JP5284866B2 - Photosensitive composition containing vinylcyclopropane compound - Google Patents
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Description
本発明は、ビニルシクロプロパン化合物を含む感光性組成物に関する。
本発明のビニルシクロプロパン化合物を含む感光性組成物は、特にホログラム光記録媒体の材料として好適である。
The present invention relates to a photosensitive composition containing a vinylcyclopropane compound.
The photosensitive composition containing the vinylcyclopropane compound of the present invention is particularly suitable as a material for a hologram optical recording medium.
従来より、ホログラフの原理を用いたホログラム光記録媒体の開発が進められている。これらのホログラム光記録媒体への情報の記録は、イメージ情報を含んだ情報光と参照光とを感光性組成物からなる記録層中で重ね合わせ、そのときにできる干渉縞を記録層に書き込むことによって行われる。そして、情報が記録された記録層に所定の角度で参照光を入射させることにより、形成された干渉縞による参照光の光回折が起こり、情報光が再生される。 Conventionally, development of a holographic optical recording medium using a holographic principle has been advanced. Information is recorded on these hologram optical recording media by superimposing information light including image information and reference light in a recording layer made of a photosensitive composition, and writing interference fringes formed at that time on the recording layer. Is done by. Then, by making the reference light incident on the recording layer on which information is recorded at a predetermined angle, light diffraction of the reference light by the formed interference fringes occurs, and the information light is reproduced.
近年、超高密度光記録のため、体積ホログラムが実用域で開発され、注目を集めている。体積ホログラムとは、光記録媒体の厚み方向への記録も積極的に活用して、三次元的に干渉縞を書き込む方式であり、厚みを増すことで回折効率を高め、多重記録を用いて記録容量の増大を図ることができるという特長がある。 In recent years, volume holograms have been developed in practical use for ultra-high density optical recording, and are attracting attention. Volume hologram is a method of writing interference fringes in three dimensions by actively utilizing recording in the thickness direction of the optical recording medium, increasing the diffraction efficiency by increasing the thickness, and recording using multiple recording There is a feature that the capacity can be increased.
このような体積ホログラム光記録媒体では、記録密度が高いことが重要な要素となるが、通常のフォトポリマーを用いた記録方式では、光重合性モノマーの重合時に生ずる体積収縮によって記録干渉縞の歪みが発生し、データの入出力時にエラーを引き起こすという重大な問題がある(非特許文献1)。この体積収縮を低減する方法として、体積ホログラム記録媒体にフィラーを加えるという方法がある。この場合、フィラーは体積収縮を引き起こす重合には関与しないため、記録層全体として重合時の体積収縮を抑制する効果がある。しかし、フィラーの添加量を増やすほど記録容量を低減させてしまうというデメリットもある。 In such volume hologram optical recording media, a high recording density is an important factor. However, in a recording system using a normal photopolymer, distortion of recording interference fringes is caused by volume contraction that occurs during polymerization of a photopolymerizable monomer. Occurs, and there is a serious problem that an error is caused at the time of data input / output (Non-Patent Document 1). As a method for reducing the volume shrinkage, there is a method of adding a filler to the volume hologram recording medium. In this case, since the filler does not participate in polymerization that causes volume shrinkage, the recording layer as a whole has an effect of suppressing volume shrinkage during polymerization. However, there is a demerit that the recording capacity is reduced as the amount of filler added is increased.
また、体積収縮が比較的小さいとされるビニルシクロプロパン構造を組み込み、重合に伴う体積収縮の低減を図ったモノマー化合物が提案されている。体積収縮を抑制できる化合物の例として、フェニルエステル基やアダマンチルエステル基置換のビニルシクロプロパン構造を有し、重合時に体積が膨張する重合性モノマーが開示されている(非特許文献2、3)。
In addition, a monomer compound has been proposed in which a vinylcyclopropane structure, which is said to have a relatively small volume shrinkage, is incorporated to reduce volume shrinkage associated with polymerization. As an example of a compound capable of suppressing volume shrinkage, a polymerizable monomer having a phenyl ester group or adamantyl ester group-substituted vinylcyclopropane structure and expanding in volume at the time of polymerization is disclosed (
上記非特許文献2及び非特許文献3に挙げられたこれら重合性モノマーは室温で固体であるため、各種産業分野で求められている利便性の高い低重合収縮性モノマーという観点からは実用に不向きであるという問題が残されている。
本発明は、重合前は常温で低粘度の液状であり、かつ、熱及び光ラジカル開始剤を用い
て重合させた場合に体積収縮率が小さい化合物を用いることによって、体積収縮が小さい感光性組成物、そして体積ホログラム記録用組成物として用いた際には記録容量が大きい感光性組成物を提供することを目的とする。
Since these polymerizable monomers listed in Non-Patent
The present invention is a photosensitive composition having a small volume shrinkage by using a compound having a low viscosity at room temperature before polymerization and having a small volume shrinkage when polymerized using heat and a photo radical initiator. It is an object to provide a photosensitive composition having a large recording capacity when used as a volume hologram recording composition.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、分子内にシクロアルキル基を有する特定のビニルシクロプロパン化合物を重合性モノマーとして感光性組成物に用いることにより、重合前には液状でありながら、しかも重合収縮を抑制する効果を発現しうることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、第1観点として、(a)式(1)
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have used a specific vinylcyclopropane compound having a cycloalkyl group in the molecule as a polymerizable monomer in the photosensitive composition, so that The present invention has been completed by finding out that it is liquid and can exhibit an effect of suppressing polymerization shrinkage.
That is, the present invention provides (a) Formula (1) as a first aspect.
(式(1)中、X及びYは互いに同一であっても異なっていてもよく、それぞれC(=O)R1、C(=O)OR1、OC(=O)R1、C(=O)SR1、SC(=O)R1、C(
=O)NR1R2、SO2R1又はR1を表し、
R1は非置換の、又は、炭素原子数1乃至12の直鎖アルキル基、炭素原子数3乃至12
のシクロアルキル基、炭素原子数1乃至12のアルコキシ基、炭素原子数1乃至12のアシル基、炭素原子数1乃至12のアシルオキシ基及びヒドロキシ基からなる群から選択される置換基によって置換された炭素原子数3乃至18のシクロアルキル基を表し、
R2は水素原子、アルキル基、アリール基又はヘテロ環基を表す。)で表されるビニルシ
クロプロパン化合物を含有する感光性組成物に関する。
第2観点として、前記感光性組成物の体積に基いて、前記ビニルシクロプロパン化合物が50体積%以上を占める、第1観点に記載の感光性組成物に関する。
第3観点として、さらに(b)光重合開始剤、及び(c)無機微粒子を含む組成物であって、それをパターン露光すると組成物内部において相互拡散が生じ、空間的な屈折率変調パターンが形成されることを特徴とする、第1観点又は第2観点に記載の感光性組成物に関する。
第4観点として、前記ビニルシクロプロパン化合物が10乃至3,000mPa・sの粘度を有するものである、第1観点乃至第3観点のうち何れか一項に記載の感光性組成物に関する。
第5観点として、前記ビニルシクロプロパン化合物が1.45乃至1.55の屈折率を有するものである、第1観点乃至第4観点のうち何れか一項に記載の感光性組成物に関する。
第6観点として、前記式(1)中、X及びYがC(=O)OR1を表す、第1観点乃至
第5観点のうち何れか一項に記載の感光性組成物に関する。
第7観点として、前記式(1)中、R1が非置換の、又は、炭素原子数1乃至12の直
鎖アルキル基、炭素原子数3乃至12のシクロアルキル基、炭素原子数1乃至12のアルコキシ基、炭素原子数1乃至12のアシル基、炭素原子数1乃至12のアシルオキシ基及びヒドロキシ基からなる群から選択される置換基によって置換された炭素原子数5乃至8のシクロアルキル基を表す、第1観点乃至第6観点のうち何れか一項に記載の感光性組成物に関する。
第8観点として、第1観点乃至第7観点のうち何れか一項に記載の感光性組成物よりなるホログラム記録層に関する。
第9観点として、第8観点に記載のホログラム記録層が支持体上に形成され、該ホログラム記録層が保護材で覆われているホログラム記録媒体に関する。
(In the formula (1), X and Y may be the same as or different from each other, and C (═O) R 1 , C (═O) OR 1 , OC (═O) R 1 , C ( = O) SR 1 , SC (= O) R 1 , C (
= O) represents NR 1 R 2 , SO 2 R 1 or R 1 ,
R 1 is unsubstituted or a linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or 3 to 12 carbon atoms.
Substituted by a substituent selected from the group consisting of a cycloalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an acyl group having 1 to 12 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 12 carbon atoms, and a hydroxy group. Represents a cycloalkyl group having 3 to 18 carbon atoms,
R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a heterocyclic group. It is related with the photosensitive composition containing the vinylcyclopropane compound represented by this.
As a 2nd viewpoint, based on the volume of the said photosensitive composition, it is related with the photosensitive composition as described in a 1st viewpoint in which the said vinyl cyclopropane compound occupies 50 volume% or more.
As a third aspect, the composition further comprises (b) a photopolymerization initiator and (c) inorganic fine particles, and when this is subjected to pattern exposure, mutual diffusion occurs in the composition, and a spatial refractive index modulation pattern is formed. The photosensitive composition according to the first aspect or the second aspect is characterized by being formed.
As a fourth aspect, the present invention relates to the photosensitive composition according to any one of the first to third aspects, wherein the vinylcyclopropane compound has a viscosity of 10 to 3,000 mPa · s.
As a fifth aspect, the present invention relates to the photosensitive composition according to any one of the first to fourth aspects, wherein the vinylcyclopropane compound has a refractive index of 1.45 to 1.55.
As a sixth aspect, the present invention relates to the photosensitive composition according to any one of the first aspect to the fifth aspect, wherein X and Y in the formula (1) represent C (═O) OR 1 .
As a seventh aspect, in the formula (1), R 1 is unsubstituted or a linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or 1 to 12 carbon atoms. A cycloalkyl group having 5 to 8 carbon atoms substituted with a substituent selected from the group consisting of an alkoxy group of the above, an acyl group having 1 to 12 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 12 carbon atoms, and a hydroxy group. The present invention relates to the photosensitive composition according to any one of the first to sixth aspects.
As an eighth aspect, the present invention relates to a hologram recording layer comprising the photosensitive composition according to any one of the first aspect to the seventh aspect.
As a ninth aspect, the present invention relates to a hologram recording medium in which the hologram recording layer according to the eighth aspect is formed on a support and the hologram recording layer is covered with a protective material.
本発明の感光性組成物は、重合前には液状であり、且つその粘性が低いことから、実際の使用場面における取り扱いが容易である。そして、含有する式(1)で表されるビニルシクロプロパン化合物は、従来の重合性モノマーと比べて、重合に伴う体積収縮が小さいことから、低収縮性材料としての用途が期待できる。さらに、本発明の感光性組成物は低屈折率であることから、特に光学用途向けの材料としての用途が期待できる。
従って、本発明の感光性組成物は、硬化後の体積収縮が少ない特性を利用して、例えば接着剤、セメント、歯科材料、単板材料、複合材料、又は成形体として利用することができる。さらに、体積収縮が少ないことに加えてその低屈折率、高透明性、重合前の低い粘性等の特性を利用して、例えばカメラプリズム、コーティング材料、光学窓材料、非線形型光学素子、光記録材料、ギャップフィル材料、体積ホログラム等の光学材料として利用することができる。
Since the photosensitive composition of the present invention is in a liquid state before polymerization and its viscosity is low, it is easy to handle in actual use situations. And since the vinylcyclopropane compound represented by Formula (1) to contain has a small volume shrinkage accompanying superposition | polymerization compared with the conventional polymerizable monomer, the use as a low shrinkage | contraction material can be anticipated. Furthermore, since the photosensitive composition of the present invention has a low refractive index, it can be expected to be used as a material particularly for optical applications.
Therefore, the photosensitive composition of the present invention can be used as, for example, an adhesive, a cement, a dental material, a veneer material, a composite material, or a molded body by utilizing the property that the volume shrinkage after curing is small. Furthermore, in addition to low volume shrinkage, its characteristics such as low refractive index, high transparency, low viscosity before polymerization, etc., for example, camera prism, coating material, optical window material, nonlinear optical element, optical recording It can be used as an optical material such as a material, a gap fill material, and a volume hologram.
特に本発明の感光性組成物は前述したように低粘度であるため、無機微粒子を重合性モノマー(ビニルシクロプロパン化合物)中に均一分散させることによって、低光分散損失で高回折効率を有する体積位相型ホログラム記録材料用の感光性組成物として、有用な組成物となる。
そして本発明のホログラム記録層は体積収縮の少ない上記感光性組成物を含むことから、記録される干渉縞の歪みが発生しにくく、データの入出力時に起きていたエラーを大幅に抑制することができ、高多重特性を実現できる。また体積収縮抑制のために従来使用されたフィラー等による記録容量の減少が生じることがない。
従って上記記録層を含む本発明のホログラム記録媒体は、光散乱損失が低く、回折効率が高く、しかもデータの入出力時にエラーが小さく、記録容量が大きい、高密度で高い記録感度を得ることができる。
In particular, since the photosensitive composition of the present invention has a low viscosity as described above, a volume having low diffraction loss and high diffraction efficiency can be obtained by uniformly dispersing inorganic fine particles in a polymerizable monomer (vinylcyclopropane compound). The composition is useful as a photosensitive composition for a phase hologram recording material.
And since the hologram recording layer of the present invention contains the above photosensitive composition having a small volume shrinkage, distortion of interference fringes to be recorded hardly occurs, and errors that occurred during data input / output can be greatly suppressed. And high multiplex characteristics can be realized. Further, the recording capacity is not reduced by the filler used conventionally for suppressing the volume shrinkage.
Therefore, the hologram recording medium of the present invention including the recording layer has a low light scattering loss, a high diffraction efficiency, a small error at the time of data input / output, a large recording capacity, a high density and a high recording sensitivity. it can.
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明の感光性組成物に含まれる(a)ビニルシクロプロパン化合物は、前記式(1)で表される化合物である。
本発明は、構造中にシクロアルキル基を有するビニルシクロプロパン化合物を重合性モノマーとして用いる点を特徴としている。シクロアルキル基はその構造がフレキシブルであることから、当該ビニルシクロプロパン化合物を含む感光性組成物が低粘度の液体となることを実現している。また上記ビニルシクロプロパン化合物は、その置換基の選択により、炭素原子、水素原子、若しくは酸素原子のみからなるため、該化合物を含む感光性組成物の低屈折率化も可能であることを特徴としている。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The (a) vinylcyclopropane compound contained in the photosensitive composition of the present invention is a compound represented by the formula (1).
The present invention is characterized in that a vinylcyclopropane compound having a cycloalkyl group in the structure is used as a polymerizable monomer. Since the structure of the cycloalkyl group is flexible, it has been realized that the photosensitive composition containing the vinylcyclopropane compound becomes a low-viscosity liquid. Further, the vinylcyclopropane compound is composed of only a carbon atom, a hydrogen atom, or an oxygen atom depending on the choice of the substituent, and therefore, the photosensitive composition containing the compound can have a low refractive index. Yes.
前記式(1)において、X及びYは互いに同一であっても異なっていてもよく、それぞれC(=O)R1、C(=O)OR1、OC(=O)R1、C(=O)SR1、SC(=O)R1、C(=O)NR1R2、SO2R1、又はR1を表す。上記X及びYは、好ましくはC(=O)OR1を表すことが望ましい。
R1は置換されていてもよい炭素原子数3乃至18のシクロアルキル基を表し、R2は水
素原子、アルキル基、アリール基、又はヘテロ環基の何れかを表す。ここで、R1におけ
るシクロアルキル基の置換基としては炭素原子数1乃至12の直鎖アルキル基、炭素原子数3乃至12のシクロアルキル基、炭素原子数1乃至12のアルコキシ基、炭素原子数1乃至12のアシル基、炭素原子数1乃至12のアシルオキシ基及びヒドロキシ基からなる群から選択される。
In the formula (1), X and Y may be the same or different from each other, and C (═O) R 1 , C (═O) OR 1 , OC (═O) R 1 , C ( = O) SR 1 , SC (= O) R 1 , C (= O) NR 1 R 2 , SO 2 R 1 , or R 1 . X and Y preferably represent C (═O) OR 1 .
R 1 represents an optionally substituted cycloalkyl group having 3 to 18 carbon atoms, and R 2 represents any one of a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, and a heterocyclic group. Here, the substituent of the cycloalkyl group in R 1 is a linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, or the number of carbon atoms. It is selected from the group consisting of an acyl group having 1 to 12 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 12 carbon atoms, and a hydroxy group.
R1の具体例としては、種々の基を挙げることができるが、中でも非置換の、前記置換
基によって置換された炭素原子数5乃至8のシクロアルキル基であることが好ましく、特にシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基又はシクロオクチル基であることが好ましい。
Specific examples of R 1 include various groups. Among them, an unsubstituted cycloalkyl group having 5 to 8 carbon atoms substituted by the above substituent is preferable, particularly a cyclopentyl group, A cyclohexyl group, a cycloheptyl group or a cyclooctyl group is preferred.
R2の具体例としては、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペン
チル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フリル基、チエニル基、ピロリル基、オキサゾリル基、イソオキサゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサジアゾリル基、フラザニル基、チアジアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、ピリジル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ベンゾ[b]チエニル基、インドリル基、イソインドリル基、1H−インダゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、1H−ベンゾトリアゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、シンノリル基、キナゾリル基、キノキサリニル基、フタラジニル基、ナフチリジニル基、プリニル基、プテリジニル基、カルバゾリル基、アクリジニル基、フェノキサジニル基、フェノチアジニル基、フェナジニル基、フェノキサチイニル基、チアントレニル基、インドリジニル基、モルホリノ基等が挙げられる。
Specific examples of R 2 include hydrogen atom, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, phenyl group. , Naphthyl group, anthracenyl group, furyl group, thienyl group, pyrrolyl group, oxazolyl group, isoxazolyl group, thiazolyl group, isothiazolyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, oxadiazolyl group, furazanyl group, thiadiazolyl group, triazolyl group, tetrazolyl group, pyridyl Group, pyrimidinyl group, pyridazinyl group, pyrazinyl group, triazinyl group, benzofuranyl group, isobenzofuranyl group, benzo [b] thienyl group, indolyl group, isoindolyl group, 1H-indazolyl group, benzimidazolyl group, benzoxazolyl group Ben Thiazolyl group, 1H-benzotriazolyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, cinnolyl group, quinazolyl group, quinoxalinyl group, phthalazinyl group, naphthyridinyl group, purinyl group, pteridinyl group, carbazolyl group, acridinyl group, phenoxazinyl group, phenothiazinyl group Phenazinyl group, phenoxathiinyl group, thiantenyl group, indolizinyl group, morpholino group and the like.
上記式(1)で表されるビニルシクロプロパン化合物は、通常、立体異性体混合物、特に、ラセミ化合物として存在する。 The vinylcyclopropane compound represented by the above formula (1) usually exists as a stereoisomer mixture, particularly as a racemic compound.
上記式(1)で表されるビニルシクロプロパン化合物は、25℃において3,000mPa・s以下の粘度を有するものであることが好ましい。粘度が高い場合には、感光性組成物としたときに他の成分の分散・混合が容易でないこと、また例えば後述するホログラム記録用の組成物とした場合、添加する無機微粒子の移動が容易でないことといった問題が生じることとなる。 The vinylcyclopropane compound represented by the above formula (1) preferably has a viscosity of 3,000 mPa · s or less at 25 ° C. When the viscosity is high, it is not easy to disperse and mix other components when the photosensitive composition is used. For example, when the composition is a hologram recording composition described later, the inorganic fine particles to be added are not easily moved. Problem will occur.
また、上記式(1)で表されるビニルシクロプロパン化合物は、感光させる波長において1.45〜1.55の屈折率を有するものであることが好ましく、さらに、着色を避けるため芳香環基を含有しない化合物であることがより好ましい。 In addition, the vinylcyclopropane compound represented by the above formula (1) preferably has a refractive index of 1.45 to 1.55 at the wavelength to be sensitized, and further has an aromatic ring group to avoid coloring. It is more preferable that the compound is not contained.
本発明の感光性組成物の体積に基いて、(a)ビニルシクロプロパン化合物が50体積%以上を占めることが好ましい。ビニルシクロプロパン化合物の占有割合が少ないと、重合時の収縮率抑制の効果が充分に得られない。またホログラム記録用の組成物として用いる場合、ホログラム記録の際に充分な回折効率が得られないといった問題が生じる可能性がある。 Based on the volume of the photosensitive composition of the present invention, it is preferable that (a) the vinylcyclopropane compound occupies 50% by volume or more. When the occupation ratio of the vinylcyclopropane compound is small, the effect of suppressing shrinkage during polymerization cannot be obtained sufficiently. When used as a composition for hologram recording, there may be a problem that sufficient diffraction efficiency cannot be obtained during hologram recording.
本発明の感光性組成物は、好ましくは、前記式(1)で表されるビニルシクロプロパン化合物の(共)重合を開始する光重合開始剤を含む。こうした光重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビス(2−アミノジプロパン)塩酸塩、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2’−アゾビス〔N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン〕、ジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’
−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−〔2−(1−ヒドロキシブチル)〕プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス〔2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド〕、2,2’−アゾビス〔2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン〕塩酸塩、2,2’−アゾビス〔2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン〕塩酸塩、2,2’−アゾビス〔2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン〕硫酸塩、2,2’−アゾビス〔2−(3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン−2−イル)プロパン〕塩酸塩、2,2’−アゾビス{2−〔1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル〕プロパン}塩酸塩、2,2’−アゾビス〔2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン〕等のアゾ系化合物;p−アジドベンズアルデヒド、p−アジドアセトフェノン、p−アジド安息香酸、p−アジドベンザルアセトフェノン、4,4’−ジアジドカルコン、4,4’−ジアジドジフェニルスルフィド、2,6−ビス(4’−アジドベンザル)−4−メチルシクロヘキサノン、及び4,4’−ジアジドスチルベン等のアジド系化合物;1−ジアゾ−2,5−ジエトキシ−4−p−トリルメルカプトベンゼンボロフルオリド、1−ジアゾ−4−N,N−ジメチルアミノベンゼンクロリド、及び1−ジアゾ−4−N,N−ジエチルアミノベンゼンボロフルオリド等のジアゾ系化合物;1,2−ナフトキノン−ジアジド(2)−4−スルホン酸ナトリウム塩、1,2−ナフトキノン−ジアジド(2)−5−スルホン酸エステル、及び1,2−ナフトキノン−ジアジド(2)−4−スルホニルクロリド等のo−キノンジアジド系化合物;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル及びベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類;ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、1,4−ジベンゾイルベンゼン、10−ブチル−2−クロロアクリドン、2−ベンゾイルナフタレン、4−ベンゾイル ビフェニル、4−ベンゾイルジフェニルエーテル、ベンジル等のベンゾフェノン類;3,3’−カルボニルビス(7−(ジエチルアミノ)−2H−クロメン−2−オン)(みどり化学株式会社でBC(CAS[63226−13−1])として市販されている)等のビスクマリン;2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(3,4,5−トリメトキシフェニル)−1,2’−ビイミダゾール、及び2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール等のビイミダゾール化合物;のほか、有機過酸化物、チタノセン化合物、チオール化合物、ハロゲン化炭化水素化合物、トリクロロメチルトリアジン化合物、あるいはヨードニウム塩化合物、スルホニウム塩化合物等のオニウム塩化合物等が用いられる。これらのうちチタノセン化合物とチオール化合物とを組み合わせて用いることが好ましい。
これら重合開始剤は単独で用いてもよいし、必要に応じて二種以上を混合して用いてもよい。
The photosensitive composition of the present invention preferably contains a photopolymerization initiator that initiates (co) polymerization of the vinylcyclopropane compound represented by the formula (1). Examples of such a photopolymerization initiator include 2,2′-azobis (2-aminodipropane) hydrochloride, 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2′-azobis [N- ( 2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine],
-Azobis (2-methylbutyronitrile), 1,1'-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2'-azobis {2-methyl-N- [2- (1-hydroxybutyl)] propion Amido}, 2,2′-azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide], 2,2′-azobis [2- (5-methyl-2-imidazolin-2-yl) propane] Hydrochloride, 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] hydrochloride, 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] sulfate, 2 , 2'-azobis [2- (3,4,5,6-tetrahydropyrimidin-2-yl) propane] hydrochloride, 2,2'-azobis {2- [1- (2-hydroxyethyl) -2- Imidazolin-2-yl] pro } -Hydrochlorides, azo compounds such as 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane]; p-azidobenzaldehyde, p-azidoacetophenone, p-azidobenzoic acid, p-azide Benzalacetophenone, 4,4′-diazidochalcone, 4,4′-diazidodiphenyl sulfide, 2,6-bis (4′-azidobenzal) -4-methylcyclohexanone, 4,4′-diazidostilbene, etc. 1-diazo-2,5-diethoxy-4-p-tolylmercaptobenzeneborofluoride, 1-diazo-4-N, N-dimethylaminobenzene chloride, and 1-diazo-4-N, Diazo compounds such as N-diethylaminobenzeneborofluoride; 1,2-naphthoquinone-diazide (2) -4-sulfonic acid sodium salt O-quinonediazide compounds such as 1,2-naphthoquinone-diazide (2) -5-sulfonic acid ester and 1,2-naphthoquinone-diazide (2) -4-sulfonyl chloride; benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether Benzoins such as benzoin propyl ether and benzoin isobutyl ether; benzophenone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, 1,4-dibenzoylbenzene, 10-butyl-2-chloroacridone, 2-benzoylnaphthalene, 4 -Benzophenones such as benzoyl biphenyl, 4-benzoyl diphenyl ether and benzyl; 3,3'-carbonylbis (7- (diethylamino) -2H-chromen-2-one) (BC (CAS [63226] manufactured by Midori Chemical Co., Ltd.) 13-1])) and the like; 2,2′-bis (2-chlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetrakis (3,4,5-trimethoxyphenyl) In addition to biimidazole compounds such as -1,2'-biimidazole and 2,2'-bis (2-chlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole; Organic peroxides, titanocene compounds, thiol compounds, halogenated hydrocarbon compounds, trichloromethyltriazine compounds, or onium salt compounds such as iodonium salt compounds and sulfonium salt compounds are used. Of these, a titanocene compound and a thiol compound are preferably used in combination.
These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more as required.
また本発明の感光性組成物は、好ましくは(a)前記式(1)で表されるビニルシクロプロパン化合物に加えて、(b)光重合開始剤及び(c)無機微粒子を含む。これら(a)〜(c)成分を含む感光性組成物は、パターン露光することにより、組成物内部において相互拡散が生じ、空間的な屈折率変調パターンが形成され、すなわち体積ホログラムを得ることができる。以下、(a)〜(c)成分を含む感光性組成物について、体積ホログラム形成用組成物とも称する。 The photosensitive composition of the present invention preferably contains (b) a photopolymerization initiator and (c) inorganic fine particles in addition to (a) the vinylcyclopropane compound represented by the formula (1). When the photosensitive composition containing these components (a) to (c) is subjected to pattern exposure, mutual diffusion occurs in the composition, and a spatial refractive index modulation pattern is formed, that is, a volume hologram can be obtained. it can. Hereinafter, the photosensitive composition containing the components (a) to (c) is also referred to as a volume hologram forming composition.
上記体積ホログラム形成用組成物において、光重合開始剤としては上述のものが用いられるが、特に好ましくはチタノセン化合物とチオール化合物とを組み合わせて用いる。
チタノセン化合物の具体例としては特に限定されず、従来知られている種々のチタノセン系光重合開始剤を用いることができるが、これらの中でも、ビス(シクロペンタジエニル)ビス〔2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)フェニル〕チタニウムが好ましい。
In the volume hologram forming composition, the above-mentioned photopolymerization initiators are used, and a titanocene compound and a thiol compound are particularly preferably used in combination.
Specific examples of the titanocene compound are not particularly limited, and various conventionally known titanocene photopolymerization initiators can be used. Among these, bis (cyclopentadienyl) bis [2,6-difluoro -3- (1H-pyrrol-1-yl) phenyl] titanium is preferred.
また、チオール化合物の具体例としては特に限定されず、ラジカル重合反応の連鎖移動剤として一般に用いられる種々のチオール化合物を用いることができるが、中でも、1−ドデカンチオール、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、2−ベンゾチアゾールチオールが好ましく、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)がより好ましい。 Specific examples of the thiol compound are not particularly limited, and various thiol compounds generally used as a chain transfer agent for radical polymerization reaction can be used. Among them, 1-dodecanethiol, pentaerythritol tetrakis (3-mercapto) Propionate) and 2-benzothiazole thiol are preferred, and pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate) is more preferred.
上記体積ホログラム形成用組成物において、光重合開始剤の添加量は、(a)成分のビニルシクロプロパン化合物 100質量部に対して0.01乃至20質量部が好ましい。
特に光重合開始剤として、チタノセン化合物及びチオール化合物を使用する場合、チタノセン化合物及びチオール化合物の添加量は、(a)成分のビニルシクロプロパン化合物
100質量部に対して、夫々0.01質量部乃至10質量部が好ましく、また夫々0.1質量部乃至5質量部が更に好ましい。
チタノセン化合物が0.01質量部より少ないと重合性が著しく低下し、10質量部を超えると組成物や重合物の着色化、深さ方向への光の透過率の低下、得られる重合物の強度の低下といった問題が起こる虞がある。
また、チオール化合物が0.01質量部より少ないと重合性が著しく低下し、10質量部を超えると組成物や重合物の透明性の低下、組成物の粘度の上昇、得られる重合物の強度の低下といった問題が発生する虞がある。
In the volume hologram forming composition, the addition amount of the photopolymerization initiator is preferably 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (a) vinylcyclopropane compound.
In particular, when a titanocene compound and a thiol compound are used as a photopolymerization initiator, the addition amount of the titanocene compound and the thiol compound is 0.01 parts by mass to 100 parts by mass of the component (a) vinylcyclopropane compound. 10 parts by mass is preferable, and 0.1 to 5 parts by mass is more preferable.
When the titanocene compound is less than 0.01 parts by mass, the polymerizability is remarkably reduced. When the titanocene compound is more than 10 parts by mass, the composition and the polymer are colored, the light transmittance in the depth direction is decreased, and the resulting polymer There is a risk of problems such as a decrease in strength.
Moreover, when the amount of the thiol compound is less than 0.01 parts by mass, the polymerizability is remarkably reduced, and when it exceeds 10 parts by mass, the transparency of the composition or the polymer is decreased, the viscosity of the composition is increased, and the strength of the obtained polymer There is a possibility that a problem such as a decrease in the amount of the problem occurs.
上記体積ホログラム形成用組成物において、無機微粒子は、光散乱損失を低減させる必要があるため、平均粒径が400nm以下である微粒子が好ましく、200nm以下であることがより好ましく、20nm以下であることが更に好ましい。粒径は小さいほど好ましいが、小さいほど製造が困難であるため実際上、1nm以上に限られる。
上記体積ホログラム形成用中における無機微粒子の割合は、重合状態における無機微粒子と樹脂成分の合計体積に占める無機微粒子の割合が3体積%以上であることが好ましく、5体積%以上であることがより好ましい。但し、組成物中に分散できる無機微粒子の量には限界があり、あまり多いと分散しにくくなるので、50体積%以下であることが好ましい。
In the volume hologram forming composition, since the inorganic fine particles need to reduce light scattering loss, fine particles having an average particle diameter of 400 nm or less are preferable, 200 nm or less is more preferable, and 20 nm or less is preferable. Is more preferable. The smaller the particle size, the better. However, the smaller the particle size, the more difficult it is to manufacture.
The proportion of the inorganic fine particles in the volume hologram formation is preferably 3% by volume or more, more preferably 5% by volume or more, with respect to the total volume of the inorganic fine particles and the resin component in the polymerization state. preferable. However, there is a limit to the amount of inorganic fine particles that can be dispersed in the composition, and if it is too large, it becomes difficult to disperse, and therefore it is preferably 50% by volume or less.
上記無機微粒子は、具体的にはシリカ、ジルコニア、チタニア等の無機酸化物微粒子が好ましい。用いられる無機微粒子の形態としては粉末状のものでも水又は有機溶媒に分散したゾルでもよいが、上記体積ホログラム形成用組成物への分散性、安定性の面から有機溶媒に分散したゾルで用いるのが好ましい。有機溶媒としては、メタノール、イソプロパノール、ブタノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノプロピルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、キシレン、ジメチルアセトアミド、又はトルエン等であり、重合性モノマー(式(1)で表されるビニルシクロプロパン化合物)に均一に分散可能なものであれば、特に限定はされない。 Specifically, the inorganic fine particles are preferably inorganic oxide fine particles such as silica, zirconia, and titania. The form of the inorganic fine particles used may be a powder or a sol dispersed in water or an organic solvent, but it is used as a sol dispersed in an organic solvent from the viewpoint of dispersibility and stability in the volume hologram forming composition. Is preferred. Examples of the organic solvent include methanol, isopropanol, butanol, ethylene glycol, ethylene glycol monopropyl ether, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, xylene, dimethylacetamide, and toluene, and a polymerizable monomer (vinyl represented by the formula (1)) There is no particular limitation as long as it can be uniformly dispersed in the cyclopropane compound).
また、上記無機微粒子はカプセル化、表面処理、ハイブリッド化等の手法を用いて重合性モノマー(式(1)で表されるビニルシクロプロパン化合物)への分散性を高めることが好ましい。中でも表面処理剤を用いた修飾が工業的にも簡便なため好ましい。
表面処理剤としては無機微粒子表面と親和性があり、且つ重合性化合物中への分散性を高めるために表面官能基と疎水基を兼ね備えたものが好ましい。
表面反応性官能基としては、例えば、メチルシラン、エチルシランなどのアルキルシランや、メトキシシラン、エトキシシランなどのアルコキシシラン、クロロシランなどのハロゲン化シラン等の反応性シラン化合物、塩化チタンや、メトキシチタン、エトキシチタンなどのアルコキシチタン等の反応性チタン化合物、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基、又はそのエステル等が挙げられる。
The inorganic fine particles are preferably enhanced in dispersibility in the polymerizable monomer (vinylcyclopropane compound represented by the formula (1)) by using a method such as encapsulation, surface treatment, or hybridization. Among them, modification using a surface treatment agent is preferable because it is industrially simple.
As the surface treatment agent, an agent having an affinity for the surface of the inorganic fine particles and having a surface functional group and a hydrophobic group in order to enhance dispersibility in the polymerizable compound is preferable.
Examples of the surface reactive functional group include alkylsilanes such as methylsilane and ethylsilane, alkoxysilanes such as methoxysilane and ethoxysilane, and reactive silane compounds such as halogenated silanes such as chlorosilane, titanium chloride, methoxytitanium, ethoxy Examples thereof include a reactive titanium compound such as alkoxytitanium such as titanium, a carboxyl group, a phosphoric acid group, a sulfonic acid group, or an ester thereof.
上記感光性組成物、特に該組成物をホログラム記録層、そして体積位相型ホログラム記
録媒体に用いる場合には、上記成分の他、必要に応じて、増感剤、連鎖移動剤、可塑剤、着色剤等の添加剤を加えても良い。また、体積ホログラム形成用組成物として用いる際には、膜厚の均一性を持たせ、光照射での重合で形成されたホログラムを安定に存在させるためには結合材としてバインダ樹脂を加えても良い。
In the case of using the photosensitive composition, particularly the composition in a hologram recording layer and a volume phase hologram recording medium, in addition to the above components, a sensitizer, a chain transfer agent, a plasticizer, a coloring agent, if necessary. An additive such as an agent may be added. In addition, when used as a volume hologram forming composition, a binder resin may be added as a binder in order to have a uniform film thickness and to allow a hologram formed by polymerization by light irradiation to exist stably. good.
バインダ樹脂は官能性モノマーと相溶性の良いものが好ましく、その具体例としては塩素化ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレートと他の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの共重合体、塩化ビニルとアクリロニトリルの共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、エチルセルロース、アセチルセルロース等が挙げられる。 Binder resins preferably have good compatibility with functional monomers. Specific examples thereof include chlorinated polyethylene, polymethyl methacrylate, copolymers of methyl methacrylate and other (meth) acrylic acid alkyl esters, vinyl chloride and acrylonitrile. Examples of the copolymer include polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl formal, polyvinyl butyral, polyvinyl pyrrolidone, ethyl cellulose, and acetyl cellulose.
本発明の感光性組成物(体積ホログラム形成用組成物)を用いて体積位相型ホログラム記録媒体を作るには重合性モノマー(式(1)で表されるビニルシクロプロパン化合物)、光重合開始剤、無機微粒子を、必要に応じ、増感剤、及びバインダー樹脂とともに混合し、このまま無溶剤で透明支持体上に塗布するか、これらの混合物に溶剤または添加剤を加えて混合してもよく、これを支持体上に塗布、乾燥して記録層を形成する。続いて、記録層上に透明支持体、あるいは酸素遮断のための保護層を設けることもできる。 To make a volume phase hologram recording medium using the photosensitive composition (volume hologram forming composition) of the present invention, a polymerizable monomer (vinyl cyclopropane compound represented by the formula (1)), a photopolymerization initiator The inorganic fine particles may be mixed with a sensitizer and a binder resin, if necessary, and coated on the transparent support without solvent, or may be mixed by adding a solvent or an additive to these mixtures. This is coated on a support and dried to form a recording layer. Subsequently, a transparent support or a protective layer for blocking oxygen can be provided on the recording layer.
透明支持体としては、透明なガラス板、アクリル板、透明な樹脂フィルム等が用いられる。透明な樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム等が用いられる。塗布方法としては、直接滴下する方法に加え、従来公知の方法、例えば、回転塗布、ワイヤーバー塗布、ディップ塗布、エアーナイフ塗布、ロール塗布、ブレード塗布、及びカーテン塗布等を用いることができる。 As the transparent support, a transparent glass plate, an acrylic plate, a transparent resin film, or the like is used. As the transparent resin film, a polyethylene terephthalate film, a polyethylene film, or the like is used. As a coating method, in addition to the direct dropping method, conventionally known methods such as spin coating, wire bar coating, dip coating, air knife coating, roll coating, blade coating, and curtain coating can be used.
保護層としては、酸素による感度低下や保存安定性の劣化等の悪影響を防止するための公知技術、例えば、水溶性ポリマー等の塗布を用いることもできる。ここでは、透明な樹脂フィルムを形成する水溶性ポリマー等を採用する。 As the protective layer, a known technique for preventing adverse effects such as a decrease in sensitivity due to oxygen and deterioration in storage stability, for example, application of a water-soluble polymer or the like can be used. Here, a water-soluble polymer or the like that forms a transparent resin film is employed.
上記感光性組成物(体積ホログラム形成用)を用いたホログラム記録媒体のホログラム記録方法は以下の通りである。まず、媒体に2つの互いにコヒーレントなレーザー光を同時に照射すると媒体上に明部と暗部が縞状に並ぶ干渉縞が形成される。すると媒体の明部では重合性モノマーが重合を開始し、明部の重合性モノマー濃度が低下する。それに従い、暗部と明部に重合性モノマーの濃度勾配が生じ、暗部から明部に重合性モノマーが移動、供給され更に重合が進む。一方、無機微粒子は重合性モノマーの移動に伴い明部から暗部へと移動すると考えられる。 The hologram recording method of the hologram recording medium using the photosensitive composition (for volume hologram formation) is as follows. First, when two mutually coherent laser beams are simultaneously irradiated on the medium, interference fringes are formed on the medium in which bright and dark portions are arranged in stripes. Then, the polymerizable monomer starts to polymerize in the bright part of the medium, and the concentration of the polymerizable monomer in the bright part decreases. Accordingly, a concentration gradient of the polymerizable monomer is generated in the dark part and the bright part, and the polymerizable monomer is moved and supplied from the dark part to the bright part, and further polymerization proceeds. On the other hand, it is considered that the inorganic fine particles move from the bright part to the dark part as the polymerizable monomer moves.
更にある程度の時間が経つと、最終的には、暗部でも重合性モノマーの重合が進み、媒体の記録層全体が重合体となる。このようにして、重合性モノマーの重合体の中に重合性モノマーと無機微粒子の相対密度差の縞状分布ができる。無機微粒子の屈折率は重合性モノマーの重合状態の屈折率と異なるので、記録層に屈折率分布ができ、ホログラムが記録される。再生時には、該ホログラムが形成された領域に再生光を照射すると、回折が起こり、ホログラム像が再生されることとなる。 When a certain amount of time has passed, the polymerization of the polymerizable monomer finally proceeds even in the dark part, and the entire recording layer of the medium becomes a polymer. In this way, a striped distribution of the relative density difference between the polymerizable monomer and the inorganic fine particles is formed in the polymer of the polymerizable monomer. Since the refractive index of the inorganic fine particles is different from the refractive index in the polymerization state of the polymerizable monomer, a refractive index distribution is formed in the recording layer, and a hologram is recorded. At the time of reproduction, if the region where the hologram is formed is irradiated with reproduction light, diffraction occurs and a hologram image is reproduced.
以下、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to the following Example.
[使用装置]
なお、実施例にて使用した分析装置及び条件は、下記のとおりである。
[1]融点
測定機器:メトラー・トレド株式会社製 自動融点測定装置、FP62
[2]質量分析
機種:日本ウォーターズ株式会社製 ZQ2000
検出法:ESI法
[3]1H NMR
機種:日本電子株式会社製 JNM−ECX300
測定溶媒:CDCl3
[4]13C NMR
機種:日本電子株式会社製 JNM−ECX300
測定溶媒:CDCl3
[5]粘度(E型粘度計)
機種:株式会社トキメック製 VISCONIC EMD
[6]ゲル濾過クロマトグラフィー(GPC)
機種:東ソー株式会社製 HLC−8220GPC,
カラム:SHODEX GPC−8051×2本+ガードカラム(SHODEX GPC KF−G)
リファレンスカラム:SHODEX GPC KF−800RH×2本
カラム温度:40℃
検出器:UV(254nm)及びRI
溶離液:THF
カラム流速:1.0ml/min
リファレンスカラム流速:0.2ml/min
[7]屈折率
機種:京都電子工業株式会社製 屈折計RA−520N
測定波長:633nm
[8]密度
機種:株式会社島津製作所製 アキュピック1330
機種:京都電子工業株式会社製 密度比重計DA−500
[Device used]
In addition, the analyzers and conditions used in the examples are as follows.
[1] Melting point measuring instrument: Mettler Toledo Co., Ltd. automatic melting point measuring device, FP62
[2] Mass spectrometry Model: ZQ2000 manufactured by Nippon Waters Co., Ltd.
Detection method: ESI method [3] 1 H NMR
Model: JNM-ECX300 manufactured by JEOL Ltd.
Measuring solvent: CDCl 3
[4] 13 C NMR
Model: JNM-ECX300 manufactured by JEOL Ltd.
Measuring solvent: CDCl 3
[5] Viscosity (E-type viscometer)
Model: VISCONIC EMD manufactured by Tokimec Co., Ltd.
[6] Gel filtration chromatography (GPC)
Model: HLC-8220GPC manufactured by Tosoh Corporation
Column: SHODEX GPC-8051
Reference column: SHODEX GPC KF-
Detector: UV (254 nm) and RI
Eluent: THF
Column flow rate: 1.0 ml / min
Reference column flow rate: 0.2 ml / min
[7] Refractive index Model: Refractometer RA-520N manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.
Measurement wavelength: 633 nm
[8] Density Model: Accupic 1330 manufactured by Shimadzu Corporation
Model: Density / specific gravity meter DA-500 manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.
[体積収縮率]
重合前のモノマーの25℃における密度(dモノマー)と、重合して得られた重合硬化物の25℃における密度(d重合物)をそれぞれ測定し、下記式により体積収縮率(%)を求めた。
体積収縮率(%)={(d重合物−dモノマー)/d重合物}×100
[Volume shrinkage]
The density at 25 ° C. of the monomer before polymerization (d monomer) and the density at 25 ° C. of the polymerized cured product obtained by polymerization (d polymer) are respectively measured, and the volume shrinkage (%) is obtained by the following formula. It was.
Volume shrinkage (%) = {(d polymer-d monomer) / d polymer} × 100
[合成例1]ジシクロペンチル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレートの合成
テトラへドロン・レターズ(Tetrahedron Letters)1974年,15巻,p1393記載の方法により得られる2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボン酸 5.08g(32.5mmol)、シクロペンタノール 4.31g(50.0mmol)、及び4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)0.61g(5.0mmol)を反応容器に投入し、窒素雰囲気下でジクロロメタン 22gを加えて攪拌し、溶解させた後、0℃に冷却した。その中に、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド(D
CC)14.4g(70.0mmol)をジクロロメタン 4gに溶解した溶液を、発熱に留意しながら滴下した。滴下終了後、さらに室温で12時間撹拌した。反応混合物から析出した固体をろ過して除去した後、溶媒を留去し得られた粗生成物をシリカゲルカラムで精製(ヘキサン:酢酸エチル=98:2)し、無色透明の液体である目的物を収量5.9g(収率81%)で得た。目的物の質量分析、1H NMR、13C NMRの結果を以
下に示す。
・m/z:315(M+Na+)(計算値315.16(M+Na+))
・1H NMR(300MHz,CDCl3):1.49(1H,q,J=4.5Hz),1.55〜1.90(17H,m),2.53(1H,q,J=8.1Hz),5.12(1H,dd,J=1.8Hz,9.9Hz),5.17〜5.22(2H,m),5.28(1H,dd,J=1.8Hz,17.1Hz),5.36〜5.48(1H,m)ppm
・13C NMR(75MHz,CDCl3):20.2(s),23.7(t),30.
8(s),32.4(t),36.1(s),78.3(d),118.1(s),133.2(s),167.2(s),169.5(s)ppm
5.08 g (32.5 mmol) of 2-vinylcyclopropane-1,1-dicarboxylic acid obtained by the method described in Tetrahedron Letters 1974, Vol. 15, p 1393, 4.31 g of cyclopentanol ( 50.0 mmol) and 4-dimethylaminopyridine (DMAP) 0.61 g (5.0 mmol) were put into a reaction vessel, 22 g of dichloromethane was added and stirred under a nitrogen atmosphere, dissolved, and then cooled to 0 ° C. did. Among them, N, N′-dicyclohexylcarbodiimide (D
(CC) 14.4 g (70.0 mmol) dissolved in 4 g of dichloromethane was added dropwise while paying attention to heat generation. After completion of dropping, the mixture was further stirred at room temperature for 12 hours. The solid precipitated from the reaction mixture was removed by filtration, and then the solvent was distilled off. The resulting crude product was purified with a silica gel column (hexane: ethyl acetate = 98: 2) to give a desired product which was a colorless and transparent liquid. Was obtained in a yield of 5.9 g (81% yield). The results of mass spectrometry, 1 H NMR and 13 C NMR of the target product are shown below.
M / z: 315 (M + Na + ) (calculated value 315.16 (M + Na + ))
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): 1.49 (1H, q, J = 4.5 Hz), 1.55-1.90 (17H, m), 2.53 (1H, q, J = 8) .1 Hz), 5.12 (1 H, dd, J = 1.8 Hz, 9.9 Hz), 5.17 to 5.22 (2 H, m), 5.28 (1 H, dd, J = 1.8 Hz, 17.1 Hz), 5.36-5.48 (1 H, m) ppm
13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): 20.2 (s), 23.7 (t), 30.
8 (s), 32.4 (t), 36.1 (s), 78.3 (d), 118.1 (s), 133.2 (s), 167.2 (s), 169.5 (S) ppm
また、得られたジシクロペンチル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレートの25℃における密度は1.069g/cm3、屈折率は1.489、25℃にお
ける粘度は35mPa・sであった。
The obtained dicyclopentyl 2-vinylcyclopropane-1,1-dicarboxylate had a density at 25 ° C. of 1.069 g / cm 3 , a refractive index of 1.489, and a viscosity at 25 ° C. of 35 mPa · s. It was.
[合成例2]ジシクロヘキシル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレートの合成
2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボン酸 40.6g(260mmol)、シクロヘキサノール 40.1g(400mmol)、及び4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)4.89g(40mmol)を反応容器に投入し、窒素雰囲気下でジクロロメタン 200gを加えて攪拌し、溶解させた後、0℃に冷却した。その中に、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)115.5g(560mmol)をジクロロメタン 40gに溶解した溶液を、発熱に留意しながら滴下した。滴下終了後、さらに室温で12時間撹拌した。反応混合物から析出した固体をろ過して除去した後、溶媒を留去し得られた粗生成物をシリカゲルカラムで精製(ヘキサン:酢酸エチル=98:2)し、無色透明の液体である目的物を収量28g(収率44%)で得た。目的物の質量分析、1H NMR、13C NMRの結果を以下に示す。
・m/z:343(M+Na+) (計算値343.19(M+Na+))
・1H NMR(300MHz,CDCl3):1.23〜1.90(22H,m),2.55(1H,q,J=8.1Hz),4.78〜4.82(2H,m),5.11(1H,dd,J=1.8Hz,9.9Hz),5.28(1H,dd,J=1.8Hz,17.1Hz),5.37〜5.49(1H,m)ppm
・13C NMR(75MHz,CDCl3):20.2(s),23.6(t),25.
3(d),30.7(s),31.4(t),36.2(s),73.9(d),118.1(s),133.3(s),167.0(s),169.2(s)ppm
Charge 40.6 g (260 mmol) of 2-vinylcyclopropane-1,1-dicarboxylic acid, 40.1 g (400 mmol) of cyclohexanol, and 4.89 g (40 mmol) of 4-dimethylaminopyridine (DMAP) to the reaction vessel, Under a nitrogen atmosphere, 200 g of dichloromethane was added, stirred and dissolved, and then cooled to 0 ° C. A solution prepared by dissolving 115.5 g (560 mmol) of N, N′-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) in 40 g of dichloromethane was dropped therein while paying attention to heat generation. After completion of dropping, the mixture was further stirred at room temperature for 12 hours. The solid precipitated from the reaction mixture was removed by filtration, and then the solvent was distilled off. The resulting crude product was purified with a silica gel column (hexane: ethyl acetate = 98: 2) to give a desired product which was a colorless and transparent liquid. Was obtained in a yield of 28 g (44% yield). The results of mass spectrometry, 1 H NMR and 13 C NMR of the target product are shown below.
M / z: 343 (M + Na + ) (calculated value 343.19 (M + Na + ))
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): 1.23-1.90 (22H, m), 2.55 (1H, q, J = 8.1 Hz), 4.78-4.82 (2H, m ), 5.11 (1H, dd, J = 1.8 Hz, 9.9 Hz), 5.28 (1H, dd, J = 1.8 Hz, 17.1 Hz), 5.37-5.49 (1H, m) ppm
13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): 20.2 (s), 23.6 (t), 25.
3 (d), 30.7 (s), 31.4 (t), 36.2 (s), 73.9 (d), 118.1 (s), 133.3 (s), 167.0 (S), 169.2 (s) ppm
また、得られたジシクロヘキシル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレートの25℃における密度は1.056g/cm3、屈折率は1.492、25℃にお
ける粘度は450mPa・sであった。
The obtained dicyclohexyl 2-vinylcyclopropane-1,1-dicarboxylate had a density at 25 ° C. of 1.056 g / cm 3 , a refractive index of 1.492, and a viscosity at 25 ° C. of 450 mPa · s. .
[合成例3]ジシクロヘプチル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレートの合成
2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボン酸 5.08g(32.5mmol)、シクロヘプタノール 5.71g(50.0mmol)、及び4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)0.61g(5.0mmol)を反応容器に投入し、窒素雰囲気下でジクロロメタン 29gを加えて攪拌し、溶解させた後、0℃に冷却した。その中に、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)14.4g(70.0mmol)をジクロロメタン 6gに溶解した溶液を、発熱に留意しながら滴下した。滴下終了後、さらに室温で12時間撹拌した。反応混合物から析出した固体をろ過して除去した後、溶媒を留去し得られた粗生成物をシリカゲルカラムで精製(ヘキサン:酢酸エチル=98:2)し、無色透明の液体である目的物を収量5.5g(収率63%)で得た。目的物の質量分析、1H NMR、13C NMRの結果を以下に示す。
・m/z:371(M+Na+) (計算値371.22(M+Na+))
・1H NMR(300MHz,CDCl3):1.45〜1.77(22H,m),1.80〜1.98(4H,m),2.54(1H,q,J=8.1Hz),4.92〜5.01(2H,m),5.11(1H,dd,J=1.8Hz,9.9Hz),5.27(1H,dd,J=1.8Hz,17.1Hz),5.36〜5.46(1H,m)ppm・13C NMR(75MHz,CDCl3):20.2(s),22.8(t),28.
3(t),30.7(s),33.6(t),36.3(s),76.4(s),118.1(s),133.4(s),166.9(s),169.2(s)ppm
2-vinylcyclopropane-1,1-dicarboxylic acid 5.08 g (32.5 mmol), cycloheptanol 5.71 g (50.0 mmol), and 4-dimethylaminopyridine (DMAP) 0.61 g (5.0 mmol) Was added to a reaction vessel, and 29 g of dichloromethane was added and stirred under a nitrogen atmosphere to dissolve, and then cooled to 0 ° C. A solution obtained by dissolving 14.4 g (70.0 mmol) of N, N′-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) in 6 g of dichloromethane was added dropwise thereto while paying attention to heat generation. After completion of dropping, the mixture was further stirred at room temperature for 12 hours. The solid precipitated from the reaction mixture was removed by filtration, and then the solvent was distilled off. The resulting crude product was purified with a silica gel column (hexane: ethyl acetate = 98: 2) to give a desired product which was a colorless and transparent liquid. Was obtained in a yield of 5.5 g (yield 63%). The results of mass spectrometry, 1 H NMR and 13 C NMR of the target product are shown below.
M / z: 371 (M + Na + ) (calculated value 371.22 (M + Na + ))
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): 1.45 to 1.77 (22H, m), 1.80 to 1.98 (4H, m), 2.54 (1H, q, J = 8.1 Hz) ), 4.92 to 5.01 (2H, m), 5.11 (1H, dd, J = 1.8 Hz, 9.9 Hz), 5.27 (1H, dd, J = 1.8 Hz, 17. 1 Hz), 5.36-5.46 (1 H, m) ppm · 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): 20.2 (s), 22.8 (t), 28.
3 (t), 30.7 (s), 33.6 (t), 36.3 (s), 76.4 (s), 118.1 (s), 133.4 (s), 166.9 (S), 169.2 (s) ppm
また、得られたジシクロヘプチル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレートの25℃における密度は1.052g/cm3、屈折率は1.498、25℃にお
ける粘度は166mPa・sであった。
The obtained dicycloheptyl 2-vinylcyclopropane-1,1-dicarboxylate had a density at 25 ° C. of 1.052 g / cm 3 , a refractive index of 1.498, and a viscosity at 25 ° C. of 166 mPa · s. there were.
[合成例4]ジシクロオクチル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレートの合成
2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボン酸 5.08g(32.5mmol)、シクロオクタノール 6.41g(50.0mmol)、及び4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)0.61g(5.0mmol)を反応容器に投入し、窒素雰囲気下でジクロロメタン 32gを加えて攪拌し、溶解させた後、0℃に冷却した。その中に、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)14.4g(70.0mmol)をジクロロメタン 6gに溶解した溶液を発熱に留意しながら滴下した。滴下終了後、さらに室温で12時間撹拌した。反応混合物から析出した固体をろ過して除去した後、溶媒を留
去し得られた粗生成物をシリカゲルカラムで精製(ヘキサン:酢酸エチル=98:2)し、無色透明の液体である目的物を収量6.0g(収率64%)で得た。目的物の質量分析、1H NMR、13C NMRの結果を以下に示す。
・m/z:399(M+Na+) (計算値399.25(M+Na+))
・1H NMR(300MHz,CDCl3):1.42〜1.89(30H,m),2.53(1H,q,J=8.1Hz),4.92〜5.03(2H,m),5.11(1H,dd,J=1.8Hz,9.9Hz),5.27(1H,dd,J=1.8Hz,17.1Hz),5.36〜5.48(1H,m)ppm
・13C NMR(75MHz,CDCl3):20.2(s),22.9(q),25.
3(d),27.0(s),27.1(t),30.7(s),31.3(q),36.2(s),76.4(s),118.1(s),133.4(s),166.9(s),169.2(s)ppm
2-vinylcyclopropane-1,1-dicarboxylic acid 5.08 g (32.5 mmol), cyclooctanol 6.41 g (50.0 mmol), and 4-dimethylaminopyridine (DMAP) 0.61 g (5.0 mmol) The reaction vessel was charged, 32 g of dichloromethane was added under a nitrogen atmosphere, stirred and dissolved, and then cooled to 0 ° C. A solution prepared by dissolving 14.4 g (70.0 mmol) of N, N′-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) in 6 g of dichloromethane was added dropwise thereto while paying attention to heat generation. After completion of dropping, the mixture was further stirred at room temperature for 12 hours. The solid precipitated from the reaction mixture was removed by filtration, and then the solvent was distilled off. The resulting crude product was purified with a silica gel column (hexane: ethyl acetate = 98: 2) to give a desired product which was a colorless and transparent liquid. Was obtained in a yield of 6.0 g (64% yield). The results of mass spectrometry, 1 H NMR and 13 C NMR of the target product are shown below.
M / z: 399 (M + Na + ) (calculated value 399.25 (M + Na + ))
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): 1.42-1.89 (30H, m), 2.53 (1H, q, J = 8.1 Hz), 4.92-5.03 (2H, m ), 5.11 (1H, dd, J = 1.8 Hz, 9.9 Hz), 5.27 (1H, dd, J = 1.8 Hz, 17.1 Hz), 5.36-5.48 (1H, m) ppm
13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): 20.2 (s), 22.9 (q), 25.
3 (d), 27.0 (s), 27.1 (t), 30.7 (s), 31.3 (q), 36.2 (s), 76.4 (s), 118.1 (S), 133.4 (s), 166.9 (s), 169.2 (s) ppm
また、ジシクロオクチル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレートの25℃における密度は1.043g/cm3、屈折率は1.500、25℃における粘度
は724mPa・sであった。
Further, the density of dicyclooctyl 2-vinylcyclopropane-1,1-dicarboxylate at 25 ° C. was 1.043 g / cm 3 , the refractive index was 1.500, and the viscosity at 25 ° C. was 724 mPa · s.
[実施例1]ジシクロペンチル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレートを含有する感光性組成物の光ラジカル重合とその体積収縮率の測定
合成例1で調製したジシクロペンチル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレート 1.0gにベンゾインエチルエーテル 20mgを混合した。この組成物をガラス基板上に滴下して照射用サンプルを調製した。浜松ホトニクス株式会社製 LIGHTENINGSシリーズLC5を用い、光源として35W メタルハライドランプを用い、光源から20cmの位置に照射用サンプルを設置し、25℃において30分光照射を行うことにより重合硬化物を得た。硬化物の25℃における密度を測定した結果、1.134g/cm3であり、そこから計算される体積収縮率は5.7%であった。得られた重
合硬化物のGPCによる重量平均分子量Mwと1H NMRの結果を示す。
・Mw(GPC):63,000
・1H NMR(300MHz,CDCl3):1.4〜1.9(16H,brs),2.47(4H,brs),5.15(2H,brs),5.33(2H,brs)ppm
[Example 1] Photoradical polymerization of a photosensitive composition containing dicyclopentyl 2-vinylcyclopropane-1,1-dicarboxylate and measurement of volume shrinkage thereof Dicyclopentyl 2-vinylcyclo prepared in Synthesis Example 1 20 mg of benzoin ethyl ether was mixed with 1.0 g of propane-1,1-dicarboxylate. This composition was dropped on a glass substrate to prepare a sample for irradiation. Using a LIGHTTENINGS series LC5 manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd., a 35 W metal halide lamp was used as a light source, an irradiation sample was placed at a
Mw (GPC): 63,000
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): 1.4 to 1.9 (16H, brs), 2.47 (4H, brs), 5.15 (2H, brs), 5.33 (2H, brs) ppm
[実施例2]ジシクロヘキシル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレートを含有する感光性組成物の光ラジカル重合とその体積収縮率の測定
合成例2で調製したジシクロヘキシル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレート 1.0gにベンゾインエチルエーテル 20mgを混合した。この組成物に実施例1と同様の方法で光照射を行うことにより重合硬化物を得た。硬化物の25℃における密度を測定した結果、1.102g/cm3であり、そこから計算される体積収縮率
は4.2%であった。得られた重合硬化物のGPCによる重量平均分子量Mwと1H N
MRの結果を示す。
・Mw(GPC):85,000
・1H NMR(300MHz,CDCl3):1.2〜1.9(20H,brs),2.54(4H,brs),4.77(2H,brs),5.34(2H,brs)ppm
[Example 2] Photoradical polymerization of a photosensitive composition containing dicyclohexyl 2-vinylcyclopropane-1,1-dicarboxylate and measurement of volume shrinkage thereof Dicyclohexyl 2-vinylcyclopropane- prepared in Synthesis Example 2 20 mg of benzoin ethyl ether was mixed with 1.0 g of 1,1-dicarboxylate. The composition was irradiated with light in the same manner as in Example 1 to obtain a polymerized cured product. As a result of measuring the density of the cured product at 25 ° C., it was 1.102 g / cm 3 , and the volumetric shrinkage calculated therefrom was 4.2%. Weight average molecular weight Mw and 1 H N by GPC of the resulting polymerized cured product
The result of MR is shown.
Mw (GPC): 85,000
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): 1.2 to 1.9 (20H, brs), 2.54 (4H, brs), 4.77 (2H, brs), 5.34 (2H, brs) ppm
[実施例3]ジシクロヘプチル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレートを含有する感光性組成物の光ラジカル重合とその体積収縮率の測定
合成例3で調製したジシクロヘプチル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレート 1.0gにベンゾインエチルエーテル 20mgを混合した。この組成物に実施例1と同様の方法で光照射を行うことにより重合硬化物を得た。硬化物の25℃における密度を測定した結果、1.148g/cm3であり、そこから計算される体積収縮率
は8.4%であった。得られた重合硬化物のGPCによる重量平均分子量Mwと1H N
MRの結果を示す。
・Mw(GPC):133,000
・1H NMR(300MHz,CDCl3):1.4〜1.9(24H,brs),2.48(4H,brs),4.93(2H,brs),5.33(2H,brs)ppm
[Example 3] Photoradical polymerization of a photosensitive composition containing dicycloheptyl 2-vinylcyclopropane-1,1-dicarboxylate and measurement of volume shrinkage thereof Dicycloheptyl 2-prepared in Synthesis Example 3 2- 20 mg of benzoin ethyl ether was mixed with 1.0 g of vinylcyclopropane-1,1-dicarboxylate. The composition was irradiated with light in the same manner as in Example 1 to obtain a polymerized cured product. As a result of measuring the density of the cured product at 25 ° C., it was 1.148 g / cm 3 , and the volumetric shrinkage calculated therefrom was 8.4%. Weight average molecular weight Mw and 1 H N by GPC of the resulting polymerized cured product
The result of MR is shown.
Mw (GPC): 133,000
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): 1.4 to 1.9 (24H, brs), 2.48 (4H, brs), 4.93 (2H, brs), 5.33 (2H, brs) ppm
[実施例4]ジシクロオクチル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレートを含有する感光性組成物の光ラジカル重合とその体積収縮率の測定
合成例4で調製したジシクロオクチル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレート 1.0gにベンゾインエチルエーテル 20mgを混合した。この組成物に実施例1と同様の方法で光照射を行うことにより重合硬化物を得た。硬化物の25℃における密度を測定した結果、1.128g/cm3であり、そこから計算される体積収縮率
は7.5%であった。得られた重合硬化物のGPCによる重量平均分子量Mwと1H N
MRの結果を示す。
・Mw(GPC):218,000
・1H NMR(300MHz,CDCl3):1.4〜1.9(28H,brs),2.47(4H,brs),4.93(2H,brs),5.33(2H,brs)ppm
Example 4 Photocyclopolymerization of Photosensitive Composition Containing Dicyclooctyl 2-vinylcyclopropane-1,1-dicarboxylate and Measurement of Volume Shrinkage Dicyclooctyl 2-prepared in Synthesis Example 4 20 mg of benzoin ethyl ether was mixed with 1.0 g of vinylcyclopropane-1,1-dicarboxylate. The composition was irradiated with light in the same manner as in Example 1 to obtain a polymerized cured product. As a result of measuring the density of the cured product at 25 ° C., it was 1.128 g / cm 3 , and the volumetric shrinkage calculated therefrom was 7.5%. Weight average molecular weight Mw and 1 H N by GPC of the resulting polymerized cured product
The result of MR is shown.
Mw (GPC): 218,000
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): 1.4 to 1.9 (28H, brs), 2.47 (4H, brs), 4.93 (2H, brs), 5.33 (2H, brs) ppm
[比較合成例1]ジイソプロピル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレートの合成
窒素フロー下、55%水素化ナトリウム 9.89g(227mmol)、1,4−ジブロモ−2−ブテン 22.03g(103mmol)を無水テトラヒドロフラン 110mL中に室温で加えて攪拌した。その後、0℃まで冷却し、その中に、ジイソプロピル
マロネート 19.39g(103mmol)を無水テトラヒドロフラン 22mLに溶解した溶液を、発熱、発泡に留意しながら滴下した。滴下終了後、1時間攪拌し、さらに室温で88時間撹拌した。その後、反応系中に水 58gをゆっくり滴下して攪拌した。その後、ジイソプロピルエーテル 200mLで3回抽出し、得られた有機層を5%炭酸水素ナトリウム水 100mLで洗浄した。分液後の有機層に無水硫酸マグネシウムを加えて静置後、ろ過し、溶媒をエバポレーターで留去することで、21.78gの粗物を得た。そこから9.37gを取り出し、シリカゲルカラムで精製(ヘキサン:酢酸エチル=95:5〜90:10)し、無色透明オイルの目的物を収量6.16g(収率58%)で得た。得られた目的物の1H NMR及び13C NMRを以下に示す。
・1H NMR(300MHz,CDCl3):1.20〜1.29(12H,m),1.49(1H,q,J=4.5Hz),1.64(1H,q,J=4.5Hz),2.55(1H,q,J=8.1Hz),5.00〜5.14(3H,m),5.28(1H,d,J=17.1Hz),5.31〜5.49(1H,m)ppm
・13C NMR(75MHz,CDCl3):20.0(s),21.6(q),30.
6(s),36.1(s),68.8(s),69.1(s),118.1(s),133.2(s),166.9(s),169.2(s)ppm
Under a nitrogen flow, 9.89 g (227 mmol) of 55% sodium hydride and 22.03 g (103 mmol) of 1,4-dibromo-2-butene were added to 110 mL of anhydrous tetrahydrofuran at room temperature and stirred. Thereafter, the solution was cooled to 0 ° C., and a solution obtained by dissolving 19.39 g (103 mmol) of diisopropyl malonate in 22 mL of anhydrous tetrahydrofuran was dropped therein while paying attention to heat generation and foaming. After completion of dropping, the mixture was stirred for 1 hour and further stirred at room temperature for 88 hours. Thereafter, 58 g of water was slowly dropped into the reaction system and stirred. Thereafter, extraction was performed three times with 200 mL of diisopropyl ether, and the obtained organic layer was washed with 100 mL of 5% aqueous sodium hydrogen carbonate. Anhydrous magnesium sulfate was added to the organic layer after the separation, and the mixture was allowed to stand, followed by filtration. The solvent was distilled off with an evaporator to obtain 21.78 g of a crude product. Then, 9.37 g was taken out and purified by a silica gel column (hexane: ethyl acetate = 95: 5 to 90:10) to obtain 6.16 g (yield 58%) of the objective product as a colorless transparent oil. 1 H NMR and 13 C NMR of the obtained target product are shown below.
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): 1.20 to 1.29 (12H, m), 1.49 (1H, q, J = 4.5 Hz), 1.64 (1H, q, J = 4) .5 Hz), 2.55 (1 H, q, J = 8.1 Hz), 5.00 to 5.14 (3 H, m), 5.28 (1 H, d, J = 17.1 Hz), 5.31 ~ 5.49 (1H, m) ppm
13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): 20.0 (s), 21.6 (q), 30.
6 (s), 36.1 (s), 68.8 (s), 69.1 (s), 118.1 (s), 133.2 (s), 166.9 (s), 169.2 (S) ppm
[比較合成例2]ジターシャリーブチル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレートの合成
窒素フロー下、55%水素化ナトリウム 8.64g(198mmol)、1、4−ジブロモ−2−ブテン 19.25g(90mmol)を無水テトラヒドロフラン 110mL中に室温で加えて攪拌した。その後、0℃まで冷却し、その中に、ジターシャリーブチル マロネート 19.47g(90mmol)を無水テトラヒドロフラン 22mLに溶解した溶液を、発熱、発泡に留意しながら滴下した。滴下終了後、1時間攪拌し、さらに室温で9時間撹拌した。その後、反応系中に 水58gをゆっくり滴下して攪拌した。その後、ジイソプロピルエーテル 200mLで3回抽出し、得られた有機層を5%炭酸水素ナトリウム水 100mLで洗浄した。分液後の有機層に無水硫酸マグネシウムを加えて静置後、ろ過し、溶媒をエバポレーターで留去することで、29.12gの粗物を得た。そこから5.68gを取り出し、シリカゲルカラムで精製(ヘキサン:酢酸エチル=95:5〜90:10)し、白色結晶2.50gで得た。これにヘプタン 7.50gを加えて室温で溶解させた後に−70℃に冷却して析出した結晶を洗浄し、乾燥させ、白色結晶の目的物を収量1.81g(収率38%)で得た。融点52.9℃(2回測定した平均値)。得られた目的物の1H NMR及び13C NMRを以下に示す。
・1H NMR(300MHz,CDCl3):1.23〜1.55(20H,m),2.42〜2.50(1H,m),5.09〜5.30(2H,m),5.37〜5.49(1H,m)ppm
・13C NMR(300MHz,CDCl3):19.7(s),28.0(s),29
.9(s),37.6(s),81.2(s),81.7(s),117.7(s),133.5(s),166.8(s),169.1(s)ppm
Under nitrogen flow, 8.64 g (198 mmol) of 55% sodium hydride and 19.25 g (90 mmol) of 1,4-dibromo-2-butene were added to 110 mL of anhydrous tetrahydrofuran at room temperature and stirred. Thereafter, the solution was cooled to 0 ° C., and a solution obtained by dissolving 19.47 g (90 mmol) of ditertiary butyl malonate in 22 mL of anhydrous tetrahydrofuran was dropped therein while paying attention to heat generation and foaming. After completion of dropping, the mixture was stirred for 1 hour and further stirred at room temperature for 9 hours. Thereafter, 58 g of water was slowly dropped into the reaction system and stirred. Thereafter, extraction was performed three times with 200 mL of diisopropyl ether, and the obtained organic layer was washed with 100 mL of 5% aqueous sodium hydrogen carbonate. Anhydrous magnesium sulfate was added to the organic layer after the separation and the mixture was allowed to stand and then filtered, and the solvent was distilled off with an evaporator to obtain 29.12 g of a crude product. Then 5.68 g was taken out and purified with a silica gel column (hexane: ethyl acetate = 95: 5-90: 10) to obtain 2.50 g of white crystals. 7.50 g of heptane was added and dissolved at room temperature, and then cooled to −70 ° C., and the precipitated crystals were washed and dried to obtain 1.81 g (yield 38%) of the desired product as white crystals. It was. Melting point 52.9 ° C. (average value measured twice). 1 H NMR and 13 C NMR of the obtained target product are shown below.
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): 1.23 to 1.55 (20H, m), 2.42 to 2.50 (1H, m), 5.09 to 5.30 (2H, m), 5.37-5.49 (1H, m) ppm
13 C NMR (300 MHz, CDCl 3 ): 19.7 (s), 28.0 (s), 29
. 9 (s), 37.6 (s), 81.2 (s), 81.7 (s), 117.7 (s), 133.5 (s), 166.8 (s), 169.1 (S) ppm
[参考例1]
マクロモレキュルズ(Macromolecules),1993年,26巻,p.1818−1824に記載のジエチル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレートの25℃における密度は1.020g/cm3、この化合物の重合物の密度は1.
134g/cm3である。これらの値から計算される重合物の体積収縮率は10.1%で
ある。
[Reference Example 1]
Macromolecules, 1993, 26, p. The density of diethyl 2-vinylcyclopropane-1,1-dicarboxylate described in 1818-1824 at 25 ° C. is 1.020 g / cm 3 , and the density of the polymer of this compound is 1.
134 g / cm 3 . The volume shrinkage of the polymer calculated from these values is 10.1%.
[比較例1]ジイソプロピル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレートの光ラジカル重合とその体積収縮率の測定
比較合成例1で調製したジイソプロピル 2−ビニルシクロプロパン−1,1−ジカルボキシレート(液状、25℃における密度1.104g/cm3)1.0gにベンゾイン
エチルエーテル 30mgを混合した。この組成物に実施例1と同様の方法で光照射を行うことにより重合硬化物を得た。硬化物の密度を測定した結果、1.213g/cm3で
あり、そこから計算される体積収縮率は9.0%であった。
[Comparative Example 1] Photoradical polymerization of diisopropyl 2-vinylcyclopropane-1,1-dicarboxylate and measurement of volume shrinkage thereof Diisopropyl 2-vinylcyclopropane-1,1-dicarboxy prepared in Comparative Synthesis Example 1 30 mg of benzoin ethyl ether was mixed with 1.0 g of the rate (liquid, density 1.104 g / cm 3 at 25 ° C.). The composition was irradiated with light in the same manner as in Example 1 to obtain a polymerized cured product. As a result of measuring the density of the cured product, it was 1.213 g / cm 3 , and the volumetric shrinkage calculated therefrom was 9.0%.
このように、合成例1乃至合成例4で調製した各ビニルシクロプロパン化合物は低粘度の液体であり、且つ該化合物含有する実施例1乃至実施例4の感光性組成物は、光重合後の硬化物の体積収縮が少ないことが確認された。
また参考例1及び比較例1の結果より、化合物内の置換基がエチルエステル基、イソプロピルエステル基であるビニルシクロプロパン化合物では、重合物の体積収縮抑制の効果が不充分であり、比較合成例2で調製したターシャリーブチルエステル基を有するビニルシクロプロパン化合物では室温で固体となり、感光性組成物の調製には不向きであることが確認された。
Thus, each vinylcyclopropane compound prepared in Synthesis Example 1 to Synthesis Example 4 is a low-viscosity liquid, and the photosensitive compositions of Examples 1 to 4 containing the compound are obtained after photopolymerization. It was confirmed that there was little volume shrinkage of hardened | cured material.
Further, from the results of Reference Example 1 and Comparative Example 1, the vinyl cyclopropane compound in which the substituent in the compound is an ethyl ester group or an isopropyl ester group is insufficient in the effect of suppressing the volume shrinkage of the polymer. It was confirmed that the vinylcyclopropane compound having a tertiary butyl ester group prepared in 2 was solid at room temperature and was not suitable for the preparation of a photosensitive composition.
[実施例5]感光性組成物の調製
1,1−ビス(シクロヘキシルオキシカルボニル)−2−ビニルシクロプロパン 300mgに、ジルコニアゾル(住友大阪セメント株式会社製、製品名:ナノジルコニアトルエン分散液)1.914g、ジシクロペンタジエニル−チタン−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)フェニル)(チバ・ジャパン株式会社製、商品名:Irgacure 784)3mg、ペンタエリスリトールテトラ(3−メルカプトプロピオネート)(東京化成工業株式会社製)3mgを混合し、均一に分散させ、感光性組成物を調製した。
[Example 5] Preparation of photosensitive composition 1,1-bis (cyclohexyloxycarbonyl) -2-vinylcyclopropane 300 mg, zirconia sol (manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd., product name: nano zirconia toluene dispersion) 1 914 g, dicyclopentadienyl-titanium-bis (2,6-difluoro-3- (1H-pyrrol-1-yl) phenyl) (manufactured by Ciba Japan, trade name: Irgacure 784), 3 mg, pentaerythritol 3 mg of tetra (3-mercaptopropionate) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was mixed and dispersed uniformly to prepare a photosensitive composition.
[実施例6]回折効率の測定
スライドガラスの両端部にスペーサとして厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを貼り、スライドガラス中央(スペーサに挟まれた領域)に実施例5で調製した感光性組成物を滴下し、スライドガラスをかぶせ、体積位相型ホログラム記録媒体を作製した。本記録媒体に対し、図1に示す装置によって、二光束干渉露光を行い体積ホログラムの記録を実施した。
まず、ホログラム記録媒体1に対し、波長532nmのNd:YVO4レーザー2を用
いて、露光パワー密度100mW/cm2で二光束干渉露光(格子間隔1μm)を行った
。Nd:YVO4レーザー2から出射した光はビームエキスパンダ3を経てハーフミラー
13で2本に分割され、それぞれミラー8、9を経てホログラム記録媒体1に照射され、両光の干渉縞が記録されホログラムが形成されることとなる。
同時に、ホログラム記録媒体1が感光しない波長632.8nmのヘリウムネオン(He−Ne)レーザー4をホログラム記録媒体1に照射し回折光を光検出器18〜20で検出することによりホログラム形成過程をモニターし、回折効率を評価した。
本サンプルの回折効率の時間による変化を表すグラフを図2に示す。図2に示すとおり、回折効率が100%に近い体積位相型ホログラムが形成されることが確認できた。
[Example 6] Measurement of diffraction efficiency A polyethylene terephthalate film having a thickness of 50 µm was attached as a spacer to both ends of a slide glass, and the photosensitive composition prepared in Example 5 was placed in the center of the slide glass (a region sandwiched between the spacers). This was dropped and covered with a slide glass to produce a volume phase hologram recording medium. The recording medium was subjected to two-beam interference exposure with the apparatus shown in FIG. 1 to record a volume hologram.
First, two-beam interference exposure (grating spacing 1 μm) was performed on the hologram recording medium 1 using an Nd: YVO 4 laser 2 having a wavelength of 532 nm at an exposure power density of 100 mW / cm 2 . The light emitted from the Nd: YVO 4 laser 2 is split into two by a
At the same time, the hologram forming process is monitored by irradiating the hologram recording medium 1 with a helium-neon (He-Ne) laser 4 having a wavelength of 632.8 nm, which the hologram recording medium 1 is not sensitive to, and detecting the diffracted light with the photodetectors 18-20. And diffraction efficiency was evaluated.
A graph showing the change of the diffraction efficiency of this sample with time is shown in FIG. As shown in FIG. 2, it was confirmed that a volume phase hologram having a diffraction efficiency close to 100% was formed.
[比較例2]感光性組成物の調製
トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(新中村化学工業株式会社製、製品名A−DCP)500mgに、ジルコニアゾル(住友大阪セメント株式会社製、製品名:ナノジルコニアトルエン分散液)3.05g、ジシクロペンタジエニル−チタン−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)フェニル)(チバ・ジャパン株式会社製、商品名:Irgacure 784)5mgを混合し、均一に分散させ、感光性組成物を調製した。
[Comparative Example 2] Preparation of photosensitive composition To 500 mg of tricyclodecane dimethanol diacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., product name A-DCP), zirconia sol (manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd., product name: Nano) Zirconia toluene dispersion) 3.05 g, dicyclopentadienyl-titanium-bis (2,6-difluoro-3- (1H-pyrrol-1-yl) phenyl) (Ciba Japan Co., Ltd., trade name: Irgacure 784) 5 mg was mixed and dispersed uniformly to prepare a photosensitive composition.
[比較例3]回折効率の測定
比較例2で調製した感光性組成物を用い、実施例6と同様の方法で体積ホログラムの記録を実施した。本サンプルの回折効率の時間による変化を表すグラフを図3に示す。回折効率は約50%であった。
[Comparative Example 3] Measurement of diffraction efficiency Using the photosensitive composition prepared in Comparative Example 2, a volume hologram was recorded in the same manner as in Example 6. A graph showing the change of the diffraction efficiency of this sample with time is shown in FIG. The diffraction efficiency was about 50%.
以上より、シクロアルキルエステル基を導入したビニルシクロプロパン化合物を含有する本発明の感光性組成物は、優れた記録特性を有するホログラム記録媒体となることが確認された。 From the above, it was confirmed that the photosensitive composition of the present invention containing a vinylcyclopropane compound into which a cycloalkyl ester group was introduced would be a hologram recording medium having excellent recording characteristics.
1 ホログラム記録媒体 2 Nd:YVO4レーザー 3 ビームエキスパンダ
4 He−Neレーザー 5、6、7、8、9、10、11 ミラー
12 ビームサンプラー 13 ハーフミラー 14、15 半波長板
16、17 偏光プリズム 18、19、20 光検出器
1
Claims (9)
=O)NR1R2、SO2R1又はR1を表し、
R1は非置換の、又は、炭素原子数1乃至12の直鎖アルキル基、炭素原子数3乃至12
のシクロアルキル基、炭素原子数1乃至12のアルコキシ基、炭素原子数1乃至12のアシル基、炭素原子数1乃至12のアシルオキシ基及びヒドロキシ基からなる群から選択される置換基によって置換された炭素原子数3乃至18のシクロアルキル基を表し、
R2は水素原子、アルキル基、アリール基又はヘテロ環基を表す。)で表されるビニルシ
クロプロパン化合物を含有する感光性組成物。 (A) Formula (1)
= O) represents NR 1 R 2 , SO 2 R 1 or R 1 ,
R 1 is unsubstituted or a linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or 3 to 12 carbon atoms.
Substituted by a substituent selected from the group consisting of a cycloalkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an acyl group having 1 to 12 carbon atoms, an acyloxy group having 1 to 12 carbon atoms, and a hydroxy group. Represents a cycloalkyl group having 3 to 18 carbon atoms,
R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a heterocyclic group. The photosensitive composition containing the vinylcyclopropane compound represented by this.
か一項に記載の感光性組成物。 In the formula (1), X and Y represent C (= O) OR 1, photosensitive composition according to any one of claims 1 to 5.
原子数3乃至12のシクロアルキル基、炭素原子数1乃至12のアルコキシ基、炭素原子数1乃至12のアシル基、炭素原子数1乃至12のアシルオキシ基及びヒドロキシ基からなる群から選択される置換基によって置換された炭素原子数5乃至8のシクロアルキル基を表す、請求項1乃至請求項6のうち何れか一項に記載の感光性組成物。 In the formula (1), R 1 is unsubstituted or a linear alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, carbon The cycloalkyl group having 5 to 8 carbon atoms substituted with a substituent selected from the group consisting of an acyl group having 1 to 12 atoms, an acyloxy group having 1 to 12 carbon atoms, and a hydroxy group. The photosensitive composition as described in any one of Claims 6 thru | or 6.
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