[發明專利]4-（4-二甲基氨基苯乙烯基）甲基吡啶3-羧基-4-羥基苯磺酸鹽、其非線性光學晶體及制備方法

有效

• 申請號: 201010139345.7
• 申請日: 2010-03-31
• 公開（公告）號: CN101823995A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 楊洲;尹建紅;曹珺;郝洪蕾;楊槐;王樂
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C07D213/38
• 分類號: C07D213/38;C30B29/54;C30B7/08
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 劉淑芬

技術領域

本發明涉及非線性光學領域，特別涉及一種4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶3-羧基-4-羥基苯磺酸鹽及其制備方法、其二階非線性光學晶體及制備方法?

背景技術

非線性光學在高速光通訊、光信息處理和光電子學等應用領域具有重要的作用，非線性光學材料的研究和發展是將來實現全光通訊的重要基礎。其中，非線性光學晶體由于可以用來進行激光頻率轉換，擴展激光的波長；用來調制激光的強度、相位；實現太赫茲波的產生與探測等等，已經得到了廣泛的應用。目前，國內外使用的非線性光學晶體主要是鈮酸鋰為代表的無機晶體。?

有機晶體材料與無機晶體材料相比其具有以下優點：(1)較快的響應時間(亞皮秒級)；(2)較大的非線性系數(通常比無機晶體高1～2個數量級)；(3)較小的能量損失；(4)較小的介電常數；(5)易加工性。因此，有機非線性光學材料在光存儲和光數據處理方面具有更大的應用潛力。?

4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶對甲基苯磺酸鹽(DAST)是目前被研究得最多的一種有機非線性光學晶體，是該領域的一種標志性材料。但這種材料也有缺點：首先是它的分子排列還沒有達到最優化，理論上其二階光學非線性還有很大的提高余地；其次，這種材料的晶體生長條件苛刻，需嚴格除水，否則由于結合水分子得到中心對稱結構的晶體而不具有二階非線性。?

因此，在非線性光學領域中的一個重要研究目標是得到具有更大非線性和寬松晶體生長條件的新材料。?

發明內容

本發明的一個目的是提供一種如下式1所示的4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶3-羧基-4-羥基苯磺酸鹽(分子式C₂₃H₂₄N₂O₆S，簡稱DSCHS)：?

式1?

本發明還提出了一種上式1所示的4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶3-羧基-4-羥基苯磺酸鹽的制備方法，該方法具體包括以下步驟：?

1)4-甲基吡啶和碘甲烷作用形成1，4-二甲基吡啶碘鹽；?

2)使步驟1)的1，4-二甲基吡啶碘鹽和對二甲氨基苯甲醛在催化劑作用下反應生成4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶碘鹽；?

3)將步驟2)中得到的4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶碘鹽溶于水中，再加入過量的3-羧基-4-羥基苯磺酸鈉飽和水溶液進行置換，將得到的沉淀純化即得4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶3-羧基-4-羥基苯磺酸鹽。?

本發明還提出了一種由所述的4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶3-羧基-4-羥基苯磺酸鹽形成的DSCHS二階非線性光學晶體，其特征在于：該晶體屬于三斜晶系，空間組群為P1，晶胞參數a＝7.1334，b＝8.5394，c＝9.9650，v＝524.4，z＝1。?

本發明還提出了所述DSCHS二階非線性光學晶體的制備方法，，?

該方法包括如下步驟：?

1)按照上述方法制備4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶3-羧基-4-羥基苯磺酸鹽的步驟；?

2)將步驟1)的4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶3-羧基-4-羥基苯磺酸鹽溶于1∶1的甲醇/水溶液中制取45-50℃的飽和溶液，緩慢降溫生長晶體。?

該晶體的生長條件寬松，與DAST相比不需要嚴格除水，甚至可以在水溶液中生長；且其熔點大于300℃，具有較好的熱穩定性。?

本發明還提出了上述DSCHS二階非線性光學晶體在激光頻率轉換中的應用。?

用波長為1907nm的激光測得DSCHS材料的粉末二次諧波強度是尿素的1300倍，優于DAST，紫外-可見吸收光譜測定表明，最大吸收峰在474nm，透光范圍為560nm以上。?

附圖說明

圖1是偏光顯微鏡下旋轉45度前DSCHS晶體形貌。?

圖2是偏光顯微鏡下旋轉45度后DSCHS晶體形貌。?

圖3是晶體結構圖：沿不同晶軸方向DSCHS晶體結構。?

圖4是DSCHS的紫外吸收光譜圖。?

具體實施方式

本發明中所用的原料及試劑均為普通的市售可得的試劑。?

制備實施例?

本發明的4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶3-羧基-4-羥基苯磺酸鹽的制備方法如以下反應方案1所示，?

反應方案1?