[發明專利]芘-氟苯腙及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710187486.8
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN106946737B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 侯紅衛;許文娟
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: C07C251/86
• 分類號: C07C251/86;C07C249/16;C09K11/06
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 張智偉

技術領域

本發明屬于三階非線性光學材料領域，具體涉及芘-氟苯腙及其制備方法和應用。

背景技術

三階非線性光學效應是指材料與強光作用后，由于出現非線性極化而產生的各種光學物理現象。三階非線性光學材料在光學通訊、光信息處理余光信號控制、光受限與閾值監測、光計算機等方面顯示出誘人的應用前景，因此探索新型三階非線性光學材料的研究與開發工作，一直受到各國科學家們的重視。有機分子三階非線性光學材料因具有寬的響應波段、良好的柔韌性、高的光損傷閾值和較低成本、易于合成、可以進行裁減和修飾等優點而備受關注。

發明內容

本發明的目的在于提供一種芘-氟苯腙及其制備方法和應用。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

芘-氟苯腙，其通式如下：

，其中，R₁~R₅中至少一個為F，其它則為H。

較好地，所述芘-氟苯腙為化合物1、化合物2、化合物3或化合物4，化合物1~4的結構式分別為：

、、、。

本發明提供了兩種方法，具體為：

制備方法①：將1-芘甲醛、氟取代苯肼溶解在甲醇中，再加入冰醋酸，攪拌，加熱回流（68~75℃）4~5h，冷卻過濾，純化，即得目標產品。

較好地，按摩爾體積比計，1-芘甲醛∶氟取代苯肼∶甲醇∶冰醋酸=1mmoL∶1~1.5 mmoL∶18~23mL∶0.4~0.6mL。

制備方法②：將1-芘甲醛、氟取代苯肼鹽酸鹽溶解在甲醇中，再加入醋酸鈉和冰醋酸，攪拌，加熱回流（68~75℃）4~5h，冷卻過濾，純化，即得目標產品。

較好地，按摩爾體積比計，1-芘甲醛∶氟取代苯肼鹽酸鹽∶甲醇∶醋酸鈉∶冰醋酸=1mmoL∶1~1.5 mmoL∶18~23mL∶1~1.5 mmoL∶0.4~0.6mL。

兩種制備方法的區別僅在于原料為氟取代苯肼還是其鹽酸鹽，當選擇氟取代苯肼作為原料時，不需要加入醋酸鈉，而當選擇氟取代苯肼鹽酸鹽作為原料時，則需要加入醋酸鈉。

所述芘-氟苯腙作為三階非線性光學材料的應用。

大量研究表明形成有效的推拉電子對是產生三階非線性光學性能的關鍵，同時，具有共振結構的分子由于具有雙向電子轉移能力和高度的電子離域，也往往表現出很好的三階非線性光學性能。因此，在此理論的基礎上本發明合成了以-NH-N=CH-結構作為母體、具有推拉電子對的芘-氟苯腙化合物，其中，不同取代的氟苯為吸電子基團、芘基為給電子基團，形成有效的推拉電子結構。

有益效果：

本發明所述芘-氟苯腙合成路線簡單、成本低廉、處理方便以及產率較高，有較大的發展前景。本發明芘-氟苯在515 nm處的飛秒激光Z掃描測試中表現出良好的三階非線性吸收性質，說明該發明芘-氟苯可成為潛在的三階非線性光學材料，且本發明可選擇不同吸電子基團來調節三階非線性光學性能。同時，實驗結果證明吸電子基吸電子能力越強非線性越好，本發明也為探究三階非線性光學材料提供思路。

附圖說明

圖1：化合物1~4 (5×10^-5M)在DMF中的紫外可見吸收光譜，1-化合物1，2-化合物2，3-化合物3，4-化合物4。

圖2：化合物1（1mg/mL）在515 nm波長飛秒激光下的開孔Z掃描曲線。

圖3：化合物2（1mg/mL）在515 nm波長飛秒激光下的開孔Z掃描曲線。

圖4：化合物3（1mg/mL）在515 nm波長飛秒激光下的開孔Z掃描曲線。

圖5：化合物4（1mg/mL）在515 nm波長飛秒激光下的開孔Z掃描曲線。

圖6：溶劑DMF在515 nm波長飛秒激光下的開孔Z掃描曲線。

具體實施方式

實施例1

化合物1的結構式為：

；

化合物1的合成路線如下：

；

化合物1的合成步驟：將1-芘甲醛的甲醇溶液（0.5 mmol 1-芘甲醛+15 mL甲醇）滴加到4-氟苯肼鹽酸鹽和醋酸鈉的甲醇溶液（0.7mmol 4-氟苯肼鹽酸鹽+0.7mmol醋酸鈉+5 mL甲醇）中，再加0.5 mL冰醋酸，70℃加熱攪拌回流5 h，冷卻過濾，用二氯甲烷和甲醇重結晶（V_(DCM)∶V_(MeOH)=1∶3），即可得到最終產物化合物1。