JPH06509111A - 極性ジスルホン官能基化分子を含有する非線形光学物質 - Google Patents
極性ジスルホン官能基化分子を含有する非線形光学物質Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
極性ジスルホン官能基化分子を含有する非線形光学物質発明の技術分野
本発明は、(i)極性ジスルホン官能基化分子(PDFM)を組込まれたポリマ
ー組成物を含有する非線形光学(NLO)組成物、(ii )非線形光学組成物
の製造方法、(ii) NLOレスポンスを発生させる方法、(iv )新規な
PDFM類、(v)新規なポリマー類、および(vi )PDFMの新しい製造
方法に関する。
発明の背景
光の方向、周波数、振幅および位相に影響を与える有機のNLO組成物が開発さ
れている。一般的な有機NLO組成物は極性NLO分子を組込まれたポリマー組
成物を含有している。一般的な極性NLO分子は共役π電子系で連結された電子
供与体と電子受容体の基をもっている。光がNLO組成物を通過するときに、組
込まれた極性分子がNLOレスポンスを発する。極性NLO分子は、2種の異な
る方法のうちの一方を用いてポリマー組成物に組込まれている。
第一の方法では、極性NLO分子はポリマー組成物に溶解される。
極性NLO分子は“ゲスビと呼ばれ、ポリマー組成物は“ホスト”と呼ばれてい
る。このような“ゲスト−ホスト”組成物では、NLOゲスト分子は、ポリマー
ホスト中にホストと結合することなく分散してポリマーNLO組成物を形成して
いる。ゲスト−ホストポリマーNLO組成物は、例えばヨーロッパ特許願公開第
A−0,218,938号および米国特許第4.707.303号に開示されて
いる。
第二の方法では、極性NLO分子は、ポリマー組成物中に、該分子をポリマーに
共有結合させることによって組込まれる。NLO基を共有結合されたポリマーの
例は米国特許第5.006.729号に開示されている。
極性NLO分子が、ポリマー組成物中に分散によって組込まれているかまたは結
合で組込まれているかにかかわらず、その分子はNLOレスポンスを達成するよ
うに配列される必要がある。NLO組成物は、光学的にレスポンスを行う分子が
非中心対称的に配列されると二次レスポンスχ121(カイ二乗)を表示するこ
とができることが知られている。非中心対称であるということは組成物中に反転
対称性が存在しないことを意味する。非中心対称の分子配列は、そのポリマー組
成物をそのガラス転移温度(Tg)まで加熱し、次にポリマー組成物を通じて直
流電界を加えて、組込まれているNLO分子を加えた電界の方向に整列させ〔“
ポーリング(poling)”と呼ばれている〕、次に電界は加えたま\でポリ
マー組成物をTgより低い温度に冷却することによって達成されている。
以下の刊行物はNLO物質についての一般的な背景の情報を提供している。すな
わちR,Dagani、 ”Chemists Crucial to Pro
gress 1nNonlinear 0ptical Materials″
、 Chew、 & Eng、 News 21〜25頁、1990年6月11
日; S、Tripathyら、 ”Non1inear 0ptics an
d OrganicMaterials″、 ChemLech 747〜75
2頁1989年12月りならびにり、S、 ChemlaおよびJ、Zyss、
”Non1inear 0ptical Properties of Or
ganicMolecules and Crystals”、1巻および■巻
、n−7章および■−8章Academic Pr5s、米国、ニューヨーク1
987年である。
米国特許第3.932.526号、同第3.933.914号、同第3.984
.357号、同第4.018.810号、同第4.069.233号、同第4.
156.696号および同第4.357.405号にはPDFM類およびその製
造法が開示されている。
PDFMは触媒、染料および増感剤として有用であると開示されている。
これらの特許は、PDFMがポリマー組成物中に非中心対称的に配列されたとき
に二次NLO作用を与えることを教示も示唆もしていない。
1、 l、Malentinaら、In5t、Org、Che+++、、 Ac
ad、Sci、Ukrainian SSR。
Plenum Publishing 1980年(Zhurnal Orga
nicheskoi Khimii、 v、15゜n、ll、 l)p、241
6〜2417.1979年11月からの翻訳)には、ジスルホニルフルオリド、
p −(CH,)2NC,11,lJl =C(So□F)tのメタンジルスル
ホニルフルオリドと4−メチルアミノベンズアルデヒドとからの製造が開示され
ている。ジスルホニルフルオリドの用途は全く開示されていない。
米国特許第4.973.429号には、NLO特性を有する有機組成物が開示さ
れている。その有機組成物は薄膜の形態であり、下記式:〔式中、Xは=CH−
または=N−であり、R1はC1t Cs。アルキルであり、R2は水素または
C,−C,。アルキルであり、R3は−NO,,−CN、−CF、、−COCF
、、−3O,CH,または−5otcpsであり、R4は水素またはR1と同し
定義であり、R’は水素または−NR’R’(R’とR”は互いに独立して水素
またはC,−C,。アルキル)であり、およびそのアルキルラジカルはいずれも
部分的にフッ素化または過フッ素化されることがある〕で表される化合物を含有
している。
米国特許第5.006.729号には、π共役基で電子受容体基に連結された電
子供与体基を含有するNLO化合物が開示されている。その電子受容体は、アル
キル、ヒドロキシアルキル、アルキルメタクリレートおよびアルキルアクリレー
トの部分からなる群から選択される置換基を含有するスルホン基である。そのス
ルホン基は、下記式:(式中、Dは電子供与体の基であり、πは共役基を表し、
およびR1は上記置換基のうちの一つである)で表される。
米国特許第4.973.429号および同第5.006.729号に開示された
化合物を説明するのに上記のり、 R,およびR’−R’を用いたのは、本発明
を説明するため以下に類似の記号を使用することによって混同されることがない
ようにするためである。
発明の要約
本発明は二次NLOレスポンスを発する新しい組成物を提供するものである。こ
の新しい組成物は、光学的に透明なポリマー組成物中に組込まれかつ非中心対称
に配列されたPDFMを含有している。
他の態様において、本発明は、PDFMを光学的に透明なポリマーに組込み次い
でその組込まれたPDFMを非中心対称的に配列させることからなるNLO組成
物の製造方法を提供するものである。
別の態様において、本発明は、組込まれ次いで非中心対称的に配列されたPDF
Mを含有する光学的に透明なポリマー組成物を含有するNLO組成物に光を通過
させることからなる二次NLOレスポンスを発生させる方法を提供するものであ
る。本発明のNLO組成物に対して用いる好ましい光の波長は、約400〜20
00r+mの範囲内にあり、より好ましくは600〜1600nmの範囲にある
。
さらに他の態様において、本発明は、共有結合された複数の極性部分を含有する
ポリマーであって、その極性部分が、ジスルホン基からなる電子求引性基、電子
供与基、および前記の電子求引性基と電子供与基との間に配置された共役基から
なるポリマーを提供するものである。
さらに別の態様において、本発明は新しいPDFMおよびPDFMの新しい製造
方法を提供するものである。新しいPDFMについては下記の本発明の詳細な説
明で述べる。PDFMの新しい製造方法は、ビニルエーテルジスルホン分子類、
エナミンジスルホン分子類、または活性メチル基もしくは活性メチレン基を有す
るアルケニルジスルホン分子類を、電子供与基を有する分子と反応させることか
らなり、ただしくi)反応物がビニルエーテルジスルホン分子類を含有している
場合は、電気供与基を有する分子は活性芳香族分子類、活性複素環分子類、ダイ
ベース類(dye bases)またはグイオレフィン類(dyeolefin
s)を含有し; (ii)反応物がエナミンジスルホン分子を含有している場合
は、電子供与基を有する分子はグイベース類またはダイオレフイン類を含有し;
および(ii)反応物が活性メチル基もしくは活性メチレン基を有するアルケニ
ルジスルホン分子を含有している場合は、電子供与基を有する分子はアルデヒド
類またはそれから誘導されたアセタール類を含有する方法である。
本発明において、PDFMを組込まれた光学的に透明なポリマー組成物は、PD
FMが非中心対称的に配列されると二次NLO作用を提供することが発見された
のである。また、PDFMを組込まれた組成物が比較的狭いバンドの波長の光を
吸収することも発見された。後者の発見は特に重要である。なぜならばNLO組
成物が作動する好ましい波長においてNLO組成物が吸収する光の量ができるだ
け少ないことが非常に望ましいからである。この利点をもっているので本発明の
NLO組成物は、NLOの用途に対して、比較的大きな範囲の波長にわたって有
用である。
本願で用いられる場合、
“ジスルホン官能基化”および“ジスルホン基”という用語は、同じ炭素原子に
結合された2個の一3Ot−ラジカルを有する分子基を意味する。
“ダイベース”という用語は、四級化された複素環アンモニウム塩から誘導され
かつそのアンモニウム塩の窒素原子に共役的に配置された電子的に反応性オレフ
ィンのメチレン基もしくはメチン基を含有する化合物を意味する。
“ダイオレフイン”という用語は、エチレン基に共役的に配置された電子供与基
を有し、そのオレフィンのメチレン基が電子的に反応性である1、l−ジアリー
ルエチレンを意味する。
“電子供与性”という用語はπ電子系の電子密度に寄与する基を意味する。
“電子求引性”という用語はπ電子系から電子密度を引きつける基を意味する。
“光学的に透明の”という用語は5デシベル/ c+o (dB/ c+n)未
満の減衰性を有することを意味する。
“極性の”という用語は双極子モーメントをもっていることを意味する。
図面の簡単な説明
図1は第二調和光を発し検出する装置の概略説明図である。
図2は偏光の電子光学変調を行う装置の概略説明図である。
発明の好ましい実施態様の詳細な説明
好ましい実施態様として、本発明には光学的に透明なポリマー組成物にPDFM
を組込まれたNLO組成物が含まれ、その組込まれたPDFMは非中心対称に配
列され、かつ(i)ジスルホン基を含有する電子求引性基、(■)電子供与基、
および(ii)該電子求引性基と電子供与基の間に配置された共役基をもってい
る。その共役基は1〜6個の二重結合を有するものが好ましく、2〜5個の二重
結合を有するものがさらに好ましい。用語“二重結合”は、本願で用いられる場
合、ケクレ方式で表される芳香族および複素環芳香族の核の“共鳴結合0を含む
。
化学基の電子供与性は種々の方法で測定することができる。ノ1メットジク7m
(a)は、例えば、N、 B、 ChapmanおよびJ、 5horter
編集、米国、ニューヨーク州、ニューヨークP!enum Publ、 197
2年発行のAdVanCeS in Linear−Free−Energy
Re1ationships”の特に28〜30頁、41〜45頁および50〜
52頁にO,Exnerが示しているように特に共役状態下のシグマパラ値(σ
、)が、基の電子供与性能の承認されている尺度である。ゼロ未満のσ、値を有
するバラ位の基は本発明に有用な電子供与性能をもっている。しかしPDFMの
電子供与基はσ2値が−0,3未満の方が好ましく、−0,5未満の方がさらに
好ましい。またオルト位の電子供与基も本発明に有用であるが、一般に有用性は
幾分低い。
PDFMは下記式Iで表される。
式中、nは0.1または2であり1または2が好ましい;R’ とR2は各々独
立して水素もしくは約1〜4個の炭素原子を有するアルキル基(例えばメチル、
エチル、プロピル、イソプロピル、ブチルおよび5ec−ブチル)を表し、また
は介在する懸垂炭素原子とともに結合して5員もしくは6員の炭素環式もしくは
複素環式リングを形成し、nが2の場合、R1とR′は懸垂炭素原子と種々の結
合を行い5員もしくは6員の炭素環式もしくは複素環式のリングを形成すること
ができる(すなわちR1とR1、R1とR1またはR1とR2が懸垂炭素原子と
結合して5員もしくは6員の炭素環式もしくは複素環式のリングを形成すること
ができる);R;とR;は各々独立してフッ素もしくは炭素原子数が1−10個
、好ましくは1〜4個の飽和フッ素化アルキル基を表し、またはジスルホン基と
ともに結合して2,3または4個の炭素原子をそれぞれ含有する5、6もしくは
7員のリングを形成し、これらの炭素原子はフッ素化され、好ましくは高度にフ
ッ素化され、より好ましくは過フッ素化されている(過フッ素化とは炭素原子に
結合している全水素原子がフッ素原子で置換されたことを意味する);ならびに
Zは電子供与性置換基、活性複素環芳香族基、ダイベース由来の基またはグイオ
レフィン由来の基を有するアリール基を表す。
式Iまたは以下に示す他の式のいずれの構造も、特別の二重結合の幾何構造(例
えばシスまたはトランス)を意味しない。
R;とR1が1〜IO個の炭素原子を有する飽和フッ素化アルキル基を表す場合
、フッ素以外の例えばハロゲン類(例えば塩素)または水素のような原子がこれ
らの炭素原子に結合していてもよい。
R;とR:中の−SO3−基に隣接してる炭素原子およびその次に隣接している
炭素原子の大部分はフッ素化されているのが好ましく、過フッ素化されているの
がさらに好ましい。各炭素原子に結合している原子でフッ素原子でないのは1個
までが好ましい。例えばNLO組成物の単位容積当りのNLO活性分子基の数を
最大にしようとするときのように特に分子量の制限がある場合、R;とRjとし
てはCF。
が一層好ましい。飽和フッ素脂肪族基は、直鎖もしくは分枝鎖、環式、または環
式基を含有する直鎖でもよい。その上に、フッ素脂肪族基は、2個の炭素原子を
連結する酸素原子を含有していてもよく(例えば−CFzOCFt ) 、また
は3個の炭素原子を連結する窒素原子を含有していてもよい(例えば−CFI(
CF3)NCF2 )。典型的なフッ素脂肪族基としては、ペルフルオロメチル
、ペルフルオロイソプロピル、ペルフルオロブチル、ペルフルオロオクチル、ペ
ルフルオロドデシル、ペルフルオロ−(4−エチルシクロヘキシル)、ω−クロ
ロペルフルオロヘキシル、2−ヒドロペルフルオロプロピルおよびペルフルオロ
−(3−N−モルホリノプロピル)がある。さらに上述のように、R;とR;は
結合して−CFt −CFt −。
−CF、 −CF、−CF、−および−CFz CFt CFI CFI−のよ
うな基を形成してもよい。このような場合、5.6または7員のリングが生成す
る。
Zが電子供与基で置換されているアリール基を表す場合、その基或中、A「−は
6〜IO個の環原子を有する一価のアリール基を示し;Yは、式R”R’N−で
表されるアミノ基、式R”0−で表されるエーテル基もしくは式R”S−で表さ
れるチオエーテル基のような約20個までの原子を有する一価の電子供与置換基
(好ましくは電子供与基と電子求引基の間に延びる共役系に対して共役的に配置
されている)を表し、これらの式中R3とR4は独立して、1〜12個の炭素原
子(好ましくは1〜4個の炭素原子)を有する一価のアルキル;1〜4個の炭素
原子を有するシアノアルキル(好ましくはシアノメチルもしくはシアノエチル)
;6〜IO個の環原子を有しかつ炭素原子の合計が約15個未満のアリール、ア
ルカリールもしくはアリーレン基(好ましくはフェニル、トリルもしくはフェニ
レン);1〜3個の炭素原子を有するアルキレン、アルキレンオキシ、アルキレ
ンtert−アミノもしくはアルキレンチオ;1〜3個の環原子を有するアルキ
レンアシルアミノ;炭素原子の合計数が約15までのアラルキル基(例えばベン
ジル);またはR3とR4は窒素原子とともに結合しく共役芳香族環上に任意に
隣接して位置している)1つ以上の5員もしくは6員の複素環を形成してもよい
;Xは、1個〜約20個の原子を有する一価の置換基であり、例えばフルオロ、
クロロ、ブロモもしくはヨードのようなハロ;置換または未置換の上記定義のア
リール基Ar−(Ar−は置換されていてもよく (例えば上記定義の電子供与
基Yで置換されてもよい)〕、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチ
ルおよび4−クロロブチルのような炭素原子数が1〜4の低級アルキルもしくは
置換低級アルキル:メトキシ、エトキシ、n−プロポキシまたはイソプロポキシ
のような炭素原子数が1〜4のアルコキシ基;4−クロロブチルもしくはクロロ
メチルのような炭素原子数が1〜4のハロアルキル;アセトキシもしくはブチロ
キシのような炭素原子数が1〜4のアシルオキシ基;N−エチルアセトアミドの
ような炭素原子数が1〜10のアシルアミド基;2,3−メチレンジオキシ、2
.3−)リメチレンもしくは2.3−テトラメチレンのような炭素原子数が3〜
10の飽和環もしくは複素環;メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、アセチ
ルチオのような炭素原子数が1−10のアルキルチオ基;フェニル、m−トリル
、p−アニシルのような環原子6〜lO個を有するアリールもしくは置換アリー
ル;ベンジルのような炭素原子数7〜15のアラルキル基;炭素原子数2〜15
のアルケニル;または炭素原子数が8〜15のアラルケニル基例えばβ−スチリ
ル、アリルなどである;
には1または2で好ましくはlである;およびmは0〜6の整数である(0”は
本願では整数とみなす)。
kが2であるかまたはmが2以上の場合、各Yと各Xはそれぞれ互いに異なるこ
とは理解すべきである。例えばkが2の場合、第一のYは(CtHs)tN−で
あり、第二のYはCtHsO−である。
式Hのアリール基の例としては、4−ジメチルアミノ−1−ナフチル、6−クロ
ロ−4−ジエチル−アミノ−1−ナフチル、2,4゜5−トリメトキシフェニル
、2−フルオロ−4−ジメチルアミノフェニル、3−フルオロ−4−ジメチルア
ミノ−5−エトキシ−フェニル、3.4−メチレンジオキシフェニル、2−クロ
ロ−4−N−ビロリージノフェニル、N−ブチル−5−インドリノ、N−エチル
−6−(1,2,3,4−テトラヒドロ)キノリノ、N’−(2°。
−エチルへキシル)−4−(N−ピペラジノ)フェニル、2.4−ビス(メチル
チオ)フェニル、2−メチル−4−(4’ −メチルピペリジノ)フェニル、4
−(N−2° −クロロエチル−N−プロピルアミノ)−フェニル、4−(N−
メチルアセトアミド)フェニル、2−(N−ピペリジノ)−フェニル、4−(N
’ −フェニルピペラジノ)フェニル、4−(N−モルホリノ)−フェニル、4
−(N−ピロリジノ)−3−フルオロフェニル、および4−ジュロリジノがある
。
Zが活性複素環芳香族基を示す場合、その基は式■:芳香族核を示す;
VはXを表すか、または上記の一価の複素環核中の原子と結合して、6員芳香族
核を完成するのに必要な原子を示す;gはO〜4の整数:および
EはS、 OlまたはNR’であり好ましくはNR’である(NR’のR′は約
20個までの炭素原子(好ましくは1〜10個、さらに好ましくは1〜4個の炭
素原子)を含有する置換基を表し、非環式炭化水素の置換基(置換もしくは未置
換)好ましくは1〜13個の炭素原子を含有するアルキル基(未置換アルキルを
含む)例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、5eC−ブチ
ル、ヘキシル、シクロヘキシル、デシル、ドデシル、オクタデシルのような脂肪
族の基;アルコキシアルキル(例えばメトキシエチル);ヒドロキシアルキル(
例えばω−ヒドロキシエチル、ω−ヒドロキシプロピルなど);アリル、■−プ
ロペニル、2−プロペニル、l−ブテニル、2−ブテニルなどのごときアルケニ
ル置換基;ベンジルおよびβ−フェニルエチルのようなアルカリール置換基;な
らびにフェニル、p−トリル、0−)リル、3.4−ジクロロフェニル、p−メ
トキシフェニルなどのようなアリール置換基からなる群から選択するのが好まし
い〕。
活性複素環芳香族基の代表的な例には、N−ブチル−2,4,5−トリノチルビ
ロロ、N−(3,4−ジクロロフェニル)−2,5=ジメチルピロロ、N−2−
ジメチル−3−インドロ、5−ジメチルアミノ−2−チェニル、4.5−ジメチ
ル−2−チェニル、N−(2゛−シアノエチル)−2,5−ジメチル−3−イン
ドロ、およびN−メチル−2,5−ジフェニルピロロがある。
Zがダイベースから誘導される基を表わす場合、その基は下記式:%式%
式中、pは0またはlであり、 Rhは前記定義と同一であり、およびWはJ−
記複素環リング中の5個もしくは6個の原子を含有する複素環核を完成するのに
必要な非金属の原子を表し、またこの複素環リングはへテロ窒素原子に加えて、
第二の窒素原子、酸素原子、セレン原子または硫黄原子のような第2のへテロ原
子を含有していてもよい。またWはさらに置換されて、例えば複素環核に追加の
リングを形成することもできる。
複素環基が誘導される代表的な複素環核には次のものがある。すなわちチアゾー
ル核(例えばチアゾール、4−メチルチアゾール、4−フェニルチアゾール、5
−メチルチアゾール、5−フェニルチアゾール、4′、5ジメチルチアゾール、
4.5−ジフェニルチアゾール、4−(2−チェニル)−チアゾールなど;ベン
ゾチアゾール核(例えばベンゾチアゾール、4−クロロベンゾチアゾール、5−
クロロベンゾチアゾール、6−クロロベンゾチアゾール、7−クロロベンゾチア
ゾール、4−メチルベンゾチアゾール、5−メチルベンゾチアゾール、6−メチ
ルベンゾチアゾール、5−ブロモベンゾチアゾール、6−ブロモベンゾチアゾー
ル、4−フェニルベンゾチアゾール、5−フェニルベンゾチアゾール、4−メト
キシベンゾチアゾール、5−メトキシベンゾチアゾール、6−メトキシベンゾチ
アゾール、5−ヨードベンゾチアゾール、6−ヨードベンゾチアゾール、4−エ
トキシベンゾチアゾール、5−エトキシベンゾチアゾール、テトラヒドロベンゾ
チアゾール、5,6−シメトキシベンゾチアゾール、5.6−シオキシメチレン
ベンゾチアゾールなど):ナフトチアゾール核(例えばα−ナフトチアゾール、
β−ナフトチアゾール、5−メトキシ−β−ナフトチアゾール、5−エトキシ−
β−ナフトチアゾール、8−メトキシ−α−ナフトチアゾール、7−ノドキシ−
α−ナフトチアゾールなど);チアナフチノー7′。
6°、4.5−チアゾール核(例えば4° −メトキシチアナフチノー7’、6
°、4.5−チアゾールなど)ニオキサゾール核(例えば4−メチルオキサゾー
ル、5−メチルオキサゾール、4−フェニルオキサゾール、4.5−ジフェニル
オキサゾール、4−エチルオキサゾール、4.5−ジメチルオキサゾール、5−
フェニルオキサゾールなど);ベンゾオキサゾール核(例えばベンゾオキサゾー
ル、5−クロロベンゾオキサゾール、5−メチルベンゾオキサゾール、5−フェ
ニルベンゾオキサゾール、6−メチルベンゾオキサゾール、5.6−シメチルベ
ンゾオキサゾール、4.6−シメチルベンゾオキサゾール、5−メトキシベンゾ
オキサゾール、5−エトキシベンゾオキサゾール、6−クロロベンゾオキサゾー
ル、6−メトキシベンゾオキサゾールなど);ナフトオキサゾール核(例えばα
−ナフトオキサゾール、β−ナフトオキサゾールなど);セレナゾール核(例え
ば4−メチルセレナゾール、4−フェニルセレナゾールなど);ベンゾセレナゾ
ール核(例えばベンゾセレナゾール、5−クロロベンゾセレナゾール、5−メト
キシベンゾセレナゾール、4.5,6゜7−チトラヒドロペンゾセレナゾールな
ど);ナフトセレナゾール核(例えばα−ナフトセレナゾール、β−ナフトセレ
ナゾールなど);チアジンン核(例えばチアゾリン、4−メチルチアゾリンなど
);2−キノリン核(例えばキノリン、3−メチルキノリン、5−メチルキノリ
ン、7−メチルキノリン、8−メチルキノリン、6−クロロキノリン、8−クロ
ロキノリン、6−メドキシキノリン、6−エトキシキノリン、3,4−ジヒドロ
−3,3−ジメチルキノリンなど):4−キノリン核(例えばキノリン、6−メ
ドキシキノリン、7−メチルキノリン、8−メチルキノリンなど);l−イソキ
ノリン核(例えばイソキノリン、3.4−ジヒドロイソキノリンなど):3−イ
ソキノリン核(例えばイソキノリンなど);3,3−二置換インドレニン核(例
えば3.3−ジメチルインドレニン、3,3゜5−トリメデルインドレニン、3
,3.7−トリメデルインドレニンなど);2−ピリジン核(例えばピリジン、
3−メチルビリジン、6−メチルビリジン、5−エチルピリジン、3.5−ジメ
チルピリジン、3−クロロピリジン、5−フェニルピリジンなど);4−ピリジ
ン核(例えば2−メチルビリジン、3−メチルビリジン、3−クロロピリジン、
2.6−ジメチルピリジンなど);l−アルキル−2−イミダゾール核(例えば
l−メチルイミダゾール、1−エチル−4−フェニルイミダゾール、1−ブチル
−4,5−ジメチルイミダゾールなど):l−アルキル−2−ベンゾイミダゾー
ル核(例えばl−メチルベンゾイミダゾール、■−ブチルー4−メチルベンゾイ
ミダゾール、l−エチル−5,6−ジクロロ−ベンゾイミダゾールなど)、1−
アルキル−2−ナフチイミダゾール核(例えばl−エチル−α−ナフチイミダゾ
ール、l−メチル−β−ナフチイミダゾールなど)およびイミダゾキノキサリン
核(例えばイミダゾ(4,5−b)キノキサリンなど)である。
Zがグイオレフィンから誘導される基を表す場合、その基は下記の式Vて表され
る。
式中、Ar、 Y、Xおよびmは前記定義に同じ;A「゛ は独立してArを表
す(すなわちAr’ はArと同一もしくは異なってもよい);Y′ とXoは
それぞれ独立してYとXを表す;m゛ は独立してmを表す;およびl〕とho
は独立して、0. 1または2を表し好ましくはlであるがhとhoの両方がO
であることはない。hとhoが2に等しくかつm′が2以上の場合、Y、 Y’
およびXoはそれぞれ互いに異なってもよいことが分かる。
グイオレフィン基の代表的な例としては、2−フェニル−2−(4° −N、
N−ジエチルアミノフェニル)ビニル;2−(4’−エトキシフェニル)−2−
(4”−N、N−ジメチルアミノフェニル)ビニル;および2,2−ビス−(4
’−N、N−ジメチルアミノフェニル)ビニルがある。
PDFMは、(1)ポリマー組成物中にPDFMを分子的に分散するか(ゲスト
−ホスト関係)または(2)PDFMを、ポリマー組成物とまたはポリマー組成
物の前駆物質と化学的に反応させることによって、ポリマー組成物に組込むこと
ができる。“組込まれる”という用語は本願で用いられる場合、そのPDFIJ
は上記の2つの方法のいずれか1つによってポリマー組成物中に入れられること
を意味する。
第一の方法では、ゲストのPDFMは、例えばゲストのPDFM分子、ホストの
ポリマー組成物および溶媒を含有する溶液を作ることによってホストのポリマー
組成物中に組込むことができる。その溶液は種々の方法で作ることができる。例
えばPDFMを適切な溶媒に溶解し続いてホストポリマーを添加するか(もしく
はその順番は逆でもよい)、またはPDFMとホストポリマーをともに溶媒に溶
解してもよい。適切な溶媒としてはl、2−ジクロロエタン、酢酸ブチル、アセ
トン、クロロベンゼン、クロロホルムおよびその混合物のような有機溶媒が挙げ
られる。溶液を調製した後、N10分子は、例えば溶液を基板に塗布し、溶媒を
除き、次にポリマー組成物を直流電界でボールすることによって非中心対称的に
配列することができる。これらの工程は以下に一層詳細に説明する。
ゲストのPDFM?!ホストのポリマー組成物に溶媒を使用せずに組込むことも
できる。このことは、例えばゲストPDFMを溶融ホストポリマー中に溶解する
か、または反応してホストポリマーを生成する七ツマ−にPDFMを溶解するこ
とによって達成することができる。
光学的に透明なポリマー組成物は本発明のNLOゲスト−ホスト組成物のホスト
として利用することができる。好ましい光学的に透明なポリマー組成物は化学上
かつ環境上安全なNLO組成物を生成し、かつNLO組成物を使用する際の最高
温度より高いTgを有している。
より好ましいポリマー組成物は、N1,0組成物が使用される温度より約30℃
高い(より好ましくは50℃高い)Tgを有している。ポリマー組成物のTgは
約80℃より高いことが好ましい。またゲスト−ホストのポリマー組成物は、N
LO組成物が使用される間を通じて無定形でガラス状態のま\であるものが好ま
しい。無定形でガラス状態のポリマー組成物は、ガラス転移温度を示しかつ有意
な融点がないかまたは結晶性のX線による確証がないポリマー組成物である。
光学的に透明なポリマーホストとして適切なポリマ・−組成物の例としては、ポ
リ(メチルメタクリレート) (PMMA)のようなポリアクリレート類とポリ
メタクリレート類のごときアクリレート類のポリマーとコポリマー:エポキシ樹
脂類;ポリスチレンとその誘導体とコポリマー;ビスフェノール−A−ポリカー
ボネートとそのコポリマーのようなポリカーボネート類;およびガラス状態のポ
リエステル類の例えば無定形(未配向)のポリ(オキシエチレンオキシテレフタ
ロイル)、ポリ(オキシエチレンオキシカルボニル−1,1゜3−トリメチルイ
ンダン−3,5−イレン−1,4−フェニレンカルボニル)、ポリ(オキシイソ
フタロイルオキシ−1,4−フェニレン−イソプロピリデン−1,4−フェニレ
ン)、ポリ(オキシ−1,4−フェニレンフルオレン−9−イリデン−1,4−
)ユニしンオキシーセバコイル)、ポリ(オキシ−1,3−)ユニしンオキシイ
ソフタロイル)、ポリオキシプロピレン−オキシカルボニル−2,6−ナフチレ
ンカルボニル)またはポリ(オキシ−2,2,4゜4−テトラメチル−1,3−
シクロブチレンオキシカルボニル−トランス−1,4−シクロヘキシレンカルボ
ニル);およびガラス状態のポリウレタン類およびポリアミド類である例えばポ
リ(オキシエチレンオキシカルボニルイミノ−1,4−フェニレンメチレン−1
、4−フェニレンイミノカルボニル)、ポリ(オキシトリメチレンオキシカルボ
ニルイミノ−1,4−フェニレンエチレン−1,4−フェニレンイミノカルボニ
ル)、ポリ(イミノアジポイルイミノ−1,4−シクロヘキシレンメチレン−1
,4−シクロヘキシレン)、ポリ(イミノ−1,3−フェニレンイミノセバコイ
ル)、ポリ(スルホニル−1,3−フェニレンイミノアジポイルイミノ−1,3
−フェニレン)またはポリ(イミノヘキサメチレンイミノカルボニル−1−2,
2’−ビフェニレンカルボニル);ならびに上記のポリエステル、ポリアミドお
よびポリウレタン間のコポリマーが挙げられる。その外の役に立つ可能性がある
ポリマーはJ、 Brandrupら、Polymer Handbook、
John Wiley and 5ons、夏nc、 1975年に開示されて
いる。ゲスト−ホストポリマー組成物中のゲストPDFMの重量%は約1〜70
%好ましくは10〜30%の範囲内にある。
第二の方法では、PDFMは化学反応によって光学的に透明なポリマー組成物に
組込まれ、その結果、各々ジスルホン基を有する共有結合した極性部分を有する
ポリマー組成物が生成する。この方法でポリマー組成物にPDFMを組込む方が
(PDFMをポリマー組成物に分散させる方法に対して)好ましい。というのは
、ポーリングを行った後、共有結合した極性部分は、生成したポリマー組成物中
にその配列された位置を一層良好に保持できるからである。ゲスト−ホスト組成
物中に分散されたPDFMは回転してその配列を失う傾向が大きい。
PDFMは、例えばポリマーと反応させることによってポリマー組成物に共有結
合させることができる。他の実施態様において、PDFMはポリマーの前駆物質
と反応させてもよい。例えばPDFMは重合可能な分子と反応させて、ジスルホ
ン基を含有する極性部分を有するモノマーを生成させることができる。次にこれ
らのモノマーを重合させてジスルホン基を含有する極性部分を有するポリマーを
生成させることができる。上記の反応で得られたポリマーは共有結合した複数の
極性部分をもっている。その極性部分は各々、ジスルホン基を含有する電子求引
性基、電子供与基、および電子求引性基と電子供与基の間に配置された共役基を
もっている。これらの得られたポリマーは新規の組成物と考えられる。
PDFMとポリマーは、極性分子(ジスルホンの官能性を有する)がポリマーの
主鎖または側鎖に共有結合するように反応させることができる。このことは、例
えばPDFMを反応性の面で相容性のポリマーとともに適切な溶媒に溶解し、次
に好ましくはこの溶液を乾燥窒素のような不活性雰囲気下で昇温することによっ
て達成することができる。この溶液は約50〜200℃(120〜400°F)
の温度まで昇温することが好ましい。反応温度は、例えば使用される溶媒、PD
FMの反応性およびポリマーの反応性によって変えることができる。付随する方
法では反応を触媒しおよび/または反応の過程で生成する酸を中和するために塩
基が添加される。好ましい塩基としては、無水ピリジン、無水のトリアルキルア
ミンおよび/または他の非求核性窒素の塩基が挙げられる。得られた反応混合物
は溶媒の沸点までまたはその近傍まで加熱することが好ましい。反応が充分に完
了した後(一般に約1〜24時間で完了する)、反応混合物を冷却し、次いて好
ましくはポリマーに対する非溶媒例えばメタノールもしくはエタノールのような
アルコールまたは適切な場合には水を添加することによって生成物を沈澱させる
。
PDFMとポリマーの反応には種々の溶媒を用いることができる。溶媒はPDF
Mとポリマーを溶解しかつ反応に対して有害でないものを選択することが好まし
い。溶媒は有機溶媒が好ましく、例えばテトラヒドロフラン、酢酸エチル、酢酸
ブチル、1,4−ジオキサン、■。
2−ジクロロエタン、クロロホルム、アセトニトリル、トルエンまたはその混合
物がある。
反応物として選択されるポリマーは、極性ジスルホンで官能基化された部分を結
合された光学的に透明なポリマー組成物を生成するポリマーである。PDFMと
反応させるのに有用なポリマーの代表的な例としては(しかしこれに限定されな
い)、反応性のビニルポリマー類(コポリマーを含む)例えばポリビニルアルコ
ール、スチレン−無水マレイン酸コポリマー、メチルビニルエーテルーモノブチ
ルマレエートコポリマー、メチルメタクリレート−メタクリル酸コポリマー、な
らびにアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸
ヒドロキシエチル、メタクリル酸イソシアナトエチル、塩化アクリロイルおよび
塩化メタクリロイルのポリマー(コポリマーを含む):縮合ポリマー例えばポリ
シロキサン類、ポリエステル類ならびに他の反応部位を有するポリアミド類例え
ばポリ(メチル−3−アミノプロピルシロキサン)およびそのコポリマー例えば
ジメチルシロキサンとメチル−3−アミノプロピルシロキサンのコポリマー;な
らびに反応性のポリペプチド類とコポリペプチド類例えばポリグルタミン酸とそ
のコポリペプチド類がある。
ポリマーのその外の代表例としては(限定されないカリ、セルロースのような反
応性の天然ポリマーの修飾変形体、例えば(ヒドロキシエチル)セルロース、(
ヒドロキシプロピル)セルロースおよび(カルボキシメチル)セルロースが挙げ
られる。
上記のように、PDFMは重合可能な分子と反応してジスルホン基を含有する極
性部分を有するモノマーを生成することができる。次にこれらの七ツマ−は重合
して本発明のポリマー組成物を生成することができる。この方法は、適切な溶媒
中、不活性雰囲気下でPDFM例えば1.1−ビス(トリフルオロメタンスルホ
ニル)−2−((4−N−ヒドロキシエチル−N−二チルアミノ)フェニル)エ
タンと、重合可能な分子例えば塩化メタクリロイルと反応させることによって達
成することができる。新しく創製されたモノマーのメタクリル化PDFMは、次
いでフリーラジカル重合のような適切な重合機構によって重合され、各々ジスル
ホン基を有する極性部分を含有するポリマー組成物を製造することができる。
PDFMと重合可能な分子との反応に適切な溶媒には、PDFMとポリマーとの
反応について先に述べた溶媒が含まれる。反応温度は約50〜200℃(120
〜400°F)の範囲内にあると考えられるが例えば使用される溶媒、P[lF
Mの反応性および重合可能な分子によって変えることができる。
PDFMを組込まれたポリマーを製造するのに使用できる他の重合可能な分子の
例としては次のものがある。反応性の置換スチレン類例えばp−ヒドロキシ−ス
チレンとクロロメチルスチレン;アクレート類とメタクリレート類例えば2−ヒ
ドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシ−エチルメタクリレートおよび2
−アミノエチルメタクリレート;ビニルアズラクトン類例えば2−ビニル−4,
4−ジメチル−2−オキサゾリン−5−オン〔2−ビニル−4,4−ジメチルア
ズラクトン(VDM)とも呼称される〕、2−イソプロペニル−4,4−ジメチ
ル−2−オキサゾリン−5−オン、2−ビニル−4,4−ジエチル−2−オキサ
ゾリン−5−オン、2−ビニル−4−エチル−4−メチル−2−オキサゾリン−
5−オン、2−ビニル−4−ドデシル−4−メチル−2−オキサゾリン−5−オ
ン、2−ビニル−4,4−ペンタメチレン−2−オキサゾリン−5−オン、2−
ビニル−4−メチル−4−フェニル−2−オキサゾリン−5−オン、2−イソプ
ロペニル−4−ベンジル−4−メチル−2−オキサゾリン−5−オンおよび2−
ビニル−4,4−ジメチル−1,3−オキサジン−6−オン;イソシアナトアル
キルエステル類例えば2−イソシアナトエチルアクリレートおよび2−イソシア
ナトエチルメタクリレート;ならびにイソシアナト官能性モノマー類例えば下記
構造式
を有するm−またはp−イソプロペニルクミルイソシアネート(米国、コネティ
カット州、スタンフォード、American Cyanル1d社から入手可能
)がある。
有用なアズラクトンモノマーは米国特許第4,378,411号および“Po1
yazlactons”、 [!ncyclopedia of Po1y、S
ci、 and Engn、、 11巻、558〜571頁、1988年、第2
版、Wiley社 ニューヨークに記載されている。なおこの文献の両者は本願
に援用するものとする。
ジスルホン基を有する極性部分を含有するポリマーは下記式■で表される単位を
含有している。
式中、PlとP’はポリマーの主鎖の単位を表す;Lは連鎖原子を1〜20個好
ましくは1〜6個含有する連結基;Dはジスルホン基を含有する極性部分であり
、ポリマーの少なくとも約10重量%より好ましくは少なくとも30重量%を構
成している;jは0またはlである;およびXはポリマー主鎖に結合した単位−
(L)+ Dのモル分率を表し、好ましくは少なくとも0.01であり、より好
ましくは少なくとも0.1およびさらに好ましくは少なくとも0.3である。上
限では、Xは好ましくは0.8未満であり、より好ましくは0.5未満である。
本発明の新規なポリマーとしては、そのポリマーがフィルムまたは層を形成でき
る数平均分子量を有するものが好ましい。このようなポリマーは約2.000〜
100.000の範囲の分子量を有すると推定される。
連結基■、の例としては(限定されないカリ、エステル、エーテル、チオエーテ
ル、アルキレン、アミド、カーボネート、ウレタンおよび尿素の部分を含有する
有機基およびその組合せとそのオリゴマーがあり、例えば以下のようなものがあ
る。
−0(C)1.)、−; −3(CH,)、 −;−0(CH2)、 0−;
−5(CHI)、 S −。
−0(CH2)、 S −; −0(CH2CH20)、 −;式中、qとq′
は独立して0〜■2の整数であり好ましくは1−10でより好ましくは2〜8で
ある:およびR@とR7は独立してHまたはC,He、+1(式中rは1〜4の
整数)である。
PDFMを組込まれたポリマー組成物は、公知の方法で適切な基板上にコートし
てポリマー組成物の層を作ることができる。適切な基板としては、シリコンウェ
ーハまたガラス製の無機の基板でもよく、またはポリメチルメタクリレート(P
MMA) 、ポリカーボネート類、エポキシ樹脂類などからなるポリマー平板の
ような有機の基板でもよい。導電性の基板は本発明の電子光学装置の電極として
役立つ。
PDFMを組込まれた組成物は、当該技術分野で公知の方法のいずれかの方法例
えば流し込み法、流延法、ローラコーティング法、スプレー法およびスピンコー
ティング法で基板に塗布することができる。
これらの方法を用いてNLO組成物を基板に塗布するために、ポリマー組成物は
好ましくは単一もしくは複数の揮発性溶媒に溶解される。
溶媒の例としては、1,2−ジクロロエタン、酢酸ブチル、アセトン、クロロベ
ンゼン、クロロホルムおよびその混合物のような有機極性溶媒が挙げられる。ポ
リマーの溶液中の一般的な重量比は、選択された塗布法に対して適切なように約
1〜20%またはそれ以上の範囲内にある。
ポリマー組成物を基板に塗布した後、溶媒を例えば室温で蒸発させることによっ
て除去し、続いて数時間制御しながら加熱する。ポリマー組成物は溶媒の除去を
容易にするためにその7g以上に加熱するのが好ましい。この加熱は真空オーブ
ンで行うことが好ましい。
得られた組成物(溶媒を含有しない)は、その基板上でNLO装置として使用す
るかまたは基板から外して自立形Nl2層として使用することができる。一般に
Nl2層は基板上で用いられ厚さが均一なことが好ましい。Nl2層の適切な均
一性は一般に厚さの変動を5μm未満、好ましくは0.5μm未満より好ましく
は0.05μm未満にすることによって達成することができる。厚さの変動を、
層を通過する光の波長より小さくすることが望ましい。光がNl2層の面に平行
な方向に層を通過するときに均一性が特に要望される。この場合に層の厚さが均
一でないとき、そのNLO装置の性能が、層を通過する光がモード混合を保持し
層から漏洩するかもしれないということで損われる可能性がある。光がNl2層
を垂直に通過する場合には均一性は必須というほどではない。
またNl2層は出入する光に対して透明なことが好ましい。塗布された層が出入
する光に対して透明でない場合は、NLO装置は放射線を吸収し、その効力はた
とえ完全に失われることはなくても著しく低下する。適切な光透過性は、減衰量
が、選択された、作動波長に対して5dB/c+n未満好ましくはldB/c+
n未満の層を用いることによって達成することができる。層の厚さは一般に約0
.1−10μmの範囲にあり、好ましくは0.5〜3μmの範囲にある。
組込まれたPDFMの非中心対称的配列は、ポリマー組成物を分子旋光度に対し
て望ましい条件下でポリマー組成物を“ポーリングする”ことによって達成する
ことができる。NLO組成物のポーリングを行うのに(当該技術分野の当業者に
とって公知の)種々の方法がある。
公知の方法としては、プレナギャップ(planar gap)ポーリング法、
サンドイッチ電極ポーリング法およびコロナポーリング法がある。
ブレナギャップ法では、組成物を溶液中に入れ、2つの共面電極間のギャップ間
でスピンコードされる。溶媒を除去し、次に組成物のTgを越える温度で、電極
ギャップ間に外部電界を加える。あるいは塗布された層を2つの電極間にサンド
イッチして、塗布層の面に対して垂直の方向にPDFMをボールするか、または
コロナ放電でポリマー組成物の表面に表面電荷を誘起させることができる。組込
まれたPDFMは、ポーリングされた組成物のχ1!l が約IO−”静電単位
(esu)、好ましくは10−’esuおよびさらに好ましくは10−’es+
uを示す程度まで直流電界を用いてポーリングを行うのが好ましい。
図1は光の第二調波発生を行う装置10を示す。レーザ光源2からの周波数Wの
光はポールされた層4に照射され、周波数2wの光が層4の中で生成し、層4を
出て次いで検出される。2つの光ビームが層4を出るが一方は周波数が2wで他
方は周波数がWである。発生した光は続いて収集レンズとカラーフィルター6を
通過して周波数Wの光が除かれる。周波数2wの光は次にモノクロメータ−8と
信号検出器12を通過する。周波数2wの光は、光メモリ−、レーザー分光学、
光化学反応、または光再成のような光学的目的に使用できる。他の因子が適切に
制御されれば、周波数2wにおけるSHGの強度はそのシートのSHGχlt+
作用の尺度を提供する。SHGに用いられる光は可干渉性で単色の光が好まし
い。
図2は電子光学作用を提供する装置を示す。レーザー2からの周波数Wの入射光
(好ましくは単色光)は連続して、偏光子22、位相補償板24、集光レンズ2
6、および変調源28に接続されたNLO層4を通過する。層4から出る光はコ
リメーティングレンズ30、偏光分析器32、および検出器34を通過する。
変調源28から加えられる電界によって層4中に複屈折が起こる。
この誘発された複屈折によって光の分極が、加えられた電界に対して平行におよ
び垂直に起こり互いに位相がシフトする。印加電圧が変わると、装置を通過する
光の強度も変化する。印加電圧の関数としてのこの強度の変化は、Nl2層の電
子光学的χ121 作用の尺度を提供する。
先に開示した組成物と装置は、レーザーからの単色コヒーレント光のような光の
方向、周波数、振幅および位相を操作するのに使用することができる。例えば本
発明のNLO組成物は、均一な薄い層の形態で基板に塗布して導波路を作ること
ができ、または上記のように本発明のNLO組成物は基板に塗布して第二調波発
生器を生成することができ、または基板に塗布し次に電極を取付けて電子光学的
スイッチをつくることができる。
PDFMの製造
公知のPDFM類は、米国特許第3.932.526号、同第3.933.91
4号、同第3.984.357号、同第4.018.810号、同第4.069
.233号および同第4.156.696号に開示されている方法で製造されて
いる。これらの特許の開示事項は本願に援用するものとする。これら公知の方法
では、PDFMは、一般に、クネゲナーベル反応でアルデヒドとビス(ペルフル
オロアルキルスルホニル)メタンを反応させることによって製造される。しかし
この従来技術の方法は有効性に制限がある。というのはそのアルデヒドの反応物
は高価であるかまたは入手できないことが多くおよび/または製造が面倒かまた
は困難だからである。
これら従来技術の方法において、アルデヒド反応物は一般にドナーで置換された
ベンズアルデヒド類もしくはシンナムアルデヒド類であるか、または共役的にア
ルデヒド基を有する複素環化合物類またはダイベースである。下記の、新しいP
DFM製造方法によれば、かようなアルデヒド類を出発物質として使用すること
に伴う問題点が回避される。
この新しい方法では、ビニルエーテルジスルホン分子、エナミンジスルホン分子
またはアルケニルジスルホン分子を、電子供与基を有する分子と反応させてPD
FMを生成させる。この新しい方法は、ジスルホン反応物が、ジスルホン基に連
結された1〜3個の二重結合を有する基をもっている(これらの二重結合が2個
以上ある場合は共役している)という点で有利である。このような分子構造を有
するジスルホン反応物を使用すれば、共役基を電子供与性反応物に結合させる従
来技術の問題点は回避される。
ジスルホン反応物がビニルエーテルジスルホン分子の場合、電子供与基を有する
分子は、活性芳香族化合物、活性複素環化合物、グイベース、またはグイオレフ
ィンである。“活性の”という用語は本願で用いられる場合、その化合物類が芳
香族環の電子求引性置換をアニソールよりも受け易いということを意味する。
ジスルホン反応物がエナミンジスルホン分子の場合、電子供与基を有する反応物
は通常活性芳香族化合物ではないが、ダイオレフインまたはダイベースはPDF
Mを製造するのに使うことができる。
ダイベースを、ビニルエーテルジスルホンまたはエナミンジスルホンとの反応に
使用する場合、ダイベースを系内で前駆物質から生成するのが便利である。例え
ばダイベースの塩酸塩を、水酸化テトラアルキルアンモニウム、水酸化アルカリ
、アミンなどのような塩基好ましくはアミンおよびより好ましくは第三級アミン
と反応させることによって、ダイベースを前駆物質から系内で生成させるのが便
利である。
ジスルホン反応物が、例えばビニログメチル基のような反応性アリル形水素を少
なくとも2個有するアルケニルジスルホン分子の場合、電子供与基を有する分子
は、アルデヒドまたはそのアルデヒド由来のアセタールおよび好ましくは5〜1
0個の環原子を含有する芳香族アルデヒドまたはそのアルデヒド由来の芳香族ア
セタールであリ、例えば置換ベンズアルデヒド、シンナムアルデヒドのようなそ
の“ビニログ(vinylog) ”またはこれらのアルデヒド由来のアセター
ルである。またこのアルデヒドはダイベースアルデヒド、またはダイオレフィン
アルデヒド(すなわち活性オレフィン位にアルデヒド基を有するダイベースまた
はダイオレフイン)、またはこれらアルデヒド由来のアセタールである。この反
応は、電子供与基を有する分子がアミン活性化基を含有しないときそして特に芳
香族のアセタールが入手できるときに使用される。
本発明の方法にしたがってPDFMを生成する反応例を以下に説明する。
ジスルホン反応物がビニルエーテルジスルホン分子の場合、PDFMは次の反応
式(ia−id)にしたがって製造することができる。
PDFM
式中、R’、R”、R;、R:、R’、W、Ar、Ar’ 、X、Y。
X’ 、 Y’ 、h、h’ 、 m、 m’ 、g、 nおよびpは前記定義
と同じである;R″は水素または一価の有機ラジカル好ましくは1〜4個の炭素
原子を有する低級アルキルラジカルを表し、より好ましくは水素である;Roは
、好ましくは1〜8個の炭素原子を含有する一価の有機のアシル、アリル、アリ
ール、アルキルまたはアラルキルのラジカルを表し、好ましくは1〜4個の炭素
原子を有するアシルもしくはアルキル基を表す;およびAoは一価のアニオンを
示し、例えば塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、p−トルエンスル
ホン酸イオン、メチル硫酸イオン、メタンスルホン酸イオン、テトラフルオロホ
ウ酸イオンおよび過塩素酸イオンがある。R1がアシルの場合、ジスルホン反応
物は特にビニルエステルジスルホンである。しかし、簡単にするため、“ビニル
エーテルジスルホン”という用語は本願で用いる場合、ビニルエステルジスルホ
ンが含まれている。
ジスルホン反応物がエナミンジスルホンの場合、PDFMは以下の反応(iia
またはib)によって製造される。
PDFM
式中、R1,R2,R;およびR:、 R’、 R’+ R’+ Ar、 Ar
’ +X、 Y、 X’ 、 Y’ 、 W、 Ao、 h、 h’ 、 m、
m’ 、 nおよびpは前記定義と同一である。
ジスルホン反応物がメチル基またはメチレン基を有するアルケニルジスルホンで
ある場合、PDFM4を下記反応(iiia)と(ii b)によって製造する
ことができる。
式中、R’lR’lR7およびR:+ R’+ R”+ R”+ Ar+ x。
Y、k、 m、n、およびpは前記定義と同一である。
一般に上記反応(ia−iiib)は、反応物を溶解することが可能でかつ反応
物に対して動力学的に不活性の溶媒を用い、液相中室部で起こる。このような溶
媒の代表的な種類には、ハロアルカンのようなアルカン類とポリハロアルカン類
、モノおよびポリ置換芳香族化合物のような芳香族炭化水素類、酸類、無水物類
、エステル類およびアルコール類が含まれている。かような溶媒の例としてはヘ
キサン、トルエン、キシレン類、クロロホルム、クロロベンゼン、〇−ジクロロ
ベンゼン、酢酸エチル、酢酸、無水酢酸、およびエタノールがある。これらの反
応は室温で進行するが、反応混合物を溶媒の沸点まで加熱しかつ反応の過程を薄
層クロマトグラフィー(TLC)で監視することが有利な場合が多くかつ通常好
ましい。場合によっては、出発物質を溶解するが最終生成物を溶解しない溶媒を
使用することもできる。このような溶媒を使用すると、PDFMの生成物は反応
中または反応混合物を冷却中に沈澱する。その生成物は濾過によって単離するこ
とができる。別の場合には(生成物が溶媒に対して不溶性でない場合)、生成物
は、冷却し、溶媒を減圧で除き次いで残渣を他の溶媒から再結晶することによっ
て単離することができる。
PDFMを作るために使用されるジスルホンの反応物は、以下のようにして製造
することができる。ビニルエーテルジスルホンは下記の反応(iva)と(iv
b)によって製造することができ、エナミンジスルホンは米国特許第3.932
.526号に記載されているようにして製造することが可能で、およびアルケニ
ルジスルホンは下記の典型的な反応(v)にしたがって製造することができる。
ビニルエーテルジスルホンは、マロンアルデヒドビス−(ジメチルアセタール)
(好ましくはl、1.3,3. テトラメトキシプロパンと呼ばれる)のような
ビス(ジアセタール)またはオルトギ酸トリエチル(Aldrich Chem
ical Co、、米国、ウィスコンシン州、ミルウォーキー)のようなオルト
エステルと、メタンジスルホン(R,J。
KosharおよびR,A、Mitsh、 J、Org、Chem、 38巻、
3358〜3363頁、1973年および米国特許第3.932.526号に記
載されているのと同様にして製造した)とを、酸無水物のような有機溶媒好まし
くは無水酢酸中で反応させることによって製造できる。これらの反応を以下に示
す。
式中、R1、R2、R; 、RF 、R1、R*は前記定義と同一である。反応
(iva)と(ivb)は室温または高温で起こる。高温は反応速度が有意に増
大するので好ましい。この反応は一般に50℃を越える温度にて約1〜4時間で
は\゛完了る。好ましい反応温度は50〜70℃である。室温で、ビニルエーテ
ルジスルホンは約20〜50時間で生成する。この反応は完結するようである。
したがってビニルエーテルジスルホンはPDFMを作るのにその場で使用するの
が有利な場合が多い。あるいは所望により、ビニルエーテルジスルホンは減圧蒸
留を行って単離してから、電子供与基を有する分子と反応させてPDFMを製造
してもよい。
ビニルエーテルジスルホンをその場で使用する場合、ビニルエーテルジスルホン
の生成に続いて混合物を冷却し、活性芳香族化合物、活性複素環化合物、ダイベ
ースまたはダイオレフインを添加し、ビニルエーテルジスルホンを活性芳香族化
合物、活性複素環化合物、ダイベースまたはグイオレフィンと、数分間乃至1〜
2時間、は\゛室室温的約70℃反応させてPDFMを得る。いくつかのPDF
M類は無水酢酸のような酸無水物および酢酸に対する溶解性が限定されているの
で、反応中に沈澱する。この場合、PDFMは濾過し、メタノールもしくはメタ
ノール/水の混合物を用いて洗浄または再結晶を行うことによって精製すること
ができる。この反応は所望によりTLCで監視してもよい。PDFMが生成中沈
澱しない場合、PDFMは水性メタノールを用いて沈澱させるかまたは溶媒を除
去して単離し次いで再結晶によって精製することができる。
活性芳香族化合物、ダイベース、ダイオレフインまたは複素環化合物は、ビニル
エーテルジスルホンが生成した後に添加する方が好ましい。全部の試薬を単に混
合して加熱した場合は、通常PDFMの収率は低い結果に終る。
アルケニルジスルホンは、例えば、反応(V)に示すように、アルデヒドをメタ
ンジスルホンと反応させることによって製造するこH=CHsC(v)
アルデヒド メタンジスルホン アルケニルジスルホン式中、R;およびR;は
前記規定と同一である。
この反応は、反応物を溶解することができてかつ反応物に対して動力学的に不活
性な溶媒を用いて溶液中で実施することができる。
このような溶媒の代表的な種類としては、PDFMを製造するための反応に適切
であると前に述べた溶媒が含まれる。かような溶媒の例も上述のとおりである。
この反応は室温でゆっくりと起こるが、反応混合物を、溶媒の沸点まで加熱し、
かつ生成する水を例えばディージ・スタークトラップを使って除くことが好まし
いことが多い。
この反応は完結するようである。したがってアルケニルジスルホンはその場で使
用してPDFMを製造することが有利である。
PDFMを製造するのに使用できるビニルエーテルジスルホンの代表的な例とし
ては限定されないがCHaO−CH= C(SOtCFS) 2 ; CHIO
−CH=CH−CH= C(SO,CF、) 2 ; CH,0−CH= C(
SO,F) 2 ; CH,O= CH= CH−CH=C(SOtF) t
; cnso−C)l= C(SO,C,Pl 、) ! ; CH,0−CH
= CH−CH=C(30□CsF+t)z : CHsOCH=C(SO2C
Fs)(SO2CF3−) ; CHsOCH=CH−CI= C(SO□CF
、)(SOIC,F、、) ; (CH30)(CHI)C=C(80□CFs
)t ;およびC,H,0−CH=C(SO2CF3)2がある。
PDFMを製造するのに使用できるエナミンジスルホンの代表的な例としては限
定されないが(CHI)tN−C)l=c(SO2CF3)t ; (cos)
tN−c。
=C1(−CH=(SO2CFs)2 ; (CH□)J CH=C(SOtC
Fs)t ;および0(CH2CH2)2N−CH=CH−CH=C(SO2C
F3)tがある。
PDFMを製造するのに使用できるアルケニルジスルホンの代表的な例としては
限定されないがCH= CH= C(SOtCF−) t ; CHs CH=
CH−CH=C(SOtCF、)2; CH,−CH=C(So□C,F、、
)f ; CH,−CH=CH−CH=C(SO,C,Fl、)2; CH,−
CI=C(SOgF)2; CHs−CH=CH−C)I=C(SOtF)i:
CH,−CH=C(SoICFI)(SOIC,Fl+) ;およびC1,−C
H= CH−CH=C(So□cps)(so2c*p+ 7)がある。
ビニルエーテルジスルホンとの反応によってPDFMを作るのに使用することが
できる活性芳香族化合物の代表的な例としては限定されないが、N、N−ジメチ
ルアニリン、N、 N−ジエチルアニリン、N、N−ジプロピルアニリン、N−
フェニルモルホリン、ジュロリジン、N、N−ジメチル−1−ナフチルアミン、
N、 N−ジエチル−m−フェネチジン、N、N−ジメチル−2,5−ジメトキ
シアニリン、およびN、 N−ジブチルアニリンがある。
ビニルエーテルジスルホンとの反応によってPDFMを製造するのに使用できる
活性複素環化合物の代表的な例としては限定されないがN−メチルインドール、
N−エチル−2−フェニルインドールおよび1−p−アユシル−2,5−ジメチ
ルビロールがある。
ビニルエーテルジスルホンまたはエナミンジスルホンとの反応によってPDFM
を製造するのに使用できるダイベースおよびダイベースの第四級アンモニウム前
駆物質の代表的な例としては、限定されないが、N−メチル−キナルジニウムメ
チルサルフェート、N−メチルレピジニウムp−)ルエンスルホネート、N−エ
チル−2−メチルベンゾーチアジンニウムヨウジド、l、3. 3−トリメチル
−2−メチレンインドレニン、および1.3−ジエチル−2−メチルイミダゾ−
[4,5b]キノキサリニウムp−)ルエンスルホネートがある。
ビニルエーテルジスルホンまたはエナミンジスルホンとの反応によってl’DF
Mを製造するのに使用できるダイオレフインの代表例としては限定されないが、
1. 1−ビス−(4’−N、N−ジメチルアミノフェニル)エチレン、1.1
−ビス−(4’−N、N−ジエチルアミノフェニル)エチレン、l−フェニル−
1−(4′ −N、 N−ジエチルアミノフェニル)エチレン(Chem、Ab
st、5erv、 No、115655−IO−2、以後“CAS”として引用
する)、および1−(4’ −エトキシフェニル)−1−(4′”−N、 N−
ジメチル−アミノフェニル)エチレン(CAS 113915−69−8)があ
る。
アルケニルジスルホンとの反応によってPDFMを製造するのに使用することが
できるアルデヒド類の例としては、限定されないが、ベンズアルデヒド、4−メ
トキシ−ベンズアルデヒド、メシトアルデヒド、2.3−ジメトキシ−5−ブロ
モベンズアルデヒド、2.5−ジメトキシベンズアルデヒド、2−イソプロポキ
シベンズアルデヒド、2,4.5− トリメトキシベンズアルデヒド、4−メト
キシシンナムアルデヒド、4−ペンチルオキシベンズアルデヒド、3−メチル−
4−ベンジルオキシベンズアルデヒド、4−(メトキシメチル)ベンズアルデヒ
ド、l−ナフトアルデヒド、2−ナフトアルデヒド、9−アントラアルデヒド、
トルアルデヒド、2−フルアルデヒド、チオフェン−2−カルボキサルデヒドお
よびピロール−2−カルボキサルデヒドがある。
アルケニルジスルホンとの反応によってPDFMを製造するのに用いることがで
きるアセタールの代表的な例としては、2−フルアルデヒドジエチルアセタール
、N、N−ジエチルアミノベンズアルデヒドジエチルアセタール、N、N−ジメ
チルアミノベンズアルデヒドジエチルアセタール、p−メトキシベンズアルデヒ
ドジメチルアセタール、および0−メトキシベンズアルデヒドジエチルアセター
ルがある。
ビニルエーテルジスルホンを製造するのに使用できるジアセタールの代表的な例
としては、1. 1. 3. 3−テトラメトキシプロパン、l、1,3.3−
テトラエトキシプロパン、および(CH30)tcHCHs C1(=CI(C
I(OCHs)* (CAS 1116−86−5)がある。
ビニルエーテルジスルホンを製造するのに使用できるオルトエーテルの代表例と
しては、オルト酢酸トリエチル、オルトギ酸トリエチル、オルトプロピオン酸ト
リエチル、オルト酢酸トリメチル、オルト安息香酸トリメチル、オルト酪酸トリ
メチル、オルトオルトギ酸トリメチル、オルト吉草酸トリメチル、オルトギ酸ト
リプロピルおよびオルトギ酸ジエチルフェニルが挙げられる。
アルケニルジスルホン分子1nch−1deを製造するの使用できるアルデヒド
の代表的な例としては限定されないが、クロトンアルデヒド、アセトアルデヒド
、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒドおよびヘプトアルデヒドがある。他
の有用なアルデヒドは、OrganicReactions、 15巻、2章、
1967年、A、 C,Cope編集、米国、ニューヨークに見られる。なおそ
の開示事項は本願に援用するものとする。
選択されるアルデヒドは少なくとも2個の活性水素原子をもっていなければなら
ない。
本発明の上記方法で製造できるPDFMの代表的な例は表1に示す。
これらのPDFMのいくつかは米国特許第3.932.526号、同第3.93
3.914号、同第3.984.357号、同第4.018.810号、同第4
.069.233号、同第4.156.696号および同第4.357.405
号に開示された従来技術の方法で製造することができる。本発明の新しい方法か
または従来技術の方法で製造されるかにはかかわらず、すべてのPDFMがNL
Oレスポンスを発生するのに有用のようである。
本発明の新しいPDFMは、式I(式中n、R’ 、R”およびZは前記定義と
同一であり、およびR1とRjはジスルホン基とともに結合して、フッ素化され
、好ましくは高度にフッ素化されより好ましくは過フッ素化された2、3または
4個の炭素原子を含有する5゜6または7員のリングを形成する)で表される。
または本発明の新しいPDFMは、式I 〔式中nl R’ + R”およびZ
は前記定義と同一であり、およびR:とR;が独立してフッ素、1−10個の炭
素原子を含有する飽和フッ素化アルキル基を表すか、またはジスルホン基ととも
に結合して、フッ素化されている2、3または4個の炭素原子をそれぞれ含有す
る5、6または7員のリングを形成するが、但しく1)Ri とR9の少なくと
も一つはフッ素であり、および(ii) Zが式■
(式中YがNR’R’であり、Ar、X、 Y、 R”、 R’、kおよびmは
前記定義と同一である)で表される基のときnは1または2である〕で表される
。
他の新しいPDFMはビニルエーテルジスルホン分子であり、下記式:
(式中、R’、R”、R”およびR1は上記定義と同一である;nはO,lまた
は2である;およびR;は独立してフッ素もしくは1〜10個の炭素原子を含有
する飽和フッ素化アルキルラジカルを表し、またはジスルホン基とともに結合し
て、2.3もしくは4個のフッ素化された炭素原子をそれぞれ含有する5、6も
しくは7員環を形成する)で表される。
さらに別の新しいPDFMは下記式■で表される。
式中R;とR;は独立してフッ素もしくは1〜10個の炭素原子を含有する飽和
フッ素化アルキルラジカルを表し、またはジスルホン基とともに結合して、2.
3もしくは4個のフッ素化された炭素原子をそれぞれ含有する5、6もしくは7
員環を形成し、およびR”は下記の構造式からなる群から選択される。
R5
R’
■
式中nは0.lまたは2であり、R’は前記定義と同一である。
さらに新しいPDFMは下記式:
(式中、nは1または2でありR6は前記定義と同一である)で表される。
下記表1に例示するPDFM l〜35はそれぞれ下記の実施1〜35で製造し
た。実施1〜35において、いくつかの化合物について融点を測定した。融点を
測定した場合、その値は表1に示した。融点を測定しなかった場合、表1には“
n/d″と記載した。化合物が融点で分解した場合は、そのことを“分解”で示
した。
■
1(IC
■
H,C
表−」=(続き)
+1.C。
■
H,C。
1(続き)
表−↓(続き)
OClH。
CH8
rLi(続き)
CI。
表−」、(続き)
CH。
CH。
C11゜
CH。
1・?
表−土(続き)
表−」=(続き)
表−1(続き)
表−1(続き)
イl 構−」L一式 融」しぐ【と
本発明の目的と利点は下記の実施例でさらに例示するがこれら実施例に用いられ
た特定の物質とその量および他の条件と細目は本発明を不当に限定するとみなす
べきではない。
実施例
実施例A−Jにおいて、出発物質が製造され、続いてPDFM製造のための反応
に使用された。実施例A、B、 C及びF−Lにおいてビニルエーテルジスルホ
ンを製造し、実施例りとEにおいてアルケニルジスルホンを製造した。実施例1
〜35では、多くの場合本発明の新規な方法を用いて、それぞれ化合物1〜35
を製造した。各化合物1〜35に帰属させた構造式は次の方法の一種以上を用い
て決定した。
すなわちIR分光法、NMR分光法、紫外線/可視光線分光法、生成物の物質収
支、および元素分析法である。本発明のPDFM類は一般に溶媒和発色を示す。
実施例A
(CH*O) CI=C)l−CH=C(So□CFs)tの製造マグネティッ
クスターラー、水浴、冷却器および窒素雰囲気を備えた250m1の丸底フラス
コに、マロンアルデヒドビス(ジメチルアセタール)としても知られている1、
l、3. 3−テトラメトキシプロパン(CAS 102−52−3)(8,2
1g、0.05mol)を入れた。無水酢酸(10g)を発熱を最少にするよう
にゆっくり添加した。得られた溶液を水中で冷却し、次いで、ビス(トリフルオ
ロメチルスルホニル)メタン(CA3428−76−2X14.00g、0.0
5mol)の無水酢酸(10g)溶液をゆっくり加えた。この添加を完了したと
きに冷却浴を外して溶液を室温まで昇温させた。加熱マントルを取付けて溶液を
2時間還流加熱を行った。生成した黄赤色の溶液を室温まで冷却させた。この溶
液の各2.12gはビニルエーテルジスルホン0.0025molを含有してい
ると考えられる。
実施例B
(CJ−0) CH=C(SOtCF−)tの製造と単離ビス(トリフルオロメ
チルスルホニル)メタン(28,03g、 0.10mol)および無水酢酸(
25g、 0.26mol)を、冷却器とマグネティックスターラーを備えた1
00ml丸底フラスコに入れた。撹拌を開始すると反応物は溶解し、その溶液を
水浴で冷却し10分間撹拌した。オルトギ酸トリエチルCAS 122−51−
0 (14,8g、 0.10mol)を5分間かけてゆっくり添加した。水浴
を冷水浴で取替えて温度をゆっくり上昇させて発熱をやわらげた。15分復水浴
を外し、生成した黄橙色の溶液を室温で1時間撹拌した。加熱マントルを取付け
て反応混合物を約2時間遠流しながら加熱した。溶液を室温まで冷却し、次に溶
媒を減圧ドで除去し暗色の粘稠油状物を得た。その組成物質を減圧蒸留によって
単離しく l mmにてbp 110〜117℃)、標題のビニルエーテルジス
ルホン(13,26g 、収率39%)を得た。
実施例C
(C)1.0)−CH= Cl1− CH= C(SO,CF3) 2の製造と
単離ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メタン(28,Olg、 0.10
+nol)と無水酢酸(20g)を、マグネティックスターラー、水浴、冷却器
、および窒素雰囲気を備えた250m1丸底フラスコに入れた。撹拌を始めてビ
ス(トリフルオロメチルスルホニル)メタンを溶解するときは水浴で冷却した。
1. 1. 3. 3−テトラメトキシプロパン(16,42g、0.01no
l)の無水酢酸(20g)溶液を、発熱を最少にするため、5gづつを30分間
かけて添加した。溶液は色が橙褐色に変化した。この添加を終ったとき、冷却浴
を外して溶液を室温まで上昇させた。加熱マントルを取付けて溶液を2時間、還
流させながら加熱した。生成した暗黄赤色の溶液を室温まで冷却し、溶媒を減圧
下で除去し、暗色の粘稠油状物を得た。この粗製物質を減圧蒸留で単離して(0
,3mmにてbp 130℃)、標題のビニルエーテルジスルホン(22,51
g、収率73%)を製造した。
実施例D
CHs CH=CHCH=C(SO2CFx)tを含有する反応生成物の製造マ
グネティックスターラー、冷却器、加熱マントル、窒素雰囲気およびディーンー
スタークトラップを備えた100m1丸底フラスコ中に、トルエン50m1.1
.00 gの85%クロトンアルデヒド(0,85g 。
0.01nol (CAS 123−73−9)) 、ビス(トリフルオロメチ
ルスルホニル)メタン(2,80g、 0.01nol)および無水硫酸ナトリ
ウム(乾燥剤として約1g)を入れてアルケニルジスルホンを製造した。撹拌を
開始し、混合物を4時間還流しながら加熱し、−夜撹拌してアルケニルジスルホ
ンCH,−CII= CH−CH= C(SO2CFx)2(CAS 5851
0−89−7)を製造した。
実施例E
CH3C)l=cHCH=C(SO2CFx)zを含有する反応生成物の製造ア
ルケニルジスルホンCHs CH= COCH= C(SOzCFz) *を、
混合ヘキサン(100+nl)をトルエン(50+nl)の代わりに用いかつ乾
燥剤を使用しなかったことを除いて実施例りの方法によって製造した。実施例り
に記載したのと同じように装備された250m1丸底フラスコに反応物を入れ、
撹拌を開始して混合物を一夜還流しながら加熱した。
ディーンスタークトラップで水分を除去して標題のアルケニルジスルホンを製造
した。
実施例F
試薬Fの製造と化合物7の生成の分析
トリメチン基を、ジスルホン基と、芳香族第三級アミンのリング、ダイベースも
しくはグイオレフィンのオレフィン基または活性複素環化合物のリングとの間に
導入することが所望のPDFMを製造するには、活性種CH30−C)l=cl
(−CI=C(SO,CFl)tを有するジスルホン含有試薬を製造し使用する
のが便利である。このような物質(試薬F)は例えば下記の方法を用いて製造し
た。
空冷コンデンサーを備えた125m1エルレンマイヤーフラスコ中で、ビス(ト
リフルオロメタンスルホニル)−メタン(14,00g、 0.05nol)、
1. 1. 3. 3−テトラメトキシプロパン(8,20g50.05nol
)および無水酢酸(20,4g、0.20nol)を混合した。発熱反応が起こ
ったが水浴によって制御した。得られた反応混合物42.6gを約25℃にて2
4時間“熟成”した。熟成後、試薬は暗黄褐色になった。あるいは熟成は、混合
物を密閉容器中に(副産物として生成する酢酸メチルの損失を防止するため)、
60℃で1時間または90℃で20分間保持して加速することができ、または次
の反応に用いられる部分の重量が適切に修正される場合には開放容器を利用して
酢酸メチルの損失を許容できる。
試薬Fの品質は、ジメチルアニリン(0,61g )の入っている栓をした8m
lバイアルびんに該試薬の一部分4.26g (10%)を入れ、試薬Fとジメ
チルアニリンを激しく振盪して混合することによって試験した。少なくとも10
分後および任意に60℃まで昇温した後、部分的に結晶化した生成物を、希釈し
濾過し、残った結晶性生成物を洗浄することによって仕上げ処理をした(この目
的のために合計100m1のイソプロパツールを使用した)。乾燥された生成物
の化合物7は、重量が約1.71g (ジスルホン試薬に対する収率は80%)
で融点は207〜209℃であった。
上記の反応条件の変更が、生成物の収率および/または純度に対して有利である
ということはみとめられなかった。したがって、F−1と呼ぶ変更では、新しく
作製した全黄色の試薬を約25℃で2分間“熟成した”が生成物の重量は0.6
4g (収率30%)であった。F−2おF−3と呼ぶ他の変更では、試薬を約
25℃で1時間および4時間熟成した後、それぞれ61%と68%の収率を得た
。変更F−4では、試薬を60℃で20分間熟成した後71%の収率を得た。平
衡反応では、平衡化された試薬が化学量論的量を越えて増大すると、収率が増大
すると考えられる。変更F−5では、25%過剰員の無水酢酸を添加しその収率
は75%であった。変更F−6では25%過剰量の1゜1.3.3−テトラメト
キシプロパンを反応混合物に添加して収率は78%であった。変更F−7では両
方の反応物を25%過剰に存在させたが収率は84%であった。この改善は試験
法の誤差の範囲(±20≦)を越えていると考えられる。
実施例G
試薬Gの製造と化合物9の生成の分析
PDFMを製造するのに、l炭素のメチンが望ましい場合、PDFMは、以下の
量の下記反応物二オルトギ酸トリエチル(CAS 122−51−0)(7,4
1g、 0.05nol)、ビス(トリフルオロメチル−スルホニル)メタン(
14,00g、0.05nol)および無水酢酸(15,3g、 O,15no
l)を用い実施例Fに記載されているのと同様にして製造できる。25℃にて約
24時間熟成したのち、試薬G (3,67g、0.005当量)を、栓をした
8mlのバイアルびん中で、l、1−ビス(p−ジメチルアミノフェニル)エチ
レン(CAS 7478−69−5)(1,33g、 0.005nol)と6
0℃にて1時間反応させた。試薬Gは活性C,H,−CI= C(SO2CFx
)zを含有している。部分的に結晶性の混合物を50〜longのイソプロパツ
ールで希釈し、蒸気浴て加熱して結晶を溶解し、室温以下に冷却して再結晶化さ
せ、濾過し、洗浄し乾燥した。試薬Gは、使用する前に適正に熟成した場合、少
なくとも2.13gの化合物9(ジスルホンに対して78%の収率)が回収され
る。
実施例H
(C21(50) CH=C(SO2CFx)2を含有する試薬)(の製造オル
トギ酸トリエチル(7,41g 、 0.005nol)と無水酢酸31gを、
冷却器とマグネティックスターラーを備えた100m1の丸底フラスコ内に入れ
た。撹拌を始めて、反応物が溶解してから溶液は水浴で冷却し10分間撹拌した
。ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メタン(14,03g、0.005モ
ル)を、発熱を最少にするためにゆっくり添加した。水浴を冷水浴と取替えて反
応混合物を室温までゆっくり昇温させた。15分後、水浴を外して加熱マントル
に替えて、黄橙色の溶液を65℃で1時間加熱した。溶液を室温まで冷却した。
この溶液の各2.62gがビニルエーテルジスルホン付加物0.0025モルを
含有していると計算された。
実施例J
CHsOCH=CHCH=C(SO2CF+T)2を含有する試薬Jの製造1.
1.3.3−テトラメトキシプロパン(0,18g、 0.0011w+ol)
、無水酢酸(0,51g 、 0.005nn+)および(CsP+tSO*)
*CHt (CAS 29214−34−4)(0,98g、 0,0OIII
Iol)を、栓付き8mlバイアルびん中に入れ、蒸気浴上で95〜100℃で
30分間加熱した。最初は全黄色のペースト状混合物は透明で赤味を帯びた黄褐
色の溶液になったがこれを試薬Jと命名した。
実施例K
CHsOCH−Ct(CH=C(SOtCF−)(SOgCsF、7)を含有す
る試薬Kf7)製造栓付き8mlバイアルびん中で、1. 1. 3. 3−テ
トラメトキシプロパン(0,37g、 0.0022+no1)および無水酢酸
(0,82g、、0.008+nol)をCFsSOsCHtSOtCsF+
、(CAS 30416−80−901.26 g So、 002m0I)
ニ加えた。その混合物を、蒸気浴上で90−100”Cにて45分間加熱した。
黄褐色の溶液(試薬K)が生成した。
実施例し
CH,0−CIl=CH−CI=C(SO2F)lを含有する試薬りの製造CH
t(SOtF)t CAS 42148−23−2(0,36g、0.002w
+o I )をCF、SO,C)IISO,C,F、 B
の代わりに用いたこと以外は実施例にの方法によって試薬りを製造した。試薬り
の黄褐色の溶液が得られ、室温に冷却したときに溶液のま\であった。
実施例1
ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メタン(3,00g、 0.011nn
+)および無水酢酸(25ml)を250m1丸底フラスコに入れ、マグネティ
ックスクーラーで撹拌し溶液を得た。その溶液を水浴で冷却し、次1ml、1.
3. 3−テトラメトキシプロパ:/ (1,60g5O,Olmol)の無
水酢酸(25ml)溶液をゆっくり添加した。添加を終って、冷却浴を外し、加
熱マントルに変えた。溶液を70℃で2時間加熱し次いで室温まで冷却し、N、
N−ジメチルアニリン(CAS 121−69−7)(1,21g、0.Olm
ol)の無水酢酸(5if)溶液を滴下して加えた。加熱マントルを取付け、こ
の溶液を70℃で2時間加熱した。反応が進行するにつれて、溶液は濃いマゼン
タ色になった。その溶液を冷却し、イソプロピルアルコール(125ml)をゆ
っくり添加しその溶液を一夜撹拌した。濾過し続いてメタノールで洗浄し乾燥し
て化合物1 (2,70g、収率62%)を得た。l、2−ジクロロエタン中の
そのスペクトルは、544nmに最大吸収λmaxを示し、516nn+と56
5nmで1/2最大吸収点λ1/2を示した(なお特にことわりがないかぎり、
全スペクトルの測定にはl、2−ジクロロエタンを使用した)。
実施例2
アセタール反応物は、J、Klein & E、D、Bergw+ann、 J
、^mer、 Che+++、 Sac、 。
79巻、3452〜3454頁、1957年に記載されている反応と同様の方式
で製造した。この製造は、p−r’J、N−ジメチルアミノ−ベンズアルデヒド
(CAS too−10−7)、トルエン(100ml) 、オルトギ酸トリエ
チル(1,75g、 0.012a+ol)および数mgのp−トルエンスルホ
ン酸を、マグネティックスクーラー、冷却器、加熱マントルおよび乾燥窒素雰囲
気を装備した250+nl丸底フラスコに入れて行った。撹拌と加熱を開始し、
溶液を一夜還流しながら加熱し、p−ジメチルアミノベンズアルデヒドビス(ジ
エチルアセタール)を製造した。
アルケニルジスルホン(D CHs CH=CH−CI=C(SOzCFs)t
を含有する実施例りの溶液を上記アセタール溶液に添加したところ直後に緑色の
溶液が生成した。得られた溶液を還流しながら加熱し、反応を薄層クロマトグラ
フィー(TLC)によって監視した。
冷却して反応混合物を濾過し、等量のヘキサンで希釈し、生成したPDFMを結
晶させた。濾過と乾燥を行って化合物2 (0,76g、収率16%)を緑色剣
状結晶として得た。この化合物のスペクトルは634nmにおいてλmaXを有
し、596r+n+と666nmにおいてλ1/2をもっている。
実施例3
ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メタン(2,80g、 0.010nn
+)とトルエン(35ml)をマグネティックスクーラー、冷却器および窒素雰
囲気を備えた100ml丸底フラスコ内に入れた。ビス(トリフルオロメチルス
ルホニル)メタンが溶解してから、オルトギ酸トリエチル(1,48g、 0.
Olmol)のトルエン(5ml)溶液を丸底フラスコに加えた。水浴で冷却し
続いて無水酢酸3.36g (0,033nn+)を含有するトルエン5mlを
添加した。水浴を外し加熱マントルに変えた。
溶液を50〜70℃で3時間加熱し次いで水浴で冷却し、次いでN、 N−ジエ
チルアニリン(CAS 9l−66−7)(1,49g、 0.010nn+)
のトルエン(5ml)溶液を滴下して加えた。加熱マントルを取付は溶液を50
〜70℃で3時間加熱した。反応が進行するにつれて溶液は濃い黄色になった。
この溶液を冷却させイソプロピルアルコール(200ml)をゆっくり添加した
。さらに冷却したところ微細な黄色沈澱が溶液から析出した。濾過を行い続いて
乾燥して化合物3(2,3g、収率54%)を得た。この化合物のスペクトルは
455nmでλmaxを示し、427nmと 470nmでλ1/2を示した。
実施例4
(CH,!0) −CH= CH−CH= C(SO2CF3)2を0.871
g (0,0025nn+)含有していると計算された実施例Aのビニルエー
テルジスルホンの溶液2.12gを小さな反応フラスコに入れ次いてN、 N−
ジエチルアニリン(0,37g、0.0025モル)を添加した。反応が起こり
、反応混合物をメタノールと水の混合物(75/25容積比)に注ぎ入れて生成
物の化合物4を沈澱させることによって生成物を単離した。この化合物のスペク
トルは549nmでλIIIaxを示し522n+nと569nmでλ1/2を
示した。
実施例5
(CIIO) −CH= CH−CI= C(SOICFi) *を0.871
g (0,0025nn+)含有していると計算された実施例Aのビニルエー
テルジスルホン溶液2.12gを小反応フラスコに入れ続いてN、 N−ジ−n
−プロピルアニリン(CAS 2217−07−400.44g、 0.002
5nn+)を添加した。反応が起こり、反応混合物をメタノールと水の混合物(
75/25容積比)に注入し生成物の化合物5を沈澱させることによって生成物
を単離した。この化合物のスペクトルは552nmでλmaxを示し、524n
mと572t++nでλ1/2を示した。
実施例6
次の物質:ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メタン(7,00g、 0.
025nn+) 、1. l、3. 3−テトラメトキシプロパン(4,10g
、0.025nn+) 、N 7 x=ニルモルホリンCAS 92−53−5
) (4,06g 。
0、025a+ol)および無水酢酸(25+++1)を用いたことを除いて実
施例1に記載されているのと同様にして化合物6を製造した。化合物6の収量は
2.0g(収率17%)であった。この化合物のスペクトルは538nmでλl
l1axを示し、 504nmと564nmでλ1/2を示した。
実施例7
ビス(トリフルオロメチル−スルホニル)メタン、1.1,3゜3−テトラメト
キシプロパン、ジュロリジン(CAS 479−59−4)および無水酢酸を使
用したことを除いて実施例1に記載されているのと同様にして化合物7を製造し
た。化合物7は571n+oでλmaxを示し、539nmと 590nmでλ
1/2を示した。
実施例8
マグネティックスターラー、冷却器、加熱マントルおよび窒素雰囲気を備えた5
00m1丸底フラスコに、p−アニスアルデヒド(CAS123−11−5)(
1,36g、0.Olmol)、ヘキサン(100+++1)およびオルトギ酸
トリエチル(1,75g、0.012mol)を入れてアセタール反応物を製造
した。撹拌と加熱を開始し、溶液を還流しながら一夜加熱してp−アニスアルデ
ヒドビス(ジエチルアセタール) CAS 2403−58−9を製造した。
アルケニルジスルホンのCHs C)I= CHC)I= C(SOtCFs)
tを含有する実施例Eの溶液を冷却し次いで上記のアセタール反応物を含有す
る溶液に注入した。生成した溶液を還流しながら加熱し、反応はTLCで監視し
たが、冷却したところ橙色の固体が生成した。濾過と乾燥を行い化合物8 (1
,oog、収率22%)を得た。
実施例9
ビス(トリーフルオロメチルスルホニル)メタン(2,80g、 Ololom
ot)、オルトギ酸トリエチル(1,48g、 0.010+nol)、1.l
−ビス−(N、 N−ジメチルアミノフェニル)エチレン(CAS 7478−
69−5)(2,66g、0.010mol)および無水酢酸(3,06g、0
.010mol)を用いたことを除いて実施例3に記載されているのと同様にし
て化合物9を製造した。生成物をイソプロパツールから3回再結晶して、533
nmにλmaxを有し504nmと580nmにλ1/2を有する玉虫色で暗緑
色の結晶として化合物9 (4,26g、収率78%)を得た。
実施例IO
式(C)130)−CH=CI(−CH=C(SOlCFS)!で表される実施
例Bの単離されたビニルエーテルジスルホン(1,74g、 0.005mol
)と無水エタノール(40g)を、マグネティックスターラーを装備した100
+nL丸底フラスコに入れた。1.3.3−)ジメチル−2−メチレンインドリ
ン(“フィッシャー塩基”として知られている、CAS 118−12−7)(
0,87g、0.005IIlol)の溶液を上記フラスコにゆっくり加えた。
直ちに暗色になった。撹拌を2時間続けた後TLCは緑色と黄/橙色の成分が存
在することを示した。減圧下で溶媒を除き、続いてシリカゲルのカラムクロマト
グラフィにかけてクロロホルムで溶離した。
黄/橙色の成分が最初に溶出された。これをメタノール/エーテル/ペンタンか
ら再結晶させることによって化合物10 (0,80g、収率33%)を得た。
実施例11
(CH30) −CH= CH−CH= C(SOICFs) tを0.871
g (0,0025+nol)含有していると計算された実施例Aの反応生成
物2.12gを小反応フラスコに入れ続いてN、 N−ジメチル−1−ナフチル
アミン(CAS 86−56−6)(0,43g、0.0025+nol)を添
加した。反応が起こり、生成物を単離し、メタノールから再結晶させて精製した
。濾過と乾燥を行って、594nmにλmaxを有し、566nmと613na
+にλ1/2を有する金属状緑色結晶として化合物11を得た。
実施例12
クロロホルム(50+nl) 、エナミンジスルホンの(C1,)IN−CH=
C(SOtCFs)* (CA358510−91−1)(1,68g、 0.
005a+ol) 、および1. 3−ジエチル−2−メチル−イミダゾ(4,
5b)キノキサリニウムトシレート(米国特許第3.431.111号に記載さ
れているようにして製造した) (2,06g 、 0.005oo l)を、
マグネティックスターラーと冷却器を備えた100+nl丸底フラスコに入れた
。撹拌を始め、反応物が溶解してからトリエチルアミン0.51 g (0,0
05+nol)を添加した。直後に橙色の溶液が生成した。3時間撹拌後にTL
Cは出発物質がまだ存在していることを示した。同量のトリエチルアミンを追加
して加えた。さらに3時間後でも出発物質が残っていたのでその反応混合物を一
夜還流しながら加熱した。反応はまだ完了していなかったけれども、反応混合物
を冷却して反応を停止させた。得られた溶液を水100+nlで2回洗浄し無水
硫酸マグネシウム上で数時間乾燥した。
この乾燥剤を濾過して除き、溶媒を減圧下で除去した。生成物をメタノールから
再結晶することによって精製して化合物12 (1,13g、収率43%)を得
た。この化合物のスペクトルは433止にλIr1axを示し408nmと44
4nmにλ1/2を示した。
実施例13
ビス(トリフルオロメチルスルホニル)メタン(0,28g、 0.001mo
l)、1.1.3.3−テトラメトキシ−プロパン(0,16g、0.001m
ol)、無水酢酸(0,41g、0.004n+ol) 、および1.1−ビス
(N。
N−ジメチルアミノフェニル)−エチレン(0,27g、0.001モル)を、
栓をした8w+1バイアルびん中で混合し振盪した。数分後に混合物は固化して
湿った結晶の塊になった。この結晶を約10+++1の熱イソプロパツールで処
理した。冷却してから濾過と乾燥を行って、化合物13 (0,46g)を暗色
結晶として理論収率の80%で得た。この結晶は有機溶媒によって青色の溶液を
生成し、641rvにλWaXを示し604r+n+と670nmにλl/2を
示した。
実施例14
栓をした8+nlのバイアルびん中で、実施例Fの熟成試薬F (4,26g、
0.005モル当量)をN、 N−ジエチル−m−フェネチジン(CAS186
4−92−2)(0,96g、 0.005mol)と混合したところ、速やか
に濃マゼンタ色の生成物を生成した。約50+++Iのメタノール:水(3:1
重量比)で処理し、濾過と乾燥を行って、結晶として化合物14(2,16g、
収率86%、粗生成物)を得て、これを100a+Iのエタノール:水(3:1
重量比) 100m1から再結晶させた後乾燥して生成物(1,94g、収率7
7%)を得た。この化合物は1. 2−C2H,C1,中で537nmにλma
Xを示し、512nmと555n+nにλ1/2を示した。そのモル吸光度をジ
メチルスルホキシド中で測定したところ21.8(790止)、8、89(83
0nm)および0.00 (1300t++nと156On+n)であった、1
.2−C2H,CI !中で、790nmにおけるその電界誘発第二調波(EF
ISH)発生は、照射が1580止の場合、p−ニトロアニリン(標準)の11
.0倍であった。
実施例15
1.1−ビス(p−ジエチルアミノフェニル)エチレン(CAS6961−56
−4)(1,61g 、 0.005111ol)をフェネチジン化合物の代わ
りに用いたことを除いて実施例14の方法で化合物15を製造した。濃青色の反
応混合物が生成した。メタノールで処理した後に、化合物15(2,02g、収
率64%)が生成した。この化合物は有機溶媒で緑色を帯びた青色の溶液を生成
した。1 、 2 C,HsC1t中で、646r++oにλIIIaxを示し
609nmと6811にλ1/2を示した。
実施例16
2.5−ジメトキシ−N、 N−ジメチルアニリン(CAS 4034−94−
1)(0,90g、0. O05+nol)をフェネチジン化合物の代わりに用
いたことを除いて実施例14の方法で化合物16を製造した。濃紫色の生成物が
生成し、これをイソプロパツールで処理して1.73 gの結晶を得た。
その結晶を、60重量%のアセトン水溶液を用いて再結晶して、化合物16 (
1,56g、収率64%)を得た。その結晶は有機溶媒によって紫色を帯びた溶
液を生成し、568nmでλl1liLXを示し、526nmと592nmでλ
1/2を示した。この生成物の790nmにおけるEFISHの発生は、p−ニ
トロアニリンの8.2倍であった( 1580rv+での照射)。
実施例17
N−メチルインドール(CAS 603−76−9)(0,65g、 0.00
5nol)をフェネチジン化合物の代わりに用いたことを除いて実施例14の方
法によって化合物17を製造した。赤黄色の液体生成物が生成したが、これを3
:1(重量比)のメタノール:水溶液で処理したところ1.89gの結晶を生成
した。50重量%水性アセトンから再結晶して化合物17 (1,61g、収率
74%)を得た。この化合物は477nmでλwaxを示し、 455nmと4
98nmでλl/2を示した。
実施例18
実施例Gの試薬G (3,67g、0.005モル当量)をN−メチルインドー
ル(0,65g、0.005mol)と混合し、栓でふたをした8+nlバイア
ルびん中、蒸気浴上で一夜加熱した。結晶が生成し、この生成物をメタノール7
5gおよび水25gと混合して処理した。生成した沈澱を濾別し乾燥して化合物
18 (1,63g)を赤褐色粉末(収率78%)として得た。化合物18を含
有する溶液は、濃い黄色であった。この化合物のスペクトルは402nmでλm
axを示し、375n+nと423nmでλl/2を示した。
実施例19a、b+ c
(a)4−ジメチルアミノベンズアルデヒド(0,60g、0.0040mol
)をイソプロパツール15a+1に溶解し、その溶液にCFt(CFtSOt)
*C)ItCAS 126136−11−6(!、OOg、 0.0034mo
l)を添加した。得られた混合物を還流しながら3時間撹拌し、室温まで冷却し
、−夜結晶化させた。
固体の生成物を濾別し、イソプロパツールで洗浄し、次いで乾燥して、化合物1
9a (1,09g、収率75%)を黄色結晶として得た。なおこの化合物は4
50nmにλWaXを示した。
(b)モル数の規模を15%小さくしかっ(CF、SO□)tel(tをCFy
(CF2SO□)tel2の代わりに用いたことを除いて(a)の手順を繰返し
た。(CF、5O2)ic)1.はCAS 126136−11−6について記
載したのと類似の方法で得ることができる。回収された生成物19bは重量が0
.90g(収率83%)の黄色の結晶であり、453n+nでλ+naxを示し
427nmと472nmでλl/2を示した。
(C)モル数の規模を2.7倍に増大しがっ4−ジメチルアミノベンズアルデヒ
ドの代わりに4−ジメチルアミノシンナムアルデヒド(CAS 6203−18
−5)を用いたことを除いて(b)の手順を繰返した。
生成物19c (2,90g、収率93%)の暗色結晶は青色の反射光を有し、
537r+o+にλll1axを示し、 505nmと562runにλ1/2
を示した。
実施例20
試薬L (0,001(−ル当量)(7)l/2をジメチルアミノ:/ (0,
12g、0.001モル)と混合した。反応が直ちに起こって濃い赤マゼンタ色
の混合物が生成した。この混合物を90−100”Cでほぼ30分間加熱した。
部分的に固体の生成物をイソプロパツールで希釈し、濾過し、次いで濾液がもは
やこはく色でなくなるまでイソプロパツールで洗浄した。生成物をアセトンで浸
出して化合物2oを抽出し不要な残渣を残した。濾液がらアセトンを蒸発させて
固体残渣(0,15g、収率44%)が得られ、この固体は525niでλma
xを示し492nIlと550nmでλ1/2を示した。この生成物の近赤外領
域におけるモル吸光度はジメチルスルホキシド溶液中で2.32(790nlI
) 、0.39(830nm) オヨび0.00 (1300nmと1580n
m)と測定された。1.2−ジクooエタン中にて、この生成物の790nmに
おけるEFISHの発生はp−ニトロアニリンの20.9倍であった。
実施例21
ジメチルアニリン(0,14g、 0.0011n+ol)を実施例Jの試薬J
に加え、それらを入れた8+1バイアルびんを激しく振盪した。濃いマゼンタ色
が生成した。15分後に約7mlのインプロパツールを添加して生成物を沈澱さ
せた。10分後に混合物を濾過し、沈澱を8mlづつのイソプロパツールで3回
洗浄し、乾燥して化合物21 (0,64g、収率56%)を得た。化合物21
は非極性溶媒に対して充分な溶解性を示し溶媒和発色を示した。この化合物は、
ペンタン、シクロヘキサンおよび熱ペルフルオロ(エチルシクロヘキサン)にご
くわずか可溶性で淡黄色乃至黄色味を帯びた橙色の溶液を生成した。6:4のペ
ルフルオロ(エチルシクロヘキサン):ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン混
合物中では淡い赤色の溶液が生成し、ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン中で
は赤味を帯びたマゼンタ色の溶液が生成し、および温ジメチルスルホキシド中で
は青味を帯びたマゼンタ色の溶液が生成した。s、2−CtHtCI2による飽
和溶液は549nmにλIIIaxを示し、 520nmと57]rv+にλl
/2を示した。
実施例22
実施例G17)熟成試薬G (3,67g、0.005当量)を、1−p−7,
ニーシル−2,5−ジメチルピo −ル(CAS 5044−27−9)(1,
II g 、 0.005mol)と反応させて黄褐色の溶液を得たが、(約5
分後に)結晶が析出し始めた。約40℃で2時間経過後、混合物を、3:1 (
重量比)のメタノール:水100m1で処理した。淡黄色の生成物を濾過し乾燥
して化合物22(1,71g、収率67%)を回収した。化合物22は有機溶媒
で淡黄色の溶液を生成し、1. 2−C,H,C1l中のそのλmaxは362
nIrlでみとめられた。
実施例23
1−p−7ニシルー2.5−ジメチルビロール(1,11g50.005mol
e)をフェネチジン化合物の代わりに用いたことを除いて、実施例14の方法に
よって化合物23を製造した。約50”Cで2時間経過後冷却したところ結晶性
生成物を得た。生成物を、3:1 (重量比)メタノール:水100+nlで処
理し、濾過し乾燥して化合物23(2,20g、収率82%)を得た。この化合
物は有機溶媒によって赤橙色の溶液を生成した。
実施例24
1、 1−ビス(p−ジメチルアミノ−フェニル)エチレン(0,26g、 O
,OOlmol)をジメチルアニリンの代わりに使用したことを除いて、実施例
20に記載されているのと同様にして化合物24を製造した。
化合物24は77%の収率で単離され、λmaxを63OnInに示しλ1/2
を575nmと660nmに示した。その有機溶媒による溶液は濃い青色であっ
た。
実施例25
クロロホルム(50ml) 、エナミンジスルホンのCCH,)、N−CH=C
(SO2CF1)! (1,68g、 0゜005mol) 、およびN−メチ
ル−キナルジニウムp−)ルエンスルホネート(CAS 41626−14−6
)を、マグネティックスクーラーと冷却器を備えた100ml丸底フラスコに入
れた。撹拌を始めて反応物が溶解したときにピペリジン(0,426g、 0.
O05mol)を添加した。溶液は、黄色、橙色次いで橙赤色に変色した。この
ことはすぐに反応が起こっていることを示している。15分後に沈澱が発生した
。さらに1時間撹拌し続いて水中で冷却し、濾過と乾燥を行って化合物25 (
2,07g、収率92%)を得た。この化合物のスペクトルは、436nmでλ
maxを示し、401nmと453止でλ1/2を示した。
実施例26
N−メチルーレビジニウムp−トルエンスルホネート(CAS 42952−2
6−1)(1,65g、0.005mol)をN−メチル−キナルジニウムp−
トルエンスルホネートの代わりに用いることを除いて実施例25のステップを繰
返した。溶液は黄色に変色してすぐに反応が起こったことを示し、次いで沈澱が
発生した。さらに1.5時間撹拌し続いて水中で冷却し、濾過し乾燥して化合物
26 (2,05g、収率92%)を得た。
実施例27
クロロホルム(4f)nl) 、エナミンジスルホンの(CH,)tN−CH=
C(SOtCFs)t (1,68g、0.005mol) 、およびN−エチ
ル−2−メチルーベンゾチアジンニウムヨージド(CAS 3119−93−5
)(1,53g、 0.005moりを、マグネティックスクーラーと冷却器を
備えたloO+nl丸底フラスコに入れた。撹拌を始めて反応物が溶解したとき
にピペリジン(0,426g、0.005+nol)を添加した。溶液は橙色に
変色したがこれは反応が直ちに起こったことを示す。30分たっても沈澱は生成
しなかった。上記のクロロホルム溶液を分液漏斗に移し、水で2回洗い(2X
25m1)次に無水硫酸マグネシウムで乾燥した。濾過し続いて溶媒を減圧下で
除き粗製生成物を得た。
上記の粗製生成物を、約125m1の無水エタノールに溶解し、次にその溶液を
容積が約50+++1になるまで煮つめることによって精製した。
冷却すると生成物が結晶として沈澱した。濾過と乾燥を行って化合物27 (1
,85g、収率79%)を得た。この化合物のスペクトルは411nmにλma
xを示し382nmと432nmにλl/2を示した。
実施例28
メタノール(20ml)とN−メチル−キナルジニウムp−トルエンスルホネー
ト(1,65g、 0.005+++ol)を、マグネティックスクーラーと冷
却器を備えた100m1丸底フラスコに入れた。撹拌を開始し、式(CISO)
−CH= CH−CH= (SOfCFl) !で表される実施例Cの単離さ
れたビニルエーテルジスルホン(1,74g、 0.005m01)を添加した
。反応物が溶解してから、トリエチルアミン(0,51g 、 0.005m+
01)を添加した。生成した溶液はゆっくり橙色になった。加熱浴を取付け、溶
液を還流しながら3時間加熱したがそのときTLCはほとんど完全に純粋の反応
を示した。加熱浴を外し、溶液を60時間撹拌した。沈澱が発生した。さらに6
0時間撹拌したとしたところ沈澱が形成された。
水中で冷却し、次に濾過と、乾燥を行って化合物28(1,14g、収率48%
)を得た。この化合物のスペクトルは、523nI+にてλW+aXを示し、
477nmと546nmにλ1/2を示した。
実施例29
メタノール(20ml)と、式(CH,0)−CH=CI=C(SO,CF、)
、で表される実施例Cの単離されたビニルエーテルジスルホン(1,74g、0
.005mol)とをマグネティックスクーラーと冷却器を備えたloO+++
l丸底フラスコに入れた。撹拌を始めて反応物が溶解してから、N−メチルーレ
ピジニウムp−トルエンスルホネート(l。65g、0.005mol)を添加
した。続いてトリエチルアミン(0,52g、0.005mol)を添加した。
最初の淡黄色の溶液が淡緑色に変色し、次いでゆっくりと暗色になり次に橙色に
なった。その溶液を一夜撹拌し、加熱浴を取付け、次いで溶液を4時間還流しな
がら加熱した。加熱浴を取外して反応混合物を冷却した。水冷し、濾過と乾燥を
行い化合物29 (0,95g、収率40%)を得た。その母液を前記反応フラ
スコに戻し、追加のトリエチルアミン(0,52g、0.005+nol)を添
加し、その混合物をさらに18時間還流しながら加熱した。濾過を行って追加の
生成物0.21 gを得た。この化合物のスペクトルは560nmにλll1a
Xを示し、507nmと589nmにλ1/2を示した。
実施例30
無水エタノール(30ml) 、N−エチル−2−メチルベンゾチアジンニウム
ヨージド(1,57g、0.005mol) 、および式(CH,0) −CI
= CHCH= C(SOtCFx) *で表される実施例Cの単離されたビニ
ルエーテルジスルホン(1,74g 、 0.005mol)を、マグネティッ
クスクーラーと冷却器を備えた100+nl丸底フラスコに入れた。撹拌を始め
て、上記ベンゾチアゾールの全部は溶解していなかったけれども、トリエチルア
ミン(0,52g 、 0.005w+ol)を添加した。溶液はゆっくりと橙
黄色になり、追加のペンゾチアゾールヨージドが溶解したときに沈澱が発生した
。濾過と乾燥を行い、続いてメタノール中で20分間沸騰させ、冷却し濾過と乾
燥を行い化合物30 (2,07g、収率84%)を得た。この化合物のスペク
トルは511nmでλmaxを示し、 468nmと526nn+でλ1/2を
示した。
実施例31aと31b
(a)試薬K (0,001モル当量)の1/2を、ジメチルアニリン(0,1
4g、0.00110101)と35℃で30分間反応させた。生成した濃いマ
ゼンタ色の溶液に、イソプロパツール7gを添加し、次いでその溶液を一夜結晶
化させた。固体生成物の化合物31aを濾別し、7mlづつのイソプロパツール
で4回洗浄し乾燥した。重量は0.52g(収率66%)で、 547nmにλ
111aXを示し520nmと568n+nにλ1/2を示した。
(b)ジメチルアニリンの代わりにl、I−ビス(p−ジメチルアミノフェニル
)エチレン(0,26g、0.001mol)を用い、イソプロパツールの代わ
りにメタノール;水(3:l、重量比)を用いおよび任意に濾過を目的として遠
心分離を行うことを除いて上記(a)と同じ手順によって、化合物31bを収率
45%と適度の純度で得た。
化合物31bは645n+nにλmaxを示し610nmと673nmにλ1/
2を示した。その有機溶媒による希薄溶液は濃い青色であった。
実施例32
求電子性反応部位(通常活性第三級アミン基に対してパラ位)が利用可能に残っ
ている場合、ベンゼノイド環の多置換は、ダイ生成反応の出発物質に対し可能に
なる。実施例14の手順を用い、N、 N。
−3,5−テトラメチルアニリン(CAS 4913−13−7)(0,75g
、0.005111ol)と試薬F (4,26g)で化合物32(1,54g
、収率66%)を得た。
なおこの化合物は544nmにλmaxを示し、518nmと565nmにλl
/2を示した。この化合物の有機溶媒の希薄溶液は、濃い紫色を帯びたマゼンタ
色であった。
実施例33a −33j
N、 N、3. 5−テトラメチル−アニリンの代わりに、下記の反応物(a)
〜(j ) (0,005モル量)をそれぞれ用い、実施例32の手順にしたが
って、生成物が結晶形で得られなかったことを除いて、濃色(括弧内に溶液の色
を示す)の反応生成物の化合物33a〜33jを得た。
(a)N−二チルーベンゾ(a)カルバゾール、CAS 82926−38−3
、(紫色):
(b)N−エチル−N−(2−シアノエチル)アニリン、CAS 148−87
−8、(赤色);
(c)N−エチル−N−(2−シアノエチル)m−トルイジン、CAS 148
−69−6 (マゼンタ色);(d)N−メチルジフェニルアミン、CAS 5
52−82−9(マゼンタ色):(e)N、N−ジベンジルアニリン、CAS
9l−73−6(マゼンタ色);(f)N、N−ビス(2−アセトキシエチル)
アニリン、CAS19249−34−4 (マゼンタ色、λmax =538n
m 、λ1/2=506nmおよび562ni+) ;
(g)N−(2−アセトキシエチル’) −N−(2−シアノエチル)アニリン
、CAS 22031−33−0(赤味を帯びたマゼンタ色;λmax= 52
7nm、λ1 / 2 =486nmおよび551nm) ;(h)N、N−ビ
ス(2−シフ/−r−チ/L/) m−)kイジン、CAS18934−20−
8、(青味を帯びた赤色;λIIax =520r++n、λ1/2=4801
および543nm) ;ならびに(j)N−フェニルピロール、CAS 635
−90−5 (橙色)。
上記の着色したタール状の乾燥された反応生成物それぞれのlogを(数百+o
lの溶媒に)溶解して得られる色が非常に濃色であるということは、これらのま
だ結晶化されていないPDFM類が優れた収率で生成していることを立証してい
る。
実施例34
トルエン(5ml) 、4− (ビス−p−)リル)アミノベンズアルデヒドC
AS 42906−19−4(0,30g、 0.001mol) 、およびビ
ス(トリフルオロメチル−スルホニル)メタン(0,28g、0.001mol
)を、副生成物の水を吸収するBtus CAS 1303−86−2 (0,
60g)とともに、栓つき8mlバイアルびんに入れた。数分後に、混合物は濃
い赤味を帯びたこはく色になった。約50℃で30分間経過後、試料を取出して
、■。
2−ジクロロエタン中で可視光/紫外光分光法で試験した。強いピークが357
1にあり、第二のピークが463ronにあったが強度は約l/4であった。前
者のピークは出発物質のアルデヒドによるもので後者のピークは生成物によるも
のであった。その反応混合物を95〜lOO℃で約50時間加熱したがそのとき
第二のピークが大きく増大し、そして前者のピークは弱いショルダーとしてかろ
うじて認識できただけで反応が完了したことを示した。生成物はトルエンに溶解
したま\で残ったので、蒸発乾固し、続いてヘプタンで洗浄して副生成物と未反
応の出発物質を除去することによって回収した。100℃で乾燥した後、生成物
をメチルtert−ブチルエーテルで抽出し、濾液を蒸発乾固し、暗色の固体で
463ni+にλmaxを示し、432層mと513層mにλl/2を示す化合
物34 (0,43g、収率76%)を回収した。
実施例35
トルエン(40ml)、エナミンジスルホンの(CH,)、N−CH=C(SO
,CFl)。
(3,35g、 O,OImol)、およびl、3. 3−トリメチル−2−メ
チレン−インドリン(1,73g、0.01nol)を、マグネティックスター
ラーと冷却器を備えた100m1丸底フラスコに入れた。撹拌を始めて溶液を2
5時間還流しながら加熱した。反応の進行はTLCで監視したが円滑に進行した
。冷却したところ結晶が沈澱した。溶媒の1/2を減圧下で除去し、次に加熱に
よって生成物を再溶解させた。冷却したところ結晶が再び発生した。濾過と乾燥
を行って化合物35 (3,26g、収率70%)を得た。この化合物は406
t++oにλt+axを示し、376nllと432層mにλ1/2を示した。
非線形の光学的に有効な層の製造
実施例36〜50
各実施例36〜50において、ポリマー中に分散されたPDFM [化合物t
−12,19c、(C)Is)iN−Ci)Is−CJ+(SOtCFg)zc
Ft、および(CHs)tN CaHs CJ+(SOaC+Fe)t)をそれ
ぞれ含有するポリマー組成物で、基板上に、810層を形成させた。製造された
層を、光の第二調波発生(SHG)を行うのに使用した。実施例37では電気光
学作用を例証した。
実施例36
化合物lを極性溶媒に溶解し、次いでその溶液にPMMAを添加した。
得られた溶液を、通常のホトリソグラフィー法によって作った150μmのギャ
ップで分離された、ガラススライド上の2つの共面クロム電極上にスピンコーテ
ィングを行った。溶媒は蒸発させた。コートされたスライドを、該ギャップに光
を通過させるための通孔を具備する、温度制御がなされた銅製ブロック上に置い
た。ステンレス鋼製クリップを用いてクロム電極に電気接点を設けた。次に81
0層をそのポリマーのTgより高く加熱し、次いで直流電圧(800〜1500
V)を電極に印加し分子を非中心対称的に配列した。次いでレーザー光を810
層に通過させた。入射レーザー光は波長が1.58μmであったが、KDP結晶
を用いて、Nd:YAGレーザー由来の出力光の周波数を2倍にし、次にその出
力光を高圧H,ラマンセルを通過させて第三のストークスシフト波長を得ること
によって作製したその光を円柱レンズによって電極ギャップを通じて焦点調節を
行った。1.58μmの入射光から、790層mの第二調波光が、モノクロメー
タ−と光増倍管を用いて検出された。次にNLO物質の層はポーリング電圧はそ
のま\で冷却し、次いで加えた電界は室温で除いた。ポーリング電界で誘起され
たゲスト分子の非中心対称配列はポーリング電圧を除いた後にも維持された。こ
のことは第二調波光の強度の変化が小さかったことで立証された。
810層のχ1ffi+ の測定値は、810層からのSHG信号の、石英結晶
からのSHG信号に対する比率から得た。双極子モーメントμと分子の過分極率
(hyperpolarizability)βの積の値を、D、 S、Che
mlaおよびJ、 Zyss、 Non1inear 0ptical Pro
perties of Organic Mo1eculesand Crys
tals″ Iおよび■巻、n−7とll−8章、Academic Pres
s米国、ニューヨーク、1987年に教示されているようにしてめた。
μとβの積の値を表2に示す。
実施例37
810層を、化合物2と、メチルメタクリレートと2−ビニル−4゜4−ジメチ
ルアズラクトンのコポリ7 (S、Heilmannら、J、Po1y。
Set、、 22巻、11711186頁、1984年に記載しであるようにし
て製造した)とを、それぞれ化合物1とPMMAの代わりに用いたことを除いて
実施例35に記載されているようにして製造した。第二調波光は、1.5871
mの入射光から79Or++nで発生した。ゲスト分子の非中心対称配列はポー
リング電圧を除いた後も保持された。その810層をそのμとβの積の値につい
て試験してその値を表2に示す。
化合物2を含有する810層を電気光学移相器としての用途について試験した。
ポーリング工程を完了しポーリング電界を室温で除いた後、810層を図2の装
置内に入れて電気光学作用を観察した。波長632.8nmの偏光を電極ギャッ
プを通過させた。変調電圧を電極に印加し、変調電界に平行な電界成分を(変調
電界に対して垂直な成分に対して)移相させた。移相された光は位相補償器と偏
光子を通過させてホトダイオード検出器に送った。印加電圧を変調したとき、8
10層の電気光学作用によって、810層を通過する光の偏波状態に、対応する
変化が生じた。
実施例38〜45と47〜50
化合物3〜IO,12,19c、4 (C)ts)J CsH+ (CHs)C
(SOtCFt)tcFtおよび4− (CHI)2N−CaH,−(CHs)
C(SOtC+Fe)gをそれぞれ、化合物lの代わりに用いることを除いて実
施例35に記載されているようにして810層を製造した。その810層は、1
.58μmの入射光から790層mの波長を有する光を発することによってSH
Gを示した。ゲスト分子の非中心対称配列はポーリング電圧を除いた後も維持さ
れた。μとβの積を各試料についてめて、その値を下記表2に示した。
実施例46
810層は、ゲスト分子として化合物11を化合物2の代わりに用いることを除
いて実施例37に記載されているのと同様にして製造した。
その810層は1.58μmの入射光から790止の波長を有する光を発するこ
とによってSHGを示した。ゲスト分子の非中心対称配列は、ポーリング電圧を
除いた後も維持された。μとβの積をめ、その値を表2に示した。これらの条件
下で標準の試験化合物のp−ニトロアニリンは、μとβの積の値(101デバイ
−esuにおいて)はl−0である。
表2
μとβの積の値はPDFM類が比較的大きな双極子モーメントと過分極率をもっ
ていることを示している。
0この化合物は、4−ジメチルアミノシンナムアルデヒドを4−ジメチルアミノ
ベンズアルデヒドの代わりに用いることにより、実施例19aに記載されている
のと同様にして製造することができる。
■この化合物は(CtFゆSO□)tcHt (CAS 29214−37−7
)を(CsF+tSO□)tcHtの代わりに用いることにより、実施例21に
記載されているのと同様にして製造することができる。
実施例51〜62
実施例51.56.59および61においで、PDFM類の光吸収特性を、分子
の最高波長ピークについて試験した。比較実施例52〜55.57〜58゜60
および62では、ジスルホン基以外の電子受容基を有する極性官能基化分子(し
かし類似の電子供与基をもっている)の光吸収特性を同じバンドの波長について
試験した。この試験は、分子を、ジクロロエタンに10−’モル濃度で溶解し、
その分子の光吸収特性を分光計で測定することによって実施した。
被検分子と吸光特性測定の結果は表3に示す。“1/2高さ−l/2帯域幅(h
alf−height−half−bandwidth)′Δv l / 2は
、吸収がピーク値の1/2の場合、ピークの吸収から離れたより長い波長におけ
る波数の数値に等しい。Δvl/10はピーク吸収の1/10の類似の点を表す
。
表−」一
実施例 構 造 式 ΔV+y* Δv、71゜表−ユ(続き)
実施例 構 造 式 ΔVl/! Δv17.。
1化合物61は米国特許第3.933.914号の方法によってp−アニスアル
デヒド(CAS 123−11−5)から製造した。
表3に示したデータは、PDFMが、類似の電子供与基を有する極性分子に比較
した場合、長波長光の吸収が少ないことを示している。
PDFMは狭い吸収ピークを有し、赤外領域およびその近傍の光の吸収が少ない
ことが示されている。このことは、光源としてダイオードレーザ−を用いて作動
させることを目的とするNLO物質にとって非常に重要な特性であると考えられ
る。
実施例63
PDFMのポリマーへの結合
この実施例では、ポリマー側鎖に共有結合されたジスルホン官能基化基を有する
極性部分を含有するポリマーを製造した。製造されたポリマー(a)は下記構造
式:
(式中、Xは前記定義と同一である)で表される。このポリマーを製造するため
に、ポリ(メタクリルビルクロリドX0.21 g 、 2 nono1当量;
米国、ペンシルベニア州、ワリントンPo1yscience Inc、社より
入手)、および1.1−ビス(トリフルオロメタンスルボニル)−2−(2−ヒ
ドロキシ−4−(N、N−ジエチルアミノ)フェニル)エタン:
H
[0,91g、2m1Ilol ; 2−ヒドロキシ−4−(N、N−ジエチル
アミノ)ベンズアルデヒド(CAS 17554−90−4)をp−ジメチルア
ミノシンナムアルデヒドの代わりに用い、米国特許第3.933.914号の実
施例1に記載しであるのと同様にして製造した〕を乾燥窒素の雰囲気下撹拌しな
がら、無水1. 2−ジクロロメタン(20ml)に溶解し次いで70℃まで昇
温した。無水ピリジン(0,32g、4+n+nol)を注射器で全体を一度に
添加した。反応は発熱しながら進行した。さらに4時間加熱した後、反応混合物
を冷却し、メタノール200+nlを添加して生成物を沈澱させた。生成物を濾
過して集め減圧乾燥後、重量は0、09 gであった。TLCは遊離のPDFM
が全く存在しないことを示した。
吸収性の測定値を用いてXが約0.03であることを測定した。
製造法と測定法はPMMAに分散させたPDFMについて用いたのと同一であっ
た。ポリマーは、融解石英基板上の一対の共面クロム電極上にスピンコードし、
145℃において6X10’ボルト/cmの電界でポーリングを行った。この
ポリマーは、1580nI11の基本波長を有する光を照射されて790止の第
二調波光を発生するのに成功した。その信号レベルは、PMMA中に分散された
化合物3(実施例3)について行った測定結果と一致していた。すなわちNLO
基の濃度と被膜の厚さが同じ場合は、事実上同じ信号レベルが、石英結晶からの
SHG信号に対して観察された。ポーリングを行った後、被膜は電界を維持した
ま\室温まで冷却した。第二調波信号は電界を除いた後も事実上全く変化を示さ
なかった。このことはポリマー中の極性部分の配列が安定であることを示してい
る。
本発明の各種の変形と変更は本発明の適用範囲と思想を逸脱することなく行える
ことは当該技術分野の当業者にとって明らかであろう。したがって本発明の適用
範囲は本願に記載されている例示的実施態様に限定されるべきではなく、特許請
求の範囲およびその均等物に記載されている制限によって決定されるものである
と解すべきである。また本発明は本願に開示されていない任意の要素が存在しな
い場合でも適切に実施することができると解すべきである。
補正書の翻訳文提出書
(特許法第184条の8)
平成6年1月10日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.光学的に透明なポリマー組成物中に組込まれかつ非中心対称的に配列された 極性ジスルホン官能基化分子からなる非線形光学組成物。 2.極性ジスルホン官能基化分子が、(i)ジスルホン基からなる電子求引性基 、(ii)電子供与基、および(iii)上記の電子求引性基と電子供与基との 間に延びる共役基を含有している請求項1記載の非線形光学組成物。 3.極性ジスルホン官能基化分子が電子求引性基と電子供与基の間に1〜6個の 二重結合を有しかつ電子供与基が−0.3未満のσp値を有する請求項2記載の 非線形光学組成物。 4.極性ジスルホン官能基化分子が、下記式I:▲数式、化学式、表等がありま す▼I (式中、nは0,1または2であり;R1とR2は各々独立して水素もしくは約 1〜4個の炭素原子を有するアルキル基を表し、または介在する懸垂炭素原子と ともに結合して5員もしくは6員の炭素環式もしくは複素環式のリングを形成し 、nが2の場合、R1とR2、R1とR1、またはR2とR2が介在する懸垂炭 素とともに5員もしくは6員の炭素環式もしくは複素環式のリングを形成する; R11とR12は各々独立してフッ素もしくは炭素原子数が1〜10個の飽和フ ッ素化アルキルラジカルを表し、またはジスルホン基とともに結合して2,3ま たは4個のフッ素化されている炭素原子をそれぞれ含有する5,6または7員の リングを形成する;およびZは電子供与基、活性芳香族複素環基、ダイベース由 来の基またはダイオレフィン由来の基で置換されたアリール基を表す)で表され る請求項1記載の非線形光学組成物。 5.−SO2−基に隣接しているR11とR12中の炭素原子およびその次に隣 接している炭素原子が過フッ素化されている請求項4記載の非線形光学組成物。 6.Zの、電子供与基で置換されたアリール基が下記式II:▲数式、化学式、 表等があります▼II(Y)k−Ar− (式中、Ar−は6〜10個の環原子を有する一価のアリール基を表し;Yは約 20個までの原子を有する電子供与置換基を表し;Xは1〜約20個の原子を有 する一価の置換基を表し;kは1または2であり;およびmは0〜6の整数であ る)で表され;Zの活性複素環芳香族基が下記式III:▲数式、化学式、表等 があります▼III(式中、▲数式、化学式、表等があります▼は一価の複素環 芳族核を表し;VはXを表し、または上記複素環芳香族核中の原子と結合して6 員の芳香族核を完成するのに必要な原子を表し;EはS,OまたはNR5であり 、そのR5は約20個までの炭素原子を含有する置換基を表し;およびgは0〜 4の整数である)で表され; Zの、ダイベース由来の基が下記式IV:▲数式、化学式、表等があります▼I V(式中、pは0または1であり;R5は前記定義と同一であり;およびWは複 素環リングに5または6個の原子を含有する複素環核を完成するのに必要な非金 属の原子を表す)で表され;ならびにダイオレフィン由来の基が下記式V: ▲数式、化学式、表等があります▼V (式中、Ar,Y,Xおよびmは前記定義と同一であり;Ar′は独立してAr を表し;X′とY′は独立してそれぞれXとYを表し;m′は独立してmを表し ;およびhとh′は独立して0,1または2を表す但しhとh′の両方が0であ ることはない)で表される;請求項4記載の非線形光学組成物。 7.YとY′が電子供与基と電子求引性基の間に延びる共役基に対して共役的に 配置され、かつ独立して式R3R4N−で表されるアミノ基、式R3O−で表さ れるエーテル基または式R3S−で表されるチオ基であり、そのR3とR4は独 立して1〜12個の炭素原子を有する一価のアルキル基、1〜4個の炭素原子を 有するシアノアルキル、6〜10個の環原子と合計約15個未満の炭素原子を有 するアリール基、アルカリール基もしくはアリーレン基、1〜3個の炭素原子を 有するアルキレン基、アルキレンオキシ基、アルキレン−tert−アミノ基も しくはアルキレンチオ基、1〜3個の環原子を有するアルキレンアシルアミノ基 、もしくは合計約15個までの炭素原子を有するアラルキル基を表し、またはR 3とR4は窒素原子とともに結合して1つ以上の5員もしくは6員の複素環リン グを形成し;EがNR5でありそのR5が20個までの炭素原子を含有する置換 基を表し;ならびに XとX′が独立してハロ、置換もしくは未置換の前記定義と同一のアリール基A r−、1〜4個の炭素原子を有する低級アルキルもしくは置換低級アルキル、1 〜4個の炭素原子を有するアルコキシ基、1〜4個の炭素原子を有するハロアル キル基、1〜4個の炭素原子を有するアシルオキシ基、1〜10個の炭素原子を 有するアシルアミド、3〜10個の炭素原子を有する飽和の環もしくは複素環、 1〜10個の炭素原子を有するアルキルチオ基、6〜10個の環原子を有するア リール基もしくは置換アリール基、7〜15個の炭素原子を有するアラルキル基 、2〜15個の炭素原子を有するアルケニル、または8〜15個の炭素原子を有 するアラルケニルを表す;請求項6記載の非線形光学組成物。 8.主鎖もしくはその側鎖に複数の極性部分を結合された光学的に透明なポリマ ーであって;その極性部分が、ジスルホン基を含有する電子求引性基;電子供与 基;および電子求引性基と電子供与基の間に延びる共役基からなる光学的に透明 なポリマー。 9.ビニルエーテルジスルホン分子、エナミンジスルホン分子、または活性メチ ル基もしくは活性メチレン基を含有するアルケニルジスルホン分子を、電子供与 基を有する分子と反応させることからなり;但し(i)反応物がビニルエーテル ジスルホン分子を含んでいる場合は、電子供与基を有する分子は活性芳香族分子 、活性複素環分子、ダイベースもしくはダイオレフィンを含み;(ii)反応物 がエナミンジスルホン分子を含んでいる場合は、電子供与基を有する分子はダイ ベースもしくはダイオレフィンを含み;および(iii)反応物が活性メチル基 もしくは活性メチレン基を有するアルケニルジスルホン分子を含んでいる場合は 、電子供与基を有する分子はアルデヒドもしくはそのアルデヒドから誘導される アセタールである;極性ジスルホン官能基化分子の製造方法。 10.(a)下記式I: ▲数式、化学式、表等があります▼I で表され、式中、nは0,1または2であり;Zは独立して電子供与基、活性複 素環芳香族基、ダイベース由来の基もしくはダイオレフィン由来の基で置換され ているアリール基;R1とR2は各々独立して水素もしくは約1〜4個の炭素原 子を有するアルキル基を表し、または介在する懸垂炭素原子とともに結合して5 員もしくは6員の炭素環式もしくは複素環式リングを形成し、nが2の場合、R 1とR2、R1とR1もしくはR2とR2が介在する懸垂炭素原子とともに5員 もしくは6員の炭素環式もしくは複素環式リングを形成し;およびRf1とRf 2はジスルホン基とともに結合して、2,3もしくは4個のフッ素化された炭素 原子をそれぞれ含有する5,6または7員のリングを形成する化合物; (b)式Iで表され、式中、n,R1とR2およびZは前記定義と同一であり; およびRf1とRf2は独立してフッ素もしくは1〜10個の炭素原子を含有す る飽和フッ素化アルキル基を表し、またはジスルホン基とともに結合して、2, 3もしくは4個のフッ素化された炭素原子をそれぞれ含有する5,6,7員のリ ングを形成するが但し(i)Rf1とRf2の中の少なくとも一方がフッ素であ り、および(ii)Zが下記式II: ▲数式、化学式、表等があります▼IIで表され、およびYがNR3R4で式中 のAr,X,Y,R3,R4,kおよびmが前記定義と同一である場合はnが1 もしくは2である化合物; (c)下記式VII: ▲数式、化学式、表等があります▼VII(式中、nは0,1また2であり;R 1とR2は前記定義と同一であり;R8は水素または一価の有機ラジカルを表し ;R9は一価の有機のアシル、アリル、アリール、アルキルまたはアラルキルの ラジカルを表し;およびRf1とRf2はフッ素もしくは1〜10個の炭素原子 を含有する飽和フッ素化アルキルラジカルを表し、またはジスルホン基とともに 結合して2,3もしくは4個のフッ素化されている炭素原子をそれぞれ含有する 5,6もしくは7員のリングを形成する)で表される化合物; (d)下記式VIII: ▲数式、化学式、表等があります▼VIII〔式中、Rf1とRf2は各々独立 してフッ素もしくは1〜10個の炭素原子を有する飽和フッ素化アルキルラジカ ルを表し、またはジスルホン基とともに結合して2,3もしくは4個のフッ素化 された炭素原子をそれぞれ含有する5,6もしくは7員環を形成し;およびR1 0は下記の基: (1)▲数式、化学式、表等があります▼;(2)▲数式、化学式、表等があり ます▼;(3)▲数式、化学式、表等があります▼;(4)▲数式、化学式、表 等があります▼;(5)▲数式、化学式、表等があります▼;(6)▲数式、化 学式、表等があります▼;(7)▲数式、化学式、表等があります▼;(8)▲ 数式、化学式、表等があります▼;(9)▲数式、化学式、表等があります▼; (10)▲数式、化学式、表等があります▼;および(11)▲数式、化学式、 表等があります▼(式中、nは0,1もしくは2であり;およびR5は約20個 までの炭素原子を含有する置換基を表す)からなる群から選択される〕で表され る化合物;ならびに (e)下記式: (12)▲数式、化学式、表等があります▼(式中、R5は前記定義と同一であ り;およびnは1または2である)で表される化合物; からなる群から選択される極性ジスルホン官能基化分子。
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