JP5293932B2 - 9,10−エタノアントラセン骨格を有する新規なモノ(メタ)アクリレート化合物及びその製造法 - Google Patents

9,10−エタノアントラセン骨格を有する新規なモノ(メタ)アクリレート化合物及びその製造法 Download PDF

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Description

本発明は、アクリレート化合物に関し、特に、として有用なアクリレート化合物及びその製造法に関する。
本発明の9,10−エタノアントラセン骨格を有するモノ(メタ)アクリレート化合物は、高屈折率を有する9,10−エタノアントラセン骨格と重合性を有するアクリレート基の両方を有する化合物である。そして、この高屈折率を有する化合物を重合した高分子化合物もまた同様に高屈折率を有し、特に光学分野で有用な材料として期待される。
近年光学分野においてガラス代替材料としてプラスチックが盛んに用いられている。たとえば、ポリカーボネートやポリメチルメタクリレート等がよく知られている。これらプラスチック材料は、軽量性、安全性、意匠性を有している反面、屈折率の面では無機ガラスより低く、分厚くなりやすいという欠点がある。そこで、近年、高屈折率を有するプラスチック材料に対する要望が高くなってきている。特に、高屈折率プラスチック材料の光学用物品への進出は著しく、液晶ディスプレイ用パネル、カラーフィルター、眼鏡レンズ、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、TFT用のプリズムレンズシート、非球面レンズ、光ディスク、ホログラム、光ファイバー、光道波路等への検討が盛んに行われている。
プラスチックの屈折率とその原料となるモノマーの屈折率とは正の相関関係にあり、高屈折率のプラスチックを得るためには高分子を構成するモノマー部分が高屈折率を有するものであることが必要である。
モノマーとしての有機化合物の屈折率を高くする方法としては、分子構造中にハロゲン原子(フッ素を除く)や硫黄原子さらには芳香環を導入することが有用であることは既に良く知られている。たとえば、ハロゲン原子の有する高い固有屈折率を利用し、ビフェニル環にハロゲン原子を導入した高屈折率重合体が報告されている(特許文献1)。しかし、ハロゲン化によって、耐光性が著しく劣化し、また、高比重であるという欠点があった。又ハロゲン以外に高い固有屈折率を有する硫黄原子を有する単量体組成物も報告されている(特許文献2)。しかし、これらは高い屈折率、優れた耐衝撃性を有するものの、得られたポリマーの耐光性が著しく劣り、硫黄特有の不快臭が問題となる欠点があった。また、これらを用いたプラスチックが廃棄物として処理されるとき、有害なガスや化合物を生じることが懸念される。
一方、芳香環の導入に関してはこれまで、ベンゼン環、ビフェニル環を有する高屈折率材料が知られており、これらは、軽く透明性にすぐれ、バランスの良い高屈折率材料となる(特許文献3等)。しかし、これらベンゼン環を用いた場合、ハロゲン原子や硫黄原子を含まないものでモノマーの屈折率として1.55を超えるものを得ることは困難であった。また、ビフェニル環を有する化合物の場合、たとえば2−(ビフェニル−2−イルオキシ)エチルアクリレートは屈折率1.576を示す高屈折率化合物であるが、このものは、320nm近辺にビフェニル骨格特有のUV吸収を持ち、この化合物を光ラジカル重合させるとき、用いる光源によっては、光重合開始剤の吸収波長と重なる場合があり、光重合反応が効率良く行われないという欠点を有している。さらに、高い屈折率を得るため、芳香族を含む多環化合物であるアントラセン環、フルオレン環の導入も検討されている(特許文献4)。また、アントラセン基やフルオレン基等芳香環を含む多環化合物基を高分子反応によりポリマーに導入する試みもなされている(特許文献5)。
しかしながら、アントラセン環やフルオレン環の導入により比較的高い屈折率をもつポリマーが得られるが、フルオレン環を導入した場合は、紫外領域に吸収があり、光照射により着色しやすくなり、耐光性に問題が出てくる。またアントラセン環を導入した場合はアントラセン環が蛍光を発するため、光学材料分野での適用は困難である等の問題がある。
よって、高屈折率を有する芳香族多環化合物であり、アントラセン基やフルオレン基にみられるような紫外域の吸収や蛍光の問題が無い透明性にすぐれた化合物基を持つ重合可能なモノマーの開発が望まれている。
一方、アントラセン化合物がジエノフィルとディールス・アルダー反応することは知られており、このディールス・アルダー反応により9,10−エタノアントラセン骨格を有する化合物が合成されている。例えば、無置換のアントラセンが無水マレイン酸、マレイミド、マレイン酸エステル、アクロレイン、アクリロニトリル、ベンゾキノン等のジエノフィルとディールス・アルダー反応し、9,10−エタノアントラセン化合物を与えることが知られている(非特許文献1、2、3等)。
しかし、本発明の9,10−エタノアントラセン骨格を含むアクリレート化合物について合成された例は無く、本発明のアントラセン化合物とジエノフィルとのディールス・アルダー反応によって得られた9,10−エタノアントラセン骨格を含むアクリレート化合物について、重合物を合成するためのモノマーとして又は光学材料の原料モノマーとして検討された例はない。
特開平05−170702号公報 特開2002−20433号公報 特開2003−064296号公報 特開2004−083855号公報 特開2006−312709号公報 「ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサエティー(J.Am.Chem.Soc.)」、(米国)、 1948年、70巻、p.1458 「ジャーナル オブ オーガニック ケミストリー(J.Org.Chem.)、(米国)、1939年、4巻、p.60 「ヒェミッシェ・ベリヒテ(Chemische Berichte)」、(ドイツ)、1931年、64巻、p.1676
本発明者らは、かかる状況に鑑み、これらの欠点を排除した技術を提供すべく鋭意検討した結果、本発明を完成するに至ったものである。すなわち、本発明の目的は次のとおりである。
高い屈折率を有し、紫外域の吸収や蛍光の問題がなく透明性にすぐれた新規なモノ(メタ)アクリレート化合物を提供することであり、当該化合物の工業的に有利な製造法を提供することである。
上記目的を達成するために、第一発明では、一般式(1)で示される9,10−エタノアントラセン骨格を有する新規なモノ(メタ)アクリレート化合物を提供する。
一般式(1)において、nは1以上、10未満の整数を表し、Xは水素原子、アルキル基若しくはアリール基が結合した窒素原子、又は酸素原子を示し、Y、Yは同一であっても異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示し、Rは水素原子又はメチル基を示し、R又はRのいずれか一方は水素原子を示し、他方は水素原子、メチル基又はエチル基を示し、Rは水素原子又はメチル基を示す。
本発明の記述において、(メタ)アクリレート化合物とは、アクリレート化合物又はメタクリレート化合物を表す。また、(メタ)アクリル化とは、アクリル化又はメタクリル化を表す。
また、本発明の記述において、9,10−エタノアントラセン骨格とは下記構造式(10)の骨格を表す。
また、第二発明では、一般式(2)に示すアントラセン化合物と一般式(3)に示すジエノフィルをディールス・アルダー反応させることを特徴とする一般式(1)に示す9,10−エタノアントラセン骨格を有するモノ(メタ)アクリレート化合物の製造法を提供する。
式(2)においてnは1以上、10未満の整数を表し、Rは水素原子又はメチル基を示し、R又はRのいずれか一方は水素原子を示し、他方は水素原子、メチル基又はエチル基を示し、Y及びYは同一であっても異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示す。
一般式(3)において、Rは水素原子又はメチル基を示し、Xは水素原子、アルキル基若しくはアリール基が結合した窒素原子、又は酸素原子を示す。
さらにまた、第三発明では、一般式(4)に示す9,10−エタノアントラセン骨格を含むヒドロキシ化合物を(メタ)アクリル化することを特徴とする一般式(1)に示す9,10−エタノアントラセン骨格を有するモノ(メタ)アクリレート化合物の製造法を提供する。
一般式(4)において、nは1以上、10未満の整数を表し、Xは水素原子、アルキル基若しくはアリール基が結合した窒素原子、又は酸素原子を示し、Y及びYは同一であっても異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示し、R又はRのいずれか一方は水素原子を示し、他方は水素原子、メチル基又はエチル基を示し、Rは水素原子又はメチル基を示す。
本発明は、以下に詳細に記述するとおりであり、次のような特別に有利な効果を奏し、その産業上の利用価値は極めて大である。
本発明の9,10−エタノアントラセン骨格を含むモノ(メタ)アクリレート化合物は新規な化合物であり、かつ、高い屈折率を示すとともに、250nm以上にUV吸収を持たない透明な化合物であり、高屈折率光学材料として工業的に有用な化合物である。
以下、本発明を詳細に記述する。
本発明の第一発明に係る化合物は、下記一般式(1)によって示される、9,10−エタノアントラセン骨格を有する新規なモノ(メタ)アクリレート化合物である。
一般式(1)において、nは1以上、10未満の整数を表し、Xは水素原子、アルキル基若しくはアリール基が結合した窒素原子、又は酸素原子を示し、Y及びYは同一であっても異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示し、Rは水素原子又はメチル基を示し、R又はRのいずれか一方は水素原子を示し、他方は水素原子、メチル基又はエチル基を示し、Rは水素原子又はメチル基を示す。
一般式(1)において、Xで示される水素原子、アルキル基若しくはアリール基が結合した窒素原子における窒素原子に結合したアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ドデシル基、シクロヘキシル基、2−カルボキシエチル基、ベンジル基等が挙げられ、窒素原子に結合したアリール基としては、フェニル基、p−クロロフェニル基等のハロゲン置換フェニル基、p−トリル基等のアルキル置換フェニル基、p−ヒドロキシフェニル基、p−メトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、p−カルボキシフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。特に、窒素原子にアリール基が結合した化合物は、屈折率が高いため好ましい。
また、Y及びYで示されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、アミル基、2−エチルヘキシル基等が挙げられ、ハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子,臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基,n―プロポキシ基,n−ブトキシ基、n−ヘキシルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基等が挙げられ、アリールオキシ基としては、フェノキシ基、p−メチルフェノキシ基、o−メチルフェノキシ基、p−クロロフェノキシ基、o−クロロフェノキシ基、p−ヒドロキシフェノキシ基,o−ヒドロキシフェノキシ基等が挙げられる。
また、一般式(1)において、nが1であり、Xが酸素原子であり、Y及びYが水素原子である場合は、一般式(6)に示す9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物化合物となる。
一般式(6)において、R及びRは同一であっても異なっていても良く、水素原子又はメチル基を示し、R又はRのいずれか一方は水素原子を示し、他方は水素原子、メチル基又はエチル基を示す。
さらにまた、一般式(1)において、nが1であり、Xが、アリール基が結合した窒素原子であり、Rが水素原子であり、Y及びYが水素原子である場合は、一般式(8)にしめす9,10−エタノアントラセン−11,12−マレイミド化合物となる。
一般式(8)において、Arはアリール基を示し、Rは水素原子又はメチル基を示し、R又はRのいずれか一方は水素原子を示し、他方は水素原子、メチル基又はエチル基を示す。また、一般式(8)におけるArで表されるアリール基は、一般式(7)の化合物における場合と同様である。
一般式(6)で表される化合物の例としては、次の化合物が挙げられる。9,10−ジヒドロ−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物(下記構造式(6−1)の化合物)、9,10−ジヒドロ−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−(1−メチル−2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−(1−メチル−2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−(1−メチル−2−アクリロイルオキシエトキシ)−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−(1−メチル−2−メタクリロイルオキシエトキシ)−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物等が挙げられる。
例示した化合物において、9,10−ジヒドロ−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物と9,10−ジヒドロ−9−(1−メチル−2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物と9,10−ジヒドロ−9−(1−メチル−2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物などの化合物は、9,10−エタノアントラセン骨格と(メタ)アクリルオキシ基を結合するヒドロキシエチレン基における置換基であるメチル基の位置が異なる異性体である。以下、同様に置換基がエチル基の場合も含め、この関係にある化合物をヒドロキシエチレン基における異性体と称する。
さらに、これら一般式(6)の化合物の9,10−エタノアントラセン骨格に置換基が付いた化合物として次のものが挙げられる。t−ブチル基で置換された化合物として、9,10−ジヒドロ−2−t−ブチル−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−t−ブチル−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−t−ブチル−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−t−ブチル−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−12−メチル− 9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−t−ブチル−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−t−ブチル−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−t−ブチル−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−t−ブチル−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、及びこれらの化合物のヒドロキシエチレン基における異性体等があげられる。
そしてさらに、メチル基で置換された化合物として、9,10−ジヒドロ−2−メチル−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−メチル−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−メチル−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−メチル−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−メチル−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−メチル−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)− 9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−メチル−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−メチル−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、及びこれらの化合物のヒドロキシエチレン基における異性体等があげられる。
さらに、クロル基で置換された化合物として、9,10−ジヒドロ−2−クロル−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−クロル−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−クロル−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−クロル−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−クロル−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−クロル−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−クロル−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−2−クロル−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、及びこれらの化合物のヒドロキシエチレン基における異性体等があげられる。
また、一般式(1)において、nが2以上であり、Xが酸素原子であり、Y及びYが水素原子である場合の化合物としては、9,10−ジヒドロ−9−[2−(アクリロイルオキシエトキシ)エトキシ]−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−[2−(メタクリロイルオキシエトキシ)エトキシ]−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−[2−(アクリロイルオキシエトキシ)エトキシ]−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−[2−(メタクリロイルオキシエトキシ)エトキシ]−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−[2−(アクリロイルオキシプロポキシ)プロポキシ]−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−[2−(メタクリロイルオキシプロポキシ)プロポキシ]−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−[2−(アクリロイルオキシプロポキシ)プロポキシ]−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−[2−(メタクリロイルオキシプロポキシ)プロポキシ]−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−{2−[2−(2−アクリロイルオキシエトキシ)エトキシ]エトキシ}−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−{2−[2−(2−アクリロイルオキシエトキシ)エトキシ]エトキシ}−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、及びこれらの化合物のヒドロキシエチレン基における異性体等が挙げられる。
さらに、同様に一般式(1)において、nが2以上であり、Xが酸素原子であり、Y及びYが水素原子である場合の例示の化合物の9,10−エタノアントラセン骨格の2位にt−ブチル基、メチル基又はクロル基等で置換された化合物を挙げることができる。
また、一般式(8)で表される化合物の例としては、次の化合物が挙げられる。9,10−ジヒドロ−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、及びこれらの化合物のヒドロキシエチレン基における異性体が挙げられる。
さらに、これら一般式(8)の化合物の9,10−エタノアントラセン骨格に置換基が付いた化合物として次のものが挙げられる。9,10−ジヒドロ−2−t−ブチル−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−t−ブチル−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−t−ブチル−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−t−ブチル−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−t−ブチル−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−t−ブチル−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−t−ブチル−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−t−ブチル−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、及びこれらの化合物のヒドロキシエチレン基における異性体等が挙げられる。
そしてさらに、メチル基で置換された化合物として、9,10−ジヒドロ−2−メチル−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−メチル−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−メチル−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−メチル−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−メチル−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−メチル−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−メチル−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−メチル−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、及びこれらの化合物のヒドロキシエチレン基における異性体等が挙げられる。
さらに、クロル基で置換された化合物として、9,10−ジヒドロ−2−クロル−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−クロル−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−クロル−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−クロル−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−クロル−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−クロル−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−クロル−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−2−クロル−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、及びこれらの化合物のヒドロキシエチレン基における異性体等が挙げられる。
また、一般式(1)において、nが2以上であり、Xが、アリール基が結合した窒素原子であり、Y及びYが水素原子である場合の化合物としては、9,10−ジヒドロ−9−[2−(アクリロイルオキシエトキシ)エトキシ]−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−[2−(メタクリロイルオキシエトキシ)エトキシ]−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−[2−(アクリロイルオキシエトキシ)エトキシ]−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−[2−(メタクリロイルオキシエトキシ)エトキシ]−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−[2−(アクリロイルオキシプロポキシ)プロポキシ]−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−[2−(メタクリロイルオキシプロポキシ)プロポキシ]−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−[2−(アクリロイルオキシプロポキシ)プロポキシ]−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−[2−(メタクリロイルオキシプロポキシ)プロポキシ]−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−{2−[2−(2−アクリロイルオキシエトキシ)エトキシ]エトキシ}−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−{2−[2−(2−アクリロイルオキシエトキシ)エトキシ]エトキシ}−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−トリルイミド、及びこれらの化合物のヒドロキシエチレン基における異性体等が挙げられる。
さらに、同様に一般式(1)において、nが2以上であり、Xが、アリール基が結合した窒素原子であり、Y及びYが水素原子である場合の例示の化合物の9,10−エタノアントラセン骨格の2位にt−ブチル基、メチル基又はクロル基等で置換された化合物を挙げることができる。
次に、一般式(1)の9,10−エタノアントラセン骨格を有するモノ(メタ)アクリレート化合物の製造法についてであるが、図1に示すようにAルートとBルートの二通りの合成経路が可能である。
ルートAに示す方法は、一般式(9)に示すアントラセン骨格を有するヒドロキシ化合物をまず(メタ)アクリル化して一般式(2)に示すアントラセン骨格を有する(メタ)アクリレート化合物とし、ついで、ジエノフィルとのディールス・アルダー反応によって一般式(1)に示す9,10−エタノアントラセン骨格を有する(メタ)アクリレート化合物を得る方法である。次に、ルートBに示す方法は、まず一般式(9)に示すアントラセン骨格を有するヒドロキシ化合物をジェノフィルとディールス・アルダー反応させて、一般式(4)に示す9,10−エタノアントラセン骨格を有するヒドロキシ化合物とし、ついで、このものを(メタ)アクリル化して、一般式(1)に示す9,10−エタノアントラセン骨格を有する(メタ)アクリレート化合物を得る方法である。
まず、両ルートの出発原料となる一般式(9)で表されるアントラセン骨格を有するヒドロキシ化合物であるが、このものは、次のようにして合成できる。
一般式(9)において、nは1以上、10未満の整数を表し、Y及びYは同一であっても異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示し、R又はRのいずれか一方は水素原子を示し、他方は水素原子、メチル基又はエチル基を示す。
まず、一般式(9)において、nが0の場合9−アントラノール化合物となる。このものは、対応する9−アントロン化合物を異性化することにより合成することができる。9−アントロン化合物は9,10−アントラキノン化合物より合成可能であることから、9−アントラノール化合物は水酸基が置換されたアントラセン化合物群の中でも工業的に入手容易な化合物である。
一般に、9−アントロン化合物の異性化に用いられる薬剤としては、酸、塩基ともに使用可能である。酸としては塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸等の有機酸、酸化アルミニウム、酸性イオン交換樹脂等の固体酸が挙げられる。また、塩基としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属塩、ピリジン、ピペリジン、トリエチルアミン等の有機塩基が挙げられる。異性化反応は通常溶媒の存在下に行われる。溶媒としては、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−i−ブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒、ピリジン、N−メチルピロリドン等の塩基性溶媒が挙げられる。通常、80℃から120℃の範囲で、30分から2時間加熱することにより、9−アントロン化合物の9−アントラノール化合物への異性化は完了する。かくして得られた9−アントラノール化合物は単離することなく、次の反応に使用される。
次に、nが1以上の化合物であるが、このものは9−アントラノール化合物を酸化エチレン、酸化プロピレン又は酸化ブチレンと反応させることにより合成可能である。
この反応は酸化エチレン等の酸化アルキレンが水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物存在下に開環して9−アントラノール化合物とエーテル化反応するものである。このエーテル化反応に用いる溶媒としては、水又はメタノール、エタノール、プロピルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコールのようなアルコール溶媒、ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミドのようなプロトン性溶媒、又はメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン系溶媒、さらにはテトラヒドロフランのような水溶性エーテル系溶媒を用いる。また、これらの混合溶媒でもよい。
9−アントラノール化合物と酸化アルキレンとの反応は、添加するアルカリの種類や量、およびその他の条件にもよるが、好ましい反応温度は10℃以上、80℃以下であり、反応時間は1時間以上、5時間以下である。反応圧力は0.2MPa以上、0.5MPa以下で行われる。
酸化アルキレンとの反応において、n=1の化合物を得る場合は、酸化アルキレンの使用量は反応条件により最適値が異なるが9−アントラノール化合物に対して1モルから5モル倍が好ましい。通常は、n=1の化合物が主として生成し、酸化アルキレンを過剰に添加するに従いn=2そしてn=3の化合物とnの数の大きな化合物が生成し始める。n=1の化合物とn=2以上の化合物とは反応溶媒に対する溶解度が違い、n=2以上の化合物は反応溶媒に対して良く溶けるので、溶解したn=2以上の化合物をろ過することにより、n=1の付加体とn=2以上の付加体を分離することが出来る。酸化アルキレンを5モル倍以上の大過剰量使用する場合はn=2以上の付加反応物の生成が優勢となり、生成物はnの値の異なる化合物の混合物となる。このn=2以上の付加体を含む溶液から、再結晶あるいはカラム処理することにより、n=2以上の化合物をさらに分離することが出来る。
酸化アルキレンとして、酸化プロピレン又は酸化ブチレンを用いた場合は、9−アントラノール化合物と酸化アルキレンの反応位置の違いにより、一般式(9)におけるRが水素原子となりRがメチル基又はエチル基となる化合物とRがメチル基又はエチル基でRが水素原子となる化合物の両方が生成する。一般に、酸素アニオンが酸化アルキレンにおける立体障害の小さな炭素原子を攻撃するためRがメチル基又はエチル基となりRが水素原子となる化合物が主として生成する。これらの異性体のいずれも、本発明の9,10−エタノアントラセン骨格を有するモノ(メタ)アクリレート化合物を合成するための原料とすることができる。また、これらの異性体を分離することなく、9,10−エタノアントラセン骨格を有するモノ(メタ)アクリレート化合物を合成するための原料とすることも可能であり、それぞれの原料に対応して生成した9,10−エタノアントラセン骨格を有するモノ(メタ)アクリレート化合物の混合物もまた、高い屈折率を示すとともに、250nm以上にUV吸収を持たず、かつラジカル重合可能な化合物となる。
次に、ルートAを経由する一般式(1)の化合物の製造法について説明する。この経路では、まず一般式(9)に示すアントラセン化合物を塩化アクリロイル又は塩化メタクリロイルと塩基存在下又は塩基非存在下に反応させることにより、一般式(2)の化合物を合成する。
一般式(2)においてnは1以上、10未満の整数を表し、Rは水素原子又はメチル基のいずれかを示し、R又はRのいずれか一方は水素原子を示し、他方は水素原子、メチル基又はエチル基を示し、Y及びYは同一であっても異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示す。
一般式(2)においてY及びYで表されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、t−ブチル基,i−アミル基等が挙げられ、ハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子,臭素原子、沃素原子が挙げられ、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基,n−プロポキシ基,n−ブトキシ基等が挙げられ、アリールオキシ基としてはフェノキシ基、p−トリルオキシ基、p−クロロフェノキシ基等が挙げられる。
一般式(2)で表される化合物としてはたとえば次のものが挙げられる。すなわち、9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)アントラセン、9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)アントラセン、9−(2−アクリロイルオキシブトキシ)アントラセン、9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)アントラセン、9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)アントラセン、9−(2−メタクリロイルオキシブトキシ)アントラセン、9−[2−(2−アクリロイルオキシエトキシ)エトキシ]アントラセン、9−[2−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)エトキシ]アントラセン、及びこれらの化合物のヒドロキシエチレン基における異性体等である。
さらには、アントラセン骨格の2の位置にt−ブチル基で置換された化合物としては、2−t−ブチル−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)アントラセン、2−t−ブチル−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)アントラセン、2−t−ブチル−9−(2−アクリロイルオキシブトキシ)アントラセン、2−t−ブチル−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)アントラセン、2−t−ブチル−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)アントラセン、2−t−ブチル−9−(2−メタクリロイルオキシブトキシ)アントラセン、2−t−ブチル−9−[2−(2−アクリロイルオキシエトキシ)エトキシ]アントラセン、及びこれらの化合物のヒドロキシエチレン基における異性体等が挙げられる。
そしてさらに、メチル基で置換された化合物として、2−メチル−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)アントラセン、2−メチル−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)アントラセン、2−メチル−9−(2−アクリロイルオキシブトキシ)アントラセン、2−メチル−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)アントラセン、2−メチル−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)アントラセン、2−メチル−9−(2−メタクリロイルオキシブトキシ)アントラセン、2−メチル−9−[2−(2−アクリロイルオキシエトキシ)エトキシ]アントラセン、及びこれらの化合物のヒドロキシエチレン基における異性体等が挙げられる。
そしてさらに、クロル基で置換された化合物として、2−クロル−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)アントラセン、2−クロル−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)アントラセン、2−クロル−9−(2−アクリロイルオキシブトキシ)アントラセン、2−クロル−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)アントラセン、2−クロル−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)アントラセン、2−クロル−9−(2−メタクリロイルオキシブトキシ)アントラセン、2−クロル−9−[2−(2−アクリロイルオキシエトキシ)エトキシ]アントラセン、及びこれらの化合物のヒドロキシエチレン基における異性体等が挙げられる。
一般式(9)に示すアントラセン化合物と塩化アクリロイル又は塩化メタクリロイルとを反応させる場合に使用可能な塩基としては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、α−ピコリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、ピペリジン等が挙げられる。また、反応は一般的に溶媒中で行われるが、用いる溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼンのような芳香族系溶媒、塩化メチレン、ジクロロエタン、ジクロロエチレンのようなハロゲン化炭素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン系溶媒、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミドのようなアミド系溶媒、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンのようなエーテル系溶媒が好適に用いられる。一般式(9)に示すアントラセン化合物に対する塩化アクリロイル又は塩化メタクリロイルの添加量は、1モル倍から6モル倍、好ましくは1.2モル倍から4モル倍である。反応温度は0℃から80℃、好ましくは0℃から20℃である。本反応は発熱反応であり、冷却が必要である。反応時間は15分から60分程度である。反応終了後、水又はメタノールを加えて未反応の塩化アクリロイル又は塩化メタクリロイルを水和した後、塩酸塩をろ過して除去し、次いでろ液に水を添加して晶析し、析出した結晶をろ過することにより、結晶を単離することが出来る。
次にこのようにして得られた一般式(2)の化合物と一般式(3)に示すジエノフィルとをディールス・アルダー反応させることにより、一般式(1)の化合物を得ることができる。
一般式(3)において、Rは水素原子又はメチル基を示し、Xは水素原子、アルキル基若しくはアリール基が結合した窒素原子、又は酸素原子を示す。
一般式(3)で表されるジエノフィルとしては、まずXが酸素原子のときは、無水マレイン酸、無水シトラコン酸が挙げられる。そして、Xが水素原子、アルキル基若しくはアリール基が結合した窒素原子のときはマレイミド化合物となり、水素原子が結合したマレイミド、アルキル基が結合したN−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−ドデシルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−(2−カルボキシエチル)マレイミド、N−ベンジルマレイミド等、また、アリール基が結合したN−フェニルマレイミド、N−トリルマレイミド、N−(p−クロロフェニル)マレイミド、N−(p−メトキシフェニル)マレイミド等が挙げられる。
一般式(2)に示すアントラセン骨格を含むアクリレート化合物と一般式(3)のジエノフィルである無水マレイン酸、無水シトラコン酸又はマレイミド化合物等とのディールス・アルダー反応は一般的には溶媒中で実施される。溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香属系溶媒、メタノール、エタノール, n−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール等のアルコール系の溶媒、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサンオン等のケトン系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒、酢酸、プロピオン酸,酪酸等の有機酸系溶媒が好適に使用できる。もちろん,無溶媒下での反応も可能である。
反応温度は、好ましくは80℃以上,160℃以下、より好ましくは100℃以上、130℃以下である。80℃未満であれば、反応の進行が遅く、原料が残り、また、160℃を超えると副反応が生じ生成物の純度が低下し好ましくない。
アントラセン化合物に対する無水マレイン酸、無水シトラコン酸又はマレイミド化合物等のジエノフィルの添加比は、一般的に、1モル倍以上、4モル倍以下である。1モル倍未満であれば原料アントラセン化合物が残り、また4モル倍を超えると生成物へのジエノフィルの混入が起きて生成物の純度が低下し好ましくない。
ディールス・アルダー反応の反応速度が遅い場合は触媒を使用して、反応速度を高めることも可能である。触媒としては、三フッ化ホウ素等が好適に用いられる。触媒の濃度は、アントラセン化合物に対し、好ましくは0.1重量%以上、20重量%以下である。より好ましくは2重量%以上、10重量%以下である。0.1重量%未満であれば、反応速度が遅くて反応終了までに時間がかかりすぎ、20重量%を超えると着色等が進み、生成物の純度が低下する。
当該ディールス・アルダー反応において、アクリロイル基あるいはメタクリロイル基の重合反応を防止するために重合禁止剤を存在させてもよい。重合禁止剤としては、ハイドロキノン、4−メトキシフェノール(メトキノン)等が用いられる。重合禁止剤の添加量としては、アントラセン化合物に対して0.1〜5重量%添加するのが好ましい。
反応終了後、反応液を冷却し、ついで、例えばメタノール、エタノール、 n−ヘキサン等の貧溶媒を添加し、濃縮することにより、一般式(1)で表される9,10−エタノアントラセン骨格を有するモノ(メタ)アクリレート化合物の無色から白黄色の結晶を得ることができる。得られた9,10−エタノアントラセン骨格を有するモノ(メタ)アクリレート化合物の屈折率をアタゴ製屈折率計T1により測定した結果、市販アクリレートに比べて、高い屈折率を有することが分かった。
次に、ルートBを経由する一般式(1)の化合物の製造法について説明する。この経路では、まず一般式(9)に示すアントラセン化合物を上記一般式(3)のジエノフィルとディールス・アルダー反応させることにより、一般式(4)の化合物を合成する。
一般式(4)において、nは1以上、10未満の整数を表し、Xは水素原子、アルキル基若しくはアリール基が結合した窒素原子、又は酸素原子を示し、Y及びYは同一であっても異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示し、R又はRのいずれか一方は水素原子を示し、他方は水素原子、メチル基又はエチル基を示し、Rは水素原子又はメチル基を示す。
一般式(3)で表されるジエノフィルとしては、まずXが酸素原子のときは、無水マレイン酸、無水シトラコン酸が挙げられる。そして、Xが水素原子、アルキル基若しくはアリール基が結合した窒素原子のときはマレイミド化合物となり、水素原子が結合したマレイミド、アルキル基が結合したN−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−ドデシルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−(2−カルボキシエチル)マレイミド、N−ベンジルマレイミド等、また、アリール基が結合したN−フェニルマレイミド、N−トリルマレイミド、N−(p−クロロフェニル)マレイミド、N−(p−メトキシフェニル)マレイミド等が挙げられる。
一般式(9)に示すアントラセン骨格を含むアクリレート化合物と一般式(3)のジエノフィルである無水マレイン酸、無水シトラコン酸又はマレイミド化合物とのディールス・アルダー反応は一般的には溶媒中で実施される。溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香属系溶媒、メタノール、エタノール, n−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール等のアルコール系の溶媒、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサンオン等のケトン系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒、酢酸、プロピオン酸,酪酸等の有機酸系溶媒が好適に使用できる。もちろん、無溶媒下での反応も可能である。
反応温度は、好ましくは80℃以上,160℃以下、より好ましくは100℃以上、130℃以下である。80℃未満であれば、反応の進行が遅く、原料が残り、また、160℃を超えると副反応が生じ生成物の純度が低下し好ましくない。
アントラセン化合物に対する無水マレイン酸、無水シトラコン酸又はマレイミド化合物等のジエノフィルの添加比は、一般的に、1モル倍以上、4モル倍以下である。1モル倍未満であれば原料アントラセン化合物が残り、また4モル倍を超えると生成物へのジエノフィルの混入が起きて生成物の純度が低下し好ましくない。
ディールス・アルダー反応の反応速度が遅い場合は触媒を使用して、反応速度を高めることも可能である。触媒としては、三フッ化ホウ素等が好適に用いられる。触媒の濃度は、アントラセン化合物に対し、好ましくは0.1重量%以上、20重量%以下である。より好ましくは2重量%以上、10重量%以下である。0.1重量%未満であれば、反応速度が遅くて反応終了までに時間がかかりすぎ、20重量%を超えると着色等が進み、生成物の純度が低下する。
反応終了後、反応液を冷却し、ついで、例えばメタノール、エタノール、n−ヘキサン等の貧溶媒を添加し、濃縮することにより、一般式(4)で表される9,10−エタノアントラセン骨格を有するヒドロキシ化合物の無色から白黄色の結晶を得ることができる。
一般式(4)において、Y又はYで表されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、アミル基、2−エチルヘキシル等が挙げられ、ハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子,臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基,n―プロポキシ基,n−ブトキシ基、n−ヘキシルオキシ基が挙げられ、アリールオキシ基としては、フェノキシ基、p−メチルフェノキシ基、o−メチルフェノキシ基、p−クロロフェノキシ基、o−クロロフェノキシ基、p−ヒドロキシフェノキシ基,o−ヒドロキシフェノキシ基等が挙げられる。
一般式(4)で表される化合物としてはたとえば次のものが挙げられる。すなわち、まず、Xが酸素原子であり、Y及びYが水素原子である場合は、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシエトキシ)−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシプロポキシ)−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシブトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシブトキシ)−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ]−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、9,10−ジヒドロ−9−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ]−12−メチル−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物、及びこれらの化合物のヒドロキシエチレン基における異性体が挙げられる。
次に、Xが水素原子、アルキル基若しくはアリール基が結合した窒素原子であり、Y及びYが水素原子である場合であるが、9位が2−ヒドロキシエトキシ基である、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−メチルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−エチルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−プロピルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−シクロヘキシルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−ドデシルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−ベンジルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−(p−トリル)イミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−(p−クロロフェニル)イミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−(p−メトキシフェニル)イミドが挙げられる。
さらには、9位が2−ヒドロキシプロポキシ基である、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−メチルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−エチルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−プロピルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−シクロヘキシルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−ドデシルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−ベンジルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−(p−トリル)イミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−(p−クロロフェニル)イミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−(p−メトキシフェニル)イミド、及びこれらの化合物のヒドロキシエチレン基における異性体が挙げられる。
さらには、9位が2−ヒドロキシブトキシ基である、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシブトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−メチルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシブトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−エチルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシブトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−プロピルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシブトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−シクロヘキシルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシブトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−ドデシルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシブトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−ベンジルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシブトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシブトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−(p−トリル)イミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシブトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−(p−クロロフェニル)イミド、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシブトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−(p−メトキシフェニル)イミド、及びこれらの化合物のヒドロキシエチレン基における異性体が挙げられる。
そのほか、9,10−ジヒドロ−9−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ]−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ]−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−(p−トリル)イミド、9,10−ジヒドロ−9−{2−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ]エトキシ}−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミド、9,10−ジヒドロ−9−{2−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ]エトキシ}−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−(p−トリル)イミド等が挙げられる。
そして、得られた一般式(4)で表される9,10−エタノアントラセン骨格を有するヒドロキシ化合物を塩化アクリロイル又は塩化メタクリロイルと塩基存在下又は塩基非存在下に反応させることにより、一般式(1)で表される9,10−エタノアントラセン骨格を有するモノ(メタ)アクリレート化合物を合成することができる。
一般式(4)に示す9,10−エタノアントラセン骨格を有するヒドロキシ化合物と塩化アクリロイル又は塩化メタクリロイルとを反応させる場合に使用可能な塩基としては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、α−ピコリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、ピペリジン等が挙げられる。また、反応は一般的に溶媒中で行われるが、用いる溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼンのような芳香族系溶媒、塩化メチレン、ジクロロエタン、ジクロロエチレンのようなハロゲン化炭素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン系溶媒、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミドのようなアミド系溶媒、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンのようなエーテル系溶媒が好適に用いられる。一般式(4)に示すアントラセン化合物に対する塩化アクリロイル又は塩化メタクリロイルの添加量は、1モル倍から6モル倍、好ましくは1.2モル倍から4モル倍である。反応温度は0℃から80℃、好ましくは0℃から20℃である。本反応は発熱反応であり、冷却が必要である。反応時間は15分から60分程度である。反応終了後、水又はメタノールを加えて未反応の塩化アクリロイル又は塩化メタクリロイルを水和した後、塩酸塩をろ過して除去し、次いでろ液に水を添加して晶析し、析出した結晶をろ過することにより、一般式(1)で表される9,10−エタノアントラセン骨格を有するモノ(メタ)アクリレート化合物の結晶を単離することが出来る。
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、以下の記載例に限定されるものではない。
生成物の確認および物性は下記の機器による測定により行った。
(1)融点:ゲレンキャンプ社製の融点測定装置、型式MFB−595(JIS K0064に準拠)
(2)赤外線(IR)分光光度計:日本分光社製、型式IR−810
(3)核磁気共鳴装置(NMR):日本電子社製、型式GSX FT NMR Spectorometer、270MHz
(4)Massスペクトル:島津製作所社製、質量分析計、型式GCMS−QP5000
(実施例) 9−(2−ヒドロキシエトキシ)アントラセンの合成
窒素ボックス中、攪拌機を付したオートクレーブ中で9−アントロン4.9g(25mmol)をメタノール25mlに分散し、水酸化ナトリウムの20重量%水溶液20g(水酸化ナトリウム4g、100mmol)を入れ密閉した。60℃で20分間加熱して9−アントロンを9−アントラノールとした後、反応液の温度を45℃まで下げた。そこに酸化エチレン5.5g(125mmol)を温度を50℃を越えないように、かつ圧力を0.3MPa越えないように保ちつつ60分を要して導入した。更に、反応温度を40℃に保持しながら反応を3時間続けた。反応終了後、室温まで冷却し、5重量%硫酸水溶液で中和した。中和に従い、結晶が析出するので、結晶を吸引ろ過し、得られた結晶をろ別して水洗した。80℃で乾燥することで9−(2−ヒドロキシエトキシ)アントラセンを3.5g(15mmol)得た。生成物の、9−(2−ヒドロキシエトキシ)アントラセンに対する収率は60mol%であった。
(1) 融点 : 115−116℃
(2)IR(KBr,cm−1): 3240,3040,2910,2860,1615,1410,1330,1272,1100,1080,1060,1024,880,832,782,720,698,650,546。
(3)H−NMR(CDCl,ppm): δ=2.48(t,J=7Hz,1H),4.20(t,J=7Hz,2H),4.35(t,J=7Hz,2H),7.35−7.58(m,4H),7.90−8.06(m,2H),8.26(s,1H),8.30−8.39(m,2H)。
(実施例)9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)アントラセンの合成
実施例と同様にして合成した9−(2−ヒドロキシエトキシ)アントラセン2.0g(8.4mmol)、アセトニトリル40ml、トリエチルアミン2.3g(23mmol)を仕込み、室温で、フラスコの内容物を攪拌・混合した後、塩化アクリロイル1.9g(21mmol)をアセトニトリル10mlに溶解した溶液を添加し、室温で1時間攪拌を継続した。このフラスコに純水10mlを加え、10分間攪拌を継続した後、さらに飽和食塩水10ml、酢酸エチル40mlを加えた。得られた反応生成物に純水10mlを加えて洗浄し、この洗浄操作を3回繰り返した。純水によって洗浄した後の液から有機層を分離した。分離した有機層を濃縮して得られた油状物質を、ヘキサン、酢酸エチルを展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィー法によって精製し、橙色油状の9−(2−アクリルオキシエトキシ)アントラセン1.5g(5.1mmol)を得た。生成物の9−(2−ヒドロキシエトキシ)アントラセンに対する収率は、61mol%であった。
(1)融点 : 室温で水飴状
(2)IR(neat,cm−1):730,1060,1094,1161,1188,1265,1290,1335,1402,1720。
(3)H−NMR(CDCl,ppm):δ=4.44−4.47(m,2H),4.66−4.68(m,2H),5.92(dd,1H),6.26(dd,1H),6.48(dd,1H),7.38−7.54(m,4H),8.2(s,1H),7.90−8.36(m,5H)。
(4)Massスペクトル:(EI−MS)m/z=292(M)。
(実施例)9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)アントラセンの合成
実施例と同様にして合成した9−(2−ヒドロキシエトキシ)アントラセン2.0g(8.4mmol)とアセトニトリル40ml、トリエチルアミン2.3g(23mmol)を混合した後、室温で塩化メタクリロイル2.2g(21mmol)のアセトニトリル10mL溶液を添加して1時間攪拌した。純水10mlを加え10分攪拌した後、飽和食塩水10mL、酢酸エチル40mlを加え、純水10mlで3回洗浄した。洗浄後の有機層を濃縮後、得られた油状物質をヘキサン、酢酸エチルを展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、黄色結晶の9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)アントラセン1.3g(4.3mmol)を得た。生成物の9−(2−ヒドロキシエトキシ)アントラセンに対する収率は、51mol%であった。
(1)融点:49℃
(2)IR(KBr,cm−1):731,1085,1155,1292,1318,1339,1383,1715。
(3)H−NMR(CDCl,ppm):δ=2.04(s,3H),4.43−4.50(m,2H),4.66−4.69(m,2H),5.66−5.82(m,1H),6.19−6.26(m,1H),7.39−7.54(m,4H),7.77−8.37(m,5H)。
(4)マススペクトル:(EI−MS)m/z=306(M
(実施例)9−(2−ヒドロキシプロポキシ)アントラセンの合成
窒素ボックス中、攪拌機を付したオートクレーブ中で9−アントロン4.9g(25mmol)をメタノール25mlに分散し、水酸化ナトリウムの20重量%水溶液20g(水酸化ナトリウム4g、100mmol)を加え、60℃で20分間加熱した後、反応液の温度を45℃まで下げた。次に、酸化プロピレン7g(120mmol)を少量ずつ加え、液の温度を約50℃に保持し、そのまま1時間加熱した。その後、室温まで冷却し、5重量%硫酸水溶液で中和する。中和に従い、結晶が析出するので、結晶を吸引ろ過し、乾燥後、カーキ色の粉末を、ヘキサン、酢酸エチルを展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィー法によって精製し、薄いカーキ色結晶のある9−(2−ヒドロキシプロポキシ)アントラセンを2.7g(11mmol)を得た。生成物の9−(2−ヒドロキシプロポキシ)アントラセンに対する収率は、43mol%であった。
(1)融点 : 127−128℃
(2)IR(KBr,cm−1): 3340,3040,2960,2910,2860,1615,1546,1432,1408,1330,1278,1160,1130,1080,996,874,840,782,730,690,652,550。
(3)H−NMR(CDCl,ppm): δ=1.40(d,J=8Hz,3H),2.83(d,J=4Hz,1H),4.11(d,J=8Hz,2H),4.46−4.60(m、1H),7.40−7.55(m,4H),7.95−8.04(m,2H),8.27(s,1H),8.28−8.37(m,2H)。
(実施例)9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)アントラセンの合成
実施例と同様にして合成した9−(2−ヒドロキシプロポキシ)アントラセン2.0g(8.0mmol)とアセトニトリル40ml、トリエチルアミン2.2g(22mmol)を仕込み、室温で、フラスコの内容物を混合した後、塩化アクリロイル1.8g(20mmol)をアセトニトリル10mlに溶解した溶液を添加し、1時間攪拌を継続した。このフラスコに純水10mlを加え、10分間攪拌を継続した後、さらに飽和食塩水10ml、酢酸エチル40mlを加えた。得られた反応生成物に純水10mlを加えて洗浄し、この洗浄操作を3回繰り返した。純水によって洗浄した後の液から有機層を分離した。分離した有機層を濃縮して得られた油状物質を、ヘキサン、酢酸エチルを展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィー法によって精製し、橙色油状の9−(2−アクリルオキシプロポキシ)アントラセン1.3g(4.3mmol)を得た。生成物の9−(2−ヒドロキシプロポキシ)アントラセンに対する収率は、53mol%であった。
(1)融点: 室温 水飴状
(2)IR(neat,cm−1):732、1090、1195、1342、1405、1720。
(3)H−NMR(CDCl,ppm):δ=1.56(d,3H)、4.16−4.34(m,2H)、5.53−5.64(m,1H)、5.90(dd,1H)、6.25(dd,1H)、6.50(dd,1H)、7.39−7.50(m,4H)、7.93−8.36(m,5H)。
(実施例)9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)アントラセンの合成
実施例と同様にして合成した9−(2−ヒドロキシプロポキシ)アントラセン2.0g(8.0mmol)、アセトニトリル40ml、トリエチルアミン2.2g(22mmol)を仕込み、室温で、フラスコ内容物を混合した後、塩化メタクリロイル1.9g(18mmol)をアセトニトリル10mlに溶解した溶液を添加し、1時間攪拌を継続した。このフラスコに純水10mlを加え、10分間攪拌を継続した後、さらに飽和食塩水10ml、酢酸エチル40mlを加えた。得られた反応生成物に純水10mlを加えて洗浄し、この洗浄操作を3回繰り返した。純水によって洗浄した後の液から有機層を分離した。分離した有機層を濃縮して得られた油状物質を、ヘキサン、酢酸エチルを展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィー法によって精製し、橙色油状の9−(2−メタクリルオキシプロポキシ)アントラセン1.3g(4.1mmol)を得た。生成物の9−(2−ヒドロキシプロポキシ)アントラセンに対する収率は、51mol%であった。
(1)融点: 室温 水飴状
(2)IRスペクトル(neat,cm−1):732,1085,1160,1340,1712。
(3) H−NMR(CDCl、ppm):δ=1.55(d,3H),2.00(s,3H),5.64−5.81(m,1H),6.22−6.24(m,1H),7.38−7.50(m,4H),7.92−8.37(m,5H)。
(4)マススペクトル:(EI−MS)m/z=320(M)。
(実施例) 9,10−ジヒドロ−9−ヒドロキシ−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物の合成
攪拌機、温度計付の300mlの三口フラスコに、9−アントロン5.8g(30mmol)、無水マレイン酸5.0g(51mmol)、p−トルエンスルホン酸100mgを加え、トルエン40g中、バス温106℃中1時間加熱した。液の色はカーキ色から薄い黄色に変化した。該反応液を水冷したところ、多量の無色の結晶が析出した。得られたスラリーを吸引ろ過し、ついで、トルエン10mlで2回ロート上洗浄を実施した。最後にウェットケーキを乾燥し、9,10−ジヒドロ−9−ヒドロキシ−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物の薄黄色の結晶を7.9g(27mmol)得た。生成物の9−アントロンに対する収率は91mol%であった。
(1)融点 :171−173℃
(2)IR(KBr、cm−1):3480,1852,1822,1770,1456,1230,1220,1070,980,930,920,760,750,721,522。
(3)H−NMR(CDCl,ppm):δ=3.44(d、J=9Hz,1H),3.64(dd,J=3Hz,J=9Hz,1H),4.79(d、J=3Hz,1H),7.15−7.41(m,6H),7.53(d,J=8Hz,1H),7.70(d,J=8Hz,1H)。
(実施例) 9,10−ジヒドロ−9−ヒドロキシ−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミドの合成
攪拌機、温度計付の300mlの三口フラスコに、9−アントロン7.8g(40mmol)、N−フェニルマレイミド8.6g(50mmol)、p−トルエンスルホン酸200mgを加え、トルエン40g中に分散し、該スラリーをバス温106℃中加熱した。1分後には均一溶液となり、さらに加熱を続けると20分後には白い結晶が多量に析出した。1時間加熱後、該反応液を水冷し、得られたスラリーを吸引ろ過し、ついで、トルエン10mlで2回ロート上洗浄を実施した。最後にウェットケーキを乾燥し、9,10−ジヒドロ−9−ヒドロキシ−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミドの真っ白い色粉末を14g(38mmol)得た。生成物の9−アントロンに対する収率は94mol%であった。
(1)融点 :183−186℃
(2)IR(KBr、cm−1):3420,1700,1498,1462,1382,1300,1275,1248,1180,920,770,720,690,562。
(3)H−NMR(CDCl,ppm):δ=3.10(bs,1H),3.28(d,J=9Hz,1H),3.50(dd、J=3Hz,J=9Hz,1H),4.84(d,J=3Hz,1H),6.48(m、2H),7.16−7.38(m,8H),7.42(d,J=8Hz,1H),7.56(d、J=8Hz,1H),7.74(d,J=8Hz,1H)。
(実施例) 9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物と9,10−ジヒドロ−9−(1−メチル−2−ヒドロキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物との混合物の合成
攪拌機、温度計付の300mlの三口フラスコに、実施例と同様にして合成したカラム精製前のカーキ色粉末2.5g(10mmol)、無水マレイン酸3.0g(31mmol)を加え、トルエン15g中、バス温106℃中1時間加熱した。液の色はカーキ色から薄い黄色に変化し、多量の無色の結晶が析出した。得られたスラリーを冷却した後、吸引ろ過し、ついで、トルエン10mlで2回ロート上洗浄を実施した。最後にウェットケーキを乾燥し、無色結晶を2.7g(7.7mmol)得た。このものは、H−NMR測定の結果、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物とその異性体である9,10−ジヒドロ−9−(1−メチル−2−ヒドロキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物との2:1モル比の混合物であることが判明した。生成物の収率は77mol%であった。この混合物は、分離することなく次の(メタ)アクリル化反応に用いた。
(1)融点 :241−242℃
(2)IR(KBr、cm−1):3570,3450,3070,2970,1860,1780,1460,1250,1222,1210,1070,940,762,758,740,534。
(3)H−NMR(CDCl,ppm):
・9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物については次の通り。 δ=1.50(d,J=8Hz,3H),3.68(dd,J=2Hz,J=9Hz,1H),3.87(d,J=9Hz,1H),4.10(t,J=8Hz,1H),4.28(dd,J1=6Hz,J2=8Hz,1H),4.41−4.55(m,1H),4.79(d,J=2Hz,1H),7.16−7.35(m,5H),7.40(d,J=8Hz,1H),7.60−7.70(m,2H)。
・異性体である9,10−ジヒドロ−9−(1−メチル−2−ヒドロキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物については、次の通り。
δ=1.42(d,J=8Hz,3H),3.68(dd,J=2Hz,J=9Hz,1H),3.87(d,J=9Hz,1H),4.30−4.40(m,2H),4.41−4.55(m,1H),4.79(d,J=2Hz,1H),7.16−7.35(m,5H),7.60−7.70(m,1H),7.78(d,J=8Hz,2H)。
(実施例10) 9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸―N−フェニルイミドの合成
攪拌機、温度計付の300mlの三口フラスコに、実施例と同様にして合成した9−(2−ヒドロキシエトキシ)アントラセン4.8g(20mmol)、N−フェニルマレイミド4.6g(27mmol)を加え、トルエン20g中、バス温106℃中1.5時間加熱した。液の色はカーキ色から薄い黄色に変化した。反応液を冷却し・濃縮した後、得られた固形物をトルエン20mlでリスラリーし、吸引ろ過した。最後にウェットケーキを乾燥し、9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルイミドの薄黄色の結晶を6.1g(15mmol)得た。生成物の9−(2−ヒドロキシエトキシ)アントラセンに対する収率は74mol%であった。
(1)融点 :224−225℃
(2)IR(KBr、cm−1):3430,3030,2920,1776,1700,1590,1460,1452,1382,1300,1261,1200,1094,1066,770,742,720,680,640,618,544。
(3)H−NMR(CDCl,ppm):δ=3.11(t、J=8Hz,1H),3.52(dd、J=3H,J=9Hz,1H),3.78(d,J−9Hz,1H),4.17(dt,J1=7Hz,J=8Hz,2H),4.45−4.53(m,1H),4.55−4.64(m,1H),4.80(d,J=3Hz、1H),6.45(d,J=8Hz,1H),6.47(d,J=8Hz,1H),7.15−7.34(m、8H),7.43(d,J=8Hz,1H),7.68(d,J=8Hz,1H),7.72(d,J=8Hz,1H)。
(実施例11) 9,10−ジヒドロ−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物の合成(Aルート)
攪拌機、温度計付の300mlの三口フラスコに、実施例と同様にして合成した9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)アントラセン2.9g(10mmol)、無水マレイン酸3.0g(31mmol)を加え、メトキノン70mg加えた後、トルエン20g加え、バス温106℃中1時間加熱した。液の色はカーキ色から明るい薄黄色に変化した。該反応液を水冷し、メタノール80ml加え、濃縮したところ、無色の結晶が析出した。得られたスラリーを吸引ろ過し、メタノール15mlで2回ロート上洗浄を実施した。最後にウェットケーキを乾燥し、9,10−ジヒドロ−9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物の白色の結晶2.1g(5.4mmol)得た。 生成物の9−(2−アクリロイルオキシエトキシ)アントラセンに対する収率は54mol%であった。
(1)融点 :199−200℃
(2)IR(KBr、cm−1): 3080,2980,1860,1780,1730,1680,1640,1460,1410,1290,1264,1230,1209,1100,1074,942,770,760,690,538。
(3)H−NMR(CDCl,ppm): δ=3.69(dd,J=2Hz,J=9Hz,1H),3.86(d,J=9Hz,1H),4.40−4.49(m、1H),4.64−4.72(m.2H),4.76(d,J=2Hz,1H),4.80−4.90(m,1H),5.94(d,J=8Hz,1H),6.29(dd,J=8Hz,J=17Hz,1H),6.57(d,J=17Hz,1H),7.16−7.32(m,5H),7.42(d,J=8Hz,1H),7.60−7.69(m,2H)。
(4)UV吸収 : 250nm以上に吸収は認められなかった。
(5)屈折率 : n=1.595
(実施例12) 9,10−ジヒドロ−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物の合成(Aルート)
攪拌機、温度計付の300mlの三口フラスコに、実施例と同様にして合成した9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)アントラセン7.5g(25mmol)、無水マレイン酸4.0g(41mmol)を加え、メトキノン70mg加えた後、トルエン30g加え、バス温106℃中1時間加熱した。液の色はカーキ色から明るい黄緑色に変化した。該反応液を水冷し、メタノール150ml加え、濃縮したところ、多量の無色の結晶が析出した。得られたスラリーを吸引ろ過し、メタノール20mlで2回ロート上洗浄を実施した。最後にウェットケーキを乾燥し、9,10−ジヒドロ−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物の白色の結晶6.5g(16mmol)得た。生成物の、9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)アントラセンに対する収率は66mol%であった。
(1)融点 :167−168℃
(2)IR(KBr、cm−1) : 3080,2980,1862,1782,1724,1640,1460,1300,1234,1178,1100,1080,942,910,772,761,742,656,540。
(3)H−NMR(CDCl,ppm) : δ=2.05(s,3H),3.70(dd,J=2Hz,J=9Hz,1H),3.86(d,J=9Hz,1H),4.40−4.49(m,1H),4.62−4.69(m,1H),4.76(d,J=2Hz,1H),4.68−4.88(m,2H),5.67(s,1H),6.28(s、1H),7.16−7.32(m,5H),7.40(d,J=8Hz,1H),7.63−7.70(m、2H)。
(4)UV吸収 : 250nm以上に吸収は認められなかった。
(5)屈折率 : n=1.586
(実施例13) 9,10−ジヒドロ−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物と9,10−ジヒドロ−9−(1−メチル−2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物との混合物の合成(Aルート)
攪拌機、温度計付の200mlの三口フラスコに、実施例と同様にして合成したカラム精製前の油状物6.3g(21mmol)、無水マレイン酸4.0g(41mmol)を加え、メトキノン70mg加えた後、トルエン25g加え、バス温106℃中1時間加熱した。液の色はカーキ色から明るい黄緑色に変化した。該反応液を水冷し、メタノール100ml加え、濃縮したところ、多量の無色の結晶が析出した。得られたスラリーを吸引ろ過し、メタノール20mlで2回ロート上洗浄を実施した。最後にウェットケーキを乾燥し、白色の結晶を3.6g(9.0mmol)得た。このものは、H−NMR測定の結果、9,10−ジヒドロ−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物とその異性体である9,10−ジヒドロ−9−(1−メチル−2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物との5:2モル比の混合物であることが判明した。生成物の収率は43mol%であった。当該混合物は、分離することなく、ラジカル重合により高分子化して高屈折率の樹脂とすることができる。
(1)融点 :152−154℃。
(2)IR(KBr、cm−1):3080,2970,1862,1782,1730,1640,1620,1460,276,1230,1200,1100,1080,1048,946,770,762,650,540。
(3)H−NMR(CDCl,ppm):
・9,10−ジヒドロ−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物については次の通り。δ=1.68(d,J=8Hz,3H),3.67(dd,J=2Hz,J=9Hz,1H),3.87(d,J=9Hz,1H),4.28−4.35(m,1H),4.47−4.54(m,1H),4.74(d,J=2Hz,1H),5.64−5.74(m,1H),5.93(d,J=8Hz,1H),6.28(dd,J=8Hz,J=17Hz,1H),6.50(d,J=17Hz,1H),7.16−7.32(m,6H),7.40(d,J=8Hz,1H),7.64(d,J=8Hz,1H)。
・また、異性体である9,10−ジヒドロ−9−(1−メチル−2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物のついては、次の通り。 δ=1.57(d.J=8Hz,3H),3.67(dd,J=2Hz,J=9Hz,1H),3.83(d,J=9Hz,1H),4.35−4.41(m,1H),4.47−4.54(m,1H),4.74(d,J=2Hz,1H),5.53−5.61(m,1H),5.88(d,J=8Hz,1H),6.21(dd,J=8Hz,J=17Hz,1H),6.55(d,J=17Hz,1H),7.16−7.32(m,6H),7.56(d,J=8Hz,1H),7.70(d,J=8Hz,1H)。
(4)UV吸収 : 250nm以上に吸収は認められなかった。
(5)屈折率 : n=1.580
(実施例14) 9,10−ジヒドロ−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物と9,10−ジヒドロ−9−(1−メチル−2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物の混合物の合成(Aルート)
攪拌機、温度計付の200mlの三口フラスコに、実施例と同様にして合成したカラム精製前の油状物6.3g(20mmol)、無水マレイン酸4.0g(41mmol)を加え、メトキノン70mg加えた後、トルエン25g加え、バス温106℃中1時間加熱した。液の色はカーキ色から明るい黄緑色に変化した。該反応液を水冷し、メタノール100ml加え、濃縮したところ、多量の無色の結晶が析出した。得られたスラリーを吸引ろ過し、メタノール20mlで2回ロート上洗浄を実施した。最後にウェットケーキを乾燥し、白色の結晶を3.6g(8.7mmol)得た。このものは、H−NMR測定の結果、9,10−ジヒドロ−9−(2−メタリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物とその異性体である9,10−ジヒドロ−9−(1−メチル−2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物との5:2モル比の混合物であることが判明した。生成物の収率は44mol%であった。当該混合物は、分離することなく、ラジカル重合により高分子化して高屈折率の樹脂とすることができる。
(1)融点 : 176℃
(2)IR(KBr、cm−1): 3080,2970,1864,1790,1720,1638,1462,1300,1230,1192,1100,1080,942,760,650,540。
(3)H−NMR(CDCl,ppm):
・9,10−ジヒドロ−9−(2−メタクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物については次の通り。 δ=1.70(d,J=8Hz,3H),2.07(s,3H),3.68(dd,J=2Hz,J=9Hz,1H),3.85(d,J=9Hz,1H),4.28−4.34(m,2H),4.75(d,J=2Hz,1H),5.50−5.60(m,1H),5.68(s,1H),6.30(s,1H),7.11−7.32(m,5H),7.40(d,J=8Hz,1H),7.60−7.68(m,2H)。
・異性体である9,10−ジヒドロ−9−(1−メチル−2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物については、次の通り。δ=1.59(d,J=8Hz,3H),2.00(s,3H),3.68(dd,J=2Hz,J=9Hz,1H),3.85(d,J=9Hz,1H),4.34−4.42(m,1H),4.48−4.55(m,2H),5.62(s,1H),6.24(s,1H),7.11−7.32(m,5H),7.52−7.59(m,2H),7.70(d,J=8Hz,1H)。
(4)UV吸収 : 250nm以上に吸収は認められなかった。
(5)屈折率 : n=1.575
(実施例15) 9,10−ジヒドロ−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルマレイミドの合成(Aルート)
攪拌機、温度計付の300mlの三口フラスコに、実施例と同様にして合成した9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)アントラセン10g(34mmol)、N−フェニルマレイミド6.9g(40mmol)を加え、メトキノン80mg加えた後、トルエン80g加え、バス温106℃中1時間加熱した。液の色はカーキ色から明るい黄色に変化した。該反応液を水冷し、メタノール300ml加え、濃縮したところ、無色の水飴状物が沈んだ。得られた水飴を冷蔵庫で冷やし、9,10−ジヒドロ−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルマレイミドの白い粉末を15g(31mmol)得た。生成物の、9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)アントラセンに対する収率は92mol%であった。
(1) 融点 : 45℃
(2) IR(KBr、cm−1) : 3060,2955,1776,1718,1632,1592,1495,1458,1380,1294,1194,1166,1132,1092,1042,940,762,748,718,682,544。
(3)H−NMR(CDCl,ppm) : δ=2.06(s,1H),3.54(dd,J=3Hz,J=9Hz,1H),3.72(d,J=9Hz,1H),4.41−4.52(m,1H),4.62−4.72(m,1H),4.72−4.86(m,2H),4.82(d,J=3Hz,1H),5.66(s、1H),6.28(s,1H),6.48(d、J=8Hz,1H),6.51(d,J=8Hz,1H),6.87(s,1H),7.16−7.37(m,6H),7.37−7.50(m,2H),7.66−7.78(m,2H)。
(4) UV吸収 : 250nm以上に吸収は認められなかった。
(5) 屈折率 : n=1.608
(実施例16) 9,10−ジヒドロ−9−(2−アクリルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物と9,10−ジヒドロ−9−(1−メチル−2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物との混合物の合成 (Bルート)
攪拌機、温度計付の200mlの三口フラスコに、実施例と同様にして合成した9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物とその異性体である9,10−ジヒドロ−9−(1−メチル−2−ヒドロキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物との2:1モル比の混合物1.8g(5.0mmol)、塩化アクリロイル1.8g(20mmol)のアセトン30ml溶液に、トリエチルアミン1.5g(15mmol)のアセトン4ml溶液を水冷しつつ加えた。直ちに白い沈殿が生じた。そのまま攪拌を1時間続けた。得られたスラリーに水4mlを加え沈殿物を溶解させた。さらに、水を10ml加えると、反応液が濁ってくるので、冷凍庫に保管した。翌朝、白い固体が沈殿していたので、吸引ろ過、水洗い、乾燥し、白い粉末1.1g(2.6mmol)を得た。このものは、H−NMR測定の結果実施例18における場合と同様に、9,10−ジヒドロ−9−(2−アクリロイルオキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物とその異性体である9,10−ジヒドロ−9−(1−メチル−2−アクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物との2:1モル比の混合物であることが判明した。生成物の9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシプロポキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物とその異性体である9,10−ジヒドロ−9−(1−メチル−2−ヒドロキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物との混合物に対する収率は、52mol%であった。
(実施例17) 9,10−ジヒドロ−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルマレイミドの合成 (Bルート)
攪拌機、温度計付の200mlの三口フラスコに、実施例10と同様にして合成した9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルマレイミド2.1g(5.0mmol)、塩化メタクリロイル2.1g(20mmol)のアセトン30ml溶液に、トリエチルアミン1.5g(15mmol)のアセトン4ml溶液を水冷しつつ加えた。直ちに白い沈殿が生じた。そのまま攪拌を1時間続けた。得られたスラリーに水4mlを加え沈殿物を溶解させた。さらに、水を10ml加えると、反応液が濁ってくるので、冷凍庫に保管した。翌朝、白い固体が沈殿していたので、吸引ろ過、水洗い、乾燥し、白い粉末を1.2g(2.4mmol)得た。このものは、IR及びH−NMRの測定結果より、実施例20で得られた化合物と同様の9,10−ジヒドロ−9−(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルマレイミドであることが判明した。生成物の9,10−ジヒドロ−9−(2−ヒドロキシエトキシ)−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルマレイミドに対する収率は、48mol%であった。
表1に実施例11、実施例12、実施例13、実施例14及び実施例15で得られた9,10−エタノアントラセン骨格を有するモノ(メタ)アクリレート化合物の屈折率の測定結果と市販の芳香族モノアクリレート化合物である2−フェノキシエチルアクリレートの屈折率を比較して記載した。表1から次のことが明らかである。すなわち、本発明の9,10−エタノアントラセン骨格を有するモノ(メタ)アクリレート化合物は、いずれも1.55以上の屈折率を有し、市販の芳香族モノアクリレート化合物である2−フェノキシエチルアクリレートに比べ高い屈折率を有するといえる。
(比較例1)9−アクリロイルオキシアントラセンの合成
攪拌機、温度計付の300mlの三口フラスコに9−アントロン10g(52mmol)とアセトニトリル80ml、トリエチルアミン9g(89mmol)を仕込んだ後、バス温80℃で2時間加熱した。ついで反応液を冷却し、氷水バスで冷却しつつ、塩化アクリロイル7g(74mmol)のo−キシレン24ml溶液を1時間かけて添加し、さらに室温で1時間攪拌した。水50g加えてよく攪拌させ、水層を捨てた。水洗いを3回繰り返し、薄カーキ色のキシレン溶液を得た。次に、キシレン層を濃縮し、生成する結晶を吸引ろ過した。得られたウェットケーキをメタノール20ml中リスラリーした後、吸引ろ過・乾燥し、9−アクリロイルオキシアントラセンの黄色の粉末9.1g(37mmol)得た。生成物の、9−アントロンに対する収率は71mol%であった。
(1)融点 :157−158℃
(2)IR(KBr、cm−1): 3050,1732,1660,1622,1395,1340,1290,1235,1140,1060,980,882,772,730,540。
(3)H−NMR(CDCl,ppm):δ=6.22(d、J=10Hz,1H),6.64(dd、J=10Hz,J=17Hz、1H),6.86(d、J=17Hz、1H)、7.42−7.53(m、4H),7.89−7.98(m、2H),7.98−8.06(m、2H),8.38(s、1H)。
(比較例2)9−メタクリロイルオキシアントラセンの合成
攪拌機、温度計付の300mlの三口フラスコに9−アントロン15g(77mmol)とアセトニトリル90ml、トリエチルアミン13g(128mmol)を仕込んだ後、バス温80℃で2時間加熱した。ついで反応液を冷却し、氷水バスで冷却しつつ、塩化メタクリロイル12g(124mmol)のo−キシレン35ml溶液を1時間かけて添加し、さらに室温で1時間攪拌した。水80g加えてよく攪拌させ、水層を捨てた。水洗いを3回繰り返し、薄カーキ色のキシレン溶液を得た。次に、キシレン層を濃縮し、生成する結晶を吸引ろ過した。得られたウェットケーキをメタノール35ml中リスラリーし、次いで吸引ろ過・乾燥し、9−メタクリロイルオキシアントラセンの黄色の粉末12g(46mmol)を得た。生成物の、9−アントロンに対する収率は59mol%であった。
(1)融点 : 131−132℃
(2)IR(KBr、cm−1): 3050,1732,1660,1620,1440,1400,1340,1308,1290,1128,1044,950,880,828,770,718,538。
(3)H−NMR(CDCl,ppm):δ=2.23(s、3H),5.95(s,1H),6.67(s,1H),7.39−7.52(m.4H),7.86−8.04(m,4H),8.36(s,1H)。
(比較例3) 9,10−ジヒドロ−9−アクリロイルオキシ−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物の合成(Aルート)
攪拌機、温度計付の300mlの三口フラスコに、比較例1と同様にして合成した9−アクリロイルオキシアントラセン13g(52mmol)、無水マレイン酸8.0g(82mmol)を加え、トルエン40g加えた後、バス温106℃中3時間加熱した。該反応液を水冷し、メタノール100mlを加え一晩放置したところ未反応の原料9−アクリロイルオキシアントラセンの結晶が析出したのでろ別して除いた。ついで、ろ液を濃縮したところ2層に分かれたので、上層の無色のメタノール層を捨て、下層の赤い溶液をさらにメタノール40mlで2回洗浄し、カーキ色の水飴状物14.2gを得た。このものをホットプレート上で加熱し、重量が恒量になるまで加熱を続け、9,10−ジヒドロ−9−アクリロイルオキシ−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物の薄カーキ色のガラス状物12g(35mmol)を得た。生成物の、9−アクリロイルオキシアントラセンに対する収率は67mol%であった。
(1)融点 :180−185℃
(2)IR(KBr、cm−1):1870,1788,1740,1640,1460,1408,1252,1230,1180,1080,930,764,746,540。
(3)H−NMR(CDCl,ppm):δ=3.70(dd,J=3Hz,J=9Hz,1H),4.8(d,J=3Hz,1H),5.01(bs,1H),6.16(d,J=8Hz,1H),6.58(dd,J=8Hz,J=17Hz,1H),6.81(d,J=17Hz,1H),7.0607.46(m,7H),7.64(d,J=8Hz,1H)。
(4)UV吸収 : 250nm以上に吸収は認められなかった。
(5)屈折率 : n=1.62
(比較例4) 9,10−ジヒドロ−9−メタクリロイルオキシ−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物の合成(Aルート)
攪拌機、温度計付の300mlの三口フラスコに、比較例2と同様にして合成した9−メタクリロイルオキシアントラセン13g(50mmol)、無水マレイン酸8.0g(82mmol)を加え、トルエン40g、加えた後、バス温106℃中1時間加熱した。液の色はカーキ色から明るい黒緑色に変化した。該反応液を水冷したところ、多量の薄黄色の結晶が析出した。得られたスラリーを吸引ろ過し、ついで、トルエン20mlで2回、メタノール20mlで2回ロート上洗浄を実施した。最後にウェットケーキを乾燥し、9,10−ジヒドロ−9−メタクリロイルオキシ−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸無水物の薄黄色の結晶を13g(35mmol)得た。生成物の9−メタクリロイルオキシアントラセンに対する収率は71mol%であった。
(1)融点: 246−247℃
(2)IR(KBr、cm−1): 3020,3000,2955,2930,1860,1780,1720,1630,1450,1310,1270,1250,1220,1150,1126,1070,1004,946,920,902,882,762,724,642,530。
(3)H−NMR(CDCl,ppm): δ=2.26(s,3H),3.72(dd,J1=3H,J2=9Hz,1H),4.81(d,J=3Hz,1H),5.04(bs,1H),5.89(s,1H),6.56(s,1H),7.16−7.45(m,7H),7.64(d,J=8Hz,1H)。
(4)UV吸収 : 250nm以上に吸収は認められなかった。
(比較例5) 9,10−ジヒドロ−9−メタクリロイルオキシ−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルマレイミドの合成(Aルート)
攪拌機、温度計付の300mlの三口フラスコに、比較例2と同様にして合成した9−メタクリロイルオキシアントラセン 5.2g(20mmol)、N−フェニルマレイミド6.8g(39mmol)を加え、メトキノン20mg加えた後、トルエン50g加え、バス温106℃中1.5時間加熱した。液の色はカーキ色から明るい黄色に変化した。該反応液を水冷し、メタノール90ml加えたところ、多量の薄黄色の結晶が析出した。得られたスラリーを吸引ろ過し、メタノール40mlで2回ロート上洗浄を実施した。最後にウェットケーキを乾燥し、9,10−ジヒドロ−9−メタクリロイルオキシ−9,10−エタノアントラセン−11,12−ジカルボン酸−N−フェニルマレイミドの薄黄色の結晶を7.1g(15mmol)得た。生成物の、9−メタクリロイルオキシアントラセンに対する収率は75mol%であった。
(1)融点 : 244−245℃
(2)IR(KBr、cm−1): 1720,1500,1460,1382,1310,1200,1160,770,746,730,692,620,560。
(3)H−NMR(CDCl,ppm): δ=2.24(s,3H),3.57(dd,J=3Hz,J=9Hz,1H),4.87(d,J=3Hz,1H),4.92(bs,1H),5.83(s,1H),6.47(s,1H),6.48−6.55(m,2H),7.16−7.36(m,8H),7.36−7.49(m,2H),7.66(bs、1H)。
(4)UV吸収 : 250nm以上に吸収は認められなかった。
本発明のアクリレート化合物は、高屈折率及び高光線透過率を要求される光学部材を製造するための重合性モノマーとして好適に使用できる。その使用例は「2008年光機能材料・製品市場の全貌(上巻、下巻)」((株)富士経済、2008年)、「透明プラスチックの最前線」((株)エヌ・ティー・エス、2006年)高分子材料・技術総覧編集委員会「高分子材料・技術総覧」((株)産業技術サービスセンター、2004)、光応用技術・材料事典編集委員会「光応用技術・材料事典」((株)産業技術サービスセンター、2006年)等の公刊物に開示されている。
具体的にはUVレジスト、DeepUVレジスト、液状ソルダレジスト、電着レジスト、プリント基板用ドライフィルムレジスト、TFT用フォトレジスト、ブラックレジスト、カラーレジスト、FDP(フラットディスプレイパネル)やPDP(プラズマディスプレイパネル)用ドライフィルムレジスト等のレジスト類、ダイシングテープ、バックグラインドテープ等のテープ類、カラーフィルタ用オーバーコート剤、バッファコート剤、PDP電極防湿コート材料、PDP電極材料等のエレクトロニクス分野、UV塗料・コーティング等の塗料・コーティング類、UV硬化型インキ、UV硬化型インクジェット、光ファイバーコーティング等のインキ類、光ディスクコーティング、UV硬化型接着剤等の塗料・コーティング関連分野、接着剤類、シール材類、眼鏡レンズ、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、TFT用のプリズムレンズシート、非球面レンズ、マイクロレンズ等のレンズ類、カラーフィルタ等の光学材料分野に用いることができる。
一般式(1)の9,10−エタノアントラセン骨格を有するモノ(メタ)アクリレート化合物の製造法について、AルートとBルートの二通りの合成経路があることを示した図である。

Claims (6)

  1. 一般式(1)で示される、9,10−エタノアントラセン骨格を有するモノ(メタ)アクリレート化合物。

    (一般式(1)において、nは1以上、10未満の整数を表し、Xは水素原子、アルキル基若しくはアリール基が結合した窒素原子、又は酸素原子を示し、Y及びYは同一であっても異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示し、Rは水素原子又はメチル基を示し、R又はRのいずれか一方は水素原子を示し、他方は水素原子、メチル基又はエチル基を示し、Rは水素原子又はメチル基を示す。)
  2. 一般式(1)において、nが1であり、Y及びYが水素原子であることを特徴とする請求項1に記載の9,10−エタノアントラセン骨格を有するモノ(メタ)アクリレート化合物。
  3. 一般式(1)において、Xが酸素原子であることを特徴とする請求項1又は2に記載の9,10−エタノアントラセン骨格を有するモノ(メタ)アクリレート化合物。
  4. 一般式(1)において、Xが、アリール基が結合した窒素原子であり、Rが水素原子であることを特徴とする請求項1又は2に記載の9,10−エタノアントラセン骨格を有するモノ(メタ)アクリレート化合物。
  5. 一般式(2)に示すアントラセン化合物を一般式(3)に示すジエノフィルとディールス・アルダー反応させることを特徴とする請求項1に記載の9,10−エタノアントラセン骨格を有するモノ(メタ)アクリレート化合物の製造法。

    (式(2)においてnは1以上、10未満の整数を表し、Rは水素原子又はメチル基を示し、R又はRのいずれか一方は水素原子を示し、他方は水素原子、メチル基又はエチル基を示し、Y及びYは同一であっても異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示す。)

    (一般式(3)において、Rは水素原子又はメチル基を示し、Xは水素原子、アルキル基若しくはアリール基が結合した窒素原子、又は酸素原子を示す。)
  6. 一般式(4)に示す9,10−エタノアントラセン骨格を含むヒドロキシ化合物を(メタ)アクリル化することを特徴とする請求項1に記載の9,10−エタノアントラセン骨格を有するモノ(メタ)アクリレート化合物の製造法。

    (一般式(4)において、nは1以上、10未満の整数を表し、Xは水素原子、アルキル基若しくはアリール基が結合した窒素原子、又は酸素原子を示し、Y及びYは同一であっても異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を示し、R又はRのいずれか一方は水素原子を示し、他方は水素原子、メチル基又はエチル基を示し、Rは水素原子又はメチル基を示す。)
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