WO2013191252A1 - 新規重合性化合物及びその製造方法 - Google Patents

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WO2013191252A1
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佳和 原田
近藤 光正
真 畑中
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日産化学工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to the provision of an acrylic or methacrylic compound expected to be used for imparting a function to a resin composition, and to a production method thereof.
  • a compound having an acryloyl group or a methacryloyl group as a raw material also referred to herein as an acrylic compound, a methacrylic compound, or a (meth) acrylic compound
  • Resins using are widely used.
  • the compound can obtain a resin excellent in transparency and durability as an acrylic resin or a methacrylic resin by utilizing a polymerization reaction in an unsaturated double bond of an acryloyl group or a methacryloyl group.
  • an acrylic or methacrylic compound derivative having a photoreactive group as shown above, it is possible to produce an acrylic or methacrylic resin capable of photopatterning by utilizing a polymerization reaction of an acryloyl group or a methacryloyl group. It becomes.
  • compounds having an acryloyl group or a methacryloyl group and cinnamic acid as a photoreactive group are already known, and photopatterning materials using these compounds have already been studied. (Patent Document 4)
  • acrylic acid chloride or methacrylic acid is bonded to a site having an active hydrogen such as a hydroxy group or an amino group of a compound including the specific functional group.
  • an acid halide such as acid chloride or an acid anhydride such as acrylic acid anhydride or methacrylic acid anhydride
  • this method is a washing step with an organic solvent and water to remove acrylic acid or methacrylic acid generated after generation with hydrochloric acid or a salt thereof, or an acid anhydride generated after reaction with acid chloride or the like.
  • This method is a washing step with an organic solvent and water to remove acrylic acid or methacrylic acid generated after generation with hydrochloric acid or a salt thereof, or an acid anhydride generated after reaction with acid chloride or the like.
  • the washing operation not only increases the number of work steps, but also leads to an increase in economic and environmental burdens due to the generation of waste water, and it is desired to avoid such washing steps as much as possible.
  • both hydrophilic and hydrophobic groups may be included. In such cases, liquid separation may occur due to the high affinity for both the organic and aqueous layers, resulting in an increase in production days. And may reduce the recovery rate.
  • the present invention avoids a water washing step when producing a compound having an acryloyl group or a methacryl group having a photoreactive group, and simply filters crystals precipitated by filtration or the like, and has high purity and goodness. It is an object of the present invention to provide a production method for obtaining an acrylic or methacrylic compound having a target photoreactive group in a high yield, and the compound.
  • the present inventors have made the isocyanate group of the (meth) acrylic compound having an isocyanate group act on the active hydrogen of the compound having a photoreactive group.
  • the present inventors have found that a (meth) acrylic compound having a photoreactive group, which is a target product, can be obtained only by filtration without requiring a water washing step, and completed the present invention.
  • the present invention relates to an acrylic ester compound having an isocyanate group represented by the following general formula (1) or a methacrylic ester compound having an isocyanate group, and the following general formula (2) -a or (2) -b:
  • a process for producing an acrylic compound or a methacrylic compound characterized by obtaining a compound represented by the following general formula (3) -a or (3) -b: It relates to the acrylic compound or methacrylic compound.
  • R 1 represents hydrogen or a methyl group
  • R 2 represents —O—, —S—, —NH—, or —NR 7 —
  • R 7 represents a cyclic, linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or Represents a monovalent aromatic or heterocyclic group having 4 to 20 carbon atoms, which may be unsubstituted, monosubstituted or polysubstituted by a methyl group, a fluorine atom or a chlorine atom
  • S 3 represents a single bond, or is a cyclic, straight-chain or branched-chain having 1 to 20 carbon atoms which is unsubstituted or mono- or polysubstituted by a cyano group and / or by a halogen atom
  • C 1 and C 2 are each independently selected from the groups shown in the following group 1 (wherein R 7 is as shown above), an unsubstituted or substituted carbon atom having 2 to Represents a divalent group consisting of 18 non-aromatic or aromatic carbocycles or heterocycles;
  • Z 1 and Z 2 are each independently —O—, —CO—, —CH 2 (CO) —, —SO—, —CH 2 (SO) —, —SO 2 —, —CH 2 (SO 2) -, - COO -, - OCO -, - COCF 2 -, - CF 2 CO -, - S-CO -, - CO-S -, - SOO -, - OSO -, - SOS -, - CH 2 —CH 2 —, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —CH ⁇ CH—, —C ⁇ C—, —CH ⁇ CH—COO—, —
  • n represents an integer of 1 or 2
  • R 3 is —NH 2 , —NHR 7 , carboxyl group, —CH 2 COOH, —CHR 7 COOH, —C (R 7 ) 2 COOH (wherein R 7 is as defined above, and the same carbon atom When two R 7 are bonded to each other, the two R 7 s may be the same or different from each other), each represents a hydroxy group or a thiol group
  • R 3 represents —NH—, —CH (COOH) — or —CR 7 (COOH) — (wherein R 7 is as defined above)
  • the group in which the group directly bonded to R 3 is a carbonyl group, oxygen atom, sulfur atom or nitrogen atom is excluded.
  • S 2 independently represents the same group as defined in S 3 above
  • A is a divalent group consisting of an aliphatic ring, aromatic ring or heterocyclic ring having 2 to 18 carbon atoms selected from the group shown in the above group 1 (wherein R 7 is as described above) Or two to three of the rings are —O—, —CO—, —CO—O—, —O—CO—, —NR 7 —, —NR 7 —CO—, —CO— NR 7 —, —NR 7 —CO—O—, —O—CO—NR 7 —, —NR 7 —CONR 7 —, —CH ⁇ CH—, —C ⁇ C—, —O—CO—O— and A divalent group consisting of a structure linked by a divalent group selected from the group consisting of —Si (CH 3 ) 2 —OSi (CH 3 ) 2 — (
  • S 1 independently represents the same group as defined in S 3 above, B represents a single bond or independently represents the same group as defined in A above; D represents a hydrogen atom, —Si (CH 3 ) 3 , —Si (CH 3 ) 2 —O—Si (CH 3 ) 3, or a cyclic, linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the alkyl group may be unsubstituted or mono- or polysubstituted by a group selected from the group consisting of a cyano group, a fluorine atom, a chlorine atom, and an alicyclic group.
  • R 7 When they are bonded, two R 7 s may be the same or different from each other), an oxygen atom, a sulfur atom, —NH—, NR 7 — (wherein R 7 is as shown above) Represents When n is 2, R 4 represents a trivalent nitrogen atom, trivalent CH or trivalent CR 7 (wherein R 7 is as defined above), However, in the -AS 2 -R 4 -group or -ES 1 -BR 4 -group, the group in which the group directly bonded to R 4 is a carbonyl group, oxygen atom, sulfur atom or nitrogen atom is excluded. (However, E, S 1 and B do not represent a single bond at the same time)].
  • the present invention can provide a production method in which a photoreactive compound can be easily obtained by avoiding a water washing step when producing a compound having an acryloyl group or a methacryloyl group having a photoreactive group. Further, in the present invention, in the reaction between an isocyanate group and a photoreactive compound, a side reaction does not occur under conditions where there is no mixed water, so that the target compound can be obtained only by filtration.
  • the production method of the present invention is carried out according to the following scheme. That is, an acrylic ester compound having an isocyanate group represented by the following general formula (1) or a methacrylic ester compound having an isocyanate group, and a light represented by the following general formula (2) -a or (2) -b
  • a method for producing an acrylic compound or a methacrylic compound which comprises reacting a reactive compound to obtain a compound represented by the following general formula (3) -a or (3) -b.
  • the isocyanate compound in the present invention is a compound represented by the following general formula (1).
  • R 1 represents hydrogen or a methyl group.
  • R 2 represents —O—, —S—, —NH—, or —NR 7 — (wherein R 7 represents a cyclic, linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or Represents a monovalent aromatic or heterocyclic group having 4 to 20 carbon atoms, which may be unsubstituted, monosubstituted or polysubstituted by a methyl group, a fluorine atom or a chlorine atom) .
  • R 2 is preferably —O— or —NH—.
  • S 3 represents a single bond, or is a cyclic, straight-chain or branched-chain having 1 to 20 carbon atoms which is unsubstituted or mono- or polysubstituted by a cyano group and / or by a halogen atom Represents an alkylene group.
  • one or more non-adjacent —CH 2 — groups in the alkylene group may each independently be substituted with the group G 1 .
  • G 1 is —O—, —CO—, —CO—O—, —O—CO—, —NR 7 —, —NH—CO—, —CO—NH—, —NR 7 —CO—, —CO —NR 7 —, —NR 7 —CO—O—, —NH—CO—O—, —O—CO—NR 7 —, —O—CO—NH—, —NR 7 —CO—NR 7 —, —NH—CO—NR 7 —, —NR 7 —CO—NH—, —NH—CO—NH—, —CH ⁇ CH—, —C ⁇ C—, —O—CO—O— and —Si (CH 3 ) 2 represents a group selected from the group consisting of —OSi (CH 3 ) 2 — (wherein R 7 is as defined above).
  • oxygen atoms are not directly bonded to each other.
  • “oxygen atoms are not directly bonded to each other” means that oxygen atoms are not bonded at the boundary between the substituent and the substituent.
  • adjacent R 2 groups are an oxygen atom, where the terminal CH 2 group of S 3 is replaced by G 1, or a G 1 is -O- group, G 1 viewed from coupling side with R 2 is -O-CO- It is intended to exclude cases that are groups.
  • one or more non-adjacent —CH 2 — groups in the alkylene group may be each independently substituted with a group represented by the general formula (Q).
  • C 1 and C 2 are each independently selected from the group shown in the following group 1 (wherein R 7 is as shown above), unsubstituted or It represents a divalent group consisting of a substituted non-aromatic or aromatic carbocyclic or heterocyclic ring having 2 to 18 carbon atoms.
  • C 1 and C 2 are each independently 1,2-phenylene group, 1,3-phenylene group, 1,4-phenylene group, 1,2-cyclohexylene group, 1,3-cyclohexylene. Or a 1,4-cyclohexylene group.
  • Z 1 and Z 2 are each independently —O—, —CO—, —CH 2 (CO) —, —SO—, —CH 2 (SO) —, —SO 2 —, —CH 2 (SO 2) -, - COO -, - OCO -, - COCF 2 -, - CF 2 CO -, - S-CO -, - CO-S -, - SOO -, - OSO -, - SOS -, - CH 2 —CH 2 —, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —CH ⁇ CH—, —C ⁇ C—, —CH ⁇ CH—COO—, —OCO—CH ⁇ CH—, —CH ⁇ N—, It represents a group selected from the group consisting of —C (CH 3 ) ⁇ N—, —N ⁇ N—, —O—CO—O— and a single bond.
  • Z 1 and Z 2 are each independently —O—, —CO—, —COO—, —OCO—, —CH ⁇ CH—, —C ⁇ C—, —N ⁇ N— and simple A group selected from the group consisting of a bond.
  • a1 and a2 each independently represent an integer of 0 to 3, and a1 + a2 ⁇ 4.
  • S 3 represents a single bond, or a cyclic, linear or branched chain having 1 to 10 carbon atoms which is unsubstituted or mono- or polysubstituted by a cyano group and / or by a halogen atom (Wherein one or more non-adjacent —CH 2 — groups in the alkylene group may each independently be substituted with the group G 1 ).
  • Examples of the cyclic alkyl group having 5 to 20 carbon atoms include cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl, cyclodecyl, cycloundecyl, cyclododecyl, cyclotridecyl, cyclotetradecyl Examples include decyl group, cyclopentadecyl group, cyclohexadecyl group, cycloheptadecyl group, cyclooctadecyl group, cyclononadecyl group, cycloeicosyl group, norbornyl group and the like.
  • linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms examples include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl Group, octyl group, 2-ethylhexyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, eicosyl group and the like.
  • Examples of the monovalent aromatic ring group or heterocyclic group having 4 to 20 carbon atoms include thienyl group, pyrrolyl group, pyridyl group, phenyl group, bithienyl group, bipyridyl group, biphenyl group, phenanthryl group, naphthyl group, anthranyl group, etc. Represents.
  • Examples of the linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, an isopropylene group, a butylene group, an isobutylene group, a pentylene group, a hexylene group, a heptylene group, and an octylene group.
  • Examples of the cyclic alkylene group having 5 to 20 carbon atoms include cyclopentylene group, cyclohexylene group, cycloheptylene group, cyclooctylene group, cyclononylene group, cyclodecylene group, cycloundecylene group, cyclododecylene group, cyclotridecylene group, cyclotridecylene group, It represents a tetradecylene group, a cyclopentadecylene group, a cyclohexadecylene group, a cycloheptadecylene group, a cyclooctadecylene group, a cyclononadecylene group, a cycloeicosylene group, a norbornyl group, or the like.
  • Examples of the divalent aromatic or heterocyclic group having 4 to 20 carbon atoms include a thienyl group, a pyrrolyl group, a pyridyl group, a phenyl group, a bithienyl group, a bipyridyl group, a biphenyl group, a phenanthryl group, a naphthyl group, and an anthranyl group. And a group obtained by removing one hydrogen atom from a monovalent aromatic ring group or heterocyclic group.
  • the isocyanate compound represented by the general formula (1) is preferably 2-isocyanatoethyl methacrylate or 2-isocyanatoethyl acrylate.
  • the photoreactive compound in the present invention is a compound represented by the following general formula (2) -a or (2) -b.
  • n represents an integer of 1 or 2, and when n is 1, R 3 is —NH 2 , —NHR 7 (wherein R 7 is as described above), a carboxyl group, CH 2 COOH, —CHR 7 COOH, —C (R 7 ) 2 COOH (wherein R 7 is as shown above, and when two R 7 are bonded on the same carbon atom, 2 R 7 may be the same or different from each other), and represents a hydroxy group or a thiol group, and when n is 2, R 3 represents —NH—, —CH (COOH) —, —CR 7 (COOH) — ( In the formula, R 7 is as defined above.
  • R 3 is a group that reacts with the isocyanate group of the isocyanate compound represented by the general formula (1).
  • R 3 is not included in the definition of the group other than.
  • S 2 independently represents the same group as defined for S 3 in the general formula (3). That is, S 2 represents a single bond, or is a cyclic, straight-chain or branched-chain having 1 to 20 carbon atoms which is unsubstituted or mono- or polysubstituted by a cyano group and / or by a halogen atom
  • An alkylene group (wherein one or more non-adjacent —CH 2 — groups in the alkylene group are each independently substituted with the group G 1 or the group represented by the general formula (Q)). Good).
  • A is a divalent group consisting of an aliphatic ring, aromatic ring or heterocyclic ring having 2 to 18 carbon atoms selected from the group shown in the above group 1 (wherein R 7 is as described above) Or two to three of the rings are —O—, —CO—, —CO—O—, —NR 7 —, —NR 7 —CO—, —CO— NR 7 —, —NR 7 —CO—O—, —O—CO—NR 7 —, —NR 7 —CONR 7 —, —CH ⁇ CH—, —C ⁇ C—, —O—CO—O— and A divalent group consisting of a structure linked by a divalent group selected from the group consisting of —Si (CH 3 ) 2 —OSi (CH 3 ) 2 — (wherein R 7 is as defined above); Represents a group of However, oxygen atoms are not directly bonded to each other.
  • the aliphatic ring, aromatic ring or heterocyclic ring of A is unsubstituted, or is a halogen atom, a cyano group, and a cyclic, linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (this The alkyl group may be unsubstituted, mono- or poly-substituted with a fluorine atom and / or a chlorine atom, and in the alkyl group, one or more non-adjacent —CH 2 — groups are each Independently, the group G 1 may be substituted).
  • X and Y are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, which may be substituted with a fluorine atom.
  • one or more non-adjacent —CH 2 — groups may each independently be substituted with the group G 1 ).
  • E represents an oxygen atom, a sulfur atom, —C (R 5 ) R 6 —, —NH—, —NR 7 —
  • R 5 and R 6 are each independently a hydrogen atom or a carbon atom of 1 To 20 cyclic, linear or branched alkyl groups (the alkyl group may be unsubstituted, monosubstituted or polysubstituted by a cyano group and / or by a halogen atom,
  • Each of the groups represents one or more non-adjacent —CH 2 — groups, each of which may be independently substituted with the group G 1 , and R 7 is as defined above. ).
  • S 1 independently represents the same group as defined in S 3 in the general formula (1).
  • B represents a single bond or independently represents the same group as defined in A above.
  • D represents a hydrogen atom, —Si (CH 3 ) 3 , —Si (CH 3 ) 2 —O—Si (CH 3 ) 3, or a cyclic, linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the alkyl group may be unsubstituted or mono- or polysubstituted by a group selected from the group consisting of a cyano group, a fluorine atom, a chlorine atom, and an alicyclic group. Wherein one or more non-adjacent —CH 2 — groups may each independently be replaced by the group G 1 ).
  • A includes those shown in Group 2 below.
  • Me represents a methyl group
  • R 7 is as described above.
  • a more preferable example of the group shown in group 1 in A is a group shown in the following group 3, and a group shown in the following group 4 is particularly preferable.
  • group shown in the following group 4 is particularly preferable.
  • Me represents a methyl group
  • R 7 is as described above.
  • the acrylic compound or methacrylic compound produced by the production method of the present invention is a compound represented by the following general formula (3) -a or (3) -b.
  • the present invention also covers compounds represented by the following general formula (3) -a or (3) -b.
  • R 1 , R 2 , S 3 , S 2 , A, X, Y, E, S 1 , B, D and n are as described above.
  • R 4 is a single bond, —CH 2 —, —CHR 7 —, —C (R 7 ) 2 — (wherein R 7 is as defined above, and the same carbon atom When two R 7 are bonded to each other, the two R 7 may be the same or different from each other), an oxygen atom, a sulfur atom, —NH—, NR 7 — (wherein R 7 represents the above
  • R 4 is a trivalent nitrogen atom, trivalent CH or trivalent CR 7 (wherein R 7 is as shown above).
  • Examples of the compound represented by the general formula (3) -a or (3) -b include those shown below, but are not particularly limited thereto.
  • p represents an integer of 2 to 8.
  • the isocyanate compound represented by the general formula (1) is commercially available or can be produced by a known method. For example, if the compound has an acryloyl group or a methacryloyl group and a primary amine, an isocyanate group can be constructed from the primary amine by reacting phosgene or triphosgene, and the target isocyanate compound can get.
  • an isocyanate group a method of thermally decomposing an N-substituted carbamic acid ester skeleton under a tin catalyst such as dibutyltin dilaurate, a method of using Curtius rearrangement from an acid azide,
  • the isocyanate compound can also be obtained by a method in which hydroxamic acid is rearranged to Lossen.
  • the photoreactive compound represented by the above general formula (2) -a or (2) -b is commercially available or can be produced by a known method, for example, US Patent Application Publication No. 2010/0305230. It can be synthesized by the method described in the specification.
  • the amount of the compound used is not particularly limited, but the isocyanate compound is preferably used in an amount of 0.80 equivalents to 1.02 equivalents per active hydrogen of the photoreactive compound: 1 equivalent. More preferably, the isocyanate compound is used in an amount of 0.98 equivalents to 1.00 equivalents. If the isocyanate compound is a liquid, it may be used more in this numerical range.
  • the reaction solvent is not particularly limited as long as it is inert to the reaction.
  • hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, benzene and toluene; halogens such as carbon tetrachloride, chloroform and 1,2-dichloroethane Hydrocarbons; ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, 1,4-dioxane and tetrahydrofuran; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; nitriles such as acetonitrile and propionitrile; ethyl acetate and ethyl propionate
  • Carboxylic acid esters such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and nitrogen-containing aprotic polar solvents such as 1,3-dimethyl-2-
  • Sulfur aprotic polar solvent pyridine, pyridines picoline and the like. These solvents may be used alone or as a mixture of two or more thereof. Preferred are toluene, acetonitrile and ethyl acetate, and more preferred are toluene and acetonitrile.
  • reaction concentration is not particularly limited, but the reaction may be carried out without using a solvent.
  • a solvent is used, it is 0.1 to 100 times by mass of the photoreactive compound.
  • a solvent may be used.
  • the amount is preferably 1 to 10 times by mass, more preferably 3 to 6 times by mass.
  • the reaction temperature is not particularly limited, but is, for example, ⁇ 90 to 150 ° C., preferably 0 to 100 ° C., and more preferably 20 ° C. to 80 ° C.
  • the reaction time is usually 0.05 to 200 hours, preferably 0.5 to 100 hours.
  • a polymerization inhibitor may be added.
  • BHT 2,6-di-tert-butyl-p-cresol
  • hydroquinone para-methoxyphenol, etc.
  • BHT 2,6-di-tert-butyl-p-cresol
  • hydroquinone para-methoxyphenol, etc.
  • the addition amount in the case of adding a polymerization inhibitor is not particularly limited, but is 0.001 wt% to 10 wt% with respect to the total amount (mass) of the acrylic acid ester compound having an isocyanate group or the methacrylic acid ester compound having an isocyanate group. Preferably, it is 0.1 to 1 wt%. In the present specification, wt% means mass%. ,
  • a catalyst may be added to shorten the reaction time.
  • examples thereof include dibutyltin dilaurate, dioctyltin bis (isooctyl thioglycolate), dibutyltin bis (isooctyl thioglycolate), dibutyltin diacetate, etc.
  • Inorganic acids such as sulfuric acid, phosphoric acid and perchloric acid
  • titanium compounds such as tetrabutyl titanate, tetraethyl titanate and tetraisopropyl titanate
  • bismuth compounds such as bismuth tris (2-ethylhexanoate); quaternary An ammonium salt etc. are mentioned.
  • These catalysts may be used alone or in combination of two or more. These catalysts are preferably liquid or soluble in the reaction solvent.
  • the catalyst When a catalyst is added, the catalyst may be used in an amount of 0.005 wt% to 100 wt% with respect to the total amount (mass) of the acrylic ester compound having an isocyanate group or the methacrylic ester compound having an isocyanate group. It is preferably 0.05 wt% to 10 wt%, more preferably 0.1 wt% to 5 wt%. If an organotin compound, a titanium compound, or a bismuth compound is used as the catalyst, the amount is preferably 0.005 wt% to 0.1 wt%. This reaction can be carried out at normal pressure or under pressure, and may be batch or continuous.
  • Methyl prop-2-enoate [CIN2] was obtained (3.16 g, 8.07 mmol, yield 76.3%).
  • the structure of the compound [CIN2] was confirmed by obtaining the following spectral data by 1 H-NMR analysis.
  • methyl 3- (4-hydroxy) phenylpropenoate [4] (8.90 g, 50.0 mmol), dibutyltin dilaurate (4.30 mg, 0.00681 mmol), and dibutylhydroxytoluene (BHT) (80. 0 mg, 0.363 mmol) and 100 ml of toluene were added to a four-necked flask and heated to 55 ° C. Thereafter, 2-isocyanatoethyl methacrylate [2] (8.53 g, 55.0 mmol) was added dropwise, and disappearance of the raw material was confirmed by high performance liquid chromatography (HPLC) 1.5 hours after completion of the dropping.
  • HPLC high performance liquid chromatography
  • Example 5 ⁇ Manufacture of copolymer using CIN1> 40.0 g of CIN1 obtained in Example 1 above, 10.0 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), and 1.2 g of ⁇ , ⁇ ′-azobisisobutyronitrile (AIBN) as a polymerization catalyst were mixed with propylene glycol monomethyl ether ( (PM) was dissolved in 204.8 g and reacted at 85 ° C. for 20 hours to obtain a copolymer solution (solid content concentration 20 mass%).
  • HEMA 2-hydroxyethyl methacrylate
  • AIBN 1.2 g of ⁇ , ⁇ ′-azobisisobutyronitrile
  • the obtained copolymer was subjected to gel permeation chromatography (GPC), and the number average molecular weight: Mn obtained using polystyrene as a standard sample was 6,500, and the weight average molecular weight: Mw was 12,000.
  • GPC gel permeation chromatography
  • the number average molecular weight and weight average molecular weight of the above-mentioned copolymer were measured using a GPC apparatus (Shodex (registered trademark) columns KF803L and KF804L) manufactured by JASCO Corporation in the column at a flow rate of 1 mL / min.
  • the column temperature was 40 ° C.) and the measurement was performed under the condition of elution.
  • Example A 5 g of the above copolymer solution, 0.8 g of polyester polyol (adipic acid / diethylene glycol copolymer, number average molecular weight: 4,800), 1.0 g of hexamethoxymethylmelamine, p-toluenesulfonic acid monohydrate 0.1 g and 41.4 g of propylene glycol monomethyl ether were mixed to prepare a cured film forming composition of Example A.
  • Example B A cured film forming composition of Example B was prepared in the same procedure as Example A, except that the amount of polyester polyol added was 1.5 g and the amount of propylene glycol monomethyl ether added was 52.4 g.
  • Example C A cured film forming composition of Example C was prepared in the same procedure as Example A, except that 0.8 g of polycaprolactone triol (number average molecular weight: 2,000) was added instead of the polyester polyol.
  • a coating film of 0.0 ⁇ m was formed.
  • the coating film on this film was exposed at 1000 mJ / cm 2 to produce a retardation material.
  • a crosscut (1 mm ⁇ 1 mm ⁇ 100 mass) is put into the retardation material on the obtained film using a cutter knife, and then a cello tape (registered trademark) manufactured by Nichiban Co., Ltd. is applied, and then the cello tape (registered)
  • the number of squares remaining when the film on the substrate was not peeled off was counted.
  • a film having 90 or more cells remaining without peeling off the film can be evaluated as having good adhesion.
  • Each of the cured film forming compositions of Examples A to C was spin-coated on a TAC film at 2000 rpm for 30 seconds using a spin coater, and then heat-dried at a temperature of 110 ° C. for 120 seconds in a thermal circulation oven to obtain a cured film. Formed. This cured film was irradiated vertically with 313 nm linearly polarized light to form an alignment material. On the alignment material on the film, a polymerizable liquid crystal solution RMS03-013C for horizontal alignment manufactured by Merck Co., Ltd. was applied using a spin coater, and then pre-baked on a hot plate at 60 ° C. for 60 seconds to obtain a film thickness.
  • a 1.0 ⁇ m coating film was formed.
  • the coating film on this film was exposed at 1000 mJ / cm 2 to produce a retardation material.
  • the retardation material on the produced film is sandwiched between a pair of polarizing plates together with the film, the state of retardation characteristics in the retardation material is observed, and the amount of polarized UV exposure necessary for the alignment material to exhibit liquid crystal orientation is determined. It was set as orientation sensitivity.
  • Each of the cured film forming compositions of Examples A to C was spin-coated on a TAC film at 2000 rpm for 30 seconds using a spin coater, and then heat-dried at a temperature of 110 ° C. for 120 seconds in a thermal circulation oven to obtain a cured film. Formed. The cured film was irradiated with 313 nm linearly polarized light vertically by 30 mJ / cm 2 through a 100 ⁇ m line and space mask.
  • a linearly polarized light of 313 nm is irradiated vertically by 15 mJ / cm 2 , and an alignment material in which two types of liquid crystal alignment regions having different liquid crystal alignment control directions are formed by 90 degrees is formed. Obtained.
  • a polymerizable liquid crystal solution RMS03-013C for horizontal alignment manufactured by Merck Co., Ltd. was applied using a spin coater, and then prebaked on a hot plate at 60 ° C. for 60 seconds to form a film.
  • a coating film having a thickness of 1.0 ⁇ m was formed.
  • the coating film on this film was exposed at 1000 mJ / cm 2 to produce a patterned retardation material.
  • the patterned retardation material on the produced film was observed using a polarizing microscope, and evaluation was made by ⁇ indicating that the retardation pattern was formed without alignment defects and ⁇ indicating that the alignment defects were observed.
  • the coating film was formed. This film was exposed at 1000 mJ / cm 2 to prepare a retardation material. After the film on which the phase difference material is formed is stored for 100 hours at a temperature of 80 ° C. and a humidity of 90%, a crosscut (1 mm ⁇ 1 mm ⁇ 100 square) is put into the phase difference material on the film using a cutter knife, and then Then, cellophane (registered trademark) was applied, and then the number of cells remaining without peeling the film on the substrate when the cellotape (registered trademark) was peeled off was counted. Those having no difference from the initial adhesion evaluated before storage for 100 hours can be evaluated as having good durability.
  • the compound according to the present invention is suitable as a forming material for forming a liquid crystal alignment film of a liquid crystal display element or an optically anisotropic film provided inside or outside the liquid crystal display element.

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Abstract

【課題】アクリロイル基又はメタクリル基を有する化合物を製造する際において、水洗工程を回避し、ろ過等により析出した結晶をろ過するのみで、簡便に、かつ純度が高く、良好な収率で目的のアクリル又はメタクリル化合物を得る製造方法、ならびにその化合物を提供すること。 【解決手段】下記一般式(1)で表されるイソシアネート基を有する(メタ)アクリル酸エステル化合物と、下記一般式(2)-a等で表される光反応性化合物とを反応させ、下記一般式(3)-a等で表される化合物を得る(メタ)アクリル化合物の製造方法。

Description

新規重合性化合物及びその製造方法
 本発明は、樹脂組成物に機能を付与するための利用が期待されるアクリル又はメタクリル化合物の提供、並びに、これらの製造方法に関するものである。
 近年、液晶パネルを用いたテレビ等のディスプレイの分野や、半導体分野においては、ある種の樹脂組成物を光学関連材料として基板に塗布した後、紫外光を照射することで光パターニングを行う場面が増加している。例えば液晶パネル材料において、基板上に光配向性の材料からなる塗膜を設け、偏光を照射することにより、液晶をある一方方向へ配向制御可能な膜を得ることができる。また、高性能化に向けた取り組みとして、そのような光配向性材料を1種類ではなく、複数混合させることで、より紫外線に対する感度を増加させたり、膜の耐久性を改善させる等のことが行われている。
 また種々の産業においてごく一般的に用いられている様々な樹脂の中でも、原料にアクリロイル基又はメタクリロイル基を有する化合物(本明細書においてアクリル化合物又はメタアクリル化合物、或いは(メタ)アクリル化合物とも称する)を用いた樹脂は広範に用いられている。該化合物はアクリロイル基又はメタクリロイル基の不飽和二重結合における重合反応を利用することにより、アクリル樹脂、メタクリル樹脂として透明性、耐久性に優れた樹脂を得ることができる。
 液晶パネルの光配向技術を用いた配向材形成では、利用可能な光配向性の材料として、側鎖にシンナモイル基及びカルコン基等の光二量化部位を有するアクリル樹脂やポリイミド樹脂等が知られている。これらの樹脂は、偏光UVを照射することにより、液晶の配向を制御する性能(以下、液晶配向性とも言う。)を示すことが報告されている。(特許文献1~特許文献3)
 上記に示すような光反応性基を有するアクリル又はメタクリル化合物誘導体であれば、アクリロイル基又はメタクリロイル基の重合反応を利用することにより、光パターニングが可能なアクリル樹脂又はメタクリル樹脂を製造することが可能となる。例えば、アクリロイル基又はメタクリロイル基を有し、光反応性基として桂皮酸を有する化合物は既に知られており、これら化合物を使用した光パターニング材料などが既に検討されている。(特許文献4)
特許第3611342号公報 特開2009-058584号公報 特表2001-517719号公報 特表2005-528486号公報
 これら光反応性基などの特定の官能基を有するアクリル又はメタクリル化合物誘導体の合成方法として、特定の官能基を含む化合物のヒドロキシ基やアミノ基などの活性水素を有する部位へ、アクリル酸クロリドやメタクリル酸クロリドなどの酸ハロゲン化物、又はアクリル酸無水物やメタクリル酸無水物などの酸無水物を反応させる手法が従来より採用されている。
 しかしながらこの方法は、酸クロリドなどとの反応後に副生する塩酸や又はその塩、あるいは酸無水物と発生させた後に生成するアクリル酸やメタクリル酸を除去するために、有機溶媒と水による洗浄工程を組み込む必要がある。この洗浄工程において、水洗作業は作業工程が増えるだけでなく、廃水が発生する等の理由から経済性や環境負荷の面においても負担増につながり、こうした水洗工程を極力回避することが望まれる。
 さらに目的物によっては親水性基と疎水性基の双方を含む場合があり、こうした場合には有機層及び水層の両層への親和性の高さから分液不良を起こし、製造日数の増大や回収率の低下を引き起こすことがある。
 本発明は光反応性基を有するアクリロイル基又はメタクリル基を有する化合物を製造する際において、水洗工程を回避し、ろ過等により析出した結晶をろ過するのみで、簡便に、かつ純度が高く、良好な収率で目的の光反応性基を有するアクリル又はメタクリル化合物を得る製造方法、ならびにその化合物を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意努力した結果、光反応性基を有する化合物の活性水素に対して、イソシアネート基を有する(メタ)アクリル化合物のイソシアネート基を作用させることにより、水洗工程を必要とせず、ろ過のみで目的物である光反応性基を有する(メタ)アクリル化合物が得られることを見出し、本発明を完成させた。
 すなわち、本発明は、下記一般式(1)で表されるイソシアネート基を有するアクリル酸エステル化合物、又はイソシアネート基を有するメタクリル酸エステル化合物と、下記一般式(2)-a又は(2)-bで表される光反応性化合物とを反応させ、下記一般式(3)-a又は(3)-bで表される化合物を得ることを特徴とする、アクリル化合物又はメタクリル化合物の製造方法、並びにそのアクリル化合物又はメタクリル化合物に関する。
一般式(1)で表されるイソシアネート基を有する化合物:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
[式中、
は水素又はメチル基を表し、
は-O-、-S-、-NH-又は-NR-(式中、Rは炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基を表すか、又は炭素原子数4乃至20の1価の芳香環基又は複素環基を表し、これらは非置換であるか、メチル基、フッ素原子若しくは塩素原子により一置換又は多置換されていてもよい)を表し、
は単結合を表すか、又は、非置換の又はシアノ基により及び/若しくはハロゲン原子により一置換若しくは多置換されている、炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を表し、ここで当該アルキレン基における1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して基Gに置換されていてもよく、ここで、Gは、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR-、-NH-CO-、-CO-NH-,-NR-CO-、-CO-NR-、-NR-CO-O-、-NH-CO-O-、-O-CO-NR-、-O-CO-NH-、-NR-CO-NR-、-NH-CO-NR-、-NR-CO-NH-、-NH-CO-NH-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-CO-O-及び-Si(CH-OSi(CH-からなる群から選択される基(式中、Rは上記に示したとおりである)を表し、但し、酸素原子は互いに直接結合しておらず、
又は、当該アルキレン基における1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して、一般式(Q)で表される基に置換されていてもよく、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(式中、
及びCは、それぞれ独立して、下記群1に示す基(式中、Rは上記に示したとおりである)から選択される、非置換の又は置換された炭素原子数2乃至18の非芳香族又は芳香族の炭素環又は複素環からなる2価の基を表し、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
及びZは、それぞれ独立して、-O-、-CO-、-CH(CO)-、-SO-、-CH(SO)-、-SO-、-CH(SO)-、-COO-、-OCO-、-COCF-、-CFCO-、-S-CO-、-CO-S-、-SOO-、-OSO-、-SOS-、-CH-CH-、-OCH-、-CHO-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-CH=N-、-C(CH)=N-、-N=N-、-O-CO-O-及び単結合からなる群から選択される基を表し、但し、酸素原子は互いに直接結合しておらず、
a1及びa2は、それぞれ独立して、0乃至3の整数を表し、且つa1+a2≦4である。]。
一般式(2)-a又は(2)-bで表される化合物:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
[式中、
nは1又は2の整数を表し、
nが1の場合、
は-NH、-NHR、カルボキシル基、-CHCOOH、-CHRCOOH、-C(RCOOH(式中、Rは上記に示したとおりであり、同一炭素原子上に2つのRが結合している場合は、2つのRは互いに同一でも異なっていてもよい)、ヒドロキシ基又はチオール基を表し、
nが2の場合、
は-NH-、-CH(COOH)-又は-CR(COOH)-(式中、Rは上記に示したとおりである)を表し、
但し-A-S-R基又は-E-S-B-R基において、Rに直接結合する基がカルボニル基、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子となる基は除かれるものであり(但しE、S、Bが同時に単結合を表すことはない)、
は、独立して、前記Sで定義されたものと同じ基を表し、
Aは前記群1に示す基(式中、Rは上記に示したとおりである)から選択される、炭素原子数2乃至18の脂肪族環、芳香環又は複素環からなる2価の基を表すか、又は、それらの環の2乃至3つが、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR-、-NR-CO-、-CO-NR-、-NR-CO-O-、-O-CO-NR-、-NR-CONR-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-CO-O-及び-Si(CH-OSi(CH-(式中、Rは上記に示したとおりである)からなる群から選択される2価の基で連結された構造からなる2価の基を表し、但し、酸素原子は互いに直接結合しておらず、なお上記Aの脂肪族環、芳香環又は複素環は、非置換であるか、又は、ハロゲン原子、シアノ基及び炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(該アルキル基は非置換であるか、フッ素原子及び/又は塩素原子により一置換又は多置換されていてもよく、また該アルキル基において、1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して前記基Gに置換されていてもよい)を表し、
X及びYは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至20個のアルキル基(該アルキル基において、1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して前記基Gに置換されていてもよい)を表し、
Eは、酸素原子、硫黄原子、-C(R)R-、-NH-、-NR-(式中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(当該アルキル基は非置換であるか、シアノ基により及び/若しくはハロゲン原子により一置換若しくは多置換されていてもよく、ここで該アルキル基において、1つ以上の隣接していない-CH-基は、ぞれぞれ独立して前記基Gに置換されていてもよい)を表し、Rは上記に示したとおりである)を表し、
は、独立して、前記Sで定義されたものと同じ基を表し、
Bは単結合を表すか、又は独立して前記Aで定義されたものと同じ基を表し、
Dは、水素原子、-Si(CH、-Si(CH-O-Si(CH又は炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(当該アルキル基は非置換であるか、シアノ基、フッ素原子、塩素原子及び脂環式基からなる群から選択される基により、一置換又は多置換されていてもよく、ここで該アルキル基において、1つ以上の隣接しない-CH-基は、それぞれ独立して前記基Gにより代えられていてもよい)を表し、
但しA、B、D、E、S、S、X、Yの組み合わせにおいて、Rに示す基が含まれることはない。]。
一般式(3)-a又は(3)-bで表される化合物:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
[式中、
、R、S、S、A、X、Y、E、S、B、D及びnは上記に示したとおりであり、
nが1の場合、
は、単結合、-CH-、-CHR-、-C(R-(式中、Rは上記に示したとおりであり、同一炭素原子上に2つのRが結合している場合は、2つのRは互いに同一でも異なっていてもよい)、酸素原子、硫黄原子、-NH-、NR-(式中、Rは上記に示したとおりである)を表し、
nが2の場合、
は、3価の窒素原子、3価のCHまたは3価のCR(式中、Rは上記に示したとおりである)を表し、
但し-A-S-R-基又は-E-S-B-R-基において、Rに直接結合する基がカルボニル基、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子となる基は除かれるものである(但しE、S、Bが同時に単結合を表すことはない)]。
 本発明は光反応性基を有するアクリロイル基又はメタクリロイル基を有する化合物を製造する際において、水洗工程を回避し、簡便に光反応性化合物が得られる製造方法を提供することができる。
 また本発明は、イソシアネート基と光反応性化合物との反応において、混入している水分が無い条件下では副反応が生じないため、ろ過のみで目的とする化合物が得ることができる。
 本発明の製造方法は、下記のスキームに従って実施される。すなわち、下記一般式(1)で表されるイソシアネート基を有するアクリル酸エステル化合物又はイソシアネート基を有するメタクリル酸エステル化合物と、下記一般式(2)-a又は(2)-bで表される光反応性化合物とを反応させ、下記一般式(3)-a又は(3)-bで表される化合物を得ることを特徴とする、アクリル化合物又はメタクリル化合物の製造方法である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 本発明におけるイソシアネート化合物については、下記一般式(1)で表される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 上記式中、Rは水素又はメチル基を表す。
 Rは-O-、-S-、-NH-又は-NR-(式中、Rは炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基を表すか、又は炭素原子数4乃至20の1価の芳香環基又は複素環基を表し、これらは非置換であるか、メチル基、フッ素原子若しくは塩素原子により一置換又は多置換されていてもよい)を表す。特にRは-O-又は-NH-が好ましい。
 Sは単結合を表すか、又は、非置換の又はシアノ基により及び/若しくはハロゲン原子により一置換若しくは多置換されている、炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を表す。
 ここで当該アルキレン基における1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して基Gに置換されていてもよい。Gは、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR-、-NH-CO-、-CO-NH-,-NR-CO-、-CO-NR-、-NR-CO-O-、-NH-CO-O-、-O-CO-NR-、-O-CO-NH-、-NR-CO-NR-、-NH-CO-NR-、-NR-CO-NH-、-NH-CO-NH-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-CO-O-及び-Si(CH-OSi(CH-からなる群から選択される基(式中、Rは上記に示したとおりである)を表す。但し、酸素原子は互いに直接結合していない。なお本書において“酸素原子は互いに直接結合していない”とは、置換基と置換基の境目で酸素原子が結合しないことを意図するものであり、例えば本項においては、隣接するR基が酸素原子であり、Sの末端のCH基がGに置換されている場合、Gが-O-基であったり、Rとの結合側からみてGが-O-CO-基であるような場合を除くことを意図したものである。
 或いは当該アルキレン基における1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して、一般式(Q)で表される基に置換されていてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 上記一般式(Q)中、C及びCは、それぞれ独立して、下記群1に示す基(式中、Rは上記に示したとおりである)から選択される、非置換の又は置換された炭素原子数2乃至18の非芳香族又は芳香族の炭素環又は複素環からなる2価の基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 中でもC及びCは、それぞれ独立して、1,2-フェニレン基、1,3-フェニレン基、1,4-フェニレン基、1,2-シクロへキシレン基、1,3-シクロへキシレン基又は1,4-シクロへキシレン基であることが好ましい。
 Z及びZは、それぞれ独立して、-O-、-CO-、-CH(CO)-、-SO-、-CH(SO)-、-SO-、-CH(SO)-、-COO-、-OCO-、-COCF-、-CFCO-、-S-CO-、-CO-S-、-SOO-、-OSO-、-SOS-、-CH-CH-、-OCH-、-CHO-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-CH=N-、-C(CH)=N-、-N=N-、-O-CO-O-及び単結合からなる群から選択される基を表す。但し、酸素原子は互いに直接結合していない。
 中でも好ましくは、Z及びZはそれぞれ独立して、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-C≡C-、-N=N-及び単結合からなる群から選択される基である。
 a1及びa2は、それぞれ独立して、0乃至3の整数を表し、且つa1+a2≦4である。
 好ましくは、Sは単結合を表すか、又は、非置換の又はシアノ基により及び/若しくはハロゲン原子により一置換若しくは多置換されている炭素原子数1乃至10の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基(ここで当該アルキレン基における1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して前記基Gに置換されていてもよい)を表す。
 炭素原子数5~20の環状のアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロウンデシル基、シクロドデシル基、シクロトリデシル基、シクロテトラデシル基、シクロペンタデシル基、シクロヘキサデシル基、シクロヘプタデシル基、シクロオクタデシル基、シクロノナデシル基、シクロエイコシル基、ノルボルニル基等が挙げられる。
 炭素原子数1~20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基等が挙げられる。
 炭素原子数4~20の1価の芳香環基又は複素環基としては、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基、フェニル基、ビチエニル基、ビピリジル基、ビフェニル基、フェナントリル基、ナフチル基、アントラニル基等を表す。
 炭素原子数1~20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、2-エチルヘキシレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデシレン基、ヘプタデシレン基、オクタデシレン基、ノナデシレン基、エイコシレン基等が挙げられる。
 炭素原子数5~20の環状のアルキレン基としては、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロヘプチレン基、シクロオクチレン基、シクロノニレン基、シクロデシレン基、シクロウンデシレン基、シクロドデシレン基、シクロトリデシレン基、シクロテトラデシレン基、シクロペンタデシレン基、シクロヘキサデシレン基、シクロヘプタデシレン基、シクロオクタデシレン基、シクロノナデシレン基、シクロエイコシレン基、ノルボルニル基等を表す。
 炭素原子数4~20の2価の芳香環基又は複素環基としては、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基、フェニル基、ビチエニル基、ビピリジル基、ビフェニル基、フェナントリル基、ナフチル基、アントラニル基の1価の芳香環基又は複素環基から水素原子を1個除去した基が挙げられる。
 なかでも、上記一般式(1)で表されるイソシアネート化合物は、2-イソシアナトエチルメタクリレート又は2-イソシアネトエチルアクリレートであることが好ましい。
 本発明における光反応性化合物は、下記一般式(2)-a又は(2)-bで表される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 上記式中、nは1又は2の整数を表し、nが1の場合、Rは-NH、-NHR(式中、Rは上記に示したとおりである)、カルボキシル基、-CHCOOH、-CHRCOOH、-C(RCOOH(式中、Rは上記に示したとおりであり、同一炭素原子上に2つのRが結合している場合は、2つのRは互いに同一でも異なっていてもよい)、ヒドロキシ基又はチオール基を表し、nが2の場合、Rは-NH-、-CH(COOH)-、-CR(COOH)-(式中、Rは上記に示したとおりである)を表す。
 但し-A-S-R基又は-E-S-B-R基において、Rに直接結合する基がカルボニル基、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子となる基は除かれる(なおE、S、Bが同時に単結合を表すことはない)。
 Rは前記一般式(1)で表されるイソシアネート化合物のイソシアネート基と反応する基であり、下記に定義されるように、一般式(2)-a又は(2)-bにおいて、R以外の基の定義に、上記Rに定義する基は含まれない。
 また上記一般式(2)-a又は(2)-b中、Sは、独立して、前記一般式(3)におけるSで定義されたものと同じ基を表す。すなわちSは単結合を表すか、又は、非置換の又はシアノ基により及び/若しくはハロゲン原子により一置換若しくは多置換されている炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基(ここで当該アルキレン基における1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して前記基G又は前記一般式(Q)で表される基に置換されていてもよい)を表す。
 Aは前記群1に示す基(式中、Rは上記に示したとおりである)から選択される、炭素原子数2乃至18の脂肪族環、芳香環又は複素環からなる2価の基を表すか、又は、それらの環の2乃至3つが、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR-、-NR-CO-、-CO-NR-、-NR-CO-O-、-O-CO-NR-、-NR-CONR-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-CO-O-及び-Si(CH-OSi(CH-(式中、Rは上記に示したとおりである)からなる群から選択される2価の基で連結された構造からなる2価の基を表す。但し、酸素原子は互いに直接結合していない。
 なお上記Aの脂肪族環、芳香環又は複素環は、非置換であるか、又は、ハロゲン原子、シアノ基及び炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(該アルキル基は非置換であるか、フッ素原子及び/又は塩素原子により一置換又は多置換されていてもよく、また該アルキル基において、1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して前記基Gに置換されていてもよい)を表す。
 X及びYは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至20の、好ましくは炭素原子数1乃至10のアルキル基(該アルキル基において、1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して前記基Gに置換されていてもよい)を表す。
 Eは、酸素原子、硫黄原子、-C(R)R-、-NH-、-NR-(式中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(当該アルキル基は非置換であるか、シアノ基により及び/若しくはハロゲン原子により一置換若しくは多置換されていてもよく、ここで該アルキル基において、1つ以上の隣接していない-CH-基は、ぞれぞれ独立して前記基Gに置換されていてもよい)を表し、Rは上記に示したとおりである)を表す。
 Sは、独立して、前記一般式(1)におけるSで定義されたものと同じ基を表す。
 Bは単結合を表すか、又は独立して前記Aで定義されたものと同じ基を表す。
 Dは、水素原子、-Si(CH、-Si(CH-O-Si(CH又は炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(当該アルキル基は非置換であるか、シアノ基、フッ素原子、塩素原子及び脂環式基からなる群から選択される基により、一置換又は多置換されていてもよく、ここで該アルキル基において、1つ以上の隣接しない-CH-基は、それぞれ独立して前記基Gにより代えられていてもよい)を表す。
 但しA、B、D、E、S、S、X、Yの組み合わせにおいて、Rに示す基が含まれることはない。
 上記Aの具体例としては、下記群2に示すものが挙げられる。式中、-は隣接基との接続結合を表し、Meはメチル基を表し、Rは上記に示したとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 なおAにおける群1に示す基のより好ましい例は、下記群3に示す基であり、特に下記群4に示す基が好ましい。式中、-は隣接基との接続結合を表し、Meはメチル基を表し、Rは上記に示したとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 本発明の製造方法により製造されるアクリル化合物又はメタクリル化合物は、下記一般式(3)-a又は(3)-bで表される化合物である。本発明は下記一般式(3)-a又は(3)-bで表される化合物も対象とするものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 上記式中、R、R、S、S、A、X、Y、E、S、B、D及びnは上記に示したとおりである。
 そしてnが1の場合、Rは、単結合、-CH-、-CHR-、-C(R-(式中、Rは上記に示したとおりであり、同一炭素原子上に2つのRが結合している場合は、2つのRは互いに同一でも異なっていてもよい)、酸素原子、硫黄原子、-NH-、NR-(式中、Rは上記に示したとおりである)を表し、nが2の場合、Rは、3価の窒素原子、3価のCHまたは3価のCR(式中、Rは上記に示したとおりである)、すなわち、一般式(3)-a又は(3)-b中の括弧内に示す基が2個付加している3価の窒素原子、3価のCHまたは3価のCR(式中、Rは上記に示したとおりである)を表す。
 但し-A-S-R-基又は-E-S-B-R-基において、Rに直接結合する基がカルボニル基、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子となる基は除かれる(なおE、S、Bが同時に単結合を表すことはない)。
 上記一般式(3)-a又は(3)-bで表される化合物の例としては、以下に示すようなものが挙げられるが、特にこれらに限定するものではない。なお式中、pは2乃至8の整数を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 上記一般式(1)で表されるイソシアネート化合物は市販されているか、又は、既知の方法で製造することができる。例えば、化合物中にアクリロイル基又はメタクリロイル基を有し、かつ第一級アミンを有していれば、ホスゲン又はトリホスゲンを反応させることによって第一級アミンからイソシアネート基を構築でき、目的のイソシアネート化合物が得られる。その他にも、一般的にイソシアネート基を構築する手法としては、ジラウリン酸ジブチルスズ等のスズ触媒下、N-置換カルバミン酸エステル骨格を熱分解する方法や、酸アジドからのクルチウス転位を利用する方法、又は、ヒドロキサム酸をロッセン転位させる方法によってもイソシアネート化合物を得ることができる。
 上記一般式(2)-a又は(2)-bで表される光反応性化合物は市販されているか、又は、既知の方法で製造することができ、例えば米国特許出願公開第2010/0305230号明細書に記載されている方法により合成可能である。
 前記一般式(1)で表されるイソシアネート基を有するアクリル酸エステル化合物又はイソシアネート基を有するメタクリル酸エステル化合物と、前記一般式(2)-a又は(2)-bで表される光反応性化合物の使用量は特に限定されないが、光反応性化合物の活性水素:1当量に対し、イソシアネート化合物を0.80当量~1.02当量で使用することが好ましい。さらに好ましくは、イソシアネート化合物を0.98当量~1.00当量で使用する。イソシアネート化合物が液体の場合は、この数値範囲により多く使用してもよい。
 反応溶媒としては、反応に不活性なものであれば特に限定はないが、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン等の炭化水素類;四塩化炭素、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン等のハロゲン系炭化水素類;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、1,4-ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類;酢酸エチル、プロピオン酸エチル等のカルボン酸エステル類;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等の含窒素非プロトン性極性溶媒;ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含硫黄非プロトン性極性溶媒;ピリジン、ピコリン等のピリジン類等が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いても、これらのうちの2種類以上を混合して用いてもよい。好ましくはトルエン、アセトニトリル、酢酸エチルであり、さらに好ましくはトルエン、アセトニトリルである。
 溶媒の使用量(反応濃度)は特に限定されないが、溶媒を用いずに反応を実施してもよく、また溶媒を使用する場合には光反応性化合物に対し、0.1~100質量倍の溶媒を用いてもよい。好ましくは1~10質量倍であり、さらに好ましくは3~6質量倍である。
 反応温度は特に限定されないが、例えば-90~150℃、好ましくは0~100℃で、さらに好ましくは20℃から80℃である。
 反応時間は、通常、0.05ないし200時間、好ましくは0.5ないし100時間である。
 反応させる際に、重合禁止剤を添加してもよい。そのような重合禁止剤としてはBHT(2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール)やハイドロキノン、パラ-メトキシフェノールなどを用いることができ、アクリロイル基、メタクリロイル基の重合を阻害するものであれば特に限定はされない。
 重合禁止剤を添加する場合の添加量は特に限定されないが、イソシアネート基を有するアクリル酸エステル化合物又はイソシアネート基を有するメタクリル酸エステル化合物の総使用量(質量)に対し、0.001wt%~10wt%であり、好ましくは0.1~1wt%である。本明細書においてwt%とは質量%を意味する。、
 反応時間を短縮させるために触媒を添加してもよく、その例としては、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズビス(イソオクチルチオグリコール酸エステル)、ジブチルスズビス(イソオクチルチオグリコール酸エステル)、ジブチルスズジアセテート等の有機スズ化合物;トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン、ピリジン、テトラメチルブタンジアミン、N-メチルモルホリン、1,4-ジアザビシクロ-2.2.2-オクタン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン-5等のアミン類;p-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、フルオロ硫酸等の有機スルホン酸;硫酸、リン酸、過塩素酸等の無機酸;テトラブチルチタネート、テトラエチルチタネート、テトライソプロピルチタネート等のチタン化合物;ビスマストリス(2-エチルヘキサノエート)等のビスマス系化合物;四級アンモニウム塩等が挙げられる。これら触媒は、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。また、これら触媒は液体であるか、又は、反応溶媒に溶解するものが好ましい。
 触媒を添加する場合、イソシアネート基を有するアクリル酸エステル化合物又はイソシアネート基を有するメタクリル酸エステル化合物の総使用量(質量)に対し、0.005wt%~100wt%の量で触媒を使用してもよく、好ましくは0.05wt%~10wt%、さらに好ましくは0.1wt%~5wt%である。触媒として有機スズ化合物、チタン化合物、ビスマス系化合物を使用するのであれば、好ましくは同0.005wt%~0.1wt%である。
 本反応は、常圧又は加圧下で行うことができ、また回分式でも連続式でもよい。
 以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
 なお、本発明における略号はそれぞれ以下の意味を示す。
2-IEM:2-イソシアナトエチルメタクリレート
BHT:2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール
DBU:1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン
CIN1:3-(4-〔6-[2-(メタクリロイルオキシ)エチルカルバモイルオキシ]ヘキシルオキシ〕フェニル)プロパ-2-エン酸メチル
CIN2:3-(4-〔3-[2-(メタクリロイルオキシ)エチルカルバモイルオキシ]プロピルオキシ〕フェニル)プロパ-2-エン酸メチル
CIN3:3-(4-[2-(メタクリロイルオキシ)エチルカルバモイルオキシ]フェニル)プロパ-2-エン酸メチル
HPLC:高速液体クロマトグラフィー
[実施例1]
3-(4-〔6-[2-(メタクリロイルオキシ)エチルカルバモイルオキシ]ヘキシルオキシ〕フェニル)プロパ-2-エン酸メチル[CIN1]の合成(1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 窒素雰囲気下、3-〔4-[(6-ヒドロキシヘキシル)オキシ]フェニル〕プロペン酸メチル[1](512.6g、1.841mol)とジアザビシクロウンデセン(DBU)(5.975g、0.03925mol)と、ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)(3.008g、0.01365mol)と、トルエン2357gを4つ口フラスコへ加え、55℃まで加温した。その後、2-イソシアナトエチルメタクリレート[2](299.4g、1.930mol)を滴下していき、滴下終了1.5時間後に高速液体クロマトグラフィー(HPLC)にて原料消失を確認した。その後冷却し、内温が26℃となったところで結晶が析出した。その後、さらに冷却させて内温2℃で1時間攪拌した後に析出した結晶をろ過した。ろ取した結晶を、2℃に冷却させたトルエン867.0gで2回ケーキ洗浄し、その後乾燥させ、3-(4-〔6-[2-(メタクリロイルオキシ)エチルカルバモイルオキシ]ヘキシルオキシ〕フェニル)プロパ-2-エン酸メチル[CIN1]を得た(698.7g、1.612mol、収率87.6%)。
 化合物[CIN1]の構造は、H-NMR分析により以下のスペクトルデータを得て確認した。
 H-NMR(CDCl):δ7.65(d,1H),7.46(d,2H),6.88(d,2H),6.31(d,1H),6.12(s,1H),5.61(s,1H)4.92(s,1H),4.23(t,2H),4.08(t,2H),3.98(t,2H),3.79(s,3H),3.48-3.51(br,2H),1.95(s,3H),1.78-1.82(m,2H),1.62-1.67(m,2H),1.42-1.52(m,4H).
[実施例2]
3-(4-〔6-[2-(メタクリロイルオキシ)エチルカルバモイルオキシ]ヘキシルオキシ〕フェニル)プロパ-2-エン酸メチル[CIN1]の合成(2)
 窒素雰囲気下、3-〔4-[(6-ヒドロキシヘキシル)オキシ]フェニル〕プロペン酸メチル[1](511.6g、1.837mol)とジブチルスズジラウレート(0.1386g、0.2195mmol)と、ジブチルヒドロキシトルエン(略称BHT)(2.834g、0.01286mol)と、アセトニトリル2345gを4つ口フラスコへ加え、63℃まで加温した。その後、2-イソシアナトエチルメタクリレート[2](299.8g、1.932mol)を滴下していき、滴下終了2時間後に高速液体クロマトグラフィー(略称HPLC)にて原料消失を確認した。その後内温が5℃になるまで冷却し1時間攪拌した後に析出した結晶をろ過した。ろ取した結晶を、2℃に冷却させたトルエン867.0gで2回ケーキ洗浄し、その後乾燥させ、3-(4-〔6-[2-(メタクリロイルオキシ)エチルカルバモイルオキシ]ヘキシルオキシ〕フェニル)プロパ-2-エン酸メチル[CIN1]を得た(620.4g、1.431mol、収率77.9%)。
 化合物[CIN1]の構造は、H-NMR分析により実施例1と同等のスペクトルデータを示した。
[実施例3]
3-(4-〔3-[2-(メタクリロイルオキシ)エチルカルバモイルオキシ]プロピルオキシ〕フェニル)プロパ-2-エン酸メチル[CIN2]の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 窒素雰囲気下、3-〔4-[(3-ヒドロキシプロピル)オキシ]フェニル〕プロペン酸メチル[3](2.50g、10.6mmol)とジアザビシクロウンデセン(DBU)(0.0448g、0.294mmol)と、ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)(0.0189g、0.0858mmol)と、トルエン11.5gを4つ口フラスコへ加え、55℃まで加温した。その後、2-イソシアナトエチルメタクリレート[2](2.02g、13.0mmol)を滴下していき、滴下終了1.5時間後に高速液体クロマトグラフィー(HPLC)にて原料消失を確認した。その後冷却し結晶が析出した。その後、さらに冷却させて内温2℃で1時間攪拌した後に析出した結晶をろ過した。ろ取した結晶を、2℃に冷却させたトルエン4.40gで2回ケーキ洗浄し、その後乾燥させ、3-(4-〔3-[2-(メタクリロイルオキシ)エチルカルバモイルオキシ]プロピルオキシ〕フェニル)プロパ-2-エン酸メチル[CIN2]を得た(3.16g、8.07mmol、収率76.3%)。
 化合物[CIN2]の構造は、H-NMR分析により以下のスペクトルデータを得て確認した。
 H-NMR(CDCl):δ7.65(d,1H),7.46(d,2H),6.89(d,2H),6.31(d,1H),6.12(s,1H),5.59(s,1H)4.97(s,1H),4.22-4.28(m,4H),4.07(t,2H),3.79(s,3H),3.50(q,2H),2.10-2.15(m,2H),1.94(s,3H).
[実施例4]
3-(4-[2-(メタクリロイルオキシ)エチルカルバモイルオキシ]フェニル)プロパ-2-エン酸メチル[CIN3]の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 窒素雰囲気下、3-(4-ヒドロキシ)フェニルプロペン酸メチル[4](8.90g、50.0mmol)とジブチルスズジラウレート(4.30mg、0.00681mmol)と、ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)(80.0mg、0.363mmol)と、トルエン100mlを4つ口フラスコへ加え、55℃まで加温した。その後、2-イソシアナトエチルメタクリレート[2](8.53g、55.0mmol)を滴下していき、滴下終了1.5時間後に高速液体クロマトグラフィー(HPLC)にて原料消失を確認した。トルエン100mlを追加し、その後冷却したところ結晶が析出した。その後室温で18時間攪拌した後に析出した結晶をろ過した。ろ取した結晶を、トルエン100mlで2回ケーキ洗浄し、その後乾燥させ、3-(4-[2-(メタクリロイルオキシ)エチルカルバモイルオキシ]フェニル)プロパ-2-エン酸メチル[CIN3]を得た(13.5g、40.5mmol、収率81.0%)。
 化合物[CIN3]の構造は、H-NMR分析により以下のスペクトルデータを得て確認した。
 H-NMR(CDCl):δ7.67(d,1H),7.52(d,2H),7.16(d,2H),6.38(d,1H),6.17(s,1H),5.63(s,1H),5.43(s,1H),4.31(t,2H),3.81(s,3H),3.66-3.58(m,2H),1.98(s,3H).
[実施例5]
<CIN1を用いた共重合体の製造>
 上記実施例1で得たCIN1 40.0g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)10.0g、重合触媒としてα,α’-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)1.2gをプロピレングリコールモノメチルエーテル(PM)204.8gに溶解し、85℃にて20時間反応させることにより共重合体溶液(固形分濃度20質量%)を得た。得られた共重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、標準試料としてポリスチレンを用いて得られる数平均分子量:Mnは6,500、重量平均分子量:Mwは12,000であった。
 なお上記共重合体の数平均分子量及び重量平均分子量は、日本分光(株)製GPC装置(Shodex(登録商標)カラムKF803L及びKF804L)を用い、溶出溶媒テトラヒドロフランを流量1mL/分でカラム中に(カラム温度40℃)流して溶離させるという条件で測定した。
<共重合体を含有する硬化膜形成組成物の調製>
例A:
 上記共重合体溶液を5g、ポリエステルポリオール(アジピン酸/ジエチレングリコール共重合体、数平均分子量:4,800)を0.8g、ヘキサメトキシメチルメラミンを1.0g、p-トルエンスルホン酸一水和物を0.1g、プロピレングリコールモノメチルエーテルを41.4g混合し、例Aの硬化膜形成組成物を調製した。
例B:
 ポリエステルポリオールの添加量を1.5gとし、プロピレングリコールモノメチルエーテルの添加量を52.4gとした以外は、例Aと同様の手順にて、例Bの硬化膜形成組成物を調製した。
例C:
 ポリエステルポリオールに替えてポリカプロラクトントリオール(数平均分子量:2,000)を0.8g添加した以外は、例Aと同様の手順にて、例Cの硬化膜形成組成物を調製した。
[密着性の評価]
 例A乃至例Cの各硬化膜形成組成物をTACフィルム上にスピンコータを用いて2000rpmで30秒間回転塗布した後、温度110℃で120秒間、熱循環式オーブン中で加熱乾燥を行い、硬化膜を形成した。この硬化膜に313nmの直線偏光を垂直に20mJ/cm照射した。
 露光後の硬化膜の上にメルク株式会社製の水平配向用重合性液晶溶液RMS03-013Cを、スピンコータを用いて塗布し、次いで、60℃で60秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、膜厚1.0μmの塗膜を形成した。このフィルム上の塗膜を1000mJ/cmで露光し、位相差材を作製した。
 得られたフィルム上の位相差材にカッターナイフを用いてクロスカット(1mm×1mm×100マス)を入れ、その後、ニチバン(株)製セロテープ(登録商標)を貼り付け、次いで、そのセロテープ(登録商標)を剥がした時に基板上の膜が剥がれず残っているマス目の個数をカウントした。膜が剥がれず残っているマス目が90個以上残っているものは、密着性が良好であると評価できる。
[配向感度の評価]
 例A乃至例Cの各硬化膜形成組成物をTACフィルム上にスピンコータを用いて2000rpmで30秒間回転塗布した後、温度110℃で120秒間、熱循環式オーブン中で加熱乾燥を行い、硬化膜を形成した。この硬化膜に313nmの直線偏光を垂直に照射し、配向材を形成した。
 フィルム上の配向材の上に、メルク株式会社製の水平配向用重合性液晶溶液RMS03-013Cを、スピンコータを用いて塗布し、次いで、60℃で60秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、膜厚1.0μmの塗膜を形成した。このフィルム上の塗膜を1000mJ/cmで露光し、位相差材を作製した。
 作製したフィルム上の位相差材をフィルムごと一対の偏光板で挟み込み、位相差材における位相差特性の発現状況を観察し、配向材が液晶配向性を示すのに必要な偏光UVの露光量を配向感度とした。
[パターン形成性の評価]
 例A乃至例Cの各硬化膜形成組成物をTACフィルム上にスピンコータを用いて2000rpmで30秒間回転塗布した後、温度110℃で120秒間、熱循環式オーブン中で加熱乾燥を行い、硬化膜を形成した。この硬化膜に100μmのラインアンドスペースマスクを介し、313nmの直線偏光を30mJ/cm垂直に照射した。次いでマスクを取り外し、基板を90度回転させた後、313nmの直線偏光を15mJ/cm垂直に照射し、液晶の配向制御方向が90度異なる2種類の液晶配向領域が形成された配向材を得た。
 このフィルム上の配向材の上に、メルク株式会社製の水平配向用重合性液晶溶液RMS03-013Cを、スピンコータを用いて塗布し、次いで、60℃で60秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、膜厚1.0μmの塗膜を形成した。このフィルム上の塗膜を1000mJ/cmで露光し、パターン化位相差材を作製した。
 作製したフィルム上のパターン化位相差材を、偏光顕微鏡を用いて観察し、配向欠陥なく位相差パターンが形成されているものを○、配向欠陥が見られるものを×として評価した。
[密着耐久性の評価]
 例A乃至例Cの各硬化膜形成組成物をTACフィルム上にスピンコータを用いて2000rpmで30秒間回転塗布した後、温度110℃で120秒間、熱循環式オーブン中で加熱乾燥を行い、硬化膜を形成した。この硬化膜に313nmの直線偏光を垂直に20mJ/cm照射した。
 露光後のフィルム上にメルク株式会社製の水平配向用重合性液晶溶液RMS03-013Cを、スピンコータを用いて塗布し、次いで、60℃で60秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、膜厚1.0μmの塗膜を形成した。このフィルムを1000mJ/cmで露光し、位相差材を作製した。
 位相差材が形成されたフィルムを温度80℃、湿度90%の条件で100時間保管後、フィルム上の位相差材にカッターナイフを用いてクロスカット(1mm×1mm×100マス)を入れ、その後、セロテープ(登録商標)を貼り付け、次いで、そのセロテープ(登録商標)を剥がした時に基板上の膜が剥がれず残っているマス目の個数をカウントした。100時間保管前に評価した初期の密着性と違いがないものは耐久性が良好であると評価できる。
[評価の結果]
 以上の評価を行った結果を、次の表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000039
 表1に示すように、CIN1より得られる共重合体を含有する硬化膜形成樹脂組成物は、いずれも少ない露光量で液晶配向性を示して高い配向感度を示し、光学パターニングを行うことができた。さらに、高い密着耐久性を示した。
 本発明による化合物は、液晶表示素子の液晶配向膜や、液晶表示素子に内部や外部に設けられる光学異方性フィルムを形成するための形成材料として好適である。

Claims (9)

  1. 下記一般式(3)-a又は(3)-bで表されるアクリル化合物又はメタクリル化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [上記式中、
    は水素又はメチル基を表し、
    は-O-、-S-、-NH-又は-NR-(式中、Rは炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基を表すか、又は炭素原子数4乃至20の1価の芳香環基又は複素環基を表し、これらは非置換であるか、メチル基、フッ素原子若しくは塩素原子により一置換又は多置換されていてもよい)を表し、
    は単結合を表すか、又は、非置換の又はシアノ基により及び/若しくはハロゲン原子により一置換若しくは多置換されている、炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を表し、ここで当該アルキレン基における1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して基Gに置換されていてもよく、ここでGは、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR-、-NH-CO-、-CO-NH-,-NR-CO-、-CO-NR-、-NR-CO-O-、-NH-CO-O-、-O-CO-NR-、-O-CO-NH-、-NR-CO-NR-、-NH-CO-NR-、-NR-CO-NH-、-NH-CO-NH-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-CO-O-及び-Si(CH-OSi(CH-からなる群から選択される基(式中、Rは上記に示したとおりである)を表し、但し、酸素原子は互いに直接結合しておらず、
    又は、当該アルキレン基における1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して、一般式(Q)で表される基に置換されていてもよく、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式中、
    及びCは、それぞれ独立して、下記群1に示す基(式中、Rは上記に示したとおりである)から選択される、非置換の又は置換された炭素原子数2乃至18の非芳香族又は芳香族の炭素環又は複素環からなる2価の基を表し、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    及びZは、それぞれ独立して、-O-、-CO-、-CH(CO)-、-SO-、-CH(SO)-、-SO-、-CH(SO)-、-COO-、-OCO-、-COCF-、-CFCO-、-S-CO-、-CO-S-、-SOO-、-OSO-、-SOS-、-CH-CH-、-OCH-、-CHO-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-CH=N-、-C(CH)=N-、-N=N-、-O-CO-O-及び単結合からなる群から選択される基を表し、但し、酸素原子は互いに直接結合しておらず、
    a1及びa2は、それぞれ独立して、0乃至3の整数を表し、且つa1+a2≦4である。)
    nは1又は2の整数を表し、
    nが1の場合、
    は、単結合、-CH-、-CHR-、-C(R-(式中、Rは上記に示したとおりであり、同一炭素原子上に2つのRが結合している場合は、2つのRは互いに同一でも異なっていてもよい)、酸素原子、硫黄原子、-NH-又はNR-(式中、Rは上記に示したとおりである)を表し、
    nが2の場合、
    は、3価の窒素原子、3価のCHまたは3価のCR(式中、Rは上記に示したとおりである)を表し、
    但し-A-S-R-基又は-E-S-B-R-基において、Rに直接結合する基がカルボニル基、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子となる基は除かれるものであり(但しE、S、Bが同時に単結合を表すことはない)、
    は、独立して、前記Sで定義されたものと同じ基を表し、
    Aは前記群1に示す基(式中、Rは上記に示したとおりである)から選択される、炭素原子数2乃至18の脂肪族環、芳香環又は複素環からなる2価の基を表すか、又は、それらの環の2乃至3つが、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR-、-NR-CO-、-CO-NR-、-NR-CO-O-、-O-CO-NR-、-NR-CONR-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-CO-O-及び-Si(CH-OSi(CH-(式中、Rは上記に示したとおりである)からなる群から選択される2価の基で連結された構造からなる2価の基を表し、但し、酸素原子は互いに直接結合しておらず、なお上記Aの脂肪族環、芳香環又は複素環は、非置換であるか、又は、ハロゲン原子、シアノ基及び炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(該アルキル基は非置換であるか、フッ素原子及び/又は塩素原子により一置換又は多置換されていてもよく、また該アルキル基において、1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して前記基Gに置換されていてもよい)からなる群から選択される基により一置換又は多置換されていてもよく、
    X及びYは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至20のアルキル基(該アルキル基において、1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して前記基Gに置換されていてもよい)を表し、
    Eは、酸素原子、硫黄原子、-C(R)R-、-NH-、-NR-(式中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(当該アルキル基は非置換であるか、シアノ基により及び/若しくはハロゲン原子により一置換若しくは多置換されていてもよく、ここで該アルキル基において、1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して前記基Gに置換されていてもよい)を表し、Rは上記に示したとおりである)を表し、
    は、独立して、前記Sで定義されたものと同じ基を表し、
    Bは単結合を表すか、又は独立して前記Aで定義されたものと同じ基を表し、
    Dは、水素原子、-Si(CH、-Si(CH-O-Si(CH又は炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(当該アルキル基は非置換であるか、シアノ基、フッ素原子、塩素原子及び脂環式基からなる群から選択される基により一置換又は多置換されていてもよく、ここで該アルキル基において、1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して前記基Gに置換されていてもよい)を表す。]
  2. 前記一般式(3)-a又は(3)-bにおいて、
    は単結合を表すか、又は、非置換の又はシアノ基により及び/若しくはハロゲン原子により一置換若しくは多置換されている炭素原子数1乃至10の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基(ここで当該アルキレン基における1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して請求項1に記載の基Gに置換されていてもよい)を表し、
    は単結合を表すか、又は、非置換の又はシアノ基により及び/若しくはハロゲン原子により一置換若しくは多置換されている炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基(ここで当該アルキレン基における1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して請求項1に記載の基G又は請求項1に記載の一般式(Q)で表される基に置換されていてもよい)を表し、
    Aは下記群3に示す基(式中、-は隣接基との接続結合を示し、Meはメチル基を表し、Rは請求項1に示したとおりである)から選択される、炭素原子数2乃至18の脂肪族環基、芳香環基、又は複素環基から選ばれる2価の基を表し、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    なお上記Aの脂肪族環、芳香環又は複素環は、非置換であるか、又は、ハロゲン原子、シアノ基及び炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(該アルキル基は非置換であるか、フッ素原子及び/又は塩素原子により一置換又は多置換されていてもよく、また該アルキル基において、1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して請求項1に記載の基Gに置換されていてもよい)からなる群から選択される基により一置換又は多置換されていてもよい、請求項1に記載のアクリル化合物又はメタクリル化合物。
  3. 前記一般式(3)-a又は(3)-bにおいて、
    は-O-又は-NH-を表し、
    一般式(Q)中のC及びCは、それぞれ独立して、1,2-フェニレン基、1,3-フェニレン基、1,4-フェニレン基、1,2-シクロへキシレン基、1,3-シクロへキシレン基又は1,4-シクロへキシレン基を表し、
    Aは下記群4に示す基(式中、-は隣接基との接続結合を示す)から選択される、炭素原子数2乃至18の脂肪族環基、芳香環基、又は複素環基から選ばれる2価の基を表し
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    なお上記Aの脂肪族環、芳香族環又は複素環は、非置換であるか、又は、ハロゲン原子、シアノ基及び炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(該アルキル基は非置換であるか、フッ素原子及び/若しくは塩素原子により一置換又は多置換されていてもよく、また該アルキル基において、1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して請求項1に記載の基Gに置換されていてもよい)からなる群から選択される基により一置換又は多置換されている、請求項2に記載のアクリル化合物又はメタクリル化合物。
  4. 前記一般式(3)-a又は(3)-bにおいて、
    一般式(Q)中のZ及びZは、それぞれ独立して、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-C≡C-、-N=N-及び単結合からなる群から選択される基を表し; 
    X及びYは、それぞれ独立して、水素原子、メチル基又はシアノ基を表し、
    Eは、酸素原子、硫黄原子、-C(R)R-、-NH-又は-NR-(式中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子1乃至10の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(当該アルキル基は非置換であるか、シアノ基により及び/若しくはハロゲン原子により一置換若しくは多置換されていてもよく、ここで該アルキル基において、1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して請求項1に記載の基Gに置換されていてもよい)を表し、Rは上記に示したとおりである)を表す、
    請求項3に記載のアクリル化合物又はメタクリル化合物。
  5. 下記一般式(1)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    [式中、
    は水素又はメチル基を表し、
    は-O-、-S-、-NH-又は-NR-(式中、Rは炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基を表すか、又は炭素原子数4乃至20の1価の芳香環基又は複素環基を表し、これらは非置換であるか、メチル基、フッ素原子若しくは塩素原子により一置換又は多置換されていてもよい)を表し、
    は単結合を表すか、又は、非置換の又はシアノ基により及び/若しくはハロゲン原子により一置換若しくは多置換されている、炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基を表し、ここで当該アルキレン基における1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して基Gに置換されていてもよく、ここで、Gは、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR-、-NH-CO-、-CO-NH-,-NR-CO-、-CO-NR-、-NR-CO-O-、-NH-CO-O-、-O-CO-NR-、-O-CO-NH-、-NR-CO-NR-、-NH-CO-NR-、-NR-CO-NH-、-NH-CO-NH-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-CO-O-及び-Si(CH-OSi(CH-からなる群から選択される基(式中、Rは上記に示したとおりである)を表し、但し、酸素原子は互いに直接結合しておらず、
    又は、当該アルキレン基における1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して、一般式(Q)で表される基に置換されていてもよく、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    (式中、
    及びCは、それぞれ独立して、下記群1に示す基(式中、Rは上記に示したとおりである)から選択される、非置換の又は置換された炭素原子数2乃至18の非芳香族又は芳香族の炭素環又は複素環からなる2価の基を表し、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
    及びZは、それぞれ独立して、-O-、-CO-、-CH(CO)-、-SO-、-CH(SO)-、-SO-、-CH(SO)-、-COO-、-OCO-、-COCF-、-CFCO-、-S-CO-、-CO-S-、-SOO-、-OSO-、-SOS-、-CH-CH-、-OCH-、-CHO-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-CH=N-、-C(CH)=N-、-N=N-、-O-CO-O-及び単結合からなる群から選択される基を表し、但し、酸素原子は互いに直接結合しておらず、
    a1及びa2は、それぞれ独立して、0乃至3の整数を表し、且つa1+a2≦4である。]
    で表されるイソシアネート化合物と、
    下記一般式(2)-a又は(2)-b
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
    [式中、
    nは1又は2の整数を表し、
    nが1の場合、
    は-NH、-NHR、カルボキシル基、-CHCOOH、-CHRCOOH、-C(RCOOH(式中、Rは上記に示したとおりであり、同一炭素原子上に2つのRが結合している場合は、2つのRは互いに同一でも異なっていてもよい)、ヒドロキシ基又はチオール基を表し、
    nが2の場合、
    は-NH-、-CH(COOH)-又は-CR(COOH)-(式中、Rは上記に示したとおりである)を表し、
    但し-A-S-R基又は-E-S-B-R基において、Rに直接結合する基がカルボニル基、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子となる基は除かれるものであり(但しE、S、Bが同時に単結合を表すことはない)、
    は、独立して、前記Sで定義されたものと同じ基を表し、
    Aは前記群1に示す基(式中、Rは上記に示したとおりである)から選択される、炭素原子数2乃至18の脂肪族環、芳香環又は複素環からなる2価の基を表すか、又は、それらの環の2乃至3つが、-O-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-NR-、-NR-CO-、-CO-NR-、-NR-CO-O-、-O-CO-NR-、-NR-CONR-、-CH=CH-、-C≡C-、-O-CO-O-及び-Si(CH-OSi(CH-(式中、Rは上記に示したとおりである)からなる群から選択される2価の基で連結された構造からなる2価の基を表し、但し、酸素原子は互いに直接結合しておらず、なお上記Aの脂肪族環、芳香環又は複素環は、非置換であるか、又は、ハロゲン原子、シアノ基及び炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(該アルキル基は非置換であるか、フッ素原子及び/又は塩素原子により一置換又は多置換されていてもよく、また該アルキル基において、1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して前記基Gに置換されていてもよい)を表し、
    X及びYは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、フッ素原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至20個のアルキル基(該アルキル基において、1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して前記基Gに置換されていてもよい)を表し、
    Eは、酸素原子、硫黄原子、-C(R)R-、-NH-、-NR-(式中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(当該アルキル基は非置換であるか、シアノ基により及び/若しくはハロゲン原子により一置換若しくは多置換されていてもよく、ここで該アルキル基において、1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して前記基Gに置換されていてもよい)を表し、Rは上記に示したとおりである)を表し、
    は、独立して、前記Sで定義されたものと同じ基を表し、
    Bは単結合を表すか、又は独立して前記Aで定義されたものと同じ基を表し、
    Dは、水素原子、-Si(CH、-Si(CH-O-Si(CH又は炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(当該アルキル基は非置換であるか、シアノ基、フッ素原子、塩素原子及び脂環式基からなる群から選択される基により、一置換又は多置換されていてもよく、ここで該アルキル基において、1つ以上の隣接しない-CH-基は、それぞれ独立して前記基Gにより代えられていてもよい)を表し、
    但しA、B、D、E、S、S、X、Yの組み合わせにおいて、Rに示す基が含まれることはない。]
    で表される光反応性化合物とを反応させることを特徴とする、
    下記一般式(3)-a又は(3)-b
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
    [式中、
    、R、S、S、A、X、Y、E、S、B、D及びnは上記に示したとおりであり、
    nが1の場合、
    は、単結合、-CH-、-CHR-、-C(R-(式中、Rは上記に示したとおりであり、同一炭素原子上に2つのRが結合している場合は、2つのRは互いに同一でも異なっていてもよい)、酸素原子、硫黄原子、-NH-又はNR-(式中、Rは上記に示したとおりである)を表し、
    nが2の場合、
    は、3価の窒素原子、3価のCHまたは3価のCR(式中、Rは上記に示したとおりである)を表し、
    但し-A-S-R-基又は-E-S-B-R-基において、Rに直接結合する基がカルボニル基、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子となる基は除かれるものである(但しE、S、Bが同時に単結合を表すことはない)。]
    で表されるアクリル化合物又はメタクリル化合物の製造方法。
  6. 前記一般式(1)において、
    は単結合を表すか、又は、非置換の又はシアノ基により及び/若しくはハロゲン原子により一置換若しくは多置換されている炭素原子数1乃至10の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基(ここで当該アルキレン基における1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して請求項5に記載の基Gに置換されていてもよい)を表し、
    前記一般式(2)-a又は(2)-bにおいて、
    は単結合を表すか、又は、非置換の又はシアノ基により及び/若しくはハロゲン原子により一置換若しくは多置換されている炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基(ここで当該アルキレン基における1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して請求項5に記載の基G又は請求項5に記載の一般式(Q)で表される基に置換されていてもよい)を表し、
    Aは下記群3に示す基(式中、-は隣接基との接続結合を示し、Meはメチル基を表し、Rは請求項5に示したとおりである)から選択される、炭素原子数2乃至18の脂肪族環基、芳香環基、又は複素環基から選ばれる2価の基を表し、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
    なお上記Aの脂肪族環、芳香環又は複素環は、非置換であるか、又は、ハロゲン原子、シアノ基及び炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(該アルキル基は非置換であるか、フッ素原子及び/又は塩素原子により一置換又は多置換されていてもよく、また該アルキル基において、1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して請求項5に記載の基Gに置換されていてもよい)からなる群から選択される基により一置換又は多置換されていてもよい、請求項5に記載のアクリル化合物又はメタクリル化合物の製造方法。
  7. 前記一般式(1)において、
    は-O-又は-NH-を表し、
    前記一般式(2)-a又は(2)-bにおいて、
    一般式(Q)中のC及びCは、それぞれ独立して、1,2-フェニレン基、1,3-フェニレン基、1,4-フェニレン基、1,2-シクロへキシレン基、1,3-シクロへキシレン基又は1,4-シクロへキシレン基を表し、
    Aは下記群4に示す基(式中、-は隣接基との接続結合を示す)から選択される、炭素原子数2乃至18の脂肪族環基、芳香環基、及び複素環基から選ばれる2価の基を表し、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
    なお上記Aの脂肪族環、芳香族環又は複素環は、非置換であるか、又は、ハロゲン原子、シアノ基及び炭素原子数1乃至20の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(該アルキル基は非置換であるか、フッ素原子及び/若しくは塩素原子により一置換又は多置換されていてもよく、また該アルキル基において、1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して請求項5に記載の基Gに置換されていてもよい)からなる群から選択される基により一置換又は多置換されている、
    請求項6に記載のアクリル化合物又はメタクリル化合物の製造方法。
  8. 前記一般式(2)-a又は(2)-bにおいて、
    一般式(Q)中のZ及びZは、それぞれ独立して、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-C≡C-、-N=N-及び単結合からなる群から選択される基を表し;
    X及びYは、それぞれ独立して、水素原子、メチル基又はシアノ基を表し、
    Eは、酸素原子、硫黄原子、-C(R)R-、-NH-又は-NR-(式中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1乃至10の環状、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基(当該アルキル基は非置換であるか、シアノ基により及び/若しくはハロゲン原子により一置換若しくは多置換されていてもよく、ここで該アルキル基において、1つ以上の隣接していない-CH-基は、それぞれ独立して請求項5に記載の基Gに置換されていてもよい)を表し、Rは上記に示したとおりである)を表し、
    り代えられていてもよい、
    請求項7に記載のアクリル化合物又はメタクリル化合物の製造方法。
  9. 前記一般式(1)で表されるイソシアネート化合物が、2-イソシアナトエチルメタクリレート又は2-イソシアナトエチルアクリレートである、請求項8に記載の製造方法。
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