具有大双光子吸收截面的香豆素酮染料的合成及其在双-中国聚合物网

具有大双光子吸收截面的香豆素酮染料的合成

及其在双光子聚合方面的应用研究

李雪 王涛 赵榆霞 吴飞鹏*

(中国科学院理化技术研究所, 北京, 100101, E-mail: fpwu@ )

关键词: 双光子吸收 香豆素酮 光聚合

双光子技术由于其良好的穿透能力和高的空间分辨率在三维光雕刻、三维光存储、光动力治疗等方面有广泛的应用前景. 目前双光子技术要解决的关键问题是提高材料的双光子

一二吸收截面(图1). 化合物2的最大双光子吸收截面值出现在840 nm, 为361 GM. 化合物3在所测范围内没有出现最大峰值, 其最大值为1349 GM. 化合物2的双光子吸收截面比化合物1的提高了一个数量级, 化合物3的双光子吸收截面较化合物1的提高了两

个数量级. 其原因可能是随着分子共轭链的增长, 分子从两端二乙胺基到中间受体羰基之间电荷转移程度提高, 增加了分子从基态到激发态的偶极变化, 从而提高了分子的双光子吸收截面. 与化合物2相比, 化合物3的共轭链更长, 电荷转移程度更大, 从而双光子吸收截面也更大[1].

(C (C Fig.1 Two-photon absorption spectra of compounds 1-3 in chloroform.

The concentration is 1×10-4 M, 1×

10-4 M, 1×10-3 M for 1, 2, 3

三 初级光反应速度

虽然单光子吸收和双光子吸收激发方式不同, 但是分子受激发后的光物理和光化学过程是相同的, 所以用单光子光漂白实验测定了化合物1和3的初级光反应速率. 图2是化合物1和3的光密度随时间变化速率图. 很明显, 在邻氯六芳基双咪唑((HABI)是染料浓度4倍的情况下, 染料3具有比染料1更快的光漂白速度. 光照10分钟后, 染料3的光密度值就下降为原来的50％, 而染料1光照40分钟后光密度值变化仍不明显. 可以看出, 化合物3具有比化合物1更快的光诱导电子转移速度, 意味着3具有更高效的光敏效率. 化合物2的光敏引发效率已经在文献[2]中报道, 结果表明化合物2与HABI 的组成的光敏引发体系具有比已知高效染料3,3’-羰基-二(7-二乙胺基香豆素)与HABI 组成的光敏引发体系更快的光漂白速度, 1 2

E-mail: fpwu@

Abstract : Based on the general structural motifs with large two-photon absorption (TPA) cross-sections, two novel ketocoumarin derivatives were synthesized. Their TPA cross-sections were measured by using two-photon induced fluorescence technique with femtosecond Ti:sapphire laser. The largest TPA cross-section was obtained as 1349 GM within the measured wavelength range. Photobleaching experiment was used to investigate their primary photo reaction rate. The results show that these novel compounds are promising candidates for two-photon polymerization. Keywords ：two-photon absorption ketocoumarin photopolymerization