KR102276511B1 - Fluorene derivatives and lens using the same - Google Patents
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Abstract
플루오렌 유도체 및 이를 이용한 렌즈가 개시된다.A fluorene derivative and a lens using the same are disclosed.
Description
플루오렌 유도체 및 이를 이용한 렌즈가 개시된다.A fluorene derivative and a lens using the same are disclosed.
스마트폰용 카메라, 비디오 카메라 등의 각종 카메라의 광학계에 사용되는 광학 소자의 재료로서, 광학 유리 또는 광학용 투명 수지가 사용되고 있다.As a material of an optical element used in the optical system of various cameras, such as a smartphone camera and a video camera, optical glass or optical transparent resin is used.
광학 유리는 내열성이나 투명성, 치수 안정성, 내약품성 등이 우수하고, 여러 가지 굴절율(nD)이나 아베수(υD)를 갖는 다종류의 재료가 존재하고 있지만, 재료 비용이 고가인 데다가, 성형 가공성이 나쁘고, 또한 생산성이 낮은 문제가 있다. 특히, 수차 보정에 사용되는 비구면 렌즈로 가공하기 위해서는, 매우 고도의 기술과 높은 비용이 들기 때문에 실용상 큰 장해가 되고 있다.Optical glass is excellent in heat resistance, transparency, dimensional stability, chemical resistance, etc., and there are many types of materials having various refractive indices (nD) and Abbe's number (υD). It is bad, and there is also the problem that productivity is low. In particular, in order to process an aspherical lens used for aberration correction, very high technology and high cost are required, which is a great obstacle in practical use.
한편, 광학용 투명 수지, 특히 열가소성 투명 수지로 이루어지는 광학 렌즈는 사출성형에 의해 대량 생산이 가능하고, 또한 비구면 렌즈의 제조도 용이한 이점을 갖고, 현재 카메라용 렌즈 용도로서 사용되고 있다. On the other hand, an optical lens made of an optically transparent resin, particularly a thermoplastic transparent resin, can be mass-produced by injection molding, and has the advantage of easy manufacture of an aspherical lens, and is currently used as a lens for a camera.
특허문헌 1에는 플루오렌 화합물을 단량체 단위로서 가지고, 반복 단위 중에 황 원자를 적어도 1개 갖는 중축합 또는 중부가 중합체를 함유하는 수지 조성물 및 당해 수지 조성물을 사출성형하여 이루어지는 광학 소자가 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면은 우수한 광학 특성이 발현되도록 고 극성, 저 분자체적을 갖는 플루오렌 유도체를 제공하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a fluorene derivative having high polarity and low molecular volume so that excellent optical properties are expressed.
본 발명의 다른 측면은 작업 및 성형이 용이하도록 저 Tg를 갖는 플루오렌 유도체를 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a fluorene derivative having a low Tg for easy operation and molding.
본 발명의 또 다른 측면은 높은 투명성을 갖는 플루오렌 유도체를 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a fluorene derivative having high transparency.
본 발명의 또 다른 측면은 환경 친화적인 플루오렌 유도체를 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide an environmentally friendly fluorene derivative.
본 발명의 또 다른 측면은 상기 플루오렌 유도체의 공중합체를 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a copolymer of the fluorene derivative.
본 발명의 또 다른 측면은 상기 플루오렌 유도체의 공중합체를 성형하여 된 렌즈를 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a lens formed by molding the copolymer of the fluorene derivative.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하기 화학식 1로 표시되는 플루오렌 유도체가 제공된다:According to one aspect of the present invention, there is provided a fluorene derivative represented by the following Chemical Formula 1:
상기 식에서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 서로 같거나 다르게, H 또는 하기 화학식 2로 표시되며, 상기 R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 두 가지는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물에서 선택된다:In the above formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each the same or different from each other, and are represented by H or
상기 식에서, R5는 C1∼C5의 알킬기이고, Ar은 C6∼C22의 아릴기이다.
In the above formula, R 5 is a C1-C5 alkyl group, and Ar is a C6-C22 aryl group.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 공중합체가 제공된다.
According to another aspect of the present invention, a copolymer of the compound represented by Formula 1 is provided.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 공중합체를 성형하여 된 렌즈가 제공된다.
According to another aspect of the present invention, a lens formed by molding a copolymer of the compound represented by Formula 1 is provided.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as conventional and dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term to describe his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플루오렌 유도체의 공중합체에 대한 개략적인 합성 스킴(scheme)을 나타낸 도면이고,
도 2는 실시예 1에서 얻어진 합성물의 HPLC 결과이고,
도 3은 실시예 1에서 얻어진 합성물의 1H-NMR 결과이고,
도 4는 실시예 2에서 얻어진 합성물의 HPLC 결과이고,
도 5는 실시예 2에서 얻어진 합성물의 1H-NMR 결과이다.1 is a view showing a schematic synthesis scheme for a copolymer of a fluorene derivative according to an embodiment of the present invention,
2 is an HPLC result of the compound obtained in Example 1,
3 is 1 H-NMR result of the compound obtained in Example 1,
4 is an HPLC result of the compound obtained in Example 2,
5 is a 1 H-NMR result of the compound obtained in Example 2.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
The objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and examples taken in conjunction with the accompanying drawings. In the present specification, in adding reference numbers to the components of each drawing, it should be noted that only the same components are given the same number as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In this specification, terms such as first, second, etc. are used to distinguish one component from another component, and the component is not limited by the terms.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
플루오렌fluorene
유도체 derivative
본 발명의 일 실시예에 따른 플루오렌 유도체는 하기 화학식 1로 표시된다:The fluorene derivative according to an embodiment of the present invention is represented by the following Chemical Formula 1:
화학식 1
상기 식에서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 서로 같거나 다르게, 하기 화학식 2로 표시되며, 상기 R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 두 가지는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물에서 선택된다:In the above formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each the same as or different from each other, and are represented by the following
화학식 2
- R5-Ar -- R 5 -Ar -
상기 식에서, R5는 C1∼C5의 알킬기이고, Ar은 C6∼C22의 아릴기이다.
In the above formula, R 5 is a C1-C5 alkyl group, and Ar is a C6-C22 aryl group.
상기 플루오렌 유도체에서, 플루오렌 구조단위 중 적어도 2개 이상의 벤젠 모이어티(moiety)에 저 분자체적을 갖는 아릴기가 도입됨으로써 플루오렌 유도체 자체의 극성을 높여 굴절률을 향상시킬 수 있다.
In the fluorene derivative, an aryl group having a low molecular volume is introduced into at least two or more benzene moieties of the fluorene structural unit, thereby increasing the polarity of the fluorene derivative itself to improve the refractive index.
또한, 회전가능한 결합(rotable bond)을 갖는 알킬기가상기 아릴기의 전단에 배치됨으로써 Tg가 낮아지고, 결과적으로 점도가 낮아져 성형성 및 작업성이 향상될 수 있다.
In addition, since the alkyl group having a rotatable bond is disposed at the front end of the aryl group, Tg is lowered, and as a result, the viscosity is lowered, thereby improving moldability and workability.
상기 플루오렌 유도체에는 통상 광학적 특성 향상을 위해 사용되나, 다이옥신 문제를 일으키는 단점이 있는 Br 또는 Cl과 같은 할로겐 치환기가 플루오렌 구조단위에 도입되지 않아 환경 친화적이다. 나아가, 황 또는 질소 원자가 사용되지 않아 투명성을 확보할 수 있다.
The fluorene derivative is generally used to improve optical properties, but a halogen substituent such as Br or Cl, which has a disadvantage of causing a dioxin problem, is not introduced into the fluorene structural unit, so it is environmentally friendly. Furthermore, since sulfur or nitrogen atoms are not used, transparency can be ensured.
여기서, 일 실시예에 따르면, 상기 Ar은 페닐기일 수 있다.Here, according to an embodiment, Ar may be a phenyl group.
다른 실시예에 따르면, 상기 Ar은 나프틸기일 수 있다.In another embodiment, Ar may be a naphthyl group.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 Ar은 비페닐기일 수 있다.According to another embodiment, Ar may be a biphenyl group.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 Ar은 안트릴기일 수 있다.According to another embodiment, Ar may be an anthryl group.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 Ar은 페난트릴기일 수 있다.
According to another embodiment, Ar may be a phenanthryl group.
상기 화학식 1로 표시되는 플루오렌 유도체는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물일 수 있다:The fluorene derivative represented by Formula 1 may be a compound represented by Formula 3 below:
구체적으로, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물에는 플루오렌 구조단위 중 4개의 벤젠 모이어티에 벤질기가 도입됨으로써 플루오렌 유도체 자체의 극성을 높여 굴절률을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 벤질기는 메틸기가 전단에 배치되어 치환체 자체의 회전이 가능하며, 이에 따라 유도체의 점도를 낮추어 성형성 및 작업성 향상 효과를 기대할 수 있다.
Specifically, in the compound represented by Formula 3, a benzyl group is introduced into four benzene moieties of the fluorene structural unit, thereby increasing the polarity of the fluorene derivative itself, thereby improving the refractive index. In addition, since the benzyl group has a methyl group disposed at the front end, rotation of the substituent itself is possible, thereby lowering the viscosity of the derivative, thereby improving moldability and workability.
상기 화학식 1은 하기 화학식 4로 표시되는 화합물일 수 있다:
구체적으로, 상기 화학식 4로 표시되는 화합물에는 플루오렌 구조단위 중 2개의 벤젠 모이어티에 벤질기가 도입됨으로써 플루오렌 유도체 자체의 극성을 높여 굴절률을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 벤질기는 메틸기가 전단에 배치되어 치환체 자체의 회전이 가능하며, 이에 따라 유도체의 점도를 낮추어 성형성 및 작업성 향상 효과를 기대할 수 있다.
Specifically, in the compound represented by Chemical Formula 4, a benzyl group is introduced into two benzene moieties of the fluorene structural unit, thereby increasing the polarity of the fluorene derivative itself to improve the refractive index. In addition, since the benzyl group has a methyl group disposed at the front end, rotation of the substituent itself is possible, thereby lowering the viscosity of the derivative, thereby improving moldability and workability.
상기 화학식 1은 하기 화학식 5로 표시되는 화합물일 수 있다:
구체적으로, 상기 화학식 5로 표시되는 화합물에는 플루오렌 구조단위 중 4개의 벤젠 모이어티에 메틸나프틸기가 도입됨으로써 플루오렌 유도체 자체의 극성을 높여 굴절률을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 메틸나프틸기는 메틸기가 전단에 배치되어 치환체 자체의 회전이 가능하며, 이에 따라 유도체의 점도를 낮추어 성형성 및 작업성 향상 효과를 기대할 수 있다.
Specifically, in the compound represented by Formula 5, a methylnaphthyl group is introduced into four benzene moieties of the fluorene structural unit, thereby increasing the polarity of the fluorene derivative itself, thereby improving the refractive index. In addition, in the methylnaphthyl group, the methyl group is disposed at the front end, so that the substituent itself can be rotated, thereby lowering the viscosity of the derivative and improving moldability and workability can be expected.
상기 화학식 1은 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물일 수 있다:
구체적으로, 상기 화학식 6으로 표시되는 화합물에는 플루오렌 구조단위 중 2개의 벤젠 모이어티에 메틸나프틸기가 도입됨으로써 플루오렌 유도체 자체의 극성을 높여 굴절률을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 메틸나프틸기는 메틸기가 전단에 배치되어 치환체 자체의 회전이 가능하며, 이에 따라 유도체의 점도를 낮추어 성형성 및 작업성 향상 효과를 기대할 수 있다.
Specifically, in the compound represented by Formula 6, a methylnaphthyl group is introduced into two benzene moieties of the fluorene structural unit, thereby increasing the polarity of the fluorene derivative itself, thereby improving the refractive index. In addition, in the methylnaphthyl group, the methyl group is disposed at the front end, so that the substituent itself can be rotated, thereby lowering the viscosity of the derivative and improving moldability and workability can be expected.
플루오렌fluorene
유도체의 제조방법 Method for producing derivatives
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 플루오렌 유도체의 제조방법을 상세히 설명하기로 한다. 다만, 후술하는 구체적인 반응식은 제조방법을 예시적으로 설명하기 위한 것으로서, 당업자라면 상기 플루오렌 유도체의 제조방법이 특별히 이에 한정되는 것은 아님을 충분히 인식할 수 있을 것이다.
Hereinafter, a method for producing a fluorene derivative according to an embodiment of the present invention will be described in detail. However, the specific reaction scheme to be described below is for illustrative purposes only, and those skilled in the art will be able to fully recognize that the method for preparing the fluorene derivative is not particularly limited thereto.
상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은, 일 실시예에 따라, 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이, 출발물질로서 2,7-다이브로모-9-플루오렌을 사용하여 B-알킬 스즈키 커플링 반응을 시킨 다음, 플루오렌 구조 빌드 반응을 진행함으로써 합성될 수 있다.According to an embodiment, the compound represented by Formula 3 is subjected to a B-alkyl Suzuki coupling reaction using 2,7-dibromo-9-fluorene as a starting material, as shown in
(반응식 1)(Scheme 1)
다른 실시예에 따르면, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 하기 반응식 2에 나타낸 반응을 통해서 합성될 수 있다.According to another embodiment, the compound represented by Formula 3 may be synthesized through the reaction shown in
(반응식 2)(Scheme 2)
여기서, 산성 촉매(Acid-cat.) 대신 염기성 촉매를 사용할 수 있으며, 플루오렌 비스페놀과 반응하는 벤질알코올 대신 벤질클로라이드를 사용할 수 있다.
Here, a basic catalyst may be used instead of an acid catalyst (Acid-cat.), and benzyl chloride may be used instead of benzyl alcohol reacting with fluorene bisphenol.
상기 화학식 4로 표시되는 화합물은, 일 실시예에 따라, 하기 반응식 3에 나타낸 바와 같이, 출발물질로서 9-플루오렌을 사용하여 합성될 수 있다.The compound represented by Formula 4 may be synthesized using 9-fluorene as a starting material, as shown in Scheme 3 below, according to an embodiment.
(반응식 3)(Scheme 3)
여기서, 상기 반응식에서는 o-벤질페놀을 사용한 경우를 나타내었으나, 치환체의 도입 위치에 따라, m-벤질 페놀을 사용하는 것 또한 가능하다.
Here, although the case of using o-benzylphenol is shown in the above reaction scheme, it is also possible to use m-benzylphenol depending on the introduction position of the substituent.
상기 화학식 5로 표시되는 화합물은, 일 실시예에 따라, 하기 반응식 4에 나타낸 바와 같은 반응을 통해서 합성될 수 있다. The compound represented by Formula 5 may be synthesized through a reaction as shown in Scheme 4 below, according to an embodiment.
(반응식 4)(Scheme 4)
여기서, 플루오렌 비스페놀과 반응하는 1-(클로로메틸)나프탈렌 대신 1-나프틸메탄올을 사용할 수 있다.
Here, 1-naphthylmethanol may be used instead of 1-(chloromethyl)naphthalene, which reacts with fluorene bisphenol.
상기 화학식 6으로 표시되는 화합물은, 일 실시예에 따라, 하기 반응식 5에 나타낸 바와 같이, 출발물질로서 9-플루오렌을 사용하여 합성될 수 있다.The compound represented by Formula 6 may be synthesized using 9-fluorene as a starting material, as shown in Scheme 5 below, according to an embodiment.
(반응식 5)(Scheme 5)
공중합체copolymer
본 발명의 일 실시예에 따른 공중합체는 상기 화학식 1로 표시되는 플루오렌유도체의 공중합체이다. 이하, 상기 공중합체를 구체적인 예를 들어 설명하나, 다음의 화합물은 상세한 설명을 위한 예시의 목적으로 제시된 것으로서, 본 발명의 공중합체가 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
The copolymer according to an embodiment of the present invention is a copolymer of the fluorene derivative represented by
상기 공중합체는, 예를 들어, 플루오렌 구조단위 중 4개의 벤젠 모이어티에 벤질기를 도입한 화학식 3의 플루오렌 유도체를 공중합하여 얻은 경우, 하기 화학식 7로 표시될 수 있다.The copolymer is, for example, obtained by copolymerizing a fluorene derivative of Formula 3 in which a benzyl group is introduced into four benzene moieties among fluorene structural units, and may be represented by Formula 7 below.
상기 식에서, R은 디카르복실산 성분으로, 디카르복실산, 디카르복실산 유도체, 에스테르 결합을 형성할 수 있는 디카르복실산 유도체, 에스테르 형성성 디카르복실산 유도체 등을 들 수 있다. 디카르복실산 성분은, 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 대표적인 디카르복실산으로는, 예를 들어 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산 등의 알칸디카르복실산, 말레산, 푸마르산 등의 알켄디카르복실산의 지방족 디카르복실산; 시클로헥산디카르복실산 등의 시클로알칸디카르복실산, 디 또는 데카린디카르복실산, 노르보르난디카르복실산, 아다만탄 디카르복실산 등의 트리시클로알칸디카르복실산 등의 지환족 디카르복실산; 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 1,8-나프탈렌디카르복실산, 안트라센디카르복실산 등의 아렌디카르복실산, 2,2'-비페닐디카르복실산 등의 비페닐디카르복실산의 방향족 디카르복실산 등을 들 수 있다. 또한, 헥사히드로 무수 프탈산, 테트라히드로 무수 프탈산 등의 산무수물, 디메틸에스테르, 디에틸에스테르 등의 저급 (C1-C4) 알킬에스테르, 디카르복실산에 대응하는 산할라이드 등의 에스테르를 형성할 수 있는 유도체와 같은 이들의 반응성 유도체를 사용할 수 있다. 상기 R은 실제 공중합 시 적용되는 단량체의 종류에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.
In the above formula, R is a dicarboxylic acid component, and examples thereof include dicarboxylic acid, dicarboxylic acid derivative, dicarboxylic acid derivative capable of forming an ester bond, and ester-forming dicarboxylic acid derivative. A dicarboxylic acid component may be used individually by 1 type or in combination of 2 or more type. Representative dicarboxylic acids include, for example, alkanedicarboxylic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid and adipic acid, and aliphatic dicarboxylic acids of alkenedicarboxylic acids such as maleic acid and fumaric acid. ; Alicyclics, such as tricycloalkanedicarboxylic acid, such as cycloalkanedicarboxylic acid, such as cyclohexanedicarboxylic acid, di or decarinedicarboxylic acid, norbornanedicarboxylic acid, and adamantane dicarboxylic acid dicarboxylic acid; Arenedicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,8-naphthalenedicarboxylic acid, and anthracenedicarboxylic acid, 2,2'-biphenyldicarboxyl Aromatic dicarboxylic acid of biphenyldicarboxylic acid, such as an acid, etc. are mentioned. In addition, acid anhydrides such as hexahydrophthalic anhydride and tetrahydrophthalic anhydride, lower (C1-C4) alkyl esters such as dimethyl ester and diethyl ester, and acid halides corresponding to dicarboxylic acid can be formed. Reactive derivatives thereof such as derivatives can be used. Of course, R may vary depending on the type of monomer applied during actual copolymerization.
상기 공중합체는, 예를 들어, 플루오렌 구조단위 중 4개의 벤젠 모이어티에 메틸나프틸기를 도입한 화학식 5의 플루오렌 유도체을 공중합하여 얻은 경우, 하기 화학식 8로 표시될 수 있다.The copolymer is, for example, obtained by copolymerizing a fluorene derivative of Formula 5 in which a methylnaphthyl group is introduced into four benzene moieties among fluorene structural units, and may be represented by Formula 8 below.
상기 식에서, R은 상술한 바와 같다.
In the above formula, R is as described above.
도 1에 상기 화학식 7 및 화학식 8로 표시되는 공중합체에 대한 개략적인 합성 스킴(scheme)을 정리하여 나타내었다.
A schematic synthesis scheme for the copolymers represented by Chemical Formulas 7 and 8 is summarized and shown in FIG. 1 .
상기 공중합체를 제조하는 방법은 특별한 제한은 없으며, 종래 공지된 통상의 공중합 방법을 적용할 수 있다.
A method for preparing the copolymer is not particularly limited, and a conventionally known conventional copolymerization method may be applied.
렌즈 lens
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈는 상기 화학식 1로 표시되는 플루오렌 유도체의 공중합체를 성형하여 얻어진다.
The lens according to an embodiment of the present invention is obtained by molding a copolymer of the fluorene derivative represented by
상기 플루오렌 유도체 및 그 공중합체는 전술한 바와 같으며, 여기에서는 상세한 설명을 생략한다.
The fluorene derivative and its copolymer are the same as described above, and a detailed description thereof will be omitted herein.
상기 플루오렌 유도체의 공중합체를 성형하여 얻어지는 렌즈는 고 굴절 특성을 나타내며, 투명성 등의 전반적인 광학적 특성이 뛰어나다.
The lens obtained by molding the copolymer of the fluorene derivative exhibits high refractive properties and has excellent overall optical properties such as transparency.
본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈는 예를 들어, 상기 플루오렌 유도체의 공중합체를 사출성형기 또는 사출압축 성형기에서 렌즈형상으로 사출성형함으로써 얻어질 수 있다.
The lens according to an embodiment of the present invention may be obtained by, for example, injection molding the copolymer of the fluorene derivative into a lens shape in an injection molding machine or an injection compression molding machine.
상기 렌즈는 필요에 따라 비구면 렌즈 형태로 이용할 수 있다. 비구면 렌즈는 광학렌즈 중에서도 카메라 렌즈로서 유용하다. 상기 렌즈의 표면에는, 필요에 따라, 반사방지층 또는 하드코트층과 같은 코트층이 형성될 수 있다.
The lens may be used in the form of an aspherical lens if necessary. The aspherical lens is useful as a camera lens among optical lenses. On the surface of the lens, if necessary, a coating layer such as an antireflection layer or a hard coat layer may be formed.
상기 렌즈는 또한 픽업렌즈, f-θ렌즈, 안경렌즈 등의 각종 렌즈에 사용될 수 있다.The lens can also be used in various lenses such as pickup lenses, f-θ lenses, and spectacle lenses.
구체적으로는, 일안 반사식 카메라(Single Lens Reflex), 디지털 스틸 카메라, 비디오 카메라, 카메라장착 휴대전화, 렌즈장착 필름, 망원경, 쌍안경, 현미경, 프로젝터 등의 렌즈로 사용될 수 있다.
Specifically, it may be used as a lens of a single lens reflex camera, a digital still camera, a video camera, a camera-equipped mobile phone, a lens-mounted film, a telescope, binoculars, a microscope, a projector, and the like.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
The present invention will be described in more detail through the following examples, but the scope of the present invention is not limited to the following examples.
실시예 1 Example 1
- 2치환 벤질 플루오렌 에탄올, 화학식 4의 합성- Synthesis of disubstituted benzyl fluorene ethanol, Formula 4
환류 장치가 장착된 3L 반응기에 반응 용매로 아세토니트릴 400ml를 넣은 뒤, 25±2℃에서 9-플루오레논(9-fluorenon), 2-벤질페놀(2-benzylphenol), 3-머캅토프로피온산(3-mercaptopropionic acid)을 순차적으로 투입하여 용해한다. 반응 촉매인 황산을 서서히 적가하며 반응 온도가 80℃가 유지되도록 1시간 유지하고, 반응 종결점을 TLC로 확인한다. 반응기를 냉각하여 상온을 유지시키고 탄산칼륨 수용액을 적가하여 반응액을 중화시켜 결정상의 미정제물(crude)을 수득한다. 얻어진 수득물을 헥산과 메틸렌클로라이드로 재결정화하여 2치환 벤질 플루오렌 중간체를 HPLC 순도 99.2%, 수율 91%로 수득하였다. 수득된 2치환 벤질 플루오렌 100g을 환류 장치가 장착된 3구 2L 반응기에 넣고 반응용매인 디메틸설폭시드로 용해한 뒤, 에틸렌카보네이트, 2-메틸이미다졸을 순차적으로 넣어 145℃에서 환류하며 TLC로 반응 종결점을 확인한다. 반응 종결 후, 반응기를 50℃까지 냉각하고 메탄올 500ml를 적가하여 결정화한 뒤, 반응기를 상온까지 냉각한다. 얻어진 미정제물을 에틸아세테이트에 용해한 뒤, 증류수에 침전시켜 화학식 4의 2치환 벤질 플루오렌 에탄올을 수득하고 감압 건조 하였다. HPLC 순도 99.2%, 수율 60%, 1H-NMR(CDCl3,δ) : 3.89 (benzyl, CH2)After putting 400 ml of acetonitrile as a reaction solvent in a 3L reactor equipped with a reflux device, 9-fluorenon, 2-benzylphenol, 3-mercaptopropionic acid (3 -mercaptopropionic acid) is sequentially added and dissolved. Sulfuric acid, which is a reaction catalyst, is slowly added dropwise and maintained for 1 hour so that the reaction temperature is maintained at 80° C., and the end point of the reaction is confirmed by TLC. The reactor is cooled to maintain room temperature, and an aqueous potassium carbonate solution is added dropwise to neutralize the reaction solution to obtain a crystalline crude. The obtained product was recrystallized from hexane and methylene chloride to obtain a disubstituted benzyl fluorene intermediate with HPLC purity of 99.2% and yield of 91%. 100 g of the obtained disubstituted benzyl fluorene was placed in a 3-neck 2L reactor equipped with a reflux device, dissolved with dimethyl sulfoxide, a reaction solvent, and ethylene carbonate and 2-methylimidazole were sequentially added thereto, refluxed at 145° C., and TLC was performed. Identify the end point of the reaction. After completion of the reaction, the reactor is cooled to 50° C., and after crystallization by adding 500 ml of methanol dropwise, the reactor is cooled to room temperature. The obtained crude product was dissolved in ethyl acetate and precipitated in distilled water to obtain disubstituted benzyl fluorene ethanol of Formula 4 and dried under reduced pressure. HPLC purity 99.2%, yield 60%, 1 H-NMR (CDCl 3 ,δ): 3.89 (benzyl, CH 2 )
이로부터 얻어진 합성물의 HPLC 및 1H-NMR 결과를 각각 도 2 및 도 3에 나타내었다.
HPLC and 1 H-NMR results of the resulting compound are shown in FIGS. 2 and 3, respectively.
실시예 2 Example 2
- 4치환 벤질 플루오렌 에탄올, 화학식 3의 합성- Synthesis of 4-substituted benzyl fluorene ethanol, formula 3
(반응식 6)(Scheme 6)
상기 반응식 6을 참조하여 아래와 같이 반응을 진행하였다.
With reference to Scheme 6, the reaction was carried out as follows.
[중간체 1][Intermediate 1]
2-(1,5- dimethyl -2,4- dioxa -3- borabicyclo [3.1.0]hexan-3- yl )-7-(4,4,5, 5- tetramethyl -1,3,2- dioxaborolan -2- yl )-9H- fluoren -9- one )의 합성 2- (1,5- dimethyl -2,4- dioxa -3- borabicyclo [3.1.0] hexan-3- yl) -7- (4,4,5, 5- tetramethyl -1,3,2- dioxaborolan Synthesis of -2- yl )-9H- fluoren- 9- one )
환류 장치가 장착된 12L 반응기에 반응 용매로 1,4-디옥산 2500ml를 넣은 뒤, 500g 2,7-디브로모 -9H-플루오렌-9-온, 902g 비스(피나콜라토)(디보론)(Bis(pinacolato)diboron), 50g Pd(PPh3)4, 613g 탄산칼륨을 각각 반응기에 투입하여 교반/용해시키고 30시간 이상 100℃에서 환류하며, 반응 종결점을 TLC로 확인한다. 반응기를 상온으로 냉각하고 과량의 메틸렌클로라이드를 넣어 미전제물(crude)을 용해한 뒤, 활성탄을 넣어 교반한 후 여과한다. 여과된 여액에 과량의 증류수를 넣어 잔류 부산물(by-product)을 제거한 뒤, 메틸렌클로라이드 층을 분액하여 농축한다. 얻어진 미정제물은 에틸아세테이트/헥산 1:12 혼합용매로 재결정화하고 결정을 여과, 건조시켜 합성 수율 68%의 중간체 1을 수득하였다.
After putting 2500 ml of 1,4-dioxane as a reaction solvent in a 12 L reactor equipped with a reflux device, 500
[중간체 2][Intermediate 2]
2,7-2,7- dibenzyldibenzyl -9H--9H- fluorenfluoren -9--9- oneone 합성 synthesis
환류 장치가 장착된 12L 반응기에 반응 용매로 디메톡시에탄 1100ml를 넣은 뒤, 270g 중간체 1, 2당량 이상의 벤질브로마이드(Benzylbromide), 27g Pd(PPh3)4, 260g 탄산칼륨을 각각 반응기에 투입하여 교반/용해시키고 30시간 이상 80℃에서 환류하며, 반응 종결점을 TLC로 확인한다. 반응기를 상온으로 냉각하고 과량의 메틸렌클로라이드를 넣어 미정제물(crude)을 용해한 뒤, 활성탄을 넣어 교반한 후 여과한다. 여과된 여액에 과량의 증류수를 넣어 잔류 부산물(by-product)을 제거한 뒤, 메틸렌클로라이드 층을 분액하여 농축한다. 얻어진 미정제물은 에틸아세테이트/헥산 1:12 혼합용매로 재결정화하고 결정을 여과, 건조시켜 합성 수율 73%의 중간체 2을 수득하였다.
After putting 1100 ml of dimethoxyethane as a reaction solvent in a 12L reactor equipped with a reflux device, 270 g of intermediate 1, 2 equivalents or more of benzylbromide, 27 g Pd(PPh 3 ) 4 , 260 g of potassium carbonate were added to the reactor and stirred. /Dissolve and reflux at 80°C for at least 30 hours, and check the end point of the reaction by TLC. The reactor is cooled to room temperature, an excess of methylene chloride is added to dissolve the crude, and activated carbon is added thereto and stirred, followed by filtration. Excess distilled water is added to the filtered filtrate to remove residual by-products, and the methylene chloride layer is separated and concentrated. The obtained crude material was recrystallized with ethyl acetate/hexane 1:12 mixed solvent, and the crystals were filtered and dried to obtain an intermediate 2 with a synthetic yield of 73%.
[4치환 벤질 플루오렌] [4-substituted benzyl fluorene]
환류 장치가 장착된 2L 반응기에 164g 중간체 2와 335g 2-벤질페놀을 각각 투입하여 교반한다. 반응 촉매인 P2O5 및 트리플루오로메탄술폰산(Trifluoromethanesulfonic acid) 적량을 서서히 적가하며 반응 온도가 50℃가 유지되도록 6시간 유지하고, 반응 종결점을 TLC로 확인한다. 반응기를 냉각하여 상온을 유지시키고 1000ml 메틸렌클로라이드와 증류수를 이용하여 미정제물을 메틸렌클로라이드 층으로 추출한 뒤, 탄산수소나트륨 수용액으로 2회 추가 추출하여 메틸렌클로라이드 층을 분액, 농축한다. 탄산칼륨 수용액을 적가하여 반응액을 중화시켜 결정상의 미정제물을 수득한다. 얻어진 수득물을 에틸아세테이트/헥산 1:4 혼합용매로 재결정화하고 결정을 여과, 건조시켜 최종 합성물인 4치환 벤질 플루오렌을 수득하였다. HPLC 순도 99.2%, 수율 52%, 1H-NMR(CDCl3,δ) : 3.86, 3.96 (benzyl, CH2)In a 2L reactor equipped with a reflux device, 164 g of
이로부터 얻어진 합성물의 HPLC 및 1H-NMR 결과를 도 4 및 도 5에 각각 나타내었다.
HPLC and 1 H-NMR results of the resulting compound are shown in FIGS. 4 and 5, respectively.
[4치환 벤질 플루오렌 에탄올][4-substituted benzyl fluorene ethanol]
상기에서 얻어진 4치환 벤질 플루오렌을 에탄올화하여 화학식 3의 화합물을합성하였다.
The tetrasubstituted benzyl fluorene obtained above was ethanolized to synthesize a compound of Formula 3.
실시예 3Example 3
- 2치환 벤질 플루오렌 기반 호모폴리머 합성- Synthesis of disubstituted benzyl fluorene-based homopolymer
순도 99% 이상의 2치환 벤질 플루오렌 단량체를 수산화나트륨 수용액과 메틸렌클로라이드 혼합액에 용해시켜 포스겐 가스를 이용, 카보네이트화 반응으로 고분자를 수득하고 GPC 분자량 및 Tg를 표 1에 기재하였다. 2치환 벤질 플루오렌 에탄올 또한 동일 합성법으로 제작하였다.A disubstituted benzyl fluorene monomer having a purity of 99% or more was dissolved in a sodium hydroxide aqueous solution and a mixed solution of methylene chloride to obtain a polymer by carbonation reaction using phosgene gas, and the GPC molecular weight and Tg are shown in Table 1. Disubstituted benzyl fluorene ethanol was also prepared by the same synthesis method.
플루오렌disubstituted benzyl
fluorene
실시예 4Example 4
- 4치환 벤질 플루오렌 기반 호모폴리머 합성- Synthesis of 4-substituted benzyl fluorene-based homopolymer
순도 99% 이상의 4치환 벤질 플루오렌 단량체를 수산화나트륨 수용액과 메틸렌클로라이드 혼합액에 용해시켜 포스겐 가스를 이용, 카보네이트화 반응으로 고분자를 수득하고 GPC 분자량 및 Tg를 표 2에 기재하였다. 4치환 벤질 플루오렌 에탄올 또한 동일 합성법으로 제작하였다.
A tetrasubstituted benzyl fluorene monomer having a purity of 99% or more was dissolved in a sodium hydroxide aqueous solution and a mixed solution of methylene chloride to obtain a polymer by carbonation reaction using phosgene gas, and the GPC molecular weight and Tg are shown in Table 2. 4-substituted benzyl fluorene ethanol was also prepared by the same synthesis method.
플루오렌tetrasubstituted benzyl
fluorene
실시예 5 Example 5
- 렌즈 특성 평가- Lens characteristics evaluation
실시예 3, 4에서 수득한 고분자 및 현 고굴절 수지(reference) 각각을 가로, 세로 2cm, 두께 1mm 몰드에 넣어 열을 가해 용융시킨 뒤, 몰드를 제거하여 판상 형태의 렌즈 광학 특성 평가 시편을 제작하고 굴절률, ABBE 수 및 투과도를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3에 기재하였다.Each of the polymer obtained in Examples 3 and 4 and the current high refractive index resin (reference) was put into a mold with a width and length of 2 cm and a thickness of 1 mm, melted by heating, and then the mold was removed to prepare a plate-shaped lens optical property evaluation specimen and Refractive index, ABBE number and transmittance were measured. The results are shown in Table 3 below.
587nm, 25℃Reflective Index
587nm, 25℃
상기 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 렌즈용 고분자는 1.660 수준의 고굴절률, 90% 이상의 높은 투과도 및 사출성에 적합한 낮은 Tg를 나타내었다.
As can be seen from Table 3, the polymer for lenses according to the present invention exhibited a high refractive index of 1.660 level, a high transmittance of 90% or more, and a low Tg suitable for injection property.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 플루오렌 유도체에는 플루오렌 구조단위에서 2개 이상의 벤젠 모이어티에 저 분자체적을 갖는 아릴기가 도입됨으로써 플루오렌 유도체 자체의 극성을 높여 굴절률을 향상시킬 수 있다.
As described above, in the fluorene derivative according to an embodiment of the present invention, an aryl group having a low molecular volume is introduced into two or more benzene moieties in the fluorene structural unit, thereby increasing the polarity of the fluorene derivative itself to improve the refractive index. have.
나아가, 회전가능한 단일결합을 갖는 알킬기가 아릴기의 전단에 배치됨으로써 Tg가 낮아지고, 결과적으로 점도를 낮추어 추후 작업성 및 성형성을 향상시킬 수 있다.
Furthermore, since the alkyl group having a rotatable single bond is disposed at the front end of the aryl group, the Tg is lowered, and as a result, the viscosity is lowered, thereby improving workability and moldability.
본 발명의 일 실시예에 따른 플루오렌 유도체는 플루오렌 구조단위에 다이옥신 문제를 일으키는 Br 또는 Cl과 같은 할로겐 치환기가 도입되지 않아 환경 친화적이다.
The fluorene derivative according to an embodiment of the present invention is environmentally friendly because halogen substituents such as Br or Cl that cause dioxin problems are not introduced into the fluorene structural unit.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 플루오렌 유도체는 플루오렌 구조단위에 통상 광학적 특성 향상을 위해 도입되는 황 또는 질소 원자가 사용되지 않아 투명성을 확보할 수 있다.
In addition, in the fluorene derivative according to an embodiment of the present invention, since sulfur or nitrogen atoms, which are usually introduced to improve optical properties, are not used in the fluorene structural unit, transparency can be secured.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
Although the present invention has been described in detail through specific examples, this is intended to describe the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and by those of ordinary skill in the art within the technical spirit of the present invention. It is clear that the modification or improvement is possible.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
All simple modifications and variations of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be made clear by the appended claims.
Claims (12)
(화학식 1)
상기 식에서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 서로 같거나 다르게, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물에서 선택된다:
(화학식 2)
- R5-Ar
상기 식에서, R5는 C1∼C5의 알킬기이고, Ar은 C6∼C22의 아릴기이다.
A fluorene derivative represented by the following formula (1):
(Formula 1)
In the above formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each the same as or different from each other, and are selected from compounds represented by the following formula (2):
(Formula 2)
- R 5 -Ar
In the above formula, R 5 is a C1-C5 alkyl group, and Ar is a C6-C22 aryl group.
상기 Ar은 페닐기인 플루오렌 유도체.
The method according to claim 1,
wherein Ar is a phenyl group.
상기 Ar은 나프틸기인 플루오렌 유도체.
The method according to claim 1,
Wherein Ar is a naphthyl group fluorene derivative.
상기 Ar은 비페닐기인 플루오렌 유도체.
The method according to claim 1,
Wherein Ar is a fluorene derivative of a biphenyl group.
상기 Ar은 안트릴기인 플루오렌 유도체.
The method according to claim 1,
Wherein Ar is an anthryl group, a fluorene derivative.
상기 Ar은 페난트릴기인 플루오렌 유도체.
The method according to claim 1,
Wherein Ar is a phenanthryl group fluorene derivative.
상기 화학식 1은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물인 플루오렌 유도체:
(화학식 3)
The method according to claim 1,
Formula 1 is a fluorene derivative which is a compound represented by Formula 3 below:
(Formula 3)
상기 화학식 1은 하기 화학식 5로 표시되는 화합물인 플루오렌 유도체:
(화학식 5)
The method according to claim 1,
Formula 1 is a fluorene derivative which is a compound represented by Formula 5 below:
(Formula 5)
(화학식 1)
상기 식에서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 서로 같거나 다르게, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물에서 선택된다:
(화학식 2)
- R5-Ar
상기 식에서, R5는 C1∼C5의 알킬기이고, Ar은 C6∼C22의 아릴기이다.
A copolymer of a compound represented by the following formula (1):
(Formula 1)
In the above formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each the same as or different from each other, and are selected from compounds represented by the following formula (2):
(Formula 2)
- R 5 -Ar
In the above formula, R 5 is a C1-C5 alkyl group, and Ar is a C6-C22 aryl group.
(화학식 1)
상기 식에서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 서로 같거나 다르게, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물에서 선택된다:
(화학식 2)
- R5-Ar
상기 식에서, R5는 C1∼C5의 알킬기이고, Ar은 C6∼C22의 아릴기이다.A lens formed by molding a copolymer of a compound represented by the following Chemical Formula 1:
(Formula 1)
In the above formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each the same as or different from each other, and are selected from compounds represented by the following formula (2):
(Formula 2)
- R 5 -Ar
In the above formula, R 5 is a C1-C5 alkyl group, and Ar is a C6-C22 aryl group.
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |