JP6263419B2

JP6263419B2 - フルオレン骨格を有するチオカーボネート化合物

Info

Publication number: JP6263419B2
Application number: JP2014043511A
Authority: JP
Inventors: 和樹濱田; 渓子三ノ上; 信輔宮内; 長嶋　太一; 太一長嶋
Original assignee: Osaka Gas Chemicals Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Chemicals Co Ltd
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2018-01-17
Anticipated expiration: 2034-03-06
Also published as: JP2014196289A

Description

本発明は、フルオレン骨格を有するチオカーボネート化合物、このチオカーボネート化合物で構成された添加剤、この添加剤（又はチオカーボネート化合物）を含む樹脂組成物に関する。

フルオレン骨格（９，９−ビスフェニルフルオレン骨格）を有する化合物は、屈折率、耐熱性などにおいて優れた機能を有することが知られている。このようなフルオレン骨格の優れた機能を樹脂に発現し、成形可能とする方法としては、反応性基（ヒドロキシル基、アミノ基など）を有するフルオレン化合物、例えば、ビスフェノールフルオレン（ＢＰＦ）、ビスクレゾールフルオレン（ＢＣＦ）、ビスアミノフェニルフルオレン（ＢＡＦＬ）、ビスフェノキシエタノールフルオレン（ＢＰＥＦ）などを、樹脂の構成成分として利用し、樹脂の骨格構造の一部にフルオレン骨格を導入する方法が一般的である。

例えば、特開２００２−２８４８６４号公報（特許文献１）には、９，９−ビスフェニルフルオレン骨格を有するポリエステル系樹脂で構成された成形材料が開示されている。また、特開２００２−２８４８３４号公報（特許文献２）には、９，９−ビスフェニルフルオレン骨格を有し、架橋剤で架橋されたポリウレタン系樹脂が開示されている。これらの文献では、樹脂を構成するジオール成分の一部として、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレンや、９，９−ビス［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］フルオレン（ビスフェノキシエタノールフルオレン）などを使用することにより、樹脂中にフルオレン骨格を導入している。

しかし、このような方法では、樹脂の骨格をフルオレン骨格で置換するため、煩雑な重合反応を必要とし、また、幅広い樹脂に適用できない。

一方、特開２００５−１６２７８５号公報（特許文献３）には、特定のフルオレン骨格を有する化合物（例えば、ビスフェノールフルオレンジグリシジルエーテル、ビスフェノキシエタノールフルオレン、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレートなど）と、熱可塑性樹脂とで構成された樹脂組成物が開示されている。しかし、この文献の樹脂組成物では、フルオレン骨格を有する化合物の種類によっては、熱可塑性樹脂に対して混合するためには、溶剤や高温度での加熱が必要であるなど、ハンドリング性が十分でない場合がある。また、溶剤や高温度においては混合できても、常温下や溶剤除去後では、樹脂中で析出などが生じ、樹脂に対する相溶性が十分でない場合もある。さらに、樹脂に対する相溶性は高くても、屈折率や耐熱性の点で十分でない場合もあった。

特開２００２−２８４８６４号公報（特許請求の範囲、実施例）特開２００２−２８４８３４号公報（特許請求の範囲、実施例）特開２００５−１６２７８５号公報（特許請求の範囲、実施例）

従って、本発明の目的は、フルオレン骨格（９，９−ビスアリールフルオレン骨格）を有する新規な化合物（硫黄含有化合物、チオカーボネート化合物）を提供することにある。

本発明の他の目的は、効率よく樹脂を改質できるチオカーボネート化合物を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、新規なフルオレン骨格含有化合物で構成された添加剤（改質剤）およびこの添加剤（又は改質剤）を用いた樹脂の改質方法（屈折率の向上方法など）を提供することにある。

本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、フルオレン骨格を有する特定のエポキシ化合物と、二硫化炭素とを反応させることで、新規なチオカーボネート化合物が得られること、このようなチオカーボネート化合物（ポリチオカーボネート化合物）は、高耐熱性、高屈折率などの優れた特性を有しており、剛直な骨格（９，９−ビスアリールフルオレン骨格）を有しているにもかかわらず、意外にも、優れた取扱性（高い溶剤溶解性を有するなど）を有しており、また、樹脂に対する親和性（又は分散性又は相溶性）にも優れるため、添加することで、樹脂特性を低下させることなく、効率よくかつ容易に樹脂を改質（例えば、耐熱性向上、屈折率向上など）できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明の化合物（チオカーボネート化合物）は、下記式（１）で表される。

（式中、環Ｚは芳香族炭化水素環、Ｒ^１は置換基を示し、Ｒ^２はアルキレン基を示し、Ｒ^３は置換基を示し、Ｒ^４は置換基を示し、ｋは０〜４の整数、ｍは０以上の整数、ｎは０〜３の整数、ｐは１以上の整数、ｑは０以上の整数である。）
上記式（１）において、Ｚは、例えば、ベンゼン環又はナフタレン環であってもよく、Ｒ^２はＣ_２−４アルキレン基であってもよく、ｍは０〜１０であってもよく、ｐは１〜３であってもよい。特に、式（１）において、ｍは０〜４（例えば、０〜２）程度であってもよい。

代表的には、前記式（１）において、Ｚがベンゼン環又はナフタレン環、ｋが０〜１、Ｒ^１がアルキル基、Ｒ^２がＣ_２−４アルキレン基、ｍが０〜２、ｎが０、ｐが１〜２、Ｒ^４がアルキル基又はアリール基、ｑが０〜２であってもよい。

本発明は、前記チオカーボネート化合物（式（１）で表される化合物）と、樹脂とを含む樹脂組成物も包含する。この樹脂組成物において、チオカーボネート化合物の割合は、樹脂１００重量部に対して、例えば、０．５〜５０重量部程度であってもよい。

また、本発明は、樹脂の屈折率を向上させるための添加剤であって、前記チオカーボネート化合物で構成された屈折率向上剤；この屈折率向上剤（又は前記式（１）で表される化合物又はチオカーボネート化合物）を樹脂に添加し、樹脂の屈折率を向上させる方法も含む。

本発明のチオカーボネート化合物は、フルオレン骨格とチオカーボネート骨格に由来してか、高耐熱性、高屈折率などの優れた特性を有している。そして、意外にも、このような優れた特性由来の剛直な骨格を有しているにもかかわらず、汎用の溶剤に容易に溶解するなど取扱性に優れている。また、このような骨格からは想定しがたいような、幅広い樹脂に対する高い親和性（又は分散性又は相溶性）も有しており、低分子化合物であるにもかかわらず、ブリードなども高いレベルで抑制できる。さらに、樹脂に添加しても樹脂の特性の低下を抑制でき、少量であっても優れた特性を樹脂に付与できるため、より一層樹脂の特性を高レベルで維持しつつ、樹脂を改質できる。そのため、本発明のチオカーボネート化合物は、効率よく（さらには容易に）樹脂を改質（例えば、屈折率を向上させるなど）することができ、極めて有用性が高い。

［チオカーボネート化合物］
本発明の化合物（チオカーボネート化合物、ポリチオカーボネート化合物）は、下記式（１）で表される。

（式中、環Ｚは芳香族炭化水素環、Ｒ^１は置換基を示し、Ｒ^２はアルキレン基を示し、Ｒ^３は置換基を示し、Ｒ^４は置換基を示し、ｋは０〜４の整数、ｍは０以上の整数、ｎは０〜３の整数、ｐは１以上の整数、ｑは０以上の整数である。）
上記式（１）において、環Ｚで表される芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、縮合多環式アレーン（又は縮合多環式芳香族炭化水素）環などが挙げられる。縮合多環式アレーン（又は縮合多環式芳香族炭化水素）環としては、例えば、縮合二環式アレーン環（例えば、インデン環、ナフタレン環などのＣ_８−２０縮合二環式アレーン環）、縮合三環式アレーン環（例えば、アントラセン環など）などの縮合二乃至四環式アレーン環などが挙げられる。なお、２つの環Ｚは、同一の又は異なる環であってもよく、通常、同一の環であってもよい。

代表的な環Ｚは、ベンゼン環、ナフタレン環である。

前記式（１）において、基Ｒ^１としては、例えば、シアノ基、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子など）、炭化水素基［例えば、アルキル基、アリール基（フェニル基などのＣ_６−１０アリール基）など］などの非反応性置換基が挙げられ、特に、アルキル基などである場合が多い。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｔ−ブチル基などのＣ_１−１２アルキル基（例えば、Ｃ_１−８アルキル基、特にメチル基などのＣ_１−４アルキル基）などが例示できる。なお、ｋが複数（２以上）である場合、基Ｒ^１は互いに異なっていてもよく、同一であってもよい。また、フルオレンを構成する２つのベンゼン環に置換する基Ｒ^１は、同一であってもよく、異なっていてもよい。また、フルオレンを構成するベンゼン環に対する基Ｒ^１の結合位置（置換位置）は、特に限定されない。好ましい置換数ｋは、０〜１、特に０である。なお、フルオレンを構成する２つのベンゼン環において、置換数ｋは、互いに同一又は異なっていてもよい。

前記式（１）において、基Ｒ^２で表されるアルキレン基としては、例えば、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、１，２−ブタンジイル基、テトラメチレン基などのＣ_２−６アルキレン基、好ましくはＣ_２−４アルキレン基、さらに好ましくはＣ_２−３アルキレン基が挙げられる。なお、ｍが２以上であるとき、アルキレン基は異なるアルキレン基で構成されていてもよく、通常、同一のアルキレン基で構成されていてもよい。また、２つの環Ｚにおいて、基Ｒ^２は同一であっても、異なっていてもよく、通常同一であってもよい。

オキシアルキレン基（ＯＲ^２）の数（付加モル数）ｍは、用途や所望の性能に応じて、例えば、０〜２５（例えば、０〜２０）程度の範囲から選択でき、通常、０〜１８（例えば、０〜１５）、好ましくは０〜１２（例えば、０〜１０）、さらに好ましくは０〜８（例えば、０〜７）であってもよい。特に高屈折率、高耐熱性などの観点からは、ｍは、０〜４、好ましくは０〜２、さらに好ましくは０〜１、特に０であってもよい。

また、式（１）において、２つのｍの合計は、例えば、０〜３０（例えば、０〜２５）、好ましくは０〜２０（例えば、０〜１８）、さらに好ましくは０〜１６（例えば、０〜１４）であってもよく、特に０〜８程度であってもよい。

なお、式（１）において、２つのｍの合計により、種々の特性（屈折率、耐熱性など）がやや変化する。そのため、所望の特性に応じて、２つのｍの合計を調整してもよい。例えば、式（１）において、２つのｍの合計を比較的小さく［例えば、０〜６、好ましくは０〜５、さらに好ましくは０〜４、特に０〜２（例えば、０）程度に］してもよい。

なお、式（１）で表される化合物は、ｍの値が同一の化合物の集合体であってもよく、ｍの値が異なる化合物の集合体であってもよい。後者の場合、ｍの値および２つのｍの合計は、平均値（相加平均又は算術平均）である。

式（１）において、Ｒ^３としては、例えば、炭化水素基（前記例示の炭化水素基）などの非反応性置換基が挙げられる。代表的なＲ^３には、アルキル基［例えば、メチル基などの前記Ｒ^１の項で例示の基（例えば、Ｃ_１−４アルキル基）］が含まれる。

また、Ｒ^３の置換数ｎは、０〜３であればよいが、好ましくは０〜１、特に０である。なお、ｎが２又は３であるとき、複数のＲ^３は同一の又は異なる基であってもよい。

前記式（１）において、基Ｒ^２を含む基（チオカーボネート基含有基などということがある）の置換数ｐは、１以上（例えば、１〜６）であればよく、例えば、１〜４、好ましくは１〜３、さらに好ましくは１〜２、特に１であってもよい。なお、置換数ｐは、それぞれの環Ｚにおいて、同一又は異なっていてもよく、通常、同一である場合が多い。なお、チオカーボネート基含有基の置換位置は、特に限定されず、環Ｚの適当な置換位置に置換していればよい。例えば、チオカーボネート基含有基は、環Ｚがベンゼン環であるとき、ベンゼン環の２〜６位の適当な位置（特に、少なくとも４位）に置換していてもよく、環Ｚが縮合多環式炭化水素環であるとき、フルオレンの９位に結合した炭化水素環とは別の炭化水素環（例えば、ナフタレン環の５位、６位など）に少なくとも置換していてもよい。

環Ｚに置換する置換基Ｒ^４としては、例えば、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基などのＣ_１−１２アルキル基、好ましくはＣ_１−８アルキル基など）、シクロアルキル基（シクロへキシル基などのＣ_５−８シクロアルキル基など）、アリール基（例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基などのＣ_６−１０アリール基など）、アラルキル基（ベンジル基、フェネチル基などのＣ_６−１０アリール−Ｃ_１−４アルキル基など）などの炭化水素基；アルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基などのＣ_１−８アルコキシ基など）、シクロアルコキシ基（シクロへキシルオキシ基などのＣ_５−１０シクロアルキルオキシ基など）、アリールオキシ基（フェノキシ基などのＣ_６−１０アリールオキシ基）、アラルキルオキシ基（ベンジルオキシ基などのＣ_６−１０アリール−Ｃ_１−４アルキルオキシ基）などの基−ＯＲ［式中、Ｒは炭化水素基（前記例示の炭化水素基など）を示す。］；アルキルチオ基（メチルチオ基などのＣ_１−８アルキルチオ基など）などの基−ＳＲ（式中、Ｒは前記と同じ。）；アシル基（アセチル基などのＣ_１−６アシル基など）；アルコキシカルボニル基（メトキシカルボニル基などのＣ_１−４アルコキシ−カルボニル基など）；ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子など）；ニトロ基；シアノ基；置換アミノ基（例えば、ジメチルアミノ基などのジアルキルアミノ基など）などが挙げられる。

好ましい基Ｒ^４としては、例えば、炭化水素基［例えば、アルキル基（例えば、Ｃ_１−６アルキル基）、シクロアルキル基（例えば、Ｃ_５−８シクロアルキル基）、アリール基（例えば、Ｃ_６−１０アリール基）、アラルキル基（例えば、Ｃ_６−８アリール−Ｃ_１−２アルキル基）など］、アルコキシ基（Ｃ_１−４アルコキシ基など）などが挙げられる。特に、Ｒ^４は、アルキル基［Ｃ_１−４アルキル基（特にメチル基）など］、アリール基［例えば、Ｃ_６−１０アリール基（特にフェニル基）など］などであるのが好ましい。

なお、同一の環Ｚにおいて、ｑが複数（２以上）である場合、基Ｒ^４は互いに異なっていてもよく、同一であってもよい。また、２つの環Ｚにおいて、基Ｒ^４は同一であってもよく、異なっていてもよい。また、好ましい置換数ｑは、環Ｚの種類に応じて選択でき、例えば、０〜８、好ましくは０〜４（例えば、０〜３）、さらに好ましくは０〜２であってもよい。なお、異なる環Ｚにおいて、置換数ｑは、互いに同一又は異なっていてもよく、通常同一であってもよい。

代表的なフルオレン骨格を有するチオカーボネート化合物（又は前記式（１）で表される化合物）には、９，９−ビス［（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）アリール］フルオレン類、９，９−ビス［（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ（ポリ）アルコキシ）アリール］フルオレン類が含まれる。

９，９−ビス［（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）アリール］フルオレン類としては、例えば、９，９−ビス［（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）フェニル］フルオレン｛例えば、９，９−ビス［４−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）フェニル］フルオレンなど｝、９，９−ビス［アルキル−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）フェニル］フルオレン｛例えば、９，９−ビス［４−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）−３−メチルフェニル］フルオレン、９，９−ビス［４−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）−３，５−ジメチルフェニル］フルオレンなどの９，９−ビス［モノ又はジＣ_１−４アルキル−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）フェニル］フルオレンなど｝、９，９−ビス［アリール−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）フェニル］フルオレン｛例えば、９，９−ビス［４−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）−３−フェニルフェニル］フルオレンなどの９，９−ビス［モノ又はジＣ_６−１０アリール−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）フェニル］フルオレンなど｝、９，９−ビス［ポリ（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）フェニル］フルオレン｛例えば、９，９−ビス［２，４−ジ（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）フェニル］フルオレン、９，９−ビス［３，４−ジ（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）フェニル］フルオレン、９，９−ビス［３，４，５−トリ（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）フェニル］フルオレンなどの９，９−ビス［ジ又はトリ（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）フェニル］フルオレンなど｝などの９，９−ビス［（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）フェニル］フルオレン類（前記式（１）において環Ｚがベンゼン環、ｍが０である化合物）；９，９−ビス［（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）ナフチル］フルオレン｛例えば、９，９−ビス［６−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）−２−ナフチル］フルオレン、９，９−ビス［５−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）−１−ナフチル］フルオレンなどの９，９−ビス［（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）ナフチル］フルオレン類（前記式（１）において環Ｚがナフタレン環、ｍが０である化合物）などが挙げられる。

９，９−ビス［（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ（ポリ）アルコキシ）アリール］フルオレン類としては、前記９，９−ビス［（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）アリール］フルオレン類に対応し、式（１）においてｍが１以上である化合物、例えば、９，９−ビス［（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシアルコキシ）フェニル］フルオレン｛例えば、９，９−ビス［４−（２−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）エトキシ）フェニル］フルオレンなどの９，９−ビス［（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシＣ_２−４アルコキシ）フェニル］フルオレンなど｝、９，９−ビス［（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシジアルコキシ）フェニル］フルオレン｛例えば、９，９−ビス｛４−［２−（２−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）エトキシ）エトキシ］フェニル｝フルオレンなどの９，９−ビス［（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシジＣ_２−４アルコキシ）フェニル］フルオレンなど｝、９，９−ビス［アルキル−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシアルコキシ）フェニル］フルオレン｛例えば、９，９−ビス［４−（２−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）エトキシ）−３−メチルフェニル］フルオレン、９，９−ビス［４−（２−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）エトキシ）−３，５−ジメチルフェニル］フルオレンなどの９，９−ビス［モノ又はジＣ_１−４アルキル−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシＣ_２−４アルコキシ）フェニル］フルオレンなど｝、９，９−ビス［アリール−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシアルコキシ）フェニル］フルオレン｛例えば、９，９−ビス［４−（２−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）エトキシ）−３−フェニルフェニル］フルオレンなどの９，９−ビス［モノ又はジＣ_６−１０アルキル−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシＣ_２−４アルコキシ）フェニル］フルオレンなど｝、９，９−ビス［ポリ（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシアルコキシ）フェニル］フルオレン｛例えば、９，９−ビス［２，４−ジ（２−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）エトキシ）フェニル］フルオレン、９，９−ビス［３，４−ジ（２−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）エトキシ）フェニル］フルオレン、９，９−ビス［３，４，５−トリ（２−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）エトキシ）フェニル］フルオレンなどの９，９−ビス［ジ又はトリ（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシＣ_２−４アルコキシ）フェニル］フルオレンなど｝などの９，９−ビス［（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ（ポリ）アルコキシ）フェニル］フルオレン類（前記式（１）において環Ｚがベンゼン環、ｍが１以上（例えば、１〜１０）である化合物）；９，９−ビス［（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシアルコキシ）ナフチル］フルオレン｛例えば、９，９−ビス［６−（２−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）エトキシ）−２−ナフチル］フルオレン、９，９−ビス［５−（２−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）エトキシ）−１−ナフチル］フルオレンなどの９，９−ビス［（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシＣ_２−４アルコキシ）ナフチル］フルオレンなど｝などの９，９−ビス［（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシアルコキシ）ナフチル］フルオレン類（前記式（１）において環Ｚがナフタレン環、ｍが１以上（例えば、１〜１０である化合物）などが挙げられる。

［チオカーボネート化合物の製造方法］
本発明のチオカーボネート化合物（式（１）で表される化合物）は、特に限定されないが、例えば、下記式（Ａ）で表される化合物（エポキシ化合物）と、二硫化炭素（ＣＳ_２）とを反応させることにより製造できる。

（式中、Ｚ、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、ｋ、ｍ、ｎ、ｐ、ｑは前記と同じ。）
式（Ａ）で表されるエポキシ化合物としては、例えば、９，９−ビス（グリシジルオキシフェニル）フルオレン［例えば、９，９−ビス（４−グリシジルオキシフェニル）フルオレンなど］、９，９−ビス（アルキル−グリシジルオキシフェニル）フルオレン｛例えば、９，９−ビス（４−グリシジルオキシ−３−メチルフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−グリシジルオキシ−３，５−ジメチルフェニル）フルオレンなどの９，９−ビス（モノ又はジＣ_１−４アルキル−グリシジルオキシフェニル）フルオレンなど｝、９，９−ビス（アリール−グリシジルオキシフェニル）フルオレン｛例えば、９，９−ビス（４−グリシジルオキシ−３−フェニルフェニル）フルオレンなどの９，９−ビス（モノ又はジＣ_６−１０アリール−グリシジルオキシフェニル）フルオレンなど｝、９，９−ビス（ポリグリシジルオキシフェニル）フルオレン｛例えば、９，９−ビス（２，４−ジグリシジルオキシフェニル）フルオレン、９，９−ビス（３，４−ジグリシジルオキシフェニル）フルオレンなどの９，９−ビス（ジ又はトリグリシジルオキシフェニル）フルオレンなど｝などの９，９−ビス（グリシジルオキシフェニル）フルオレン類（前記式（Ａ）において環Ｚがベンゼン環、ｍが０である化合物）；９，９−ビス（グリシジルオキシナフチル）フルオレン｛例えば、９，９−ビス（６−グリシジルオキシ−２−ナフチル）フルオレンなどの９，９−ビス（グリシジルオキシナフチル）フルオレン類（前記式（Ａ）において環Ｚがナフタレン環、ｍが０である化合物）；これらに対応し、式（Ａ）においてｍが１以上である化合物、例えば、９，９−ビス（グリシジルオキシアルコキシフェニル）フルオレン｛例えば、９，９−ビス［４−（２−グリシジルオキシエトキシ）フェニル］フルオレンなどの９，９−ビス（グリシジルオキシＣ_２−４アルコキシフェニル）フルオレンなど｝などが挙げられる。

式（Ａ）で表されるエポキシ化合物は、単独で又は２種以上組み合わせてもよい。

なお、式（Ａ）で表されるエポキシ化合物は、市販品を利用してもよく、慣用の方法｛例えば、式（Ａ）に対応するヒドロキシル基含有化合物［例えば、９，９−ビス（ヒドロキシフェニル）フルオレン、９，９−ビス（ヒドロキシ（ポリ）アルコキシフェニル）フルオレン、９，９−ビス（ヒドロキシナフチル）フルオレンなど］と、エピクロロヒドリンとの反応など｝により合成したものを用いてもよい。

反応において、二硫化炭素の使用割合は、式（Ａ）で表されるエポキシ化合物のエポキシ基１モルに対して、１モル以上（例えば、１〜５０モル）であればよく、例えば、１．５モル以上（例えば、１．７〜３０モル）、好ましくは２モル以上（例えば、２．５〜２０モル）、さらに好ましくは３モル以上（例えば、４〜１０モル）程度であってもよい。

また、反応は、触媒の存在下で行ってもよい。触媒としては、金属ハロゲン化物（例えば、臭化リチウムなどのアルカリ金属ハライドなど）、第４級アンモニウム塩などが挙げられる。

触媒の使用割合は、その種類にもよるが、式（Ａ）で表されるエポキシ化合物１モルに対して、例えば、０．０１〜１０モル（例えば、０．０５〜８モル）、好ましくは０．１〜５モル（例えば、０．２〜３モル）、さらに好ましくは０．３〜１モル（例えば、０．３〜０．７モル）程度であってもよい。

なお、反応は、溶媒中で行ってもよい。溶媒としては、反応を阻害しない溶媒であれば特に限定されず、例えば、炭化水素類（例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素類；トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類）、アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルカノール類）、エーテル類（例えば、ジエチルエーテルなどのジアルキルエーテル類；１，３−ジメトキプロパン、１，２−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどの（ポリ）アルキレングリコールジアルキルエーテル類；テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサンなどの環状エーテル類など）、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのアルカノン類；シクロヘキサノンなどのシクロアルカノン類）、エステル類（例えば、酢酸メチル、酢酸エチルなど）、アミド類（例えば、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのＮ−モノ又はジＣ_１−４アルキルホルムアミド；Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドなどのＮ−モノ又はジＣ_１−４アルキルアセトアミド；Ｎ−メチルピロリドンなど）、ニトリル類（例えば、アセトニトリル、プロピオニトリルなど）、スルホキシド類（例えば、ジメチルスルホキシドなど）、スルホン類（例えば、スルホランなどの環状スルホンなど）などが挙げられる。

溶媒の割合は、特に限定されないが、例えば、式（Ａ）で表されるエポキシ化合物と二硫化炭素との総量１重量部に対して、０．１〜３００重量部（例えば、０．５〜２００重量部）、好ましくは１〜１００重量部（例えば、３〜８０重量部）、さらに好ましくは５〜５０重量部（例えば、１０〜４０重量部）程度であってもよい。

反応温度は、特に限定されず、例えば、０〜１５０℃（例えば、１０〜１２０℃）、好ましくは２０〜１００℃程度であってもよく、常温で反応を行うこともできる。また、反応は、溶媒を還流させながら行ってもよい。

反応時間は、特に限定されず、仕込み割合や、反応温度などに応じて適宜選択できるが、通常、３０分〜７２時間、好ましくは１〜４８時間（例えば、２〜３６時間）、さらに好ましくは３〜２４時間（例えば、５〜１２時間）程度であってもよい。また、反応は、攪拌しながら行ってもよく、空気中又は不活性雰囲気（窒素、希ガスなど）中で行ってもよく、減圧下、常圧下又は加圧下で行ってもよい。

なお、生成した化合物は、慣用の方法、例えば、濾過、濃縮、抽出、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの分離手段や、これらを組み合わせた分離手段により分離精製してもよい。

［チオカーボネート化合物の特性および用途］
本発明のチオカーボネート化合物は、高耐熱性、高屈折率などの特性を有している。例えば、本発明のチオカーボネート化合物の屈折率は、２５℃、５８９ｎｍにおいて、１．５５以上（例えば、１．５６〜１．７５）程度の範囲から選択でき、好ましくは１．５７以上（例えば、１．５７５〜１．７２）、さらに好ましくは１．５８以上（例えば、１．５９〜１．７）程度であってよく、１．６以上（例えば、１．６〜１．７５）とすることもできる。

また、本発明のチオカーボネート化合物は、汎用の溶剤に容易に溶解するなど、取扱性（ハンドリング性）にも優れている。そため、種々の用途に適用可能である。例えば、活性水素化合物との反応により、複数のチオカーボネート骨格が開環して複数のチオール骨格を形成するため、このようなポリチオール化合物を得るための前駆体として用いることもできる。なお、ポリチオール化合物（例えば、ジチオール化合物）は、チオエステル樹脂のモノマーなどと使用可能である。

特に、本発明のチオカーボネート化合物は、前記の通り、意外にも、樹脂に対する親和性に優れているため、樹脂用の添加剤（すなわち、樹脂組成物の構成成分）として好適である。すなわち、以下に、このような樹脂組成物について詳述する。

本発明の樹脂組成物は、チオカーボネート化合物（式（１）で表される化合物）と、樹脂とで構成される。

樹脂としては、特に限定されず、幅広い樹脂を使用でき、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂（熱又は光硬化性樹脂）のいずれであってもよい。熱可塑性樹脂としては、例えば、オレフィン系樹脂、ハロゲン含有ビニル系樹脂（ポリ塩化ビニル、フッ化樹脂など）、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂（例えば、ビスフェノールＡ型ポリカーボネート）、ポリチオカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂［例えば、ポリアルキレンテレフタレート（ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリＣ_２−４アルキレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレートなど）、ポリエチレンナフタレートなどのポリアルキレンアリレート系樹脂、ポリアリレート系樹脂（例えば、芳香族ジカルボン酸（テレフタル酸など）と芳香族ジオール（ビフェノール、ビスフェノールＡ、キシリレングリコール、これらのアルキレンオキシド付加体など）を重合成分として用いたポリアリレート系樹脂など）など］、ポリアセタール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂、熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。熱可塑性樹脂は、単独で又は２種以上組み合わせてもよい。

また、硬化性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂（尿素樹脂、メラミン樹脂など）、フラン樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂、熱硬化性ウレタン系樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性ポリイミド系樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ビニルエステル樹脂などが挙げられる。硬化性樹脂は、単独で又は２種以上組み合わせてもよい。なお、硬化性樹脂は、その種類に応じて、硬化剤や硬化促進剤などを含有していてもよい。

また、樹脂は、芳香環（ベンゼン環など）を含有する樹脂、例えば、芳香族ポリカーボネート系樹脂（ビスフェノールＡ型ポリカーボネートなど）、芳香族ポリエステル系樹脂（前記ポリアルキレンアリレート系樹脂など）、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、フェノール樹脂などであってもよい。

特に、樹脂は、芳香環を有する樹脂の中でも、フルオレン骨格を有する樹脂であってもよい。本発明のチオカーボネート化合物は、幅広い樹脂に対する親和性に優れているが、フルオレン骨格を有する樹脂に対する親和性にも特に優れており、高機能を有するフルオレン骨格を有する樹脂をさらに改質することができる。

フルオレン骨格（例えば、９，９−ビスアリールフルオレン骨格）を有する樹脂としては、上記例示の熱可塑性樹脂および硬化性樹脂が挙げられ、例えば、熱可塑性樹脂（例えば、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリウレタン系樹脂など）、硬化性樹脂（例えば、アクリル系樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂など）などが挙げられる。

樹脂組成物において、チオカーボネート化合物の割合は、例えば、樹脂１００重量部に対して、用途に応じて、０．１〜３００重量部程度の幅広い範囲から選択でき、例えば、０．１〜１００重量部（例えば、０．２〜８０重量部）、好ましくは０．３〜７０重量部（例えば、０．４〜６０重量部）、さらに好ましくは０．５〜５０重量部程度であってもよい。

特に、本発明のチオカーボネート化合物は、少量でも樹脂の改質効果が高いため、例えば、樹脂１００重量部に対して、２０重量部以下（例えば、０．１〜１８重量部）、好ましくは１５重量部以下（例えば、０．２〜１２重量部）、さらに好ましくは１０重量部以下（例えば、０．５〜５重量部）の割合であってもよい。

また、本発明のチオカーボネート化合物は、樹脂に対する親和性が高く、比較的割合が多くても樹脂の特性を維持できるため、高割合で添加してもよい。このような場合、チオカーボネート化合物の割合は、樹脂１００重量部に対して、例えば、１０重量部以上（例えば、１５〜１５０重量部）、好ましくは２０重量部以上（例えば、２５〜１００重量部）、好ましくは３０重量部以上（例えば、３５〜９０重量部）であってもよい。

樹脂組成物は、必要に応じて、さらに、慣用の添加剤［例えば、顔料、着色剤、増粘剤、増感剤、消泡剤、レベリング剤、塗布性改良剤、滑剤、安定剤（酸化防止剤、熱安定剤、耐光安定剤、光安定剤など）、紫外線吸収剤、可塑剤、界面活性剤、充填剤、帯電防止剤など］などの他の成分を含んでいてもよい。これらの他の成分は、単独で又は２種以上組み合わせてもよい。

なお、樹脂組成物は、必要に応じて、溶媒を含む組成物であってもよい。

上記のように、本発明では、チオカーボネート化合物と、樹脂とを組み合わせることにより、チオカーボネート化合物由来の優れた特性を樹脂に付与することができる。換言すれば、チオカーボネート化合物は、樹脂における種々の特性（例えば、屈折率などの光学的特性、耐熱性など）を向上（又は改善又は改質）できる。そのため、本発明には、樹脂の特性（例えば、屈折率）を向上させるための添加剤であって、チオカーボネート化合物で構成された改質剤（例えば、屈折率向上剤）、さらには、樹脂にこのような改質剤を添加し、樹脂の特性（屈折率など）を向上又は改善させる方法を含むものとする。

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

（実施例１）
窒素雰囲気下、５００ｍＬのセパラブルフラスコに、９，９−ビス（４−グリシジルオキシフェニル）フルオレン（大阪ガスケミカル（株）製）２５ｇ（０．０６２モル）、臭化リチウム２．５８ｇ（０．０３０モル）、テトラヒドロフラン２２３ｇを加えて４５℃で溶解させた。滴下漏斗を用いて、二硫化炭素６１．７ｇ（０．８１モル）を１時間かけて滴下し、反応温度４５℃で９時間反応を行った。反応後、エバポレータにより減圧濃縮を行った後、クロロホルム３００ｍＬ、アセトン２００ｍＬを加えて溶解させ、さらにイオン交換水３００ｍＬを加えて分液した。有機層を、飽和食塩水とイオン交換水で洗浄した後に、再度イオン交換水を３００ｍＬ加えて分液した。有機層を減圧濃縮し、７０℃の減圧乾燥機で乾燥し、固体２７．５ｇ（４４．７ｍｍｏｌ、収率８２．８％）を得た。

また、得られた固体の^１Ｈ−ＮＭＲを測定し、下記式で表されるチオカーボネート化合物（ジチオカーボネート化合物）、すなわち、９，９−ビス［４−（１，３−オキサチオラン−２−チオン−５−イルメトキシ）フェニル］フルオレンであることを確認した。また、液体クロマトグラフ質量分析（ＬＣＭＳ）測定により求めた無色固体の分子量は６１６（ＥＳＩ、陰イオン、ｍ／ｚ＝６１５、Ｍ−Ｈに対応）であり、下記式で表される化合物であることを、さらに確認した。なお、^１Ｈ−ＮＭＲの測定には、３００ＭＨｚＮＭＲ装置（ＢＲＵＫＥＲ社製）を用いた（以下、同じ）。

^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３−３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝３．６９（ｍ，４Ｈ）、４．２０（ｍ，４Ｈ）、５．３８（ｄｔ，２Ｈ）、６．７６（ｄ，４Ｈ）、７．１２（ｔ，４Ｈ）、７．２６（ｔ，２Ｈ）、７．３４（ｍ，４Ｈ）、７．７５（ｄ，２Ｈ）
得られたチオカーボネート化合物を、２０重量％の高濃度となるよう、汎用の各種溶媒（メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、およびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）にそれぞれ加えて振とうさせたところ、いずれも室温（２５℃）において、完全に溶解した。

（比較例１）
実施例１において、チオカーボネート化合物に代えて、９，９−ビス（４−グリシジルオキシフェニル）フルオレン（大阪ガスケミカル（株）製）を用いて各種溶媒への溶解を試みたが、極めて溶解性に乏しく、大部分に溶け残りが生じた。

（実施例２）
エポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、三菱化学（株）製、ＪＥＲ−８２８）９０重量部に対して、実施例１で得られたチオカーボネート化合物１０重量部を混合し、６０℃で１時間攪拌したところ、均一に溶解（又は相溶）した。

なお、エポキシ樹脂は高粘性の液体であったため、６０℃まで加温して低粘度化した。そして、溶解後、常温にしても、チオカーボネート化合物の析出は見られなかった。

（比較例２）
実施例２において、チオカーボネート化合物に代えて、９，９−ビス（４−グリシジルオキシフェニル）フルオレン（大阪ガスケミカル（株）製）を用いて、樹脂への溶解を試みたが、６０℃でエポキシ樹脂を低粘度下しても、極めて溶解性に乏しく、混合又は分散の形態は、不均一であった。

（実施例３）
アクリル樹脂（ビスフェノールＡ型アクリル樹脂、日立化成（株）製、ＦＡ−３２４Ａ）９０重量部に対して、実施例１で得られたチオカーボネート化合物１０重量部を混合し、６０℃で１時間攪拌したところ、均一に溶解（又は相溶）した。

なお、アクリル樹脂は高粘性の液体であったため、６０℃まで加温して低粘度化した。そして、溶解後、常温にしても、チオカーボネート化合物の析出は見られなかった。

（比較例３）
実施例３において、チオカーボネート化合物に代えて、９，９−ビス（４−グリシジルオキシフェニル）フルオレン（大阪ガスケミカル（株）製）を用いて、樹脂への溶解を試みたが、６０℃でアクリル樹脂を低粘度下しても、極めて溶解性に乏しく、混合又は分散の形態は、不均一であった。

（実施例４）
窒素雰囲気下、５００ｍＬセパラブルフラスコに、９，９−ビス（４−グリシジルオキシナフチル）フルオレン（大阪ガスケミカル（株）製）３０．４ｇ（０．０６２モル）、臭化リチウム２．５８ｇ（０．０３０モル）、テトラヒドロフラン２２３ｇを加えて４５℃で溶解させた。滴下漏斗を用いて、二硫化炭素６１．７ｇ（０．８１モル）を１時間かけて滴下し、反応温度４５℃で９時間反応を行った。反応後、エバポレータにより減圧濃縮を行った後、クロロホルム３００ｍＬ、アセトン２００ｍＬを加えて溶解し、さらにイオン交換水３００ｍＬを加えて分液した。有機層を、飽和食塩水とイオン交換水で洗浄した後、再度イオン交換水を３００ｍＬ加えて分液した。有機層を減圧濃縮し、７０℃の減圧乾燥し、下記式で表される固体３７．３ｇ（５２．２ｍｍｏｌ、収率９７．６％）を得た。

^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３−３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝３．７３（ｍ，４Ｈ）、４．３４（ｍ，４Ｈ）、５．４２（ｄｔ，２Ｈ）、７．０６（ｍ，４Ｈ）、７．２８（ｍ，２Ｈ）、７．４０（ｍ，４Ｈ）、７．５２（ｍ，４Ｈ）、７．６３（ｄ，２Ｈ）、７．８１（ｄ，２Ｈ）
（実施例５）
窒素雰囲気下、５００ｍＬセパラブルフラスコに、９，９−ビス［４−（２−グリシジルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン（大阪ガスケミカル（株）製）３４．１ｇ（０．０６２モル）、臭化リチウム２．６１ｇ（０．０３０モル）、テトラヒドロフラン２２３ｇを加えて４５℃で溶解させた。滴下漏斗を用いて、二硫化炭素６２．６ｇ（０．８２モル）を１時間かけて滴下し、反応温度４５℃で１５時間反応を行った。反応後、エバポレータにより減圧濃縮を行った後、クロロホルム３００ｍＬ、アセトン２００ｍＬを加えて溶解させ、さらにイオン交換水３００ｍＬを加えて分液した。有機層を、飽和食塩水とイオン交換水で洗浄した後に、再度イオン交換水を３００ｍＬ加えて分液した。有機層を減圧濃縮し、７０℃の減圧乾燥し、下記式で表される固体３２．９ｇ（４８．８ｍｍｏｌ、収率７８．７％）を得た。

^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３−３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝３．５５（ｄｑ，４Ｈ）、３．８８（ｍ，８Ｈ）、４．０８（ｍ，４Ｈ）、５．２０（ｍ，２Ｈ）、６．７５（ｄ，４Ｈ）、７．１１（ｄ，４Ｈ）、７．２５（ｔ，４Ｈ）、７．３５（ｔ，４Ｈ）、７．７５（ｄ，２Ｈ）

本発明のチオカーボネート化合物は、種々の用途に使用でき、特に樹脂用添加剤として有用である。このような本発明のチオカーボネート化合物を含む樹脂組成物（又は成形体）は、樹脂の種類などに応じて幅広い用途、例えば、インク材料、発光材料（例えば、有機ＥＬ用発光材料など）、有機半導体、黒鉛化前駆体、ガス分離膜（例えば、ＣＯ_２ガス分離膜など）、ＯＣＡ（光学粘着層）、接着剤、コート剤（例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）用素子のコート剤などの光学用オーバーコート剤又はハードコート剤など）、レンズ［ピックアップレンズ（例えば、ＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）用ピックアップレンズなど）、マイクロレンズ（例えば、液晶プロジェクター用マイクロレンズなど）、眼鏡レンズなど］、偏光膜（例えば、液晶ディスプレイ用偏光膜など）、複合シート、輝度向上フィルム、プリズムシート、反射防止フィルム（又は反射防止膜、例えば、表示デバイス用反射防止フィルムなど）、タッチパネル用フィルム、フレキシブル基板用フィルム、ディスプレイ用フィルム［例えば、ＰＤＰ（プラズマディスプレイ）、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、ＶＦＤ（真空蛍光ディスプレイ）、ＳＥＤ（表面伝導型電子放出素子ディスプレイ）、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）、ＮＥＤ（ナノ・エミッシブ・ディスプレイ）、ブラウン管、電子ペーパーなどのディスプレイ（特に薄型ディスプレイ）用フィルム（保護フィルムなど）など］、カラーフィルタ［例えば、レンズフィルター、ディスプレイ用カラーフィルタなど］、液晶表示装置用レジスト［例えば、ＴＦＴアレイエッチング用フォトレジスト、顔料分散型フォトレジスト、保護膜など］、層間絶縁膜、ソルダーレジスト、燃料電池用膜、光ファイバー、光導波路、ホログラム、帯電防止材、帯電トレイ、摺動部材、自動車部品材料、航空・宇宙材料、キャリア輸送剤、建材、内装材、樹脂充填材、着色ガラス、発光体、センサーなどに好適に使用できる。

Claims

下記式（１）で表されるチオカーボネート化合物。
（式中、環Ｚは芳香族炭化水素環、Ｒ^１はシアノ基、ハロゲン原子又は炭化水素基を示し、Ｒ^２はアルキレン基を示し、Ｒ^３は炭化水素基を示し、Ｒ^４は炭化水素基、基−ＯＲ（式中、Ｒは炭化水素基）、基−ＳＲ（式中、Ｒは炭化水素基）、アシル基、アルコキシカルボニル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基又はジアルキルアミノ基を示し、ｋは０〜４の整数、ｍは０以上の整数、ｎは０〜３の整数、ｐは１以上の整数、ｑは０以上の整数である。）
式（１）において、Ｚがベンゼン環又はナフタレン環、Ｒ^２がＣ_２−４アルキレン基、ｍが０〜１０、ｐが１〜３である請求項１記載のチオカーボネート化合物。
式（１）において、ｍが０〜４である請求項１又は２記載のチオカーボネート化合物。
式（１）において、Ｚがベンゼン環又はナフタレン環、ｋが０〜１、Ｒ^１がアルキル基、Ｒ^２がＣ_２−４アルキレン基、ｍが０〜２、ｎが０、ｐが１〜２、Ｒ^４がアルキル基又はアリール基、ｑが０〜２である請求項１〜３のいずれかに記載のチオカーボネート化合物。
請求項１〜４のいずれかに記載のチオカーボネート化合物と、樹脂とを含む樹脂組成物。
チオカーボネート化合物の割合が、樹脂１００重量部に対して０．５〜５０重量部である請求項５記載の樹脂組成物。