(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素の６員環３個と５員環１個の縮合構造からなるステロイド骨格部とエステル結合を介して結合した側鎖を有するポリジアセチレンからなる三次非線形光学材料。
【請求項２】
炭素の６員環３個と５員環１個の縮合構造からなるステロイド骨格部とジアセチレン部がエステル結合を介して結合したジアセチレンエステルを重合することにより得られるポリジアセチレンからなる三次非線形光学材料。
【請求項３】
上記ジアセチレンエステルが下記式［化１］に示す構造を有し、ｎ＝３〜１８、ｍ＝０〜８である請求項２記載の三次非線形光学材料。
【化１】
0003754825.tif 000004
【請求項４】
炭素の６員環３個と５員環１個の縮合構造からなるステロイド骨格部とジアセチレン部がエステル結合を介して結合した固相重合性を有するジアセチレンエステル。
【請求項５】
下記式［化２］に示す構造を有し、ｎ＝３〜１８、ｍ＝０〜８であるジアセチレンエステル。
【化２】
0003754825.tif 000005
【請求項６】
炭素の６員環３個と５員環１個の縮合構造からなるステロイド骨格を有するアルコール誘導体とジアセチレン部を有するカルボン酸誘導体とを脱水縮合剤を用いて反応させることを特徴とする請求項４記載のジアセチレンエステルの製造方法。
【請求項７】
請求項１、２又は３記載のポリジアセチレンをホットプレスにより膜化することを特徴とする三次非線形光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オプトエレクトロニクス、光情報処理、光通信等の分野において有用な非線形光学材料に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
非線形光学材料は、レーザー光の強電界下、二次以上の非線形応答を示す材料であって、周波数変換、発振、スイッチング等の光信号処理において重要な素材である。特に、三次非線形光学材料は、光が有する高速性、並列性という優れた特性を十分に発揮させた次世代の光通信、情報処理における基幹素材として注目されている。
【０００３】
この非線形光学材料のうち、有機非線形光学材料は、従来の無機非線形光学材料に比べて高速応答性で非線形光学定数の大きいものが存在するため、特に重要である。三次の非線形光学効果の発現機構は、未だ解明されていないが、例えば、大きな非局在化π電子系を有するものが、三次の非線形特性を示すことが知られている。
【０００４】
非局在化π電子系を有するものとして、ポリジアセチレンが有名であるが、溶媒に不溶であり、また熱的にも溶融しないため良質な膜を形成するのが困難であり、光デバイスへの適用が困難であった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上記課題を解決し、大きな三次非線形性を示し、かつ光学的に良好な膜を簡単に形成することが可能な三次非線形光学材料及びジアセチンエステル並びにその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、炭素の６員環３個と５員環１個の縮合構造からなるステロイド骨格部とエステル結合を介して結合した側鎖を有するポリジアセチレンからなる三次非線形光学材料を提供するものである。
【０００７】
また、本発明は、炭素の６員環３個と５員環１個の縮合構造からなるステロイド骨格部とジアセチレン部がエステル結合を介して結合した固相重合性を有するジアセチレンエステルを提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明における炭素の６員環３個と５員環１個の縮合構造からなるステロイド骨格部としては、いわゆるステロイド基本骨格及びこれと類似する構造を有するものであればよく、ステロイド骨格の一部が二重結合やベンゼン環になったものでもよい。また、ステロイド骨格以外の部分にエーテル構造を有していてもよい。
【０００９】
このようなステロイド骨格部は、ステロイド骨格を有するアルコール誘導体から導入される。ステロイド骨格を有するアルコール誘導体としては、例えば、コレステリン、コレスタノール、７−デヒドロコレステリン、２２α−オキシコレステリン、コプロスタノール、エルゴステリン、カンペステリン、スチグマステリン、β−シトステリン等のステリン、サルササポゲニン等のステロイドサポゲニン、α−エストラジオール等の卵胞ホルモン等が挙げられる。
【００１０】
本発明におけるポリジアセチレンは、炭素の６員環３個と５員環１個の縮合構造からなるステロイド骨格部とジアセチレン部がエステル結合を介して結合したジアセチレンエステルを重合することにより得られる。
【００１１】
ジアセチレンエステルとしては、下記式［化３］に示す構造を有し、ｎ＝３〜１８、ｍ＝０〜８であるものが挙げられる。
【００１２】
【化３】
0003754825.tif 000002
【００１３】
このジアセチレンエステルの重合方法としては、特に制限されないが、例えばガンマ線を照射する方法が挙げられる。
【００１４】
ジアセチレンエステルは、前記ステロイド骨格を有するアルコール誘導体とジアセチレン部を有するカルボン酸誘導体とを脱水縮合剤を用いて反応させることにより製造される。
【００１５】
ここで用いるジアセチレン部を有するカルボン酸誘導体としては、１０，１２−ヘプタコサディノイック酸、２，４−ヘプタデカディノイック酸、２，４−ヘネイコサディノイック酸、１０，１２−ヘプタデカディノイック酸、１０，１２−ノナコサディノイック酸、２，４−ノナデカディノイック酸、１０，１２−ペンタコサディノイック酸、２，４−ペンタデカディノイック酸、１０，１２−トリコサディノイック酸等が挙げられる。
【００１６】
また、ここで用いる脱水縮合剤としては、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ’−カルボニルジイミダゾール、２−クロロ−１−メチルピリジニウムヨージド、３−（３−ジメチルアミノプロピル）−１−エチルカルボジイミド・塩酸塩、アジドリン酸ジフェニル、２−フルオロ−１−メチルピリジウムｐ−トルエンスルフォナート、２−（１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−イル）−１，１，３，３−テトラメチルウロニウム  テトラフリオロボレイト、Ｎ−シクロヘキシル−Ｎ’−（２−モルフォリノエチル）カルボジイミド、メソ−ｐ−トルエンスルフォネイト、ジエチルフォスフォロサイアニデイト、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルカルボジイミド、Ｎ−エトキシカルボニル−２−エトキシ−１，２−ジヒドロキノリン、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド・塩酸塩等が挙げられる。
【００１７】
また、本発明におけるポリジアセチレンは、ステロイド骨格を有する側鎖を導入することにより熱溶融が可能となっている。従って、ポリジアセチレンをホットプレスにより熱溶融して膜化することにより三次非線形光学素子を製造することができる。
【００１８】
また、本発明におけるポリジアセチレンの側鎖として光学活性なステロイド化合物を導入した場合には、単なる三次非線形光学材料としてだけでなく、光学活性な側鎖の作用により、大きな非線形性の起源である主鎖のポリジアセチレンにキラリティーが誘起されるので、キラル非線形光学材料としての利用も可能である。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
【００２０】
〔実施例１〕
１０，１２−ペンタコサジイン酸０．９７ｇ（０．００２５８ｍｏｌ）とコレステリン１．０ｇ（０．００２５８ｍｏｌ）及びジシクロヘキシルカルボイミド０．５２ｇ（０．００２５８ｍｏｌ）を塩化メチレン８ｍｌに溶解し、縮合触媒として４−ジメチルアミノピリジンを０．０３１５ｇ（０．０００２５８ｍｏｌ）を加えた。室温で２０時間撹拌し、得られた反応物から沈澱物を濾過後、この溶液をシリカゲル（展開溶媒は塩化メチレン）のカラムで精製して、１０，１２−ペンタコサジイン酸コレステリルエステル０．９６ｇを得た。得られた１０，１２−ペンタコサジイン酸コレステリルエステルは白色固体で、融点は３９．４℃であった。
【００２１】
（１０，１２−ペンタコサジイン酸コレステリルエステルの同定）
融点：３９．４℃
元素分析：炭素８４．０９２％、水素１１．７１３％、（計算値：炭素８４．０３２％、水素１１．６６２％）
1Ｈ−ＮＭＲ：０．６〜２．４ｐｐｍ（ｍ）；８４Ｈ；４．６２ｐｐｍ（ｍ）：１Ｈ；５．２０ｐｐｍ（ｍ）；１Ｈ
【００２２】
〔実施例２〕
実施例１で得られた１０，１２−ペンタコサジイン酸コレステリルエステルに、室温下、２９．２×１０5 Ｒｅｍのガンマ線を照射し、赤黒色の固体を得た。得られた赤黒色の固体を塩化メチレンで充分洗浄して残存モノマーを取り除き精製した。
【００２３】
〔実施例３〕
実施例２で得られた固体をめのう乳鉢でアセトンを加えてすりつぶし、これを風乾して粉末を得た。得られた粉末をスペーサーとともにガラス基板間に挟み込み、ホットプレス装置の金型に基板面の保護のためのシートを敷きその上にセットした。ホットプレス装置内のロータリーポンプで真空に引き、金型を加熱して２００℃到達後３０分放置した後、基板に２５０ｋｇの荷重をかけて２時間放置してプレスした後、温度を室温まで冷却し荷重を取り除いてサンプルを取り出した。
この方法によりガラス基板間に挟まれたサブミクロンから数ミクロン厚の橙から赤色の膜からなるサンプルが得られた。
【００２４】
得られた厚さ３ミクロンのサンプルを用いて光カーシャッター法により三次非線形光学効果の測定を行った。結果を表１に示す。測定はパルス幅約７ナノ秒の２本の色素レーザー光源を用いて、ＣＳ2 を基準とした比測定により行った。
【００２５】
【表１】
0003754825.tif 000003
【００２６】
また、別に得られた厚さ０．５ミクロンのサンプルを用いて可視吸収スペクトル及び円偏光二色性スペクトルを測定し、その結果を図１に示す。図１の結果から、ポリジアセチレンの吸収にステロイド構造によって誘起された円偏光二色性が観察されている。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、ポリジアセチレンにステロイド骨格を有する側鎖を導入することにより熱により溶融することが可能で、ホットプレス等により光学的に良好な膜を簡単に形成することが可能な三次非線形光学材料を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施例３で得られたサンプルを用いて可視吸収スペクトル及び円偏光二色性スペクトルを測定した結果を示す図である。
【図１】
0003754825.tif 000006