CN1317515A - 多硫醇、可聚合组合物、树脂和镜片以及制备硫醇化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于高折光率镜片的可聚合组合物,该组合物包括至少一种由通式(1)代表的多硫醇化合物:R-(SCH2SH)n (1)和至少一种具有能与巯基反应的分子内官能团的化合物;通过聚合组合物所制备的树脂;由树脂制成的光学元件和镜片;和制备硫醇化合物的方法,该方法包括使由通式(2)所代表的化合物与具有能与巯基反应的官能团的化合物反应,且然后将-S-R2转化成-SH的步骤HS-R1 (-S-R2)m (2)其中n、m、R、R1和R2如说明书定义。
Description
本发明涉及用于光学材料如塑料镜片、棱镜、光学纤维、用于信息记录介质的基质、滤光器和发光二极管的树脂,用作该树脂原料的可聚合组合物,和构成可聚合组合物的具有较高硫含量的新颖的多硫醇化合物。特别是,这些材料可适用于具有较高折光率的眼镜。本发明还涉及制备具有较高硫含量硫醇的新方法。用该方法所制备的硫醇化合物,特别是多硫醇化合物可用作制备环硫化物的原料或用于光学材料如塑料镜片、棱镜、光学纤维、用于信息记录介质的基质、滤光器和发光二极管的树脂的原料。特别是,其可适用于具有较高折光率的眼镜。
塑料镜片比无机镜片轻且不易破碎,并且塑料镜片是可染色的,因此其已迅速地流行于光学设备领域如眼镜的镜片和照相机镜头。这类塑料镜片需要表现出较好的性能:例如,较高折光率、较高阿贝数(Abbe number)、较低的比重和改进的耐热性。人们已经开发出适于实际应用的用于镜片的各种树脂材料。其中,我们推荐的由聚硫代氨基甲酸乙酯树脂制成的塑料镜片已被广泛地使用,该内容披露于JP-As 60-199016,62-267316和63-46213中。
如在JP-As 2-270859和7-252207中所描述的,我们已经通过提高在用于聚硫代氨基甲酸乙酯树脂的硫醇中的硫含量进一步改进了折光率。
但是因为需要进一步改进折光率,所以又提出了环硫化物树脂(JP-As 9-110979,9-71580,9-255781和10-298287)。
按照本发明的方法,在保持相对较高阿贝数的同时,可得到较高折光率。然而,尽管从常规的硫醇化合物得到的聚硫代氨基甲酸乙酯树脂可以在某种程度上改进折光率,但是,其耐热热性(重要的物理性能之一)可能变得不足(取决于所使用的硫醇的类型)。同时,人们已经发现环硫化树脂的耐冲击性比聚硫代氨基甲酸乙酯树脂的差。
因此,需要改进具有较高折光率的常规树脂在折光率、耐热性和耐冲击性之间的平衡。
已经对制备具有较高硫含量的硫醇化合物以在聚硫代氨基甲酸乙酯树脂中获得较高折射率的方法进行了各种尝试。由于还没有建立起适用的制备方法,因此还没有达到目的。
因此,需要开发一种可容易制备具有较高硫含量的硫醇化合物的方法。
本发明的一个目的是提供一种多硫醇化合物,该化合物可以提供一种由聚硫代氨基甲酸乙酯树脂制成的光学材料,该聚硫代氨基甲酸乙酯树脂具有改进的折光率、耐热性和耐冲击性之间的平衡特性。
本发明的另一目的是提供一种树脂组合物,该组合物可以提供一种聚硫代氨基甲酸乙酯树脂,该聚硫代氨基甲酸乙酯树脂具有改进的上述各种特性之间的平衡特性。
本发明的再一目的是提供一种由上述树脂组合物制成的具有改进的上述各种特性之间平衡特性的聚硫代氨基甲酸乙酯树脂,以及由所述树胇制成的光学材料,特别是塑料镜片。
本发明的另一目的是提供一种方便的制备具有较高硫含量的硫醇化合物的新方法。
为了解决这些问题,我们已经认真深入地进行了研究。最终,我们开发出了新的多硫醇化合物和包括该化合物的可聚合的组合物,并用由可聚合组合物制备的树脂已解决了所有问题。
本发明涉及由通式(1)代表的多硫醇化合物:
R-(SCH2SH)n (1)其中R是除了芳环外的有机残基,和n是至少为1的整数,具有至少两个分子内的巯基;用于高折光率镜片的可聚合组合物,其包括至少一种所述的多硫醇化合物和至少一种具有能与巯基反应的分子内官能团的化合物;通过固化组合物所制备的树脂;由树脂制成的光学元件;和由光学元件组成的镜头。
本发明可以提供一种在较高折光率、较高耐热性和较高耐冲击性之间具有良好综合平衡特性的树脂。
此外,我们已经找出了一种硫醇化合物的新生产路线,从而在相对容易地制备具有较高硫含量的硫醇化合物方面取得了成功。
另一方面,本发明涉及制备硫醇化合物的方法,该方法包括使由通式(2)所代表的化合物与具有能与巯基反应的官能团的化合物反应,且然后将-S-R2转化成-SH的步骤:
HS-R1(-S-R2)m (2)其中m是至少为1的整数;R1代表芳香族的、脂族的、脂环族的或杂环的有机残基或在其链上具有芳环或硫原子的脂族的、脂环族的或杂环的有机残基;和R2代表保护基。
图1至图4分别表示实施例3中所制备的化合物的IR,MS,1H-NMR和13C-NMR光谱。
图5至图8分别表示实施例4中所制备的化合物的IR,MS,1H-NMR和13C-NMR光谱。
下面将详细描述本发明。
本发明中所用的由通式(1)所表示的化合物的特征在于:具有巯基甲硫基,其中当n是1时,代表除芳环外有机残基的R具有至少一个巯基,并且当n是2或更大的值时,有机残基R可以有或没有巯基。因此,化合物具有至少两个分子内巯基。在此,R表示除了芳环外的有机残基;优选直链或支链的脂族的、脂环族的或杂环的有机残基。直链或支链的脂族有机残基在其链上可以具有硫键或多硫键。其中巯基甲硫基与环碳原子相连的脂环族有机残基可以具有外向环硫键或多硫键。其中巯基甲硫基与可取代的原子相连的杂环有机残基可以具有内环的或外向环的含硫的硫键或多硫键。
由通式(1)所表示的多硫醇化合物的例子包括但不限于下面所述各物质,1,2,5-三巯基-4-硫杂戊烷,3,3-二巯基甲基-1,5-二巯基-2,4-二硫杂戊烷,3-巯基甲基-1,5-二巯基-2,4-二硫杂戊烷,3-巯基甲硫基-1,7-二巯基-2,6-二硫杂庚烷,1,2,7-三巯基-4,6-二硫杂庚烷,3,6,-二巯基甲基-1,9-二巯基-2,5,8-三硫杂壬烷,1,2,9-三巯基-4,6,8-三硫杂壬烷,3,7-二巯基甲基1,9-二巯基-2,5,8-三硫杂壬烷,4,6,-二巯基甲基-1,9-二巯基-2,5,8-三硫杂壬烷,3-巯基甲基-1,6-二巯基-2,5-二硫杂己烷,3-巯基甲硫基-1,5-二巯基-2-硫杂戊烷,1,1,2,2-四(巯基甲硫基)乙烷,1,1,3,3-四(巯基甲硫基)丙烷,1,4,8,11-四巯基-2,6,10-三硫杂十一烷,1,4,9,12-四巯基-2,6,7,11-四硫杂十二烷,2,3-二硫杂-1,4-丁二硫醇,2,3,5,6-四硫杂-1,7-庚二硫醇,2,3,5,6,8,9-六硫杂-1,10-癸二硫醇。
可以单独使用或以两种或几种混合物的形式使用这些多硫醇化合物。
如果需要可混合使用,由通式(1)所表示的多硫醇化合物以外的多硫醇化合物。
可混合的化合物的例子包括脂肪族多硫醇化合物如甲二硫醇,乙二硫醇,1,1-丙二硫醇,1,2-丙二硫醇,1,3-丙二硫醇,1,6-己二硫醇,1,2,3-丙三硫醇,1,1-环己二硫醇,1,2-环己二硫醇,2,2-二甲基丙烷-1,3-二硫醇,3,4-二甲氧基丁烷-1,2-二硫醇,2-甲基环己烷-2,3-二硫醇,1,1-双(巯基甲基)环己烷,双(2-巯基乙基)硫羟苹果酸酯,2,3-二巯基-1-丙醇(2-巯基乙酸酯),2,3-二巯基-1-丙醇(3-巯基丙酸酯),二甘醇双(2-巯基乙酸酯),二甘醇双(3-巯基丙酸酯),1,2-二巯基丙基甲基醚,2,3-二巯基丙基甲基醚,2,2-双(巯基甲基)-1,3-丙二硫醇,双(巯基乙基)醚,乙二醇双(2-疏基乙酸酯),乙二醇双(3-疏基丙酸酯),三羟甲基丙烷双(2-巯基乙酸酯),三羟甲基丙烷双(3-巯基丙酸酯),季戊四醇四(2-巯基乙酸酯),季戊四醇四(3-巯基丙酸酯),和四(巯基甲基)甲烷;
芳族多硫醇化合物如1,2-二巯基苯,1,3-二巯基苯,1,4二巯基苯,1,2-双(巯基甲基)苯,1,3-双(巯基甲基)苯,1,4-双(巯基甲基)苯,1,2-双(巯基乙基)苯,1,3-双(巯基乙基)苯,1,4-双(巯基乙基)苯,1,2,3-三巯基苯,1,2,4-三巯基苯,1,3,5-三巯基苯,1,2,3-三(巯基甲基)苯,1,2,4-三(疏基甲基)苯,1,3,5-三(巯基甲基)苯,1,2,3-三(巯基乙基)苯,1,2,4-三(巯基乙基)苯,1,3,5-三(巯基乙基)苯,2,5-甲苯二硫酚,3,4-甲苯二硫酚,1,3-二(对-甲氧基苯基)丙烷-2,2-二硫醇,1,3-二苯基丙烷-2,2-二硫醇,苯基甲烷-1,1-二硫醇,和2,4-二(对-巯基苯基)戊烷;
含除巯基外的硫原子的芳族多硫醇化合物如1,2-双(巯基乙硫基)苯,1,3-双(巯基乙硫基)苯,1,4-双(巯基乙硫基)苯,1,2,3-三(巯基甲硫基)苯,1,2,4-三(巯基甲硫基)苯,1,3,5-三(巯基甲硫基)苯,1,2,3-三(疏基乙硫基)苯,1,2,4-三(疏基乙硫基)苯,1,3,5-三(巯基乙硫基)苯,以及其核烷基化的衍生物;
硫化物如双(巯基甲基)硫化物,双(巯基乙基)硫化物,双(疏基丙基)硫化物,双(2-巯基乙硫基)甲烷,双(3-巯基丙硫基)甲烷,1,2-双(2-巯基乙硫基)乙烷,1,2-双(3-巯基丙硫基)乙烷,1,3-双(2-巯基乙硫基)丙烷,1,3-双(3-巯基丙硫基)丙烷,1,2,3-三(2-巯基乙硫基)丙烷,1,2,3-双(3-巯基丙硫基)丙烷,1,2-双[(2-巯基乙基)硫基]-3-巯基丙烷,4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷,4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷,5,7-二巯基甲基-1,11-二疏基-3,6,9-三硫杂十一烷,四(2-巯基乙硫基甲基)甲烷,四(3-巯基丙硫基甲基)甲烷,双(2,3-二巯基丙基)硫化物,双(1,3-二巯基丙基)硫化物,2,5-二巯基-1,4-二噻烷,2,5-二巯基甲基-1,4-二噻烷,2,5-二巯基甲基-2,5-二甲基-1,4-二噻烷,双(巯基乙基)二硫化物和双(巯基丙基)二硫化物以及其硫基乙醇酸酯和巯基丙酸酯;
除巯基外还含硫原子的脂肪族多硫醇化合物如羟甲基硫化双(2-巯基乙酸酯),羟甲基硫化双(3-巯基丙酸酯),羟乙基硫化双(2-巯基乙酸酯),羟乙基硫化双(3-巯基丙酸酯),羟丙基硫化双(2-巯基乙酸酯),羟丙基硫化双(3-巯基丙酸酯),羟甲基二硫化双(2-巯基乙酸酯),羟甲基二硫化双(3-巯基丙酸酯),羟乙基二硫化双(2-巯基乙酸酯),羟乙基二硫化双(3-巯基丙酸酯),羟丙基二硫化双(2-巯基乙酸酯),羟丙基二硫化双(3-巯基丙酸酯),2-巯基乙基醚双(2-巯基乙酸酯),2-巯基乙基醚双(3-疏基丙酸酯),1,4-二噻烷-2,5二醇双(2-巯基乙酸酯),1,4-二噻烷-2,5二醇双(3-巯基丙酸酯),双(2-巯基乙基)硫基二甘醇酸酯,双(2-巯基乙基)硫代二丙酸酯,双(2-巯基乙基)4,4-硫代二丁酸酯,双(2-巯基乙基)二硫基二甘醇酸酯,双(2-巯基乙基)二硫代二丙酸酯,双(2-巯基乙基)4,4-二硫代二丁酸酯,双(2,3-二巯基丙基)硫基二甘醇酸酯,双(2,3-二巯基丙基)硫代二丙酸酯,双(2,3-二巯基丙基)二硫基二甘醇酸酯,和双(2,3-二巯基丙基)二硫代二丙酸酯;
除巯基外,含硫原子的杂环化合物如3,4-硫代苯二硫酚和2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑(thiadiazole);和
除巯基外,含羟基的化合物如2-巯基乙醇,3-巯基-1,2-丙二醇,甘油基二(巯基乙酸酯),1-羟基-4-巯基环己烷,2,4-二巯基苯酚,2-巯基氢醌,4-巯基苯酚,3,4-二巯基-2-丙醇,1,3-二巯基-2-丙醇,2,3-二巯基-1-丙醇,1,2-二巯基-1,3-丁二醇,季戊四醇三(3-巯基丙酸酯),季戊四醇单(3-巯基丙酸酯),季戊四醇双(3-巯基丙酸酯),季戊四醇三(硫基乙醇酸酯),二季戊四醇五(3-巯基丙酸酯),羟甲基三(巯基乙硫基甲基)甲烷和1-羟乙硫基-3-巯基乙硫基苯。可对这些化合物进行卤化(例如,氯化或溴化)。
具有能与在本发明中所用的巯基反应的官能团的化合物的例子包括异(硫)氰酸酯,(硫代)环氧化合物,和具有能与巯基反应的分子内不饱和基团的化合物。
具体地是,异(硫)氰酸酯具有至少一个分子内异(硫)氰酸酯基团,包括脂肪族多异氰酸酯如1,6-己二异氰酸酯,二异氰酸2,2-二甲基戊酯,二异氰酸2,2,4-三甲基己酯,二异氰酸亚丁酯,1,3-丁二烯-1,4-二异氰酸酯,二异氰酸2,4,4-三甲基亚己酯,三异氰酸1,6,11-十一酯,三异氰酸1,3,6-亚己酯,1,8-二异氰酸根合-4-异氰酸根合甲基辛烷,双(异氰酸根合乙基)碳酸酯,双(异氰酸根合乙基)醚,赖氨酸二异氰酸根合甲基酯,赖氨酸三异氰酸酯,二异氰酸亚二甲苯酯,双(异氰酸根合乙基)苯,双(异氰酸根合丙基)苯,二异氰酸α,α,α′α′,-四甲基亚二甲苯酯,双(异氰酸根合丁基)苯,双(异氰酸根合甲基)萘,双(异氰酸根合甲基苯基)醚,双(异氰酸根合乙基)邻苯二甲酸酯和2,6-二(异氰酸根合甲基)呋喃;
脂环多异氰酸酯如异佛尔酮二异氰酸酯,双(异氰酸根合甲基)环己烷,二异氰酸环己酯,二异氰酸甲基环己酯,4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯),4,4’-亚甲基双(2-甲基环己基异氰酸酯),2,5-双(异氰酸根合甲基)二环-[2.2.1]-庚烷,2,6-双(异氰酸根合甲基)二环-[2.2.1]-庚烷,3,8-双(异氰酸根合甲基)三环癸烷,3,9-双(异氰酸根合甲基)三环癸烷,4,8-双(异氰酸根合甲基)三环癸烷和4,9-双(异氰酸根合甲基)三环癸烷;
芳族多异氰酸酯如1,2-二异氰酸根合苯,1,3-二异氰酸根合苯,1,4-二异氰酸根合苯,2,4-二异氰酸根合苯,二异氰酸乙基亚苯酯,二异氰酸异丙基亚苯酯,二异氰酸二甲基亚苯酯,二异氰酸二乙基亚苯酯,二异氰酸二异丙基亚苯酯,三异氰酸三甲基苯酯,苯三异氰酸酯,二异氰酸二苯酯,二异氰酸甲苯胺酯,4,4’-亚甲基双(苯基异氰酸酯),4,4’-亚甲基双(2-甲基苯基异氰酸酯),二苄基-4,4’-二异氰酸酯,和双(异氰酸根合苯基)乙烯;
含硫脂肪族多异氰酸酯如双(异氰酸根合甲基)硫化物,双(异氰酸根合乙基)硫化物,双(异氰酸根合丙基)硫化物,双(异氰酸根合己基)硫化物,双(异氰酸根合甲基)砜,双(异氰酸根合甲基)二硫化物,双(异氰酸根合乙基)二硫化物,双(异氰酸根合丙基)二硫化物,双(异氰酸根合甲硫基)甲烷,双(异氰酸根合乙硫基)甲烷,双(异氰酸根合乙硫基)乙烷,双(异氰酸根合甲硫基)乙烷,1,5-二异氰酸根合-2-异氰酸根合甲基-3-硫代戊烷,1,2,3-三(异氰酸根合甲硫基)丙烷,1,2,3-三(异氰酸根合乙硫基)丙烷,四异氰酸3,5-二硫杂-1,2,6,7-庚酯,二异氰酸2,6-二异氰酸根合甲基-3,5-二硫杂-1,7-庚酯,2,5-二异氰酸根合甲基噻吩和二异氰酸4-异氰酸根合乙硫基-2,6-二硫杂-1,8-辛酯;
芳族硫化的多异氰酸酯如2-异氰酸根合苯基-4-异氰酸根合苯基硫化物,双(4-异氰酸根合苯基)硫化物和双(4-异氰酸根合甲基苯基)硫化物;
芳族二硫化的多异氰酸酯如双(4-异氰酸根合苯基)二硫化物,双(2-甲基5-异氰酸根合苯基)二硫化物,双(3-甲基-5-异氰酸根合苯基)二硫化物,双(3-甲基-6-异氰酸根合苯基)二硫化物,双(4-甲基-5-异氰酸根合苯基)二硫化物,双(3-甲氧基-4-异氰酸根合苯基)二硫化物,和双(4-甲氧基-3-异氰酸根合苯基)二硫化物;
含硫的脂环多异氰酸酯如2,5-二异氰酸根合四氢噻吩,2,5-二异氰酸根合甲基四氢噻吩,3,4-二异氰酸根合甲基四氢噻吩,2,5-二异氰酸根合-1,4-二噻烷,2,5-二异氰酸根合甲基-1,4-二噻烷,4,5-二异氰酸根合-1,3-二硫戊环,4,5-双(二异氰酸根合甲基)-1,3-二硫戊环,和4,5-二异氰酸根合甲基-2-甲基-1,3-二硫戊环;
脂族多异硫氰酸酯如1,2-二异硫氰酸根合乙烷和1,6-二异硫氰酸根合己烷;
脂环多异硫氰酸酯如二异硫氰酸环己酯;
芳族多异硫氰酸酯如1,2-二异硫氰酸根合苯,1,3-二异硫氰酸淑合苯,1,4-二异硫氰酸根合苯,2,4-二异硫氰酸根合甲苯,2,5-二异硫氰酸根合-间二甲苯,4,4’-二异硫氰酸根合联苯,4,4’-亚甲基双(苯基异硫氰酸酯),4,4’-亚甲基双(2-甲基苯基异硫氰酸酯),4,4’-亚甲基双(3-甲基苯基异硫氰酸酯),4,4’-亚异丙基双(苯基异硫氰酸酯),4,4’-二异硫氰酸根合-二苯酮,4,4’-二异硫氰酸根合3,3’-二甲基二苯酮,和双(4-异硫氰酸根合苯基)醚;
羰基多异硫氰酸酯如1,3-苯二羰基二异硫氰酸酯,1,4-苯二羰基二异硫氰酸酯,和(2,2-吡啶)-4,4-二羰基二异硫氰酸酯;
含硫脂族多异硫氰酸酯如硫代双(3-异硫氰酸根合丙烷),硫代双(2-异硫氰酸根合乙烷),和二硫代双(2-异硫氰酸根合乙烷);
含硫芳族多异硫氰酸酯如1-异硫氰酸根合-4-[(2-异硫氰酸根合)磺酰基]苯,硫代双(4-异硫氰酸根合苯),磺酰基双(4-异硫氰酸根合苯),和二硫代双(4-异硫氰酸根合苯);
含硫脂环族多异硫氰酸酯如2,5-二异硫氰酸根合噻吩和2,5-二异硫氰酸根合-1,4-二噻烷;和
具有异氰酸酯基和异硫氰酸酯基的化合物如1-异氰酸根合-6-异硫氰酸根合己烷,1-异氰酸根合-4-异硫氰酸根合环己烷,1-异氰酸根合-4-异硫氰酸根合苯,4-甲基-3-异氰酸根合-1-异硫氰酸根合苯,2-异氰酸根合-4,6-二异硫氰酸根合-1,3,5-三嗪,4-异氰酸根合苯基-4-异硫氰酸根合苯基硫化物和2-异氰酸根合乙基-2-异硫氰酸根合乙基二硫化物。
被卤化(例如氯化或溴化)的、烷基化的、烷氧基化的、硝基化的、在预聚物中用多醇改性的、碳化二亚胺改性的、脲-改性的、缩二脲改性的、二聚的或三聚的上述化合物可在本发明中使用。
具有至少一个分子内(硫代)环氧基团的(硫代)环氧化合物的例子包括无环脂族2,3-环硫丙基硫基化合物(2,3-epithiopropylthio compound)如双(2,3-环硫丙基)二硫化物,双(2,3-环硫丙基)硫化物,双(2,3-环硫丙基硫基)甲烷,1,2-双(2,3-环硫丙基硫基)乙烷,1,2-双(2,3-环硫丙基硫基)丙烷,1,3-双(2,3-环硫丙基硫基)丙烷,1,3-双(2,3-环硫丙基硫基)-甲基丙烷,1,4-双(2,3-环硫丙基硫基)丁烷,1,4-双(2,3-环硫丙基硫基)-2-甲基丁烷,1,3-双(2,3-环硫丙基硫基)丁烷,1,5-双(2,3-环硫丙基硫基)戊烷,1,5-双(2,3-环硫丙基硫基)-2-甲基戊烷,1,5-双(2,3-环硫丙基硫基)-3-硫杂戊烷,1,6-双(2,3-环硫丙基硫基)己烷,1,6-双(2,3-环硫丙基硫基)-2-甲基己烷,3,8-双(2,3-环硫丙基硫基)-3,6-二硫杂辛烷,1,2,3-三(2,3-环硫丙基硫基)丙烷,2,2-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-1,3-双(2,3-环硫丙基硫基)丙烷,2,2-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-1-(2,3-环硫丙基硫基)丁烷,1,5-双(2,3-环硫丙基硫基)-2-(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3-硫杂戊烷,1,5-双(2,3-环硫丙基硫基)-2,4-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3-硫杂戊烷,1-(2,3-环硫丙基硫基)-2,2-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-4-硫杂己烷,1,5,6-三(2,3-环硫丙基硫基)-4-(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3-硫杂己烷,1,8-双(2,3-环硫丙基硫基)-4-(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3,6-二硫杂辛烷,1,8-双(2,3-环硫丙基硫基)-4,5-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3,6-二硫杂辛烷,1,8-双(2,3-环硫丙基硫基)-4,4-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3,6-二硫杂辛烷,1,8-双(2,3-环硫丙基硫基)-2,5-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3,6-二硫杂辛烷,1,8-双(2,3-环硫丙基硫基)-2,4,5-三(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3,6-二硫杂辛烷,1,1,1-三{[2-(2,3-环硫丙基硫基)乙基]硫基甲基}-2-(2,3-环硫丙基硫基)乙烷,1,1,2,2-四{[2-(2,3-环硫丙基硫基)乙基]硫基甲基}乙烷,1,11-双(2,3-环硫丙基硫基)-4,8-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3,6,9-三硫杂十一烷,1,11-双(2,3-环硫丙基硫基)-4,7-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3,6,9-三硫杂十一烷,和1,11-双(2,3-环硫丙基硫基)-5,7-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3,6,9-三硫杂十一烷;
脂环族2,3-环硫丙基硫基化合物如1,3-双(2,3-环硫丙基硫基)环己烷,1,4-双(2,3-环硫丙基硫基)环己烷,1,3-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)环己烷,1,4-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)环己烷,2,5-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-1,4-二噻烷,2,5-双{[2-(2,3-环硫丙基硫基)乙基]硫基甲基}-1,4-二噻烷,和2,5-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-2,5-二甲基-1,4-二噻烷;
芳族2,3-环硫丙基硫基化合物如1,2-双(2,3-环硫丙基硫基)苯,1,3-双(2,3-环硫丙基硫基)苯,1,4-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)苯,1,2-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)苯,1,3-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)苯,1,4-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)苯,双[4-(2,3-环硫丙基硫基)苯基]甲烷,2,2-双[4-(2,3-环硫丙基硫基)苯基]丙烷,双[4-(2,3-环硫丙基硫基)苯基]硫化物,双[4-(2,3-环硫丙基硫基)苯基]砜,和4,4’-双(2,3-环硫丙基硫基)-联苯;和
含巯基环硫代化合物如3-巯基亚丙基硫化物和4-巯基亚丁基硫化物。
能与巯基反应、具有至少一个不饱和键的化合物的例子包括但不限于,(甲基)丙烯酸酯类如(甲基)丙烯酸苄酯,(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯,(甲基)丙烯酸丁氧基甲酯,(甲基)丙烯酸环己酯,(甲基)丙烯酸二羟基乙酯,(甲基)丙烯酸缩水甘油酯,(甲基)丙烯酸硫代缩水甘油酯,(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯,(甲基)丙烯酸苯酯,二(甲基)丙烯酸乙二醇酯,二(甲基)丙烯酸二甘醇酯,二(甲基)丙烯酸三乙二醇酯,二(甲基)丙烯酸四乙二醇酯,二(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯,二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯,双酚-A二(甲基)丙烯酸酯,2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基苯基)丙烷,2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基乙氧基苯基)丙烷,双酚-F二(甲基)丙烯酸酯,双(4-甲基)丙烯酰氧基乙氧基苯基)甲烷,1,1-双(4-甲基)丙烯酰氧基乙氧基乙氧基苯基)甲烷,三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯,二(甲基)丙烯酸甘油酯,三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯,和四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯;
硫代(甲基)丙烯酸酯类如(甲基)丙烯酰基硫基乙烷,(甲基)丙烯酰基硫基甲基苯,1,2-双[(甲基)丙烯酰基硫基]乙烷,1,3-双[(甲基)丙烯酰基硫基]丙烷,1,4-双[(甲基)丙烯酰基硫基]丁烷,1,6-双[(甲基)丙烯酰基硫基]己烷,双[2-(甲基)丙烯酰基硫基乙基]醚,双[2-(甲基)丙烯酰基硫基乙基]硫化物,双[2-(甲基)丙烯酰基硫乙基硫基]甲烷,1,2-双[2-(甲基)丙烯酰基硫乙基硫基]-3-(甲基)丙烯酰基硫基丙烷,硫代(甲基)丙烯酸硫代缩水甘油酯,硫代(甲基)丙烯酸缩水甘油酯,1,2-双[(甲基)丙烯酰基硫基]苯,1,3-双[(甲基)丙烯酰基硫基]苯,1,4-双[(甲基)丙烯酰基硫基]苯,1,2-双[(甲基)丙烯酰基硫基甲基]苯,1,3-双[(甲基)丙烯酰基硫基甲基]苯,1,4-双[(甲基)丙烯酰基硫基甲基]苯,1,2-双[2-(甲基)丙烯酰基硫乙基硫基甲基]苯,1,3-双[2-(甲基)丙烯酰基硫乙基硫基甲基]苯,和1,4-双[2-(甲基)丙烯酰基硫乙基硫基甲基]苯;
烯丙基化合物类如烯丙基缩水甘油醚,二烯丙基邻苯二甲酸酯,二烯丙基对苯二甲酸酯,二烯丙基间苯二甲酸酯,二烯丙基碳酸酯,二烯丙基碳酸二甘醇酯,二烯丙基硫化物,和二烯丙基二硫化物;
乙烯基化合物类如苯乙烯,氯苯乙烯,甲基苯乙烯,溴苯乙烯,二溴苯乙烯,二乙烯基苯和3,9-二乙烯基螺二(间-二氧六环);和二异丙烯基苯。
可以单独使用或以两种或几种混合物的形式使用具有能与巯基反应的官能团的这些化合物,这与官能团的类型无关。
本发明可聚合组合物可以含有主要用于改进单体性能或树脂性能的树脂改性剂,例如,调节光学特性如折光率;和物理性能如耐冲击性和比重,以及加工性能如可聚合组合物的粘度。
当用已知的模塑方法模塑本发明的可聚合组合物时,根据目的可以加入各种物质如增链剂,交联剂,光稳定剂,紫外(UV)吸收剂,抗氧剂,防着色剂,上蓝剂,油溶性的染料和填料。
为了调节反应速度,可以适当地加入已知的反应催化剂。所用催化剂的优选例子包括,例如聚氨酯反应催化剂,锡类化合物如二月桂酸二丁基锡,二氯化二丁基锡和二氯化二甲基锡,和胺化合物类如叔胺,可以单独使用或混合物使用这些催化剂。可以使用的催化剂包括胺类,膦类,路易斯酸类,用于(硫代)环氧化合物的混合物的自由基聚合反应催化剂和阳离子聚合反应催化剂,和用于多烯化合物的混合物的自由基聚合反应催化剂和光敏剂。
通常,可以通过浇铸聚合由本发明的可聚合组合物聚合制备树脂。特别是,使所用的单体进一步与各种添加剂混合以得到混合的溶液,添加剂如催化剂、紫外吸收剂和内脱模剂。在此,可将各种添加剂加入到部分单体中,然后加入剩余的单体和添加剂。如果需要的话,用适当的方法对混合溶液进行脱气,然后通过加热和辐射方法聚合。具体地是,将组合物倾入由两片玻璃板、带子或衬垫构成的模具中,然后使其聚合以制备镜片。
由于聚合反应条件随各种因素如所用单体的类型、催化剂的类型及用量和模具的形状有相当大的变化,因此聚合反应条件不是一般化的条件,但是可以在约-20℃至200℃温度下使加热聚合反应进行1-100小时。同时,可以进行光聚合反应,所用光源如高压汞蒸气灯,卤素灯,氙灯,钨灯,日光灯和太阳光。如果需要的话,可以对移出的镜片进行处理如退火处理。
如此得到的本发明的树脂是无色和透明的,显示出良好的光学性能和机械性能,并且适于作光学仪器材料如眼镜镜片和照相机镜头。
此外,为了进行诸如防反射;改进硬度、耐磨性或耐化学性;并赋予防雾性或美观性等改进,如果需要的话,可以对由本发明的光学树脂制成的镜片进行物理处理或化学处理如表面打磨,抗静电处理,硬质涂层,无反射涂层和染色。
本发明还涉及制备硫醇化合物的方法,该方法包括由通式(2)所代表的化合物与具有能与巯基反应的官能团的化合物反应,且然后将-S-R2转化成-SH的步骤:
HS-R1(-S-R2)m (2)其中m是至少为1的整数;R1代表芳香族的、脂族的、脂环族的或杂环的有机残基或在其链上具有芳环或硫原子的脂族的、脂环族的或杂环的有机残基;和R2代表保护基。
在通式(2)中有机残基R1可以是直链或支链的脂族的有机残基、脂环族的有机残基、芳族有机残基、杂环的残基;在其链上具有硫键或多硫键形式的硫原子或芳族环的直链或支链的脂族有机残基;或具有硫键或多硫键形式的硫原子或芳族环的脂环有机残基。
在通式(2)中,保护基R2的例子包括但不限于羰基类如乙酰基,丙酰基,丁酰基,异丁酰基,戊酰基,异戊酰基,己酰基,庚酰基,苯甲酰基和苯基乙酰基;氨基甲酰基类如乙基氨基甲酰基,丙基氨基甲酰基,丁基氨基甲酰基,己基氨基甲酰基,苯基氨基甲酰基,和苄基氨基甲酰基和硫化物如甲硫基,乙硫基,羟乙硫基,丙硫基,丁硫基,苯硫基,和苄硫基。
在本发明中所用的由通式(2)代表的化合物通常是多硫醇化合物,其中当用上述的保护性基团保护其它巯基时,应保留至少一个巯基。
通常,上述多硫醇化合物的例子包括脂肪族多硫醇如甲二硫醇,1,2-乙二硫醇,1,1-丙二硫醇,1,2-丙二硫醇,1,3-丙二硫醇,2,2-丙二硫醇,1,6-己二硫醇,1,2,3-丙三硫醇,1,1-环己二硫醇,1,2-环己二硫醇,2,2-二甲基丙烷-1,3-二硫醇,3,4-二甲氧基丁烷-1,2-二硫醇,2-二甲基环己烷-2,3-二硫醇,1,1-双(巯基甲基)环己烷,双(2-巯基乙基)硫羟苹果酸酯,2,3-二巯基-1-丙醇(2-巯基乙酸酯),2,3-二巯基-1-丙醇(3-巯基丙酸酯),二甘醇双(2-巯基乙酸酯),二甘醇双(3-巯基丙酸酯),1,2-二巯基丙基甲基醚,2,3-二巯基丙基甲基醚,2,2-双(巯基甲基)-1,3-丙二硫醇,双(2-巯基乙基)醚,乙二醇双(2-巯基乙酸酯),乙二醇双(3-巯基丙酸酯),三羟甲基丙烷双(2-巯基乙酸酯),三羟甲基丙烷双(3-巯基丙酸酯),季戊四醇四(2-巯基乙酸酯),季戊四醇四(3-巯基丙酸酯),和四(巯基甲基)甲烷;
芳族多硫醇如1,2-苯二硫酚,1,3-苯二硫酚,1,4-苯二硫酚,1,2-双(巯基甲基)苯,1,3-双(巯基甲基)苯,1,4-双(巯基甲基)苯,1,2-双(疏基乙基)苯,1,3-双(巯基乙基)苯,1,4-双(巯基乙基)苯,1,2,3-三巯基苯,1,2,4-三巯基苯,1,3,5-三巯基苯,1,2,3-三(巯基甲基)苯,1,2,4-三(巯基甲基)苯,1,3,5-三(巯基甲基)苯,1,2,3-三(巯基乙基)苯,1,2,4-三(疏基乙基)苯,1,3,5-三(巯基乙基)苯,2,5-甲苯二硫酚,3,4-甲苯二硫酚,1,3-二(对-甲氧基苯基)丙烷-2,2-二硫醇,1,3-二苯基丙烷-2,2-二硫醇,苯基甲烷-1,1-二硫醇,和2,4-二(对-巯基苯基)戊烷;
除巯基外还含硫原子的芳族多硫醇如1,2-双(巯基乙硫基)苯,1,3-双(巯基乙硫基)苯,1,4-双(巯基乙硫基)苯,1,2,3-三(巯基甲硫基)苯,1,2,4-三(巯基甲硫基)苯,1,3,5-三(巯基甲硫基)苯,1,2,3-三(巯基乙硫基)苯,1,2,4-三(巯基乙硫基)苯,1,3,5-三(巯基乙硫基)苯,以及其核烷基化的衍生物;
硫化物如双(巯基甲基)硫化物,双(巯基乙基)硫化物,双(巯基丙基)硫化物,双(巯基甲硫基)甲烷,双(2-巯基乙硫基)甲烷,双(3-巯基丙硫基)甲烷,1,2-双(2-巯基乙硫基)乙烷,1,2-双(3-巯基丙硫基)乙烷,1,3-双(3-巯基丙硫基)丙烷,1,2,3-三(2巯基乙硫基)丙烷,1,2,3-双(3-巯基丙硫基)丙烷,1,2-双[(2-巯基乙基)硫基]-3-巯基丙烷,4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫十一烷,4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷,5,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷,四(2-硫基乙硫基甲基)甲烷,四(3-巯基丙硫基甲基)甲烷,双(2,3-二巯基丙基)硫化物,双(1,3-二巯基丙基)硫化物,2,5-二巯基-1,4-二噻烷,2,5-二巯基甲基-1,4-二噻烷,2,5-二巯基甲基-2,5-二甲基1,4-二噻烷,双(巯基乙基)二硫化物和双(巯基丙基)二硫化物以及其硫基乙醇酸酯和巯基丙酸酯;
除巯基外还含硫原子的脂肪族多硫醇化合物如羟甲基硫化双(2-巯基乙酸酯),羟甲基硫化双(3-巯基丙酸酯),羟乙基硫化双(2-巯基乙酸酯),羟乙基硫化双(3-巯基丙酸酯),羟丙基硫化双(2-巯基乙酸酯),羟丙基硫化双(3-巯基丙酸酯),羟甲基二硫化双(2-巯基乙酸酯),羟甲基二硫化双(3-巯基丙酸酯),羟乙基二硫化双(2-巯基乙酸酯),羟乙基二硫化双(3-巯基丙酸酯),羟丙基二硫化双(2-巯基乙酸酯),羟丙基二硫化双(3-巯基丙酸酯),2-巯基乙基醚双(2-巯基乙酸酯),2-巯基乙基醚双(3-巯基丙酸酯),1,4-二噻烷-2,5二醇双(2-巯基乙酸酯),1,4-二噻烷-2,5二醇双(3-巯基丙酸酯),双(2-巯基乙基)硫基二甘醇酸酯,双(2-巯基乙基)硫代二丙酸酯,双(2-巯基乙基)4,4-硫代二丁酸酯,双(2-巯基乙基)二硫基二甘醇酸酯,双(2-巯基乙基)二硫代二丙酸酯,双(2-巯基乙基)4,4-二硫代二丁酸酯,双(2,3-二巯基丙基)硫基二甘醇酸酯,双(2,3-二巯基丙基)硫代二丙酸酯,双(2,3-二巯基丙基)二硫基二甘醇酸酯,和双(2,3-二巯基丙基)二硫代二丙酸酯;
除巯基外还含硫基团的杂环化合物如3,4-硫代苯二硫酚和2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑(thiadiazole);和
除巯基外还含羟基的化合物如2-巯基乙醇,3-巯基-1,2-丙二醇,甘油基二(巯基乙酸酯),1-羟基-4-巯基环己烷,2,4-二巯基苯酚,2-巯基氢醌,4-巯基苯酚,3,4-二巯基-2-丙醇,1,3-二巯基-2-丙醇,2,3-二巯基1-丙醇,1,2-二巯基-1,3-丁二醇,季戊四醇三(3-疏基丙酸酯),季戊四醇单(3-巯基丙酸酯),季戊四醇双(3-巯基丙酸酯),季戊四醇三(硫基乙醇酸酯),二季戊四醇五(3-巯基丙酸酯),羟甲基三(巯基乙硫基甲基)甲烷和1-羟乙硫基-3-巯基乙硫基苯。可对这些化合物进行卤化(例如,氯化或溴化),可保留至少一个巯基而其它的疏基用保护性基团保护。
可例举的优选化合物是甲二硫醇,乙二硫醇,双(巯基甲基)硫化物和双(巯基乙基)硫化物,更优选一个巯基被保护性基团保护的甲二硫醇。
在本发明中所用的具有能与巯基反应的官能团的化合物的例子包括醛类,乙缩醛类,酮类,(硫代)环氧化合物,具有能与巯基反应的不饱和键的化合物,异(硫代)氰酸酯类和硫醇类。
醛类、乙缩醛类和酮类的例子包括醛类如甲醛,乙醛,丙醛,丁醛,苯甲醛,乙二醛,丙二醛(malonaldehyde),2-噻吩甲醛,甲苯甲醛和苯二醛及其乙缩醛类;和酮类如丙酮,苯乙酮,二苯酮,甲乙酮,环戊酮和环己二酮。在酸催化剂如对-甲苯磺酸和甲磺酸存在下,这类化合物可以与通式(2)所表示化合物中的未保护的巯基反应以在脱水作用或脱醇作用后得到二硫代乙缩醛。
(硫代)环氧化合物的例子包括无环脂族2,3-环硫丙基硫基化合物如双(2,3-环硫丙基)二硫化物,双(2,3-环硫丙基)硫化物,双(2,3-环硫丙基硫基)甲烷,1,2-双(2,3-环硫丙基硫基)乙烷,1,2-双(2,3-环硫丙基硫基)丙烷,1,3-双(2,3-环硫丙基硫基)丙烷,1,3-双(2,3-环硫丙基硫基)-2-甲基丙烷,1,4-双(2,3-环硫丙基硫基)丁烷,,1,4-双(2,3-环硫丙基硫基)-2-甲基丁烷,1,3-双(2,3-环硫丙基硫基)丁烷,1,5-双(2,3-环硫丙基硫基)戊烷,1,5-双(2,3-环硫丙基硫基)-2-甲基戊烷,1,5-双(2,3-环硫丙基硫基)-3-硫杂戊烷,1,6-双(2,3-环硫丙基硫基)己烷,1,6-双(2,3-环硫丙基硫基)-2-甲基己烷,3,8-双(2,3-环硫丙基硫基)-3,6-二硫杂辛烷,1,2,3-三(2,3-环硫丙基硫基)丙烷,2,2-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-1,3-双(2,3-环硫丙基硫基)丙烷,2,2-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-1-(2,3-环硫丙基硫基)丁烷,1,5-双(2,3-环硫丙基硫基)-2-(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3-硫杂戊烷,1,5-双(2,3-环硫丙基硫基)-2,4-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3-硫杂戊烷,1-(2,3-环硫丙基硫基)-2,2-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-4-硫杂己烷,1,5,6-三(2,3-环硫丙基硫基)-4-(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3-硫杂己烷,1,8-双(2,3-环硫丙基硫基)-4-(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3,6-二硫杂辛烷,1,8-双(2,3-环硫丙基硫基)-4,5-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3,6-二硫杂辛烷,1,8-双(2,3-环硫丙基硫基)-4,4-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3,6-二硫杂辛烷,1,8-双(2,3-环硫丙基硫基)-2,5-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3,6-二硫杂辛烷,1,8-双(2,3-环硫丙基硫基)-2,4,5-三(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3,6-二硫杂辛烷,1,1,1-三{[2-(2,3-环硫丙基硫基)乙基]硫基甲基}-2-(2,3-环硫丙基硫基)乙烷,1,1,2,2-四{[2-(2,3-环硫丙基硫基)乙基]硫基甲基}乙烷,1,11-双(2,3-环硫丙基硫基)-4,8-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3,6,9-三硫杂十一烷,1,11-双(2,3-环硫丙基硫基)-4,7-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3,6,9-三硫杂十一烷,和1,11-双(2,3-环硫丙基硫基)-5,7-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-3,6,9-三硫杂十一烷;
脂环族2,3-环硫丙基硫基化合物如1,3-双(2,3-环硫丙基硫基)环己烷,1,4-双(2,3-环硫丙基硫基)环己烷,1,3-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)环己烷,1,4-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)环己烷,2,5-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-1,4-二噻烷,2,5-双{[2-(2,3-环硫丙基硫基)乙基]硫基甲基}-1,4-二噻烷,和2,5-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)-2,5-二甲基-1,4-二噻烷;
芳族2,3-环硫丙基硫基化合物如1,2-双(2,3-环硫丙基硫基)苯,1,3-双(2,3-环硫丙基硫基)苯,1,4-双(2,3-环硫丙基硫基)苯,1,2-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)苯,1,3-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)苯,1,4-双(2,3-环硫丙基硫基甲基)苯,双[4-(2,3-环硫丙基硫基)苯基]甲烷,2,2-双[4-(2,3-环硫丙基硫基)苯基]丙烷,双[4-(2,3-环硫丙基硫基)苯基]硫化物,双[4-(2,3-环硫丙基硫基)苯基]砜,和4,4’-双(2,3-环硫丙基硫基)-联苯;和
含巯基环硫代化合物(epthio)如3-巯基亚丙基硫化物和4-巯基亚丁基硫化物。
在叔胺存在下,这类(硫代)环氧化合物可以与由通式(1)代表的化合物进行加成反应,以得到所需要的硫醇化合物的前体。
含有能与巯基反应的不饱和键的化合物的例子包括(甲基)丙烯酸酯类如(甲基)丙烯酸苄酯,(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯,(甲基)丙烯酸丁氧基甲酯,(甲基)丙烯酸环己酯,(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯,(甲基)丙烯酸缩水甘油酯,(甲基)丙烯酸硫代缩水甘油酯,(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯,(甲基)丙烯酸苯酯,二(甲基)丙烯酸乙二醇酯,二(甲基)丙烯酸二甘醇酯,二(甲基)丙烯酸三乙二醇酯,二(甲基)丙烯酸四乙二醇酯,二(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯,二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯,双酚-A二(甲基)丙烯酸酯,2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基苯基)丙烷,2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基乙氧基苯基)丙烷,双酚-F二(甲基)丙烯酸酯,双(4-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基苯基)甲烷,1,1-双(4-甲基)丙烯酰氧基乙氧基乙氧基苯基)甲烷,三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯,二(甲基)丙烯酸甘油酯,三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯,和四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯;
硫代(甲基)丙烯酸酯类如(甲基)丙烯酰基硫基乙烷,(甲基)丙烯酰基硫基甲基苯,1,2-双[(甲基)丙烯酰基硫基]乙烷,1,3-双[(甲基)丙烯酰基硫基]丙烷,1,4-双[(甲基)丙烯酰基硫基]丁烷,1,6-双[(甲基)丙烯酰基硫基]己烷,双[2-(甲基)丙烯酰基硫基乙基]醚,双[2-(甲基)丙烯酰基硫基乙基]硫化物,双[2-(甲基)丙烯酰基硫乙基硫基]甲烷,1,2-双[2-(甲基)丙烯酰基硫乙基硫基]-3-(甲基)丙烯酰基硫基丙烷,硫代(甲基)丙烯酸硫代缩水甘油酯,硫代(甲基)丙烯酸缩水甘油酯,1,2-双[(甲基)丙烯酰基硫基]苯,1,3-双[(甲基)丙烯酰基硫基]苯,1,4-双(甲基)丙烯酰基硫基]苯,1,2-双[(甲基)丙烯酰基硫基甲基]苯,1,3-双[(甲基)丙烯酰基硫基甲基]苯,1,4-双[(甲基)丙烯酰基硫基甲基]苯,1,2-双[2-(甲基)丙烯酰基硫乙基硫基甲基]苯,1,3-双[2-(甲基)丙烯酰基硫乙基硫基甲基]苯,和1,4-双[2-(甲基)丙烯酰基硫乙基硫基甲基]苯;
烯丙基化合物类如烯丙基缩水甘油醚,二烯丙基邻苯二甲酸酯,二烯丙基对苯二甲酸酯,二烯丙基间苯二甲酸酯,二烯丙基碳酸酯,二烯丙基碳酸二甘醇酯,二烯丙基硫化物,和二烯丙基二硫化物;
乙烯基化合物类如苯乙烯,氯苯乙烯,甲基苯乙烯,溴苯乙烯,二溴苯乙烯,二乙烯基苯和3,9-二乙烯基螺二(间-二氧六环);和二异丙烯基苯。
在适当催化剂存在下,可以往这类含不饱和键的化合物中加入由通式(2)代表的化合物,以形成所需要的硫醇化合物的前体。
异(硫代)氰酸酯的例子包括脂肪族多异氰酸酯如1,6-己二异氰酸酯,二异氰酸2,2-二甲基戊酯,二异氰酸2,2,4-三甲基己酯,二异氰酸亚丁酯,1,3-丁二烯-1,4-二异氰酸酯,二异氰酸2,4,4-三甲基亚己酯,三异氰酸1,6,11-十一酯,三异氰酸1,3,6-亚己酯,1,8-二异氰酸根合-4-异氰酸根合甲基辛烷,双(异氰酸根合乙基)碳酸酯,双(异氰酸根合乙基)醚,赖氨酸二异氰酸根合甲基酯,赖氨酸三异氰酸酯,二异氰酸亚二甲苯酯,双(异氰酸根合乙基)苯,双(异氰酸根合丙基)苯,二异氰酸α,α,α′,α′-四甲基亚二甲苯酯,双(异氰酸根合丁基)苯,双(异氰酸根合甲基)萘,双(异氰酸根合甲基苯基)醚,双(异氰酸根合乙基)邻苯二甲酸酯和2,6-二(异氰酸根合甲基)呋喃;
脂环多异氰酸酯如异佛尔酮二异氰酸酯,双(异氰酸根合甲基)环己烷,二异氰酸环己酯,二异氰酸甲基环己酯,4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯),4,4’-亚甲基双(2-甲基环己基异氰酸酯),2,5-双(异氰酸根合甲基)二环-[2.2.1]-庚烷,2,6-双(异氰酸根合甲基)二环-[2.2.1]-庚烷,3,8-双(异氰酸根合甲基)三环癸烷,3,9-双(异氰酸根合甲基)三环癸烷,4,8-双(异氰酸根合甲基)三环癸烷和4,9-双(异氰酸根合甲基)三环癸烷;
芳族多异氰酸酯如1,2-二异氰酸根合苯,1,3-二异氰酸根合苯,1,4-二异氰酸根合苯,2,4-二异氰酸根合甲苯,二异氰酸乙基亚苯酯,二异氰酸异丙基亚苯酯,二异氰酸二甲基亚苯酯,二异氰酸二乙基亚苯酯,二异氰酸二异丙基亚苯酯,三异氰酸三甲基苯酯,苯三异氰酸酯,二异氰酸二苯酯,二异氰酸甲苯胺酯,4,4’-亚甲基双(苯基异氰酸酯),4,4’-亚甲基双(2-甲基苯基异氰酸酯),二苄基-4,4’-二异氰酸酯,和双(异氰酸根合苯基)乙烯;
含硫脂肪族异氰酸酯如双(异氰酸根合甲基)硫化物,双(异氰酸根合乙基)硫化物,双(异氰酸根合丙基)硫化物,双(异氰酸根合己基)硫化物,双(异氰酸根合甲基)砜,双(异氰酸根合甲基)二硫化物,双(异氰酸根合乙基)二硫化物,双(异氰酸根合丙基)二硫化物,双(异氰酸根合甲基硫基)甲烷,双(异氰酯根合乙基硫基)甲烷,双(异氰酸根合乙基硫基)乙烷,双(异氰酸根合甲基硫基)乙烷,1,5-二异氰酸根合-2-异氰酸根合甲基-3-硫杂戊烷,1,2,3-三(异氰酸根合甲基硫基)丙烷,1,2,3-三(异氰酸根合乙基硫基)丙烷,四异氰酸3,5-二硫杂-1,2,6,7-庚酯,二异氰酸2,6-二异氰酸根合甲基-3,5-二硫杂-1,7-庚酯,2,5-二异氰酸根合甲基噻吩和二异氰酸4-异氰酸根合乙硫基-2,6-二硫杂-1,8-辛酯;
芳族硫化的异氰酸酯如2-异氰酸根合苯基-4-异氰酸根合苯基硫化物,双(4-异氰酸根合苯基)硫化物和双(4-异氰酸根合甲基苯基)硫化物;
芳族二硫化的异氰酸酯如双(4-异氰酸根合苯基)二硫化物,双(2-甲基-5-异氰酸根合苯基)二硫化物,双(3-甲基-5-异氰酸根合苯基)二硫化物,双(3-甲基-6-异氰酸根合苯基)二硫化物,双(4-甲基-5-异氰酸根合苯基)二硫化物,双(3-甲氧基-4-异氰酸根合苯基)二硫化物,和双(4-甲氧基-3-异氰酸根合苯基)二硫化物;
含硫的脂环化合物如2,5-二异氰酸根合四氢噻吩,2,5-二异氰酸根合甲基四氢噻吩,3,4-二异氰酸根合甲基四氢噻吩,2,5-二异氰酸根合-1,4-二噻烷,2,5-二异氰酸根合甲基-1,4-二噻烷,4,5-二异氰酸根合-1,3-二硫戊环,4,5-双(二异氰酸根合甲基)-1,3-二硫戊环,和4,5-二异氰酸根合甲基-2-甲基-1,3-二硫戊环;
脂族异硫氰酸酯如1,2-二异硫氰酸根合乙烷和1,6-二异硫氰酸根合己烷;
脂环异硫氰酸酯如二异硫氰酸环己酯;
芳族异硫氰酸酯如1,2-二异硫氰酸根合苯,1,3-二异硫氰酸根合苯,1,4-二异硫氰酸根合苯,2,4-二异硫氰酸根合甲苯,2,5-二异硫氰酸根合-间二甲苯,4,4’-二异硫氰酸根合联苯,4,4’-亚甲基双(苯基异硫氰酸酯),4,4’-亚甲基双(2-甲基苯基异硫氰酸酯),4,4’-亚甲基双(3-甲基苯基异硫氰酸酯),4,4’-亚异丙基双(苯基异硫氰酸酯),4,4’-二异硫氰酸根合-二苯酮,4,4’-二异硫氰酸根合-3,3’-二甲基二苯酮,和双(4-异硫氰酸根合苯基)醚;
羰基异硫氰酸酯如1,3-苯二羰基二异硫氰酸酯,1,4-苯二羰基二异硫氰酸酯,和(2,2-吡啶)-4,4’-二羰基二异硫氰酸酯;
含硫脂族异硫氰酸酯如硫代双(3-异硫氰酸根合丙烷),硫代双(2-异硫氰酸根合乙烷),和二硫代双(2-异硫氰酸根合乙烷);
含硫芳族异硫氰酸酯如1-异硫氰酸根合-4-[2-异硫氰酸根合)磺酰基]苯,硫代双(4-异硫氰酸根合苯),磺酰基双(4-异硫氰酸根合苯),和二硫代双(4-异硫氰酸根合苯);
含硫脂环族异硫氰酸酯如2,5-二异硫氰酸根合噻吩和2,5-二异硫氰酸根合-1,4-二噻烷;和
具有异氰酸酯基和异硫氰酸酯基的化合物如1-异氰酸根合-6-异硫氰酸根合己烷,1-异氰酸根合-4-异硫氰酸根合环己烷,1-异氰酸根合-4-异硫氰酸根合苯,4-甲基-3-异氰酸根合-1-异硫氰酸根合苯,2-异氰酸根合-4,6-二异硫氰酸根合-1,3,5-三嗪,4-异氰酸根合苯基-4-异硫氰酸根合苯基硫化物和2-异氰酸根合乙基-2-异硫氰酸根合乙基二硫化物。
被卤化(例如氯化或溴化)的、烷基化的、烷氧基化的、硝基化的、在预聚物中用多元醇改性的、碳化二亚胺改性的、脲-改性的、缩二脲改性的、二聚的或三聚的上述化合物可在本发明中使用。
在常规形成聚氨酯的催化剂存在下,这类异(硫)氰酸酯可以与由通式(2)代表的化合物进行形成聚氨酯的反应,以得到所需的硫醇化合物的前体,形成聚氨酯的催化剂为如包括二氯化二丁基锡、二氯化二甲基锡和二月桂酸二丁基锡的有机锡化合物,和叔胺。
能与巯基反应的硫醇化合物的例子包括但不限于,脂肪族单硫醇化合物如甲硫醇,乙硫醇,丙硫醇,丁硫醇,和环己硫醇;
脂肪族多硫醇化合物如甲二硫醇,1,2-乙二硫醇,1,1-丙二硫醇,1,2-丙二硫醇,1,3-丙二硫醇,2,2-丙二硫醇,1,6-己二硫醇,1,2,3-丙三硫醇,1,1-环己二硫醇,1,2-环己二硫醇,2,2-二甲基丙烷-1,3-二硫醇,3,4-二甲氧基丁烷-1,2-二硫醇,2-二甲基环己烷-2,3-二硫醇,1,1-双(巯基甲基)环己烷,双(2-巯基乙基)硫羟苹果酸酯,2,3-二巯基1-丙醇(2-巯基乙酸酯),2,3-二巯基-1-丙醇(3-巯基丙酸酯),二甘醇双(2-巯基乙酸酯),二甘醇双(3-巯基丙酸酯),1,2-二巯基丙基甲基醚,2,3-二巯基丙基甲基醚,2,2-双(巯基甲基)-1,3-丙二硫醇,双(2-巯基乙基)醚,乙二醇双(2-巯基乙酸酯),乙二醇双(3-巯基丙酸酯),三羟甲基丙烷双(2-巯基乙酸酯),三羟甲基丙烷双(3-巯基丙酸酯),季戊四醇四(2-巯基乙酸酯),季戊四醇四(3-巯基丙酸酯),和四(疏基甲基)甲烷;
芳族单硫醇化合物如苯硫酚和甲苯硫酚;
芳族多硫醇化合物如1,2-二巯基苯,1,3-二巯基苯,1,4-二巯基苯,1,2-双(巯基甲基)苯,1,3-双(巯基甲基)苯,1,4-(双巯基甲基)苯,1,2-双(巯基乙基)苯,1,3-双(疏基乙基)苯,1,4-双(巯基乙基)苯,1,2,3-三巯基苯,1,2,4-三巯基苯,1,3,5-三巯基苯,1,2,3-三(疏基甲基)苯,1,2,4-三(巯基甲基)苯,1,3,5-三(疏基甲基)苯,1,2,3-三(巯基乙基)苯,1,24-三(巯基乙基)苯,1,3,5-三(巯基乙基)苯,2,5-甲苯二硫酚,3,4-甲苯二硫酚,1,3-二(对-甲氧基苯基)丙烷-2,2-二硫醇,1,3-二苯基丙烷-2,2-二硫醇,苯基甲烷-1,1-二硫醇,和2,4-二(对-巯基苯基)戊烷;
除巯基外还含硫原子的芳族多硫醇化合物如1,2-双(巯基乙硫基)苯,1,3-双(巯基乙硫基)苯,1,4-双(巯基乙硫基)苯,1,2,3-三(巯基甲硫基)苯,1,2,4-三(巯基甲硫基)苯,1,3,5-三(巯基甲硫基)苯,1,2,3-三(巯基乙硫基)苯,1,2,4-三(巯基乙硫基)苯,1,3,5-三(巯基乙硫基)苯,以及其核烷基化的衍生物;
硫化物如双(巯基甲基)硫化物,双(巯基乙基)硫化物,双(巯基丙基)硫化物,双(2-巯基乙硫基)甲烷,双(3-巯基丙硫基)甲烷,1,2-双(2-巯基乙硫基)乙烷,1,2-双(3-巯基丙硫基)乙烷,1,3-双(2-巯基乙硫基)乙烷,1,3-双(3-巯基丙硫基)丙烷,1,2,3-三(2-巯基乙硫基)丙烷,1,2,3-双(3-巯基丙硫基)丙烷,1,2-双[(2-巯基乙基)硫代]-3-巯基丙烷,4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷,4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷,5,7-二巯基甲基1,11-二疏基-3,6,9-三硫杂十一烷,四(2-疏基乙硫基甲基)甲烷,四(3-巯基丙硫基甲基)甲烷,双(2,3-二巯基丙基)硫化物,双(1,3-二巯基丙基)硫化物,2,5-二巯基-1,4-二噻烷,2,5-二巯基甲基-1,4-二噻烷,2,5-二巯基甲基-2,5-二甲基-1,4-二噻烷,双(巯基乙基)二硫化物和双(巯基丙基)二硫化物以及其硫基乙醇酸酯和巯基丙酸酯;
除巯基外还含硫原子的脂肪族多硫醇化合物如羟甲基硫化双(2-巯基乙酸酯),羟甲基硫化双(3-巯基丙酸酯),羟乙基硫化双(2-巯基乙酸酯),羟乙基硫化双(3-巯基丙酸酯),羟丙基硫化双(2-巯基乙酸酯),羟丙基硫化双(3-巯基丙酸酯),羟甲基二硫化双(2-巯基乙酸酯),羟甲基二硫化双(3-巯基丙酸酯),羟乙基二硫化双(2-巯基乙酸酯),羟乙基二硫化双(3-疏基丙酸酯),羟丙基二硫化双(2-巯基乙酸酯),羟丙基二硫化双(3-巯基丙酸酯),2-巯基乙基醚双(2-巯基乙酸酯),2-巯基乙基醚双(3-疏基丙酸酯),1,4-二噻烷-2,5二醇双(2-巯基乙酸酯),1,4-二噻烷-2,5二醇双(3-巯基丙酸酯),双(2-巯基乙基)硫二甘醇酸酯,双(2-巯基乙基)硫代二丙酸酯,双(2-巯基乙基)4,4-硫代二丁酸酯,双(2-巯基乙基)二硫二甘醇酸酯,双(2-巯基乙基)二硫代二丙酸酯,双(2-巯基乙基)4,4-二硫代二丁酸酯,双(2,3-二巯基丙基)硫二甘醇酸酯,双(2,3-二巯基丙基)硫代二丙酸酯,双(2,3-二巯基丙基)二硫二甘醇酸酯,和双(2,3-二巯基丙基)二硫代二丙酸酯;
除巯基外还含硫原子的杂环化合物如3,4-硫代苯二硫酚和2,5-二巯基1,3,4-噻二唑(thiadiazole);和
除巯基外还含羟基的化合物如2-巯基乙醇,3-巯基-1,2-丙二醇,甘油基二(巯基乙酸酯),1-羟基-4-巯基环己烷,2,4-二巯基苯酚,2-巯基氢醌,4-巯基苯酚,3,4-二巯基-2-丙醇,1,3-二巯基-2-丙醇,2,3-二巯基-1-丙醇,1,2-二巯基-1,3-丁二醇,季戊四醇三(3-巯基丙酸酯),季戊四醇单(3-巯基丙酸酯),季戊四醇双(3-巯基丙酸酯),季戊四醇三(3-硫基乙醇酸酯),二季戊四醇五(3-巯基丙酸酯),羟甲基三(巯基乙硫基甲基)甲烷和1-羟乙硫基3-巯基乙硫基苯。
可以使用氧化剂如氯、过氧化氢和次氯酸钠将这类硫醇化合物或由式(2)代表的化合物转换成作为所需硫醇化合物前体的化合物。
根据保护基的类型,可以通过解保护作用如水解、醇解和还原作用将所需硫醇化合物的前体转换成硫醇化合物,即将-S-R2-转换成-SH。特别是,当-S-R2是硫酯或硫代氨基甲酸酯时,通过水解或醇解进行解保护;和当-S-R2是二硫化合物时,通过还原作用进行解保护。按照本发明所制备的硫醇可以是用于生产环硫化物、用于光学元件如塑料镜片中所用树脂的原料。特别是,该化合物适用于具有较高折光率的眼镜镜片。在这类应用中,优选化合物是具有至少两个分子内巯基的多硫醇化合物。特别是,通过应用本发明的方法,可以较高产率地生产由式(1)所表示的多硫醇化合物。
下面会更具体地描述本发明。
通过下面的方法评价通过聚合反应所制备的树脂的物理性能。
(1)折光率(nd)和阿贝数(vd):用普耳弗里奇折射计,在20℃下测量。
(2)耐热性:用TMA渗透方法测量Tg(载荷:50g,针入度(pinpoint):0.5mmφ,程序升温速率:10℃)。
(3)耐冲击性:按照美国FDA标准,从127cm高处,向中心厚1.0mm的镜片上落下16g不锈钢球来进行落球试验。将结果评估为三个级别;A没有变化,C:钢球穿透和B:星形裂开。
实施例1
制备乙酰硫基甲硫醇
(HS-CH2-S-COCH3)
在装有搅拌叶片、温度计、回流冷凝器和排液旋塞的3L烧瓶中,放置413g二溴甲烷(2.38mol),使其保持40℃。用6小时将硫代乙酸钠溶液(1291.8g,4.8mol)滴加到混合物中,然后使混合物熟化3小时。往混合物中加入1.2L水,然后用1L氯仿萃取有机物质数次。
通过蒸发作用除去氯仿和较低沸点的成分,得到双(乙酰硫基)甲烷(CH2-(S-COCH3)2)。
然后,在装有搅拌叶片、温度计、回流冷凝器和排液旋塞的2L烧瓶中,放置370g所得到的双(乙酰硫基)甲烷(88%纯度,2mol),96.0g甲醇(3mol)和7.6g对甲苯磺酸(0.04mol),并使混合物在60℃反应8小时。通过加入适量的水和氯仿,使相分离,用水洗涤氯仿相数次。在通过蒸发作用除去氯仿和较低沸点的成分后,减压(2.1kPa,80℃)蒸馏残余物,得到176.0g乙酰硫基甲硫醇(1.4mol)。
在用FTIR-8300(SIMADZU)得到的红外(IR)光谱中,可以观察到硫醇在2538.1cm-1的特征吸收峰和羰基在1689.5cm-1的特征吸收峰。
质谱:m/z=122(M+);
元素分析:
观察值:C:29.5%;H:4.8%;S:52.3%
计算值:C:29.5%;H:5.0%;S:52.5%
制备1,1,3,3-四(巯基甲硫基)丙烷
在装有搅拌叶片、温度计、蒸馏柱、氮气进气毛细管和排液旋塞的2L烧瓶中,放置164.2g的1,1,3,3-四甲氧基丙烷(1mol),488.8g乙酰硫基甲硫醇(4mol)和7.6g对甲苯磺酸(0.04mol),在保持1kPa或更小真空度下,边搅拌边将混合物加热到55-60℃。连续加热约5小时,直到甲醇蒸馏终止。在冷却后,撤掉真空,然后用回流冷凝器代替蒸馏柱,往混合物中加入400mL甲醇和400mL氯仿。为了醇解,在60℃加热混合物以形成所需要的由下式表示的1,1,3,3-四(疏基甲硫基)丙烷(下文称作化合物(A))。
在加入适量的水和氯仿后,使相分离,用水洗涤氯仿层数次。在通过蒸发作用除去氯仿和较低沸点的成分后,用3μm的Teflon过滤器过滤残渣,以得到340.0g化合物(A)。
可以从1,1,3,3-四甲氧基丙烷得到令人满意的高产率,即95.3%。
在用FTIR-8300(SIMADZU)得到的红外(IR)光谱中,可以观察到巯基在2538.1cm-1的特征吸收峰。
质谱:m/z=356(M+);
元素分析:
观察值:C:23.5%;H:4.6%;S:71.9%
计算值:C:23.6%;H:4.5%;S:71.9%实施例2:制备1,1,2,2-四(巯基甲硫基)乙烷
在装有搅拌叶片、温度计、蒸馏柱、氮气进气毛细管和排液旋塞的2L烧瓶中,放置150.2g的1,1,2,2-四甲氧基乙烷(1mol),488.8g乙酰硫基甲硫醇(4mol)和7.6g对甲苯磺酸(0.04mol),在保持1kPa或更小真空度下,边搅拌边将混合物加热到55-60℃。连续加热约5小时,直到甲醇蒸馏终止。在冷却后,撤掉真空,往混合物中加入400mL甲醇和400mL氯仿。为了醇解,在60℃加热混合物以形成所需要的由下式表示的1,1,2,2-四(巯基甲硫基)乙烷(下文称作化合物(B))。
在加入适量的水和氯仿后,使相分离,用水洗涤氯仿层数次。在通过蒸发作用除去氯仿和较低沸点的成分后,用3μm的Teflon过滤器过滤残渣,以得到321.1g化合物(B)。
可以从1,1,2,2-四甲氧基乙烷得到令人满意的高产率,即93.7%。
在用FTIR-8300(SIMADZU)得到的红外(IR)光谱中,可以观察到巯基在2522.7cm-1的特征吸收峰。
质谱:m/z=342(M+);
元素分析:
观察值:C:20.8%;H:4.2%;S:75.9%
计算值:C:21.0%;H:4.1%;S:74.9%实施例3:制备1,2,7-三巯基-4,6-二硫杂庚烷
在500ml反应烧瓶中放置200g双(巯基甲基)硫化物(1.58mol)和16.2g三乙胺(0.16mol),然后在0-10℃下,用1小时将167.8g的3-巯基亚丙基硫化物(1.58mol)滴加到混合物中,加入后,使反应在20-25℃熟化3小时。用1000mL氯仿萃取反应物。用35%HCl溶液60g(0.58mol)洗涤萃取液,然后用300mL水洗涤三次。在真空中浓缩氯仿溶液至得到365.0g(1.57mol)所需的1,2,7-三巯基-4,6-二硫杂庚烷(文称作化合物(C))。
用下面的方法鉴定产物是所需要的化合物(C):
-IR光谱(图1)
-质谱(图2)
-1H-NMR(图3下面说明每个氢的归属)
-13C-NMR(图4)实施例4:制备1,2,9-三巯基-4,6,8-三硫杂壬烷
在500ml反应烧瓶中放置200g的1,5-二巯基-2,4-二硫杂戊烷(1.16mol)和12.1g三乙胺(0.12mol),然后在0-10℃下,用1小时将123.2g的3-巯基亚丙基硫化物(1.16mol)滴加到混合物中,加入后,使反应在20-25℃熟化3小时。用1000mL氯仿萃取反应物。用35%HCl溶液60g(0.58mol)洗涤萃取液,然后用300mL水洗涤三次。在真空中浓缩氯仿溶液至得到306.5g(1.10mol)所需的1,2,9-三巯基-4,6,8-三硫杂壬烷(下文称作化合物(D))。
用下面的方法鉴定产物是所需要的化合物(D):
-IR光谱(图5)
-质谱(图6)
-1H-NMR(图7,下面说明每个氢的归属)
-13C-NMR(图8)
实施例5
往44.7g双(异氰酸根合甲基)硫化物(下文指化合物(E))中加入30mg二氯化二丁基锡(下文称作化合物(F))作为催化剂,150mg“Zelec UN”(商标名:Stepan Co.Ltd.,酸性磷酸烷基酯;下文称作化合物(G))作内脱模剂和50mg“VIOSORB583”(商标名:Kyodo Yakuhin Co.Ltd.;下文称作化合物(H))作紫外吸收剂,以得到混合溶液。往溶液中加入55.3g化合物(A),使混合物充分混合以得到单体混合物。在0.6kPa脱气1小时后,将单体混合物的一部分注入镜片模具中,逐渐从40℃加热到130℃,并固化20小时。冷却后,去掉玻璃模具得到镜片。镜片是无色透明的,并且在暗室中当使用幻灯机使光通过镜片时,观察不到混浊。这显示出良好的光学性能(折光率(nd):1.705和阿贝数(vd):32);良好的耐热性(Tg点:107.8℃)。评估其耐冲击性达到“A”。
实施例6
往51.4g间-亚二甲苯基二异氰酸酯(下文称作化合物(I))中加入30mg化合物(F)作为催化剂,150mg化合物(G)作内脱模剂,和50mg化合物(H)作紫外吸收剂,以得到混合溶液。往溶液中加入48.6g化合物(A),使混合物充分混合以得到单体混合物。在0.6kPa脱气1小时后,将单体混合物的一部分注入镜片模具中,逐渐从40℃加热到130℃,并固化20小时。冷却后,去掉玻璃模具以得到镜片。镜片是无色透明的,并且在暗室中当使用幻灯机使光通过镜片时,观察不到混浊。这显示出良好的光学性能(折光率(nd):1.683和阿贝数(vd):30);良好的耐热性(Tg点:113.2℃)。评估其耐冲击性达到“A”。
实施例7
往45.7g化合物(E)中加入30mg化合物(F)作为催化剂,150mg化合物(G)作内脱模剂,和50mg化合物(H)作紫外吸收剂,以得到混合溶液。往溶液中加入54.3g化合物(B),使混合物充分混合以得到单体混合物。在0.6kPa脱气1小时后,将单体混合物的一部分注入镜片模具中,逐渐从40℃加热到130℃,并固化20小时。冷却后,去掉玻璃模具以得到镜片。镜片是无色透明的,并且在暗室中当使用幻灯机使光通过镜片时,观察不到混浊。这显示出良好的光学性能(折光率(nd):1.721和阿贝数(vd):32);良好的耐热性(Tg点:108.5℃)。评估其耐冲击性达到“A”。
实施例8
往52.4g化合物(I)中加入30mg化合物(F)作为催化剂,150mg化合物(G)作内脱模剂,和50mg化合物(H)作紫外吸收剂,以得到混合溶液。往溶液中加入47.6g化合物(B),使混合物充分混合以得到单体混合物。在0.6kPa脱气1小时后,将单体混合物的一部分注入镜片模具中,逐渐从40℃加热到130℃,并固化20小时。冷却后,去掉玻璃模具以得到镜片。镜片是无色透明的,并且在暗室中当使用幻灯机使光通过镜片时,观察不到混浊。这显示出良好的光学性能(折光率(nd):1.699和阿贝数(vd):30);良好的耐热性(Tg点:115.2℃)。评估其耐冲击性达到“A”。
实施例9
均匀混合20.5g化合物(C)(0.088mol),24.9g化合物(I)(0.132mol),9.1mg化合物(F)(200ppm)作固化催化剂,22.7mg的2-(2-羟基5-叔辛基苯基)苯并三唑(下文称作化合物(J))(500ppm)作紫外吸收剂,和68mg二(1-(1-(1-正丁氧基-2-丙氧基)-2-丙氧基)-2-丙基)磷酸(下文称作化合物(K)(1500ppm)作内脱模剂的混合物,并在成压下脱气使混合物溶解,然后将其注入由玻璃模具和衬垫组成的模具中。
逐渐将模具从40℃加热到130℃使混合物反应,并固化20小时。聚合反应后,渐渐地冷却模具,并从模具中取出聚合物。
如此得到的聚氨酯镜片是透明的,并具有折光率1.681,阿贝数32,耐热91℃,并且评估其耐冲击性达到“A”。
实施例10
按照实施例9所述进行聚合反应,所不同的是使用24.5g化合物(D)(0.088mol)、24.9mg化合物(I)(0.132mol)、9.9mg化合物(F)(200ppm)、24.7mg化合物(J)(500ppm)和74.1mg化合物(K)(1500ppm),以得到聚合物。
如此得到的聚氨酯镜片是透明的,并具有折光率1.685,阿贝数32,耐热83℃,并且评估其耐冲击性达到“A”。
实施例11
均匀混合20.5g化合物(C)(0.088mol)、19.0g化合物(E)(0.132mol)、7.9mg化合物(F)(200ppm)作固化催化剂、20.0mg化合物(J)(500ppm)作紫外吸收剂和59.3mg化合物(K)(1500ppm)作内脱模剂的混合物,并在减压下脱气使混合物溶解,然后将其注入由玻璃模具和衬垫组成的模具中。
逐渐将模具从40℃加热到130℃使混合物反应,并固化20小时。聚合反应后,渐渐冷却模具,并从模具中取出聚合物。
如此得到的聚氨酯镜片是透明的,并具有折光率1.700,阿贝数32,耐热87℃,并且评估其耐冲击性达到“A”。
实施例12
按照实施例11所述进行聚合反应,所不同的是使用24.5g化合物(D)(0.088mol)、19.0mg化合物(E)(0.132mol)、8.7mg化合物(F)(200ppm)、21.8mg化合物(J)(500ppm)、和65.3mg化合物(K)(1500ppm)得到聚合物。
如此得到的聚氨酯镜片是透明的,并具有折光率1.706,阿贝数31,耐热82℃,并且评估其耐冲击性达到“A”。对比实施例1
往44.0g化合物(E)中加入15mg化合物(F)作催化剂,150mg化合物(G)作内脱模剂和50mg化合物(H)作紫外吸收剂以得到混合的溶液。往溶液中加入4,8-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷、4,7-二巯基甲基-1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷和5,7-二巯基甲基1,11-二巯基-3,6,9-三硫杂十一烷的混合物(下文称作混合物(L))50.6g,充分混合得到单体混合物。在0.6kPa脱气1小时后,将单体混合物的一部分注入到镜片模具中,逐渐从40℃加热到130℃,并固化20小时。冷却后,去掉玻璃模具得到镜片。镜片是无色透明的,并且在暗室中当使用幻灯机使光通过镜片时,观察不到混浊。其具有折光率(nd)1.680和阿贝数(vd)34,耐热性(Tg点)92.5℃,并且评估其耐冲击性达到“A”。
镜片具有与实施例5相当的耐冲击性,但是光学性能和耐热性比实施例5差。对比实施例2
均匀混合22.9g{1,2-双((2-巯基乙基)硫基)-3-巯基丙烷}(下文称作化合物(M))(0.088mol)、24.9g化合物(I)(0.132mol)、9.6mg化合物(F)(200ppm)作固化催化剂、24.0mg化合物(J)(500ppm)作紫外吸收剂和72.0mg化合物(K)(1500ppm)作内脱模剂的混合物,并在减压下脱气使混合物溶解,然后将其注入到由玻璃模具和衬垫组成的模具中。
逐渐将模具从40℃加热到130℃使混合物反应,并固化20小时。聚合反应后,渐渐冷却模具,并从模具中取出聚合物。
如此得到的聚氨酯镜片是透明的,并具有折光率1.665,阿贝数32,耐热85℃,并且评估其耐冲击性达到“A”。镜片所具有的折光率比实施例5-12的折光率低。对比实施例3
往100.0g双(2,3-环硫丙基)硫化物中加入0.2g的N,N-二甲基环己基胺,并混合均匀。在0.6kPa脱气0.5小时后,将混合物注入到镜片模具中,逐渐将模具从30℃加热到120℃,并固化24小时。冷却后,去掉玻璃模具以得到镜片。如此得到的镜片是无色透明的,并且在暗室中当使用幻灯机使光通过镜片时,观察不到混浊。其光学性能是折光率(nd)1.701和阿贝数(vd)36。耐热性(Tg点)82.0℃,并且评估其耐冲击性达到“C”。
镜片的耐冲击性比实施例镜片的耐冲击性差。
实施例5-12和对比实施例1-3中的结果如表1所示。
表1
多硫醇 | 多异氰酸酯 | 折光率 | 阿贝数 | 耐热(℃) | 耐冲击性 | |
实施例5 | (A) | (E) | 1.705 | 32 | 107.8 | A |
实施例6 | (A) | (I) | 1.683 | 30 | 113.2 | A |
实施例7 | (B) | (E) | 1.721 | 32 | 108.5 | A |
实施例8 | (B) | (I) | 1.699 | 30 | 115.2 | A |
实施例9 | (C) | (I) | 1.681 | 32 | 91.0 | A |
实施例10 | (D) | (E) | 1.685 | 32 | 83.0 | A |
实施例11 | (C) | (I) | 1.700 | 32 | 87.0 | A |
实施例12 | (D) | (E) | 1.706 | 31 | 82.0 | A |
对比实施例1 | (L) | (D) | 1.680 | 34 | 92.5 | A |
对比实施例2 | (M) | (H) | 1.665 | 32 | 85.0 | A |
对比实施例3 | - | - | 1.701 | 36 | 82.0 | C |
Claims (51)
1.一种用于具有高折光率的镜片的可聚合组合物,该组合物包括至少一种由通式(1)代表的多硫醇化合物:
R-(SCH2SH)n (1)其中R是除了芳基外的有机残基,和n是至少为1的整数,该化合物具有至少两个分子内的巯基,和至少一种具有能与巯基反应的分子内官能团的化合物。
2.权利要求1的可聚合组合物,其中在通式(1)中的R是选自脂族、脂环族和杂环基团以及在其链上具有硫原子的脂族、脂环族和杂环基团的有机残基。
3.权利要求2的可聚合组合物,其中在通式(1)中的R是直链脂族有机残基。
4.权利要求3的可聚合组合物,其中在通式(1)中的R是具有硫键或多硫键的直链脂族有机残基。
5.权利要求2的可聚合组合物,其中在通式(1)中的R是支链脂族有机残基。
6.权利要求5的可聚合组合物,其中在通式(1)中的R是具有硫键或多硫键的支链脂族有机残基。
7.权利要求2的可聚合组合物,其中在通式(1)中的R是环状有机残基。
8.权利要求7的可聚合组合物,其中在通式(1)中的R是具有硫键或多硫键的环状有机残基。
9.权利要求2的可聚合组合物,其中由通式(1)代表的化合物是具有至少一个二硫缩醛骨架的多硫醇化合物。
10.权利要求3的可聚合组合物,其中由通式(1)代表的化合物是1,1,3,3-四(巯基甲硫基)丙烷。
11.权利要求3的可聚合组合物,其中由通式(1)代表的化合物是1,1,2,2-四(巯基甲硫基)乙烷。
12.权利要求3的可聚合组合物,其中由通式(1)代表的化合物是1,2,7-三巯基-4,6-二硫杂庚烷。
13.权利要求3的可聚合组合物,其中由通式(1)代表的化合物是1,2,9-三巯基-4,6,8-三硫杂壬烷。
14.权利要求1的可聚合组合物,其中至少一种具有能与巯基反应的分子内官能团的化合物是具有至少一个分子内异氰酸酯基或异硫氰酸酯基的化合物。
15.权利要求1的可聚合组合物,其中至少一种具有能与巯基反应的分子内官能团的化合物是具有至少一个分子内环氧或环硫化物基团的化合物。
16.权利要求1的可聚合组合物,其中至少一种具有能与巯基反应的分子内官能团的化合物是具有至少一个能与巯基反应的不饱和键的化合物。
17.通过聚合权利要求1-16的任何一种可聚合组合物制备的树脂。
18.用权利要求17的树脂制成的光学元件。
19.由权利要求18的光学元件组成的镜片。
20.权利要求17的树脂,其具有折光率(nd)是1.67或更高。
21.一种由通式(1)代表的多硫醇化合物:
R-(SCH2SH)n (1)其中R是除了芳基外的有机残基,和n是至少为1的整数,该化合物含有至少两个分子内的巯基。
22.权利要求21的多硫醇化合物,其中在通式(1)中的R是选自脂族、脂环族和杂环基团以及在其链上具有硫原子的脂族、脂环族和杂环基团的有机残基。
23.权利要求22的多硫醇化合物,其中在通式(1)中的R是直链有机残基。
24.权利要求23的多硫醇化合物,其中在通式(1)中的R是具有硫键或多硫键的直链有机残基。
25.权利要求22的多硫醇化合物,其中在通式(1)中的R是支链有机残基。
26.权利要求25的多硫醇化合物,其中在通式(1)中的R是具有硫键或多硫键的支链有机残基。
27.权利要求22的多硫醇化合物,其中在通式(1)中的R是环状有机残基。
28.权利要求27的多硫醇化合物,其中在通式(1)中的R是具有硫键或多硫键的环状有机残基。
29.权利要求21的多硫醇化合物,其中由通式(1)代表的化合物是具有至少一个分子内二硫编醛骨架和总共至少两个分子内巯基的化合物。
30.权利要求23的多硫醇化合物,其中由通式(1)代表的化合物是1,1,3,3-四(巯基甲硫基)丙烷。
31.权利要求23的多硫醇化合物,其中由通式(1)代表的化合物是1,1,2,2-四(疏基甲硫基)乙烷。
32.权利要求23的多硫醇化合物,其中由通式(1)代表的化合物是1,2,7-三巯基-4,6-二硫杂庚烷。
33.权利要求23的多硫醇化合物,其中由通式(1)代表的化合物是1,2,9-三巯基-4,6,8-三硫杂壬烷。
34.一种制备硫醇化合物的方法,该方法包括使由通式(2)所代表的化合物与具有能与巯基反应的官能团的化合物反应,且然后将-S-R2转化成-SH的步骤:
HS-R1(-S-R2)m (2)其中m是至少为1的整数;R1代表芳香族的、脂族的、脂环族的或杂环的有机残基或在其链上具有芳环或硫原子的脂族的、脂环族的或杂环的有机残基;和R2代表保护基。
35.权利要求34的制备硫醇化合物的方法,其中在通式(2)中的R1是直链脂族有机残基。
36.权利要求35的制备硫醇化合物的方法,其中在通式(2)中的R1是亚甲基。
37.权利要求35的制备硫醇化合物的方法,其中在通式(2)中的R1是在其链上具有硫键、多硫键或芳环的直链脂族有机残基。
38.权利要求34的制备硫醇化合物的方法,其中在通式(2)中的R1是支链脂族有机残基。
39.权利要求38的制备疏醇化合物的方法,其中在通式(2)中的R1是在其链上具有硫键、多硫键或芳环的支链脂族有机残基。
40.权利要求34的制备硫醇化合物的方法,其中在通式(2)中的R1是脂环族的有机残基。
41.权利要求40的制备硫醇化合物的方法,其中在通式(2)中的R1是在其链上具有硫键、多硫键或芳环的脂环族有机残基。
42.权利要求34的制备硫醇化合物的方法,其中在通式(2)中的R1是芳族残基。
43.权利要求34的制备硫醇化合物的方法,其中由通式(2)所代表的其中-S-R2是硫酯基团的化合物与具有能与巯基反应的官能团的化合物反应,然后产物被水解和醇解。
44.权利要求34的制备硫醇化合物的方法,其中由通式(2)所代表的其中-S-R2是硫代氨基甲酸乙酯基团的化合物与具有能与巯基反应的官能团的化合物反应,然后产物被水解和醇解。
45.权利要求34的制备硫醇化合物的方法,其中由通式(2)所代表的其中-S-R2是二硫化物基团的化合物与具有能与巯基反应的官能团的化合物反应,然后产物被还原。
46.权利要求34的制备硫醇化合物的方法,其中具有能与巯基反应的官能团的化合物是在与巯基反应后能形成二硫缩醛结构的缩醛类、酮类或醛类。
47.权利要求34的制备硫醇化合物的方法,其中具有能与巯基反应的官能团的化合物是(硫代)环氧化合物。
48.权利要求34的制备硫醇化合物的方法,其中具有能与巯基反应的官能团的化合物是具有能与巯基反应的不饱和键的化合物。
49.权利要求34的制备硫醇化合物的方法,其中具有能与巯基反应的官能团的化合物是异(硫)氰酸酯化合物。
50.权利要求34的制备硫醇化合物的方法,其中具有能与巯基反应的官能团的化合物是通过氧化作用能形成二硫键的硫醇化合物。
51.权利要求34的制备硫醇化合物的方法,其中硫醇化合物是具有至少两个分子内巯基的多硫醇化合物。
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