新規分子設計法(Λ 型配座)によリ合成したメタンジアミン誘導体の構造と非線形光学特性

抄録

著者らは超分子分極率βの大きな分子が非中心対称構造をとりやすく,バルク位相整合のために最適な配向をするような分子設計法について検討した。種々のアニリン誘導体2分子をメチレン基により結合したメタンジアミン分子は,半経験的分子軌道計算MOPACAM1法によりΛ型配座をとることが予測された。Λ 型分子は,一方向にスタッキソグして結晶化しやすいために非中心対称構造をとりやすいと考えられる。合成したメタンジアミン誘導体はすべてSHG活性であった。結晶構造解析の結果から,メタンジアミン分子は。Λ型配座をとり,結晶中でΛ が一方向にスタッキングしており,分子の極性軸は100%配向していることがわかった。この構造は,原料のアニリン2分子がバルク位相整合のために最適な配向をした状態に近いので,有効なβテンソル成分をバルク位相整合に最大限に利用することができると考えられる。その結果,二次の非線形光学定数dのうちバルク位相整合可能な非対角テンソルが最大となることが予想される。この分子設計法により,非常に高い確率でSHG活性物質を合成することができた。