广泛的有机非线性光学材料。虽然DAST及其衍生物都具有较大的宏观非线性，但是这些材料仍存在一些不足之处，例如：生长周期长、容易吸水潮解、光学透过率低等，从而限制了此类材料更广泛的应用。因此，开发具有良好非线性光学特性的新型有机单晶体具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种苯并噻唑盐有机二阶非线性光学材料及其制备方法，用以提供一种具有优良的二阶非线性光学特性的新型有机单晶。本专利技术提供的有机二阶非线性光学晶体材料具体为：3,4
‑
二甲氧基苯乙烯基
‑3‑
甲基苯并噻唑对甲苯磺酸盐，其特征分子式为C
25
H
25
NO5S2；该材料合成方法简单、易操作、原料来源充足、生产成本低廉、化合物晶体合成的产率及纯度高、重复性好，使得其适合扩大化生产的要求；更为重要的是，该有机化合物晶体的倍频效应高达DAST的6.9倍，能够作为一种具有广阔应用前景的性能优良的有机二阶非线性光学材料。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种苯并噻唑盐有机二阶非线性光学材料，其特征在于，所述材料具体为3,4
‑
二
甲氧基苯乙烯基
‑3‑
甲基苯并噻唑对甲苯磺酸盐，其特征分子式为C
25
H
25
NO5S2，其特征分子式为：C
25
H
25
NO5S2。
[0008]进一步的，所述苯并噻唑盐有机二阶非线性光学材料的单晶属于单斜晶系，空间群为P21，晶胞参数为α＝γ＝90
°
、β＝101.66809
°
。
[0009]进一步的，上述苯并噻唑盐有机二阶非线性光学材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0010]步骤1.制备晶体粗产物；
[0011]步骤1
‑
1.首先，采用乙二醇二甲醚溶剂作为反应溶剂，将其倒入装有冷凝回流装置的反应容器中，再分别将2
‑
甲基苯并噻唑粉末与对甲苯磺酸甲酯溶液依次加入反应容器中，其中，2
‑
甲基苯并噻唑与对甲苯磺酸甲酯的摩尔比为1:1，当2
‑
甲基苯并噻唑为0.01
‑
0.05mol时，乙二醇二甲醚溶剂取50
‑
100ml；然后，加入磁转子后对反应容器进行密封处理，打开恒温加热磁力搅拌器，设置反应条件为60
‑
100℃的油浴加热，反应36
‑
48h后过滤得到中间产物；最后，将中间产物加入乙二醇二甲醚溶剂重复洗涤抽滤多次；
[0012]步骤1
‑
2.将中间产物再次加入反应容器中，并加入3,4
‑
二甲氧基苯甲醛，再倒入甲醇溶剂，再滴加哌啶溶液作为催化剂，其中，3,4
‑
二甲氧基苯甲醛与2
‑
甲基苯并噻唑等摩尔比，当3,4
‑
二甲氧基苯甲醛为0.01
‑
0.05mol时，甲醇溶剂取50
‑
100ml，哌啶溶液取1
‑
2ml；加入磁转子后对反应容器进行密封处理，打开恒温加热磁力搅拌器，设置反应条件为60
‑
100℃的油浴加热，反应36
‑
48h将溶剂进行蒸发、干燥处理，得到3,4
‑
二甲氧基苯乙烯基
‑3‑
甲基苯并噻唑对甲苯磺酸盐粉末；
[0013]步骤2.晶体生长；
[0014]步骤2
‑
1.将3,4
‑
二甲氧基苯乙烯基
‑3‑
甲基苯并噻唑对甲苯磺酸盐粉末溶解于甲醇溶剂中，并搅拌溶解2
‑
8h，得到过饱和溶液，其中，当3,4
‑
二甲氧基苯乙烯基
‑3‑
甲基苯并噻唑对甲苯磺酸盐粉末为0.01
‑
0.05mol时，甲醇溶剂取30
‑
50ml；
[0015]步骤2
‑
2.在过饱和溶液中加入晶体生长斜板，将过饱和溶液于50
‑
60℃下恒温保持12
‑
24h，再置于室温下自发成核；
[0016]步骤2
‑
3.5
‑
7天后得到苯并噻唑盐有机二阶非线性光学晶体材料。
[0017]基于上述技术方案，本专利技术的有益效果在于：
[0018]本专利技术提供的有机化合物3,4
‑
二甲氧基苯乙烯基
‑3‑
甲基苯并噻唑对甲苯磺酸盐具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种苯并噻唑盐有机二阶非线性光学材料，其特征在于，所述材料具体为3,4
‑
二甲氧基苯乙烯基
‑3‑
甲基苯并噻唑对甲苯磺酸盐，其特征分子式为：C
25
H
25
NO5S2。2.按权利要求1所述苯并噻唑盐有机二阶非线性光学材料，其特征在于，所述苯并噻唑盐有机二阶非线性光学材料的单晶属于单斜晶系，空间群为P21，晶胞参数为，晶胞参数为α＝γ＝90
°
、β＝101.66809
°
。3.按权利要求1所述苯并噻唑盐有机二阶非线性光学材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.制备晶体粗产物；步骤1
‑
1.首先，采用乙二醇二甲醚溶剂作为反应溶剂，将其倒入装有冷凝回流装置的反应容器中，再分别将2
‑
甲基苯并噻唑粉末与对甲苯磺酸甲酯溶液依次加入反应容器中，其中，2
‑
甲基苯并噻唑与对甲苯磺酸甲酯的摩尔比为1:1、具体为0.01
‑
0.05mol，乙二醇二甲醚溶剂为50
‑
100ml；然后，加入磁转子后对反应容器进行密封处理，打开恒温加热磁力搅拌器，设置反应条件为60
‑
100℃的油浴加热，反应36
‑
48h后过滤得到中间产物；最后，将中间产物加入乙二醇二甲醚溶剂重复洗涤抽滤多次；步骤1
‑
2.将中间产物再次加入反应容器中，并加入3,4
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：许向东，胡文杰，张敏刚，李双青，蒋亚东，孙瑞良，唐佳辉，张丰尧，时友水，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：