三联噻吩基查尔酮衍生物的线性光学性质和超快非线性光学响应 应用化学    2022, 39 (7): 1138-1146.   DOI:10.19894/j.issn.1000-0518.210346

查尔酮是含有两个芳香环的 α， β-不饱和酮，两侧的两个芳香环能与多种多样的基团连接，形成具有不对称结构的 π共轭分子，增大了分子的柔性，扩展了分子内电子流动的区域。因此，当查尔酮分子中含有光电功能性基团时，电子转移易于在共轭体系中发生，使其成为具有优良光学性能的材料，在光电功能材料方面具有潜在的应用价值［10-13］。噻吩是一个含硫五元芳香杂环有机化合物，噻吩环中的碳原子和硫原子相互连接成一个平面，平面环上的 p轨道形成了5 π电子的共轭结构，是一个很好的电子供给体。三联噻吩结构单元相当于噻吩单元的三倍体，成为具有较强给电子能力的较大共轭平面的荧光基团［14-15］。三联噻吩甲醛可与芳香酮缩合成查尔酮类衍生物，—C C—C O—的桥连作用增大了共轭体系，其中的三联噻吩结构单元作为良好的电子给与体，在非线性光学材料性能方面预期会有更好的表现［16-17］。同时，作为多电子原子的卤素氯原子在苯环上的邻、间、对位组合方式，为非线性光学性能的调整赋予了活力［18-20］。本文报道3个D-π-A-π-D型含有三联噻吩基的查尔酮衍生物（ a— c）的合成（图1）、线性光学性质和热学性质，通过核磁共振波谱仪（1H NMR和13C NMR）、液-质联用谱仪（LC-MS）对化合物结构进行了表征；运用含时密度泛函理论（TD-DFT）方法计算了 a— c的几何结构、极化率、振子强度、跃迁能、基态和最主要激发态之间的偶极矩差以及HOMO和LUMO之间的能隙。通过 Z-扫描技术方法测定了3个化合物的非线性光学吸收，为非线性光学材料的研究提供了实验依据。

化合物 a、 b和 c的1H NMR、13C NMR、LC-MS如辅助材料图S1-S9所示。由图S1-S9可知，化合物 a- c的质子种类、个数、碳原子种类与设计分子相吻合，质谱显示绝对误差分别为0.25、0.25和0.20，相对误差分别为0.056%、0.056%、0.045%； 综合上述信息，可认为合成的产物与目标化合物相一致。