JPH0665191A - ビニルベンジル化合物 - Google Patents

ビニルベンジル化合物

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JPH0665191A
JPH0665191A JP21942492A JP21942492A JPH0665191A JP H0665191 A JPH0665191 A JP H0665191A JP 21942492 A JP21942492 A JP 21942492A JP 21942492 A JP21942492 A JP 21942492A JP H0665191 A JPH0665191 A JP H0665191A
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JP
Japan
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vinylbenzyl
compound
group
polymerization
vinylbenzyl compound
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Application number
JP21942492A
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English (en)
Inventor
Shingo Matsuoka
信吾 松岡
Tadashi Hara
忠司 原
Hideki Kazama
秀樹 風間
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Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
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Publication date
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】高屈折率、高アッベ数、低比重で、耐光性、耐
衝撃性、ハードコート性、染色性、樹脂の加工時の無臭
性等に優れた有機ガラスの原料となる新規化合物を提供
する。 【構成】下記一般式 CH2=CHPhCH2OR1(SR2mSR1OCH2
hCH=CH2 (但し、R1及びR2は同種または異種のアルキレン基で
あり、mは0以上の整数であり、Phはフェニレン基で
ある。)で示されるビニルベンジル化合物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、透明性樹脂、特に眼鏡
用レンズの製造原料に適した単量体に関し、詳しくは、
特に高屈折率、高アッベ数、低比重であり、耐光性、耐
衝撃性、ハードコート性、染色性に優れ、成形加工時に
悪臭のない透明性樹脂の製造に適したビニルベンジル化
合物を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、無機ガラスに代わる有機ガラスに
ついては種々検討されているが、欠点も多く、まだ十分
に満足し得る性状のものは得られていない。例えば、メ
チルメタクリレートやジエチレングリコールビス(アリ
ルカーボネート)を主成分とする単量体を重合した重合
体は、光学材料やレンズとして使用されているが、その
屈折率は約1.50と低い。
【0003】近年、屈折率を高めるため、イオウ原子を
分子構造中に導入することが種々検討されている。例え
ば、特開昭59−164501号公報にスルフィド構造
を含むジスチレン化合物が開示されているほか、特開平
1−300201号公報および特開平1−309002
号公報などにビニル化合物とポリチオール化合物とを重
付加してなる樹脂が開示されている。上記のビニル化合
物の重付加により得られた樹脂はビニルベンジルチオ構
造を持つが、この樹脂は耐光性が充分でない他、樹脂の
研磨加工時に強いイオウ臭があるなどの欠点を有してい
るため、実用的なものではなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上のような先行技術
の下で、光学的な用途に好適に使用し得る有機ガラス、
すなわち、高屈折率、高アッベ数、低比重であり、耐光
性、耐衝撃性、ハードコート性、染色性に優れ、樹脂の
成形加工時に悪臭のない有機ガラスが強く望まれてい
る。
【0005】従って、本発明が解決しようとする課題
は、上記諸性質に優れた有機ガラスを与える単量体を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を克服すべく鋭意研究した結果、特定のビニルベンジ
ルオキシ構造を有するビニルベンジル化合物が、前記の
諸性質を具備した優れた単量体であることを見いだし、
本発明を完成するにいたった。
【0007】即ち、本発明は、下記一般式(1) CH2=CHPhCH2OR1(SR2mSR1OCH2PhCH=CH2 (1) (但し、R1及びR2は同種または異種のアルキレン基で
あり、mは0以上の整数であり、Phはフェニレン基で
ある。)で示されるビニルベンジル化合物である。
【0008】前記一般式(1)中、R1及びR2は、同種
または異種のアルキレン基であればよいが、炭素数の増
加に伴い屈折率が低下するため、炭素数2〜6個の範囲
で、特に2〜4個の範囲で選択することが好ましい。本
発明において好適に使用されるアルキレン基を具体的に
例示すれば、例えば、エチレン基、トリメチレン基、テ
トラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン
基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシ
レン基、ジメチルメチレン基等をあげることができる。
【0009】上記一般式(1)中、mは0以上の整数で
あればよいが、あまり大きくなりすぎると樹脂の硬度や
耐光性が低下するため、0〜6の範囲であることが好ま
しく、0〜3が特に好ましい。
【0010】本発明の化合物が有する2個のビニルベン
ジル基は、2−ビニルベンジル基、3−ビニルベンジル
基及び4−ビニルベンジル基のいずれであっても良い
が、本発明においては、3−ビニルベンジル基または4
−ビニルベンジル基が好ましい。
【0011】本発明で用いられるビニルベンジル化合物
を具体的に例示すると次のとおりである。ビス(p−ビ
ニルベンジルオキシエチル)スルフィド、ビス(p−ビ
ニルベンジルオキシプロピル)スルフィド、ビス(p−
ビニルベンジルオキシブチル)スルフィド、1,2―ビ
ス(2−p−ビニルベンジルオキシエチルチオ)エタ
ン、2,2―ビス(2−p−ビニルベンジルオキシエチ
ルチオ)プロパン、ビス(2−p−ビニルベンジルオキ
シ−2−メチルエチル)スルフィド、{2−(p−ビニ
ルベンジルオキシ)−2−メチルエチル}{2−(p−
ビニルベンジルオキシ)エチル}スルフィド等を挙げる
ことができる。
【0012】本発明の前記一般式(1)で示されるビニ
ルベンジル化合物は、次の手段によって同定、確認する
ことができる。
【0013】(ア)赤外吸収スペクトル(IR)を測定
することにより、1650〜1620cm-1に末端二重結
合に基づく吸収が観測される。
【0014】(イ)1H−核磁気共鳴スペクトル(1H−
NMR)を測定することにより化合物を容易に同定する
ことができる。特にビニルベンジル基の水素原子による
特徴的な吸収により同定できる。すなわち、末端のビニ
ル基に基づくピークが、5.0〜6.0ppmに水素原子
4個分に相当する二つの2重線と6.3〜7.0ppmに
水素原子2個分に相当する四重線として認められ、7〜
8ppmにベンゼン環上の8個分の水素原子に相当する多
重線が認められ、4〜5ppm付近にベンジル基の水素原
子4個分に相当するピークが単一線として観測される。
その他の水素原子が存在すれば、その結合様式に応じた
スペクトルパターンを示す。
【0015】(ウ)元素分析によって炭素、水素、イオ
ウの各重量%を求め、さらに認知された各元素の重量%
の和を100から減じることによって酸素の重量%を算
出することができ、該化合物の組成式を決定することが
出来る。
【0016】一般式(1)で示されるビニルベンジル化
合物は、どのような方法によって得ても良いが、一般に
は次に述べる方法により製造される。
【0017】下記式(2) CH2=CHPhCH2X (2) (但し、Xはハロゲン原子であり、Phはフェニレン基
である。)で示されるハロゲノメチルスチレンと、下記
式(3) HOR1(SR2mSR1OH (3) (但し、R1及びR2は同種または異種のアルキレン基で
あり、mは0以上の整数である。)で示されるジオール
とを反応させる方法である。すなわち、上記式(2)の
ハロゲノメチルスチレンと上記式(3)のジオールとを
塩基の存在下、脱ハロゲン化水素させることにより一般
式(1)のビニルベンジル化合物を製造することができ
る。両原料の仕込み比は、通常、一般式(2)で示され
るハロゲノメチルスチレン1モルに対して一般式(3)
で示されるジオールを0.2〜1.0モルになる範囲か
ら選択すればよいが、0.5モル近辺で用いることが特
に好ましい。
【0018】本反応には、一般に反応を促進させる目的
で、塩基を使用することが望ましい。塩基としては、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭
酸水素ナトリウム、水素化ナトリウム等の無機塩基やト
リエチルアミン、トリプロピルアミン、ピリジン、アニ
リン等のアミンがあげられる。塩基の量は、ジオール1
モルに対して2〜5モル用いることが好ましい。
【0019】本反応は無溶媒で行うこともできるが、有
機溶媒を用いるのが一般的である。好適に使用される溶
媒を例示すれば、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキ
サン、ヘプタン、塩化メチレン等の脂肪族または芳香族
炭化水素類あるいはハロゲン化炭化水素類;ジエチルエ
ーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエ−テル
類;N,N −ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチ
ルホルムアミド等のN,N−ジアルキルアミド類;ジメ
チルスルホキシド、水等が挙げられる。
【0020】また、溶媒または塩基を水溶液として用い
る場合は、テトラブチルアンモニウムブロマイド等の4
級アンモニウム塩等の相間移動触媒を用いることも反応
を促進させるために好ましい。
【0021】さらに、一般式(3)で示されるジオール
を予め塩基と反応させて金属アルコキシドとした後、一
般式(2)で示されるハロゲノメチルスチレンとの間で
エーテル化反応を行っても良い。
【0022】反応温度は溶媒の種類によって異なるが、
一般には0〜120℃が好ましく、特に10〜60℃が
好ましい。反応時間は原料の種類により一概に限定でき
ないが、1〜48時間が好ましい。反応混合物から目的
のビニルベンジル化合物を単離生成する方法は特に限定
されず公知の方法を採用できる。
【0023】本発明の一般式(1)で示されるビニルベ
ンジル化合物は、液状の単量体であり、屈折率が高く、
低分散、無色透明、比重が軽く、研磨しても悪臭のしな
い重合体を与える。
【0024】本発明のビニルベンジル化合物は単独で重
合することも可能であるが、他の共重合可能な単量体と
共重合することも可能である。これらの共重合可能な単
量体は、目的に応じて選択され、特に制限なく使用でき
る。これらの単量体を例示すると、メタクリル酸、無水
マレイン酸、フマル酸などの不飽和カルボン酸;アクリ
ル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ベンジ
ル、メタクリル酸フェニル、2−ヒドロキシエチルメタ
クリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエ
チレングリコールジメタクリレート、グリシジルメタク
リレート、ビスフェノールAジメタクリレート、2,2
−ビス(4−メタクリロイルオキシエトキシフェニル)
プロパン、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−メタ
クリロイルオキシエトキシフェニル)プロパン、トリフ
ルオロメチルメタクリレート等のアクリル酸及びメタク
リル酸エステル化合物;メチルチオメタクリレート、メ
チルチオアクリレート、フェニルチオメタクリレート、
ベンジルチオメタクリレート、エタンジチオールジチオ
メタクリレート等のチオアクリル酸及びチオメタクリル
酸エステル化合物;フマル酸モノメチル、フマル酸ジエ
チル、フマル酸ジフェニル等のフマル酸エステル化合
物;ジアリルフタレート、ジアリルテレフタレート、ジ
アリルイソフタレート、酒石酸ジアリル、エポキシコハ
ク酸ジアリル、ジアリルマレート、アリルシンナメー
ト、アリルイソシアヌレート、クロレンド酸ジアリル、
ヘキサフタル酸ジアリル、ジアリルカーボネート、アリ
ルジグリコールカーボネート等のアリル化合物;スチレ
ン、ジビニルベンゼン、クロロスチレン、α−メチルス
チレン、ビニルナフタレン、イソプロペニルナフタレ
ン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン等の芳香族ビニ
ル化合物;一分子中に(メタ)アクリロイル基を2つ以
上有するウレタン(メタ)アクリレートまたはエポキシ
(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの単量体
は単独で、または2種以上を混合して使用することがで
きる。
【0025】これらの単量体の種類は目的に応じて選択
すればよく、その使用量も目的に応じて選択すればよい
が、これらの単量体は前記ビニルベンジル化合物100
重量部に対して、0〜500重量部の範囲で用いること
が好ましい。
【0026】本発明のビニルベンジル化合物またはこれ
と共重合可能な単量体との混合物(以下、これらを単に
モノマーともいう。)の重合方法は特に限定的でなく、
公知の注型重合方法を採用できる。重合開始手段は、種
々の過酸化物やアゾ化合物などのラジカル重合開始剤の
使用、または紫外線、α線、β線、γ線等の照射あるい
は両者の併用によって行うことができる。代表的な重合
方法を例示すると、エラストマーガスケットまたはスペ
ーサーで保持されているモールド間に、ラジカル重合開
始剤を含む前記のモノマーを注入し、空気炉中で硬化さ
せた後、取り出す注型重合が採用される。
【0027】ラジカル重合開始剤としては、特に限定さ
れず、公知のものが使用できるが、代表的なものを例示
すると、ベンゾイルパーオキサイド、p−クロロベンゾ
イルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウ
ロイルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド等のジ
アシルパーオキサイド;t−ブチルパーオキシ−2−エ
チルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシジカーボネ
ート、クミルパーオキシネオデカネート、t−ブチルパ
ーオキシベンゾエート等のパーオキシエステル;ジイソ
プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘ
キシルパーオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチル
パーオキシジカーボネート等のパーカーボネート類;ア
ゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物である。
【0028】該ラジカル重合開始剤の使用量は、重合条
件や開始剤の種類、前記のモノマーの種類や組成によっ
て異なり一概に限定できないが、一般には、全単量体1
00重量部に対して0.01〜10重量部の範囲で用い
るのが好適である。
【0029】重合条件のうち、特に温度は得られる樹脂
の性状に影響を与える。この温度条件は、開始剤の種類
と量やモノマーの種類によって影響を受けるので、一概
には限定できないが、一般的に比較的低温下で重合を開
始し、ゆっくりと温度を上げていき、重合終了時に高温
下に硬化させるいわゆるテーパ型の2段重合を行うのが
好適である。
【0030】重合時間も温度と同様に各種の要因によっ
て異なるので、予めこれらの条件に応じた最適の時間を
決定するのが好適であるが、一般に2〜40時間で重合
が完結するように条件を選ぶのが好ましい。
【0031】また、紫外線を用いた公知の光重合によっ
ても同様に注型重合が実施できる。この際には、光重合
開始剤としてベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、
ベンゾインブチルエーテル、ベンゾフェノール、アセト
フェノン、4,4´−ジクロロベンゾフェノン、ジエト
キシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1
−フェニルプロパン−1−オン、ベンジルメチルケター
ル、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキ
シ−2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシ
クロヘキシルフェニルケトン、2−イソプロピルチオキ
サントン等が挙げられる。これらの光重合開始剤は、全
単量体100重量部に対して0.001〜5重量部の範
囲で用いるのが一般的である。
【0032】また、前記注型重合に際し、本発明のビニ
ルベンジル化合物を含むモノマーの一部または全部を予
め重合させ、液状のプレポリマーを製造した後に、必要
に応じてこのプレポリマーと共重合可能な単量体を混合
し、所定の注型重合を実施することも可能である。
【0033】勿論、前記重合に際し、離型剤、紫外線吸
収剤、酸化防止剤、着色防止剤、帯電防止剤、ケイ光染
料、染料、顔料等の各種安定剤、香料等の添加剤は必要
に応じて選択して使用することができる。
【0034】さらに、上記の方法で得られる樹脂は、そ
の用途に応じて以下のような処理を施すこともできる。
即ち、分散染料などの染料を用いる染色、シランカップ
リング剤やケイ素、ジルコニウム、アンチモン、アルミ
ニウム等の酸化物のゾルを主成分とするハードコート剤
や、有機高分子体を主成分とするハードコート剤による
ハードコーティング処理や、SiO2、TiO2、ZrO
2等の金属酸化物の薄膜の蒸着や有機高分子体の薄膜の
塗布等による反射防止処理、帯電防止処理等の加工及び
二次処理を施すことも可能である。
【0035】
【発明の効果】本発明のビニルベンジル化合物またはこ
れと共重合可能な単量体との混合物を重合することによ
り、研磨加工時の無臭性、耐光性に優れ、低比重である
無色透明樹脂を得ることができる。また、得られた樹脂
は高屈折率、高アッベ数であり、耐衝撃性、ハードコー
ト性、染色性に優れている。
【0036】得られる樹脂が研磨加工時の無臭性、耐光
性に優れ、低比重、且つ高屈折率である理由は、本発明
の化合物がビニルベンジルオキシ構造とイオウ原子を有
しているためと考えられる。
【0037】従って、本発明により得られる樹脂は有機
ガラスとして有用であり、例えば、眼鏡レンズ、光学機
器レンズ等の光学レンズに最適であり、その他、プリズ
ム、光ディスク基板、光ファイバーなどの光学ガラスに
好適に使用することができる。
【0038】
【実施例】以下、本発明を具体的に説明するために、実
施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。
【0039】なお、実施例において得られた樹脂は、下
記の試験法によって諸物性を測定した。
【0040】(1)屈折率及びアッベ数 アタゴ(株)製、アッベ屈折計を用いて、20℃におけ
る屈折率を測定した。接触液にはブロモナフタリンまた
はヨウ化メチレンを使用した。
【0041】(2)外観 目視により判定した。
【0042】(3)比重 ミラージュ貿易(株)製電子比重計(ED−120T
型)を用いて測定した。
【0043】(4)耐光性 スガ試験機(株)製ロングライフキセノンフェードメー
ター(FAC-25AX-HC型)中に試料を設置し、100時間
キセノン光を露光した後、スガ試験機(株)製色差計
(SM−4型)で試料のYIを測定し、初期のYIに対
する増加分ΔYIで示した。
【0044】(5)耐衝撃性 厚さ2mm、直径65mmの試料板に127cmの高さ
から16gの鋼球を自然落下させ、該試料板が破損しな
い場合を○、破損した場合を×で評価した。
【0045】(6)ハードコート性 ハードコート液(商品名:TS−56T、徳山曹達
(株)製)を用いて、試料にハードコート可能なものを
○、ハードコートできないものを×で評価した。
【0046】(7)染色性 分散染料(商品名:ビスタブラウン、服部セイコー
(株)製)を1Lの水に2g分散させて加熱した中に試
料を設置し、染色できたものを○、染色できないものを
×で評価した。
【0047】(8)臭気 東京光学機械(株)製の玉摺機(TOPCON ALE
−60)を用いて、試料の玉摺りを行った。ひどい悪臭
のするものを1、悪臭のするものを2、わずかに悪臭の
するものを3、ほとんど悪臭のないものを4、全く無臭
のものを5で評価した。
【0048】また、各実施例及び比較例で使用した化合
物は、以下のものである。
【0049】pVBES:ビス(p−ビニルベンジルオ
キシエチル)スルフィド
【0050】
【化1】
【0051】mVBES:ビス(m−ビニルベンジルオ
キシエチル)スルフィド
【0052】
【化2】
【0053】VBESE:1,2−ビス(2−p−ビニ
ルベンジルオキシエチルチオ)エタン
【0054】
【化3】
【0055】VPES:{2−(p−ビニルベンジルオ
キシ)−2−メチルエチル}{2−(p−ビニルベンジ
ルオキシ)エチル}スルフィド
【0056】
【化4】
【0057】VBTP:2,2―ビス(2−p−ビニル
ベンジルオキシエチルチオ)プロパン
【0058】
【化5】
【0059】また、以下の略号で示すモノマーを用い
た。
【0060】St:スチレン 2G:ジエチレングリコールジメタクリレート DAIP:ジアリルイソフタレート BzMA:ベンジルメタクリレート PTM:フェニルチオメタクリレート DVB:ジビニルベンゼン ClSt:o−クロロスチレン U−4HA:ウレタンアクリレート(新中村化学(株)
製) 40EM:エポキシアクリレート(共栄社油脂(株)
製) 実施例1 p−クロロメチルスチレン76.3g(0.5mol)
とβ−チオグリコール30.5g(0.25mol)を
テトラヒドロフラン200mlに溶解させ20%水酸化
ナトリウム水溶液110gおよびテトラブチルアンモニ
ウムブロミド2gを加え、60℃で5時間加熱攪拌し
た。反応終了後、希塩酸を加えて中和した後塩化メチレ
ンで抽出し、2度水洗を行った。有機層を無水硫酸マグ
ネシウムで乾燥し、溶媒を減圧下留去した。得られた油
状物をカラムクロマトグラフィーを用いて精製を行い、
ビス(p−ビニルベンジルオキシエチル)スルフィドを
無色透明の油状物として82.2g得た。
【0061】このもののIRスペクトルを図1に示し
た。1630cm-1にビニル基に基づく吸収が認められ
る。また、1H−NMR(CDCl3溶液、テトラメチル
シラン基準、ppm)スペクトルを図2に示した。δ2.7
5ppmとδ3.62ppmにそれぞれメチレン水素
(f)と(g)に由来する4個分のピークが結合定数6
Hzの3重線として、δ4.47ppmにベンジル水素
(e)に由来する4個分のピークが単一線として、δ
5.16ppmに水素(a)に由来する2個分のピーク
が結合定数10Hzの2重線で、δ5.67ppmに水
素(b)に由来する2個分のピークが結合定数18Hz
の2重線で、δ6.67ppmに水素(c)に由来する
2個分のピークが結合定数18Hz及び10Hzの4重
線で、δ7〜7.5ppm付近に芳香環に由来する8個
分のピークが多重線としてそれぞれ観測される。
【0062】
【化6】
【0063】また、元素分析値は(()内は計算値であ
る。)、C:74.59%(74.54%)、H:7.
22%(7.39%)、S:8.93%(9.05%)
であり計算値とよく一致した。
【0064】実施例2 表1に示した原料を用いた以外は、実施例1と同様の方
法でビニルベンジル化合物を得た。得られたビニルベン
ジル化合物の性質を表1に示した。
【0065】
【表1】
【0066】実施例3 表2に示すビニルベンジル化合物100重量部に対し
て、ラジカル重合開始剤として、t−ブチルパーオキシ
−2−エチルヘキサノエート1重量部を添加してよく混
合した。この混合液をガラス板とエチレン−酢酸ビニル
共重合体とからなるガスケットで構成された鋳型の中に
注入し、注型重合を行った。重合は空気炉を用い、30
℃から90℃まで15時間をかけ徐々に昇温し、90℃
で2時間保持した。重合終了後、鋳型を空気炉から取り
出し、放冷後、重合体を鋳型のガラスから取り外した。
【0067】得られた重合体の物性を表2に示した。
【0068】比較例1 実施例3におけるビニルベンジル化合物に代えて1,2
−ビス(ビニルベンジルチオ)エタン(以下、VBTE
と略す)を用いた他は実施例3と同様に実施した。得ら
れた重合体の物性を表2に併記した。
【0069】
【表2】
【0070】実施例4 表3に示すビニルベンジル化合物及びこれと共重合可能
な単量体とから成る混合物100重量部に重合開始剤と
してt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート
を1重量部混合し、実施例3と同様に実施した。得られ
た重合体の物性を表3に示した。
【0071】
【表3】
【0072】
【表4】
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、実施例1で得られた本発明のビニル
ベンジル化合物の赤外吸収スペクトルのチャートであ
る。
【図2】 図2は、実施例1で得られた本発明のビニル
ベンジル化合物の1H−核磁気共鳴スペクトルのチャー
トである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記一般式(1) CH2=CHPhCH2OR1(SR2mSR1OCH2PhCH=CH2 (1) (但し、R1及びR2は同種または異種のアルキレン基で
    あり、mは0以上の整数であり、Phはフェニレン基で
    ある)で示されるビニルベンジル化合物。
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