新型有機色素類三階非線性光學材料的合成及性能研究.pdf

1、有機非線性光學材料尤其是有機三階非線性光學材料是當前有機功能材料的前沿研究課題之一。有機三階非線性光學材料可廣泛應用于光通信、光計算、光存儲、光全息術、激光醫(yī)療和激光武器等領域。 論文設計并合成了雙偶氮-9，10-葸二酮，偶氮-1，3,4-噻二唑，對稱型苯并二呋喃酮等三大系列共41個可用作有機三階非線性光學材料的新型有機色素類化合物；研究了化合物在非共振狀態(tài)下的三階非線性光學性能；探討了分子結構與三階非線性光學性能之間的關系。

2、 以2,6-二氨基蒽醌或1,5-二氨基蒽醌為原料，用亞硝酰硫酸進行雙重氮化，再與苯胺、苯酚或取代苯酚發(fā)生偶合反應合成了16個雙偶氮-9，10-蒽二酮類化合物，其中14個為新化合物，收率為14.0～65.2％。 以甲酸或乙酸為原料，與氨基硫脲脫水環(huán)合制備了2-氨基-1，3，4-噻二唑和2-氨基-5-甲基-1，3，4-噻二唑，收率分別為63.4％和64.3％。以對氯苯甲醛為原料，與氨基硫脲先縮合，再用三氯化鐵氧化環(huán)合制備了2-

3、氨基-5-對氯苯基-1，3，4-噻二唑，收率為47.3％。制得的2-氨基-5-烴基-1，3，4-噻二唑用亞硝酰硫酸進行重氮化，再與苯酚、取代苯酚或萘酚發(fā)生偶合反應合成了21個偶氮-1，3，4-噻二唑類化合物，其中16個為新化合物，收率為19.6～58.8％。 以苯甲醛或取代苯甲醛為原料，與氯仿和氫氧化鈉用相轉移催化法制備了扁桃酸或取代扁桃酸，收率為86.8～90.1％。制得的扁桃酸或取代扁桃酸與對苯二酚脫水環(huán)合，再經(jīng)氧氣氧化合成

4、了4個對稱型苯并二呋喃酮類化合物，其中1個為新化合物，收率為32.6～40.0％。 41個目標化合物由IR、<'1>HNMR和元素分析進行了結構確證和UV吸收光譜性能測定。探索了化合物的合成方法和反應機理過程，實驗考察了關鍵合成反應的工藝條件。 在分析三階非線性光學性能原理和參數(shù)模型的基礎上，采用飛秒激光，應用簡并四波混頻測量技術，測試并計算擬合了41個目標化合物在非共振狀態(tài)下的三階非線性光學極化率X<'(3)>，非線性

5、折射率n<,2>，分子二階超極化率γ，以及響應時間τ等性能參數(shù)。雙偶氮-9,10-蒽二酮類化合物的X<'(3)>為2.62～3.93×10<'-13>esu，n<,2>為4.82～7.24×10<'-12>esu，γ為2.57～3.84×10<'-13>esu，τ為86～116fs。偶氮-1，3，4-噻二唑類化合物的X<'(3)>為3.31～4.29×10<'-13>esu，n<,2>為6.08～7.89×10<'-12>esu，γ為3

6、.44～4.29×10<'-31>esu，τ為69～112fs。對稱型苯并二呋喃酮類化合物的X<'(3)>為2.86～3.21×10<'-13>esu，n<,2>為5.26～5.91×10<'-12>esu，γ為2.92～3.42×10<'-31>esu，τ為88～98fs。 探索了分子結構與三階非線性光學性能之間的關系。離域能小的共軛骨架，非中心對稱結構，長的共軛鏈，吸供取代基的引入，取代基強的供電子性或吸電子性，長的吸供電子