JP6915097B2 - 組成物、硬化性組成物および化合物 - Google Patents
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Description
<1> 式(I)で表される化合物と、式(III)で表される化合物とを含む組成物;
式(III)において、R32およびR33は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基またはアリールオキシ基を表し、X31およびX32は各々独立に電子求引性基を表し、R32とR33およびX31とX32は互いに結合して環を形成してもよい。
<2> 式(I)のR12およびR13が水素原子であり、式(III)のR32とR33が水素原子である、<1>に記載の組成物。
<3> 式(I)のX11およびX12は互いに結合して式(II)で表される環を形成しており、
式(III)のX31およびX32は互いに結合して式(IV)で表される環を形成している、<1>または<2>に記載の組成物;
式(IV)において、R41およびR42は各々独立に脂肪族基、芳香族基または複素環基を表し、*は式(III)の1,3−ベンゾジチオール骨格の2位との結合部位を表し、R41とR42は互いに結合して環を形成してもよい。
<4> 式(I)で表される化合物と式(III)で表される化合物の合計量中における式(I)で表される化合物の割合が0.0001〜30質量%である、<1>〜<3>のいずれかに記載の組成物。
<5> 式(I)で表される化合物と式(III)で表される化合物の合計量中における式(I)で表される化合物の割合が0.01〜5質量%である、<1>〜<3>のいずれかに記載の組成物。
<6> <1>〜<5>のいずれかに記載の組成物と、硬化性化合物とを含む、硬化性組成物。
<7> 硬化性化合物が、−O−Si−O−構造を有する化合物である、<6>に記載の硬化性組成物。
<8> 式(I)で表される化合物;
<9> 式(I)のR12およびR13が水素原子である、<8>に記載の化合物。
<10> 式(I)のR11が炭素数1〜3の無置換のアルキル基である、<8>または<9>に記載の化合物。
<11> 式(I)のX11およびX12は互いに結合して式(II)で表される環を形成している、<8>〜<10>のいずれかに記載の化合物;
本明細書における基(原子団)の表記において、置換および無置換を記していない表記は、置換基を有さない基と共に置換基を有する基を包含する。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含する。
本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、全固形分とは、組成物の全成分から溶剤を除いた成分の合計量をいう。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートおよびメタクリレートの双方、または、いずれかを表し、「(メタ)アクリル」は、アクリルおよびメタクリルの双方、または、いずれかを表し、「(メタ)アリル」は、アリルおよびメタリルの双方、または、いずれかを表し、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイルおよびメタクリロイルの双方、または、いずれかを表す。
本明細書において「工程」との語は、独立した工程を意味するだけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。
本明細書において、重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定したポリスチレン換算値として定義される。
本発明の組成物は、式(I)で表される化合物と、式(III)で表される化合物とを含む。本発明の組成物は、耐光性に優れ、光照射による紫外線吸収性能の経時的な低下を抑制することができる。このような効果が奏される詳細な理由は不明であるが、式(I)で表される化合物が式(III)で表される化合物と相互作用して式(III)で表される化合物の光照射による分解や変性を抑制でき、その結果優れた耐光性が得られたと推測される。
また、式(I)で表される化合物は、透明性に優れており、式(III)で表される化合物の透明性を損なうことなく、式(III)で表される化合物の耐光性を向上させることもできる。なかでも、式(I)で表される化合物として、R12およびR13が水素原子である化合物や、R11が炭素数1〜3の無置換のアルキル基である化合物を用いた場合においてより優れた耐光性が得られる。特に、式(I)で表される化合物として、R11が炭素数1〜3の無置換のアルキル基で、R12およびR13が水素原子で、X11およびX12が互いに結合して後述する式(II)で表される環を形成している化合物を用いた場合においては、特に優れた耐光性が得られる。このような化合物は、式(III)で表される化合物とより相互作用し易いためであると推測される。また、このような構造の化合物は優れた透明性を有している。さらには、このような構造の化合物は、結晶性が高く、収率よく製造することもできる。さらには、このような構造の化合物は安価な汎用原料から製造することが可能である点、好ましい。
式(III)において、R32およびR33は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基またはアリールオキシ基を表し、X31およびX32は各々独立に電子求引性基を表し、R32とR33およびX31とX32は互いに結合して環を形成してもよい。
R12およびR13が表すアルキル基およびアルコキシ基の炭素数は、1〜30が好ましく、1〜20がより好ましく、1〜15が更に好ましく、1〜10がより一層好ましく、1〜7が特に好ましく、1〜4が最も好ましい。アルキル基およびアルコキシ基は直鎖、分岐および環状のいずれでもよく、直鎖または分岐であることが好ましく、直鎖であることがより好ましい。また、環状のアルキル基、および環状のアルコキシ基のアルキル基部位は、単環のシクロアルキル基であってもよく、多環アルキル基(ビシクロアルキル基、トリシクロアルキル基など)であってもよい。アルキル基およびアルコキシ基は置換基を有していてもよい。置換基としては後述する置換基Tで説明した基が挙げられる。
R12およびR13が表すアリール基およびアリールオキシ基の炭素数は6〜40が好ましく、6〜30がより好ましく、6〜20が更に好ましく、6〜15がより一層好ましく、6〜12が特に好ましく、6〜9が最も好ましい。アリール基およびアリールオキシ基は置換基を有していてもよい。置換基としては後述する置換基Tで説明した基が挙げられる。
アルキル基の炭素数は、1〜30が好ましく、1〜20がより好ましく、1〜15が更に好ましく、1〜10が特に好ましく、1〜7が最も好ましい。アルキル基は直鎖、分岐および環状のいずれでもよく、直鎖または分岐であることが好ましく、直鎖であることがより好ましい。
アルケニル基の炭素数は、2〜30が好ましく、2〜20がより好ましく、2〜15が更に好ましく、2〜10が特に好ましく、2〜7が最も好ましい。アルケニル基は直鎖、分岐および環状のいずれでもよく、直鎖または分岐であることが好ましく、直鎖であることがより好ましい。
アルキニル基の炭素数は、2〜30が好ましく、2〜20がより好ましく、2〜15が更に好ましく、2〜10が特に好ましく、2〜7が最も好ましい。アルキニル基は直鎖、分岐および環状のいずれでもよく、直鎖または分岐であることが好ましく、直鎖であることがより好ましい。
アラルキル基の炭素数は、7〜30が好ましく、7〜20がより好ましく、7〜15が更に好ましい。アラルキル基のアルキル部分は、上記アルキル基と同様である。アラルキル基のアリール部分は下記アリール基と同様である。
置換基Tとしては、
ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子);
アルキル基[直鎖、分岐、環状のアルキル基。具体的には、直鎖または分岐のアルキル基(好ましくは炭素数1〜30の直鎖または分岐のアルキル基、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、n−オクチル基、エイコシル基、2−クロロエチル基、2−シアノエチル基、2−エチルヘキシル基)、シクロアルキル基(好ましくは、炭素数3〜30のシクロアルキル基、例えば、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、4−n−ドデシルシクロヘキシル基)、ビシクロアルキル基(好ましくは、炭素数5〜30のビシクロアルキル基、つまり、炭素数5〜30のビシクロアルカンから水素原子を一個取り去った一価の基。例えば、ビシクロ[1,2,2]ヘプタン−2−イル基、ビシクロ[2,2,2]オクタン−3−イル基)、更に環構造が多いトリシクロ構造なども包含するものである。以下に説明する置換基の中のアルキル基(例えばアルキルチオ基のアルキル基)もこのような概念のアルキル基を表す。];
アルケニル基[直鎖、分岐、環状のアルケニル基。具体的には、直鎖または分岐のアルケニル基(好ましくは炭素数2〜30の直鎖または分岐のアルケニル基、例えば、ビニル基、アリル基、プレニル基、ゲラニル基、オレイル基)、シクロアルケニル基(好ましくは、炭素数3〜30のシクロアルケニル基。つまり、炭素数3〜30のシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、2−シクロペンテン−1−イル基、2−シクロヘキセン−1−イル基)、ビシクロアルケニル基(好ましくは、炭素数5〜30の置換もしくは無置換のビシクロアルケニル基、つまり二重結合を一個持つビシクロアルケンの水素原子を一個取り去った一価の基である。例えば、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−1−イル基、ビシクロ[2,2,2]オクト−2−エン−4−イル基)を包含するものである。];
アルキニル基(好ましくは、炭素数2〜30の直鎖または分岐のアルキニル基。例えば、エチニル基、プロパルギル基、トリメチルシリルエチニル基;
ヘテロ環基(好ましくは5または6員の芳香族もしくは非芳香族のヘテロ環化合物から一個の水素原子を取り除いた一価の基であり、更に好ましくは、炭素数3〜30の5もしくは6員の芳香族のヘテロ環基である。例えば、2−フリル基、2−チエニル基、2−ピリミジニル基、2−ベンゾチアゾリル基);
シアノ基;
ヒドロキシル基;
ニトロ基;
カルボキシル基;
アルコキシ基(好ましくは、炭素数1〜30の直鎖または分岐のアルコキシ基。例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、t−ブトキシ基、n−オクチルオキシ基、2−メトキシエトキシ基);
アリールオキシ基(好ましくは、炭素数6〜30のアリールオキシ基。例えば、フェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、4−t−ブチルフェノキシ基、3−ニトロフェノキシ基、2−テトラデカノイルアミノフェノキシ基);
シリルオキシ基(好ましくは、炭素数3〜20のシリルオキシ基。例えば、トリメチルシリルオキシ基、t−ブチルジメチルシリルオキシ基);
ヘテロ環オキシ基(好ましくは、炭素数2〜30のヘテロ環オキシ基。例えば、1−フェニルテトラゾール−5−オキシ基、2−テトラヒドロピラニルオキシ基);
アシルオキシ基(好ましくはホルミルオキシ基、炭素数2〜30のアルキルカルボニルオキシ基、炭素数6〜30のアリールカルボニルオキシ基。例えば、ホルミルオキシ基、アセチルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ステアロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、p−メトキシフェニルカルボニルオキシ基);
アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは、炭素数2〜30のアルコキシカルボニルオキシ基。例えばメトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、t−ブトキシカルボニルオキシ基、n−オクチルカルボニルオキシ基);
アリールオキシカルボニルオキシ基(好ましくは、炭素数7〜30のアリールオキシカルボニルオキシ基。例えば、フェノキシカルボニルオキシ基、p−メトキシフェノキシカルボニルオキシ基、p−n−ヘキサデシルオキシフェノキシカルボニルオキシ基);
アミノ基(好ましくは、アミノ基、炭素数1〜30のアルキルアミノ基、炭素数6〜30のアニリノ基。例えば、アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、アニリノ基、N−メチル−アニリノ基、ジフェニルアミノ基);
アシルアミノ基(好ましくは、ホルミルアミノ基、炭素数1〜30のアルキルカルボニルアミノ基、炭素数6〜30のアリールカルボニルアミノ基。例えば、ホルミルアミノ基、アセチルアミノ基、ピバロイルアミノ基、ラウロイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、3,4,5−トリ−n−オクチルオキシフェニルカルボニルアミノ基);
アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜30のアルコキシカルボニルアミノ基。例えば、メトキシカルボニルアミノ基、エトキシカルボニルアミノ基、t−ブトキシカルボニルアミノ基、n−オクタデシルオキシカルボニルアミノ基、N−メチルーメトキシカルボニルアミノ基);
アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは、炭素数7〜30のアリールオキシカルボニルアミノ基。例えば、フェノキシカルボニルアミノ基、p−クロロフェノキシカルボニルアミノ基、m−n−オクチルオキシフェノキシカルボニルアミノ基);
スルファモイルアミノ基(好ましくは、炭素数0〜30のスルファモイルアミノ基。例えば、スルファモイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノスルホニルアミノ基、N−n−オクチルアミノスルホニルアミノ基);
アルキル又はアリールスルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜30のアルキルスルホニルアミノ基、炭素数6〜30のアリールスルホニルアミノ基。例えば、メチルスルホニルアミノ基、ブチルスルホニルアミノ基、フェニルスルホニルアミノ基、2,3,5−トリクロロフェニルスルホニルアミノ基、p−メチルフェニルスルホニルアミノ基);
メルカプト基;
アルキルチオ基(好ましくは、炭素数1〜30のアルキルチオ基。例えばメチルチオ基、エチルチオ基、n−ヘキサデシルチオ基);
アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜30のアリールチオ基。例えば、フェニルチオ基、p−クロロフェニルチオ基、m−メトキシフェニルチオ基);
ヘテロ環チオ基(好ましくは炭素数2〜30のヘテロ環チオ基。例えば、2−ベンゾチアゾリルチオ基、1−フェニルテトラゾール−5−イルチオ基);
スルホ基;
アルキル又はアリールスルフィニル基(好ましくは、炭素数1〜30のアルキルスルフィニル基、6〜30のアリールスルフィニル基。例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、p−メチルフェニルスルフィニル基);
アルキル又はアリールスルホニル基(好ましくは、炭素数1〜30のアルキルスルホニル基、6〜30のアリールスルホニル基。例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、フェニルスルホニル基、p−メチルフェニルスルホニル基);
アリールオキシカルボニル基(好ましくは、炭素数7〜30のアリールオキシカルボニル基。例えば、フェノキシカルボニル基、o−クロロフェノキシカルボニル基、m−ニトロフェノキシカルボニル基、p−t−ブチルフェノキシカルボニル基);
アルコキシカルボニル基(好ましくは、炭素数2〜30のアルコキシカルボニル基。例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基、n−オクタデシルオキシカルボニル基);
カルバモイル基(好ましくは、炭素数1〜30のカルバモイル基。例えば、カルバモイル基、N−メチルカルバモイル基、N,N−ジメチルカルバモイル基、N,N−ジ−n−オクチルカルバモイル基、N−(メチルスルホニル)カルバモイル基);
アリール又はヘテロ環アゾ基(好ましくは炭素数6〜30のアリールアゾ基、炭素数3〜30のヘテロ環アゾ基。例えば、フェニルアゾ基、p−クロロフェニルアゾ基、5−エチルチオ−1,3,4−チアジアゾール−2−イルアゾ基);
イミド基(好ましくは、N−スクシンイミド基、N−フタルイミド基);
ホスフィノ基(好ましくは、炭素数2〜30のホスフィノ基。例えば、ジメチルホスフィノ基、ジフェニルホスフィノ基、メチルフェノキシホスフィノ基)
ホスフィニル基(好ましくは、炭素数2〜30のホスフィニル基。例えば、ホスフィニル基、ジオクチルオキシホスフィニル基、ジエトキシホスフィニル基);
ホスフィニルオキシ基(好ましくは、炭素数2〜30のホスフィニルオキシ基。例えば、ジフェノキシホスフィニルオキシ基、ジオクチルオキシホスフィニルオキシ基);
ホスフィニルアミノ基(好ましくは、炭素数2〜30のホスフィニルアミノ基。例えば、ジメトキシホスフィニルアミノ基、ジメチルアミノホスフィニルアミノ基);
シリル基(好ましくは、炭素数3〜30のシリル基。例えば、トリメチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、フェニルジメチルシリル基)が挙げられる。
式(III)において、R32およびR33は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基またはアリールオキシ基を表す。式(III)のR32およびR33が表すハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基およびアリールオキシ基は、式(I)のR12およびR13の項で説明したハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基およびアリールオキシ基が挙げられ、好ましい範囲も同様である。R32およびR33は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基であることが好ましく、水素原子、ハロゲン原子またはアルキル基であることがより好ましく、メチル基または水素原子であることが更に好ましく、水素原子であることが特に好ましい。
次に、本発明の硬化性組成物について説明する。本発明の硬化性組成物は、上述した本発明の組成物と、硬化性化合物と含む。硬化性化合物としては、エチレン性不飽和結合を有する基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物、メチロール基を有する化合物、−O−Si−O−構造を有する化合物などが挙げられる。エチレン性不飽和結合を有する基としては、ビニル基、(メタ)アリル基、(メタ)アクリロイル基などが挙げられる。
NMR(ジメチルスルホキシド(DMSO)):δ=10.58(1H,BrS),7.58(1H,d,J=8.9Hz),7.01(1H,d,J=8.9Hz),3.58(4H,t,J=7.3Hz),2.45(3H,S),1.44(4H,tt,J=7.3,7.3Hz),1.22(4H,tq,J=7.3,7.3Hz)、0.87(6H,t,J=7.3Hz)
更にこの混合物をテトラヒドロフランと、アセトニトリルと、水とで再結晶し、得られた結晶を濾過、乾燥して例示化合物(I−1)を0.10質量%含む例示化合物(I−1)と例示化合物(III−1)との混合物である組成物A−1を34.7g得た(収率88%)。
合成例3において、化合物(3)を用いなかった以外は、合成例3と同様の操作を行い、例示化合物(III−1)を38.5g得た(収率98%)。この生成物中には、例示化合物(I−1)が全く含まれていなかった。
(実施例1)
窒素雰囲気下で、合成例3で得た組成物A−1の1.20gと、3−トリエトキシシリルプロピルイソシアネートの2.71gと、乾燥テトラヒドロフランの20mLとを混合したのち、ジ(2−エチルヘキサン酸)スズを1滴添加し、窒素雰囲気下において、3時間、加熱還流した。次いで、加熱還流後の混合溶液の0.476gに対し、テトラエトキシシランの81.0mgおよびグリシジルオキシプロピルトリメトキシシランの0.602g、超純水の1.73g、酸触媒である酢酸の17.0mgを添加したのち、30秒間撹拌し、次いで、3分間超音波を照射し、次いで、50℃の水浴中で1時間撹拌して硬化性組成物を得た。得られた硬化性組成物を、0.1質量%KOHで処理したガラス基材の上にドクターブレードを用いて塗布して30mil(1milは、2.54×10−5m)の厚さの塗布膜を形成し、得られた塗布膜を、80℃、30分間、送風乾燥機で静置乾燥した。その後、200℃、30分間加熱してガラス物品を作製した。
組成物A−1のかわりに下記表に示す組成物A−2〜A−5、B−1、C−1〜C−3を用いた以外は実施例1と同様にして硬化性組成物を調製し、得られた硬化性組成物を用いて実施例1と同様にしてガラス物品を作製した。なお、組成物A−2〜A−5は、組成物A−1をクロマトグラフィーで精製処理して例示化合物(I−1)と例示化合物(III−1)の比率を調整してえられたものである。また、組成物B−1は、合成例4で合成した例示化合物(III−1)を用いた。
吸光度の減少率(%)={(Ab0−Ab1)/Ab0}×100
(実施例11〜15)
組成物A−1のかわりに組成物A−11〜A−15を用いた以外は実施例1と同様にして硬化性組成物を調製し、得られた硬化性組成物を用いて実施例1と同様にしてガラス物品を作製した。得られたガラス物品を用いて実施例1と同様の方法で耐光性試験を行い、耐光性試験前後のガラス物品の吸光度の減少率({(Ab0−Ab1)/Ab0}×100)を求めた。なお、下記表に記載の例示化合物(I−2)、(I−33)、(I−34)、(I−35)、(I−36)はそれぞれ下記構造の化合物である。
(実施例21、参考例2)
組成物A−1のかわりに組成物A−21、B−2を用いた以外は実施例1と同様にして硬化性組成物を調製し、得られた硬化性組成物を用いて実施例1と同様にしてガラス物品を作製した。得られたガラス物品を用いて実施例1と同様の方法で耐光性試験を行い、耐光性試験前後のガラス物品の吸光度の減少率({(Ab0−Ab1)/Ab0}×100)を求めた。なお、下記表に記載の例示化合物(III−2)は下記構造の化合物である。
Claims (11)
- 式(I)で表される化合物と、式(III)で表される化合物とを含む組成物;
式(III)において、R32およびR33は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基またはアリールオキシ基を表し、X31およびX32は各々独立に電子求引性基を表し、R32とR33およびX31とX32は互いに結合して環を形成してもよい。 - 前記式(I)のR12およびR13が水素原子であり、前記式(III)のR32とR33が水素原子である、請求項1に記載の組成物。
- 前記式(I)のX11およびX12は互いに結合して式(II)で表される環を形成しており、
前記式(III)のX31およびX32は互いに結合して式(IV)で表される環を形成している、請求項1または2に記載の組成物;
式(IV)において、R41およびR42は各々独立に脂肪族基、芳香族基または複素環基を表し、*は式(III)の1,3−ベンゾジチオール骨格の2位との結合部位を表し、R41とR42は互いに結合して環を形成してもよい。 - 前記式(I)で表される化合物と前記式(III)で表される化合物の合計量中における前記式(I)で表される化合物の割合が0.0001〜30質量%である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記式(I)で表される化合物と前記式(III)で表される化合物の合計量中における前記式(I)で表される化合物の割合が0.01〜5質量%である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の組成物と、硬化性化合物とを含む、硬化性組成物。
- 前記硬化性化合物が、−O−Si−O−構造を有する化合物である、請求項6に記載の硬化性組成物。
- 前記式(I)のR12およびR13が水素原子である、請求項8に記載の化合物。
- 前記式(I)のR11が炭素数1〜3の無置換のアルキル基である、請求項8または9に記載の化合物。
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