JPWO2011016492A1 - 含フッ素アダマンタン誘導体及びそれを含有する樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、低屈折率、耐熱性及び耐擦傷性に優れた硬化物を与える樹脂組成物に用いられる、下記一般式(I)で表される含フッ素アダマンタン誘導体及びこれを含む樹脂組成物、該含フッ素アダマンタン誘導体の製造方法である。[式(I)中、Yは例えば水酸基、R1〜R6はそれぞれ独立で例えば水素原子を示す。ただし、R3〜R6の少なくとも1つは式(M):−A−B で表される置換基を示し、Aは例えば直鎖状脂肪族炭化水素基、Bは例えばフルオロアルキル基を含む有機基を示す。Xは例えば(メタ)アクリロイルオキシ基あるいは環状エーテル基である重合性基を示す。aは1〜4の整数であり、bは1〜15の整数であり、cは0又は1〜14の整数であり、a+b+c=16である。dは0又は1〜5の整数であり、eは1〜5の整数である。]
Description
本発明は、含フッ素アダマンタン誘導体及びそれを含有する樹脂組成物に関する。詳しくは、フルオロアダマンチル基及びフルオロアルキル基を有する含フッ素アダマンタン誘導体であって、低屈折率で、耐熱性及び耐擦傷性に優れており、反射防止膜、光ファイバー、光導波路、体積ホログラムに有用な硬化物を与える上記含フッ素アダマンタン誘導体を含有する樹脂組成物、並びに上記含フッ素アダマンタン誘導体を効率良く製造する方法に関するものである。
アダマンタンは、シクロヘキサン環が4個、カゴ形に縮合した構造を有し、対称性が高く、安定な化合物であり、その誘導体は、特異な機能を示すことから、医薬品原料や高機能性工業材料の原料等として有用であることが知られている。アダマンタンは、例えば、光学特性や耐熱性等を有することから、光ディスク基板、光ファイバーあるいはレンズ等に用いることが試みられている(例えば、特許文献1及び2参照)。また、アダマンタンエステル類を、その酸感応性、ドライエッチング耐性、紫外線透過性等を利用して、フォトレジスト用樹脂原料として、使用することが試みられている(例えば、特許文献3参照)。
近年、液晶や有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子等を用いたフラットパネルディスプレイの高精細化、高視野角化、高画質化、電子回路の高周波数化や光を用いた回路・通信等、光学・電子部品の高性能化・改良検討が進められている。
近年、液晶や有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子等を用いたフラットパネルディスプレイの高精細化、高視野角化、高画質化、電子回路の高周波数化や光を用いた回路・通信等、光学・電子部品の高性能化・改良検討が進められている。
その中で、ディスプレイ用反射防止膜の低屈折率層や通信用の光ファイバー、光導波路等にフッ素系有機材料が使用されており、それらフッ素系材料の改良が行われている。一般にフッ素原子を有する化合物は低屈折率を示し、低屈折率の含フッ素樹脂材料を液晶や有機ELディスプレイ用等の反射防止膜、フルネルレンズ、レンチキュラーレンズ、マイクロレンズアレイ等のレンズ類、光ファイバーや光導波路へ適用する検討が行われている。例えば、反射防止膜においては、低屈折率層と高屈折率層を交互に積層して反射を防止しているが、その低屈折率層の樹脂として直鎖状の含フッ素アクリレート類の重合物が使用されており(例えば、特許文献4及び5参照)、また、エポキシ基を有する(メタ)アクリレート系重合体を含む樹脂組成物をハードコート層に使用することで反射防止層との密着性を改良した反射防止フィルムが開示されている(例えば、特許文献6参照)。しかし、これらは直鎖状であるために十分な表面硬度が得られず、耐擦傷性等に問題がある。
光ファイバーや光導波路では、有機化合物のC−H結合が光損失の原因となることはよく知られているが、その対策としてC−H結合をC−F結合に置換した材料が使用されている。その1つに直鎖状の含フッ素アクリレート樹脂が用いられているが(例えば、特許文献7参照)、通信時の発熱やはんだリフロー時に耐え得る耐熱性が十分ではない。
また、出願人は反射防止膜等に有用な耐熱性及び表面硬度が良好で低屈折率の硬化物を与える樹脂組成物として、重合性基を有する含フッ素アダマンタン誘導体を使用することを開示している(例えば、特許文献8参照)。しかし、この樹脂組成物を用いた硬化物には、要求される電子材料や光学材料等の用途において十分に満足できる低屈折率とするための改良の余地がある。
光ファイバーや光導波路では、有機化合物のC−H結合が光損失の原因となることはよく知られているが、その対策としてC−H結合をC−F結合に置換した材料が使用されている。その1つに直鎖状の含フッ素アクリレート樹脂が用いられているが(例えば、特許文献7参照)、通信時の発熱やはんだリフロー時に耐え得る耐熱性が十分ではない。
また、出願人は反射防止膜等に有用な耐熱性及び表面硬度が良好で低屈折率の硬化物を与える樹脂組成物として、重合性基を有する含フッ素アダマンタン誘導体を使用することを開示している(例えば、特許文献8参照)。しかし、この樹脂組成物を用いた硬化物には、要求される電子材料や光学材料等の用途において十分に満足できる低屈折率とするための改良の余地がある。
本発明は、以上のような状況から、低屈折率、耐熱性及び耐擦傷性に優れた硬化物を与える樹脂組成物に用いられる含フッ素アダマンタン誘導体及びこれを含む樹脂組成物、並びに上記含フッ素アダマンタン誘導体を効率良く製造する方法を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、鋭意検討を進めた結果、フルオロアダマンチル基及びフルオロアルキル基を有する含フッ素アダマンタン誘導体で、さらにフルオロアダマンチル基及びフルオロアルキル基と共に重合性基を有する含フッ素アダマンタン誘導体を含む樹脂組成物を用いることにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、下記のとおり、含フッ素アダマンタン誘導体及びこれを含む樹脂組成物、並びに上記含フッ素アダマンタン誘導体の製造方法である。
すなわち、本発明は、下記のとおり、含フッ素アダマンタン誘導体及びこれを含む樹脂組成物、並びに上記含フッ素アダマンタン誘導体の製造方法である。
1.下記一般式(I)で表されることを特徴とする含フッ素アダマンタン誘導体。
[式(I)中、Yは、水素原子、有機基、水酸基及び2つのYが一緒になって形成された=O基の中から選ばれる1種を示し、R1〜R6は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ヘテロ原子を含んでもよい脂肪族炭化水素及びパーフルオロアルキル基の中から選ばれる1種を示し、あるいはR1とR2とが一緒になって形成された=O基を示す。ただし、R3〜R6の少なくとも1つは式(M):−A−B で表される置換基を示す〔式(M)中、Aは、エーテル結合あるいはエステル結合を含んでもよい炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状の脂肪族炭化水素基を示す。Bは、エーテル結合あるいはエステル結合を含んでもよい炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のフルオロアルキル基を含む有機基を示す。〕。
Xは、下記式(II)〜(IV)で表される基及び水酸基の中から選ばれる1種を示す。
Xは、下記式(II)〜(IV)で表される基及び水酸基の中から選ばれる1種を示す。
〔式(II)中、R7は水素原子、フッ素原子、メチル基及びトリフルオロメチル基の中から選ばれる1種を示す。式(IV)中、R8は炭素数1〜5の炭化水素基又はパーフルオロアルキル基を示す。〕
aは1〜4の整数であり、bは1〜15の整数であり、cは0又は1〜14の整数であり、a+b+c=16である。dは0又は1〜5の整数であり、eは1〜5の整数である。複数のY、R1〜R6及びXはそれぞれにおいて同一でも異なっていてもよく、複数のd及びeはそれぞれにおいて同一でも異なっていてもよい。]
2.前記一般式(I)中、a=2である前記1に記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
3.前記一般式(I)中、e=1である前記1又は2に記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
4.前記一般式(I)中、d=0である前記1〜3のいずれかに記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
5.前記一般式(I)中、R3〜R5が水素原子であり、R6が前記式(M)で表される基である前記1〜4のいずれかに記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
6.前記一般式(I)中、R3、R5及びR6が水素原子であり、R4が前記式(M)で表される基である前記1〜4のいずれかに記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
7.前記式(M)中、Aが炭素数1〜3の直鎖状炭化水素基である前記1〜6のいずれかに記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
8.前記式(M)中、Bが炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基である前記1〜7のいずれかに記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
9.前記一般式(I)中、Xが前記式(II)で表される基又は水酸基である前記1〜8のいずれかに記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
10.前記1に記載の一般式(I)で表される含フッ素アダマンタン誘導体においてXで示される水酸基と、下記式(V)〜(VII)のいずれかで表される基を有する化合物とを反応させる、前記一般式(I)中におけるXの少なくとも1つが前記式(II)〜(IV)のいずれかで表される基である前記1に記載の含フッ素アダマンタン誘導体の製造方法。
aは1〜4の整数であり、bは1〜15の整数であり、cは0又は1〜14の整数であり、a+b+c=16である。dは0又は1〜5の整数であり、eは1〜5の整数である。複数のY、R1〜R6及びXはそれぞれにおいて同一でも異なっていてもよく、複数のd及びeはそれぞれにおいて同一でも異なっていてもよい。]
2.前記一般式(I)中、a=2である前記1に記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
3.前記一般式(I)中、e=1である前記1又は2に記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
4.前記一般式(I)中、d=0である前記1〜3のいずれかに記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
5.前記一般式(I)中、R3〜R5が水素原子であり、R6が前記式(M)で表される基である前記1〜4のいずれかに記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
6.前記一般式(I)中、R3、R5及びR6が水素原子であり、R4が前記式(M)で表される基である前記1〜4のいずれかに記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
7.前記式(M)中、Aが炭素数1〜3の直鎖状炭化水素基である前記1〜6のいずれかに記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
8.前記式(M)中、Bが炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基である前記1〜7のいずれかに記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
9.前記一般式(I)中、Xが前記式(II)で表される基又は水酸基である前記1〜8のいずれかに記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
10.前記1に記載の一般式(I)で表される含フッ素アダマンタン誘導体においてXで示される水酸基と、下記式(V)〜(VII)のいずれかで表される基を有する化合物とを反応させる、前記一般式(I)中におけるXの少なくとも1つが前記式(II)〜(IV)のいずれかで表される基である前記1に記載の含フッ素アダマンタン誘導体の製造方法。
[式(V)中、R7は水素原子、フッ素原子、メチル基及びトリフルオロメチル基の中から選ばれる1種を示す。式(VII)中、R8は炭素数1〜5の炭化水素基又はパーフルオロアルキル基を示す。]
11.下記一般式(VIII)で表される含フッ素アダマンタン誘導体と下記式(IX)で表されるエポキシ化合物とを反応させる、前記一般式(I)中におけるXが水酸基である前記5に記載の含フッ素アダマンタン誘導体の製造方法。
11.下記一般式(VIII)で表される含フッ素アダマンタン誘導体と下記式(IX)で表されるエポキシ化合物とを反応させる、前記一般式(I)中におけるXが水酸基である前記5に記載の含フッ素アダマンタン誘導体の製造方法。
[式(I−a)及び(VIII)中、Yは、水素原子、有機基、水酸基及び2つのYが一緒になって形成された=O基の中から選ばれる1種を示し、R1及びR2は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ヘテロ原子を含んでもよい脂肪族炭化水素及びパーフルオロアルキル基の中から選ばれる1種を示し、あるいはR1とR2とが一緒になって形成された=O基を示す。aは1〜4の整数であり、bは1〜15の整数であり、cは0又は1〜14の整数であり、a+b+c=16である。dは0又は1〜5の整数であり、eは1〜5の整数である。
式(VIII)中、Lは、水素原子、水酸基及び金属イオン中から選ばれる1種を示す。
式(I−a)及び(IX)中、Aは、エーテル結合あるいはエステル結合を含んでもよい炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状の脂肪族炭化水素基を示す。Bは、エーテル結合あるいはエステル結合を含んでもよい炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のフルオロアルキル基を含む有機基を示す。
複数のY、R1、R2、L、A及びBはそれぞれにおいて同一でも異なっていてもよく、複数のd及びeはそれぞれにおいて同一でも異なっていてもよい。]
12.下記一般式(VIII)で表される含フッ素アダマンタン誘導体と下記式(X)で表されるハロゲン化合物とを反応させる、前記一般式(I)中におけるXが水酸基である前記6に記載の含フッ素アダマンタン誘導体(I)の製造方法。
式(VIII)中、Lは、水素原子、水酸基及び金属イオン中から選ばれる1種を示す。
式(I−a)及び(IX)中、Aは、エーテル結合あるいはエステル結合を含んでもよい炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状の脂肪族炭化水素基を示す。Bは、エーテル結合あるいはエステル結合を含んでもよい炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のフルオロアルキル基を含む有機基を示す。
複数のY、R1、R2、L、A及びBはそれぞれにおいて同一でも異なっていてもよく、複数のd及びeはそれぞれにおいて同一でも異なっていてもよい。]
12.下記一般式(VIII)で表される含フッ素アダマンタン誘導体と下記式(X)で表されるハロゲン化合物とを反応させる、前記一般式(I)中におけるXが水酸基である前記6に記載の含フッ素アダマンタン誘導体(I)の製造方法。
[式(I−b)及び(VIII)中、Yは、水素原子、有機基、水酸基及び2つのYが一緒になって形成された=O基の中から選ばれる1種を示し、R1及びR2は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ヘテロ原子を含んでもよい脂肪族炭化水素及びパーフルオロアルキル基の中から選ばれる1種を示し、あるいはR1とR2とが一緒になって形成された=O基を示す。aは1〜4の整数であり、bは1〜15の整数であり、cは0又は1〜14の整数であり、a+b+c=16である。dは0又は1〜5の整数であり、eは1〜5の整数である。
式(VIII)中、Lは、水素原子、水酸基及び金属イオン中から選ばれる1種を示す。
式(X)中、Jは、ハロゲン原子を示す。
式(I−b)及び(X)中、Aは、エーテル結合あるいはエステル結合を含んでもよい炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状の脂肪族炭化水素基を示す。Bは、エーテル結合あるいはエステル結合を含んでもよい炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のフルオロアルキル基を含む有機基を示す。
複数のY、R1、R2、L、A及びBはそれぞれにおいて同一でも異なっていてもよく、複数のd及びeはそれぞれにおいて同一でも異なっていてもよい。]
式(VIII)中、Lは、水素原子、水酸基及び金属イオン中から選ばれる1種を示す。
式(X)中、Jは、ハロゲン原子を示す。
式(I−b)及び(X)中、Aは、エーテル結合あるいはエステル結合を含んでもよい炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状の脂肪族炭化水素基を示す。Bは、エーテル結合あるいはエステル結合を含んでもよい炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のフルオロアルキル基を含む有機基を示す。
複数のY、R1、R2、L、A及びBはそれぞれにおいて同一でも異なっていてもよく、複数のd及びeはそれぞれにおいて同一でも異なっていてもよい。]
13.前記一般式(I)中、少なくとも1つのXが前記式(II)〜(IV)のいずれかで表される基である前記1〜9のいずれかに記載の含フッ素アダマンタン誘導体を含有することを特徴とする樹脂組成物。
14.熱重合開始剤及び/又は光重合開始剤を含有することを特徴とする前記13に記載の樹脂組成物。
15.前記13又14に記載の樹脂組成物を硬化してなる硬化物。
16.前記1に記載の含フッ素アダマンタン誘導体又は前記15に記載の硬化物を用いてなる反射防止膜。
14.熱重合開始剤及び/又は光重合開始剤を含有することを特徴とする前記13に記載の樹脂組成物。
15.前記13又14に記載の樹脂組成物を硬化してなる硬化物。
16.前記1に記載の含フッ素アダマンタン誘導体又は前記15に記載の硬化物を用いてなる反射防止膜。
本発明の含フッ素アダマンタン誘導体は、フルオロアダマンチル基及びフルオロアルキル基を有するものであって、さらに(メタ)アクリロイルオキシ基あるいは環状エーテル基である重合性基を有することで、該含フッ素アダマンタン誘導体を含む樹脂組成物は、反射防止膜、光ファイバー、光導波路、体積ホログラム等に有用な低屈折率、耐熱性及び耐擦傷性に優れた硬化物を与えることができる。
[含フッ素アダマンタン誘導体(I)]
本発明の含フッ素アダマンタン誘導体は、下記一般式(I)で表される化合物である〔以下、含フッ素アダマンタン誘導体(I)と称すことがある。〕。
本発明の含フッ素アダマンタン誘導体は、下記一般式(I)で表される化合物である〔以下、含フッ素アダマンタン誘導体(I)と称すことがある。〕。
上記式(I)中、Yは、水素原子、有機基、水酸基及び2つのYが一緒になって形成された=O基の中から選ばれる1種を示す。
R1〜R6は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ヘテロ原子を含んでもよい脂肪族炭化水素及びパーフルオロアルキル基の中から選ばれる1種を示し、あるいはR1とR2とが一緒になって形成された=O基を示す。
ただし、R3〜R6の少なくとも1つは 式(M):−A−B で表される置換基を示す。
式(M)中、Aは、エーテル結合あるいはエステル結合を含んでもよい炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状の脂肪族炭化水素基を示し、炭素数1〜3の直鎖状炭化水素基であることが好ましい。Bは、エーテル結合あるいはエステル結合を含んでもよい炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のフルオロアルキル基を含む有機基を示し、炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基であることが好ましい。
R3〜R6の好ましい組合せとしては、R3〜R5が水素原子であって、R6が上記式(M)で表される基であるか、あるいは、R3、R5及びR6が水素原子であって、R4が上記式(M)で表される基である。
R1〜R6は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、水酸基、ヘテロ原子を含んでもよい脂肪族炭化水素及びパーフルオロアルキル基の中から選ばれる1種を示し、あるいはR1とR2とが一緒になって形成された=O基を示す。
ただし、R3〜R6の少なくとも1つは 式(M):−A−B で表される置換基を示す。
式(M)中、Aは、エーテル結合あるいはエステル結合を含んでもよい炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状の脂肪族炭化水素基を示し、炭素数1〜3の直鎖状炭化水素基であることが好ましい。Bは、エーテル結合あるいはエステル結合を含んでもよい炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のフルオロアルキル基を含む有機基を示し、炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基であることが好ましい。
R3〜R6の好ましい組合せとしては、R3〜R5が水素原子であって、R6が上記式(M)で表される基であるか、あるいは、R3、R5及びR6が水素原子であって、R4が上記式(M)で表される基である。
aは1〜4の整数であり(好ましくは2である。)、bは1〜15の整数であり、cは0又は1〜14の整数であり(好ましくは0である。)、a+b+c=16である。dは0又は1〜5の整数であり(好ましくは0である。)、eは1〜5の整数である(好ましくは1である。)。複数のY、R1〜R6及びXはそれぞれにおいて同一でも異なっていてもよく、複数のd及びeはそれぞれにおいて同一でも異なっていてもよい。
Xは、下記式(II)〜(IV)で表される基及び水酸基の中から選ばれる1種を示し、特に下記式(II)で表される基又は水酸基であることが好ましい。
Xは、下記式(II)〜(IV)で表される基及び水酸基の中から選ばれる1種を示し、特に下記式(II)で表される基又は水酸基であることが好ましい。
上記式(II)中、R7は水素原子、フッ素原子、メチル基及びトリフルオロメチル基の中から選ばれる1種を示す。式(IV)中、R8は炭素数1〜5の炭化水素基又はパーフルオロアルキル記を示す。
上記式(M):−A−B において、Bが示すエーテル結合あるいはエステル結合を含んでもよい炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のフルオロアルキル基を含む有機基として、具体的には、パーフルオロ−1−アダマンチル基、パーフルオロ−1−アダマンチルメチル基、2−(パーフルオロ−1−アダマンチル)−2,2−ジフルオロエチル基、パーフルオロ−1−アダマンタノイル基、2−(パーフルオロ−1−アダマンチル)−2,2−ジフルオロアセトキシ基、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、パールフオロヘプチル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロデシル基、パーフルオロ−3−メチルブチル基、パーフルオロ−5−メチルヘキシル基、パーフルオロ−7−メチルオクチル基、2,2,3,3−テトラフルオロプロポキシ基、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルオキシ基、1H,1H−ノナフルオロペンチルオキシ基、1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチルオキシ基、1H,1H−トリデカフルオロヘプチルオキシ基、1H,1H,9H−ヘキサデカフルオロノニルオキシ基、1H,1H−ヘプタデカフルオロノニルオキシ基、1H,1H−トリフルオロエトキシ基、6−パーフルオロエチルヘキシルオキシ基、1H,1H−ヘプタフルオロブトキシ基、(2−パーフルオロブチル)エトキシ基、(3−パーフルオロブチル)プロポキシ基、(6−パーフルオロブチル)ヘキシルオキシ基、2−パーフルオロプロポキシ−2,3,3,3−テトラフルオロプロポキシ基、(2−パーフルオロヘキシル)エトキシ基、(3−パーフルオロヘキシル)プロポキシ基、(6−パーフルオロヘキシル)ヘキシルオキシ基、(2−パーフルオロオクチル)エトキシ基、(3−パーフルオロオクチル)プロポキシ基、(6−パーフルオロオクチル)ヘキシルオキシ基、(2−パーフルオロデシル)エトキシ基、1H,1H−2,5−ビス(トリフルオロメチル)−3,6−ジオキサウンデカフルオロノニルオキシ基、6−パーフルオロ−1−メチルエチルヘキシルオキシ基、(2−パーフルオロ−3−メチルブチル)エトキシ基、(2−パーフルオロ−5−メチルヘキシル)エトキシ基、(2−パーフルオロ−7−メチルオクチル)エトキシ基、(2H−ヘキサフルオロ−2−)プロポキシ基、1H,1H,3H−ヘキサフルオロブトキシ基、2,2−ビス(トリフルオロメチル)プロポキシ基、ジフルオロアセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、パーフルオロプロピオニルオキシ基、3H−テトラフルオロプロピオニルオキシ基、パーフルオロブチリルオキシ基、パーフルオロバレノイルオキシ基、5H−オクタフルオロバレノイルオキシ基、パーフルオロヘキサノイルオキシ基、パーフルオロヘプタノイルオキシ基、パーフルオロオクタノイルオキシ基、パーフルオロノニルオキシ基、7H−ドデカフルオロヘプタノイルオキシ基、9H−ヘキサデカフルオロノナイルオキシ基、パーフルオロデカノイルオキシ基、パーフルオロウンデカノイルオキシ基等が挙げられる。
これらの中でも、パーフルオロ−1−アダマンチル基、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基が好ましく、より好ましくはパーフルオロ−1−アダマンチル基、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基である。
これらの中でも、パーフルオロ−1−アダマンチル基、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基が好ましく、より好ましくはパーフルオロ−1−アダマンチル基、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基である。
Xが示す上記式(II)〜(IV)で表される基として、具体的には、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、α−トリフルオロメチルアクリロイルオキシ基、α−フルオロアクリロイルオキシ基、グリシジルオキシ基、(3−メチルオキセタン−3−イル)メチルオキシ基、(3−エチルオキセタン−3−イル)メチルオキシ基、(3−プロピルオキセタン−3−イル)メチルオキシ基、(3−ブチルオキセタン−3−イル)メチルオキシ基、等が挙げられる。これらの中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、グリシジルオキシ基、(3−メチルオキセタン−3−イル)メチルオキシ基が好ましく、より好ましくはアクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、グリシジルオキシ基である。
[含フッ素アダマンタン誘導体(I)の製造方法]
本発明の含フッ素アダマンタン誘導体(I)の製造方法として、前記一般式(I)中におけるXの少なくとも1つが、前記式(II)〜(IV)で表される(メタ)アクリロイルオキシ基あるいは環状エーテル基である場合の製造方法1;前記一般式(I)中においてR3〜R5が水素原子、R6が前記式(M)で表される基であって、Xが水酸基である場合の製造方法2;前記一般式(I)中においてR3、R5及びR6が水素原子、R4が前記式(M)で表される基であって、Xが水酸基である場合の製造方法3、がある。
本発明の含フッ素アダマンタン誘導体(I)の製造方法として、前記一般式(I)中におけるXの少なくとも1つが、前記式(II)〜(IV)で表される(メタ)アクリロイルオキシ基あるいは環状エーテル基である場合の製造方法1;前記一般式(I)中においてR3〜R5が水素原子、R6が前記式(M)で表される基であって、Xが水酸基である場合の製造方法2;前記一般式(I)中においてR3、R5及びR6が水素原子、R4が前記式(M)で表される基であって、Xが水酸基である場合の製造方法3、がある。
(製造方法1)
製造方法1は、前記一般式(I)中におけるXの少なくとも1つが、前記式(II)〜(IV)で表される(メタ)アクリロイルオキシ基あるいは環状エーテル基の重合性基である、含フッ素アダマンタン誘導体(I)の製造方法である。
具体的には、Xが水酸基である含フッ素アダマンタン誘導体(I)(以下、製造方法1の説明において、出発物質と称すことがある。)の該水酸基に、下記式(V)〜(VII)のいずれかで表される基を有する合物を反応させ、前記式(II)〜(IV)のいずれかで表される(メタ)アクリロイルオキシ基あるいは環状エーテル基の重合性基を導入する製造方法である。
製造方法1は、前記一般式(I)中におけるXの少なくとも1つが、前記式(II)〜(IV)で表される(メタ)アクリロイルオキシ基あるいは環状エーテル基の重合性基である、含フッ素アダマンタン誘導体(I)の製造方法である。
具体的には、Xが水酸基である含フッ素アダマンタン誘導体(I)(以下、製造方法1の説明において、出発物質と称すことがある。)の該水酸基に、下記式(V)〜(VII)のいずれかで表される基を有する合物を反応させ、前記式(II)〜(IV)のいずれかで表される(メタ)アクリロイルオキシ基あるいは環状エーテル基の重合性基を導入する製造方法である。
上記式(V)中、R7は水素原子、フッ素原子、メチル基及びトリフルオロメチル基の中から選ばれる1種を示し、上記式(VII)中、R8は炭素数1〜5の炭化水素基又はパーフルオロアルキル記を示す。
上記式(V)で表される(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、α−トリフルオロメチルアクリル酸、α−フルオロアクリル酸、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド、α−トリフルオロメチルアクリル酸クロライド、α−フルオロアクリル酸クロライド、アクリル酸無水物、メタクリル酸無水物及びα-トリフルオロメチルアクリル酸無水物等が挙げられる。好ましくはアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドである。
また、上記式(VI)で表されるグリシジル基を有する化合物、あるいは上記式(VII)で表されるオキセタン基を有する化合物としては、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、3−クロロメチル−3−メチルオキセタン及び3−クロロメチル−3−エチルオキセタン、3−ブロモメチル−3−メチルオキセタン及び3−ブロモメチル−3−エチルオキセタン等が挙げられる。
上記式(V)で表される(メタ)アクリロイル基を有する化合物としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、α−トリフルオロメチルアクリル酸、α−フルオロアクリル酸、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド、α−トリフルオロメチルアクリル酸クロライド、α−フルオロアクリル酸クロライド、アクリル酸無水物、メタクリル酸無水物及びα-トリフルオロメチルアクリル酸無水物等が挙げられる。好ましくはアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドである。
また、上記式(VI)で表されるグリシジル基を有する化合物、あるいは上記式(VII)で表されるオキセタン基を有する化合物としては、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、3−クロロメチル−3−メチルオキセタン及び3−クロロメチル−3−エチルオキセタン、3−ブロモメチル−3−メチルオキセタン及び3−ブロモメチル−3−エチルオキセタン等が挙げられる。
〈(メタ)アクリロイル基を有する化合物との反応〉
出発物質中Xの水酸基に、上記式(V)で表される(メタ)アクリロイル基を有する化合物を反応させる方法として、通常知られている共沸脱水法、酸クロリド法及び酸無水物法等によるエステル化反応が挙げられる。
共沸脱水法では、上記(メタ)アクリロイル基を有する化合物として、アクリル酸、メタクリル酸、α−トリフルオロメチルアクリル酸及びα−フルオロアクリル酸等を用いることができる。好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸である。
反応温度としては、50〜200℃程度、望ましくは100〜180℃とする。温度が50℃未満の場合、反応速度が低下し、反応時間が長くなる。温度が200℃を越える場合、副反応が起きたり、着色が激しくなったりする。
反応圧力としては、絶対圧力で0.01〜10MPa程度、望ましくは常圧〜1MPaとする。圧力が10MPaを越える場合は、安全上、問題があり特別な装置が必要となり、産業上有用でない。圧力が0.01MPa未満の場合、反応時間が長くなる。
この反応に使用する触媒としては、通常この方法で使用されている酸触媒であり、例えば、硫酸やp−トルエンスルホン酸等の酸が挙げられ、酸の添加濃度は、その種類にもよるが、出発物質に対して0.01〜20質量%程度、好ましくは0.05〜10質量%とする。
出発物質中Xの水酸基に、上記式(V)で表される(メタ)アクリロイル基を有する化合物を反応させる方法として、通常知られている共沸脱水法、酸クロリド法及び酸無水物法等によるエステル化反応が挙げられる。
共沸脱水法では、上記(メタ)アクリロイル基を有する化合物として、アクリル酸、メタクリル酸、α−トリフルオロメチルアクリル酸及びα−フルオロアクリル酸等を用いることができる。好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸である。
反応温度としては、50〜200℃程度、望ましくは100〜180℃とする。温度が50℃未満の場合、反応速度が低下し、反応時間が長くなる。温度が200℃を越える場合、副反応が起きたり、着色が激しくなったりする。
反応圧力としては、絶対圧力で0.01〜10MPa程度、望ましくは常圧〜1MPaとする。圧力が10MPaを越える場合は、安全上、問題があり特別な装置が必要となり、産業上有用でない。圧力が0.01MPa未満の場合、反応時間が長くなる。
この反応に使用する触媒としては、通常この方法で使用されている酸触媒であり、例えば、硫酸やp−トルエンスルホン酸等の酸が挙げられ、酸の添加濃度は、その種類にもよるが、出発物質に対して0.01〜20質量%程度、好ましくは0.05〜10質量%とする。
溶媒としては、出発物質の溶解度が0.5質量%以上、望ましくは5質量%以上の溶媒を用いる。具体的には、ノナン、デカン、ウンデカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン及びこれらの混合溶媒等が挙げられる。溶媒量は出発物質の濃度が0.5質量%程度以上、望ましくは5質量%以上となる量である。この時、出発物質が懸濁状態でもよいが、溶解していることが望ましい。
なお、必要により、重合禁止剤としてヒドロキノン、メトキノン、フェノチアジン、メトキシフェノチアジン等を添加しても良い。添加する場合の添加濃度は、原料アルコールに対して、10〜10000質量ppm程度、好ましくは50〜5000質量ppmとする。
反応時間は、1分〜24時間程度、望ましくは1時間〜10時間とする。
得られた反応生成物は、必要に応じ蒸留、晶析及びカラム分離等の精製をすることができ、反応生成物の性状と不純物の種類により精製方法を選択できる。
なお、必要により、重合禁止剤としてヒドロキノン、メトキノン、フェノチアジン、メトキシフェノチアジン等を添加しても良い。添加する場合の添加濃度は、原料アルコールに対して、10〜10000質量ppm程度、好ましくは50〜5000質量ppmとする。
反応時間は、1分〜24時間程度、望ましくは1時間〜10時間とする。
得られた反応生成物は、必要に応じ蒸留、晶析及びカラム分離等の精製をすることができ、反応生成物の性状と不純物の種類により精製方法を選択できる。
酸クロリド法としては、上記出発物質と、上記(メタ)アクリロイル基を有する化合物として、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド、α−トリフルオロメチルアクリル酸クロライド及びα−フルオロアクリル酸クロライド等を用いることができる。特に好ましくは、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドである。
反応温度としては、−50〜100℃程度、望ましくは0〜50℃とする。温度が−50℃未満の場合、特別な装置が必要となり、産業上有用でない。温度が100℃を越える場合、副反応が起きたり着色が激しくなったりする。
反応圧力としては、絶対圧力で0.01〜10MPa程度、望ましくは常圧〜1MPaとする。この圧力が10MPaを越える場合は、安全上、問題があり特別な装置が必要となり、産業上有用でない。圧力が0.01MPa未満の場合、反応時間が長くなる。
酸クロリド法の場合には、反応により発生する酸の捕捉剤として塩基を添加する。このような塩基として、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、ジメチルアミノピリジン等の有機アミンや、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム等の無機塩基を使用することができる。出発物質に対する上記塩基の使用割合は、塩基/出発物質(モル比)が0.5〜20程度となる量であり、好ましくは1〜10となる量である。
反応温度としては、−50〜100℃程度、望ましくは0〜50℃とする。温度が−50℃未満の場合、特別な装置が必要となり、産業上有用でない。温度が100℃を越える場合、副反応が起きたり着色が激しくなったりする。
反応圧力としては、絶対圧力で0.01〜10MPa程度、望ましくは常圧〜1MPaとする。この圧力が10MPaを越える場合は、安全上、問題があり特別な装置が必要となり、産業上有用でない。圧力が0.01MPa未満の場合、反応時間が長くなる。
酸クロリド法の場合には、反応により発生する酸の捕捉剤として塩基を添加する。このような塩基として、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、ジメチルアミノピリジン等の有機アミンや、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム等の無機塩基を使用することができる。出発物質に対する上記塩基の使用割合は、塩基/出発物質(モル比)が0.5〜20程度となる量であり、好ましくは1〜10となる量である。
溶媒としては、出発物質の溶解度が0.5質量%程度以上、望ましくは5質量%以上の溶媒を用いる。具体的には、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、トルエン、ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、酢酸エチル、ジクロロメタン、クロロホルム等が挙げられる。
なお、必要により、重合禁止剤としてヒドロキノン、メトキノン、フェノチアジン、メトキシフェノチアジン等を添加してもよい。この場合、重合禁止剤の添加量としては、使用する出発物質に対して、10〜10000質量ppm程度、好ましくは50〜5000質量ppmとする。
反応時間は、1分〜24時間程度、望ましくは1時間〜10時間とする。
得られた反応生成物は、必要に応じ蒸留、晶析及びカラム分離等の精製をすることができ、反応生成物の性状と不純物の種類により精製方法を選択できる。
なお、必要により、重合禁止剤としてヒドロキノン、メトキノン、フェノチアジン、メトキシフェノチアジン等を添加してもよい。この場合、重合禁止剤の添加量としては、使用する出発物質に対して、10〜10000質量ppm程度、好ましくは50〜5000質量ppmとする。
反応時間は、1分〜24時間程度、望ましくは1時間〜10時間とする。
得られた反応生成物は、必要に応じ蒸留、晶析及びカラム分離等の精製をすることができ、反応生成物の性状と不純物の種類により精製方法を選択できる。
酸無水物法としては、上記出発物質と、上記(メタ)アクリロイル基を有する化合物として、アクリル酸無水物、メタクリル酸無水物及びα-トリフルオロメチルアクリル酸無水物等を用いることができる。好ましくは、アクリル酸無水物、メタクリル酸無水物である。
反応温度としては、−50〜100℃程度、望ましくは0〜50℃とする。温度が−50℃未満の場合、特別な装置が必要となり、産業上有用でない。温度が100℃を越える場合、副反応が起きたり着色が激しくなったりする。
反応圧力としては、絶対圧力で0.01〜10MPa程度、望ましくは常圧〜1MPaとする。この圧力が10MPaを越える場合は、安全上、問題があり特別な装置が必要となり、産業上有用でない。圧力が0.01MPa未満の場合、反応時間が長くなる。
酸無水物法の場合には、反応により発生する酸の捕捉剤として塩基を添加する。このような塩基として、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、ジメチルアミノピリジン等の有機アミンや水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム等の無機塩基を使用することができる。
出発物質に対する上記塩基の使用割合は、塩基/出発物質(モル比)が0.5〜5程度となる量であり、好ましくは1〜3となる量である。
反応温度としては、−50〜100℃程度、望ましくは0〜50℃とする。温度が−50℃未満の場合、特別な装置が必要となり、産業上有用でない。温度が100℃を越える場合、副反応が起きたり着色が激しくなったりする。
反応圧力としては、絶対圧力で0.01〜10MPa程度、望ましくは常圧〜1MPaとする。この圧力が10MPaを越える場合は、安全上、問題があり特別な装置が必要となり、産業上有用でない。圧力が0.01MPa未満の場合、反応時間が長くなる。
酸無水物法の場合には、反応により発生する酸の捕捉剤として塩基を添加する。このような塩基として、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、ジメチルアミノピリジン等の有機アミンや水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム等の無機塩基を使用することができる。
出発物質に対する上記塩基の使用割合は、塩基/出発物質(モル比)が0.5〜5程度となる量であり、好ましくは1〜3となる量である。
溶媒としては、出発物質の溶解度が0.5質量%程度以上、望ましくは5質量%以上の溶媒を用いる。具体的には、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、トルエン、ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、酢酸エチル、ジクロロメタン、クロロホルム等が挙げられる。この時、出発物質が懸濁状態でもよいが、溶解していることが望ましい。
なお、必要により、重合禁止剤としてヒドロキノン、メトキノン、フェノチアジン、メトキシフェノチアジン等を添加しても良い。この場合、重合禁止剤の添加量としては、使用する酸無水物に対して、10〜10000質量ppm程度、好ましくは50〜5000質量ppmとする。
反応時間は、1分〜24時間程度、望ましくは1時間〜10時間とする。
得られた反応生成物は、必要に応じ蒸留、晶析及びカラム分離等の精製をすることができ、反応生成物の性状と不純物の種類により精製方法を選択できる。
なお、必要により、重合禁止剤としてヒドロキノン、メトキノン、フェノチアジン、メトキシフェノチアジン等を添加しても良い。この場合、重合禁止剤の添加量としては、使用する酸無水物に対して、10〜10000質量ppm程度、好ましくは50〜5000質量ppmとする。
反応時間は、1分〜24時間程度、望ましくは1時間〜10時間とする。
得られた反応生成物は、必要に応じ蒸留、晶析及びカラム分離等の精製をすることができ、反応生成物の性状と不純物の種類により精製方法を選択できる。
〈環状エーテル基を有する化合物との反応〉
また、出発物質中Xの水酸基に、上記式(VI)及び式(VII)で表される環状エーテル基を有する化合物を反応させるには、塩基性触媒存在下で行うことができる。
反応温度としては、0〜200℃程度、望ましくは50〜150℃とする。温度が0℃未満の場合、反応速度が低下し、反応時間が長くなる。温度が200℃を越える場合、副反応が起きたり、着色が激しくなったりする。
反応圧力としては、絶対圧力で0.01〜10MPa程度、望ましくは常圧〜1MPaとする。圧力が10MPaを越える場合は、安全上、問題があり特別な装置が必要となり、産業上有用でない。逆に圧力が0.01MPa未満の場合、反応時間が長くなる。
この反応に使用する塩基性触媒としては、ナトリウムアミド、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、ピリジン、N,N−ジメチルアニリン、1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノネン−5(DBN)、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7(DBU)、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムクロリド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水素化ナトリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、酸化銀、ナトリウムメトキシド及びカリウムt−ブトキシド等が挙げられる。塩基性触媒の使用量は、その種類にもよるが、出発物質に対して0.01〜20質量%程度、好ましくは0.05〜10質量%とする。
また、出発物質中Xの水酸基に、上記式(VI)及び式(VII)で表される環状エーテル基を有する化合物を反応させるには、塩基性触媒存在下で行うことができる。
反応温度としては、0〜200℃程度、望ましくは50〜150℃とする。温度が0℃未満の場合、反応速度が低下し、反応時間が長くなる。温度が200℃を越える場合、副反応が起きたり、着色が激しくなったりする。
反応圧力としては、絶対圧力で0.01〜10MPa程度、望ましくは常圧〜1MPaとする。圧力が10MPaを越える場合は、安全上、問題があり特別な装置が必要となり、産業上有用でない。逆に圧力が0.01MPa未満の場合、反応時間が長くなる。
この反応に使用する塩基性触媒としては、ナトリウムアミド、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、ピリジン、N,N−ジメチルアニリン、1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノネン−5(DBN)、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7(DBU)、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムクロリド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水素化ナトリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、酸化銀、ナトリウムメトキシド及びカリウムt−ブトキシド等が挙げられる。塩基性触媒の使用量は、その種類にもよるが、出発物質に対して0.01〜20質量%程度、好ましくは0.05〜10質量%とする。
溶媒としては、出発物質の溶解度が0.5質量%以上、望ましくは5質量%以上の溶媒を用いる。具体的には、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、酢酸エチル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)及びこれらの混合溶媒等が挙げられ、前記環状エーテル基を有するハロゲノアルキル基含有環状エーテル化合物を溶媒兼用として用いてもよい。溶媒量は出発物質の濃度が0.5質量%程度以上、望ましくは5質量%以上となる量である。この時、出発物質が懸濁状態でもよいが、溶解していることが望ましい。
反応時間は、1分〜24時間程度、望ましくは1時間〜10時間とする。
得られた反応生成物は、必要に応じ蒸留、晶析及びカラム分離等の精製をすることができ、反応生成物の性状と不純物の種類により精製方法を選択できる。
反応時間は、1分〜24時間程度、望ましくは1時間〜10時間とする。
得られた反応生成物は、必要に応じ蒸留、晶析及びカラム分離等の精製をすることができ、反応生成物の性状と不純物の種類により精製方法を選択できる。
(製造方法2)
製造方法2は、前記一般式(I)中においてR3〜R5が水素原子、R6が前記式(M)で表される基であって、Xが水酸基である、含フッ素アダマンタン誘導体〔下記一般式(I−a)〕の製造方法である。
具体的には、下記の反応式で表わされ、下記一般式(VIII)で表される含フッ素アダマンタン誘導体と下記式(IX)で表されるエポキシ化合物とを反応させることによる製造方法である。
製造方法2は、前記一般式(I)中においてR3〜R5が水素原子、R6が前記式(M)で表される基であって、Xが水酸基である、含フッ素アダマンタン誘導体〔下記一般式(I−a)〕の製造方法である。
具体的には、下記の反応式で表わされ、下記一般式(VIII)で表される含フッ素アダマンタン誘導体と下記式(IX)で表されるエポキシ化合物とを反応させることによる製造方法である。
上記式(I−a)、(VIII)及び(IX)中、Y、R1、R2、a〜e、A及びBについては、前述と同様である。
上記式(VIII)中、Lは、水素原子、水酸基及び金属イオン中から選ばれる1種を示し、好ましくは水素原子である。
上記式(VIII)で表される含フッ素アダマンタン誘導体として、具体的には、パーフルオロアダマンタン−1−オール、パーフルオロアダマンタン−2−オール、4−オキソ−パーフルオロアダマンタン−1−オール、4−オキソ−パーフルオロアダマンタン−2−オール、4−オキソ−パーフルオロアダマンチル−1−メタノール、4−オキソ−パーフルオロアダマンチル−2−メタノール、パーフルオロアダマンチル−1−メタノール、パーフルオロアダマンチル−2−メタノール、パーフルオロアダマンタン−1−カルボン酸、パーフルオロアダマンタン−2−カルボン酸、2,2−ジフルオロ−2−パーフルオロアダマンチル−1−エタノール、2,2−ジフルオロ−2−パーフルオロアダマンチル−2−エタノール、パーフルオロアダマンタン−1,3−ジオール、2−メチル−パーフルオロアダマンタン−2−オール、パーフルオロアダマンタン−2,4−ジオール、パーフルオロアダマンタン−1,4−ジオール、パーフルオロアダマンチル−1,3−ジメタノール、パーフルオロアダマンチル−2,4−ジメタノール、パーフルオロアダマンタン−1,3−ジカルボン酸、パーフルオロアダマンタン−2,4−ジカルボン酸、2,2−ジフルオロ−2−(パーフルオロアダマンチル)−1,3−ジエタノール、2,2−ジフルオロ−2−パーフルオロアダマンチル−2,4−ジエタノール、パーフルオロアダマンタン−1,3,5−トリオール、パーフルオロアダマンチル−1,3,5−トリメタノール、2,2−ジフルオロ−2−パーフルオロアダマンチル−1,3,5−トリエタノール、パーフルオロアダマンタン−1,3,5−トリカルボン酸等が挙げられる。好ましくは、パーフルオロアダマンタン−1−オール、パーフルオロアダマンタン−1,3−ジオール、パーフルオロアダマンチル−1,3−ジメタノール、2,2−ジフルオロ−2−(パーフルオロアダマンチル)−1,3−ジエタノールである。特に好ましくは、パーフルオロアダマンタン−1,3−ジオールである。
上記式(VIII)中、Lは、水素原子、水酸基及び金属イオン中から選ばれる1種を示し、好ましくは水素原子である。
上記式(VIII)で表される含フッ素アダマンタン誘導体として、具体的には、パーフルオロアダマンタン−1−オール、パーフルオロアダマンタン−2−オール、4−オキソ−パーフルオロアダマンタン−1−オール、4−オキソ−パーフルオロアダマンタン−2−オール、4−オキソ−パーフルオロアダマンチル−1−メタノール、4−オキソ−パーフルオロアダマンチル−2−メタノール、パーフルオロアダマンチル−1−メタノール、パーフルオロアダマンチル−2−メタノール、パーフルオロアダマンタン−1−カルボン酸、パーフルオロアダマンタン−2−カルボン酸、2,2−ジフルオロ−2−パーフルオロアダマンチル−1−エタノール、2,2−ジフルオロ−2−パーフルオロアダマンチル−2−エタノール、パーフルオロアダマンタン−1,3−ジオール、2−メチル−パーフルオロアダマンタン−2−オール、パーフルオロアダマンタン−2,4−ジオール、パーフルオロアダマンタン−1,4−ジオール、パーフルオロアダマンチル−1,3−ジメタノール、パーフルオロアダマンチル−2,4−ジメタノール、パーフルオロアダマンタン−1,3−ジカルボン酸、パーフルオロアダマンタン−2,4−ジカルボン酸、2,2−ジフルオロ−2−(パーフルオロアダマンチル)−1,3−ジエタノール、2,2−ジフルオロ−2−パーフルオロアダマンチル−2,4−ジエタノール、パーフルオロアダマンタン−1,3,5−トリオール、パーフルオロアダマンチル−1,3,5−トリメタノール、2,2−ジフルオロ−2−パーフルオロアダマンチル−1,3,5−トリエタノール、パーフルオロアダマンタン−1,3,5−トリカルボン酸等が挙げられる。好ましくは、パーフルオロアダマンタン−1−オール、パーフルオロアダマンタン−1,3−ジオール、パーフルオロアダマンチル−1,3−ジメタノール、2,2−ジフルオロ−2−(パーフルオロアダマンチル)−1,3−ジエタノールである。特に好ましくは、パーフルオロアダマンタン−1,3−ジオールである。
上記式(IX)で表されるエポキシ化合物として、具体的には、3−(1−パーフルオロアダマンチルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1−パーフルオロアダマンチルメトキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(2−(1−パーフルオロアダマンチル)−2,2−ジフルオロエトキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1−パーフルオロアダマタノイルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(2−(1−パーフルオロアダマンチル)−2,2−ジフルオロアセトキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−[2−(1−パーフルオロアダマンチルオキシ)エトキシ]−1,2−エポキシプロパン、3−(2−(1−パーフルオロアダマンチルメトキシ)エトキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−{2−[2−(1−パーフルオロアダマンチル)−2,2−ジフルオロエトキ]エトキシ}−1,2−エポキシプロパン、3−[2−(1−パーフルオロアダマタノイルオキシ)エトキシ]−1,2−エポキシプロパン、3−{2−[2−(1−パーフルオロアダマンチル)−2,2−ジフルオロアセトキシ]エトキシ}−1,2−エポキシプロパン、3−パーフルオロブチル−1,2−エポキシプロパン、3−パーフルオロヘキシル−1,2−エポキシプロパン、3−パーフルオロオクチル−1,2−エポキシプロパン、3−パーフルオロデシル−1,2−エポキシプロパン、3−(パーフルオロ−3−メチルブチル)−1,2−エポキシプロパン、3−(パーフルオロ−5−メチルヘキシル)−1,2−エポキシプロパン、3−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)−1,2−エポキシプロパン、3−(2,2,3,3−テトラフルオロプロポキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−ノナフルオロペンチルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−トリデカフルオロヘプチルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H,9H−ヘキサデカフルオロノニルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−ヘプタデカフルオロノニルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−トリフルオロエトキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−[(6−パーフルオロエチル)ヘキシルオキシ]−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−ヘプタフルオロブトキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−[(2−パーフルオロブチル)エトキシ]−1,2−エポキシプロパン、3−[(3−パーフルオロブチル)プロポキシ]−1,2−エポキシプロパン、3−[(6−パーフルオロブチル)ヘキシルオキシ]−1,2−エポキシプロパン、3−(2−パーフルオロプロポキシ−2,3,3,3−テトラフルオロプロポキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−[(2−パーフルオロヘキシル)エトキシ]−1,2−エポキシプロパン、3−[(3−パーフルオロヘキシル)プロポキシ]−1,2−エポキシプロパン、3−[(6−パーフルオロヘキシル)ヘキシルオキシ]−1,2−エポキシプロパン、3−[(2−パーフルオロオクチル)エトキシ]−1,2−エポキシプロパン、3−[(3−パーフルオロオクチル)プロポキシ]−1,2−エポキシプロパン、3−[(6−パーフルオロオクチル)ヘキシルオキシ]−1,2−エポキシプロパン、3−[(2−パーフルオロデシル)エトキシ]−1,2−エポキシプロパン、3−[1H,1H−2,5−ジ(トリフルオロメチル)−3,6−ジオキサウンデカフルオロノニルオキシ]−1,2−エポキシプロパン、3−[(6−パーフルオロ−1−メチルエチル)ヘキシルオキシ]−1,2−エポキシプロパン、3−[(2−パーフルオロ−3−メチルブチル)エトキシ]−1,2−エポキシプロパン、3−[(2−パーフルオロ−5−メチルヘキシル)エトキシ]−1,2−エポキシプロパン、3−[(2−パーフルオロ−7−メチルオクチル)エトキシ]−1,2−エポキシプロパン、3−[(2H−ヘキサフルオロ−2−)プロポキシ]−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H,3H−ヘキサフルオロブトキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−[(2,2−ビス(トリフルオロメチル)プロポキシ]−1,2−エポキシプロパン、3−(ジフルオロアセトキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(トリフルオロアセトキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(パーフルオロプロピオニルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(3H−テトラフルオロプロピオニルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(パーフルオロブチリルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(パーフルオロバレノイルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(5H−オクタフルオロバレノイルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(パーフルオロヘキサノイルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(パーフルオロヘプタノイルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(パーフルオロオクタノイルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(パーフルオロノニルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(7H−ドデカフルオロヘプタノイルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3ー(9H−ヘキサデカフルオロノナイルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(パーフルオロデカノイルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(パーフルオロウンデカノイルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−パーフルオロオクチルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−パーフルオロデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−パーフルオロウンデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−パーフルオロドデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−パーフルオロ−3−オキサノナイルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサトリデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−パーフルオロ−3−オキサノニルオキシ)−1,2−エポキシプロパン等が挙げられる。
好ましくは、3−(1−パーフルオロアダマンチルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(2−(1−パーフルオロアダマンチル)−2,2−ジフルオロエトキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−パーフルオロブチル−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−パーフルオロオクチルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−パーフルオロデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−パーフルオロウンデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−パーフルオロドデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−パーフルオロ−3−オキサノナイルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサトリデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H−パーフルオロ−3−オキサノニルオキシ)−1,2−エポキシプロパンである。
反応温度としては、0〜200℃程度、望ましくは20〜150℃とする。温度が0℃未満の場合、反応速度が低下し、反応時間が長くなる。温度が200℃を越える場合、副反応が起きたり、着色が激しくなったりする。
反応圧力としては、絶対圧力で0.01〜10MPa程度、望ましくは常圧〜1MPaとする。圧力が10MPaを越える場合は、安全上、問題があり特別な装置が必要となり、産業上有用でない。逆に圧力が0.01MPa未満の場合、反応時間が長くなる。
この反応に使用する塩基性触媒としては、ナトリウムアミド、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、ピリジン、ルチジン、ジメチルアミノピリジン、N,N−ジメチルアニリン、1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノネン−5(DBN)、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7(DBU)、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムクロリド、ナトリウム、カリウム、セシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、酸化銀、ナトリウムメトキシド、カリウムt−ブトキシド等、またテトラメチルクロライドやテトラエチルブロマイド等の4級アンモニウム塩等が挙げられる。好ましくは、ジメチルアミノピリジン、DBN、DBU及びテトラエチルブロマイドの4級アンモニウム塩である。
塩基性触媒の使用量は、その種類にもよるが、含フッ素アダマンタン誘導体(VIII)に対して0.01〜20質量%程度、好ましくは0.05〜10質量%とする。
反応圧力としては、絶対圧力で0.01〜10MPa程度、望ましくは常圧〜1MPaとする。圧力が10MPaを越える場合は、安全上、問題があり特別な装置が必要となり、産業上有用でない。逆に圧力が0.01MPa未満の場合、反応時間が長くなる。
この反応に使用する塩基性触媒としては、ナトリウムアミド、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、ピリジン、ルチジン、ジメチルアミノピリジン、N,N−ジメチルアニリン、1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノネン−5(DBN)、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7(DBU)、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムクロリド、ナトリウム、カリウム、セシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、酸化銀、ナトリウムメトキシド、カリウムt−ブトキシド等、またテトラメチルクロライドやテトラエチルブロマイド等の4級アンモニウム塩等が挙げられる。好ましくは、ジメチルアミノピリジン、DBN、DBU及びテトラエチルブロマイドの4級アンモニウム塩である。
塩基性触媒の使用量は、その種類にもよるが、含フッ素アダマンタン誘導体(VIII)に対して0.01〜20質量%程度、好ましくは0.05〜10質量%とする。
溶媒としては、無溶媒あるいは含フッ素アダマンタン誘導体(VIII)の溶解度が0.5質量%以上、望ましくは10質量%以上の溶媒を用いる。具体的には、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、酢酸エチル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等が挙げられ、これらを単独で又は二種以上を組み合わせて使用してもよい。好ましくは、DMF及びDMSOである。
溶媒量は含フッ素アダマンタン誘導体(VIII)の濃度が0.5質量%程度以上、望ましくは10質量%以上となる量である。この時、含フッ素アダマンタン誘導体(VIII)が懸濁状態でもよいが、溶解していることが望ましい。
反応時間は、1分〜24時間程度、望ましくは1時間〜15時間とする。
得られた反応生成物は、必要に応じ蒸留、晶析及びカラム分離等の精製をすることができ、反応生成物の性状と不純物の種類により精製方法を選択できる。
溶媒量は含フッ素アダマンタン誘導体(VIII)の濃度が0.5質量%程度以上、望ましくは10質量%以上となる量である。この時、含フッ素アダマンタン誘導体(VIII)が懸濁状態でもよいが、溶解していることが望ましい。
反応時間は、1分〜24時間程度、望ましくは1時間〜15時間とする。
得られた反応生成物は、必要に応じ蒸留、晶析及びカラム分離等の精製をすることができ、反応生成物の性状と不純物の種類により精製方法を選択できる。
(製造方法3)
製造方法3は、前記一般式(I)中においてR3、R5及びR6が水素原子、R4が前記式(M)で表される基であって、Xが水酸基である、含フッ素アダマンタン誘導体〔下記一般式(I−b)〕の製造方法である。
具体的には、下記の反応式で表わされ、下記一般式(VIII)で表される含フッ素アダマンタン誘導体と下記式(X)で表されるハロゲン化合物とを反応させることによる製造方法である。
製造方法3は、前記一般式(I)中においてR3、R5及びR6が水素原子、R4が前記式(M)で表される基であって、Xが水酸基である、含フッ素アダマンタン誘導体〔下記一般式(I−b)〕の製造方法である。
具体的には、下記の反応式で表わされ、下記一般式(VIII)で表される含フッ素アダマンタン誘導体と下記式(X)で表されるハロゲン化合物とを反応させることによる製造方法である。
上記式(I−b)、(VIII)及び(X)中、Y、R1、R2、a〜e、A、B及びLについては、前述と同様である。
上記式(X)中、Jは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子を示す。
上記式(VIII)で表される具体的な含フッ素アダマンタン誘導体としては、前記と同様である。
上記式(X)中、Jは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子を示す。
上記式(VIII)で表される具体的な含フッ素アダマンタン誘導体としては、前記と同様である。
上記式(X)で表されるハロゲン化合物としては、具体的には、2−ヨード−3−(1−パーフルオロアダマンチルオキシ)プロパン−1−オール、2−ヨード−3−(1−パーフルオロアダマンチルメトキシ)プロパン−1−オール、2−ヨード−3−[2−(1−パーフルオロアダマンチル)−2,2−ジフルオロエトキシ]プロパン−1−オール、2−ヨード−3−(1−パーフルオロアダマタノイルオキシ)プロパン−1−オール、2−ヨード−3−[2−(1−パーフルオロアダマンチル)−2,2−ジフルオロアセトキシ]プロパン−1−オール、2−ヨード−3−[2−(1−パーフルオロアダマンチルオキシ)エトキシ]プロパン−1−オール、2−ヨード−3−[2−(1−パーフルオロアダマンチルメトキシ)エトキシ]プロパン−1−オール、2−ヨード−3−{2−[2−(1−パーフルオロアダマンチル)−2,2−ジフルオロエトキ]エトキシ}プロパン−1−オール、2−ヨード−3−[2−(1−パーフルオロアダマタノイルオキシ)エトキシ]プロパン−1−オール、2−ヨード−3−{2−[2−(1−パーフルオロアダマンチル)−2,2−ジフルオロアセトキシ]エトキシ}プロパン−1−オール、4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロ−2−ヨードヘプタン−1−オール、4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9−トリデカフルオロ−2−ヨードノナン−1−オール、4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11−ヘプタデカフルオロ−2−ヨードウンデカン−1−オール、4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,13−ヘンエイコサフルオロ−2−ヨードトリデカン−1−オール、4,4,5,6,6,6−ヘキサフルオロ−2−ヨード−5−(トリフルオロメチル)ヘキサン−1−オール、4,4,5,5,6,6,7,7,8,9,9,9−ドデカフルオロ−2−ヨード−8−(トリフルオロメチル)ノナン−1−オール、4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,11,11,11−ヘキサデカフルオロ−2−ヨード−10−(トリフルオロメチル)ウンデカン−1−オール、2−ヨード−3−(2,2,3,3−テトラフルオロプロポキシ)プロパン−1−オール、2−ヨード−3−(2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチルオキシ)プロパン−1−オール、2−ヨード−3−(2,2,3,3,4,4,5,5,5−ノナフルオロペンチルオキシ)プロパン−1−オール、3−(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロヘプチルオキシ)−2−ヨードプロパン−1−オール、2−ヨード−3−(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7−トリデカフルオロヘプチルオキシ)プロパン−1−オール、3−(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9−ヘキサデカフルオロノニルオキシ)−2−ヨードプロパン−1−オール、3−(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9−ヘプタデカフルオロノニルオキシ)−2−ヨードプロパン−1−オール、2−ヨード−3−(2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロポキシ)プロパン−1−オール、2−ヨード−3−(2,2,2−トリフルオロエトキシ)プロパン−1−オール、2−ヨード−3−(7,7,8,8,8−ペンタフルオロオクチルオキシ)プロパン−1−オール、3−(2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブトキシ)−2−ヨードプロパン−1−オール、2−ヨード−3−(3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシルオキシ)プロパン−1−オール、2−ヨード−3−(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプチルオキシ)プロパン−1−オール、2−ヨード−3−(7,7,8,8,9,9,10,10,10−ノナフルオロデシルオキシ)プロパン−1−オール、2−ヨード−3−[2,3,3,3−テトラフルオロ−2−(パーフルオロプロポキシ)プロポキシ]プロパン−1−オール、2−ヨード−3−(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチルオキシ)プロパン−1−オール、2−ヨード−3−(4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9−トリデカフルオロノニルオキシ)プロパン−1−オール、2−ヨード−3−(7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12−トリデカフルオロドデシルオキシ)プロパン−1−オール、3−(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシルオキシ)−2−ヨードプロパン−1−オール、3−(4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11−ヘプタデカフルオロウンデシルオキシ)−2−ヨードプロパン−1−オール、3−(7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,13,13,14,14,14−ヘプタデカフルオロテトラデシルオキシ)−2−ヨードプロパン−1−オール、3−(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12−ヘンエイコサフルオロドデシルオキシ)−2−ヨードプロパン−1−オール、2−ヨード−3−{2,3,3,3−テトラフルオロ−2−[1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−(パーフルオロプロポキシ)プロポキシ]プロポキシ}プロパン−1−オール、2−ヨード−3−[7,8,8,8−テトラフルオロ−7−(トリフルオロメチル)オクチルオキシ]プロパン−1−オール、2−ヨード−3−[3,3,4,4,5,6,6,6−オクタフルオロ−5−(トリフルオロメチル)ヘキシルオキシ]プロパン−1−オール、3−[3,3,4,4,5,5,6,6,7,8,8,8−ドデカフルオロ−7−(トリフルオロメチル)オクチルオキシ]−2−ヨードプロパン−1−オール、3−[3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,10,10,10−ヘキサフルオロ−9−(トリフルオロメチル)デシルオキシ]−2−ヨードプロパン−1−オール、3−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン−2−イルオキシ)−2−ヨードプロパン−1−オール、3−(2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブトキシ)−2−ヨードプロパン−1−オール、3−(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−メチルプロパン−2−イルオキシ)−2−ヨードプロパン−1−オールが挙げられる。
好ましくは、2−ヨード−3−(1−パーフルオロアダマンチルオキシ)プロパン−1−オール、2−ヨード−3−[2−(1−パーフルオロアダマンチル)−2,2−ジフルオロエトキシ]プロパン−1−オール、2−ヨード−3−[2−(1−パーフルオロアダマンチルオキシ)エトキシ]プロパン−1−オール、2−ヨード−3−{2−[2−(1−パーフルオロアダマンチル)−2,2−ジフルオロエトキ]エトキシ}プロパン−1−オール、2−ヨード−3−{2−[2−(1−パーフルオロアダマンチル)−2,2−ジフルオロアセトキシ]エトキシ}プロパン−1−オール、4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロ−2−ヨードヘプタン−1−オールである。
反応温度としては、0〜200℃程度、望ましくは20〜150℃とする。温度が0℃未満の場合、反応速度が低下し、反応時間が長くなる。温度が200℃を越える場合、副反応が起きたり、着色が激しくなったりする。
反応圧力としては、絶対圧力で0.01〜10MPa程度、望ましくは常圧〜1MPaとする。圧力が10MPaを越える場合は、安全上、問題があり特別な装置が必要となり、産業上有用でない。逆に圧力が0.01MPa未満の場合、反応時間が長くなる。
この反応に使用する塩基性触媒としては、ナトリウムアミド、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、ピリジン、ルチジン、ジメチルアミノピリジン、N,N−ジメチルアニリン、1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノネン−5(DBN)、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7(DBU)、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムクロリド、ナトリウム、カリウム、セシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、酸化銀、ナトリウムメトキシド、カリウムt−ブトキシド等、またテトラメチルクロライドやテトラエチルブロマイド等の4級アンモニウム塩等が挙げられる。好ましくは、ジメチルアミノピリジン、DBN、DBU及びテトラエチルブロマイドの4級アンモニウム塩である。
塩基性触媒の使用量は、その種類にもよるが、含フッ素アダマンタン誘導体(VIII)に対して0.01〜20質量%程度、好ましくは0.05〜10質量%とする。
反応圧力としては、絶対圧力で0.01〜10MPa程度、望ましくは常圧〜1MPaとする。圧力が10MPaを越える場合は、安全上、問題があり特別な装置が必要となり、産業上有用でない。逆に圧力が0.01MPa未満の場合、反応時間が長くなる。
この反応に使用する塩基性触媒としては、ナトリウムアミド、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、ピリジン、ルチジン、ジメチルアミノピリジン、N,N−ジメチルアニリン、1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノネン−5(DBN)、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7(DBU)、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムクロリド、ナトリウム、カリウム、セシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、酸化銀、ナトリウムメトキシド、カリウムt−ブトキシド等、またテトラメチルクロライドやテトラエチルブロマイド等の4級アンモニウム塩等が挙げられる。好ましくは、ジメチルアミノピリジン、DBN、DBU及びテトラエチルブロマイドの4級アンモニウム塩である。
塩基性触媒の使用量は、その種類にもよるが、含フッ素アダマンタン誘導体(VIII)に対して0.01〜20質量%程度、好ましくは0.05〜10質量%とする。
溶媒としては、無溶媒あるいは含フッ素アダマンタン誘導体(VIII)の溶解度が0.5質量%以上、望ましくは10質量%以上の溶媒を用いる。具体的には、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、酢酸エチル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等が挙げられ、これらを単独で又は二種以上を組み合わせて使用してもよい。好ましくは、DMF及びDMSOである。
溶媒量は含フッ素アダマンタン誘導体(VIII)の濃度が0.5質量%程度以上、望ましくは10質量%以上となる量である。この時、含フッ素アダマンタン誘導体(VIII)が懸濁状態でもよいが、溶解していることが望ましい。
反応時間は、1分〜24時間程度、望ましくは1時間〜15時間とする。
得られた反応生成物は、必要に応じ蒸留、晶析及びカラム分離等の精製をすることができ、反応生成物の性状と不純物の種類により精製方法を選択できる。
溶媒量は含フッ素アダマンタン誘導体(VIII)の濃度が0.5質量%程度以上、望ましくは10質量%以上となる量である。この時、含フッ素アダマンタン誘導体(VIII)が懸濁状態でもよいが、溶解していることが望ましい。
反応時間は、1分〜24時間程度、望ましくは1時間〜15時間とする。
得られた反応生成物は、必要に応じ蒸留、晶析及びカラム分離等の精製をすることができ、反応生成物の性状と不純物の種類により精製方法を選択できる。
[樹脂組成物]
本発明の樹脂組成物は、前記一般式(I)中、少なくとも1つのXが前記式(II)〜(IV)のいずれかで表される重合性基を有する含フッ素アダマンタン誘導体(I)を含むものである。また、本発明の樹脂組成物は、該含フッ素アダマンタン誘導体(I)と、他の重合性モノマー及び/又はエポキシ樹脂との混合樹脂も使用することができる。
他の重合性モノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、エチレングリコール ジ(メタ)アクリレート、1,3−プロパンジオール ジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオール ジ(メタ)アクリレート、1H,1H−パーフルオロプロピル(メタ)アクリレート、1H,1H−パーフルオロブチル(メタ)アクリレート、1H,1H−パーフルオロヘキシル(メタ)アクリレート、1H,1H−パーフルオロオクチル(メタ)アクリレート、1H,1H−パーフルオロデシル(メタ)アクリレート、パーフルオロ−1−アダマンチル(メタ)アクリレート、パーフルオロ−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、1H,1H,6H,6H−パーフルオロ−1,6−ヘキサンジオール ジ(メタ)アクリレート、1H,1H,8H,8H−パーフルオロ−1,8−オクタンジオール ジ(メタ)アクリレート、1H,1H,10H,10H−パーフルオロ−1,10−デカンジオール ジ(メタ)アクリレート及びパーフルオロ−1,3−アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でもフッ素を含有するものが好ましい。これらは単独で又は二種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明の樹脂組成物は、前記一般式(I)中、少なくとも1つのXが前記式(II)〜(IV)のいずれかで表される重合性基を有する含フッ素アダマンタン誘導体(I)を含むものである。また、本発明の樹脂組成物は、該含フッ素アダマンタン誘導体(I)と、他の重合性モノマー及び/又はエポキシ樹脂との混合樹脂も使用することができる。
他の重合性モノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、エチレングリコール ジ(メタ)アクリレート、1,3−プロパンジオール ジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオール ジ(メタ)アクリレート、1H,1H−パーフルオロプロピル(メタ)アクリレート、1H,1H−パーフルオロブチル(メタ)アクリレート、1H,1H−パーフルオロヘキシル(メタ)アクリレート、1H,1H−パーフルオロオクチル(メタ)アクリレート、1H,1H−パーフルオロデシル(メタ)アクリレート、パーフルオロ−1−アダマンチル(メタ)アクリレート、パーフルオロ−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、1H,1H,6H,6H−パーフルオロ−1,6−ヘキサンジオール ジ(メタ)アクリレート、1H,1H,8H,8H−パーフルオロ−1,8−オクタンジオール ジ(メタ)アクリレート、1H,1H,10H,10H−パーフルオロ−1,10−デカンジオール ジ(メタ)アクリレート及びパーフルオロ−1,3−アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でもフッ素を含有するものが好ましい。これらは単独で又は二種以上を組み合わせて使用することができる。
また、エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールADジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールZジグリシジルエーテル、テトラメチルビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールAFジグリシジルエーテル、ビスフェノールCジグリシジルエーテル等)、フェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、ヒダントインエポキシ樹脂等の含窒素環エポキシ樹脂、水素添加ビスフェノールA型エポキシ樹脂、脂肪族系エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、低吸水率硬化体タイプの主流であるビフェニル型エポキシ樹脂及びジシクロ環型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル等の多官能エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂等の含フッ素エポキシ樹脂、(メタ)アクリル酸グリシジルエステル等が挙げられる。これらの中でもフッ素を含有する、あるいは芳香環を有しないエポキシ樹脂が好ましい。これらは単独で又は二種以上を組み合わせて使用することができる。
上記エポキシ樹脂は、常温で固形でも液状でもよいが、一般に、使用するエポキシ樹脂の平均エポキシ当量が、200〜2000のものが好ましい。エポキシ当量が200以上であると、エポキシ樹脂組成物の硬化物が脆くならず適度の強度が得られる。また、エポキシ当量が2000以下であると、その硬化物のガラス転移温度(Tg)が低くならず適度のものとなる。
前記含フッ素アダマンタン誘導体(I)と、上記他の重合性モノマー及び/又はエポキシ樹脂との混合樹脂中、含フッ素アダマンタン誘導体(I)の含有量は5質量%以上が好ましく、より好ましくは10質量%以上である。この含フッ素アダマンタン誘導体(I)の含有量が5質量%以上であると、本発明の樹脂組成物の光学特性、長期耐熱性及び電気特性が十分なものとなる。
前記含フッ素アダマンタン誘導体(I)と、上記他の重合性モノマー及び/又はエポキシ樹脂との混合樹脂中、含フッ素アダマンタン誘導体(I)の含有量は5質量%以上が好ましく、より好ましくは10質量%以上である。この含フッ素アダマンタン誘導体(I)の含有量が5質量%以上であると、本発明の樹脂組成物の光学特性、長期耐熱性及び電気特性が十分なものとなる。
本発明の樹脂組成物は、熱重合開始剤及び/又は光重合開始剤を用いた重合により硬化させることができる。
熱重合開始剤としては、熱により、不飽和結合を有する基、エポキシ基あるいはオキセタニル基と反応するものであればよく、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイト、メチルイソブチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド及び1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン等の有機過酸化物並びにアゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系開始剤等が挙げられる。これらは単独で又は二種以上を組み合わせて使用することができる。
光重合開始剤としては、光により、不飽和結合を有する基、エポキシ基あるいはオキセタニル基と反応するものであればよく、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ベンジル類、ベンゾインエーテル類、ベンジルジケタール類、チオキサントン類、アシルホスフィンオキサイド類、アシルホスフィン酸エステル類、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、芳香族ヨードシル塩、芳香族スルホキソニウム塩及びメタロセン化合物等が挙げられる。これらは単独で又は二種以上を組み合わせて使用することができる。
熱重合開始剤及び/又は光重合開始剤の使用量は、前記含フッ素アダマンタン誘導体(I)又は上記混合樹脂100質量部(以下、「樹脂成分」と称することがある。)に対して、0.01〜10質量部であることが好ましく、より好ましくは0.05〜5質量部である。重合開始剤の含有率を上記範囲とすることにより、良好な重合及び光学特性等の物性が発現される。
熱重合開始剤としては、熱により、不飽和結合を有する基、エポキシ基あるいはオキセタニル基と反応するものであればよく、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイト、メチルイソブチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド及び1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン等の有機過酸化物並びにアゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系開始剤等が挙げられる。これらは単独で又は二種以上を組み合わせて使用することができる。
光重合開始剤としては、光により、不飽和結合を有する基、エポキシ基あるいはオキセタニル基と反応するものであればよく、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ベンジル類、ベンゾインエーテル類、ベンジルジケタール類、チオキサントン類、アシルホスフィンオキサイド類、アシルホスフィン酸エステル類、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、芳香族ヨードシル塩、芳香族スルホキソニウム塩及びメタロセン化合物等が挙げられる。これらは単独で又は二種以上を組み合わせて使用することができる。
熱重合開始剤及び/又は光重合開始剤の使用量は、前記含フッ素アダマンタン誘導体(I)又は上記混合樹脂100質量部(以下、「樹脂成分」と称することがある。)に対して、0.01〜10質量部であることが好ましく、より好ましくは0.05〜5質量部である。重合開始剤の含有率を上記範囲とすることにより、良好な重合及び光学特性等の物性が発現される。
本発明の樹脂組成物には、必要に応じて、従来から用いられている、例えば、硬化促進剤、劣化防止剤、変性剤、シランカップリング剤、脱泡剤、無機粉末、溶剤、レベリング剤、離型剤、染料、顔料等の、公知の各種の添加剤を適宜配合してもよい。
上記硬化促進剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7、トリエチレンジアミン、トリス(2,4,6−ジメチルアミノメチル)フェノール等の3級アミン類、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムブロマイド、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラ−n−ブチルホスホニウムO,O−ジエチルホスホロジチオエート等のリン化合物、4級アンモニウム塩、有機金属塩類及びこれらの誘導体等が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、あるいは併用してもよい。これら硬化促進剤の中では、3級アミン類、イミダゾール類、リン化合物を用いることが好ましい。
硬化促進剤の含有率は、上記樹脂成分100質量部に対して、0.01〜8.0質量部であることが好ましく、より好ましくは、0.1〜3.0質量部である。硬化促進剤の含有率を上記範囲とすることにより、十分な硬化促進効果を得られ、また、得られる硬化物に変色が見られない。
上記硬化促進剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7、トリエチレンジアミン、トリス(2,4,6−ジメチルアミノメチル)フェノール等の3級アミン類、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムブロマイド、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラ−n−ブチルホスホニウムO,O−ジエチルホスホロジチオエート等のリン化合物、4級アンモニウム塩、有機金属塩類及びこれらの誘導体等が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、あるいは併用してもよい。これら硬化促進剤の中では、3級アミン類、イミダゾール類、リン化合物を用いることが好ましい。
硬化促進剤の含有率は、上記樹脂成分100質量部に対して、0.01〜8.0質量部であることが好ましく、より好ましくは、0.1〜3.0質量部である。硬化促進剤の含有率を上記範囲とすることにより、十分な硬化促進効果を得られ、また、得られる硬化物に変色が見られない。
劣化防止剤としては、例えば、フェノール系化合物、アミン系化合物、有機硫黄系化合物、リン系化合物等の、従来から公知の劣化防止剤が挙げられる。
フェノール系化合物としては、イルガノクス1010(Irganox1010、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商標)、イルガノクス1076(Irganox1076、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商標)、イルガノクス1330(Irganox1330、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商標)、イルガノクス3114(Irganox3114、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商標)、イルガノクス3125(Irganox3125、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商標)、イルガノクス3790(Irganox3790、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商標)BHT、シアノクス1790(Cyanox1790、サイアナミド社製、商標)、スミライザーGA−80(SumilizerGA−80、住友化学社製、商標)等の市販品を挙げることができる。
フェノール系化合物としては、イルガノクス1010(Irganox1010、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商標)、イルガノクス1076(Irganox1076、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商標)、イルガノクス1330(Irganox1330、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商標)、イルガノクス3114(Irganox3114、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商標)、イルガノクス3125(Irganox3125、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商標)、イルガノクス3790(Irganox3790、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商標)BHT、シアノクス1790(Cyanox1790、サイアナミド社製、商標)、スミライザーGA−80(SumilizerGA−80、住友化学社製、商標)等の市販品を挙げることができる。
アミン系化合物としては、イルガスタブFS042(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商標)、GENOX EP(クロンプトン社製、商標、化合物名;ジアルキル−N−メチルアミンオキサイド)等、さらにはヒンダードアミン系であるADEKA社製のADK STAB LA−52、LA−57、LA−62、LA−63、LA−67、LA−68、LA−77、LA−82、LA−87、LA−94、CSC社製のTinuvin123、144、440、662、Chimassorb2020、119、944、Hoechst 社製のHostavin N30、Cytec社製の Cyasorb UV−3346、UV−3526、GLC社製のUval 299、Clariant社製の SanduvorPR−31等を挙げることができる。
有機硫黄系化合物としては、DSTP(ヨシトミ)(吉富社製、商標)、DLTP(ヨシトミ)(吉富社製、商標)、DLTOIB(吉富社製、商標)、DMTP(ヨシトミ)(吉富社製、商標)、Seenox 412S(シプロ化成社製、商標)、Cyanox 1212(サイアナミド社製、商標)等の市販品を挙げることができる。
有機硫黄系化合物としては、DSTP(ヨシトミ)(吉富社製、商標)、DLTP(ヨシトミ)(吉富社製、商標)、DLTOIB(吉富社製、商標)、DMTP(ヨシトミ)(吉富社製、商標)、Seenox 412S(シプロ化成社製、商標)、Cyanox 1212(サイアナミド社製、商標)等の市販品を挙げることができる。
変性剤としては、例えば、グリコール類、シリコーン類、アルコール類等の、従来から公知の変性剤が挙げられる。シランカップリング剤としては、例えば、シラン系、チタネート系等の、従来から公知のシランカップリング剤が挙げられる。脱泡剤としては、例えば、シリコーン系等の、従来から公知の脱泡剤が挙げられる。無機粉末としては、用途に応じて粒径が数nm〜10μmのものが使用でき、例えば、ガラス粉末、シリカ粉末、チタニア、酸化亜鉛、アルミナ等の公知の無機粉末が挙げられる。溶剤としては、エポキシ樹脂が粉末の場合や、コーティングの希釈溶剤として、トルエンやキシレン等の芳香族系溶剤やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤等が使用可能である。
本発明の樹脂組成物は、上記の樹脂成分、熱重合開始剤及び/又は光重合開始剤と各種添加剤を混合し、成型する金型(樹脂金型)への注入、あるいはコーティングにより所望の形状にした後に、加熱硬化あるいは紫外線等の照射により光硬化する。熱硬化の場合、硬化温度としては、通常30〜200℃程度、好ましくは50〜150℃である。30℃以上とすることにより硬化不良となることがなく、200℃以下とすることにより着色等を生じることがなくなる。硬化時間は使用する樹脂成分や重合開始剤等によって異なるが、0.5〜6時間が好ましい。
紫外線の照射により光硬化する場合、紫外線の照射量(光量)は、樹脂成分や重合開始剤の種類、硬化物の膜厚等から決められるので任意であるが、通常100〜5000mJ/cm2程度、好ましくは500〜4000mJ/cm2である。紫外線照射後に後加熱を行ってもよく、70〜200℃で0.5〜12時間行うことが好ましい。
成形方法としては射出成形、ブロー成形、プレス成形等、特に限定されるものではないが、好ましくはペレット状の樹脂組成物を射出成形機に用いて、射出成形することにより製造される。
紫外線の照射により光硬化する場合、紫外線の照射量(光量)は、樹脂成分や重合開始剤の種類、硬化物の膜厚等から決められるので任意であるが、通常100〜5000mJ/cm2程度、好ましくは500〜4000mJ/cm2である。紫外線照射後に後加熱を行ってもよく、70〜200℃で0.5〜12時間行うことが好ましい。
成形方法としては射出成形、ブロー成形、プレス成形等、特に限定されるものではないが、好ましくはペレット状の樹脂組成物を射出成形機に用いて、射出成形することにより製造される。
本発明の樹脂組成物を硬化してなる硬化物は、低屈折率であり、耐熱性及び耐擦傷性に優れており、反射防止膜、光ファイバー、光導波路、体積ホログラム、ホログラムメモリー材料、コーティング材料、ナノインプリントモノマー、表面改質剤、工業用チューブ材料、シール材料及び固体高分子燃料電池電解質膜等に有用である。
実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
[製造例1]パーフルオロアダマンタン−1,3−ジオールの製造
動力撹拌装置,窒素ガス導入管、フッ素ガス導入管がそれぞれ付いた10L反応器に、1,1,2−トリクロロトリフルオロエタン5Lを入れた。反応器を0〜10℃に保持し、窒素流量を2L/分、フッ素流量を500mL/分にセットした。2分後、予め用意していたアダマンタン−1,3−ジイル ジアセテート252g[FW:252.31,1.0mol]の1,1,2−トリクロロトリフルオロエタン溶液600mLを30mL/時の速度で加えた。
添加完了後(20時間)、窒素流量を1.2L/分、フッ素流量を300mL/分にそれぞれ下げ、さらに1時間継続した後、フッ素を停止した。窒素パージ後、水を加えて加水分解した。反応混合液は定法により処理し、晶析により下記式で表わされるパーフルオロアダマンタン−1,3−ジオールを得た[FW:420.10,315g,0.75mol,単離収率75.0%]。
動力撹拌装置,窒素ガス導入管、フッ素ガス導入管がそれぞれ付いた10L反応器に、1,1,2−トリクロロトリフルオロエタン5Lを入れた。反応器を0〜10℃に保持し、窒素流量を2L/分、フッ素流量を500mL/分にセットした。2分後、予め用意していたアダマンタン−1,3−ジイル ジアセテート252g[FW:252.31,1.0mol]の1,1,2−トリクロロトリフルオロエタン溶液600mLを30mL/時の速度で加えた。
添加完了後(20時間)、窒素流量を1.2L/分、フッ素流量を300mL/分にそれぞれ下げ、さらに1時間継続した後、フッ素を停止した。窒素パージ後、水を加えて加水分解した。反応混合液は定法により処理し、晶析により下記式で表わされるパーフルオロアダマンタン−1,3−ジオールを得た[FW:420.10,315g,0.75mol,単離収率75.0%]。
・核磁気共鳴分光法(NMR):(溶媒:クロロホルム−d) 日本電子株式会社製 JNM−ECA500
〔1H−NMR〕:2.24(s,1H,OH)
〔19F−NMR〕:−221.02(s,2F),−120.83(s,12F)
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
420(M+,10.0%),401(5.6%),381(5.0%),333(13.2%),305(9.3%),131(100%),69(26.0%)
〔1H−NMR〕:2.24(s,1H,OH)
〔19F−NMR〕:−221.02(s,2F),−120.83(s,12F)
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
420(M+,10.0%),401(5.6%),381(5.0%),333(13.2%),305(9.3%),131(100%),69(26.0%)
[実施例1]1,1’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2−オール)の合成
還流管を取り付けた50mLの二口ナスフラスコに、上記で得られたパーフルオロアダマンタン−1,3−ジオール4.2g、N,N−ジメチルホルムアミド10mL、3−パーフルオロブチル−1,2−エポキシプロパン(ダイキン工業株式会社製)8.3g、テトラエチルアンモニウムブロミド420mg、を加えた。120℃に加熱し、6時間撹拌を行なった。その後、室温まで冷却した後、酢酸エチルと蒸留水を加え、反応混合物を酢酸エチルで3回抽出を行なった。集めた有機層を3質量%リン酸三カリウム水溶液で1回洗浄し、飽和食塩水で1回洗浄を行なった。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を減圧留去した。[収率86.6%、8.4g]
還流管を取り付けた50mLの二口ナスフラスコに、上記で得られたパーフルオロアダマンタン−1,3−ジオール4.2g、N,N−ジメチルホルムアミド10mL、3−パーフルオロブチル−1,2−エポキシプロパン(ダイキン工業株式会社製)8.3g、テトラエチルアンモニウムブロミド420mg、を加えた。120℃に加熱し、6時間撹拌を行なった。その後、室温まで冷却した後、酢酸エチルと蒸留水を加え、反応混合物を酢酸エチルで3回抽出を行なった。集めた有機層を3質量%リン酸三カリウム水溶液で1回洗浄し、飽和食塩水で1回洗浄を行なった。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を減圧留去した。[収率86.6%、8.4g]
・核磁気共鳴分光法(NMR):(溶媒:アセトニトリル−d) 日本電子株式会社製 JNM−ECA500
〔1H−NMR(500MHz)〕:1.46−1.62(m,4H)、2.50−3.20(b,2H)、3.25−3.50(m,6H)
〔13C−NMR(125MHz)〕:31.77、61.75、72.50
〔19F−NMR(465MHz、内標BTF:−64ppm)〕:−222.47、−127.29、−127.26、−122.54、−118.75、−115.01、−113.76、−82.67
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
953(M+−19、0.16%)、935(0.48%)、735(3.41%)、721(26.4%)、679(0.37%)、662(28.9%)、463(5.96%)、277(33.0%)、263(57.2%)
〔1H−NMR(500MHz)〕:1.46−1.62(m,4H)、2.50−3.20(b,2H)、3.25−3.50(m,6H)
〔13C−NMR(125MHz)〕:31.77、61.75、72.50
〔19F−NMR(465MHz、内標BTF:−64ppm)〕:−222.47、−127.29、−127.26、−122.54、−118.75、−115.01、−113.76、−82.67
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
953(M+−19、0.16%)、935(0.48%)、735(3.41%)、721(26.4%)、679(0.37%)、662(28.9%)、463(5.96%)、277(33.0%)、263(57.2%)
[実施例2]1,1’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2,1−ジイル)ジアクリレートの合成
攪拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロートを取り付けた100mL4つ口フラスコに、実施例1で得られた1,1’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2−オール)7.8gをとり、クロロホルム40mLとトリエチルアミン5.2mLに溶解させ、反応容器を氷浴に浸した。次いでアクリル酸クロリド2.8mLを反応系内の温度が0℃を超えないように滴下ロートよりフラスコ内に滴下した。滴下終了後、氷浴化で1時間攪拌した。その後、蒸留水50mLと酢酸エチル50mLを加えた後、反応混合物を酢酸エチルで3回抽出を行なった。得られた有機層を蒸留水で洗浄を行い、さらに、飽和食塩水で洗浄した。無水硫酸マグネシウムで脱水した後、エバポレーターにて溶媒を留去した。[収率:89%、GC純度:93.0%]
攪拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロートを取り付けた100mL4つ口フラスコに、実施例1で得られた1,1’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2−オール)7.8gをとり、クロロホルム40mLとトリエチルアミン5.2mLに溶解させ、反応容器を氷浴に浸した。次いでアクリル酸クロリド2.8mLを反応系内の温度が0℃を超えないように滴下ロートよりフラスコ内に滴下した。滴下終了後、氷浴化で1時間攪拌した。その後、蒸留水50mLと酢酸エチル50mLを加えた後、反応混合物を酢酸エチルで3回抽出を行なった。得られた有機層を蒸留水で洗浄を行い、さらに、飽和食塩水で洗浄した。無水硫酸マグネシウムで脱水した後、エバポレーターにて溶媒を留去した。[収率:89%、GC純度:93.0%]
・核磁気共鳴分光法(NMR):(溶媒:クロロホルム−d) 日本電子株式会社製 JNM−ECA500
〔1H−NMR(500MHz)〕:2.50−2.75(m,4H)、4.35−4.53(m,4H)、5.52−5.58(m,2H)、5.93(d,J=11.6Hz,2H)、6.13(dd,J=6.55,17.1Hz,2H)、6.47(d,J=17.4Hz,2H)
〔13C−NMR(125MHz)〕:31.20、65.28、70.81、127.31、132.40、164.66
〔19F−NMR(465MHz、内標BTF:−64ppm)〕:−221.93、−127.20、−125.80、−122.30、−118.70、−114.71、−114.50、−82.30
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
1080(M+,0.02%)、1066(0.02%)、790(0.04%)、746(0.18%)、717(1.65%)、642(0.13%)、459(0.42%)、331(4.58%)、55(100%)
〔1H−NMR(500MHz)〕:2.50−2.75(m,4H)、4.35−4.53(m,4H)、5.52−5.58(m,2H)、5.93(d,J=11.6Hz,2H)、6.13(dd,J=6.55,17.1Hz,2H)、6.47(d,J=17.4Hz,2H)
〔13C−NMR(125MHz)〕:31.20、65.28、70.81、127.31、132.40、164.66
〔19F−NMR(465MHz、内標BTF:−64ppm)〕:−221.93、−127.20、−125.80、−122.30、−118.70、−114.71、−114.50、−82.30
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
1080(M+,0.02%)、1066(0.02%)、790(0.04%)、746(0.18%)、717(1.65%)、642(0.13%)、459(0.42%)、331(4.58%)、55(100%)
[実施例3]2,2’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−1−オール)の合成
還流管を取り付けた50mLの二口ナスフラスコに、製造例1で得られたパーフルオロ−1,3−アダマンタンジオール4.2g、N,N−ジメチルホルムアミド10mL、4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロ−2−ヨードヘプタン−1−オール12.1g、水酸化ナトリウム400mg、を加えた。120℃に加熱し、8時間撹拌を行なった。その後、室温まで冷却した後、酢酸エチルと蒸留水を加え、反応混合物を酢酸エチルで3回抽出を行なった。集めた有機層を3質量%リン酸三カリウム水溶液で1回洗浄し、飽和食塩水で1回洗浄を行なった。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を減圧留去した。[収率91%、8.8g]
還流管を取り付けた50mLの二口ナスフラスコに、製造例1で得られたパーフルオロ−1,3−アダマンタンジオール4.2g、N,N−ジメチルホルムアミド10mL、4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロ−2−ヨードヘプタン−1−オール12.1g、水酸化ナトリウム400mg、を加えた。120℃に加熱し、8時間撹拌を行なった。その後、室温まで冷却した後、酢酸エチルと蒸留水を加え、反応混合物を酢酸エチルで3回抽出を行なった。集めた有機層を3質量%リン酸三カリウム水溶液で1回洗浄し、飽和食塩水で1回洗浄を行なった。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を減圧留去した。[収率91%、8.8g]
・核磁気共鳴分光法(NMR):(溶媒:アセトニトリル−d) 日本電子株式会社製 JNM−ECA500
〔1H−NMR(500MHz)〕:1.44−1.61(m,4H)、2.55−3.21(b,2H)、3.40−3.67(m,6H)
〔13C−NMR(125MHz)〕:33.47、64.6、76.34
〔19F−NMR(465MHz、内標BTF:−64ppm)〕:−222.42、−127.34、−127.80、−122.22、−118.98、−114.87、−113.45、−82.77
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
953(M+−19、0.17%)、935(0.89%)、695(0.89%)、277(45.0%)
〔1H−NMR(500MHz)〕:1.44−1.61(m,4H)、2.55−3.21(b,2H)、3.40−3.67(m,6H)
〔13C−NMR(125MHz)〕:33.47、64.6、76.34
〔19F−NMR(465MHz、内標BTF:−64ppm)〕:−222.42、−127.34、−127.80、−122.22、−118.98、−114.87、−113.45、−82.77
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
953(M+−19、0.17%)、935(0.89%)、695(0.89%)、277(45.0%)
[実施例4]2,2’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2,1−ジイル)ジアクリレートの合成
実施例2において1,1’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2−オール)を、実施例3で得られた2,2’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−1−オール)に変えた以外は同様の操作を行なった。[収率:86%、GC純度:91.0%]
実施例2において1,1’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2−オール)を、実施例3で得られた2,2’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−1−オール)に変えた以外は同様の操作を行なった。[収率:86%、GC純度:91.0%]
・核磁気共鳴分光法(NMR):(溶媒:クロロホルム−d) 日本電子株式会社製 JNM−ECA500
〔1H−NMR(500MHz)〕:2.51−2.69(m,4H)、4.34−4.56(m,4H)、5.49−5.61(m,2H)、5.91(d,J=11.6Hz,2H)、6.19(dd,J=6.55,17.1Hz,2H)、6.39(d,J=17.4Hz,2H)
〔13C−NMR(125MHz)〕:32.38、66.01、78.12、127.29、132.41、164.87
〔19F−NMR(465MHz、内標BTF:−64ppm)〕:−221.86、−127.67、−125.83、−122.01、−118.73、−114.70、−114.50、−82.29
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
1080(M+,0.07%)、1066(0.16%)、749(0.89%)、331(8.93%)、55(100%)
〔1H−NMR(500MHz)〕:2.51−2.69(m,4H)、4.34−4.56(m,4H)、5.49−5.61(m,2H)、5.91(d,J=11.6Hz,2H)、6.19(dd,J=6.55,17.1Hz,2H)、6.39(d,J=17.4Hz,2H)
〔13C−NMR(125MHz)〕:32.38、66.01、78.12、127.29、132.41、164.87
〔19F−NMR(465MHz、内標BTF:−64ppm)〕:−221.86、−127.67、−125.83、−122.01、−118.73、−114.70、−114.50、−82.29
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
1080(M+,0.07%)、1066(0.16%)、749(0.89%)、331(8.93%)、55(100%)
[実施例5]1,1’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2,1−ジイル)ジメタクリレートの合成
実施例2においてアクリル酸クロリド2.8mLのかわりにメタクリル酸クロリド3.3mLを用いた以外は同様にして目的物を得た。[収率:85%、GC純度:90.5%]
実施例2においてアクリル酸クロリド2.8mLのかわりにメタクリル酸クロリド3.3mLを用いた以外は同様にして目的物を得た。[収率:85%、GC純度:90.5%]
・核磁気共鳴分光法(NMR):(溶媒:クロロホルム−d) 日本電子株式会社製 JNM−ECA500
〔1H−NMR(500MHz)〕:1.97(s,6H)、2.50−2.75(m,4H)、4.35−4.53(m,4H)、5.52−5.58(m,2H)、5.70(s,2H)、6.14(s,2H)
〔13C−NMR(125MHz)〕:19.67、31.20、65.28、70.81、128.13、134.97、164.66
〔19F−NMR(465MHz、内標BTF:−64ppm)〕:−221.89、−127.19、−125.34、−121.98、−118.22、−114.14、−114.26、−82.78
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
1108(0.04%)、1023(0.03%)、939(0.05%)、763(0.18%)、433(0.89%)、345(10.3%)、69(100%)
〔1H−NMR(500MHz)〕:1.97(s,6H)、2.50−2.75(m,4H)、4.35−4.53(m,4H)、5.52−5.58(m,2H)、5.70(s,2H)、6.14(s,2H)
〔13C−NMR(125MHz)〕:19.67、31.20、65.28、70.81、128.13、134.97、164.66
〔19F−NMR(465MHz、内標BTF:−64ppm)〕:−221.89、−127.19、−125.34、−121.98、−118.22、−114.14、−114.26、−82.78
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
1108(0.04%)、1023(0.03%)、939(0.05%)、763(0.18%)、433(0.89%)、345(10.3%)、69(100%)
[製造例2]3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパンの製造
攪拌機、温度計及び還流冷却管を取り付けた1L4つ口フラスコに1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデカン−1−オール99.52g[FW:398.08,250mmol(Exfluor Research Corp.社製,Product ID:C7GOL)]、エピクロロヒドリン370.08g[FW:92.52,4mol]及びテトラエチルアンモニウムブロミド29.86gを取り、40℃に昇温した。NaOH25.0g[FW:40.00,625mmol]を3分割し、30分毎に投入した。NaOHを全量投入後、更に反応を2時間継続した。反応液を冷却後、酢酸エチルを用いて抽出操作を行い、有機層を1N塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順番で洗浄した。減圧で酢酸エチルを留去後、単蒸留にて精製を行うことで、下記構造式で表される3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン91.32g[FW:454.14,201.1mmol,収率80.4%]を得た。
攪拌機、温度計及び還流冷却管を取り付けた1L4つ口フラスコに1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデカン−1−オール99.52g[FW:398.08,250mmol(Exfluor Research Corp.社製,Product ID:C7GOL)]、エピクロロヒドリン370.08g[FW:92.52,4mol]及びテトラエチルアンモニウムブロミド29.86gを取り、40℃に昇温した。NaOH25.0g[FW:40.00,625mmol]を3分割し、30分毎に投入した。NaOHを全量投入後、更に反応を2時間継続した。反応液を冷却後、酢酸エチルを用いて抽出操作を行い、有機層を1N塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順番で洗浄した。減圧で酢酸エチルを留去後、単蒸留にて精製を行うことで、下記構造式で表される3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン91.32g[FW:454.14,201.1mmol,収率80.4%]を得た。
[製造例3]3−(1H,1H−パーフルオロオクチルオキシ)−1,2−エポキシプロパンの製造
1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデカン−1−オールのかわりに、1H,1H−パーフルオロオクタン−1−オール100.0g[FW:400.08,250mmol(Exfluor Research Corp.社製,Product ID:C8OL)]を用いること以外は製造例2と同様の方法で合成を行った。その結果、下記構造式で表される3−(1H,1H−パーフルオロオクチルオキシ)−1,2−エポキシプロパン92.71g[FW:456.15,203.2mmol,収率81.3%]を得た。
1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデカン−1−オールのかわりに、1H,1H−パーフルオロオクタン−1−オール100.0g[FW:400.08,250mmol(Exfluor Research Corp.社製,Product ID:C8OL)]を用いること以外は製造例2と同様の方法で合成を行った。その結果、下記構造式で表される3−(1H,1H−パーフルオロオクチルオキシ)−1,2−エポキシプロパン92.71g[FW:456.15,203.2mmol,収率81.3%]を得た。
[製造例4]3−(1H,1H−パーフルオロデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパンの製造
1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデカン−1−オールのかわりに、1H,1H−パーフルオロデカン−1−オール125.03g[FW:500.10,200mmol(Exfluor Research Corp.社製,Product ID:C10OL)]を用いること以外は製造例2と同様の方法で合成を行った。その結果、下記構造式で表される3−(1H,1H−パーフルオロデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン107.76g[FW:556.16,193.8 mmol,収率77.5%]を得た。
1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデカン−1−オールのかわりに、1H,1H−パーフルオロデカン−1−オール125.03g[FW:500.10,200mmol(Exfluor Research Corp.社製,Product ID:C10OL)]を用いること以外は製造例2と同様の方法で合成を行った。その結果、下記構造式で表される3−(1H,1H−パーフルオロデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン107.76g[FW:556.16,193.8 mmol,収率77.5%]を得た。
[製造例5]3−(1H,1H−パーフルオロウンデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパンの製造
1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデカン−1−オールのかわりに、1H,1H−パーフルオロウンデカン−1−オール137.53g[FW:550.11,250mmol(Exfluor Research Corp.社製,Product ID:C11OL)]を用いること以外は製造例2と同様の方法で合成を行った。その結果、下記構造式で表される3−(1H,1H−パーフルオロウンデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン141.23g[FW:606.17,233.0mmol,収率93.2%]を得た。
1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデカン−1−オールのかわりに、1H,1H−パーフルオロウンデカン−1−オール137.53g[FW:550.11,250mmol(Exfluor Research Corp.社製,Product ID:C11OL)]を用いること以外は製造例2と同様の方法で合成を行った。その結果、下記構造式で表される3−(1H,1H−パーフルオロウンデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン141.23g[FW:606.17,233.0mmol,収率93.2%]を得た。
[製造例6]パーフルオロアダマンタン−1−オールの製造
動力撹拌装置、窒素ガス導入管、フッ素ガス導入管がそれぞれ付いた10L反応器に1,1,2−トリクロロトリフルオロエタン5Lを入れた。反応器を0〜10℃に保持し、窒素流量を2L/min,フッ素流量を500mL/minにセットした。2分後、予め用意していた酢酸アダマンタン−1−オール194g[FW:194.27,1.0mol]の1,1,2−トリクロロトリフルオロエタン溶液600mLを30mL/時の速度で加えた。添加完了後(20時間)、窒素流量を1.2L/min、フッ素流量を300mL/minにそれぞれ下げ、さらに1時間継続した後、フッ素を停止した。窒素パージ後、水を加えて加水分解した。反応混合液は定法により処理し、晶析により目的のパーフルオロアダマンタン−1−オールを得た[FW:422.09,341g,0.808mol,単離収率80.8%]。
動力撹拌装置、窒素ガス導入管、フッ素ガス導入管がそれぞれ付いた10L反応器に1,1,2−トリクロロトリフルオロエタン5Lを入れた。反応器を0〜10℃に保持し、窒素流量を2L/min,フッ素流量を500mL/minにセットした。2分後、予め用意していた酢酸アダマンタン−1−オール194g[FW:194.27,1.0mol]の1,1,2−トリクロロトリフルオロエタン溶液600mLを30mL/時の速度で加えた。添加完了後(20時間)、窒素流量を1.2L/min、フッ素流量を300mL/minにそれぞれ下げ、さらに1時間継続した後、フッ素を停止した。窒素パージ後、水を加えて加水分解した。反応混合液は定法により処理し、晶析により目的のパーフルオロアダマンタン−1−オールを得た[FW:422.09,341g,0.808mol,単離収率80.8%]。
[製造例7]3−(パーフルオロアダマンタン−1−イルオキシ)−1,2−エポキシプロパンの製造
1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデカン−1−オールのかわりに、製造例6記載の方法で得られたパーフルオロアダマンタン−1−オール105.52g[FW:422.09,250mmol]を用いること以外は製造例2と同様の方法で合成を行った。その結果、下記構造式で表される3−(パーフルオロアダマンタン−1−イルオキシ)−1,2−エポキシプロパン101.70g[FW:478.15,167.8mmol,収率93.2%]を得た。
1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデカン−1−オールのかわりに、製造例6記載の方法で得られたパーフルオロアダマンタン−1−オール105.52g[FW:422.09,250mmol]を用いること以外は製造例2と同様の方法で合成を行った。その結果、下記構造式で表される3−(パーフルオロアダマンタン−1−イルオキシ)−1,2−エポキシプロパン101.70g[FW:478.15,167.8mmol,収率93.2%]を得た。
[製造例8]3−(1H,1H−パーフルオロ−3−オキサノニルオキシ)−1,2−エポキシプロパンの製造
1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデカン−1−オールのかわりに、3−(1H,1H−パーフルオロ−3−オキサノナン−1−オール(油脂製品株式会社製)104.02g[FW:416.08,250mmol]を用いること以外は製造例2と同様の方法で合成を行った。その結果、下記構造式で表される3−(1H,1H−パーフルオロ−3−オキサノニルオキシ)−1,2−エポキシプロパン98.84g[FW:472.15,209.3mmol,収率83.7%]を得た。
1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデカン−1−オールのかわりに、3−(1H,1H−パーフルオロ−3−オキサノナン−1−オール(油脂製品株式会社製)104.02g[FW:416.08,250mmol]を用いること以外は製造例2と同様の方法で合成を行った。その結果、下記構造式で表される3−(1H,1H−パーフルオロ−3−オキサノニルオキシ)−1,2−エポキシプロパン98.84g[FW:472.15,209.3mmol,収率83.7%]を得た。
[実施例6]1,3−ビス(3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ)パーフルオロアダマンタンの合成
還流管及び温度計を取り付けた300mLナスフラスコに、製造例1で得られたパーフルオロ−1,3−アダマンタンジオール21.0g[50mmol]、トルエン75mL、製造例2で得られた3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン54.7g[120mmol]及びテトラエチルアンモニウムブロミド2.1mgを加えた。トルエン還流条件下、24時間撹拌を行なった。室温まで冷却し、二層分離した上層を取り除いた。下層を分液ロートに移し、酢酸エチル300mL及び飽和食塩水を加えた。よく攪拌した後、静置し有機層を分液した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を減圧留去することで下記構造式で表される1,3−ビス(3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ)パーフルオロアダマンタン43.84g[FW:1328.38,33.0mmol,収率66.0%]を得た。
還流管及び温度計を取り付けた300mLナスフラスコに、製造例1で得られたパーフルオロ−1,3−アダマンタンジオール21.0g[50mmol]、トルエン75mL、製造例2で得られた3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン54.7g[120mmol]及びテトラエチルアンモニウムブロミド2.1mgを加えた。トルエン還流条件下、24時間撹拌を行なった。室温まで冷却し、二層分離した上層を取り除いた。下層を分液ロートに移し、酢酸エチル300mL及び飽和食塩水を加えた。よく攪拌した後、静置し有機層を分液した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を減圧留去することで下記構造式で表される1,3−ビス(3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ)パーフルオロアダマンタン43.84g[FW:1328.38,33.0mmol,収率66.0%]を得た。
・核磁気共鳴スペクトル(NMR):(溶媒:アセトン−d)日本電子株式会社製 JNM−ECA500
〔1H−NMR(500MHz)〕:3.82(d,2H,J=5.5Hz),4.06−4.18(br,3H),4.27−4.41(m,2H)
〔13C−NMR(125MHz)〕:69.73,70.71,73.18,73.58
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
913(2.5%),899(1.4%),818(2.1%),501(15.5%),437(13.7%),421(6.4%),119(33.4%),113(100%),69(35.3%),63(34.7%),57(29.8%),43(43.7%)
〔1H−NMR(500MHz)〕:3.82(d,2H,J=5.5Hz),4.06−4.18(br,3H),4.27−4.41(m,2H)
〔13C−NMR(125MHz)〕:69.73,70.71,73.18,73.58
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
913(2.5%),899(1.4%),818(2.1%),501(15.5%),437(13.7%),421(6.4%),119(33.4%),113(100%),69(35.3%),63(34.7%),57(29.8%),43(43.7%)
[実施例7]1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロオクチルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタンの合成
3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパンのかわりに、製造例3で得られた3−(1H,1H−パーフルオロオクチルオキシ)−1,2−エポキシプロパン54.8g[120mmol]を用いること以外は実施例6と同様の操作で合成を行った。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロオクチルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン47.62g[FW:1332.40,35.7mmol,収率71.5%]を得た。
3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパンのかわりに、製造例3で得られた3−(1H,1H−パーフルオロオクチルオキシ)−1,2−エポキシプロパン54.8g[120mmol]を用いること以外は実施例6と同様の操作で合成を行った。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロオクチルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン47.62g[FW:1332.40,35.7mmol,収率71.5%]を得た。
・核磁気共鳴スペクトル(NMR):(溶媒:アセトン−d)日本電子株式会社製 JNM−ECA500
〔1H−NMR(500MHz)〕:3.82(d,2H,J=5.2Hz),4.10(br,1H),4.24(t,2H,J=14.0Hz),4.28−4.42(m,2H)
〔13C−NMR(125MHz)〕:69.04,69.74,73.17,73.67
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
918(1.2%),901(10.9%),860(4.3%),457(20.0%),443(23.1%),439(38.5%),427(17.0%),413(100%),69(12.3%),57(40.4%),43(47.0%)
〔1H−NMR(500MHz)〕:3.82(d,2H,J=5.2Hz),4.10(br,1H),4.24(t,2H,J=14.0Hz),4.28−4.42(m,2H)
〔13C−NMR(125MHz)〕:69.04,69.74,73.17,73.67
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
918(1.2%),901(10.9%),860(4.3%),457(20.0%),443(23.1%),439(38.5%),427(17.0%),413(100%),69(12.3%),57(40.4%),43(47.0%)
[実施例8]1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロデシルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタンの合成
3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパンのかわりに、製造例4で得られた3−(1H,1H−パーフルオロデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン66.7g[120mmol]を用いること以外は実施例6と同様の操作で合成を行った。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロデシルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン61.35g[FW:1532.43,40.0mmol,収率80.1%]を得た。
3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパンのかわりに、製造例4で得られた3−(1H,1H−パーフルオロデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン66.7g[120mmol]を用いること以外は実施例6と同様の操作で合成を行った。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロデシルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン61.35g[FW:1532.43,40.0mmol,収率80.1%]を得た。
[実施例9]1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロウンデシルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタンの合成
3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパンのかわりに、製造例5で得られた3−(1H,1H−パーフルオロウンデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン72.7g[120mmol]を用いること以外は実施例6と同様の操作で合成を行った。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス(3−(1H,1H−パーフルオロウンデシルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ)パーフルオロアダマンタン62.50g[FW:1632.44,38.3mmol,収率76.6%]を得た。
3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパンのかわりに、製造例5で得られた3−(1H,1H−パーフルオロウンデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパン72.7g[120mmol]を用いること以外は実施例6と同様の操作で合成を行った。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス(3−(1H,1H−パーフルオロウンデシルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ)パーフルオロアダマンタン62.50g[FW:1632.44,38.3mmol,収率76.6%]を得た。
[実施例10]1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−2−アクリロイルオキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタンの合成
1,1’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2−オール)を、実施例6で得られた1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン10.63g[8.0mmol]に変えた以外は実施例2と同様の操作を行なった。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−2−アクリロイルオキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン8.55g[FW:1436.47,5.95mmol,収率74.4%]を得た。
1,1’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2−オール)を、実施例6で得られた1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン10.63g[8.0mmol]に変えた以外は実施例2と同様の操作を行なった。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−2−アクリロイルオキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン8.55g[FW:1436.47,5.95mmol,収率74.4%]を得た。
・核磁気共鳴スペクトル(NMR):(溶媒:クロロホルムーd)日本電子株式会社製 JNM−ECA500
〔1H−NMR(500MHz)〕:6.43(d,17.4Hz,1H),6.11(dd,17.4Hz,10.4Hz,1H),5.87(d,10.4Hz,1H),5.23(m,1H),4.42(m,2H),3.97(m,2H),3.81−3.90(d,4.9Hz,2H)
〔13C−NMR(125MHz)〕:68.44,69.64,70.20,70.37,127.63,131.91,165.12
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
509(2.9%),453(9.1%),437(10.3%),135(3.4%),119(3.7%),113(6.4%),69(3.9%),63(2.2%),59(2.2%),57(1.1%),55(100%),41(1.2%)
〔1H−NMR(500MHz)〕:6.43(d,17.4Hz,1H),6.11(dd,17.4Hz,10.4Hz,1H),5.87(d,10.4Hz,1H),5.23(m,1H),4.42(m,2H),3.97(m,2H),3.81−3.90(d,4.9Hz,2H)
〔13C−NMR(125MHz)〕:68.44,69.64,70.20,70.37,127.63,131.91,165.12
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
509(2.9%),453(9.1%),437(10.3%),135(3.4%),119(3.7%),113(6.4%),69(3.9%),63(2.2%),59(2.2%),57(1.1%),55(100%),41(1.2%)
[実施例11]1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロオクチルオキシ)−2−アクリロイルオキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタンの合成
1,1’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2−オール)を、実施例7で得られた1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロオクチルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン10.66g[8.0mmol]に変えた以外は実施例2と同様の操作を行なった。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス(3−(1H,1H−パーフルオロオクチルオキシ)−2−アクリロイルオキシ−1−プロポキシ)パーフルオロアダマンタン8.01g[FW:1440.49,5.6mmol,収率69.5%]を得た。
1,1’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2−オール)を、実施例7で得られた1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロオクチルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン10.66g[8.0mmol]に変えた以外は実施例2と同様の操作を行なった。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス(3−(1H,1H−パーフルオロオクチルオキシ)−2−アクリロイルオキシ−1−プロポキシ)パーフルオロアダマンタン8.01g[FW:1440.49,5.6mmol,収率69.5%]を得た。
・核磁気共鳴スペクトル(NMR):(溶媒:クロロホルムーd)日本電子株式会社製 JNM−ECA500
〔1H−NMR(500MHz)〕:6.43(d,17.4Hz,1H),6.11(dd,17.4Hz,10.4Hz,1H),5.87(d,10.4Hz,1H),5.23(m,1H),4.42(m,2H),3.97(m,2H),3.85(d,4.9Hz,2H)
〔13C−NMR(125MHz)〕:68.36,68.56,69.70,70.15,127.60,131.97,165.11
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
511(3.4%),455(11.3%),439(12.7%),427(3.0%),413(2.9%),112(1.6%),73(1.8%),69(1.8%),57(1.4%),55(100%),43(1.4%),41(1.5%)
〔1H−NMR(500MHz)〕:6.43(d,17.4Hz,1H),6.11(dd,17.4Hz,10.4Hz,1H),5.87(d,10.4Hz,1H),5.23(m,1H),4.42(m,2H),3.97(m,2H),3.85(d,4.9Hz,2H)
〔13C−NMR(125MHz)〕:68.36,68.56,69.70,70.15,127.60,131.97,165.11
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
511(3.4%),455(11.3%),439(12.7%),427(3.0%),413(2.9%),112(1.6%),73(1.8%),69(1.8%),57(1.4%),55(100%),43(1.4%),41(1.5%)
[実施例12]1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロデシルオキシ)−2−アクリロイルオキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタンの合成
1,1’−(パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ))ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2−オール)を、実施例8で得られた1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロデシルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン12.26g[8.0mmol]に変えた以外は実施例2と同様の操作を行なった。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロオクチルオキシ)−2−アクリロイルオキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン8.82g[FW:1640.52,5.38mmol,収率67.2%]を得た。
1,1’−(パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ))ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2−オール)を、実施例8で得られた1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロデシルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン12.26g[8.0mmol]に変えた以外は実施例2と同様の操作を行なった。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロオクチルオキシ)−2−アクリロイルオキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン8.82g[FW:1640.52,5.38mmol,収率67.2%]を得た。
[実施例13]1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロウンデシルオキシ)−2−アクリロイルオキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタンの合成
1,1’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2−オール)を、実施例9で得られた1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロウンデシルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン13.06g[8.0mmol]に変えた以外は実施例2と同様の操作を行なった。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロウンデシルオキシ)−2−アクリロイルオキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン8.57g[FW:1740.54,4.92mmol,収率61.5%]を得た。
1,1’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2−オール)を、実施例9で得られた1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロウンデシルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン13.06g[8.0mmol]に変えた以外は実施例2と同様の操作を行なった。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロウンデシルオキシ)−2−アクリロイルオキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン8.57g[FW:1740.54,4.92mmol,収率61.5%]を得た。
[実施例14]1,3−ビス(3−(パーフルオロアダマンタン−1−イル)オキシ−2− ヒドロキシ−1−プロピルオキシ)パーフルオロアダマンタンの合成
3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパンのかわりに、製造例7で得られた3−(パーフルオロアダマンタン−1−イルオキシ)−1,2−エポキシプロパン57.38g[120mmol]を用いること以外は実施例6と同様の操作で合成を行った。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス(3−(パーフルオロアダマンタン−1−イル)オキシ−2−ヒドロキシ−1−プロピルオキシ)パーフルオロアダマンタン62.28g[FW:1376.41,45.25mmol,収率90.5%]を得た。
3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパンのかわりに、製造例7で得られた3−(パーフルオロアダマンタン−1−イルオキシ)−1,2−エポキシプロパン57.38g[120mmol]を用いること以外は実施例6と同様の操作で合成を行った。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス(3−(パーフルオロアダマンタン−1−イル)オキシ−2−ヒドロキシ−1−プロピルオキシ)パーフルオロアダマンタン62.28g[FW:1376.41,45.25mmol,収率90.5%]を得た。
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
923(1.3%),501(5.5%),489(5.3%),479(10.5%),475(11.3%),465(12.3%),461(12.8%),449(14.9%),435(10.1%),131(6.8%),69(8.9%),59(7.1%),57(29.4%),56(10.1%),44(16.6%),43(100%)
923(1.3%),501(5.5%),489(5.3%),479(10.5%),475(11.3%),465(12.3%),461(12.8%),449(14.9%),435(10.1%),131(6.8%),69(8.9%),59(7.1%),57(29.4%),56(10.1%),44(16.6%),43(100%)
[実施例15]1,3−ビス[3−(パーフルオロアダマンタン−1−イル)オキシ−2−アクリロイルオキシ−1−プロピルオキシ]パーフルオロアダマンタンの合成
1,1’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2−オール)を、実施例14で得られた1,3−ビス[3−(パーフルオロアダマンタン−1−イル)オキシ−2−ヒドロキシ−1−プロピルオキシ]パーフルオロアダマンタン13.06g[8.0mmol]に変えた以外は実施例2と同様の操作を行なった。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロウンデシルオキシ)−2−アクリロイルオキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン6.63g[FW:1484.50,4.46mmol,収率55.8%]を得た。
1,1’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2−オール)を、実施例14で得られた1,3−ビス[3−(パーフルオロアダマンタン−1−イル)オキシ−2−ヒドロキシ−1−プロピルオキシ]パーフルオロアダマンタン13.06g[8.0mmol]に変えた以外は実施例2と同様の操作を行なった。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロウンデシルオキシ)−2−アクリロイルオキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン6.63g[FW:1484.50,4.46mmol,収率55.8%]を得た。
・核磁気共鳴スペクトル(NMR):(溶媒:クロロホルムーd)日本電子株式会社製 JNM−ECA500
〔1H−NMR(500MHz)〕:6.47(d,17.4Hz,1H),6.13(dd,17.4Hz,10.4Hz,1H),5.94(d,10.4Hz,1H),5.32(m,1H), 4.44−4.46(m,4H)
〔13C−NMR(125MHz)〕:67.15,67.50,69.27,127.17,132.68,164.74
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
936(0.9%),533(3.6%),465(5.1%),461(5.1%),442(3.8%),205(3.0%),203(6.9%),131(3.3%),93(3.0%),73(30.2%),69(10.4%),57(5.6%),55(100%),43(34.9%)
〔1H−NMR(500MHz)〕:6.47(d,17.4Hz,1H),6.13(dd,17.4Hz,10.4Hz,1H),5.94(d,10.4Hz,1H),5.32(m,1H), 4.44−4.46(m,4H)
〔13C−NMR(125MHz)〕:67.15,67.50,69.27,127.17,132.68,164.74
・ガスクロマトグラフ−質量分析(GC−MS):EI(株式会社島津製作所製 GCMS−QP2010)
936(0.9%),533(3.6%),465(5.1%),461(5.1%),442(3.8%),205(3.0%),203(6.9%),131(3.3%),93(3.0%),73(30.2%),69(10.4%),57(5.6%),55(100%),43(34.9%)
[実施例16]1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロ−3−オキサノニルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタンの合成
3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパンのかわりに、製造例8で得られた3−(1H,1H−パーフルオロ−3−オキサノニルオキシ)−1,2−エポキシプロパン56.66g[120mmol]を用いること以外は実施例6と同様の操作で合成を行った。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス(3−(1H,1H−パーフルオロ−3−オキサノニルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ)パーフルオロアダマンタンの49.25g[FW:1364.39,36.1mmol,収率72.2%]を得た。
3−(1H,1H−パーフルオロ−3,6,9−トリオキサデシルオキシ)−1,2−エポキシプロパンのかわりに、製造例8で得られた3−(1H,1H−パーフルオロ−3−オキサノニルオキシ)−1,2−エポキシプロパン56.66g[120mmol]を用いること以外は実施例6と同様の操作で合成を行った。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス(3−(1H,1H−パーフルオロ−3−オキサノニルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ)パーフルオロアダマンタンの49.25g[FW:1364.39,36.1mmol,収率72.2%]を得た。
[実施例17]1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロ−3−オキサノニルオキシ)−2−アクリロイルオキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタンの合成
1,1’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2−オール)を、実施例16で得られた1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロ−3−オキサノニルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン10.92g[8.0mmol]に変えた以外は実施例2と同様の操作を行なった。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロ−3−オキサノニルオキシ)−2−アクリロイルオキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン8.36g[FW:1472.49,5.68mmol,収率71.0%]を得た。
1,1’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2−オール)を、実施例16で得られた1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロ−3−オキサノニルオキシ)−2−ヒドロキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン10.92g[8.0mmol]に変えた以外は実施例2と同様の操作を行なった。その結果、下記構造式で表される1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロ−3−オキサノニルオキシ)−2−アクリロイルオキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン8.36g[FW:1472.49,5.68mmol,収率71.0%]を得た。
[実施例18]
硬化物1の作製
実施例2で得られた1,1’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2,1−ジイル)ジアクリレート100質量部に、重合開始剤であるパーヘキサHC(商品名、日油株式会社製)2質量部を加え、熱硬化させた。硬化させた硬化物の物性を表1に示した。
硬化物1の作製
実施例2で得られた1,1’−[パーフルオロアダマンタン−1,3−ジイルビス(オキシ)]ビス(4,4,5,5,6,6,7,7,7−ノナフルオロヘプタン−2,1−ジイル)ジアクリレート100質量部に、重合開始剤であるパーヘキサHC(商品名、日油株式会社製)2質量部を加え、熱硬化させた。硬化させた硬化物の物性を表1に示した。
[実施例19]
硬化物2の作製
実施例11で得られた1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロオクチルオキシ)−2−アクリロイルオキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン100質量部に、重合開始剤であるパーヘキサHC(商品名、日油株式会社製)2質量部を加え、熱硬化させた。硬化させた硬化物の物性を表1に示した。
硬化物2の作製
実施例11で得られた1,3−ビス[3−(1H,1H−パーフルオロオクチルオキシ)−2−アクリロイルオキシ−1−プロポキシ]パーフルオロアダマンタン100質量部に、重合開始剤であるパーヘキサHC(商品名、日油株式会社製)2質量部を加え、熱硬化させた。硬化させた硬化物の物性を表1に示した。
[比較例1]
硬化物3の作製
1H,1H,6H,6H−パーフルオロ−1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(Exfluor Research Corp.社製,Product ID:C6DIACRY)100質量部に、重合開始剤であるパーヘキサHC(商品名、日油株式会社製)2質量部を加え、熱硬化させた。硬化させた硬化物の物性を表1に示した。
硬化物3の作製
1H,1H,6H,6H−パーフルオロ−1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(Exfluor Research Corp.社製,Product ID:C6DIACRY)100質量部に、重合開始剤であるパーヘキサHC(商品名、日油株式会社製)2質量部を加え、熱硬化させた。硬化させた硬化物の物性を表1に示した。
表1よりパーフルオロアダマンタン骨格を有する化合物を硬化して得られた硬化物1及び2は、パーフルオロアダマンタン骨格を持たない化合物を硬化して得られた硬化物3に較べ、表面硬度が高く、更に低屈折率であるため、本発明に記載の化合物は、特に反射防止膜の材料として有用であることが示された。
本発明のフルオロアダマンチル基及びフルオロアルキル基を有するフッ素アダマンタン誘導体が、さらにフルオロアダマンチル基及びフルオロアルキル基と共に重合性基を有することにより、これを含む樹脂組成物は、低屈折率、耐熱性及び耐擦傷性に優れた硬化物を与える。このように本発明の硬化物は、優れた特性を有するので、反射防止膜、光ファイバー、光導波路、体積ホログラム、ホログラムメモリー材料、コーティング材料、ナノインプリントモノマー、表面改質剤、工業用チューブ材料、シール材料及び固体高分子燃料電池電解質膜等に有用である。
Claims (16)
- 下記一般式(I)で表されることを特徴とする含フッ素アダマンタン誘導体。
Xは、下記式(II)〜(IV)で表される基及び水酸基の中から選ばれる1種を示す。
aは1〜4の整数であり、bは1〜15の整数であり、cは0又は1〜14の整数であり、a+b+c=16である。dは0又は1〜5の整数であり、eは1〜5の整数である。複数のY、R1〜R6及びXはそれぞれにおいて同一でも異なっていてもよく、複数のd及びeはそれぞれにおいて同一でも異なっていてもよい。] - 前記一般式(I)中、a=2である請求項1に記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
- 前記一般式(I)中、e=1である請求項1又は2に記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
- 前記一般式(I)中、d=0である請求項1〜3のいずれかに記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
- 前記一般式(I)中、R3〜R5が水素原子であり、R6が前記式(M)で表される基である請求項1〜4のいずれかに記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
- 前記一般式(I)中、R3、R5及びR6が水素原子であり、R4が前記式(M)で表される基である請求項1〜4のいずれかに記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
- 前記式(M)中、Aが炭素数1〜3の直鎖状炭化水素基である請求項1〜6のいずれかに記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
- 前記式(M)中、Bが炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基である請求項1〜7のいずれかに記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
- 前記一般式(I)中、Xが前記式(II)で表される基又は水酸基である請求項1〜8のいずれかに記載の含フッ素アダマンタン誘導体。
- 下記一般式(VIII)で表される含フッ素アダマンタン誘導体と下記式(IX)で表されるエポキシ化合物とを反応させる、前記一般式(I)中におけるXが水酸基である請求項5に記載の含フッ素アダマンタン誘導体の製造方法。
式(VIII)中、Lは、水素原子、水酸基及び金属イオン中から選ばれる1種を示す。
式(I−a)及び(IX)中、Aは、エーテル結合あるいはエステル結合を含んでもよい炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状の脂肪族炭化水素基を示す。Bは、エーテル結合あるいはエステル結合を含んでもよい炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のフルオロアルキル基を含む有機基を示す。
複数のY、R1、R2、L、A及びBはそれぞれにおいて同一でも異なっていてもよく、複数のd及びeはそれぞれにおいて同一でも異なっていてもよい。] - 下記一般式(VIII)で表される含フッ素アダマンタン誘導体と下記式(X)で表されるハロゲン化合物とを反応させる、前記一般式(I)中におけるXが水酸基である請求項6に記載の含フッ素アダマンタン誘導体(I)の製造方法。
式(VIII)中、Lは、水素原子、水酸基及び金属イオン中から選ばれる1種を示す。
式(X)中、Jは、ハロゲン原子を示す。
式(I−b)及び(X)中、Aは、エーテル結合あるいはエステル結合を含んでもよい炭素数1〜10の直鎖状、分岐状又は環状の脂肪族炭化水素基を示す。Bは、エーテル結合あるいはエステル結合を含んでもよい炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のフルオロアルキル基を含む有機基を示す。
複数のY、R1、R2、L、A及びBはそれぞれにおいて同一でも異なっていてもよく、複数のd及びeはそれぞれにおいて同一でも異なっていてもよい。] - 前記一般式(I)中、少なくとも1つのXが前記式(II)〜(IV)のいずれかで表される基である請求項1〜9のいずれかに記載の含フッ素アダマンタン誘導体を含有することを特徴とする樹脂組成物。
- 熱重合開始剤及び/又は光重合開始剤を含有することを特徴とする請求項13に記載の樹脂組成物。
- 請求項13又14に記載の樹脂組成物を硬化してなる硬化物。
- 請求項1に記載の含フッ素アダマンタン誘導体又は請求項15に記載の硬化物を用いてなる反射防止膜。
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