JPH0448794B2 - - Google Patents

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JPH0448794B2
JPH0448794B2 JP60130495A JP13049585A JPH0448794B2 JP H0448794 B2 JPH0448794 B2 JP H0448794B2 JP 60130495 A JP60130495 A JP 60130495A JP 13049585 A JP13049585 A JP 13049585A JP H0448794 B2 JPH0448794 B2 JP H0448794B2
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JP
Japan
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compound
tetraoxaspiro
soc
refractive index
present
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JP60130495A
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JPS61289091A (ja
Inventor
Hirokane Taguchi
Hitoshi Kato
Hiroyuki Kato
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Toagosei Co Ltd
Original Assignee
Toagosei Co Ltd
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  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
  • Polyethers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(イ) 発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、新規なスピロオルソカーボネート化
合物に関する。 本発明の化合物は、重合性新規化合物であつ
て、例えば注型や成形材料、複合材料のマトリツ
クス、高屈折率樹脂、難燃性樹脂、接着剤あるい
は塗料等の原料として有用なものである。 〔従来の技術およびその問題点〕 これまでに、硬化時体積膨張を示す化合物とし
て種々のスピロオルソカーボネート(以下略称と
して「SOC」を用いる)が知られている。例え
ば工業的に製造しやすいSOCとして、3,3,
9,9−テトラメチル−1,5,7,11−テトラ
オキサスピロ〔5.5〕ウンデカン(以下EXP−301
と略す)や1,4:13,16−ジメタノ−8,10,
19,20−テトラオキサトリスピロ〔5.2.2.5.2.2〕
ヘネイコサン−2,14−ジエン(以下EXP−302
と略す)がある。これらのSOCはそれぞれ硬化
時16%、19%という大きな体積膨張を示す有用な
モノマーであるが、融点がそれぞれ145℃、275℃
と高く、また汎用エポキシ樹脂との相溶性も悪
く、注型成形等の作業性に限界があつた。従つ
て、より融点の低い、またエポキシ樹脂との相溶
性のよい硬化時体積膨張を示すSOCが望まれて
いる。 さらに、近年ガラスレンズにかわつてプラスチ
ツクレンズが用いられつつあり、その材料として
は屈折率(nD)=1.50のジエチレングリコールビ
スアリルカーボネートポリマーが主として利用さ
れている。しかし、通常のガラスレンズはnD
1.52以上を有していることから、ジエチレングリ
コールビスアクリルカーボネートポリマーより高
屈折率な透明樹脂が現在望まれている。従つて、
硬化物のnD 20が1.52以上あり、かつ光学素子の材
料として有効な高屈折率樹脂が望まれているが現
状である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記のように、従来知られているSOCは硬化
時の体積膨張が大きく有用であるが融点が高く、
かつ汎用樹脂との相溶性が悪く、従つて作業性な
どの点で問題を残している。一方、プラスチツク
レンズの分野では、通常のガラスレンズと同等以
上の屈折率の透明樹脂が望まれる。 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、本
発明の目的は、硬化時の体積膨張の点で有用であ
るとともに融点が低く汎用樹脂との相溶性も良好
で作業性等の点にすぐれており、しかも従来の透
明樹脂材料よりも屈折率が高くプラスチツクレン
ズとして有効に利用できる重合物が得られる、新
規なSOCを提供することである。 (ロ) 発明の構成 〔問題点を解決する手段およびその作用〕 本発明のスピロオルソカーボネート化合物は、
下記一般式で示されるものである。 但し上式において、RおよびR′は下記の〔1〕
で表わされるブロモメチル基である。) 〔1〕 BrCH2− 上記本発明の化合物は、融点が従来のSOC化
合物よりも低く、取扱い性が良い。また、汎用の
エポキシ樹脂への相溶性が良い。従つて、作業性
が良好である。 かつ本発明の化合物は、重合硬化時に体積膨張
を示し、各種の材料として有効に用いることがで
きる。 さらに本発明の化合物は、これを重合させる
と、硬化後の屈折率が約1.53あるいは1.57であ
る、透明高屈折率樹脂を与える。従つて本発明の
化合物は、適当なコモノマーとの組合せで体積変
化をゼロに調節すること(つまり収縮による光学
歪を低減すること)によつて、プラスチツクレン
ズなどの光学部材の材料として有効に用いられ
る。 このように本発明に係るSOC化合物は種々の
特長を有し、上述の従来技術の問題点を解決し得
る化合物である。 次に本発明の化合物の製造方法について述べ
る。 本発明に係るSOC化合物は、ジブロモネオペ
ンチルグリコールと、テトラメチルオルソカーボ
ネートや1,4,6,9−テトラオキサスピロ
〔4.4〕ノナン等の誘導体とのエステル交換反応に
より容易に製造できる。原料としてテトラメチル
オルソカーボネートや1,4,6,9−テトラオ
キサスピロ〔4.4〕ノナン以外に、テトラエチル
オルソカーボネート、テトラ−n−プロピルオル
ソカーボネート、テトラ−n−ブチルオルソカー
ボネート、テトラ−iso−ブチルオルソカーボネ
ート、テトラ−n−ペンチルオルソカーボネー
ト、2−メチル−1,4,6,9−テトラオキサ
スピロ〔4,4〕ノナン、2,7−ジメチル−
1,4,6,9−テトラオキサスピロ〔4.4〕ノ
ナン、2−クロロメチル−1,4,6,9−テト
ラオキサスピロ〔4.4〕ノナン、2−クロロメチ
ル−7−メチル−1,4,6,9−テトラオキサ
スピロ〔4.4〕ノナン、2−フエノキシメチル−
1,4,6,9−テトラオキサスピロ〔4.4〕ノ
ナン等も用いることができる。反応系における溶
媒の存否は本質的なものではないが、溶媒を使用
する方が反応を円滑に行なうことが出来る場合が
ある。使用できる溶媒としては、本反応に不活性
であれば特に制限されず例えば、クロロベンゼ
ン、トルエン、アニソール、メチルシクロヘキサ
ン、酢酸イソペンチル、ヘプタン、スチレン、エ
チルベンゼン、o−キシレン、m−キシレン、p
−キシレン、プロピルベンゼン、テトラクロロエ
チレンおよび1,1,2,2−テトラクロロエタ
ン、ジ−n−ブチルフタレート、ジ−n−オクチ
ルフタレート等が好適である。 エステル交換反応は無触媒でも行ない得る。好
ましくはエステル交換触媒を用いる。触媒として
は有機酸、無機酸、ルイス酸等の酸性触媒を用い
る方が好適であり、さらに具体的にはp−トルエ
ンスルホン酸、カチオン交換樹脂、安息香酸、酢
酸、硫酸、リン酸、塩化亜鉛、塩化アルミニウム
等の使用が望ましい。触媒の使用量は特に限定は
ないが、一般に原料SOCに対して0.001〜5モル
%、好ましくは0.1〜2モル%である。 反応温度は溶媒の有無使用溶媒などにより異な
るが、通常50〜240℃さらに好ましくは90〜200℃
が適当である。反応温度が低すぎると反応速度が
遅く、高温すぎると生成物あるいは原料SOCの
分解が生じ好ましくない。 〔発明の実施例〕 次に本発明を実施例および参考例によつてさら
に詳細に説明する。 実施例 1 本実施例では、3,3,9,9−テトラブロモ
メチル−1,5,7,11−テトラオキサスピロ
〔5.5〕ウンデカン、すなわち前記一般式のR、
R′がブロモメチルBrCH2−である下記化合物(1)
を合成し、またその物性を調べる。 まずこの化合物(1)の合成法について述べる。 冷却器を付けた水分定量受器、攪拌機およびチ
ツ素吹込み口管付きの3つ口フラスコに、原料物
質であるジブロモネオペンチルグリコール15.72
g(0.060mol)、2−メチル−1,4,6,9−
テトラオキサスピロ〔4.4〕ノナン4.82g
(0.033mol)、触媒としてp−トルエンスルホン
酸、モノハイドレート0.0314g(1.65×10-4mol)
および溶媒であるm−キシレン40mlを仕込み、チ
ツ素気流下オイルバス温度165℃で5.5時間加熱還
流し脱グリコール反応を行つた。留出グリコール
は2.45mlであつた。次に反応液より低圧でm−キ
シレンを除去し、得られた残渣(淡黄色固体)を
アセトンついでアセトン/n−ヘキサン混合溶液
系で再結晶操作を繰返すことによつて精製し、無
色片状結晶を5.95g得た。この結晶は核磁気共鳴
(NMR)スペクトル(第1図)、および赤外吸収
(IR)スペクトル(第2図)より、上記式(1)で示
されるものつまり3,3,9,9−テトラブロモ
メチル−1,5,7,11−テトラオキサスピロ
〔5.5〕ウンデカンと同定された。また単離収率は
37.3%であつた。この物質の詳しい物性値は以下
の通りである。 Γ 融点126.5〜128.5℃ Γ NMRスペクトル;(CDCl3
【表】 ΓIRスペクトル;(KBr法) 1035、1205cm-1(C−O−C) この化合物(1)を重合硬化させて得た硬化物につ
いては、参考例1で後述する。 実施例 2 本実施例においては、上記実施例1で得たのと
同じ化合物(1)を、別法で合成した。すなわちこの
実施例では、実施例1における2−メチル−1,
4,6,9−テトラオキサスピロ〔4.4〕ノナン
にかえてテトラメチルオルソカーボネートを用
い、実施例1とほぼ同様の操作によつて合成を行
つた。反応系には化合物(1)と似た融点の物質はな
いので、同定は融点を測定することによつて行な
うことができ、この結果、得られた物質が化合物
(1)であることを確認した。単離収率は55.4%であ
つた。 参考例 1 本参考例では、実施例1で得た化合物(1)を重合
させ、硬化物を得た。 すなわちこの実施例においては、上記実施例1
で得た化合物(1)つまり3,3,9,9−テトラブ
ロモメチル−1,5,7,11−テトラオキサスピ
ロ〔5.5〕ウンデカンを、三フツ化ホウ素・エー
テラート錯体を用いて150℃、2時間重合させた。
得られた無色透明の硬化物はnD 20=1.5674を与え
た。これは通常のガラス(屈折率1.52以上)と同
様に用いることができ、従つてプラスチツクレン
ズなどの光学素子の材料とてて有用である。 一方比較例として、従来より知られている
SOC化合物である3,3,9,9−テトラメチ
ル−1,5,7,11−テトラオキサスピロ〔5.5〕
ウンデカンを三フツ化ホウ素・エーテラート錯体
で150℃、3時間重合させたところ、得られた硬
化物のnD 20は1.4522であつた。これは従来のプラ
スチツクレンズの材料と同程度のものである。 なおいずれも、屈折率はアツベの屈折計を用
い、20℃にて測定した。 また、本参考例で得た化合物(1)の上記重合硬化
物は、原料物質であるポリマーとその比重を比べ
たところ、原料物質より比重が小さくなつてお
り、硬化時に膨張していることがわかる。 なお、光学材料として用いるときには、適当な
コモノマーを用いてこの体積膨張を容易にゼロに
することができ、従つて体積収縮による光学歪を
確実に防止できるので、光学材料として有効に用
い得るものである。 以上述べてきたように、本発明に係るSOCは
従来より知られているSOCに比べ、種々の特長
を有しており、それ自体の取扱い性も優れ、かつ
優れた重合硬化物を与えるものであつて、プラス
チツクレンズの材料としてのみではなく、その他
の広範な分野例えば注型等の成形材料、高屈折率
樹脂、難燃性樹脂、あるいは塗料等の原料として
有用な重合性化合物ということができる。 (ハ) 発明の効果 上述の如く、本発明の化合物は、重合硬化時の
体積膨張の点またそれ自体の融点などの面での作
業性の点などですぐれており、しかも重合硬化物
はその屈折率が高く光学材料に有用であるなど、
各種の分野に有効に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1で得た3,3,9,9−テト
ラブロモメチル−1,5,7,11−テトラオキサ
スピロ〔5.5〕ウンデカンのNMRスペクトルであ
り、第2図は、同化合物のIRスペクトル図であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 下記一般式で示されるスピロオルソカーボネ
    ート化合物。 (上式において、RおよびR′は下記の〔1〕で
    表わされるブロモメチル基である。) 〔1〕 BrCH2
JP60130495A 1985-06-15 1985-06-15 スピロオルソカ−ボネ−ト化合物 Granted JPS61289091A (ja)

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