酰胺型二茂铁系金属有机色素三阶非线性光学材料合成研究

摘要

二茂铁系金属有机三阶非线性光学材料是一类重要的有机光电功能材料,具有独特的电化学和光学特性,在光学信息处理、通讯和集成光学等高技术领域具有广泛的应用前景,是功能材料领域的一个研究热点。以酰胺基为桥基的二茂铁系金属有机色素三阶非线性光学材料目前报道不多,极具研究价值。
　　 论文在查阅三阶非线性光学材料相关文献的基础上,对非线性光学效应及二茂铁系非线性光学材料合成、结构与性能关系等进行了综述,并设计合成了包含酰胺桥基、磺酰胺桥基的两大类共计14个二茂铁金属有机色素三阶非线性光学材料。
　　 以二茂铁为原料,经Friedel-Crafts酰基化、氯仿反应、酰氯化、取代芳胺的N-酰化等一系列反应合成了9个具有A(D)-π-D-π-A(D)对称结构的二茂铁酰胺类金属有机三阶非线性光学材料,总收率在30％～49％之间,其中6个材料未见文献报道,材料经1H NMR和MS(ESI)表征确认。研究了Friedel-Crafts酰基化、氯仿反应、酰氯化反应和N-酰化反应的反应机理,确定了Friedel-Crafts酰基化反应条件为:乙酰氯为酰化试剂、无水三氯化铝为催化剂,收率77.8％。氯仿反应条件为:次氯酸钠为氧化剂,反应时间72h,收率72.4％。酰氯化反应条件为:草酰氯为酰氯化试剂,DMF为催化剂,收率90.7％。N-酰化反应条件为:二氯甲烷作溶剂,碳酸钠作缚酸剂,收率59～96％。
　　 以二茂铁为原料,经磺化、酰氯化、与取代芳胺的N-酰化等一系列反应合成了5个具有D-π-A(D)结构的二茂铁磺酰胺类金属有机三阶非线性光学材料,总收率在6％～26％之间,其中1个材料未见文献报道,材料经1H NMR和MS(ESI)表征确认。研究了磺化反应和酰氯化反应的反应机理,确定了二茂铁磺酰氯的合成条件为:氯磺酸为磺化试剂,二氯甲烷为溶剂,反应时间48h,收率39.8％。N-酰化反应的收率为16％～66％。