JP4321055B2 - 含硫ポリチオール化合物および高屈折率硬化物 - Google Patents

含硫ポリチオール化合物および高屈折率硬化物 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ、コーティング層、光学フィルターなどの高屈折率が要求される光学部品等の材料として有用である新規な含硫ポリチオール化合物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
光学材料分野においてプラスチック材料は軽量かつ靭性に富むことから、眼鏡レンズ、プリズム、光ファイバー、情報記録基盤、フィルター等の光学材料、および光学材料用のコーティング剤、接着剤等に近年多用されている。特に、レンズ、コーティング層、光学フィルターなどの光学部品の材料として、高屈折率を有するプラスチック材料が求められていた。
【0003】
硫黄原子を多く含有するポリチオール化合物は屈折率を高めるのに効果的であり、ポリエン化合物(例えば、特許文献1参照。)やポリ(チオ)イソシアネート化合物(例えば、特許文献2、3参照。)やポリエピスルフィド化合物(例えば、特許文献4参照。)などとの共重合体が高屈折率プラスチック材料として提案されている。しかし、ポリチオール化合物は自己重合性がないため、その配合量に制限があった。また、ポリチオール化合物の配合量が多くなると、重合時に形成されるスルフィド結合(−S−)に起因して得られる硬化物は柔軟になる問題があった。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−110983号公報
【特許文献2】
特開平9−110955号公報
【特許文献3】
特公平6−5323号公報
【特許文献4】
特開平10−298287号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は上記の問題点を解決することであり、即ち、屈折率を高めるため硫黄含有率が高く、且つ、重合性組成物中のチオール化合物の配合量を増やすためチオール基当たりの分子量が大きなポリチオール化合物を提供することである。また、それらポリチオール化合物を含有した重合性組成物およびその硬化物を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者等はこの発明の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、新規な含硫ポリチオール化合物を見出した。即ち、下記一般式(1)
【化4】
Figure 0004321055
(式中、aは1または2の整数を表す。また、R1〜R4は水素原子、脂肪族、芳香族、脂環族、複素環のいずれかを表し、チオール基を有する構造であっても構わない。但し、R1〜R4の少なくとも2個以上は水素原子もしくはチオール基を有する脂肪族、芳香族、脂環族、複素環を表し、且つ、R1〜R4の全てが水素原子を表すことはない。)
で表される含硫ポリチオール化合物は1分子内に硫黄原子を5個以上含有するため高い屈折率を有する。また、チオール基当たりの分子量が適度に大きいため、重合性組成物においてチオール化合物を多く配合することができる。以上のことから、該含硫ポリチオール化合物は高屈折率プラスチック材料の原料として有用であることを見出し、さらに、該含硫ポリチオール化合物を含有した重合性組成物およびその硬化物を見出し、本発明に至った。
【0007】
【発明の実施の形態】
(含硫ポリチオール化合物の説明)
本発明の含硫ポリチオール化合物とは上記一般式(1)で表される新規化合物である。これらの含硫ポリチオール化合物は硫黄原子を5個以上含有することから高屈折率であることを特徴とする。また、最大4個のチオールを有することから共重合時の架橋密度が高いことを特徴とする。
【0008】
(合成方法)
一般式(1)で表される含硫ポリチオール化合物の合成法は特に限定されず、チオール化合物とハロゲン化物のチオエステル化反応やエピスルフィド化合物とチオール化合物の開環付加反応によって合成が可能である。以下で具体的な合成方法を説明する。
【0009】
合成方法(1):一般式(1)の含硫ポリチオール化合物は、下記式(4)
【化5】
Figure 0004321055
(式中、aは1または2の整数を表す。)
で表されるテトラチオール化合物と、下記一般式(5)
X−R5 (5)
(式中、Xはハロゲン原子を表し、R5は脂肪族、芳香族、脂環族、複素環のいずれかを表し、チオール基を有する構造であっても構わない。)
で表されるハロゲン化物を塩基の存在下で反応させることで合成できる。特に、一般式(1)においてR1〜R4が同一である化合物を効率良く合成できる。
【0010】
上記一般式(5)で表されるハロゲン化物は屈折率を高める目的で硫黄原子や芳香族環の含有率が高い化合物が好ましく、具体例としては、クロロメルカプトメタン、クロロエチルメルカプトエチルスルフィド、クロロエチルメルカプトエチルエーテル、クロロベンゼン、2-クロロチオフェノール、3−クロロチオフェノール、4−クロロチオフェノール、2−クロロメチルチオフェノール、3−クロロメチルチオフェノール、4−クロロメチルチオフェノール、2-クロロベンジルメルカプタン、3-クロロベンジルメルカプタン、4-クロロベンジルメルカプタン、2−クロロメチルベンジルメルカプタン、3−クロロメチルベンジルメルカプタン、4−クロロメチルベンジルメルカプタン、4-クロロフェニル-4’-メルカプトフェニルスルフィドなどの塩化物、およびそれらの塩素が臭素に置き換わった臭化物が挙げられる。また、これらのハロゲン化物は1種類だけでなく、数種類を組み合わせて用いてもよい。
【0011】
ハロゲン化物の添加量は、一般式(4)のテトラチオール化合物の付加させるチオール基に対して0.5〜5.0倍当量が好ましく、1.0〜3.0倍当量がより好ましい。0.5倍当量以下ではハロゲン化物の付加が不十分となり、効率上好ましくない。また、5.0倍当量以上では未反応のハロゲン化物が多く残り、コスト上好ましくない。
【0012】
また、この反応に用いられる塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシドなどのアルカリ金属塩やトリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジンなどの3級アミン類などが挙げられる。また触媒の添加量は付加させるチオール基に対して0.1〜5.0倍当量が好ましく、1.0〜3.0倍当量がより好ましい。0.1倍当量以下では反応の進行が遅く、生産上好ましくない。また、5.0倍当量以上では副反応が起こりやすくなり、効率上好ましくない。
【0013】
溶媒は反応原料に対して溶解性があり且つ反応性がないものなら特には限定されない。触媒として水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属塩を用いる場合は水溶液中で反応を行っても構わない。また、触媒として3級アミン類を用いる場合は有機溶媒を用いるのが好ましい。有機溶媒としては、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素類、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルなどのエーテル類、ジクロロメタン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素類などが挙げられる。また、これらの溶媒を2種類以上混合して用いても構わない。
【0014】
反応温度は−30〜50℃が好ましく、−10〜30℃がより好ましい。−30℃以下では反応の進行が遅く、生産上好ましくない。50℃以上では副反応が起こりやすくなり、効率上好ましくない。
【0015】
合成方法(2):一般式(1)において、R2とR3が水素原子を表す化合物は、下記式(6)
【化6】
Figure 0004321055
(式中、aは1または2の整数を表す。)
で表されるジエピスルフィド化合物と、下記一般式(7)
HS−R6 (7)
(式中、R6は脂肪族、芳香族、脂環族、複素環のいずれかを表し、チオール基を有する構造であっても構わない。)
で表されるチオール化合物を反応させることで合成できる。特に、一般式(1)においてR1とR4が同一である化合物を効率良く合成できる。
【0016】
上記一般式(7)で表されるチオール化合物は屈折率を高める目的で硫黄原子や芳香族環の含有率が高い化合物が好ましく、具体例としては、ジメルカプトメタン、2,2’-チオジエタンチオール、2,2’-オキシジエタンチオール、チオフェノール、1,2-ベンゼンジチオール、1,2−ベンゼンジチオール、1,3−ベンゼンジチオール、1,4−ベンゼンジチオール、2-メルトメチルチオフェノール、3-メルトメチルチオフェノール、4-メルトメチルチオフェノール、1,2−ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,3−ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,4−ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、4,4’-チオジベンゼンチオールなどが挙げられる。また、これらのチオール化合物は1種類だけでなく、数種類を組み合わせて用いてもよい。
【0017】
チオール化合物の添加量は、一般式(7)のジエピスルフィド化合物のエピスルフィド環に対して0.5〜5.0倍当量が好ましく、1.0〜3.0倍当量がより好ましい。0.5倍当量以下では開環反応が不十分となり、効率上好ましくない。また、5.0倍当量以上では未反応のチオール化合物が多く残り、コスト上好ましくない。
【0018】
また、この反応には必要に応じて触媒を加えることができる。触媒としては、アミン類、アルカリ金属塩類、ホスフィン類、第4級アンモニウム塩類、第4級ホスホニウム塩類、ルイス酸類などが用いることができる。また触媒の添加量はエピスルフィド環に対して0.0001〜10.0倍当量が好ましく、0.001〜5.0倍当量がより好ましい。0.0001倍当量以下では反応の進行が遅く、生産上好ましくない。また、10.0倍当量以上では副反応が起こりやすくなり、効率上好ましくない。
【0019】
溶媒は反応原料に対して溶解性があり且つ反応性がないものなら特には限定されず、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素類、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテルなどのエーテル類、ジクロロメタン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素類などが挙げられる。触媒として水酸化ナトリウムなどの金属酸化物を用いる場合は水溶液中で反応を行っても構わない。また、これらの溶媒を2種類以上混合して用いても構わない。反応温度は−30〜50℃が好ましく、−10〜30℃がより好ましい。−30℃以下では反応の進行が遅く、生産上好ましくない。50℃以上では副反応が起こりやすくなり、効率上好ましくない。
【0020】
(具体例)
一般式(1)で表される含硫ポリチオール化合物の具体例を以下に示すがこれらに限定されない。一般式(1)で表される化合物の中で効率良く合成できるものは、一般式(1)においてR1〜R4が同一である化合物、およびR2とR3が水素原子でR1とR4が同一である化合物である。また、屈折率が高いものは硫黄原子や芳香族環の含有率が高い化合物である。
【0021】
従って、効率良く合成が可能であり、かつ屈折率が高い化合物としては、下記式(8)で表される化合物などが挙げられる。
【化7】
Figure 0004321055
【化8】
Figure 0004321055
【0022】
(重合性組成物の説明)
本発明の重合性組成物とは、上記一般式(1)で表される含硫ポリチオール化合物、一般式(1)以外のチオール化合物、およびチオール化合物と共重合可能な化合物から成る組成物である。該重合性組成物は一般式(1)の含硫ポリチオール化合物を少なくとも1種類以上を含有する点が新規であり、高屈折率且つ高架橋密度を有する硬化物が得られることを特徴とする。
【0023】
本発明の重合性組成物に含有される一般式(1)の含硫ポリチオール化合物の具体例として、下記式(9)で表される化合物が挙げられる。
【化9】
Figure 0004321055
【化10】
Figure 0004321055
【0024】
また、一般式(1)の含硫ポリチオール化合物以外のチオール化合物の具体例としては、メチルメルカプタン、エチルメルカプタン、n−プロピルメルカプタン、n−ブチルメルカプタン、アリルメルカプタン、n−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−デシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、n−テトラデシルメルカプタン、n−ヘキサデシルメルカプタン、n−オクタデシルメルカプタン、シクロヘキシルメルカプタン、i−プロピルメルカプタン、t−ブチルメルカプタン、t−ノニルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、フェニルメルカプタン、ベンジルメルカプタン、3−メチルフェニルメルカプタン、4−メチルフェニルメルカプタン、4−クロロベンジルメルカプタン、4−ビニルベンジルメルカプタン、3−ビニルベンジルメルカプタン、メチルメルカプトプロピオネート、2−メルカプトエタノール、3−メルカプト−1,2−プロパンジオール、2−メルカプト−1,3−プロパンジオール、メルカプト酢酸、メルカプトグリコール酸、メルカプトプロピオン酸、メタンジチオール、1,2−ジメルカプトエタン、1,2−ジメルカプトプロパン、1,3−ジメルカプトプロパン、2,2−ジメルカプトプロパン、1,4−ジメルカプトブタン、1,6−ジメルカプトヘキサン、ビス(2−メルカプトエチル)エーテル、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド、1,2−ビス(2−メルカプトエチルオキシ)エタン、1,2−ビス(2−メルカプトエチルチオ)エタン、2,3−ジメルカプト−1−プロパノール、1,3−ジメルカプト−2−プロパノール、1,2,3−トリメルカプトプロパン、2−メルカプトメチル−1,3−ジメルカプトプロパン、2−メルカプトメチル−1,4−ジメルカプトブタン、2−(2−メルカプトエチルチオ)−1,3−ジメルカプトプロパン、4−メルカプトメチル−1,8−ジメルカプト−3,6−ジチアオクタン、1,2,6,7−テトラメルカプト−4−チアヘプタン、1,2,7,8−テトラメルカプト−4,5−チアオクタン、1,2,8,9−テトラメルカプト−4,6−ジチアノナン、1,2,10,11−テトラメルカプト−4,6,8−トリチオウンデカン2,4−ジメルカプトメチル−1,5−ジメルカプト−3−チアペンタン、4,8−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、4,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、5,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、1,1,1−トリス(メルカプトメチル)プロパン、テトラキス(メルカプトメチル)メタン、エチレングリコールビス(2−メルカプトアセテート)、エチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、ジエチレングリコールビス(2−メルカプトアセテート)、ジエチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、1,4−ブタンジオールビス(2−メルカプトアセテート)、1,4−ブタンジオールビス(3−メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(2−メルカプトアセテート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、 ペンタエリスリトールテトラキス(2−メルカプトセテート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、1,2−ジメルカプトシクロヘキサン、1,3−ジメルカプトシクロヘキサン、1,4−ジメルカプトシクロヘキサン、1,3−ビス(メルカプトメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(メルカプトメチル)シクロヘキサン、2,5−ビス(メルカプトメチル)−1,4−ジチアン、2,5−ビス(2−メルカプトエチル)−1,4−ジチアン、2,5−ビス(2−メルカプトエチルチオメチル)−1,4−ジチアン、2,5−ビス(メルカプトメチル)−1−チアン、2,5−ビス(2−メルカプトエチル)−1−チアン、2,5−ビス(メルカプトメチル)チオフェン等の脂肪族メルカプタン類、および、1,2−ジメルカプトベンゼン、1,3−ジメルカプトベンゼン、1,4−ジメルカプトベンゼン、1,3−ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,4−ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、2,2’−ジメルカプトビフェニル、4、4’−ジメルカプトビフェニル、ビス(4−メルカプトフェニル)メタン、2,2−ビス(4−メルカプトフェニル)プロパン、ビス(4−メルカプトフェニル)エーテル、ビス(4−メルカプトフェニル)スルフィド、ビス(4−メルカプトフェニル)スルホン、ビス(4−メルカプトメチルフェニル)メタン、2,2−ビス(4−メルカプトメチルフェニル)プロパン、ビス(4−メルカプトメチルフェニル)エーテル、ビス(4−メルカプトメチルフェニル)スルフィド、4−ヒドロキシチオフェノール、メルカプト安息香酸等の芳香族環状メルカプタン類などが挙げられる。
【0025】
以上チオール化合物を例示したが、該重合性組成物の中に一般式(1)の含硫ポリチオール化合物が少なくとも1種類含有されれば、複数のチオール化合物を組み合わせて用いてもよい。
【0026】
チオール化合物と共重合可能な化合物としては、エン化合物、イソシアネート化合物、イソチオシアネート化合物、エポキシ化合物、エピスルフィド化合物などが挙げられる。
【0027】
エン化合物としては、下記一般式(10)
【化11】
Figure 0004321055
(式中、aは1または2の整数を表し、R1〜R4は水素原子もしくは炭素数0〜20の有機残基を表す。但し、R1〜R4の少なくとも2個以上は反応性二重結合を有する脂肪族、芳香族を表す。)
で表されるポリエン化合物および一般式(10)以外のビニル化合物、アリル化合物、アクリル化合物、メタクリル化合物などが挙げられる。
【0028】
一般式(10)のポリエン化合物の具体例としては、下記式(11)で表される化合物などが挙げられる。
【化12】
Figure 0004321055
【化13】
Figure 0004321055
【0029】
また、一般式(1)以外のエン化合物としては、
(1)メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、2−クロロエチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ビニルグリシジルエーテル、ビニルアルコール、メチルビニルカルビノール、エチレングリコールモノビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、テトラメチレングリコールモノビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ビニルエチルスルフィド、ビニルフェニルスルフィド、メチルビニルケトン、ジビニルジカーボネイト、ビニルジグリコールカーボネイト、ビニレンカーボネイト、酢酸ビニル、クロロ酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ヘキサン酸ビニル、2−エチルヘキサン酸ビニル、アジピン酸ジビニル、安息香酸ビニル、サリチル酸ビニル、アクリル酸ビニル、メタクリル酸ビニル、ビニルブロマイド、ビニルアイオダイド、ビニルリン酸、ビニル尿素、スチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、α−メチルスチレン、2,4,6−トリメチルスチレン、4−t−ブチルスチレン、スチルベン、ビニルフェノール、3−ビニルベンジルアルコール、4−ビニルベンジルアルコール、2−(4−ビニルフェニルチオ)エタノール、2−(3−ビニルフェニルチオ)エタノール、2−(4−ビニルベンジルチオ)エタノール、2−(3−ビニルベンジルチオ)エタノール、1,3−ビス(4−ビニルベンジルチオ)−2−プロパノール、1,3−ビス(3−ビニルベンジルチオ)−2−プロパノール、2,3−ビス(4−ビニルベンジルチオ)−1−プロパノール、2,3−ビス(3−ビニルベンジルチオ)−1−プロパノール、シンナミルアルコール、シンナムアルデヒド、1,3−ジビニルベンゼン、1,4−ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ジビニルフタレート、2−クロロスチレン、3−クロロスチレン、4−クロロスチレン、3−クロロメチルスチレン、4−クロロメチルスチレン、4−アミノスチレン、3−シアノメチルスチレン、4−シアノメチルスチレン、4−ビニルビフェニル、2,2’−ジビニルビフェニル、4,4’−ジビニルビフェニル、2,2’−ジスチリルエーテル、4,4’−ジスチリルエーテル、2,2’−ジスチリルスルフィド、4,4’−ジスチリルスルフィド、2,2−ビス(4−ビニルフェニル)プロパン、ビス(4−ビニルフェニル)エーテル、2,2−ビス(4−ビニロキシフェニル)プロパンなどのビニル化合物。
【0030】
(2)上記したビニル化合物のビニル基の一部もしくは全部がアリル基に置き換わったアリル化合物。
【0031】
(3)メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、3−フェノキシ−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、2−ヒドロキシエチルイソシアヌレートモノアクリレート、2−ヒドロキシエチルイソシアヌレートジアクリレート、2−ヒドロキシエチルシアヌレートモノアクリレート、2−ヒドロキシエチルシアヌレートジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、1、3−プロパンジオールジアクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、1、4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジアクリロキシプロパン、2,2−ビス〔4−(アクリロキシエトキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(アクリロキシエトキシ)シクロヘキシル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(2−ヒドロキシ−3−アクリロキシプロポキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(アクリロキシ・ジエトキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(アクリロキシ・ポリエトキシ)フェニル〕プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールモノアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ビス(2,2,2−トリメチロールエチル)エーテルのペンタアクリレート、ビス(2,2,2−トリメチロールエチル)エーテルのヘキサアクリレート、ビス(4−アクリロイル−チオフェニル)スルフィドなどのアクリル化合物。
【0032】
(4)前記したアクリル化合物のアクリル基の一部もしくは全部がメタクリル基に置き換わったメタクリル化合物。
などが挙げられる。
【0033】
これらの一般式(1)以外のエン化合物の中で高い架橋性を有する点で好ましいものは2官能以上のエン化合物であり、また、高い屈折率を有する点で好ましいものは硫黄原子および/または芳香族環および/または塩素以外のハロゲン原子の含有率が高い化合物である。従って、高い架橋性を有し且つ高い屈折率を有する点で好ましいものは、
(1)ジビニルスルフィド、ビニルエチルスルフィド、1,3−ビス(4−ビニルベンジルチオ)−2−プロパノール、1,3−ビス(3−ビニルベンジルチオ)−2−プロパノール、2,3−ビス(4−ビニルベンジルチオ)−1−プロパノール、2,3−ビス(3−ビニルベンジルチオ)−1−プロパノール、1,3−ジビニルベンゼン、1,4−ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、2,2’−ジビニルビフェニル、4,4’−ジビニルビフェニル、2,2’−ジスチリルエーテル、4,4’−ジスチリルエーテル、2,2’−ジスチリルスルフィド、4,4’−ジスチリルスルフィド、2,2−ビス(4−ビニルフェニル)プロパン、ビス(4−ビニルフェニル)エーテル、2,2−ビス(4−ビニロキシフェニル)プロパンなどのビニル化合物。
【0034】
(2)前記(1)のビニル化合物のビニル基の一部もしくは全部がアリル基に置き換わったアリル化合物。
(3)2,2−ビス〔4−(アクリロキシエトキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(2−ヒドロキシ−3−アクリロキシプロポキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(アクリロキシ・ジエトキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(アクリロキシ・ポリエトキシ)フェニル〕プロパン、ビス(4−アクリロイル−チオフェニル)スルフィドなどのアクリル化合物。
(4)上記(3)のアクリル化合物のビニル基の一部もしくは全部がメタクリル基に置き換わったメタクリル化合物。
などが挙げられる。
【0035】
これらの中で好ましいものは、1,3−ジビニルベンゼン、1,4−ジビニルベンゼン、ビス(4−アクリロイル−チオフェニル)スルフィド、ビス(4−メタクリロイル−チオフェニル)スルフィドである。
【0036】
イソシアネート化合物およびイソチオシアネート化合物の具体例としては、メチルイソシアネート、エチルイソシアネート、プロピルイソシアネート、iso−プロピルイソシアネート、n−ブチルイソシアネート、sec−ブチルイソシアネート、tert−ブチルイソシアネート、ペンチルイソシアネート、ヘキシルイソシアネート、オクチルイソシアネート、ドデシルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、フェニルイソシアネート、トルイルイソシアネート等のモノイソシアネート類、ジエチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、2,5−ビス(イソシアナトメチル)ノルボルネン、2,6−ビス(イソシアナトメチル)デカヒドロナフタレン、2,5−ジイソシアナト−1,4−ジチアン、2,5−ビス(イソシアナトメチル)−1,4−ジチアン、2,6−ビス(イソシアナトメチル)−1,4−ジチアン、リジントリイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、o−トリジンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ジフェニルエーテルジイソシアネート、3−(2’−イソシアネートシクロヘキシル)プロピルイソシアネート、トリス(フェニルイソシアネート)チオホスフェート、イソプロピリデンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、2,2’−ビス(4−イソシアネートフェニル)プロパン、トリフェニルメタントリイソシアネート、ビス(ジイソシアネートトリル)フェニルメタン、4,4’,4’’−トリイソシアネート−2,5−ジメトキシフェニルアミン、3,3’−ジメトキシベンジジン−4,4’−ジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジイソシアナトビフェニル、4,4’−ジイソシアナト−3,3’−ジメチルビフェニル、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアナト、1,1’−メチレンビス(4−イソシアナトベンゼン)、1,1’−メチレンビス(3−メチル−4−イソシアナトベンゼン)、m−キシリレンジイソシアネート、p−キシリレンジイソシアネート、1,3−ビス(1−イソシアネート−1−メチルエチル)ベンゼン、1,4−ビス(1−イソシアネート−1−メチルエチル)ベンゼン、1,3−ビス(2−イソシアナト−2−プロピル)ベンゼン、2,6−ビス(イソシアナトメチル)ナフタレン、1,5−ナフタレンジイソシアネート、ビス(イソシアネートメチル)テトラヒドロジシクロペンタジエン、ビス(イソシアネートメチル)ジシクロペンタジエン、ビス(イソシアネートメチル)テトラヒドロチオフェン、ビス(イソシアネートメチル)チオフェン、2,5−ジイソシアネートメチルノルボルネン、ビス(イソシアネートメチル)アダマンタン、3,4−ジイソシアネートセレノファン、2,6−ジイソシアネート−9−セレナビシクロノナン、ビス(イソシアネートメチル)セレノファン、3,4−ジイソシアネート−2,5−ジセレノラン、ダイマー酸ジイソシアネート、1,3,5−トリ(1−イソシアナトヘキシル)イソシアヌル酸等のポリイソシアネート類、これらのポリイソシアネート類のビュレット型反応によるニ量体、これらのポリイソシアネート類の環化三量体およびこれらのポリイソシアネート類とアルコールもしくはチオールの付加物等があげられ、さらには、上記のイソシアネート基を1分子あたり1個以上有する化合物のイソシアネート基の全部または一部をイソチオシアネート基に変えた化合物などが挙げられる。
【0037】
エポキシ化合物およびエピスルフィド化合物の具体例としては、エチレンオキサイド、プロピレオキサイド等のモノエポキシ化合物類、ヒドロキノン、カテコール、レゾルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールエーテル、ハロゲン化ビスフェノールA、ノボラック樹脂等の多価フェノール化合物とエピハロヒドリンの縮合により製造されるフェノール系エポキシ化合物、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1、3−プロパンジオール、1、4−ブタンジオール、1、6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、1、3−および1、4−シクロヘキサンジオール、1、3−および1、4−シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA、ビスフェノールA・エチレンオキサイド付加物、ビスフェノールA・プロピレンオキサイド付加物等のアルコール化合物とエピハロヒドリンの縮合により製造されるアルコール系エポキシ化合物、上述のアルコールおよびフェノール化合物とジイソシアネート等から製造されるウレタン系エポキシ化合物、酢酸、プロピオン酸、安息香酸、アジピン酸、セバチン酸、ドデカンジカルボン酸、ダイマー酸、フタル酸、イソ、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘット酸、ナジック酸、マレイン酸、コハク酸、フマール酸、トリメリット酸、ベンゼンテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ナフタリンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸等のカルボン酸化合物とエピハロヒドリンの縮合により製造されるグリシジルエステル系エポキシ化合物、エチレンジアミン、1,2−ジアミノプロパン、1,3−ジアミノプロパン、1,2−ジアミノブタン、1,3−ジアミノブタン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、ビス−(3−アミノプロピル)エーテル、1,2−ビス−(3−アミノプロポキシ)エタン、1,3−ビス−(3−アミノプロポキシ)−2,2’−ジメチルプロパン、1,2−、1,3−あるいは1,4−ビスアミノシクロヘキサン、1,3−あるいは1,4−ビスアミノメチルシクロヘキサン、1,3−あるいは1,4−ビスアミノエチルシクロヘキサン、1,3−あるいは1,4−ビスアミノプロピルシクロヘキサン、水添4,4’−ジアミノジフェニルメタン、イソホロンジアミン、1,4−ビスアミノプロピルピペラジン、m−、あるいはp−フェニレンジアミン、2,4−あるいは2,6−トリレンジアミン、m−、あるいはp−キシリレンジアミン、1,5−あるいは、2,6−ナフタレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,2−(4,4’−ジアミノジフェニル)プロパン、N,N’−ジメチルエチレンジアミン、N,N’−ジメチル−1,2−ジアミノプロパン、N,N’−ジメチル−1,3−ジアミノプロパン、N,N’−ジメチル−1,2−ジアミノブタン、N,N’−ジメチル−1,3−ジアミノブタン、N,N’−ジメチル−1,4−ジアミノブタン、N,N’−ジメチル−1,5−ジアミノペンタン、N,N’−ジメチル−1,6−ジアミノヘキサン、N,N’−ジメチル−1,7−ジアミノヘプタン、N,N’−ジエチルエチレンジアミン、N,N’−ジエチル−1,2−ジアミノプロパン、N,N’−ジエチル−1,3−ジアミノプロパン、N,N’−ジエチル−1,2−ジアミノブタン、N,N’−ジエチル−1,3−ジアミノブタン、N,N’−ジエチル−1,4−ジアミノブタン、N,N’−ジエチル−1,6−ジアミノヘキサン、ピペラジン、2−メチルピペラジン、2,5−あるいは2,6−ジメチルピペラジン、ホモピペラジン、1,1−ジ−(4−ピペリジル)−メタン、1,2−ジ−(4−ピペリジル)−エタン、1,3−ジ−(4−ピペリジル)−プロパン、1,4−ジ−(4−ピペリジル)−ブタンとエピハロヒドリンの縮合により製造されるアミン系エポキシ化合物、ビス(β−エポキシプロピル)スルフィド、ビス(β−エポキシプロピルチオ)メタン、1,2−ビス(β−エポキシプロピルチオ)エタン、1,3−ビス(β−エポキシプロピルチオ)プロパン、1,2−ビス(β−エポキシプロピルチオ)プロパン、1−(β−エポキシプロピルチオ)−2−(β−エポキシプロピルチオメチル)プロパン、1,4−ビス(β−エポキシプロピルチオ)ブタン、1,3−ビス(β−エポキシプロピルチオ)ブタン、1−(β−エポキシプロピルチオ)−3−(β−エポキシプロピルチオメチル)ブタン、1,5−ビス(β−エポキシプロピルチオ)ペンタン、1−(β−エポキシプロピルチオ)−4−(β−エポキシプロピルチオメチル)ペンタン、1,6−ビス(β−エポキシプロピルチオ)ヘキサン、1−(β−エポキシプロピルチオ)−5−(β−エポキシプロピルチオメチル)ヘキサン、1−(β−エポキシプロピルチオ)−2−〔(2−β−エポキシプロピルチオエチル)チオ〕エタン、1−(β−エポキシプロピルチオ)−2−[〔2−(2−β−エポキシプロピルチオエチル)チオエチル〕チオ]エタン、テトラキス(β−エポキシプロピルチオメチル)メタン、1,1,1−トリス(β−エポキシプロピルチオメチル)プロパン、1,5−ビス(β−エポキシプロピルチオ)−2−(β−エポキシプロピルチオメチル)−3−チアペンタン、1,5−ビス(β−エポキシプロピルチオ)−2,4−ビス(β−エポキシプロピルチオメチル)−3−チアペンタン、1−(β−エポキシプロピルチオ)−2,2−ビス(β−エポキシプロピルチオメチル)−4−チアヘキサン、1,5,6−トリス(β−エポキシプロピルチオ)−4−(β−エポキシプロピルチオメチル)−3−チアヘキサン、1,8−ビス(β−エポキシプロピルチオ)−4−(β−エポキシプロピルチオメチル)−3,6−ジチアオクタン、1,8−ビス(β−エポキシプロピルチオ)−4,5ビス(β−エポキシプロピルチオメチル)−3,6−ジチアオクタン、1,8−ビス(β−エポキシプロピルチオ)−4,4−ビス(β−エポキシプロピルチオメチル)−3,6−ジチアオクタン、1,8−ビス(β−エポキシプロピルチオ)−2,4,5−トリス(β−エポキシプロピルチオメチル)−3,6−ジチアオクタン、1,8−ビス(β−エポキシプロピルチオ)−2,5−ビス(β−エポキシプロピルチオメチル)−3,6−ジチアオクタン、1,9−ビス(β−エポキシプロピルチオ)−5−(β−エポキシプロピルチオメチル)−5−〔(2−β−エポキシプロピルチオエチル)チオメチル〕−3,7−ジチアノナン、1,10−ビス(β−エポキシプロピルチオ)−5,6−ビス〔(2−β−エポキシプロピルチオエチル)チオ〕−3,6,9−トリチアデカン、1,11−ビス(β−エポキシプロピルチオ)−4,8−ビス(β−エポキシプロピルチオメチル)−3,6,9−トリチアウンデカン、1,11−ビス(β−エポキシプロピルチオ)−5,7−ビス(β−エポキシプロピルチオメチル)−3,6,9−トリチアウンデカン、1,11−ビス(β−エポキシプロピルチオ)−5,7−〔(2−β−エポキシプロピルチオエチル)チオメチル〕−3,6,9−トリチアウンデカン、1,11−ビス(β−エポキシプロピルチオ)−4,7−ビス(β−エポキシプロピルチオメチル)−3,6,9−トリチアウンデカン、1,3および1,4−ビス(β−エポキシプロピルチオ)シクロヘキサン、1,3および1,4−ビス(β−エポキシプロピルチオメチル)シクロヘキサン、ビス〔4−(β−エポキシプロピルチオ)シクロヘキシル〕メタン、2,2−ビス〔4−(β−エポキシプロピルチオ)シクロヘキシル〕プロパン、ビス〔4−(β−エポキシプロピルチオ)シクロヘキシル〕スルフィド、2,5−ビス(β−エポキシプロピルチオメチル)−1,4−ジチアン、2,5−ビス(β−エポキシプロピルチオエチルチオメチル)−1,4−ジチアン、1,3および1,4−ビス(β−エポキシプロピルチオ)ベンゼン、1,3および1,4−ビス(β−エポキシプロピルチオメチル)ベンゼン、ビス〔4−(β−エポキシプロピルチオ)フェニル〕メタン、2,2−ビス〔4−(β−エポキシプロピルチオ)フェニル〕プロパン、ビス〔4−(β−エポキシプロピルチオ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4−(β−エポキシプロピルチオ)フェニル〕スルフォン、4,4’−ビス(β−エポキシプロピルチオ)ビフェニル等の含硫エポキシ化合物、3、4−エポキシシクロヘキシル−3、4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビニルシクリヘキサンジオキサイド、2−(3、4−エポキシシクロヘキシル)−5、5−スピロ−3、4−エポキシシクロヘキサン−メタ−ジオキサン、ビス(3、4−エポキシシクロヘキシル)アジペート等の脂環式エポキシ化合物、シクロペンタジエンエポキシド、エポキシ化大豆油、エポキシ化ポリブタジエン、ビニルシクロヘキセンエポキシド等の不飽和化合物のエポキシ化により製造されるエポキシ化合物、ビニルフェニルグリシジルエーテル、ビニルベンジルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、アリルグリシジルエーテル等の不飽和基を有するエポキシ化合物、などのエポキシ化合物、および、上記のエポキシ基の全部または一部をエピスルフィド基に変えたエピスルフィド化合物などが挙げられる。
【0038】
以上例示したチオール化合物と共重合可能な化合物は、1種類だけでなく2種類以上組み合わせて用いてもよい。
【0039】
(硬化方法)
本発明の硬化物は、本発明の重合性組成物を重合させることにより得られる。その硬化方法は特に限定されず、加熱による重合や可視光または紫外光または電子線などの活性エネルギー線照射による重合などが挙げられる。また、これらの硬化方法を組み合わせても構わない。その際に熱重合開始剤や光重合開始剤を使用してもよい。短時間重合、低温重合などが求められる用途では光重合が好ましい。
【0040】
熱重合を行う際に用いられる重合開始剤としては、熱ラジカル重合開始剤や熱カチオン重合開始剤や熱アニオン重合開始剤が挙げられる。熱ラジカル重合開始剤としては、ジ−t−ブチルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、t−ブチルヒドロパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド、t−ブチルパーオキシネオデカネート、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、次亜硝酸t−ブチル、過硫酸塩、過酸化水素−鉄(II)塩、過硫酸塩−亜硫酸水素ナトリウム、クメンヒドロパーオキシド−鉄(II)塩、過酸化ベンゾイル−ジメチルアニリン、ジイソプロピルパーオキシジカルボナート、ジシクロヘキシルパーオキシジカルボナートなどの過酸化物系開始剤や、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス酪酸メチル、アゾビスジメチルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、アゾビスイソブチルアミジン塩酸塩などのアゾ系開始剤が挙げらる。
【0041】
また、熱カチオン重合開始剤としては、三フッ化ホウ素・ジエチルエーテル錯体、三フッ化ホウ素・アミン錯体、塩化アルミニウム、塩化アルミニウム、四塩化チタン、四塩化スズ、塩化鉄(III)、塩化亜鉛などのルイス酸や、アンモニウム塩、スルホニウム塩、オキソニウム塩、ホスホニウム塩などが挙げられる。また、熱アニオン重合開始剤としては、トリメチルアミンやトリエチルアミンなどのアミン類が上げられる。これらの開始剤は単独で用いても2種類以上を組み合わせても構わない。
【0042】
光重合を行う際に用いられる重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤や光カチオン重合開始剤や光アニオン重合開始剤が挙げられる。光ラジカル重合開始剤としては、アセトフェノン、トリクロロアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、2,2−ジエトキンアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタノン−1、2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、ベンジル、メチルベンゾイルホルメート、1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(o−ベンゾイル)オキシム、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルエトキシホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキシド、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、[4−(メチルフェニルチオ)フェニル]フェニルメタン、4,4’−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、1,4−ジベンゾイルベンゼン、2−ベンゾイルナフタレン、4−ベンゾイルジフェニル、4−ベンゾイルジフェニルエーテル、キサントン、チオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、エチルアントラキノン、10−ブチル−2−クロロアクリドンなどが挙げられる。
【0043】
また、光カチオン重合開始剤としては、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族ホスホニウム塩、芳香族オキシスルホキソニウム塩、メタロセン系化合物などが挙げられる。
【0044】
また、光アニオン重合開始剤としては、トリブチルナフトイルメチルアンモニウムブチルアイオダイド、トリブチルナフトイルメチルアンモニウムブチルヘキサフルオロホスフェート、トリブチルナフトイルメチルアンモニウムブチルトリフレート、トリブチルナフトイルメチルアンモニウムブチルヘキサフルオロアンチモネート、トリメチルナフトイルメチルアンモニウムブチルトリフェニルボーレート、トリブチルベンゾイルメチルアンモニウムブチルトリフェニルボーレート、トリブチルナフトイルメチルアンモニウムブチルトリフェニルボーレートなどのアンモニウム塩が上げられる。
これらの開始剤は単独で用いても2種類以上を組み合わせても構わない。
【0045】
重合性組成物の中にエン化合物とチオール化合物が含有される場合はラジカル発生系の重合開始剤を用いるのが好ましい。
【0046】
また、重合性組成物の中にエポキシ化合物およびエピスルフィド化合物が含有される場合は、エポキシ硬化剤として通常用いられるアミン類やフォスフィン類、第4級アンモニウム塩類、第4級ホスホニウム塩類、第3級スルホニウム塩類、第2級ヨードニウム塩類などを重合触媒として用いるのが好ましい。
【0047】
また、重合性組成物の中にチオール化合物とイソ(チア)シアネート化合物が含有される場合は、ウレタン重合促進剤として、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズアセテート、ジブチルスズジクロリドおよびトリブチルスズクロリド等の有機スズ化合物やアミン類を重合触媒として用いるのが好ましい。
【0048】
本発明の重合性組成物には、本発明の効果が損なわれない範囲で、必要に応じて、増感剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、黄変防止剤、ブルーイング剤、顔料、離型剤、密着剤、表面調整剤、リベリング剤、消臭剤などを添加しても構わない。本発明の重合性組成物を重合させる前に適宜、脱気処理、濾過処理などの処理を施しても構わない。
【0049】
本発明の重合性組成物に含有される化合物の一部または全部を予備的に反応させておき、この予備反応により得られたプレポリマーを用いて重合性組成物を調製することも可能である。予備反応の方法は特に限定されず、加熱による重合反応でも光照射による重合反応でも構わない。その際に必要に応じて重合開始剤を使用しても構わない。
【0050】
本発明の硬化性組成物を重合して得られる硬化物の成形方法は特に限定されず、ガラスや金属製のモールドに注入しても、ガラスやプラスチックなどの基板上にディップコートやスピンコート等によって塗布しても、2枚の基板で挟み合わせても構わない。
【0051】
光硬化を行う際に用いられる光源は、光重合開始剤の種類にも依るが、オゾンランプ、蛍光ランプ、陽光ランプ、電球、日光、マイクロ波無電極ランプ、マイクロ波有電極ランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、ヘリウムランプ、ネオンランプ、アルゴンランプ、ナトリウムランプ、カーボンアーク、赤外線電球、EB照射装置、磁力線照射装置などが挙げられる。また、加熱または冷却を行いながら光硬化を行っても構わない。
【0052】
【実施例】
(合成例1)攪拌機、温度計、滴下ロートを備えた容量200mlの4つ口のフラスコに、チオフェノール24.7g(224mmol)、ナトリウムエトキシド0.04g(0.59mmol)、メタノール100mlを仕込み、窒素雰囲気下で25℃以下に保ちながら滴下ロートより下記式(12)
【化14】
Figure 0004321055
で表されるジエピスルフィド化合物10.0g(56mmol)を30分かけて滴下した。滴下終了後、反応温度を25℃以下に保ちながら3時間攪拌した。その後、減圧により溶媒を濃縮し、塩化メチレンを加え、希塩酸および水で洗浄し、減圧により溶媒を除去した。続いて得られた生成物を塩化メチレンとヘキサンの混合溶媒に溶解し、シリカゲルを充填したカラムを通過させた後、再び減圧濃縮することにより、無色透明な液体である下記式(13)
【化15】
Figure 0004321055
で表される化合物17.8gを得た。以下にこの化合物の構造決定のための分析結果を示す。
[元素分析]C:測定値54.5%(計算値54.2%)、H:測定値5.7%(計算値5.6%)、O:測定値0.2%(計算値0.0%)、S:測定値39.6%(計算値40.2%)、[FD−MS]m/z=398(M+)、[1H−NMR](溶媒:CDCl3)δ=2.08−2.23(d、2H)、2.82−2.96(m、4H)、3.06−3.29(m、6H)、7.14−7.39(m、10H)
【0053】
(合成例2)攪拌機、温度計、滴下ロートを備えた容量200mlの4つ口のフラスコに、2,2’-チオジエタンチオール34.6g(224mmol)、ナトリウムエトキシド0.04g(0.59mmol)、メタノール100mlを仕込み、窒素雰囲気下で25℃以下に保ちながら滴下ロートより前記式(12)のジエピスルフィド化合物10.0g(56mmol)を30分かけて滴下した。滴下終了後、反応温度を25℃以下に保ちながら3時間攪拌した。その後、減圧により溶媒を濃縮し、塩化メチレンを加え、希塩酸および水で洗浄し、減圧により溶媒を除去した。続いて得られた生成物を塩化メチレンとヘキサンの混合溶媒に溶解し、シリカゲルを充填したカラムを通過させた後、再び減圧濃縮することにより、無色透明な液体である下記式(14)
【化16】
Figure 0004321055
で表される化合物12.0gを得た。以下にこの化合物の構造決定のための分析結果を示す。
[元素分析]C:測定値34.6%(計算値34.5%)、H:測定値6.2%(計算値6.2%)、O:測定値0.1%(計算値0.0%)、S:測定値59.1%(計算値59.3%)、[FD−MS]m/z=487(M+)、[1H−NMR](溶媒:CDCl3)δ=1.88−1.98(t、2H)、2.23−2.35(d、2H)、2.72−3.58(m、26H)
【0054】
(合成例3)攪拌機、温度計、滴下ロートを備えた容量200mlの4つ口のフラスコに、1,4-ベンゼンジチオール31.9g(224mmol)、ナトリウムエトキシド0.04g(0.59mmol)、メタノール100mlを仕込み、窒素雰囲気下で25℃以下に保ちながら滴下ロートより前記式(12)のジエピスルフィド化合物10.0g(56mmol)を30分かけて滴下した。滴下終了後、反応温度を25℃以下に保ちながら3時間攪拌した。その後、減圧により溶媒を濃縮し、塩化メチレンを加え、希塩酸および水で洗浄し、減圧により溶媒を除去した。続いて得られた生成物を塩化メチレンとヘキサンの混合溶媒に溶解し、シリカゲルを充填したカラムを通過させた後、再び減圧濃縮することにより、無色透明な液体である下記式(15)
【化17】
Figure 0004321055
で表される化合物9.1gを得た。以下にこの化合物の構造決定のための分析結果を示す。
[元素分析]C:測定値46.9%(計算値46.7%)、H:測定値4.8%(計算値4.8%)、O:測定値0.2%(計算値0.0%)、S:測定値48.1%(計算値48.5%)、[FD−MS]m/z=463(M+)、[1H−NMR](溶媒:CDCl3)δ=2.07−2.20(d、2H)、2.81−2.98(m、4H)、3.00−3.26(m、6H)、3.39−3.46(s、2H)、7.10−7.36(m、8H)
【0055】
(合成例4)攪拌機、温度計、滴下ロートを備えた容量300mlの4つ口のフラスコに、下記式(16)
【化18】
Figure 0004321055
で表されるテトラチオール化合物10.0g(41mmol)、トリエチルアミン20.0g(198mmol)、塩化メチレン100mlを仕込み、窒素雰囲気下で0℃以下に保ちながら滴下ロートよりクロロエチルメルカプトエチルスルフィド30.0g(191mmol)、塩化メチレン100mlの混合溶液を60分かけて滴下した。滴下終了後、反応温度を0℃以下に保ちながら3時間攪拌した。その後、反応溶液を希塩酸および水で洗浄し、減圧により溶媒を除去した。続いて得られた生成物を塩化メチレンとヘキサンの混合溶媒に溶解し、シリカゲルを充填したカラムを通過させた後、再び減圧濃縮することにより、無色透明な液体である下記式(17)
【化19】
Figure 0004321055
で表される化合物15.8gを得た。以下にこの化合物の構造決定のための分析結果を示す。
[元素分析]C:測定値36.5%(計算値36.3%)、H:測定値6.5%(計算値6.4%)、O:測定値0.2%(計算値0.0%)、S:測定値56.8%(計算値57.3%)、[FD−MS]m/z=727(M+)、
【0056】
(溶媒:CDCl3)δ=1.89−1.20(t、4H)、2.69−3.63(m、42H)
【0057】
(合成例5)攪拌機、温度計、滴下ロートを備えた容量300mlの4つ口のフラスコに、前記式(16)のテトラチオール化合物10.0g(41mmol)、トリエチルアミン20.0g(198mmol)、塩化メチレン100mlを仕込み、窒素雰囲気下で0℃以下に保ちながら滴下ロートより4-クロロチオフェノール30.0g(207mmol)、塩化メチレン100mlの混合溶液を60分かけて滴下した。滴下終了後、反応温度を0℃以下に保ちながら3時間攪拌した。その後、反応溶液を希塩酸および水で洗浄し、減圧により溶媒を除去した。続いて得られた生成物を塩化メチレンとヘキサンの混合溶媒に溶解し、シリカゲルを充填したカラムを通過させた後、再び減圧濃縮することにより、無色透明な液体である下記式(17)
【化20】
Figure 0004321055
で表される化合物13.6gを得た。以下にこの化合物の構造決定のための分析結果を示す。
[元素分析]C:測定値53.1%(計算値53.0%)、H:測定値4.5%(計算値4.5%)、O:測定値0.1%(計算値0.0%)、S:測定値42.3%(計算値42.5%)、[FD−MS]m/z=679(M+)、
【0058】
(溶媒:CDCl3)δ=2.83−2.30(m、4H)、3.02−3.23(m、6H)、3.38−3.45(s、4H)、7.12−7.35(m、16H)
【0059】
(実施例1)下記式(18)
【化21】
Figure 0004321055
で表される化合物(以下、チオールAを略す)30部、ジビニルベンゼン(以下、DVBと略す。)70部から成る組成物にt−ブチルパーオキシネオデカネート0.5部を添加し、よく撹拌した。この混合物を減圧下で撹拌することで脱泡し、2枚のガラス板とゴム製リングから構成される厚さ2mmのモールド内に注入した後、30℃から100℃まで10時間かけて一定の速度で昇温して硬化させた。室温まで放冷した後、モールドから離型し、硬化物を得た。得られた硬化物の屈折率の測定結果を表1に示した。
【0060】
(実施例2−17)実施例1におけるチオールAを、下記式(19)
【化22】
Figure 0004321055
で表される化合物(以下、チオールBと略す。)、および下記式(20)
【化23】
Figure 0004321055
で表される化合物(以下、チオールCと略す。)、および下記式(21)
【化24】
Figure 0004321055
で表される化合物(以下、チオールDと略す。)、および下記式(22)
【化25】
Figure 0004321055
で表される化合物(以下、チオールEと略す。)、および下記式(23)
【化26】
Figure 0004321055
で表される化合物(以下、チオールFと略す。)、および下記式(24)
【化27】
Figure 0004321055
で表される化合物(以下、チオールGと略す。)、および下記式(25)
【化28】
Figure 0004321055
で表される化合物(以下、チオールHと略す。)、および下記式(26)
【化29】
Figure 0004321055
で表される化合物(以下、チオールIと略す。)、および下記式(27)
【化30】
Figure 0004321055
で表される化合物(以下、チオールJと略す。)、および下記式(28)
【化31】
Figure 0004321055
で表される化合物(以下、チオールKと略す。)、および下記式(29)
【化32】
Figure 0004321055
で表される化合物(以下、チオールLと略す。)、および下記式(30)
【化33】
Figure 0004321055
で表される化合物(以下、チオールMと略す。)、および下記式(31)
【化34】
Figure 0004321055
で表される化合物(以下、チオールNと略す。)、および下記式(32)
【化35】
Figure 0004321055
で表される化合物(以下、チオールOと略す。)、および下記式(33)
【化36】
Figure 0004321055
で表される化合物(以下、チオールPと略す。)、および下記式(34)
【化37】
Figure 0004321055
で表される化合物(以下、チオールQと略す。)に替え、表1に示した重量比で調合した組成物を実施例1と同様の方法で硬化させた。得られた硬化物の屈折率の測定結果を表1に示した。
【0061】
(比較例1)実施例1におけるチオールAを、下記式(35)
【化38】
Figure 0004321055
で表される化合物(以下、4TPと略す。)に替え、表1に示した重量比で調合した組成物を実施例1と同様の方法で硬化させた。得られた硬化物の屈折率の測定結果を表1に示した。
【0062】
【表1】
Figure 0004321055
【0063】
(実施例18)チオールA24部、1,2:6,7−ジエピチオ−4−チアヘプタン(以下、EPSと略す。)76部から成る組成物にテトラブチルホスホニウムブロマイド0.1部を添加し、よく撹拌した。この混合物を減圧下で撹拌することで脱泡し、2枚のガラス板とゴム製リングから構成される厚さ2mmのモールド内に注入した後、30℃から100℃まで10時間かけて一定の速度で昇温して硬化させた。室温まで放冷した後、モールドから離型し、硬化物を得た。得られた硬化物の屈折率の測定結果を表2に示した。
【0064】
(実施例19−34)実施例18におけるチオールAをチオールB〜Qに替え、表2に示した重量比で調合した組成物を実施例18と同様の方法で硬化させた。得られた硬化物の屈折率の測定結果を表2に示した。
【0065】
(比較例2)実施例18におけるチオールAを4TPに替え、表2に示した重量比で調合した組成物を実施例18と同様の方法で硬化させた。得られた硬化物の屈折率の測定結果を表2に示した。
【0066】
【表2】
Figure 0004321055
【0067】
(実施例35)チオールA47部、m−キシリレンジイソシアネート(以下、XDIと略す。)53部から成る組成物にジブチルスズジラウリレート0.1部、内部離型剤としてジオクチルリン酸0.1部を添加し、よく撹拌した。この混合物を減圧下で撹拌することで脱泡し、2枚のガラス板とゴム製リングから構成される厚さ2mmのモールド内に注入した後、30℃から100℃まで10時間かけて一定の速度で昇温して硬化させた。室温まで放冷した後、モールドから離型し、硬化物を得た。得られた硬化物の屈折率の測定結果を表3に示した。
【0068】
(実施例36−51)実施例35におけるチオールAをチオールB〜Qに替え、表3に示した重量比で調合した組成物を実施例35と同様の方法で硬化させた。得られた硬化物の屈折率の測定結果を表3に示した。
【0069】
(比較例3)実施例35におけるチオールAを4TPに替え、表3に示した重量比で調合した組成物を実施例35と同様の方法で硬化させた。得られた硬化物の屈折率の測定結果を表3に示した。
【0070】
【表3】
Figure 0004321055
【0071】
(実施例52)チオールA30部およびDVB70部から成る組成物に2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノンを3部添加し、よく撹拌した。この混合物を減圧下で撹拌することで脱泡し、2枚のガラス板とゴム製リングから構成される厚さ2mmのモールド内に注入した後、100W/cmのメタルハライドランプの光を光源から30cmの距離で60分間照射して硬化させた。室温まで放冷した後、モールドから離型し、硬化物を得た。得られた硬化物の屈折率および鉛筆硬度の測定結果を表4に示した。
【0072】
(実施例53−68)実施例52におけるチオールAをチオールB〜Qに替え、表4に示した重量比で調合した組成物を実施例52と同様の方法で硬化させた。得られた硬化物の屈折率の測定結果を表4に示した。
【0073】
(比較例4)実施例52におけるチオールAを4TPに替え、表4に示した重量比で調合した組成物を実施例52と同様の方法で硬化させた。得られた硬化物の屈折率の測定結果を表4に示した。
【0074】
【表4】
Figure 0004321055
【0075】
【発明の効果】
本発明の含硫ポリチオール化合物を含有した重合性組成物を硬化させることにより、高い屈折率を有する硬化物を得ることができた。

Claims (5)

  1. 下記一般式(1)で表される含硫ポリチオール化合物。
    Figure 0004321055
    (式中、aは1の整数を表す。また、R1とR4が同一で、式(2)、式(3)またはフェニル基のいずれかを表し、R2とR3が水素原子を表す。)
    Figure 0004321055
    Figure 0004321055
  2. 請求項1記載の含硫ポリチオール化合物、およびそれらと共重合可能な化合物を含有する重合性組成物。
  3. 請求項記載の重合性組成物を重合して得られる硬化物。
  4. 屈折率が1.6以上である請求項記載の硬化物。
  5. 請求項記載の硬化物からなる光学材料。
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