光學(xué)元件用化合物、光學(xué)材料和光學(xué)元件的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2011年5月24日、申請(qǐng)?zhí)枮?01110134975. X、發(fā)明名稱為"光 學(xué)元件用化合物、光學(xué)材料和光學(xué)元件"的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及光學(xué)材料用有機(jī)化合物以及使用光學(xué)元件用化合物的光學(xué)材料和光 學(xué)元件。特別地，本發(fā)明涉及具有獨(dú)特的光學(xué)特性的（甲基）丙烯酸酯化合物以及使用該 (甲基）丙烯酸酯化合物的光學(xué)材料和光學(xué)元件。
【背景技術(shù)】
[0003] 通常，由玻璃材料、有機(jī)樹(shù)脂等組成的光學(xué)材料的折射率隨著波長(zhǎng)減小而逐漸地 增加。表示折射率的色散性的指標(biāo)的實(shí)例包括阿貝數(shù)（V d)和二次色散特性（0g，F(xiàn))。阿 貝數(shù)和9g，F(xiàn)值是各個(gè)光學(xué)材料特有的值并且在許多情況下落在一定范圍內(nèi)。圖1是表示 相關(guān)技術(shù)中有機(jī)材料（玻璃材料和有機(jī)樹(shù)脂）的二次色散特性（Θ g，F(xiàn))與阿貝數(shù)之間關(guān)系 的圖。
[0004] 在這方面，阿貝數(shù)（V d)和二次色散特性（Θ g，F(xiàn))由下式表示。
[0005] 阿貝數(shù)（V d) = (nd-l)/(nF-nc)
[0006] 二次色散特性（Θ g，F(xiàn)) = (ng_nF) / (nF-nc)
[0007] (??示波長(zhǎng)587. 6nm下的折射率，n F表示波長(zhǎng)486. Inm下的折射率，n。表示波長(zhǎng) 656. 3nm下的折射率，和!^表示波長(zhǎng)435. 8nm下的折射率）
[0008] 同時(shí)，基于光學(xué)材料的構(gòu)成（材料種和分子結(jié)構(gòu)）的詳細(xì)設(shè)計(jì)，也已提出了具有上 述一定范圍外的優(yōu)異的光學(xué)特性（高Θ g，F(xiàn)特性）的光學(xué)材料（玻璃材料、有機(jī)樹(shù)脂等）。 例如，聚乙烯基咔唑，其用圖1中的A表示并且為有機(jī)樹(shù)脂，具有高于通用有機(jī)樹(shù)脂材料的 二次色散特性（高Θ g，F(xiàn)特性）。
[0009] 通常，折光系統(tǒng)中，能夠通過(guò)將具有不同色散特性的玻璃材料適當(dāng)組合來(lái)減小色 差。例如，關(guān)于望遠(yuǎn)鏡等的物鏡，通過(guò)將具有小色散且用作正透鏡元件的玻璃材料和具有大 色散且用作負(fù)透鏡元件的玻璃材料組合使用來(lái)校正軸上出現(xiàn)的色差。但是，例如，在透鏡的 構(gòu)造和數(shù)目有限的情況下和在使用的玻璃材料有限的情況下，充分地校正色差可能變得非 常困難。關(guān)于解決這樣問(wèn)題的一個(gè)方法，有通過(guò)充分利用具有反常色散特性的玻璃材料的 方法。通過(guò)使用該方法已設(shè)計(jì)了光學(xué)元件。
[0010]制備具有優(yōu)異的色差校正功能且具有非球狀表面等的形狀的光學(xué)元件的情況下， 例如，在球面玻璃等上模塑（mold)有機(jī)樹(shù)脂具有如下優(yōu)點(diǎn)：與使用玻璃材料作為該材料相 比，大量生產(chǎn)性、模塑性、形狀的靈活性和輕質(zhì)性優(yōu)異。但是，相關(guān)技術(shù)中有機(jī)樹(shù)脂的光學(xué)特 性落在圖1中所示的某有限范圍（二次色散特性（Θ g，F(xiàn))為0. 700以下），并且展現(xiàn)獨(dú)特的 色散特性的有機(jī)樹(shù)脂非常少。
[0011] 在上述背景下，日本專利公開(kāi)No. 2008-158361中，已提出了通過(guò)以預(yù)定的比例將 N-丙烯酰基咔唑、多官能聚酯丙烯酸酯、二羥甲基三環(huán)癸烷二丙烯酸酯和聚合引發(fā)劑混合 而制備的光學(xué)樹(shù)脂組合物。此外，日本專利公開(kāi)No. 2008-158361已報(bào)道了上述光學(xué)樹(shù)脂組 合物容易加工并且固化物用作具有足夠的反常色散和耐久性的材料。
[0012] 但是，目前不存在具有圖1中B所示區(qū)域內(nèi)的特性（高Θ g，F(xiàn)特性）和實(shí)用性（低 著色性、高透明性）的材料。此外，日本專利公開(kāi)No. 2008-158361中提出的每種材料具有 〇. 70以下的0g，F(xiàn)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 考慮上述【背景技術(shù)】而完成了本發(fā)明。本發(fā)明提供具有如下特性的光學(xué)有機(jī)材料用 化合物：折射率的色散特性（阿貝數(shù)（V d))和二次色散特性（0g，F(xiàn))高，可見(jiàn)光區(qū)中的透 射率高，并且色差校正功能給予高性能。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)材料用有機(jī)化合物是由下述通式（1)或（2)表示的化合物：
[0015]
(1) (2)
[0016] 式（1)中，X和Y各自表示選自以下取代基的取代基，
[0017]
[0018] 其中符號(hào)*表不與札或R2鍵合的端（hand)，RjP R 2各自表不選自氫原子、碳數(shù)為 1或2的烷基和（甲基）丙烯?；械娜〈?，ZJP Z 2各自表示選自氫原子、鹵素原子、碳 數(shù)為1或2的烷氧基、碳數(shù)為1或2的燒硫基、和取代或未取代的碳數(shù)為1或2的烷基中的 取代基，a和b各自表示0-2的整數(shù)，a為2時(shí)兩個(gè)以相同或不同，和b為2時(shí)兩個(gè)Z 2 可以相同或不同。
[0019] 通式（2)中，X表示選自以下取代基的取代基，
[0020]
[0021] 其中符號(hào)*表示與R11鍵合的端，Y表示選自以下取代基的取代基，
[0022]
[0023] 其中符號(hào)*表不與R12鍵合的端，R n和R12各自表不選自氫原子、碳數(shù)為1或2的 烷基和（甲基）丙烯?；械娜〈?，&表示選自氫原子、鹵素原子、碳數(shù)為1或2的烷氧 基、碳數(shù)為1或2的烷硫基、和取代或未取代的碳數(shù)為1或2的烷基中的取代基，c表示0-2 的整數(shù)，和c為2時(shí)兩個(gè)Z3可以相同或不同。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供具有如下特性的光學(xué)材料用有機(jī)化合物：折射率的色散特 性（阿貝數(shù)（V d))和二次色散特性（Θ g，F(xiàn))高并且色差校正功能給予高性能。
[0025] 因此，通過(guò)將包括根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)材料用有機(jī)化合物的光學(xué)材料模塑而制備的 光學(xué)元件能夠高效地消除色差。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠使光學(xué)系統(tǒng)更輕質(zhì)和小型。
[0026] 由以下參照附圖對(duì)示例性實(shí)施方案的說(shuō)明，本發(fā)明進(jìn)一步的特征將變得清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1為表示可商購(gòu)的光學(xué)材料的二次色散特性與阿貝數(shù)之間關(guān)系的坐標(biāo)圖。
[0028] 圖2A和2B為表示根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)元件的實(shí)例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 以下對(duì)本發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)材料用有機(jī)化合物是由下述通式（1) 或通式（2)表示的化合物。
[0030] (1) CN 105137508 A 下ι 4/34 貝
(2)
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)材料用有機(jī)化合物是具有由下述（IA)或（2A)表示的部分結(jié)構(gòu) 作為基本骨架的化合物并且可以是具有由下述（IA)或（2Α)表示的部分結(jié)構(gòu)和（甲基）丙 烯?；模谆┍┧狨セ衔?，
[0032]
(IA) _
[0033] 通式（2Α)和通式（3Α)中，X。和Y。各自表示氧原子或硫原子。
[0034] 在這方面，根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)材料用有機(jī)化合物的實(shí)施方案將后述。
[0035] 首先，對(duì)通式（1)所示的化合物進(jìn)行說(shuō)明。通式（1)中，X和Y各自表示選自以下 取代基的取代基。
[0036] CN 105137508 A VL b/34 貝
[0037] 關(guān)于通式⑴中X和Y所示的取代基，符號(hào)*表示與R1SR2鍵合的端。
[0038] 通式⑴中，M5PR2各自表示選自氫原子、碳數(shù)為1或2的烷基和（甲基）丙烯 ?；械娜〈?br>[0039] 對(duì)于札和R 2所示的烷基，可提及甲基和乙基。
[0040] 通式⑴中，ZjP Z2各自表示選自氫原子、鹵素原子、碳數(shù)為1或2的烷氧基、碳 數(shù)為1或2的燒硫基、和取代或未取代的碳數(shù)為1或2的烷基中的取代基。
[0041] 關(guān)于ZJP Z 2所示的鹵素原子，可提及氟、氯、溴和碘。
[0042] 關(guān)于ZJP Z 2所示的烷氧基，可提及甲氧基和乙氧基。
[0043] 關(guān)于ZJP Z 2所示的烷硫基，可提及甲硫基和乙硫基。
[0044] 關(guān)于ZJP Z2所示的烷基，可提及甲基和乙基。此外，該烷基可具有選自（甲基）丙 烯酰氧基、（甲基）丙烯酰氧基乙氧基、2-羥基乙氧基、2-巰基乙氧基、2-巰基乙硫基、（甲 基）丙烯酰氧基丙氧基、3-羥基丙氧基、3-巰基丙氧基、3-巰基丙硫基、（甲基）丙烯酰氧 基丁氧基、4-羥基丁氧基、4-巰基丁氧基、4-巰基丁硫基、烯丙氧基、烯丙硫基、4-乙烯基芐 氧基、環(huán)氧乙烷基甲氧基、環(huán)氧乙烷基乙氧基、硫雜丙環(huán)基甲氧基、硫雜丙環(huán)基乙氧基、甲硫 基、乙硫基、甲氧基和乙氧基中的取代基。
[0045] 通式（1)中，a和b各自表示0-2的整數(shù)。其中，a為2時(shí)兩個(gè)Z1可以相同或不同， 和b為2時(shí)兩個(gè)厶可以相同或不同。考慮到合成的容易性，a和b可各自為0或1。
[0046] 接下來(lái)，對(duì)通式（1)所示的化合物的實(shí)施方案進(jìn)行說(shuō)明。由通式（1)表示的化合 物的實(shí)施方案可大致分為下述的項(xiàng)（1-1)和（1-2)。
[0047] (1-1) X和Y各自表示選自下述取代基的取代基的情形
[0048]
[0049] (1-2)X和Y各自表示硫原子（-S-)或氧原子（-0-)的情形
[0050] 根據(jù)項(xiàng)（1-1)的實(shí)施方案能夠滿足下述項(xiàng)（1-1-1)-(1-1-3)。
[0051] (1-1-1) X和Y各自表示選自下述取代基的取代基
[0052] ^-O-CH2CH2-O- *-〇-CH 2CH2-S-
[0053] ^-O-CH2CH2CH2-O- *-〇-CH 2CH2CH2_S-
[0054] ^-O-CH2CH2CH2CH 2-S- *-〇_CH2CH2CH 2CH2-〇-
[0055] (1-1-2)M5P R2各自表示選自氫原子、碳數(shù)為I或2的烷基和（甲基）丙烯?；?中的取代基
[0056] (1-1-3) ZjP Z2各自表示選自氫原子、鹵素原子、碳數(shù)為1或2的烷氧基、碳數(shù)為1 或2的烷硫基、和取代或未取代的碳數(shù)為1或2的烷基中的取代基
[0057] 特別地，根據(jù)項(xiàng)（1-1)的實(shí)施方案能夠滿足上述的項(xiàng)（1-1-1)和下述的項(xiàng)（1-1-4) 和（1-1-5) 〇
[0058] (1-1-4)札和R2各自表示氫或（甲基）丙烯酰基
[0059] (1-1-5) ZjP Z2各自表示選自氫原子、鹵素原子、碳數(shù)為1或2的烷氧基、碳數(shù)為1 或2的烷硫基和碳數(shù)為1或2的烷基中的取代基
[0060] 在項(xiàng)（1_2)的情形下，能夠滿足下述的項(xiàng)（1_2_1) - (1_2_3)。
[0061] (1-2-1)Χ 和 Y 各自表示-S-或-〇-
[0062] (1-2-2) &和R 2各自表示氫或碳數(shù)為1或2的烷基
[0063] (1-2-3) ZjP Z2各自表示選自氫原子、鹵素原子、碳數(shù)為1或2的烷氧基、碳數(shù)為1 或2的烷硫基和取代或未取代的碳數(shù)為1或2的烷基中的取代基
[0064] 此外，根據(jù)項(xiàng)（1-2)的實(shí)施方案能夠滿足上述的項(xiàng)（1-2-1)和（1-2-2)以及下述 的項(xiàng)（1-2-4)。
[0065] (1-2-4) ZjP Z 2各自表示氫原子或者取代或未取代的碳數(shù)為1或2的烷基
[0066] 特別地，根據(jù)項(xiàng)（1-2)的實(shí)施方案能夠滿足上述的項(xiàng)（1-2-1)和（1-2-4)以及下 述的項(xiàng)（1-2-5)。
[0067] (1-2-5)札和R 2各自表示碳數(shù)為1或2的烷基
[0068] 同時(shí)，ZJP Z 2各自表示具有取代基且碳數(shù)為1或2的烷基的情形下，該烷基的具 體結(jié)構(gòu)可以是下述通式（3)所示的結(jié)構(gòu)。
[0069]
(3)
[0070] 通式（3)中，符號(hào)**表示鍵合端，m表示0或1，和η表示2-4的整數(shù)?？紤]到合 成的容易性，m可為0。在任一個(gè)的結(jié)構(gòu)為通式（3)所示的結(jié)構(gòu)的情形下，該化合 物自身具有更柔性的結(jié)構(gòu)，由此能夠降低該化合物自身的熔點(diǎn)。從模塑的容易性的觀點(diǎn)出 發(fā)，可以說(shuō)該化合物自身的熔點(diǎn)的降低是有利的。
[0071] 接下來(lái)，對(duì)通式（2)所示的化合物進(jìn)行說(shuō)明。
[0072] CN 105137508 A 1冗 P月卞> 7/34 頁(yè)
(2)
[0073] 通式（2)中，X表示選自以下取代基的取代基。
[0074] *-S- ^-O-CH2CH 2-S-
[0075] ^-S-CH2CH2-S- ^-O-CH 2CH2CH2-S-
[0076] ^-S-CH2CH2CH2-S- ^-O-CH2CH2CH2CH2-S-
[0077] ^-S-CH2CH2CH2CH 2-S-
[0078] 關(guān)于通式⑵中X所示的取代基，符號(hào)*表示與R11鍵合的端。
[0079] 通式（2)中，Y表示選自下述取代基的取代基。
[0080]
[0081] 關(guān)于通式（2)中Y所示的取代基，符號(hào)*表示與R12鍵合的端。
[0082] 通式⑵中，R11和R12各自表示選自氫原子、碳數(shù)為1或2的烷基和（甲基）丙烯 ?；械娜〈?。
[0083] 關(guān)于R11和R12所示的烷基，可提及甲基和乙基。
[0084] 通式⑵中，Z3表示選自氫原子、素原子、碳數(shù)為1或2的烷氧基、碳數(shù)為1或2 的烷硫基和取代或未取代的碳數(shù)為1或2的烷基中的取代基。
[0085] 關(guān)于Z3所示的烷氧基，可提及甲氧基和乙氧基。
[0086] 關(guān)于Z3所示的烷硫基，可提及甲硫基和乙硫基。
[0087] 關(guān)于Z3所示的烷基，可提及甲基和乙基。此外，該烷基可具有取代基，該取代基選 自（甲基）丙烯酰氧基、（甲基）丙烯酰氧基乙氧基、2-羥基乙氧基、2-巰基乙氧基、2-巰 基乙硫基、（甲基）丙烯酰氧基丙氧基、3-羥基丙氧基、3-巰基丙氧基、3-巰基丙硫基、（甲 基）丙烯酰氧基丁氧基、4-羥基丁氧基、4-巰基丁氧基、4-巰基丁硫基、烯丙氧基、烯丙硫 基、4-乙烯基芐氧基、環(huán)氧乙烷基甲氧基、環(huán)氧乙烷基乙氧基、硫雜丙環(huán)基甲氧基、硫雜丙環(huán) 基乙氧基、甲硫基、乙硫基、甲氧基和乙氧基。
[0088] 通式（2)中，c表示0-2的整數(shù)。c為2時(shí)，兩個(gè)&可以相同或不同?？紤]到合成 的容易性，c可為0或1。
[0089] 接下來(lái)，對(duì)通式（2)所示化合物的實(shí)施方案進(jìn)行說(shuō)明。通式（2)所示化合物的實(shí) 施方案能夠滿足下述的項(xiàng)（2-1)-(2-4)。
[0090] (2-1) X表示選自下