JP2011136961A - 含ヘテロ芳香族化合物、光学材料および光学素子 - Google Patents
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Abstract
Description
アッベ数[νd]=(nd−1)/(nF−nC)
2次分散特性[θg,F]=(ng−nF)/(nF−nC)
(ndは波長587.6nmでの屈折率、nFは波長486.1nmでの屈折率、nCは波長656.3nmでの屈折率、ngは波長435.8nmでの屈折率)
上記の課題を解決する光学素子は、上記の光学材料を成形してなることを特徴とする光学素子である。
本発明に係る含ヘテロ芳香族化合物は、下記一般式(1)で示される化合物からなることを特徴とする。
なお、本発明において、π電子とは、π結合を形成している電子を意味する。また、sp2炭素原子とは、平面構造で2つの単結合と1つの二重結合を有する炭素を意味する。
炭素数1から4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、i−プロピル基、ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基である。
前記含ヘテロ芳香族化合物は、特にその製造ルートに限定されず、どの様な製造方法でも採用することが可能である。例えば、原料として前記一般式(1)中の芳香族炭化水素基Aのアルデヒド体および前記一般式(1)中のへテロ環化合物からなるへテロ複素環基の水素化体を用いる方法は、特殊な反応を利用しないので望ましい。この場合、前記一般式(1)中のへテロ環化合物からなるへテロ複素環基の水素化体あるいは有機金属種に変換可能な置換基体から有機金属種を調製した後、前記芳香族化合物のアルデヒド体と反応させてアルコールを得、引き続き酸化することで前記含ヘテロ芳香族化合物を製造できる。このとき、上記反応条件下において不安定な置換基を有する原料を用いる場合は、置換基を保護して反応を行うことが望ましい。また、水酸基を有する原料を用いた場合は、水酸基を保護基で保護した後に同様の反応を行い、脱保護した後、必要な数だけ(メタ)アクリレート化することで製造できる。
本発明の光学材料は、上記の含ヘテロ芳香族化合物と重合開始剤、さらに必要に応じて光増感剤や樹脂を含有する組成物からなる。
重合開始剤には、光照射によりラジカル種を発生するものやカチオン種を発生するもの、熱によりラジカル種を発生するもの等が挙げられるがこれらに限定されない。
本発明の光学材料に含有される樹脂の含有量は、1.0重量%以上99重量%以下、好ましくは得られる光学材料のθg,F特性や成形体の脆性を考慮すると20重量%以上90重量%以下が望ましい。
2−(4−ブロモ−3,5−ジメチルフェノキシ)テトラヒドロピランの合成法
4−ブロモ−3,5−ジメチルフェノールを50gと3,4−ジヒドロ−2H−ピランを35gのクロロホルム溶液にピリジニウムパラトルエンスルホナート0.01gを添加して撹拌する。反応進行度合をTLCで確認後、反応をトリエチルアミンで停止して有機相を水、飽和食塩水の順で洗浄する。得られた有機相を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、有機相を濃縮しカラムクロマトグラフィーで精製することで2−(4−ブロモ−3,5−ジメチルフェノキシ)テトラヒドロピランが無色液体として70g(収率98%)得られる。
2−メトキシメトキシベンズアルデヒドの合成法
水素化ナトリウム(55%)1.2gのN,N−ジメチルホルムアミド溶液(50ml)にサリチルアルデヒド3gを0℃でゆっくりと添加し、同温で1時間撹拌する。次に、クロロメチルメチルエーテル2.9gを添加して反応進行度合をTLCで確認した後、塩化アンモニウム水溶液で反応を停止した。有機相を酢酸エチルで抽出後、無水硫酸マグネシウムで乾燥する。有機相を濃縮して得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製することで2−メトキシメトキシベンズアルデヒド3.9g(収率96%)が得られた。
2−メトキシメトキシ−5−メチルベンズアルデヒドの合成法
合成例2に記載の方法で、サリチルアルデヒド3gを5−メチルサリチルアルデヒド2.8gに変更した以外は同様にすることで2−メトキシメトキシ−5−メチルベンズアルデヒド3.3g(収率90%)が得られた。
2,4−ビス(メトキシメトキシ)ベンズアルデヒドの合成法
合成例2に記載の方法で、水素化ナトリウム(55%)1.2gを水素化ナトリウム(55%)3gに、サリチルアルデヒド3gを2,4−ジヒドロキシベンズアルデヒド4gに、クロロメチルメチルエーテル2.9gをクロロメチルメチルエーテル6.5gに変更した以外は同様にすることで2,4−ビス(メトキシメトキシ)ベンズアルデヒド5.9g(90%)が得られた。
2−(4−ブロモ−3,5−ジメチルフェノキシ)テトラヒドロピラン16.7gのテトラヒドロフラン溶液150mlを−78℃に冷却し、n−ブチルリチウム(2.6M)23mlをゆっくり滴下した。同温度で2時間撹拌後、5−フェニルチオフェン−2−カルボアルデヒド10gを添加し、室温まで昇温しながら12時間撹拌した。反応進行度合をTLC(薄相クロマトグラフィー)で確認後、塩化アンモニウム水溶液で反応を停止して有機相を酢酸エチルで抽出する。
実施例6に記載の方法で、フェニルチオフェン1.0gを2−ブロモチオフェン1.0gに変更した以外は同様にすることで下記比較物1が0.94g(収率90%)得られた。比較物1は1HNMRによりその構造を確認した。また、比較物1の光学特性や実用性は表1に示す。
実施例6に記載の方法で、フェニルチオフェン1.0gをベンゾチオフェン0.8gに変更した以外は同様にすることで下記比較物2が0.85g(収率66%)得られた。比較物2は1HNMRによりその構造を確認した。また、比較物2の光学特性や実用性は表1に示す。
マグネシウム0.25gのテトラヒドロフラン溶液1.2mlを0℃に冷却し、2−ブロモインデン1.0gのテトラヒドロフラン溶液5.0mlをゆっくり滴下した。滴下後、同温度で1時間撹拌し、2,6−ジメチルベンズアルデヒド0.57gを添加し、25℃まで昇温しながら12時間撹拌した。反応進行度合をTLCで確認後、塩化アンモニウム水溶液で反応を停止し、有機相を酢酸エチルで抽出した。
屈折率はアッベ屈折計(カルニュー光学工業)を用いて測定した。
透過率は光路長50μmの膜を成形し、日立ハイテクノロジー社製分光光度計U−4000(製品名)で測定した。透過率は波長430nmでの透過率を示す。
安定性は、大気中25℃で2週間保管した際に変質がないものを○、変質したものを×とした。但し、重合性置換基を有するものは、少量(1000ppm以下)の重合禁止剤を含有させた状態で判定している。
光学特性が図1中のB範囲内かつ430nmでの透過率が90%以上のものを総合評価○とし、それ以外を総合評価×とした。
Claims (7)
- 前記R1、R2は水素原子であり、Ar1はフェニル基であることを特徴とする請求項1に記載の含ヘテロ芳香族化合物。
- 前記一般式(3)におけるR3からR7は、R3、R7がメチル基、R4、R5、R6が水素原子、もしくは、R3、R5、R7がメチル基、R4、R6が水素原子、もしくは、R3がメチル基、R4、R5、R6、R7が水素原子、もしくは、R3、R5、R6がメチル基、R4、R7が水素原子、もしくは、R3、R4がメチル基、R5、R6、R7が水素原子、もしくは、R3がイソプロピル基、R4、R5、R6、R7が水素原子、もしくは、R3、R5がY、R4、R6、R7が水素原子、もしくは、R3、R4はY、R5、R6、R7は水素原子、もしくは、R3がY、R4、R5、R6、R7が水素原子、もしくは、R3がY、R4、R5、R7が水素原子、R6がメチル基、もしくは、R3、R7がメチル基、R4、R6が水素原子、R5がY、もしくは、R3がY、R4、R6がtert−ブチル基、R5、R7が水素原子、もしくは、R3、R5、R7がY、R4、R6が水素原子、もしくは、R3、R4、R5がY、R6、R7が水素原子、もしくは、R3がY、R4がメチル基、R5、R6、R7が水素原子、もしくは、R3がY、R4がX、R5、R6、R7が水素原子、もしくは、R3がY、R4がX、R5、R7が水素原子、R6がメチル基、より選ばれる一つであることを特徴とする請求項4に記載の含ヘテロ芳香族化合物。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載の含ヘテロ芳香族化合物を含有することを特徴とする光学材料。
- 請求項6に記載の光学材料を成形してなることを特徴とする光学素子。
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