Способ выращивания монокристаллов ароматического соединения

 

Изобретение относится к технологии получения органических кристаллов, которые могут быть использованы в квантовой электронике, нелинейной оптике и спектроскопии . Цель изобретения - получение кристаллов З-метокси-4-оксибензальдегида оптического качества. Кристаллы выращивают на затравку испарением раствора при 35-40°С. В качестве растворителя используют смесь бензола (25 об.ч), этилового эфира

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э С 30 В 7/06, 29/54

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4766477/26 (22) 06.12.89 (46) 30.12;91. Бюл. М 48 (71) Кустанайский сельскохозяйственный институт (72) B. M. Поезжалов (53) 621.315.592(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М 1583476, кл. С 30 В 7/06, 29/54, 1988. (54) СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ АРОМАТИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ

Изобретение относится к химии, а именно к выращиванию монокристаллов из растворов, жидких при обычной температуре, и предназначено для использования в квантовой электронике, нелинейной оптике и нелинейной спектроскопии.

Среди монокристаллов с большой нелинейной восприимчивостью наиболее широко представлены органические соединения.

Монокристаллы ряда органических соединений отличаются стойкостью к оптическо:. му излучению,, высокими значениями нелинейной восприимчивости, большим двулучепреломлением, увеличивающим число возможных вариантов геометрического синхронизма для процессов преобразования частоты оптического излучения.

Одним из таких перспективных монокри, сталлов является З-метокси-4-оксибензаль-. дегид (ванилин). Были измерены нелинейные восприимчивости ванилина на образцах площадью 0,3 — 1 см и толщиной

2 до 2,5 мм. Полученные данные (бзз 24 ед,, Ы„, 1701 755 Al (57) Изобретение относится к технологии получения органических кристаллов, которые могут быть использованы в квантовой электронике, нелинейной оптике и спектроскопии. Цель изобретения — получение кристаллов 3-метокси-4-оксибензальдегида оптического качества. Кристаллы выращивают на затравку испарением оаствора при

35 — 40 С. В качестве растворителя используют смесь бензола (25 об.ч), этилового эфира (25 об.ч.) и пропиленкарбоната (1,0—

2,5 об,ч.). Получены кристаллы оптического качества объемом 20 х 20 х 0,5 мм . 1 табл, SIG2: дз1= 7,4 ед 5 02) свидетельствуют, .то данный материал может бы--ь с успехом применен в устройствах нелинейной оптики.

Однако иэ-эа небольших размеров образцов не удалось измерить t.oìïàíåêòû тензора нелинейной восприимчивости, определяющие нелинейное преобразование при направлениях распространения, лежащих в плоскости роста. Это же обстоятельство(малые размеры) не позволяет применить - данные монокристаллы в кснкретных технических устройствах, по° . скольку известно, что для этого нужны монокристаллы объемом свыше 1 см или з монокристаллы, позволяющие вырезать нелинейный преобразователь с апертурой не менее 1 см .

Наиболее близким по технической сущнссти к предложенному способу является способ получения монокристаллов ароматических соединений (â частности. и-н;.утро-и метилбензальанилина) иэ его раствора в растворителе, содержащем бензол, иропи1701755 ленкарбонат и диметилсульфоксид в определенном соотношении методом испарения растворителя при температуре 35 — 40 С на затравку. Однако используя названный растворитель, не удается получить качествеч- 5 ные объемные кристаллы 3-метокси-4оксибензальдегида, Цель изобретения — получение монокристаллов 3-метокси-4-аксибенээльдегида (оптического каче.;твз), 10

Поставленная цель достигается тем, что выращивание монакристаллав 3-метокси-4оксибензальдегида ведут из р"c âoðèòeëÿ, содержащего бензол, этиловый "ôèð и пропиленкарбонат при объемном соотношении 15 компонентов 25: 25; (1 — 2,5).

Применение данного растворителя позволяет вырастить монокристаллы 3-меток- . си-4-оксибензальдегида удо влетворительного оптического качества с типичными 20 размерами20х20х 5мм . Наибольшиеполученные монокристаллы имели размеры

25х25х10 мм .

Рост монокристаллав ведут методом отбора конденсата при температуре 35 — 40 С. 25

Даннь.й температурный интервал обусловлен тем, что при температурах них<е 35 С скорость испарения растворителя незначительна, что сильна растягивает время выращивания монокристаллов, а при темпера- 30 турах выше 40 С усиливается разложение вещества, цвет раствора изменяется. Эти примеси входят в кристаллическу|о решетку манокристалла, ухудшая его оптическое качество. Температура(35 — 40 С выбрана в до- 35 статочной мере условно, зависит o r степени очистки исходных веществ и растворителей и является усредненной из большого количества экспериментов.

Экспериментально было установльно„40 что монокристаллы 3-метокси-4-оксибензальдегида вырастают из смеси бен".àëà и этилового эфира в соотношении 1:1 в виде тонких(да 0,1 мм толщиной) гексагональных пластин. Добавка пропиленкарбаната при- 45 водит к разращиванию монокристалла в толщину.

В приведенном примере рассматривалось влияние количества пропиленкарбоната на рост и морфологию манокристаллов. 50

Пример..Готовили растварители, представляющие собой смесь бензола (25 об.ч.), этилового эфира (25 аб,ч.) и пропиленкарбоната (0 — 3 аб.ч.). В приготовленных таким образом растворителях 55 растворяли до насыщения при температуре около 40 С 3-метокси-4-оксибензал ьдегид, Для уверенного получения насыщенных растворов использовали избыток 3-метокси-4-оксибензальдегида, э растворение проводили в термостате при постоянном перемешивании не менее суток, Полученные растворы перегревзли от температуры насыщения на 3 — 5 С, фильтровали и заливали в кр|лсталлизатор, Кристаллизатор представлял собой емкость с краном, выполненным в виде пробки. Изменяя степень открытия крана, можно регулировать скорость испарения растворителя, На дно кристзллизатора помещали затравочный кристалл, полученный испарением из раствора того же состава. Кристаллизатор помещался в жидкостный термастат с регулируемой температурой так, чтобы уровень жидкости в кристаллизаторе был на 5 мм больше, чем в термостате, Это необходимо для предотврзщения образования паразитических кристаллов на стенках кристаллизатора.

Поскольку раствор перегрет, то он ненасыщен (у 3-метокси-4-оксибензальдегида растворимость положительная). Затравочный кристалл слегка рэсгворяется. Медленно снижают температуру до тех пор, пока начнется рост монокристэлла, что легко видеть па образующимся граням. После начала роста монокристалла температуру фиксиоуют и поддерживают на этом уровне с точностью не хуже 0,1 С, Во всех экспериментах температуру роста поддерживали на уровне 35 — 40 С. Через двое суток начинают отбор конденсата. Для этого кран-пробка приоткрывается и через него пары растворителя выходят из кристаллизаторз, тем самым регулируя перемещение в кристаллизатаре. Степень открытия крана (а тем самым и пересыщение) устанавливается такай, чтобы обеспечить рост монакристалла в направлении полярной оси не более 0,5—

1,0 мм/сут. Толщина кристалла при этом увеличивается примерно на 0,1 — 0,2 мм/сут.

С увеличением размеров кристаллов увеличивается и степень открытия крана с тем, чтобы сохранить постоянной скорость роста монакристаллов, Результаты экспериментов и редстэвлены в таблице.

В результате экспериментов выявлено, что оптимальным является растворитель, состоящий из бензола (25 оа.ч,), этилового эфира (25 об.ч,), прспиленкэрбоната (от 1 до

2,5 об.ч.), Формула изобретения

Способ выращивания монокристаллов ароматического соединения выпариванием из его раствора в растворителе, содержащем бензол, пропиленкарбонэт, при 35—

40 С на затравку, рт л и ч а ю щи и с я тем, чта, с целью получения кристаллов 3-метокси-4-оксибензальдегидэ апти еского ;<гче1701755 вому эфиру, к пропиленкарбонату 25,0: 25,0; (1,0-2,5). ства, в растворитель вводят. этиловый эфир при объемном отношении бензола к зтилоСодержание бензола, об.ч.

Содержание пропиленкарбоната, об.ч

Резул ьтаты

Содержание этилового э и а, об.ч.

Составитель В.Поев ка;;ов

Техред М,Моргентал Корректор М.лароши

Редактор М.Циткина

Заказ 4513 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

0

0,5

1,0

1,5

2,0

Тонкие пластинки и сростки

Сростки тонких пластин

Объемные тонкие кристаллы

Объемные кристаллы

Объемные кристаллы удовлетворительного качества

Объемйые кристаллы с включениями аство ителя