專利名稱：三苯胺衍生物雙光子光儲存材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種雙光子光儲存材料及其制備方法，具體地說是一種三苯胺衍生物雙光子光儲存材料及其制備方法。
背景技術：
近年來，隨著強雙光子吸收材料的發(fā)現(xiàn)，雙光子技術在應用方面有了重大突破。人們競相尋找具有大的吸收截面和高的上轉(zhuǎn)換激射效率的強雙光子吸收材料。美國的Marder和Prasad小組最具有代表性。這兩個研究小組分別從“對稱電荷轉(zhuǎn)移”與“不對稱電荷轉(zhuǎn)移”為出發(fā)點，設計、合成出許多強雙光子吸收的有機分子材料，并作了開拓性的應用性研究。目前，雙光子技術應用于三維高密度數(shù)據(jù)存儲、單分子檢測、醫(yī)療診斷以及三維微細加工等領域的研究，已成為光學及其交叉學科中最誘人、最活躍的研究領域之一。
20世紀80年代末，美國加州大學的Parthenopoulos和Rentzepis首先提出了雙光子三維光存儲的概念。三維光存儲是將存儲空間由二維延伸到三維，實現(xiàn)多層存儲，從而大大提高了存儲密度和存儲容量。雙光子漂白光存儲是實現(xiàn)高密度和超高密度一次寫入多次讀出三維光存儲的一種重要方法，光致漂白材料的靈敏性、穩(wěn)定性和抗疲勞性等性質(zhì)是該技術能否實用化的關鍵。雙光子光存儲技術是當前超大容量、超高速光存儲領域的一個重要發(fā)展方向。以具有較大的雙光子吸收截面的材料作為存儲介質(zhì)，利用其雙光子激發(fā)熒光特性和雙光子漂白作用在其內(nèi)部可實現(xiàn)多層雙光子漂白信息存儲。但其應用在商業(yè)上并沒有得到推行，其中一個重要的原因就是現(xiàn)有的雙光子引發(fā)劑分子的吸收截面較小，難以達到實際應用的要求。
人們在探索結(jié)構(gòu)與性能相關性的研究中進行了大量的有機合成和性能測試工作。到目前為止，被人們普遍接受的觀點一致認為大的共軛鏈、強的給電子和接收電子能力、好的剛性共軛平面和更多共軛枝鏈都能增加分子的雙光子吸收截面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要獲得強雙光子吸收材料。所要解決的技術問題是選擇中心給電子體及其匹配的電子受體，并合成系列光儲存材料。
本發(fā)明選擇具有較大共軛體系的三苯胺為中心給電子體以及吡啶基等六種電子受體，合成制備系列三枝狀的三苯胺衍生物雙光子光儲存材料。
本發(fā)明所稱的三苯胺衍生物為以下化學式所示的化合物
本三苯胺衍生物的制備方法以三苯胺為起始原料，首先制備中間體三-(4-碘苯基)胺，由中間體合成目標產(chǎn)物。
1、中間體三-(4-碘苯基)胺的制備將三苯胺溶于溶劑中，在攪拌下小批量依次加入HgO和I2，攪拌反應18～22小時，脫溶后加甲苯回流，過濾分離，濾液脫去甲苯后冷卻得到紅色固體，用熱的甲醇洗滌，最后得到白色針狀晶體即中間體。
2、目標產(chǎn)物的合成將三-(4-碘苯基)胺、三苯基膦和R所示的一種電子受體加入通氮保護下的混合溶劑中于60～80℃反應45～50小時，冷卻后傾入水中，固液分離后將固體經(jīng)復溶、干燥、濃縮、柱分離得到目標產(chǎn)物。所述的混合溶劑為含有碳酸鉀的水、DMF和四正丁基溴化胺混合溶劑。
本發(fā)明合成的三枝狀的三苯胺類衍生物化合物，分子呈多枝狀，其共軛鏈明顯拉長，電子的離域程度增加，從而增大其雙光子吸收截面。它們的雙光子吸收截面如下R分別為鄰吡啶、對吡啶、氰基、羧基、甲酯基、丁酯基，雙光子吸收截面分別為720GM、770GM、320GM、230GM、300GM、420GM。與Seung-Joon Jeon小組報道了一系列的多枝結(jié)構(gòu)的三苯胺衍生物中最大的雙光子吸收截面790GM有相同的數(shù)量級(Wen Jun Yang，Dae Young Kim，Chang Ho Kim，Mi-Yun Jeong，Seung Kyu Lee，Seung-Joon Jeon，and Bong Rae Cho，Org.Lett.，2004，6，1389.)。測試結(jié)果表明，本發(fā)明合成的化合物均有高的雙光子活性，是優(yōu)良的雙光子漂白光存儲介質(zhì)。
此外，本發(fā)明還有以下特點1.本發(fā)明新合成的三枝狀三苯胺化合物是一類雙光子光存儲材料。該材料的雙光子漂白閾值低，平均寫入激光功率8mw，用較小的激發(fā)功率就能實現(xiàn)漂白，具有比其他材料大的雙光子吸收截面，是性能優(yōu)良的雙光子光致漂白存儲介質(zhì)。
2.與Seung-Joon Jeon小組報道了一系列的多枝結(jié)構(gòu)的三苯胺衍生物相比，合成步驟大大簡化，合成分離工作量小，且產(chǎn)物穩(wěn)定性高，無論是配成溶液，還是做成膜，都是理想的強雙光子吸收材料。使其應用成為可能。
3.原料易得，成本低。
4.通過改變電子受體，可優(yōu)化其性質(zhì)，增大雙光子吸收截面。同時，通過改變?nèi)軇裳娱L該材料的熒光壽命。
具體實施例方式
取R為4-乙烯基吡啶合成三-(4-吡啶乙烯基苯基)胺的合成為例，非限定實施例敘述如下1、中間體的制備 在50mL的無水乙醇中加入1.0g(4mmol)三苯胺，室溫下攪拌溶解后，將4.06g(18.6mmol)HgO和5.08g(20mmol)I2分小量依次加入，劇烈攪拌反應20h左右，蒸干乙醇，加入30mL甲苯回流后將溶液直接經(jīng)過裝有短的Al2O3的砂芯漏斗，重復四次。再蒸去絕大部分甲苯，稍冷后析出大量紅色固體，用熱的甲醇攪拌回流洗滌三次后得到2.3g白色針狀晶體，產(chǎn)率92％。
2、目標化合物的合成 在室溫下，將2.07g(15mmol)碳酸鉀，1.92g(15mmol)四正丁基溴化胺加入到24mL DMF和2.4mL水的混合溶劑中，攪拌15分鐘后，通氮氣保護，再依次加入0.156g(0.6mmol)三苯基膦，3.60g(5.8mmol)三-(4-碘苯基)胺和4.50Ml(40.5mmol)4-乙烯基吡啶，再攪拌混合15分鐘后，升溫至70℃反應兩天。冷至室溫后，倒入到500mL水中，過濾得到大量的黃色固體，溶解到400mL二氯甲烷，加無水硫酸鎂干燥，濃縮，用乙醇做展開劑，通過柱色譜分離得到黃色的針狀晶體，2.0g產(chǎn)率66％。
權利要求
1.一種三苯胺衍生物，其特征是以下化學式所示的化合物
2.由權利要求1所述的三苯胺衍生物的制備方法，以三苯胺為起始原料，首先制備中間體，最后合成目標產(chǎn)物，其特征在于(1)中間體三-(4-碘苯基)胺的制備將三苯胺溶于溶劑中，在攪拌下小批量依次加入HgO和I2，攪拌反應18～22小時，脫溶后加甲苯回流，過濾分離，濾液脫去甲苯后冷卻得到紅色固體，用熱的甲醇洗滌，最后得到白色針狀晶體即中間體；(2)目標產(chǎn)物的合成將三-(4-碘苯基)胺、三苯基膦和R所示的一種電子受體加入通氮保護下的混合溶劑中于60～80℃反應45～50小時，冷卻后傾入水中，固液分離后將固體經(jīng)復溶、干燥、濃縮、柱分離得到目標產(chǎn)物，所述的混合溶劑為含有碳酸鉀的水、DMF和四正丁基溴化胺混合溶劑。
全文摘要
一種三苯胺衍生物雙光子光儲存材料，以三苯胺為起始原料，首先制備中間體三－(4－碘苯基)胺，然后合成目標產(chǎn)物。本材料雙光子漂白閾值低，平均寫入激光功率8mw，用較小的激發(fā)功率就能實現(xiàn)漂白，且有較大的雙光子吸收截面，是性能優(yōu)良的雙光子光致漂白存儲材料。
文檔編號C07D213/36GK101037410SQ200710021490
公開日2007年9月19日 申請日期2007年4月11日 優(yōu)先權日2007年4月11日
發(fā)明者田玉鵬, 楊家祥, 李勝利, 吳杰穎, 周虹屏, 張勝義, 金葆康, 張居舟 申請人:安徽大學