JP2007039427A - Phthalonitrile compound, method for production thereof and use thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フタロニトリル化合物、その製造方法及び用途に関する。より詳しくは、各種工業製品の原料の他、様々な用途への適用が検討されているフタロニトリル化合物、その製造方法、並びに、このようなフタロニトリル化合物を用いた樹脂用添加剤及び樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a phthalonitrile compound, a method for producing the same, and a use thereof. More specifically, in addition to raw materials for various industrial products, phthalonitrile compounds that are being studied for various uses, production methods thereof, and resin additives and resin compositions using such phthalonitrile compounds About.
フタロニトリル化合物とは、ベンゼン環に2個のシアノ基が置換した構造を有する化合物であり、従来から、各種工業製品の原料として広く使用されている。そして昨今では、極性基であるシアノ基に起因する特性から、様々な用途への適用が検討されている。例えば、光ファイバー、光導波路、光記録ディスク、光学フィルム、表示用基板等の光学材料分野においては、近年の情報技術の急速な発展に伴って、光学材料に使用される透明樹脂の種々の特性を改善又は向上すべく、現在試行錯誤が重ねられており、シアノ基に起因する特性を発揮することができるフタロニトリル化合物もまた、このような分野への利用が検討されているものの1つであるが、未だ満足できるものは開発されていないのが現状である。 A phthalonitrile compound is a compound having a structure in which two cyano groups are substituted on a benzene ring, and has been widely used as a raw material for various industrial products. And nowadays, application to various uses has been examined from the characteristics resulting from the cyano group which is a polar group. For example, in the field of optical materials such as optical fibers, optical waveguides, optical recording disks, optical films, display substrates, etc., various characteristics of transparent resins used in optical materials have been developed with the rapid development of information technology in recent years. In order to improve or improve, a phthalonitrile compound which is currently undergoing trial and error and can exhibit the characteristics attributable to the cyano group is also one of those that are being studied for use in such fields. However, at present, no satisfactory product has been developed.
従来のフタロニトリル化合物に関し、イソフタロニトリル化合物の少なくとも一の位置に、CF3基及びハロゲンを有するフェノキシ基が結合し、かつ残位にフッ素原子が結合した構造を有する含ハロゲンイソフタロニトリル化合物(例えば、特許文献1参照。)が開発されている。この化合物は、染料、医薬、農薬、高分子化合物の合成上重要な中間体であり、優れた耐熱性、撥水性、耐薬品性及び低誘電性を有する樹脂の原料として好適に使用されるものである。しかしながら、光学材料用途のように開発が強く要望されている分野等においても、更に充分な性能を発揮することができるものとするための工夫の余地があった。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、透明樹脂等の樹脂が有する熱的特性等の各種特性を損なうことなく屈折率を制御できる添加剤等の用途に好適に使用することができるフタロニトリル化合物、その製造方法、並びに、このようなフタロニトリル化合物を含んでなる樹脂用添加剤及び樹脂組成物を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above situation, and can be suitably used for applications such as additives that can control the refractive index without impairing various properties such as thermal properties of resins such as transparent resins. It is an object of the present invention to provide a phthalonitrile compound that can be produced, a method for producing the same, and a resin additive and a resin composition comprising such a phthalonitrile compound.
本発明者等は、フタロニトリル化合物について種々検討した結果、2個のシアノ基を置換基として有するベンゼン環の水素原子の全てが特定の置換基に置換され、該置換基のうち少なくとも1つの基は、酸素原子(O)又は硫黄原子(S)を介してベンゼン環に結合した構造を有する基であるフタロニトリル化合物を見いだした。そして、この化合物を透明樹脂等の樹脂に添加剤として使用した場合には、樹脂が本来有する熱的特性等の各種特性を損なうことなく屈折率制御が可能となることを見いだし、このようなフタロニトリル化合物を含んでなる添加剤を含有する樹脂組成物が、例えば、光ファイバー、光導波路、光記録ディスク、光学フィルム、表示用基板等の光学材料に特に好適に適用し得るものであることも見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到した。また併せて、このような特定構造を有するフタロニトリル化合物を効率的に製造する方法も見いだし、本発明に到達したものである。 As a result of various investigations on phthalonitrile compounds, the present inventors have substituted all the hydrogen atoms of the benzene ring having two cyano groups as substituents with a specific substituent, and at least one group among the substituents. Found a phthalonitrile compound which is a group having a structure bonded to a benzene ring through an oxygen atom (O) or a sulfur atom (S). And when this compound is used as an additive in a resin such as a transparent resin, it has been found that the refractive index can be controlled without impairing various properties such as the thermal properties inherent in the resin. It has also been found that a resin composition containing an additive comprising a nitrile compound can be particularly suitably applied to an optical material such as, for example, an optical fiber, an optical waveguide, an optical recording disk, an optical film, or a display substrate. The inventors have come up with the idea that the above problems can be solved brilliantly. In addition, a method for efficiently producing a phthalonitrile compound having such a specific structure has also been found and the present invention has been achieved.
すなわち本発明は、下記一般式(1); That is, the present invention provides the following general formula (1);
(式中、R2は、同一若しくは異なって、F、Cl、Br、I、COOR3又はOR3を表す。R3は、重水素化アルキル基又は全ハロゲン化アルキル基を表す。nは、1〜4の整数であり、mは、0〜3の整数であり、n+m=4である。Aは、同一又は異なって、下記一般式(2); (In the formula, R 2 is the same or different and represents F, Cl, Br, I, COOR 3 or OR 3. R 3 represents a deuterated alkyl group or a fully halogenated alkyl group. 1 is an integer of 1 to 4, m is an integer of 0 to 3, and n + m is 4. A is the same or different and is represented by the following general formula (2);
(式中、Xは、O又はSである。R1は、同一若しくは異なって、F、Cl、Br、I、CN、CF3、COOR3又はOR3を表す。R4は、同一若しくは異なって、F、Cl、Br、I、CN、CF3、COOR3又はOR3を表す。a及びbは、それぞれ1〜5の整数であり、a+b=5である。但し、一般式(1)におけるCN基がメタ位に位置する場合には、XがOであって、R1がCF3であり、かつ、R4がF、Cl、Br又はIである場合を除く。)で表される基である。)で表されるフタロニトリル化合物である。
以下に本発明を詳述する。
(In the formula, X is O or S. R 1 is the same or different and represents F, Cl, Br, I, CN, CF 3 , COOR 3 or OR 3. R 4 is the same or different. F, Cl, Br, I, CN, CF 3 , COOR 3 or OR 3 where a and b are each an integer of 1 to 5 and a + b = 5, provided that the general formula (1) In the case where the CN group is located at the meta position, X is O, R 1 is CF 3 , and R 4 is F, Cl, Br or I.) It is a group. The phthalonitrile compound represented by this.
The present invention is described in detail below.
本発明のフタロニトリル化合物は、上記一般式(1)で表されるものである。すなわち、上記一般式(1)で示されるように、フタロニトリル(ベンゼン環に2個のシアノ基が置換した構造の化合物)の少なくとも一の位置にA基が結合し、かつ残位にR2基が結合した化合物である。なお、上記フタロニトリル化合物が有するシアノ基は、オルト位、メタ位、パラ位のいずれに位置していてもよいが、オルト位又はメタ位に位置していることが特に好適である。 The phthalonitrile compound of the present invention is represented by the above general formula (1). That is, as represented by the general formula (1), the A group is bonded to at least one position of phthalonitrile (a compound having a structure in which two cyano groups are substituted on the benzene ring), and R 2 is bonded to the remaining position. A compound having a group bonded thereto. The cyano group of the phthalonitrile compound may be located at any of the ortho, meta, and para positions, but is particularly preferably located at the ortho or meta position.
上記一般式(1)において、R2は、ハロゲン原子、すなわちフッ素原子(F)、塩素原子(Cl)、臭素原子(Br)若しくはヨウ素原子(I)、COOR3又はOR3を表すが、R2の少なくとも1つが、ハロゲン原子であることが好適である。より好ましくは、R2の全てがハロゲン原子であることであり、これにより、例えば樹脂に添加して用いた場合には、屈折率の制御のみならず、吸水性を充分に低下させ、撥水化させることができるため、光学材料等により好適に用いることが可能となる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子が好ましく、より好ましくは、塩素原子であり、これにより、屈折率制御と吸水性低下とを更に充分に両立させることが可能となる。なお、R2が複数存在する場合には、それぞれ同一であってもよいし、異なるものであってもよい。 In the general formula (1), R 2 represents a halogen atom, that is, a fluorine atom (F), a chlorine atom (Cl), a bromine atom (Br) or an iodine atom (I), COOR 3 or OR 3. It is preferable that at least one of 2 is a halogen atom. More preferably, all of R 2 are halogen atoms. Thus, for example, when used by adding to a resin, not only the refractive index is controlled but also the water absorption is sufficiently reduced, Therefore, it can be suitably used for an optical material or the like. As the halogen atom, a fluorine atom and a chlorine atom are preferable, and a chlorine atom is more preferable. This makes it possible to achieve both sufficient control of refractive index and reduction in water absorption. When a plurality of R 2 are present, they may be the same or different.
ここで、R3は、重水素化アルキル基又は全ハロゲン化アルキル基を表すが、重水素化アルキル基とは、アルキル基を構成する炭素原子に結合した水素原子の一部又は全てが重水素基で置換されたものであり、全ハロゲン化アルキル基とは、アルキル基を構成する炭素原子に結合した水素原子の全てがハロゲン原子(すなわち、フッ素原子(F)、塩素原子(Cl)、臭素原子(Br)及びヨウ素原子(I)のうち少なくとも1種以上の原子)で置換されたものである。これらの基の構造は特に限定されず、直鎖、分岐鎖、環状アルキル基のいずれの構造であってもよい。
上記重水素化アルキル基又は全ハロゲン化アルキル基において、これらのアルキル基を構成する炭素数としては、1〜12であることが好適であり、より好ましくは、1〜8である。また、炭素数1〜12のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基等が好適である。
Here, R 3 represents a deuterated alkyl group or a fully halogenated alkyl group, and the deuterated alkyl group is a part or all of hydrogen atoms bonded to carbon atoms constituting the alkyl group. The all-halogenated alkyl group is a group in which all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms constituting the alkyl group are halogen atoms (that is, fluorine atoms (F), chlorine atoms (Cl), bromine Substituted with at least one kind of atom (Br) and iodine atom (I)). The structure of these groups is not particularly limited, and may be any structure of a straight chain, a branched chain, and a cyclic alkyl group.
In the above deuterated alkyl group or all halogenated alkyl group, the number of carbon atoms constituting these alkyl groups is preferably 1-12, more preferably 1-8. Moreover, as a C1-C12 alkyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a pentyl group, an isopentyl group etc. are suitable, for example.
上記一般式(1)において、nは、フタロニトリルへのA基の結合数を表し、1、2、3又は4の数である。中でも、1又は2であることが好ましく、耐熱性を考慮すると、より好ましくは1である。A基のフタロニトリルへの結合位置としては、2個のシアノ基の位置関係、A基の結合数や種類、得られるフタロニトリル化合物に要求される特性等によっても異なるが、例えば、シアノ基がオルト位にある場合において、n=1の場合には、フタロニトリルの反応性を考慮すると、フタロニトリルの4位又は5位に結合することが好ましい。n=2の場合には、4位及び5位、3位及び5位、又は、3位及び4位、特に好ましくは4位及び5位に結合することが好ましい。n=3の場合には、3位、4位及び5位に結合することが好ましい。また、シアノ基がメタ位にある場合において、n=1の場合には、フタロニトリルの反応性を考慮すると、フタロニトリルの4位又は6位に結合することが好ましい。n=2の場合には、4位及び6位、又は、2位及び4位、特に好ましくは4位及び6位に結合することが好ましい。n=3の場合には、2位、4位及び6位に結合することが好ましい。 In the general formula (1), n represents the number of bonds of the A group to phthalonitrile, and is a number of 1, 2, 3 or 4. Among these, 1 or 2 is preferable, and 1 is more preferable in consideration of heat resistance. The bonding position of the A group to the phthalonitrile varies depending on the positional relationship between the two cyano groups, the number and type of bonding of the A group, the characteristics required for the resulting phthalonitrile compound, etc. In the ortho position, when n = 1, it is preferable to bond to the 4-position or 5-position of phthalonitrile in consideration of the reactivity of phthalonitrile. In the case of n = 2, it is preferable to bond to the 4th and 5th positions, the 3rd and 5th positions, or the 3rd and 4th positions, particularly preferably the 4th and 5th positions. In the case of n = 3, it is preferable to bond to the 3rd, 4th and 5th positions. In the case where the cyano group is in the meta position, when n = 1, it is preferable to bond to the 4-position or 6-position of phthalonitrile in consideration of the reactivity of phthalonitrile. In the case of n = 2, it is preferable to bond to the 4th and 6th positions, or the 2nd and 4th positions, particularly preferably the 4th and 6th positions. In the case of n = 3, it is preferable to bond to the 2nd, 4th and 6th positions.
上記一般式(1)において、mは、フタロニトリルへのR2基の結合数を表し、0、1、2又は3の数である。中でも、2又は3であることが好ましく、耐熱性を考慮すると、より好ましくは3である。なお、上記式(1)において、n及びmの合計は、常に4である(n+m=4)。 In the general formula (1), m represents the number of R 2 groups bonded to phthalonitrile, and is 0, 1, 2, or 3. Among these, 2 or 3 is preferable, and 3 is more preferable in consideration of heat resistance. In the above formula (1), the sum of n and m is always 4 (n + m = 4).
上記一般式(1)においてはまた、Aは、上記一般式(2)で表される基である。すなわち、フェノキシ基(C6H5O−)又はチオフェノキシ(C6H5S−)基の全ての残位に、R1基及びR4基が結合した基である。
上記一般式(2)において、R1及びR4は、同一若しくは異なって、ハロゲン原子、すなわちフッ素原子(F)、塩素原子(Cl)、臭素原子(Br)若しくはヨウ素原子(I)、シアノ基(CN)、トリフルオロメチル基(CF3)、COOR3又はOR3を表すが、全てのR1及びR4のうち少なくとも1つが、ハロゲン原子であることが好適である。これにより、例えば樹脂に添加して用いた場合には、屈折率の制御と樹脂の吸水性の低下とを充分に両立することが可能となる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子であることが好ましく、より好ましくは、フッ素原子であり、この場合、屈折率制御と吸水性低下とを更に充分に両立させることが可能となる。なお、R1が複数存在する場合には、それぞれ同一であってもよいし、異なるものであってもよく、R4についても同様である。また、R3については、上述したとおりである。
In the general formula (1), A is a group represented by the general formula (2). That is, the R 1 group and the R 4 group are bonded to all remaining positions of the phenoxy group (C 6 H 5 O—) or the thiophenoxy (C 6 H 5 S—) group.
In the general formula (2), R 1 and R 4 are the same or different and are a halogen atom, that is, a fluorine atom (F), a chlorine atom (Cl), a bromine atom (Br), an iodine atom (I), or a cyano group. (CN), trifluoromethyl group (CF 3 ), COOR 3 or OR 3 is represented, and at least one of all R 1 and R 4 is preferably a halogen atom. Thus, for example, when used by adding to a resin, it is possible to sufficiently achieve both control of the refractive index and reduction in water absorption of the resin. The halogen atom is preferably a fluorine atom or a chlorine atom, and more preferably a fluorine atom. In this case, it is possible to more fully achieve both refractive index control and water absorption reduction. When there are a plurality of R 1 s , they may be the same or different, and the same applies to R 4 . R 3 is as described above.
上記一般式(2)において、a及びbは、フェノキシ基(C6H5O−)又はチオフェノキシ(C6H5S−)基へのR1及びR4の結合数を表し、それぞれ1、2、3、4又は5の数である。また、上記式(2)において、a及びbの合計は、常に5である(a+b=5)。
なお、上記一般式(1)におけるシアノ(CN)基がメタ位に位置する場合には、上記一般式(2)で表されるA基からは、XがOであって、R1がCF3であり、かつ、R4がF、Cl、Br又はIである場合が除かれる。
In the general formula (2), a and b represent the number of bonds of R 1 and R 4 to the phenoxy group (C 6 H 5 O—) or thiophenoxy (C 6 H 5 S—) group, 2, 3, 4 or 5. In the above formula (2), the sum of a and b is always 5 (a + b = 5).
When the cyano (CN) group in the general formula (1) is located at the meta position, from the A group represented by the general formula (2), X is O, and R 1 is CF. 3 and R 4 is F, Cl, Br or I.
上記一般式(1)で表される化合物の特に好適な形態としては、例えば、R1の少なくとも1つがF、R2がF及び/又はCl、n=1、m=3である化合物等である。最も好ましくは、R2が全てFであるか、又は、全てClである形態である。 As a particularly preferred form of the compound represented by the general formula (1), for example, a compound in which at least one of R 1 is F, R 2 is F and / or Cl, n = 1, m = 3, etc. is there. Most preferably, R 2 is all F or all Cl.
本発明のフタロニトリル化合物としては、例えば、下記一般式(3); Examples of the phthalonitrile compound of the present invention include the following general formula (3);
(式中、R2は、同一若しくは異なって、F、Cl、Br、I、COOR3又はOR3を表す。R3は、重水素化アルキル基又は全ハロゲン化アルキル基を表す。mは、1〜4の整数である。)で表される化合物と、下記一般式(4); (In the formula, R 2 is the same or different and represents F, Cl, Br, I, COOR 3 or OR 3. R 3 represents a deuterated alkyl group or a fully halogenated alkyl group. A compound represented by the following general formula (4);
(式中、Xは、O又はSである。R1は、同一若しくは異なって、F、Cl、Br、I、CN、CF3、COOR3又はOR3を表す。R4は、同一若しくは異なって、F、Cl、Br、I、CN、CF3、COOR3又はOR3を表す。a及びbは、それぞれ1〜5の整数であり、a+b=5である。但し、一般式(3)におけるCN基がメタ位に位置する場合には、XがOであって、R1がCF3であり、かつ、R4がF、Cl、Br又はIである場合を除く。)で表される化合物とを反応させることにより得ることができる。すなわち、上記フタロニトリル化合物を製造する方法であって、該製造方法は、上記一般式(3)で表される化合物と、上記一般式(4)で表される化合物とを反応させる工程(以下、単に「反応工程」ともいう。)を含んでなるフタロニトリル化合物の製造方法もまた、本発明の1つである。
なお、これらの化合物は、それぞれ1種又は2種以上を使用することができる。
(In the formula, X is O or S. R 1 is the same or different and represents F, Cl, Br, I, CN, CF 3 , COOR 3 or OR 3. R 4 is the same or different. Represents F, Cl, Br, I, CN, CF 3 , COOR 3 or OR 3. Each of a and b is an integer of 1 to 5, and a + b = 5, provided that the general formula (3) In the case where the CN group is located at the meta position, X is O, R 1 is CF 3 , and R 4 is F, Cl, Br or I.) It can be obtained by reacting with a compound. That is, a method for producing the phthalonitrile compound, wherein the production method comprises a step of reacting the compound represented by the general formula (3) with the compound represented by the general formula (4) (below) The method for producing a phthalonitrile compound comprising simply “reaction step” is also one aspect of the present invention.
In addition, these compounds can use 1 type, or 2 or more types, respectively.
上記一般式(3)で表される化合物において、2個のシアノ基は、オルト位、メタ位、パラ位のいずれに位置していてもよいが、オルト位又はメタ位に位置していることが特に好適である。また、R2は、ハロゲン原子、すなわちフッ素原子(F)、塩素原子(Cl)、臭素原子(Br)若しくはヨウ素原子(I)、COOR3又はOR3を表すが、R2の少なくとも1つが、ハロゲン原子であることが好適である。これにより、一般式(4)で表される化合物との反応性をより充分に向上させることができ、効率よく上記一般式(1)で表される化合物を製造することが可能となる。より好ましくは、R2の全てがハロゲン原子であることである。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子が好ましく、より好ましくは、塩素原子である。なお、R2が複数存在する場合には、それぞれ同一であってもよいし、異なるものであってもよい。
なお、上記R3基で表される重水素化アルキル基又は全ハロゲン化アルキル基、及び、mで表されるR2基の結合数の好ましい形態については、上述したとおりである。
In the compound represented by the general formula (3), the two cyano groups may be located at any of the ortho position, the meta position, and the para position, but are located at the ortho position or the meta position. Is particularly preferred. R 2 represents a halogen atom, that is, a fluorine atom (F), a chlorine atom (Cl), a bromine atom (Br) or an iodine atom (I), COOR 3 or OR 3, and at least one of R 2 is A halogen atom is preferred. Thereby, the reactivity with the compound represented by the general formula (4) can be more sufficiently improved, and the compound represented by the general formula (1) can be efficiently produced. More preferably, all of R 2 are halogen atoms. As a halogen atom, a fluorine atom and a chlorine atom are preferable, and a chlorine atom is more preferable. When a plurality of R 2 are present, they may be the same or different.
In addition, about the preferable form of the number of bonds of the deuterated alkyl group or the all halogenated alkyl group represented by said R < 3 > group, and R < 2 > group represented by m is as having mentioned above.
上記一般式(3)で表される化合物の特に好適な形態としては、テトラクロロイソフタロニトリル、テトラフルオロイソフタロニトリル等が挙げられる。 Particularly suitable forms of the compound represented by the general formula (3) include tetrachloroisophthalonitrile, tetrafluoroisophthalonitrile and the like.
上記一般式(4)で表される化合物において、R1及びR4は、ハロゲン原子、すなわちフッ素原子(F)、塩素原子(Cl)、臭素原子(Br)若しくはヨウ素原子(I)、シアノ基(CN)、トリフルオロメチル基(CF3)、COOR3又はOR3を表すが、全てのR1及びR4のうち少なくとも1つが、ハロゲン原子であることが好適である。これにより、一般式(3)で表される化合物との反応性をより充分に向上させることができ、効率よく上記一般式(1)で表される化合物を製造することが可能となる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子であることが好ましく、より好ましくは、フッ素原子である。なお、R1が複数存在する場合には、それぞれ同一であってもよいし、異なるものであってもよく、R4についても同様である。また、R3、a及びbについては、上述したとおりである。なお、上記一般式(3)におけるシアノ(CN)基がメタ位に位置する場合には、上記一般式(4)で表される化合物からは、XがOであって、R1がCF3であり、かつ、R4がF、Cl、Br又はIである場合が除かれる。 In the compound represented by the general formula (4), R 1 and R 4 are each a halogen atom, that is, a fluorine atom (F), a chlorine atom (Cl), a bromine atom (Br), an iodine atom (I), or a cyano group. (CN), trifluoromethyl group (CF 3 ), COOR 3 or OR 3 is represented, and at least one of all R 1 and R 4 is preferably a halogen atom. Thereby, the reactivity with the compound represented by the general formula (3) can be more sufficiently improved, and the compound represented by the general formula (1) can be efficiently produced. The halogen atom is preferably a fluorine atom or a chlorine atom, and more preferably a fluorine atom. When there are a plurality of R 1 s , they may be the same or different, and the same applies to R 4 . R 3 , a and b are as described above. In the case where a cyano (CN) group in the general formula (3) is positioned in the meta position from compounds represented by the above general formula (4), X is a O, R 1 is CF 3 And R 4 is F, Cl, Br or I.
上記一般式(4)で表される化合物の特に好適な形態としては、全てのR1及びR4のうち少なくとも1つがフッ素原子である形態である。 A particularly preferred form of the compound represented by the general formula (4) is a form in which at least one of all R 1 and R 4 is a fluorine atom.
上記反応工程において、上記一般式(3)で表される化合物及び一般式(4)で表される化合物の使用量としては、一般式(4)で表される化合物の一般式(3)で表される化合物への付加モル数(すなわち、上記一般式(1)におけるn)によって異なり、これらが効率よく反応し得る量であれば特に限定されないが、反応効率や反応選択性を考慮すると、一般式(3)で表される化合物が、一般式(4)で表される化合物に対して過剰量であることが好適である。 In the reaction step, the amount of the compound represented by the general formula (3) and the compound represented by the general formula (4) may be the same as that in the general formula (3) of the compound represented by the general formula (4). Depending on the number of moles added to the compound represented (that is, n in the above general formula (1)), these are not particularly limited as long as they can be reacted efficiently, but considering reaction efficiency and reaction selectivity, The compound represented by the general formula (3) is preferably in an excess amount relative to the compound represented by the general formula (4).
具体的には、例えば、一般式(4)で表される化合物の一般式(3)で表される化合物への付加モル数が1である(すなわち、上記一般式(1)中のnが1である)場合には、一般式(3)で表される化合物は、一般式(4)で表される化合物1モルに対して、1〜40モルであることが好ましい。より好ましくは1〜20モルである。
上記付加モル数が2である(すなわち、上記一般式(1)中のnが2である)場合には、一般式(3)で表される化合物は、一般式(4)で表される化合物1モルに対して、0.5〜20モルであることが好ましい。より好ましくは0.5〜10モルである。
上記付加モル数が3である(すなわち、上記一般式(1)中のnが3である)場合には、一般式(3)で表される化合物は、一般式(4)で表される化合物1モルに対して、0.3〜10モルであることが好ましい。より好ましくは0.3〜5モルである。
ここで、一般式(3)で表される化合物が上述した下限値を下回ると、一般式(4)で表される化合物と充分に反応できないおそれがあり、目的物であるフタロニトリル化合物の収率を高めることができず、反応選択率が充分とはならないおそれがある。また、一般式(3)で表される化合物が上述した上限値を超えても、添加に見合う作用効果が得られず経済的でないうえ、過剰の一般式(3)で表される化合物が残存し、回収コストを充分に低減することができないおそれがある。
Specifically, for example, the number of moles added to the compound represented by the general formula (3) of the compound represented by the general formula (4) is 1 (that is, n in the general formula (1) is 1), the compound represented by the general formula (3) is preferably 1 to 40 mol relative to 1 mol of the compound represented by the general formula (4). More preferably, it is 1-20 mol.
When the added mole number is 2 (that is, n in the general formula (1) is 2), the compound represented by the general formula (3) is represented by the general formula (4). It is preferable that it is 0.5-20 mol with respect to 1 mol of compounds. More preferably, it is 0.5-10 mol.
When the added mole number is 3 (that is, n in the general formula (1) is 3), the compound represented by the general formula (3) is represented by the general formula (4). It is preferable that it is 0.3-10 mol with respect to 1 mol of compounds. More preferably, it is 0.3-5 mol.
Here, when the compound represented by the general formula (3) falls below the lower limit described above, there is a possibility that the compound represented by the general formula (4) cannot be sufficiently reacted, and the target phthalonitrile compound is not collected. The rate cannot be increased and the reaction selectivity may not be sufficient. Moreover, even if the compound represented by the general formula (3) exceeds the above-described upper limit value, an effect corresponding to the addition cannot be obtained and it is not economical, and an excess of the compound represented by the general formula (3) remains. However, there is a possibility that the recovery cost cannot be reduced sufficiently.
上記反応工程は、触媒の存在下で行うことが好ましく、触媒としては、塩基触媒であることが好適である。塩基触媒としては特に限定されず、通常使用されるものを用いればよいが、例えば、フッ化カリウム、フッ化ナトリウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化リチウム及び塩化セシウム等のアルカリ金属塩;塩化カルシウム及び塩化マグネシウム等のアルカリ土類金属塩;炭酸水素ナトリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素セシウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸カリウム及び炭酸セシウム等のアルカリ金属の炭酸塩;炭酸カルシウム及び炭酸マグネシウム等のアルカリ土類金属の炭酸塩;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリシクロヘキシルアミン、トリベンジルアミン、トリフェニルアミン及びピリジン等の第三級アミン等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。中でも、フッ化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、トリエチルアミン、トリプロピルアミン及びピリジンが好ましい。
上記触媒の使用量としては、上記一般式(3)で表される化合物及び一般式(4)で表される化合物との反応を効率良く進行できる量であれば特に限定されないが、例えば、一般式(4)で表される化合物1モルに対し、0.5〜20モルであることが好ましい。より好ましくは1〜10モルである。
上記反応工程においてはまた、上記一般式(4)で表される化合物のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩を反応に供することもできる。
The reaction step is preferably performed in the presence of a catalyst, and the catalyst is preferably a base catalyst. Although it does not specifically limit as a base catalyst, What is necessary is just to use what is used normally, For example, potassium fluoride, sodium fluoride, lithium fluoride, cesium fluoride, potassium chloride, sodium chloride, lithium chloride, cesium chloride, etc. Alkaline metal salts such as calcium chloride and magnesium chloride; alkali metal salts such as sodium hydrogen carbonate, lithium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, cesium hydrogen carbonate, sodium carbonate, lithium carbonate, potassium carbonate and cesium carbonate Carbonates; carbonates of alkaline earth metals such as calcium carbonate and magnesium carbonate; tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, tricyclohexylamine, tribenzylamine, triphenylamine and pyridine And the like, can be used alone or in combination of two or more thereof. Of these, potassium fluoride, sodium carbonate, potassium carbonate, triethylamine, tripropylamine and pyridine are preferable.
The amount of the catalyst used is not particularly limited as long as the reaction with the compound represented by the general formula (3) and the compound represented by the general formula (4) can proceed efficiently. It is preferable that it is 0.5-20 mol with respect to 1 mol of compounds represented by Formula (4). More preferably, it is 1-10 mol.
In the reaction step, an alkali metal salt or alkaline earth metal salt of the compound represented by the general formula (4) can also be subjected to the reaction.
上記反応工程はまた、有機溶媒中で行うことが好適である。有機溶媒としては特に限定されず、通常使用されるものを用いればよいが、例えば、アセトニトリル及びベンゾニトリル等のニトリル類;アセトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、メチルエチルケトン(MEK)及びシクロヘキサノン等のケトン類;クロロホルム、塩化メチレン、四塩化炭素、クロロエタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン及びテトラクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類;ベンゼン、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素類;ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン及びヘプタン等の炭化水素類;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン、ジフェニルエーテル、ベンジルエーテル、メチルtert−ブチルエーテル及びシクロペンチルメチルエーテル等のエーテル類;蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル及び酢酸ブチル等のエステル類;N−メチルピロリジノン(N−メチルピロリドン)(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)及びジメチルアセトアミド等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。中でも、アセトニトリル、メチルイソブチルケトン(MIBK)、メチルエチルケトン(MEK)、N−メチルピロリジノン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)及びジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルアセトアミドが好ましい。
上記有機溶媒の使用量としては、反応を効率良く進行できる量であれば特に限定されないが、例えば、上記一般式(3)で表される化合物と上記一般式(4)で表される化合物との合計量が、該合計量と有機溶媒との総量100質量%に対し、1〜50質量%となるように設定することが好ましい。より好ましくは1〜20質量%となる量である。
The reaction step is also preferably performed in an organic solvent. Although it does not specifically limit as an organic solvent, What is necessary is just to use what is used normally, For example, Nitriles, such as acetonitrile and benzonitrile; Ketones, such as acetone, methyl isobutyl ketone (MIBK), methyl ethyl ketone (MEK), and cyclohexanone Halogenated hydrocarbons such as chloroform, methylene chloride, carbon tetrachloride, chloroethane, dichloroethane, trichloroethane and tetrachloroethane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane and heptane Diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran (THF), dioxane, diphenyl ether, benzyl ether, methyl tert-butyl ether and cyclopentyl Ethers such as methyl ether; esters such as methyl formate, ethyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate and butyl acetate; N-methylpyrrolidinone (N-methylpyrrolidone) (NMP), dimethylformamide (DMF) ), Dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylacetamide, and the like, and one or more of these can be used. Of these, acetonitrile, methyl isobutyl ketone (MIBK), methyl ethyl ketone (MEK), N-methylpyrrolidinone (NMP), dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), and dimethylacetamide are preferable.
The amount of the organic solvent used is not particularly limited as long as the reaction can proceed efficiently. For example, the compound represented by the general formula (3) and the compound represented by the general formula (4) The total amount is preferably set to 1 to 50% by mass with respect to 100% by mass of the total amount of the total amount and the organic solvent. The amount is more preferably 1 to 20% by mass.
上記反応工程における反応条件としては、上記一般式(3)で表される化合物と上記一般式(4)で表される化合物との反応が効率良く進行できる条件であれば特に限定されず、これらの化合物や塩基、有機溶媒等の反応原料の種類や量、その他各種条件等によって適宜選択すればよい。例えば、反応温度としては、−20〜200℃で行うことが好ましく、より好ましくは−5〜150℃である。また、反応時間は、0.1〜40時間とすることが好ましく、より好ましくは0.1〜20時間である。また、上記反応工程は、加圧下、常圧下又は減圧下のいずれの圧力下で行ってもよいが、取扱性や設備面を考慮すると、常圧下で行うことが好適である。 The reaction conditions in the reaction step are not particularly limited as long as the reaction between the compound represented by the general formula (3) and the compound represented by the general formula (4) can proceed efficiently. It may be appropriately selected depending on the kind and amount of the reaction raw materials such as the above compound, base and organic solvent, and other various conditions. For example, the reaction temperature is preferably −20 to 200 ° C., more preferably −5 to 150 ° C. The reaction time is preferably 0.1 to 40 hours, more preferably 0.1 to 20 hours. Moreover, although the said reaction process may be performed under any pressure of pressurization, a normal pressure, or pressure reduction, when handling property and an equipment surface are considered, it is suitable to carry out under a normal pressure.
上記製造方法としては、上述した反応工程を含むものである限り、その他の工程については特に限定されるものではないが、例えば、上記反応工程後、析出塩を取り除いたうえで溶媒留去を行った後に蒸留したり、溶媒留去後、有機溶媒により抽出し、カラムクロマトグラフを用いる等の方法により、反応生成物とその他の成分とを分離したりすることが好適である。 As said manufacturing method, as long as it includes the reaction process mentioned above, although it does not specifically limit about other processes, For example, after performing the solvent distillation after removing the precipitation salt after the said reaction process. It is preferable to separate the reaction product from other components by distillation or solvent distillation, followed by extraction with an organic solvent, and column chromatography.
本発明のフタロニトリル化合物としては、各種工業製品の原料として好適に用いることが可能であるが、中でも、樹脂に添加する剤、すなわち樹脂用添加剤として特に好適に用いることができ、樹脂用添加剤として用いた場合には、樹脂が本来有する各種特性を損なうことなく屈折率制御が可能となり、しかも樹脂の吸水性を充分に低下させることも可能となる。このように、本発明のフタロニトリル化合物を含んでなる樹脂用添加剤もまた、本発明の好適な形態の1つである。 The phthalonitrile compound of the present invention can be suitably used as a raw material for various industrial products, but among them, it can be particularly suitably used as an additive to be added to a resin, that is, an additive for a resin. When used as an agent, the refractive index can be controlled without impairing various properties inherent to the resin, and the water absorption of the resin can be sufficiently reduced. Thus, the additive for resin comprising the phthalonitrile compound of the present invention is also one of the preferred embodiments of the present invention.
本発明はまた、下記の構成からなる樹脂用添加剤としても同様の作用効果を奏することができる。
すなわち、フタロニトリル化合物を含んでなる樹脂用添加剤であって、該フタロニトリル化合物は、下記一般式(5);
The present invention can also exhibit the same effect as an additive for resin having the following constitution.
That is, an additive for a resin comprising a phthalonitrile compound, the phthalonitrile compound having the following general formula (5);
(式中、R2は、同一若しくは異なって、F、Cl、Br、I、COOR3又はOR3を表す。R3は、重水素化アルキル基又は全ハロゲン化アルキル基を表す。p及びqは、同一又は異なって、0〜4の整数である。Aは、同一又は異なって、下記一般式(6); (Wherein R 2 is the same or different and represents F, Cl, Br, I, COOR 3 or OR 3. R 3 represents a deuterated alkyl group or a fully halogenated alkyl group. P and q Are the same or different and are integers of 0 to 4. A is the same or different and is represented by the following general formula (6);
(式中、Xは、O又はSである。R5は、同一若しくは異なって、F、Cl、Br、I、CN、CF3、COOR3又はOR3を表す。rは、0〜5の整数である。)で表される基である。)で表されるものである樹脂用添加剤もまた、本発明の1つである。 (In the formula, X is O or S. R 5 is the same or different and represents F, Cl, Br, I, CN, CF 3 , COOR 3 or OR 3. r is 0-5. It is an integer.) The additive for resin which is represented by this is also one aspect of the present invention.
上記一般式(5)で表されるフタロニトリル化合物において、pは、フタロニトリルへのA基の結合数を表し、0〜4の整数である。中でも、1、2又は3の数であることが好ましく、より好ましくは、1又は2であり、耐熱性を考慮すると、更に好ましくは1である。また、qは、フタロニトリルへのR2基の結合数を表し、0〜4の整数である。中でも、1、2又は3の数であることが好ましく、より好ましくは、2又は3であり、耐熱性を考慮すると、更に好ましくは3である。なお、p及びqの合計は、4であることが好適である。 In the phthalonitrile compound represented by the general formula (5), p represents the number of bonds of the A group to phthalonitrile, and is an integer of 0 to 4. Among these, the number is preferably 1, 2 or 3, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1 in consideration of heat resistance. Q represents the number of bonds of the R 2 group to phthalonitrile, and is an integer of 0 to 4. Among them, the number is preferably 1, 2 or 3, more preferably 2 or 3, and further preferably 3 in consideration of heat resistance. Note that the sum of p and q is preferably 4.
R5は、同一若しくは異なって、ハロゲン原子、すなわちフッ素原子(F)、塩素原子(Cl)、臭素原子(Br)若しくはヨウ素原子(I)、シアノ基(CN)、トリフルオロメチル基(CF3)、COOR3又はOR3を表すが、R5のうち少なくとも1つがハロゲン原子であることが好適である。これにより、樹脂の屈折率制御と吸水性の低下とを充分に両立することが可能となる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子であることが好ましく、より好ましくは、フッ素原子であり、この場合、屈折率制御と吸水性低下とを更に充分に両立させることが可能となる。なお、R5が複数存在する場合には、それぞれ同一であってもよいし、異なるものであってもよい。また、rは、R5基の結合数を表し、0〜5の整数である。中でも、1〜5の整数であることが好ましく、より好ましくは、5である。なお、R5、p、q及びr以外の記号については、上記一般式(1)において上述したとおりである。
このように、上記p及びqは、それぞれ上述した一般式(1)におけるn及びmであることが好適であり、また、R5は、上記一般式(1)におけるR1(又はR4)であることが好ましく、rは、上記一般式(1)におけるaとbとの合計数であることが好ましい。すなわち、上記一般式(5)で表される化合物は、上記一般式(1)で表されるものであることが特に好ましい。
R 5 is the same or different and is a halogen atom, that is, a fluorine atom (F), a chlorine atom (Cl), a bromine atom (Br) or an iodine atom (I), a cyano group (CN), a trifluoromethyl group (CF 3 ), COOR 3 or OR 3, and at least one of R 5 is preferably a halogen atom. Thereby, it becomes possible to sufficiently satisfy both the refractive index control of the resin and the reduction in water absorption. The halogen atom is preferably a fluorine atom or a chlorine atom, and more preferably a fluorine atom. In this case, it is possible to more fully achieve both refractive index control and water absorption reduction. When a plurality of R 5 are present, they may be the same or different. R represents the number of bonds of the R 5 group and is an integer of 0 to 5. Especially, it is preferable that it is an integer of 1-5, More preferably, it is 5. The symbols other than R 5 , p, q, and r are as described above in the general formula (1).
Thus, it is preferable that p and q are n and m in the general formula (1) described above, respectively, and R 5 is R 1 (or R 4 ) in the general formula (1). And r is preferably the total number of a and b in the general formula (1). That is, the compound represented by the general formula (5) is particularly preferably the one represented by the general formula (1).
本発明の樹脂用添加剤は、上記一般式(6)で表されるフタロニトリル化合物を含有するものであるが、このような構造を有することに起因して、透明樹脂等の樹脂が有する熱的特性等の各種特性を損なうことなく屈折率を制御するという作用効果を充分に発揮できることとなる。
このような樹脂用添加剤において、上記フタロニトリル化合物の含有割合としては、樹脂用添加剤100質量%に対し、1〜100質量%であることが好適であり、より好ましくは20〜100質量%である。
The additive for resin of the present invention contains the phthalonitrile compound represented by the above general formula (6), but due to having such a structure, the heat of the resin such as a transparent resin. Thus, the effect of controlling the refractive index can be sufficiently exhibited without impairing various characteristics such as the optical characteristics.
In such a resin additive, the content ratio of the phthalonitrile compound is preferably 1 to 100% by mass, more preferably 20 to 100% by mass with respect to 100% by mass of the resin additive. It is.
上記樹脂用添加剤としては、樹脂に配合して用いることが好ましく、上記樹脂用添加剤を含んでなる樹脂組成物もまた、本発明の1つである。
このような樹脂組成物において、本発明の樹脂用添加剤の含有割合としては特に限定されず、例えば、樹脂100重量部に対し、上記フタロニトリル化合物が1〜100重量部となるようにすることが好適である。1重量部未満であると、屈折率を充分に制御することができないおそれがあり、また、樹脂が充分に低吸水率化、撥水化されないおそれがある。100重量部を超えると、樹脂が有し得る透明性や機械的強度等の基本特性が充分に発揮されないおそれがある。より好ましくは5〜80重量部であり、更に好ましくは5〜70重量部である。
The resin additive is preferably used by blending with the resin, and a resin composition comprising the resin additive is also one aspect of the present invention.
In such a resin composition, the content of the resin additive of the present invention is not particularly limited. For example, the phthalonitrile compound is 1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin. Is preferred. If it is less than 1 part by weight, the refractive index may not be sufficiently controlled, and the resin may not have a sufficiently low water absorption and water repellency. If it exceeds 100 parts by weight, basic properties such as transparency and mechanical strength that the resin may have may not be sufficiently exhibited. More preferably, it is 5-80 weight part, More preferably, it is 5-70 weight part.
上記樹脂組成物としては、樹脂を含むものであればよいが、中でも、透明性をもつ成形物を形成する重合体を含有するものであることが好適である。このような重合体は、透明性をもつ成形物を形成するものであればよく、該重合体を含有する樹脂組成物としては、例えば、後述するようなアクリル系樹脂等の透明樹脂を含有するものが特に好ましい。
ここで、透明性とは、高い光線透過率を有していることを意味し、透明性をもつ成形物を形成する重合体を含有する樹脂組成物とは、全光線透過率が70%以上であるものを指している。全光線透過率として、好ましくは、80%以上であり、より好ましくは、90%以上である。その測定方法は、例えば、測定装置として、測色色差計 NDH−1001DP型(日本電色工業社製)を用いた方法等が挙げられる。
The resin composition is not particularly limited as long as it contains a resin. Among them, it is preferable that the resin composition contains a polymer that forms a molded article having transparency. Such a polymer only needs to form a molded article having transparency, and the resin composition containing the polymer contains, for example, a transparent resin such as an acrylic resin as described later. Those are particularly preferred.
Here, the transparency means having a high light transmittance, and the resin composition containing a polymer that forms a transparent molded product has a total light transmittance of 70% or more. It points to what is. The total light transmittance is preferably 80% or more, and more preferably 90% or more. Examples of the measuring method include a method using a colorimetric color difference meter NDH-1001DP type (manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) as a measuring device.
上記成形物としては、ファイバー、成形体、厚膜フィルム等が好適である。ファイバーとは、繊維状の成形物であり、その直径は、10μm以上、10000μm以下であることが好ましい。成形体とは、所定の形状を有する成形物であり、例えば、ペレット形状、平板や波板等のシート形状、パイプ形状等の成形体;半円、L字形、T字形、U字形、山形等の形状をしている異形の成形体が挙げられる。厚膜フィルムとは、フィルム又はシート状の成形物であり、厚さとしては、10μm以上、1000μm以下であることが好ましい。
上記成形物の成形方法としては、射出成形、押出成形、真空成形、ブロー成形、熱成形、圧縮成形、カレンダー成形、粉末成形、発泡成形、積層成形、溶剤キャスト法等の方法が好適である
As the molded product, fibers, molded products, thick film, and the like are suitable. The fiber is a fibrous molded product, and the diameter is preferably 10 μm or more and 10,000 μm or less. The molded body is a molded product having a predetermined shape, for example, a molded body such as a pellet shape, a sheet shape such as a flat plate or a corrugated plate, a pipe shape; a semicircle, an L shape, a T shape, a U shape, a mountain shape, etc. An irregular shaped body having a shape of The thick film is a film or a sheet-like molded product, and the thickness is preferably 10 μm or more and 1000 μm or less.
As the molding method of the molded product, methods such as injection molding, extrusion molding, vacuum molding, blow molding, thermoforming, compression molding, calendar molding, powder molding, foam molding, laminate molding, and solvent casting are suitable.
上記透明樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリイミド系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、シリコン系樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリケトン系樹脂等が好適であり、これらの1種又は2種以上を使用することができる。より好ましくは、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂である。
上記アクリル系樹脂としては、(メタ)アクリル酸やそのエステル化合物を必須成分として含む単量体成分を重合して得られる重合体を含んでなるものであることが好ましく、例えば、ポリメチルメタクリレート、他種の単量体を共重合したポリメチルメタクリレート、マレイミド変性ポリメチルメタクリレート、重水素化ポリメチルメタクリレート等が好適である。また、これらのアクリル系樹脂の混合物又は共重合物も好適である。
上記ポリカーボネート樹脂としては、主鎖にカーボネート結合(−O−CO−O−)を有する重合体を含んでなるものであることが好ましい。
As the transparent resin, acrylic resin, polycarbonate resin, fluorine resin, epoxy resin, polyether resin, polyester resin, polyarylate resin, polyimide resin, cycloolefin resin, silicon resin, norbornene Resins, polysulfone resins, polyketone resins, and the like are suitable, and one or more of these can be used. More preferred are acrylic resins and polycarbonate resins.
The acrylic resin is preferably one comprising a polymer obtained by polymerizing a monomer component containing (meth) acrylic acid or an ester compound thereof as an essential component, for example, polymethyl methacrylate, Preference is given to polymethyl methacrylate, maleimide-modified polymethyl methacrylate, deuterated polymethyl methacrylate, etc. copolymerized with other types of monomers. A mixture or copolymer of these acrylic resins is also suitable.
The polycarbonate resin preferably includes a polymer having a carbonate bond (—O—CO—O—) in the main chain.
本発明の樹脂組成物は、基板や反射防止層、屈折率制御層、光学補償層等に用いられる光学フィルム、光ファイバーや光導波路、光スイッチ等の光通信材料、光記録ディスク等の記録材料、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、デジタルペーパー、有機EL、無機EL、リアプロ等の表示用基板等の各種光学材料用途に特に好適に用いることができるものであり、例えば、光ピックアップレンズ、レーザービームプリンター用fθレンズ、眼鏡レンズ、カメラレンズ、ビデオカメラレンズ、ランプレンズ等のレンズ;ビデオディスク、オーディオディスク、コンピューター用追記型ディスク等のディスク;プラスチック光ファイバー(POF)、光コネクター、導光体等の光伝送材等に用いることが可能である。このような本発明の樹脂組成物を用いてなる光ファイバー、光導波路、光記録ディスク、光学フィルム、表示用基板もまた、本発明の好ましい実施形態の1つである。 The resin composition of the present invention includes optical films used for substrates, antireflection layers, refractive index control layers, optical compensation layers, optical communication materials such as optical fibers and optical waveguides, optical switches, recording materials such as optical recording disks, The liquid crystal display, plasma display, digital paper, organic EL, inorganic EL, rear pro, etc. can be used particularly suitably for various optical material applications, such as optical pickup lenses, fθ for laser beam printers, etc. Lenses such as lenses, eyeglass lenses, camera lenses, video camera lenses, and lamp lenses; discs such as video discs, audio discs, and write-once discs for computers; optical transmission materials such as plastic optical fibers (POF), optical connectors, and light guides Etc. can be used. An optical fiber, an optical waveguide, an optical recording disk, an optical film, and a display substrate using such a resin composition of the present invention are also one preferred embodiment of the present invention.
本発明のフタロニトリル化合物は、上述のような構成であり、透明樹脂等の樹脂が有する熱的特性等の各種特性を損なうことなく屈折率を制御できる添加剤等の用途に好適に使用可能であることから、光ファイバー、光導波路、光記録ディスク、光学フィルム、表示用基板等の各種光学材料用途に特に好適に用いることができるものである。 The phthalonitrile compound of the present invention is configured as described above, and can be suitably used for applications such as additives that can control the refractive index without impairing various properties such as thermal properties of resins such as transparent resins. Therefore, it can be particularly suitably used for various optical material applications such as optical fibers, optical waveguides, optical recording disks, optical films, display substrates and the like.
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」は「質量%」を意味するものとする。
下記の実施例等において、19F−NMR測定は、以下の条件下で行った。
<19F−NMR測定条件>
Unity Plus 400(Varian社製)を用い、溶媒重アセトンを使用して、F−NMR(376MHz)スペクトルを測定することにより、構造分析を行った。なお、F−NMRスペクトルは、内部標準としてヘキサフルオロベンゼンのFの位置を0ppmとした。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. Note that “%” means “mass%” unless otherwise specified.
In the following examples and the like, 19 F-NMR measurement was performed under the following conditions.
< 19 F-NMR measurement conditions>
Structural analysis was performed by measuring F-NMR (376 MHz) spectrum using Unity Plus 400 (manufactured by Varian) and solvent heavy acetone. In the F-NMR spectrum, the position of F in hexafluorobenzene was set to 0 ppm as an internal standard.
実施例1
攪拌装置、冷却装置、滴下ロート、温度計を備えた500mL四つ口フラスコに、テトラクロロイソフタロニトリル10.00g(37.61mmol)、炭酸カリウム1.04g(7.52mmol)、エチルメチルケトン200gを加え、窒素下、還流条件で攪拌した。滴下ロートよりエチルメチルケトン50gに溶解したペンタフルオロフェノール0.69g(3.76mmol)をゆっくりと滴下しながら3時間反応を行った。冷却後、ろ過し、ろ液を水1000gに加え、白色固体を得た。得られた白色固体をメタノールで再結晶し、過剰のテトラクロロイソフタロニトリルを除いた。下記式の化合物が、1.24g(3.00mmol)得られた。収率は80%であった。
ガスクロマトグラフィーを用いて分析したところ、目的物の純度は90%であった。
19F−NMR化学シフト(標準物質:ヘキサフルオロベンゼン):0.9ppm、3.9ppm、8.2ppm
Example 1
In a 500 mL four-necked flask equipped with a stirrer, cooling device, dropping funnel, thermometer, tetrachloroisophthalonitrile 10.00 g (37.61 mmol), potassium carbonate 1.04 g (7.52 mmol), ethyl methyl ketone 200 g And stirred under reflux conditions under nitrogen. The reaction was carried out for 3 hours while slowly dropping 0.69 g (3.76 mmol) of pentafluorophenol dissolved in 50 g of ethyl methyl ketone from the dropping funnel. After cooling, the mixture was filtered, and the filtrate was added to 1000 g of water to obtain a white solid. The resulting white solid was recrystallized from methanol to remove excess tetrachloroisophthalonitrile. 1.24 g (3.00 mmol) of the compound of the following formula was obtained. The yield was 80%.
Analysis using gas chromatography revealed that the target product had a purity of 90%.
19 F-NMR chemical shift (standard substance: hexafluorobenzene): 0.9 ppm, 3.9 ppm, 8.2 ppm
実施例2
16.2gのクロロホルムに溶解させたポリメチルメタクリレート(PMMA)1.8gに対して実施例1で合成した化合物を0.2g添加した。ガラス板上にキャストし、乾燥させることによりフィルムを得た。各フィルムの熱的特性評価、屈折率及び吸水率測定を行った。熱的特性評価の結果を表1に、屈折率の結果を表2に、吸水率測定の結果を表3に示した。
Example 2
0.2 g of the compound synthesized in Example 1 was added to 1.8 g of polymethyl methacrylate (PMMA) dissolved in 16.2 g of chloroform. The film was obtained by casting on a glass plate and drying. Each film was evaluated for thermal properties, refractive index and water absorption. The results of thermal characteristic evaluation are shown in Table 1, the results of refractive index are shown in Table 2, and the results of water absorption measurement are shown in Table 3.
比較例1
比較例として、PMMA単独のものについて実施例7と同様に測定を行った。
熱的特性評価、屈折率及び吸水率測定の方法は以下に示す。
Comparative Example 1
As a comparative example, the measurement was performed in the same manner as in Example 7 for the PMMA alone.
Methods for thermal property evaluation, refractive index and water absorption measurement are shown below.
〔熱的特性評価〕
島津示差熱重量同時測定装置(島津製作所社製)を用いて融点、ガラス転移温度オンセット(ガラス転移開始温度)と重量減少温度(5質量%減少)とを測定した。加熱温度は、窒素雰囲気下10℃/分とした。
(Thermal characteristics evaluation)
Using a Shimadzu differential thermogravimetric simultaneous measurement apparatus (manufactured by Shimadzu Corporation), the melting point, the glass transition temperature onset (glass transition start temperature) and the weight reduction temperature (5 mass% reduction) were measured. The heating temperature was 10 ° C./min under a nitrogen atmosphere.
〔吸水率測定〕
得られたフィルムを130℃で10時間乾燥後、25℃の水に72時間浸漬させて、その重量変化を測定し、吸湿率を算出した。
(Measurement of water absorption rate)
The obtained film was dried at 130 ° C. for 10 hours, then immersed in water at 25 ° C. for 72 hours, the weight change was measured, and the moisture absorption rate was calculated.
〔屈折率測定〕
プリズムカップラーSPA−4000(SAIRON TECHNOLOGY社製)を用いて632.8nm、830nm、1310nm及び1550nmにおける屈折率を測定した。
(Refractive index measurement)
The refractive index at 632.8 nm, 830 nm, 1310 nm, and 1550 nm was measured using a prism coupler SPA-4000 (manufactured by SAIRON TECHNOLOGY).
Claims (4)
該製造方法は、下記一般式(3);
The production method comprises the following general formula (3):
該フタロニトリル化合物は、下記一般式(5);
The phthalonitrile compound has the following general formula (5):
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