[發(fā)明專利]具有雙光子聚合引發(fā)特性的三苯胺－萘多枝分子

無效

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• 申請日: 2008-08-18
• 公開（公告）號: CN101348537A
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發(fā)明（設計）人: 王筱梅;張唯舟;楊平;陳慶
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C08F2/46
• 分類號: C08F2/46;C08F220/14
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務所有限公司
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發(fā)明涉及一類三苯胺-萘多枝分子，具有強雙光子吸收性質，對甲基丙烯酸類樹脂具有優(yōu)良的雙光子聚合引發(fā)特性。

背景技術

雙光子吸收是指在強光激發(fā)下，利用近兩倍于樣品的線性吸收波長的光源激發(fā)樣品，使其通過一個虛中間態(tài)直接吸收兩個光子躍遷至高能態(tài)的過程，其特征為介質對這種波長較長的光的吸收和色散均小，光波的穿透能力強，且由于躍遷幾率與入射光強度的平方成正比，在激光束緊聚焦條件下，樣品受激范圍限制在λ³體積內，使得激發(fā)具有高度的空間選擇性。雙光子吸收材料的這些特性使其在雙光子聚合微加工制作、高密度光存儲、光子晶體、雙光子熒光顯微成像等領域具有誘人的應用價值。

雙光子三維微加工制作是近年發(fā)展起來的一種新型光聚合技術。在雙光子聚合體系中，采用穿透能力強的長波長激光引發(fā)雙光子聚合反應，可以把聚合反應的尺寸限制在微米、亞微米甚至納米量級，因而可在聚合體系內實現(xiàn)深層次的三維微加工。如光子晶體是一種對光波可調控的周期性微結構，具有調節(jié)光子運動狀態(tài)的特性。目前雙光子光聚合技術是制作光子晶體周期性微結構的最簡便的方法。因此，雙光子聚合反應微結制作技術已引起世界范圍內的廣泛關注。2001年，日本科學家Kawata等利用超短脈沖激光誘導光刻膠發(fā)生雙光子聚合反應，利用波長為780nm的近紅外飛秒脈沖激光雕刻出了一個血紅細胞大小的公牛像(稱為“納米牛”)，其激光加工分辨率達到了120nm，突破了傳統(tǒng)光學理論的衍射極限，實現(xiàn)了利用雙光子加工技術制造亞微米精度的三維結構。“納米牛”的出現(xiàn)引起了人們對雙光子加工技術的極大關注，世界各國均廣泛開展了相關研究工作。鑒于雙光子聚合技術具有高精度、高密度三維加工特點，可望不久的將來在光子學器件、微機電系統(tǒng)等領域得到廣泛的應用。

在雙光子聚合技術中，要求引發(fā)光聚合的活性物種(通常稱為光引發(fā)劑)能夠同時吸收兩個光子，從而產(chǎn)生活性物質(自由基或離子)引發(fā)聚合反應。目前，高效的雙光子聚合引發(fā)劑尚無商業(yè)化產(chǎn)品，利用傳統(tǒng)的紫外光引發(fā)劑(如Benzil)引發(fā)聚合樹脂在三維微加工方面雖有報道，但由于引發(fā)劑分子的雙光子吸收截面小，導致聚合系統(tǒng)的聚合效率低、光敏度低以及分辨率低。因此，有關高效雙光子聚合引發(fā)劑的開發(fā)一直是該領域的熱點之一。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的是提供一類具有強雙光子吸收性質、對甲基丙烯酸類樹脂具有優(yōu)良的雙光子聚合引發(fā)特性的三苯胺-萘多枝分子。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種具有雙光子聚合引發(fā)特性的三苯胺-萘多枝分子，是以三苯胺為電子給體(D)，分別在三苯胺的4，4’-位通過碳碳雙鍵連接具有電子受體特性(A)的萘環(huán)，構成“Y—pn結”拓撲結構，以“Y—pn結”為連接中心，共軛連接取代基團形成的三苯胺-萘多枝分子，其結構通式為：

式中，R₁選自H、羧基、溴原子、溴代萘基、4-乙烯吡啶基、4-N，N-二苯氨基苯乙烯基中的一種；

R₂、R₃分別選自H、羧基、溴原子、4-乙烯吡啶基、4-N，N-二苯氨基苯乙烯基中的一種。

其中，“Y形—pn結”拓撲結構，具有很強的分子內電荷轉移能力，以“Y—pn結”為連接中心，共軛連接不同的取代基形成大共軛體系的多枝分子，具有強雙光子吸收特性。

上述技術方案中，當R₁為-溴代萘基、R₂和R₃同時為溴原子時，所述分子結構式為，

當一個取代基為H或羧基，另兩個為通過碳碳雙鍵連接三苯胺基時，分子結構式分別為，

當取代基為4-溴代萘或通過碳碳雙鍵連接吡啶基團時，分子結構式分別為，

當取代基為4-溴代萘或通過雙鍵連接三苯胺基團時，分子結構式分別為，

本發(fā)明的上述化合物分子的制備方法參見實施例中的說明。

由于上述技術方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列特性：

1.本發(fā)明以三苯胺基團與萘環(huán)連接構成“Y形-pn結”拓撲中心，再共軛連接不同的取代基形成大共軛體系的多枝分子，因而具有強雙光子吸收。在800的飛秒鈦寶石激光器(300mW，重復頻率140Hz)激發(fā)下具有明顯的雙光子吸收能力；如實施例2化合物的雙光子吸收截面達2312GM(見表1)；