特許 6435260 高屈折率材料

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6435260

(24)【登録日】2018年11月16日

(45)【発行日】2018年12月5日

(54)【発明の名称】高屈折率材料

(51)【国際特許分類】

   C08G 77/392 20060101AFI20181126BHJP

   C08G 77/28 20060101ALI20181126BHJP

   C08G 77/50 20060101ALI20181126BHJP

   C09D 183/08 20060101ALI20181126BHJP

   G02B 1/04 20060101ALI20181126BHJP

   H01L 33/56 20100101ALI20181126BHJP

   A61K 8/899 20060101ALI20181126BHJP

【ＦＩ】

   C08G77/392

   C08G77/28

   C08G77/50

   C09D183/08

   G02B1/04

   H01L33/56

   A61K8/899

【請求項の数】14

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2015-512631(P2015-512631)

(86)(22)【出願日】2013年3月7日

(65)【公表番号】特表2015-524007(P2015-524007A)

(43)【公表日】2015年8月20日

(86)【国際出願番号】US2013029614

(87)【国際公開番号】WO2013172921

(87)【国際公開日】20131121

【審査請求日】2016年3月4日

(31)【優先権主張番号】61/646,511

(32)【優先日】2012年5月14日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】506390498

【氏名又は名称】モーメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・インク

(74)【代理人】

【識別番号】100124431

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 順也

(74)【代理人】

【識別番号】100156845

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 威一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100112896

【弁理士】

【氏名又は名称】松井 宏記

(74)【代理人】

【識別番号】100124039

【弁理士】

【氏名又は名称】立花 顕治

(74)【代理人】

【識別番号】100174160

【弁理士】

【氏名又は名称】水谷 馨也

(72)【発明者】

【氏名】スリバスタバ ラジブ

(72)【発明者】

【氏名】デュークス ダグラス マイケル

(72)【発明者】

【氏名】リン ハイ フイ

【審査官】 小森 勇

(56)【参考文献】

【文献】 Kuo-Hsiang Tang et al.，The study of intramolecular tandem radical cyclizations of acylsilanes with radicalphiles attached on silicon，Tetrahedron，２００５年 ２月２１日，vol61,Issue8，p.2037-2045

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０８Ｇ ７７／３９２

Ｃ０８Ｇ ７７／２８

Ｃ０８Ｇ ７７／５０

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シロキサン骨格と、前記シロキサン骨格に組み込まれた、担体原子および高屈折率官能基を含む分子と、を含むポリシロキサンポリマーまたはコポリマーであって、前記担体原子および高屈折率官能基を含む分子が、式：

【化1】

［式中、シリコン（Ｓｉ）は該担体原子であり、Ｒ¹は、水素、ヒドロキシル、直鎖もしくは分岐アルキルラジカル、直鎖もしくは分岐アルコキシラジカル、アリールラジカル、アルキルビニルラジカル、またはその２種以上の組み合わせから独立して選ばれ；Ａは、硫黄含有複素環式構造を含む高屈折率基から独立して選ばれ；Ｂは、ハライド、ＯＨ、ＯＲ、ビニルラジカル、水素、アリルラジカル、−（ＣＨ₂）_nＳＨ、−（ＣＨ₂）_nＮＨ₂、グリシジルラジカル、またはその２種以上の組み合わせから独立して選ばれ；Ｒは、Ｃ１−Ｃ３０のアルキルラジカル又はアルコキシラジカルであり、ｎは１〜１０であり、ｘは少なくとも１であり；ｙは０−２であり；ｚは少なくとも１であり；１≦ｘ＋ｙ≦３であり；ｘ＋ｙ＋ｚは４である。］を有し、
該硫黄含有複素環式構造が２個または３個の硫黄原子を含む、縮合環系以外の飽和複素環式構造である分子。

【請求項2】

該複素環式構造が三〜十員環である、請求項１に記載のポリシロキサンポリマーまたはコポリマー。

【請求項3】

該複素環式構造が１個または複数の非硫黄ヘテロ原子をさらに含む、請求項１または２に記載のポリシロキサンポリマーまたはコポリマー。

【請求項4】

式：

【化2】

である、請求項１〜３のいずれかに記載のポリシロキサンポリマーまたはコポリマー。

【請求項5】

式：

【化3】

［式中、ｈ＋ｙは４であり、ｈは少なくとも２である。］のものである、請求項１〜３のいずれかに記載のポリシロキサンポリマーまたはコポリマー。

【請求項6】

該複素環式構造が１，３−ジチオラン、１，３−ジチアン、１，４−ジチアン、１，３，５−トリチアン、１，３，５−ジチアジナンまたはその２種以上の組み合わせから選ばれる、請求項１から５のいずれかに記載のポリシロキサンポリマーまたはコポリマー。

【請求項7】

１．４２から約１．６５の屈折率を有する、請求項１〜６のいずれかに記載のポリマー。

【請求項8】

式

【化4】

［式中、Ｍ¹およびＭ²は、独立して、Ｒ²Ｒ³Ｒ⁴ＳｉＯ_1/2であり；Ｄ¹、Ｄ²、Ｄ³およびＤ⁴は独立してＲ⁵Ｒ⁶ＳｉＯ_2/2であり；Ｔ¹およびＴ²は独立してＲ⁷ＳｉＯ_3/2であり；ＱはＳｉＯ_4/2であり；Ｒ²−Ｒ⁷基は、水素、ヒドロキシル、直鎖もしくは分岐アルキルラジカル、直鎖もしくは分岐アルコキシラジカル、アリールラジカル、アルキルビニルラジカル、アミド、アミノ基、プロピルメルカプト基、グリシジル含有基、高屈折率硫黄含有複素環式化合物、または高屈折率分子側鎖基から独立して選ばれ、ここで、Ｒ²−Ｒ⁷の少なくとも１つは、（１）式１Ａの高屈折率分子または（２）硫黄含有複素環式化合物から選ばれ；ａは１〜１０００であり、ｂは０〜５００であり、ｃは０〜５００であり、ｄは０〜１００であり、ｅは０〜１００であり、ｆは０〜１００であり、ｇは１〜１０００であり、ｈは０〜１０００であり、ｉは０から２００である。］によって記載される、請求項１〜７のいずれかに記載のポリマー。

【請求項9】

式ＭＤ_aＤ^OL_dＤ^H_eＴ_cＱ_fＭ、ＭＤ_aＤ^OL_dＤ^vi_gＴ_cＱ_fＭ、Ｍ^viＤ_aＤ^OL_dＤ^vi_gＴ_cＱ_fＭ^viまたはＭ^viＤ_aＤ^OL_dＴ_cＱ_fＭ^vi［式中、Ｍはトリアルキルシロキシラジカルまたはジアルキルビニルシロキシを表し、Ｄ^OLは、高屈折率モノマーを含むアルキルシロキシを表し、Ｄ^Hはアルキルヒドロゲンシロキシを表し、Ｄ^viはアルキルビニルシロキシを表し、Ｄはジアルキルシロキシを表し、Ｍ^viはジアルキルビニルシロキシを表し、ＴはＲ⁷ＳｉＯ_3/2を表し且つＲ⁷基は、水素、ヒドロキシル、直鎖もしくは分岐アルキルラジカル、直鎖もしくは分岐アルコキシラジカル、アリールラジカル、アルキルビニルラジカル、アミド、アミノ基、プロピルメルカプト基、グリシジル含有基、高屈折率硫黄含有複素環式化合物、または高屈折率分子側鎖基から独立して選ばれ、ＱはＳｉＯ_4/2を表し、ａ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆおよびｇは正の整数である。］によって記載される、請求項８に記載のポリマー。

【請求項10】

請求項１から９のいずれかに記載の該ポリマーを含み、該ポリマーがポリジメチルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン、またはポリメチルフェニルシロキサンを含むコポリマーである、組成物。

【請求項11】

硬化性シロキサン組成物であるか、または、反射防止膜、コンフォーマルコーティング、塗料調合物、およびパーソナルケア製品調合物から選ばれるものである、請求項１０に記載の組成物。

【請求項12】

請求項１０または１１に記載の該組成物を含むデバイス。

【請求項13】

発光ダイオード、有機発光ダイオード、レーザダイオード、導光路、光学的コンピューティングデバイス、光記憶媒体、光学レンズ、マイクロレンズ、塗料調合物、勾配屈折率光学部品、および動的勾配屈折率部品から選ばれる、請求項１２に記載のデバイス。

【請求項14】

抗酸化剤、熱安定剤、紫外線安定剤、接着促進剤、１〜１００ｐｐｍの量の白金族金属触媒、及び／又は充填剤をさらに含む、請求項１１に記載の組成物。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本出願は、「高屈折率材料」と題する、２０１２年５月１４日に出願された米国特許仮出願第６１／６４６，５１１号の利益を主張し、これはその全体が参照によって本明細書に組み込まれる。

【技術分野】

【0002】

本技術は高屈折率材料に関する。特に、本発明は、高屈折率を有するシリコーン材料に関する。高屈折率材料は、例えば、コンタクトレンズの被膜、眼内レンズ、半導体発光（発光ダイオード、有機発光ダイオード、レーザダイオード）、導光路（平面および「ファイバー」両方の幾何学的形状）、光学的コンピューティング、光記憶媒体、反射防止膜、コンフォーマルコーティング、光学レンズ、マイクロレンズ、自動車用トップコート、塗料調合物、頭髪用化粧品、勾配屈折率光学部品および動的勾配屈折率部品としての光学的用途を含む様々な用途において使用するのに適している可能性がある。

【背景技術】

【0003】

高屈折率を有するシロキサンポリマーまたはコポリマーは、例えば、コンタクトレンズ、眼内レンズなどを含む様々な光学的用途にますます使用されている。そのようなポリマーは、また、半導体発光（発光ダイオード、有機発光ダイオード、レーザダイオード）、導光路（平面および「ファイバー」両方の幾何学的形状）、光学的コンピューティング、光記憶媒体、反射防止膜、コンフォーマルコーティング、光学レンズ、マイクロレンズ、自動車用トップコート、塗料調合物、頭髪用化粧品、勾配屈折率光学部品および動的勾配屈折率部品などを含むがこれらに限定されない、高透過率と高屈折率を必要とする他の光学的用途を見いだしている。

【0004】

用途に応じて、ポリマーおよびそのようなポリマーから形成される製品は、十分な構造的完全性、強度、弾性および伸び、屈折率などを含む広範囲の特性を示す必要がある場合がある。幾つかの用途において、薄膜に形成されたとき、ポリマーはこれらの特性を示さなければならない。例えば、眼内レンズにおいて、レンズは、眼内レンズ用途の小さい切り口を通る挿入のためには、薄く柔軟であり、切り口を抜けた後、元の形状を回復することができ、通常の使用状況下でそのような形状を保持するために十分な構造的完全性および強度を有することが必要である。

【0005】

芳香族基の導入は、今のところ、シロキサンポリマーの屈折率を高める一般的な手法であり、高屈折率用途のための従来のコポリマーは、例えば、米国特許第３，９９６，１８９号；第５，１４７，３９６号；第５，４４４，１０６号；および第５，２３６，９７０号、ＪＰ１０３０５０９２、欧州特許第０３３５３１２号、国際公開第９３／２１２４５号パンフレットおよび国際公開第９５／１７４６０号パンフレットに記載されているようなジメチルシロキサン−フェニルメチルシロキサンコポリマーまたはジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサンコポリマーからなる。およそ１５モル％のフェニル含有率で、ポリジメチルシロキサン／メチルフェニルシロキサンコポリマーは１．４６２の屈折率を有する（Ｅｕｒ．Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｊ．１９９８，３４，１７２７−１７３３）。

【0006】

屈折率へのプラス効果にもかかわらず、ポリシロキサン中にフェニル基などの屈折率修飾基を導入すると、幾つかの不都合を引き起こすことが知られている。フェニル基を含有するシロキサンから形成された材料は、可撓性が低下し、機械的強度および弾性が不十分になることがあり、また、固く脆くなり得る。さらに、４０ｍｏｌ％を超えるフェニル含有率の材料は、容易に加工されず、不十分な機械的強度を示す傾向がある。このため、達成することができる屈折率は約１．５４に限定される。

【0007】

亀裂に対する脆弱性の問題の１つの矯正法は、光学的構造を強化し、ポリマーを固体充填剤材料と組み合わせることによりその機械的性質を改善することである。たいていは、細かく粉末化されたシリカがこの目的に合わせた充填剤材料として使用される。この充填剤材料は１．４６の屈折率を有する。充填剤材料とポリマーの屈折率の差は、光学レンズでは許容されないので、そのような充填剤材料を含むレンズの最大屈折率は、究極的には１．４６である。

【0008】

機械的性質にまつわる問題に加えて、シリコーンへのフェニルの組み込みによって、また、得られたポリマーが熱およびＵＶ曝露条件下でより脆弱になる。その結果、光学材料の黄変および透過率水準が許される水準を下回るような透過率の損失をもたらし、光学部品においてデバイスの機械的な故障を引き起こす場合がある。シロキサンの屈折率を変える代替手段に対する必要性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、問題の高屈折率ポリマー組成物、それを作製する方法、および幾つかの用途におけるその有用性を提供する。一態様において、本発明は、高屈折率ポリマーであって、そのようなポリマー中のフェニル基の減少または除去すらを可能にするポリマーを提供するが、フェニル含有シロキサンに匹敵するか、またはより良好な屈折率を有する。一実施形態において、高屈折率材料は、約１．４以上、１．４２以上、１．５以上、１．５５以上、１．６以上もの、または１．６５以上もの屈折率を有する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

一態様において、高屈折率材料は、それに結合した複数の高屈折率基を含むポリマー骨格を含み、ここで、高屈折率基の少なくとも１つは、少なくとも１個の硫黄原子を含む複素環式構造を含む。

【0011】

別の態様において、本発明は、ポリシロキサンを含む高屈折率材料であって、それに結合した複数の高屈折率基を有し、高屈折率基の少なくとも１つは少なくとも１個の硫黄原子を含む複素環式構造を含む高屈折率材料を提供する。一実施形態において、複素環式構造は、少なくとも２個の硫黄原子を含む五または六員環である。一実施形態において、複素環式構造は飽和複素環式構造である。

【0012】

一実施形態において、高屈折率基は、ポリマー骨格中のシリコン原子に直接結合している。

【0013】

一実施形態において、高屈折率基は、ポリマー骨格のシリコン原子に結合した側鎖基を含む高屈折率モノマーの一部として提供される。

【0014】

一態様において、本発明は、担体原子および高屈折率官能基を含む分子であって、式：

【化1】

［式中、Ｗは担体原子であり、Ｒ¹は、水素、ヒドロキシル、または直鎖もしくは分岐アルキルラジカル、直鎖もしくは分岐アルコキシラジカル、アルキルビニルラジカル（アリルを含む）、シクロアルキルラジカル、分岐もしくは直鎖アルケニルラジカル、シクロアルケニルラジカル、直鎖もしくは分岐アルキニルラジカル、アリールラジカル、置換アリールラジカル、または多核芳香族基から選ばれるＣ１−Ｃ３０炭素原子を含有する基から独立して選ばれ；Ａは、硫黄含有複素環式構造を含む高屈折率基から選ばれ；Ｂは、ハライド、アルコキシ（ＯＲ）、ヒドロキシル、アルキルビニルラジカル（アリルを含む）、水素、−（ＣＨ₂）_nＳＨ、−（ＣＨ₂）_nＮＨ₂、グリシジルラジカル、またはその２種以上の組み合わせから選ばれ；ｎは１〜１０であり、ｘは少なくとも１であり；ｙは担体原子の原子価より０から２少ない範囲であり：ｚは少なくとも１であり；１≦ｘ＋ｙ≦担体原子の原子価より１少ない数であり；ｘ＋ｙ＋ｚは担体原子の原子価と等しい。］を有する分子を提供する。

【0015】

一実施形態において、担体原子は、シリコン、リン、窒素、ゲルマニウムまたは炭素から選ばれる。

【0016】

一実施形態において、本分子は、少なくとも１個の硫黄原子を含む飽和複素環式化合物、少なくとも１個の硫黄原子を含む不飽和複素環式化合物、またはその２種以上の組み合わせを含む。一実施形態において、複素環式化合物は２個の硫黄原子を含む。一実施形態において、複素環式化合物は３個の硫黄原子を含む。一実施形態において、複素環式化合物は、１個または複数の非硫黄ヘテロ原子をさらに含む。

【0017】

一実施形態において、複素環式の化合物は三〜十員環である。一実施形態において、複素環式化合物は五〜六員環である。

【0018】

一実施形態において、本分子は、式：

【化2】

［式中、シリコン（Ｓｉ）は担体原子であり、Ｒ¹は、水素、ヒドロキシル、直鎖もしくは分岐アルキルラジカル、直鎖もしくは分岐アルコキシラジカル、アリールラジカル、アルキルビニルラジカル、またはその２種以上の組み合わせから独立して選ばれ；Ａは、硫黄含有複素環式構造を含む高屈折率基から独立して選ばれ；Ｂは、ハライド、ＯＨ、ＯＲ、ビニルラジカル、水素、アリルラジカル、−（ＣＨ₂）_nＳＨ、−（ＣＨ₂）_nＮＨ₂、グリシジルラジカル、またはその２種以上の組み合わせから独立して選ばれ；ｎは１〜１０であり、ｘは少なくとも１であり；ｙは０−２であり：ｚは少なくとも１であり；１≦ｘ＋ｙ≦３であり；ｘ＋ｙ＋ｚは４である。］のものである。

【0019】

一実施形態において、本分子は式：

【化3】

のものである。

【0020】

一実施形態において、本分子は式：

【化4】

［式中、ｈ＋ｙは４であり、ｈは少なくとも２である。］のものである。

【0021】

一実施形態において、複素環式化合物は、チオフェン（テトラヒドロチオフェン）、１，３−ジチオラン、テトラヒドロ−２Ｈ−チオピラン、１，３−ジチアン、１，４−ジチアン、１，３，５−ジチアン、１，３，５−ジチアジナンまたはその２種以上の組み合わせから選ばれる。別の態様において、本発明は、本発明の態様による分子を含むシロキサン骨格を有するポリシロキサンポリマーまたはコポリマーを提供する。

【0022】

一実施形態において、本分子の担体原子はポリマーの骨格に組み込まれ、高屈折率官能基は担体原子の側鎖にある。

【0023】

一実施形態において、本分子はポリマーのシロキサン骨格の側鎖にある。

【0024】

一実施形態において、本ポリマーは、少なくとも１．４２；少なくとも１．５０；少なくとも１．５５；少なくとも１．６０の屈折率を有する。一実施形態において、本ポリマーは約１．４２から約１．６５の屈折率を有する。

【0025】

一実施形態において、本ポリマーは、式

【化5】

［式中、Ｍ¹およびＭ²は、独立して、Ｒ²Ｒ³Ｒ⁴ＳｉＯ_1/2であり；Ｄ¹、Ｄ²、Ｄ³およびＤ⁴は、独立してＲ⁵Ｒ⁶ＳｉＯ_2/2であり；Ｔ¹およびＴ²は、独立してＲ⁷ＳｉＯ_3/2であり；ＱはＳｉＯ_4/2であり；Ｒ²−Ｒ⁷基は、水素、ヒドロキシル、直鎖もしくは分岐アルキルラジカル、直鎖もしくは分岐アルコキシラジカル、アリールラジカル、アルキルビニルラジカル、アミド、アミノ基、プロピルメルカプト基、グリシジル含有基、高屈折率硫黄含有複素環式化合物、または高屈折率分子側鎖基から独立して選ばれ、ここで、Ｒ²−Ｒ⁷の少なくとも１つは、（１）式１の高屈折率分子または（２）硫黄含有複素環式化合物から選ばれ；ａは１−１０００であり、ｂは０−５００であり、ｃは０−５００であり、ｄは０−１００であり、ｅは０−１００であり、ｆは０−１００であり、ｇは１−１０００であり、ｈは０−１０００であり、ｉは０から２００である。］によって記載される。

【0026】

一実施形態において、本ポリマーは、式ＭＤ_aＤ^OL_dＤ^H_eＴ_cＱ_fＭ、Ｍ^HＤ_aＤ^Ph_bＤ^OL_dＤ^H_eＴ_cＱ_fＭ^H、Ｍ^HＤ_aＤ^Ph_bＤ^OL_dＴ_cＱ_fＭ^H、ＭＤ_aＤ^OL_dＤ^vi_gＴ_cＱ_fＭ、Ｍ^viＤ_aＤ^OL_dＤ^vi_gＴ_cＱ_fＭ^viまたはＭ^viＤ_aＤ^OL_dＴ_cＱ_fＭ^vi［式中、Ｍはトリアルキルシロキシラジカルまたはジアルキルビニルシロキシを表し、ｖｉはビニルラジカルを表し、ＯＬは、硫黄含有飽和複素環式化合物を含む高屈折率モノマーを表し、Ｄ^OLは、高屈折率モノマーを含むアルキルシロキシを表し、Ｄ^Hはアルキルヒドロゲンシロキシを表し、Ｄ^viはアルキルビニルシロキシを表し、Ｄはジアルキルシロキシを表し、Ｍ^viはジアルキルビニルシロキシを表し、Ｍ^Hはジアルキルヒドロゲンラジカルを表し、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆおよびｇは正の整数である。］によって記載される。

【0027】

一実施形態において、少なくとも１個の硫黄原子を含む複素環式構造は、ポリマーの０．１から４０ｍｏｌ％の量で存在する。

【0028】

別の態様において、本発明は、そのようなポリマーを含む組成物、およびそれから形成されたデバイスを提供する。

【発明を実施するための形態】

【0029】

本発明は、担体原子およびそれに結合した高屈折率基を含む分子、そのような分子を含むモノマー、およびそのようなモノマーを含むポリマーを提供する。高屈折率基は、少なくとも１個の硫黄原子を含む複素環式化合物を含む。一実施形態において、高屈折率ポリマー材料は、ポリマー、およびポリマーに結合した高屈折率基を含む。一実施形態において、本発明は、ポリシロキサンポリマー骨格を含む高屈折率ポリシロキサンであって、それに結合した高屈折率基を有し、高屈折率基は少なくとも１個の硫黄原子を含む複素環式化合物を含む高屈折率ポリシロキサンを提供する。少なくとも１個の硫黄原子を含む複素環式化合物を含む高屈折率基は、また本明細書において、「硫黄含有複素環式化合物」または「硫黄含有高屈折率基」と称されてもよい。一実施形態において、硫黄含有高屈折率基は、シロキサン骨格に結合した高屈折率分子の一部として提供されてもよい。別の実施形態において、高屈折率基は、シロキサン骨格中の原子に直接結合していてもよい。

【0030】

高屈折率ポリマー材料には約１．４以上の屈折率があってもよい。一実施形態において、高屈折率ポリマーは約１．４２以上の屈折率を有する。一実施形態において、高屈折率ポリマー材料は、約１．５以上、約１．５５以上、約１．６以上、約１．６２以上または約１．６５以上もの屈折率を有する。一実施形態において、高屈折率ポリマー材料は約１．４から約１．７の屈折率を有する。別の実施形態において、高屈折率ポリマー材料は約１．４２から約１．６８の屈折率を有する。別の実施形態において、高屈折率ポリマー材料は約１．４５から約１．６５の屈折率を有する。別の実施形態において、高屈折率ポリマー材料は約１．５から約１．６３の屈折率を有する。別の実施形態において、高屈折率材料は約１．５５から約１．６０の屈折率を有する。本明細書のどこか他のところおよび特許請求の範囲のように、ここでも、数値を組み合わせて非開示範囲の新しい組成を形成してもよい。

【0031】

硫黄含有高屈折率基
硫黄含有高屈折率基は、少なくとも１個の硫黄原子を含む複素環式化合物を含む。一実施形態において、複素環式化合物は、環中に少なくとも１個の硫黄原子を含む三〜十員環系である。少なくとも１個の硫黄原子を含む複素環式化合物は、飽和または不飽和の化合物であってもよい。この構造はまた、両環が脂肪族、１個の環が脂肪族で１個の環が芳香族であってよく、または両環とも芳香族であってもよい縮合環系であってよい。適切な高屈折率基の非限定的な例は、環中に１、２または３個の硫黄原子を含む五員環および六員環を含む。一実施形態において、高屈折率基は環中に２個の硫黄原子を含む。硫黄原子は、例えば、スルホキシド、スルホンなどの酸化状態を含む任意の適切な形態であってもよい。硫黄含有複素環式化合物は、環構造中にＮ、Ｐ、Ｏなどを含むがこれらに限定されない他のヘテロ原子をさらに含んでもよい。さらに、複素環式化合物中の炭素原子は、置換または非置換であってもよい。炭素原子は、アルキル、アリール、アルコキシ、アリル、ビニル、アセチル、アミドなどを含むがこれらに限定されない任意の適切な基で置換されていてもよい。

【0032】

適切な硫黄含有複素環式化合物の非限定的な例は、チオフェン、１，３−ジチオラン、テトラヒドロ−２Ｈ−チオピラン、１，３−ジチアン、１，４−ジチアン、１，３，５−トリチアンなどおよびその２種以上の組み合わせを含む。

【0033】

高屈折率分子
高屈折率基は高屈折率分子の一部として提供されてもよい。高屈折率ポリマーを得るために、高屈折率分子は、ポリマーの真の繰り返し単位としてポリマーに組み込むか、または、ポリマー鎖の側鎖基として組み込むことができる。高屈折率分子は、担体原子、および担体原子に結合した１個または複数の硫黄含有高屈折率基を含んでもよい。高屈折率分子は、担体原子に結合した他の基を含むことができる。

【0034】

一実施形態において、高屈折率分子は、当業者に公知の幾つかのプロセスによってポリマーに組み込むことができる反応基をさらに含む。非限定的な例は、シロキサンポリマーまたはシロキサン前駆体材料への高屈折率分子の組み込み、またはシロキサンポリマーの骨格への高屈折率分子の組み込みのための縮合およびヒドロシリル化の化学を含む。

【0035】

本発明の高屈折率分子は、担体原子および担体原子に結合した高屈折率官能基を含む。担体原子は、特定の目的または意図した使用に対する要望に応じて選択されてもよい。適切な担体原子は、炭素、シリコン、ゲルマニウム、スズおよび鉛などの四価（ＩＶ族）元素を含むがこれらに限定されない。さらに、担体原子は、リンおよび窒素などの三価または五価元素（Ｖ族）のものであってもよい。一実施形態において、担体原子は、炭素、シリコン、ゲルマニウム、リンおよび窒素から選ばれる。例示の担体原子は炭素またはシリコンである。

【0036】

高屈折率分子は、ポリマー材料を形成するために用いることができる高屈折率モノマーであってもよい。一実施形態において、高屈折率分子は、式１：

【化6】

［式中、「Ｗ」は上記のような担体原子であり、「Ｒ¹」は、水素、ヒドロキシル、または直鎖もしくは分岐アルキルラジカル、直鎖もしくは分岐アルコキシラジカル、アルキルビニルラジカル（アリルを含む）、シクロアルキルラジカル、分岐もしくは直鎖アルケニルラジカル、シクロアルケニルラジカル、直鎖もしくは分岐アルキニルラジカル、アリールラジカル、置換アリールラジカル、または多核芳香族基から選ばれるＣ１−Ｃ３０炭素原子を含有する基から独立して選ばれ；「Ａ」は先に記載したような高屈折率基から選ばれる。］の化合物である。ほとんどの場合、高屈折率基は、硫黄含有複素環式構造を含み；「Ｂ」は、ハライド（例えば、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｉ）、アルコキシ（ＯＲ）、ヒドロキシル、アルキルビニルラジカル（アリルを含む）、水素、−（ＣＨ₂）_nＳＨ、−（ＣＨ₂）_nＮＨ₂、グリシジルラジカル、またはその２種以上の組み合わせから選ばれ；ｎは１〜１０であり、ｘは少なくとも１であり；ｙは担体原子の原子価より０から２少ない範囲であり；ｚは少なくとも１であり；１≦ｘ＋ｙ≦担体原子の原子価より１少ない数であり；ｘ＋ｙ＋ｚは担体原子の原子価と等しい。

【0037】

一実施形態において、高屈折率分子は、式１Ａ：

【化7】

［式中、シリコン（Ｓｉ）は担体原子であり、Ｒ¹、Ｂ、Ａ、ｘ、ｙおよびｚはすべて式１中の上記の通りである。］の化合物である。一実施形態において、高屈折率分子は、式１Ｂ：

【化8】

［式中、担体原子は炭素原子であり、Ｒ¹、Ｂ、Ａ、ｘ、ｙおよびｚはすべて式１中の上記の通りである。］の化合物である。

【0038】

一実施形態において、高屈折率モノマーは、式２：

【化9】

［式中、Ａ、ＢおよびＲ¹は、式１中の上記の通りである。］の化合物である。式２の別の実施形態において、ＢはＯＲであり、ｘ＋ｙ＝２であり、Ｒは、Ｈ、直鎖または分岐アルキルラジカル、直鎖または分岐アルコキシラジカルから選ばれるＣ１−Ｃ３０炭素原子であってもよい。

【0039】

複雑な分子構造を書くための基礎を得るために、一般的な分子構築ブロックおよびその式を記載することは有用である。各事例において、シリコン原子は４個の結合によって配位する。シロキサンの４つの一般的な構築ブロック成分は、単位当たりのＳｉ−Ｏ結合の数の増加する順序で列挙した、Ｍ、Ｄ、ＴおよびＱ単位として定義することができる。Ｍ単位は、１個のＳｉ−Ｏ結合を有し、したがって式：Ｒ²Ｒ³Ｒ⁴ＳｉＯ_1/2［式中、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴は独立して選択される有機基（炭素の数を含む）である。］によって記載することができる。Ｄ単位は、２個のＳｉ−Ｏ結合を有し、したがって式：Ｒ⁵Ｒ⁶ＳｉＯ_2/2［式中、Ｒ⁵およびＲ⁶は独立して選択された部分である。］によって、やはり記載することができる。Ｔ単位は、３個のＳｉ−Ｏ結合を有し、したがって式：Ｒ⁷ＳｉＯ_3/2［式中、Ｒ⁷は選択された部分である。］によって記載することができる。最後に、Ｑ単位は、４個のＳｉ−Ｏ結合を有し、式：ＳｉＯ_4/2によって記載することができる。この事例において、シリコン（Ｓｉ）は、酸素原子に対してのみ配位する。これらの４つの構築ブロックを使用して、記述的な高分子化学は、簡単な構築物の使用で容易に帰属させることができる。ポリマーは、単一分子中に多くの構築ブロック単位を組み込むことができ、官能基Ｒ²−Ｒ⁷の違いに応じて、シロキサンコポリマーの場合でのように、同一種類の複数の構築ブロックは、表記では異なる上付き文字によって示される。上記において、Ｒ²−Ｒ⁷基は、水素、ヒドロキシル、直鎖もしくは分岐アルキルラジカル、直鎖もしくは分岐アルコキシラジカル、アリールラジカル、アルキルビニルラジカル、アミド、アミノ基、プロピルメルカプト基、グリシジル含有基、高屈折率硫黄含有複素環式化合物、または高屈折率分子側鎖基から独立して選ばれる。より具体的には、アルキル基は、一価Ｃ１−Ｃ１３の置換および非置換の炭化水素遊離ラジカルであってもよい。幾つかの非限定的な例は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ヘキシル、シクロヘキシル、シクロプロピル、シクロペンチルなどを含む。アリールラジカルの非限定的な例は、フェニル、トルイル、ナフチルを含んでもよい。アリールラジカルはまた、窒素および硫黄を含むヘテロアリールを含んでもよい。

【0040】

一実施形態において、高屈折率分子は、式３：

【化10】

［式中、Ｗ、ＡおよびＲ¹は、上記の通りであってもよく、Ｘは、上記のような任意のハライドであり、ｈは、それらをＡ基で部分的に（ｈ＞ｘ）または完全に（ｈ＝ｘ）置換する前のＸ基の元の数であり、ｈ＋ｙは４であり、ｘは≧１およびｈ≧２である。］によって一般に記載することができる。これらの分子は、シロキサンＭ、ＤおよびＴ単位に相当するポリマー構築ブロックを形成するために使用することができる。

【0041】

別の実施形態において、高屈折率分子は硫黄含有高屈折率基を含むクロロシランである。クロロシランは、式３Ａ：

【化11】

［式中、「Ｓｉ」は担体原子であり、Ａ、Ｒ¹およびＣｌは式３中の上記の通りである。］であってもよい。ｘ、ｙおよびｈは正の整数であり、上記のような値を有する。これらの分子は、反応させて水の添加を含むＨＣｌの縮合によるシロキサンポリマーを形成することができるＭ、ＤおよびＴ単位を形成するために使用することができる。

【0042】

別の実施形態において、高屈折率分子は、式３Ｂ

【化12】

［式中、担体原子は炭素であり、Ａ、Ｒ¹およびＣｌは、式３中の上記の通りである。］のハロゲン化炭素である。ｘ、ｙおよびｈは、上記のような正の整数である。さらに、Ｃｌ原子は、この構造において任意のハロゲン原子に置換されてよい。

【0043】

高屈折率分子を調製する方法
高屈折率分子は任意の適切な方法によって調製されてよい。一実施形態において、ｎ−ブチルリチウム化学が高屈折率分子を調製するために使用される。そのような反応を実行するための条件は、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９９８，６３，９９２４−９９３１に記載されており、これはその全体が参照によって本明細書に組み込まれる。以下の反応スキームは、高屈折率分子の形成に適する方法の例を説明する。

【0044】

スキーム１は、硫黄含有複素環式構造を含む式１の高屈折率分子を形成する方法の実施形態を説明する。

【化13】

［式中、Ｗ、Ｂ、Ｒ¹、ｘ、ｙ、ｚおよびｈは、式１（ｘ＝ｈ）に記載された通りであり、Ｘは最も好ましくはＣｌ、ＢｒおよびＩなどのハロゲンである。］。

【0045】

スキーム２において、硫黄含有複素環式構造を含むリチウム化高屈折率分子Ａとクロロシランを反応させる。

【化14】

［式中、Ｓｉは担体原子であり、Ｃｌ、Ｒ¹およびＢ基はＳｉ原子に結合しており、式１に記載された通りであり、ｘ、ｙ、ｚおよびｈは式１に関して上記の通りであってもよい。］

【0046】

スキーム３において、炭素は担体原子であり、硫黄含有複素環式構造を含むリチウム化高屈折率分子Ａとハロゲン化炭素を反応させる。

【化15】

［式中、Ｘ、Ｒ¹、Ｂ、ｘ、ｙ、ｚ、およびｈは式１に記載された通りである。］

【0047】

アルキルクロロシランは、硫黄含有複素環を含む高屈折率基を含むシロキサンポリマー繰り返し単位Ｍ、Ｄ、およびＴを形成するのに有用である。スキーム４は、Ｒ¹基の数および選択に応じて様々なＭ、ＤおよびＴ単位を生成することができる高屈折率基を作るクロロシランの使用を説明する：

【化16】

【0048】

スキーム５〜７は、高屈折率分子を形成するのに適するスキーム１の態様による反応の例を説明する。スキーム５〜７に示されるように、高屈折率基（Ａ）は１，２−ジチアンとして示される。しかし、高屈折率基が、チオフェン、１，３−ジチオラン、テトラヒドロ−２Ｈ−チオピラン、１，４−ジチアン、１，３，５−トリチアンなどを含むがこれらに限定されない任意の適切な高屈折率基であってもよいことは理解されよう。

【0049】

スキーム５は、ヒドリド官能基を含む高屈折率分子の形成を説明する。

【化17】

【0050】

スキーム６は、アリル基を含む高屈折率分子を合成するのに適する反応の例を説明する。

【化18】

【0051】

スキーム７は、ヒドロキシルを含む高屈折率モノマーを合成するのに適する反応の例を説明する。

【化19】

スキーム７に示されるように、本方法は、ｎ−ブチルリチウム化学を使用して、ヒドリド含有配位子を最初に形成することを含む。次いで、ヒドリドはシラノール２ｂおよび２ｄに変換される。２ａ、２ｂ（および類似構造）をそれぞれ２ｂ、２ｄに変換するための、文献で公知の幾つかの触媒がある。１つのそのような触媒はルテニウム系である（Ｊ．Ａ ｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０００，１２２，１２０１１−１２０１２）。

【0052】

スキーム５〜７において説明した反応は、硫黄含有複素環式化合物として１，３−ジチアン、任意選択の置換基としてメチル、および担体原子としてシリコンの使用を用いる特定の例を説明するが、反応がこれらの材料に限定されず、任意の適切な担体または硫黄含有複素環式化合物は、特定の目的または意図した使用のために所望に応じて他の任意の適切な置換基と合わせて使用されてよいことが理解されよう。

【0053】

高屈折率ポリマー材料
上記のように、高屈折率ポリマー材料は、それに結合した高屈折率基を有するポリマーを含み、多くの場合、高屈折率基が硫黄含有複素環を含む。

【0054】

一般に、先に記載されたＭ、Ｄ、ＴおよびＱ単位のいずれかを含有する高屈折率ポリマーを記載することができる。したがって、高屈折率分子含有ポリマーは、式４：

【化20】

［式中、各モノマー単位（Ｍ¹、Ｍ²、Ｄ¹、Ｄ²など）は独立して選択されるＲ²−Ｒ⁷基を有し、これは、水素、ヒドロキシル、直鎖もしくは分岐アルキルラジカル、直鎖もしくは分岐アルコキシラジカル、アリールラジカル、アルキルビニルラジカル、アミド、アミノ基、プロピルメルカプト基、グリシジル含有基、高屈折率硫黄含有複素環式化合物、または高屈折率分子側鎖基から選ばれ、ここで、モノマー単位の１つの少なくとも１個のＲ基は、式１に記載されるような高屈折率分子、または「硫黄含有高屈折率基」の項に記載されるような硫黄含有複素環式化合物のどちらかであり；ａは１〜１０００であり、ｂは０〜５００であり、ｃは０〜５００であり、ｄは０〜１００であり、ｅは０〜１００であり、ｆは０〜１００であり、ｇは１〜１０００であり、ｈは０〜１０００であり、ｉは０から２００である。］の一般構造である。

【0055】

一実施形態において、高屈折率シロキサンポリマーは、式４：

【化21】

［式中、Ｍ、Ｄ、Ｔ、およびＱは上に記載されている。］の直鎖状または樹脂状の変形によって記載されてもよい。上記の実施形態において、「ｖｉ」はビニルラジカルを表し、「ＯＬ」（光学的配位子）は硫黄含有複素環式化合物または硫黄含有複素環式化合物を含む式１の高屈折率分子を表し、Ｍ^viはジアルキルビニルモノシロキシを表し、Ｄ^OLは、高屈折率分子を含むモノマー単位を表し、ここで、アルキルの１個または両方は、先に記載したような高屈折率分子または硫黄含有複素環式化合物のいずれかであり、Ｄ^Hはアルキルヒドロゲンシロキシを表し、Ｄ^viはアルキルビニルシロキシを表す。高屈折率シロキサンポリマーの重合度は、特に限定されず、特定の目的または意図した使用に対する要望に応じて選択することができる。一実施形態において、ポリマーは１から約１０，０００の反復単位を含むことができる。一実施形態において、ａは約０から約２０００であり、ｂは約０から約１０００であり、ｃは約０から約１０００であり、ｄは約１から約１０００であり、ｆは約０から１００であり、ｇは１から５０であり、ｈは０から５０である。

【0056】

一実施形態において、硫黄含有複素環式構造は、高屈折率ポリマー中に、約１から約４０ｍｏｌ％；約２．５から約３０ｍｏｌ％；約５から約２５ｍｏｌ％、または約１０から約２０ｍｏｌ％の量で存在する。本明細書および特許請求の範囲中のどこか他のところのように、ここでも、数値を組み合わせて新規または未開示の範囲を形成してもよい。

【0057】

一実施形態において、式ＭＤ_aＤ^OL_dＤ^H_eＭの変性シロキサンは、式１［式中、この事例においては、Ｂはビニル基（構造１ｇ）である。］の分子を含む繰り返し単位を含む高屈折率モノマー（Ｄ^OL）を含む。１ｇの装填の程度はｂが５〜３０となりｃが０〜１０となるように選ばれる。１ｇ中のＲ²およびＲ³は、メチル、１，３，５−トリチアン、１，３−ジチアンおよび１，３−ジチオランから選ばれる。表１は、様々なＲ²およびＲ³基を有する１ｇの非限定的な実施形態を示す。

【化22】

【表1】

【0058】

一実施形態において、高屈折率ポリマー材料は、硫黄含有複素環式基以外に屈折率修飾基をさらに含んでよい。例えば、フェニル含有複素環が、本発明に従って使用される硫黄含有複素環式構造、および高屈折率モノマーと組み合わせて用いられてもよい。そのような他の屈折率修飾基の濃度は、ポリマー材料の特性を制御または修飾する要望に応じて選ばれてもよい。高屈折率基として複数の硫黄含有複素環式構造を含む高屈折率ポリマー材料は、高い屈折率値を示し、フェニル含有高屈折率基の使用にまつわる関連問題を回避する。したがって、一実施形態において、本発明は、フェニル含有高屈折率基の濃度の著しい低下を可能にする。一実施形態において、本発明は、高屈折率ポリマーからのフェニル含有基の除去を可能にする。一実施形態において、高屈折率ポリマー材料はフェニル含有基を実質的に含まない。

【0059】

高屈折率ポリマーを形成する方法
ポリマー骨格は特に限定されず、ポリマー材料の所望の特性に基づいて選択されてもよい。一実施形態において、ポリマー骨格はシロキサンポリマーである。ポリマーを高屈折率化合物を用いて形成または官能化する方式は、屈折率化合物がポリマーに分布する所望の最終製品および方式に基づいて選ばれてもよい。

【0060】

一実施形態において、高屈折率ポリマーは、ポリマー骨格へ高屈折率モノマーをグラフトすることによって製造される。そのような方法で、ヒドリド基、アルケン基、または高屈折率モノマーと反応性である別の基を有するシロキサンポリマーが得られ、それにより、高屈折率モノマーはヒドロシリル化化学によってポリマー骨格にグラフトされる。

【0061】

一実施形態において、シロキサンは、式ＭＤ_aＤ^H_eＭ［式中、Ｍ、ＤおよびＤ^Hは上記の通りであり、ａおよびｅは正の整数である。］を有するシロキサンを含む水素化ケイ素であってもよい。一実施形態において、ヒドリド含有シロキサンは、式５：

【化23】

［式中、Ｒ²−Ｒ⁶は上記の通りである。］によって表されてもよい。置換Ｒ⁸は、Ｒ²−Ｒ⁷基について前に記載されたのと同様に記載することができる。実施例５において、ａおよびｅは、適切な粘度を有するポリマーを得るのに十分な値を有する整数である。一実施形態において、ポリマーは、２５℃で約０．００１から１００ＰａＳ、または２５℃で０．００１から１０⁶ＰａＳもの粘度を有する。

【0062】

シロキサンはまたビニル含有シロキサンであってもよい。一実施形態において、シロキサンは、２５℃で約０．００１から１０⁶ＰａＳの粘度を有するビニル含有ポリシロキサンである。一実施形態において、シロキサンは、一般式ＭＤ_aＤ^vi_gＭ［式中、Ｍ、Ｄは前に記載されている］によって例示されてもよい。一実施形態において、ビニル含有シロキサンは式（６）：

【化24】

［式中、Ｒ²−Ｒ⁶は上記の通りである。］のシロキサンであってもよい。置換Ｒ⁹は、Ｒ¹−Ｒ⁷基について前に記載したのと同様に記載することができる。実施例６において、ａおよびｇは、適切な粘度を有するポリマーを得るのに十分な値を有する整数である。

【0063】

ヒドロシリル化反応は、通常、触媒、例えば、白金またはロジウム系触媒を使用して実行される。ヒドロシリル化の技術分野は、文献（Ａｎｇｅｗａｎｄｔｅ Ｃｈｅｍｉｅ，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｄｉｔｉｏｎ，２０１２，５１，３２２５−３２３０およびその中の参考文献）に十分文書化されている。一実施形態において、ヒドリド含有またはビニル含有シロキサンは、硫黄含有飽和複素環を含む高屈折率モノマーと以下のように反応させることができる。

【化25】

［式中、ＭおよびＤ成分はそれぞれ上記の通りである。］

【0064】

スキーム８は、担体原子に結合したアルケン基を含む高屈折率モノマーを、ヒドリド官能基を含むポリマーにグラフトする反応スキームの例を説明する。

【化26】

スキーム８において、Ｒ¹−Ｒ⁶およびＲ⁸は上に説明したような基であり、ｘ＋ｙ＝３である。

【0065】

スキーム９は、ヒドリド含有高屈折率モノマーをアルケン基を含むポリマーにグラフトする反応スキームを説明する。

【化27】

スキーム９において、Ｒ¹−Ｒ⁶およびＲ⁹は、上に説明したような基であり、ｘ＋ｙ＝３である。スキーム８および９が、高屈折率を含むポリマー材料を形成する方法の単なる例証であり、その中に示された特定の材料を限定しないことは理解されよう。例えば、側鎖基中の任意の代替担体原子（示したシリコンの代わりに）が置き換えられてよく、任意の適切なヒドリドまたはビニルを含有するシロキサン、および任意の適切な硫黄含有高屈折率化合物（または高屈折率モノマー）が反応体として使用されてもよい。

【0066】

別の実施形態において、高屈折率モノマーは、ブロックコポリマー中の反復ブロックの一部としてポリマーに組み込むことができる。これは、高屈折率シリコーンポリマーを調製するために、好適な高屈折率モノマーとの環式シロキサンのヒドロシリル化、次いで、修飾されたその環式シロキサンを酸または塩基触媒の開環重合にかけることによって遂行されてもよい。

【0067】

一実施形態において、環式シロキサンを含むヒドリドは、光学的配位子を用いて官能化され、結果として得られたモノマーは、スキーム１０の１１および１２の合成に向けてポリマー１０で説明するような光学的配位子の反復ブロックを含むシロキサンを作製するために按分される。

【化28】

【0068】

一実施形態において、ビニル含有環式シロキサンは光学的配位子を用いて官能化され、結果として得られたモノマーは、スキーム１１の１４および１５の合成に向けてポリマー１３で説明するような光学的配位子の反復ブロックを含むシロキサンを作製するために按分される。

【化29】

【0069】

スキーム１０および１１に説明した反応は、その中に示した特定の反応体および成分に限定されないことは理解されよう。高屈折率モノマーは、他の硫黄含有飽和複素環式化合物または担体原子を使用してもよい。

【0070】

なお別の実施形態において、高屈折率ポリマーは、ポリマーの骨格中のシリコン原子に直接結合した高屈折率基を含む。これは、ポリマー骨格に高屈折率モノマーを直接組み込むことにより遂行されてもよい。高屈折率モノマーは、ヒドロシリル化化学または塩基触媒重合によって骨格に組み込まれてもよい。そのような方法はスキーム１２および１３に説明する。スキーム１２は、ヒドロシリル化反応によって骨格に高屈折率モノマーを組み込む反応スキームを説明する。

【化30】

【0071】

スキーム１３は、塩基触媒反応によって高屈折率モノマーを骨格に組み込む反応スキームを説明する。

【化31】

【0072】

一般構造Ｍ_kＤ_aＴ_cＱ_fの高屈折率ポリマーはまた、実施例３（スキーム４）によって表されるようなＭ、ＤおよびＴ単位を含有する光学的配位子から直接調製することができる。３中に存在する塩素の数は、スキーム１４に記載されているような様々なクロロシランの最終構造を決定する。

【化32】

【0073】

次いで、これらのモノマーを反応させて、水の添加を用いるＨＣｌの縮合によってシロキサンポリマーを形成し、直鎖ポリマー（両側を「Ｍ」で封鎖した「Ｄ」単位の重合）、分枝ポリマー（「Ｄ」および「Ｔ」単位）、または樹脂質系（「Ｔ」単位；または「Ｍ」および「Ｑ」単位；「Ｔ」および「Ｑ」単位など）を含むがこれらに限定されない様々なポリマーシロキサン構造を形成することができる。

【0074】

用途
硫黄含有高屈折率基を含む高屈折率ポリマーは、様々な用途の様々な材料を作製するために使用することができる。本発明の態様による高屈折率ポリマーは、他の材料の表面に適用することができる、または、所望の形状の製品を形成するのに使用することができる被膜またはフィルムを形成するために使用することができる。高屈折率モノマーおよびそれから形成されたポリマーは高屈折率および優れた機械的性質を示し、また高屈折率成分としてフェニル基を含むポリマーにまつわる他の関連問題を回避する。本ポリマーは、コンタクトレンズ、眼内レンズ、半導体発光素子カプセル化剤（発光ダイオード、有機発光ダイオード、レーザダイオード）、導光路（平面および「ファイバー」両方の幾何学的形状）、光学的コンピューティング、光記憶媒体、反射防止膜、コンフォーマルコーティング、光学レンズ、マイクロレンズ、自動車用トップコート、塗料調合物およびトップコート、頭髪用化粧品、勾配屈折率光学部品、および動的勾配屈折率部品などを含むがこれらに限定されない様々な用途に使用することができる。

【0075】

本発明の態様は以下の実施例を参照してさらに理解することができる。実施例は、本発明の様々な態様および実施形態を説明するためであり、本発明の範囲を限定するようには意図されない。

【実施例】

【0076】

実施例１：高屈折率分子の合成
高屈折率分子（１８）は反応スキーム１５に従って形成する：

【化33】

【0077】

磁気撹拌機Ｊ−ＫＥＭおよび窒素導入口／排気口を装備した２５０ｍＬの２首丸底フラスコに、１，３−ジチアン（４、３．５８ｇ、２９．８ｍｍｏｌ、２．１０当量）、続いて無水テトラヒドロフラン（３５ｍＬ）を装填する。溶液を−７０℃未満（ドライアイスアセトン浴）に冷却する。ｎ−ブチルリチウムの溶液（１９．５ｍＬ、３１．２ｍｍｏｌ、２．２当量、ヘキサン中１．６Ｍの溶液）を浴温が−６５℃未満にとどまるような速度で注射器によって添加する。ブチルリチウムの添加が完了したら、浴は−６５℃未満に１時間保持し、ビニルメチルジクロロシラン（２．０ｇ、１４．２ｍｍｏｌ、１当量）を、このバッチが＜−６５℃にとどまるように注射器によって滴下添加する。クロロシランの添加が完了したら、バッチを−６５℃未満で１時間保持する。次いで、バッチを−６５℃未満に維持しながら、飽和ＮａＨＣＯ₃水溶液（５ｍＬ）でバッチを失活させる。次いで、反応混合物を別の漏斗に移し、ＥｔＯＡｃ（１００ｍＬ）で希釈する。水層は取っておく。有機層を水（２×１０ｍＬ）、塩水（１×１０ｍＬ）で洗う。合わせた水性廃棄物は、廃棄物流行きを明示した。有機層を乾燥し（ＭｇＳＯ₄を使用して）、濾過し、回転蒸発器で濃縮して粗生成物が得られる。次いで、この材料をヘキサン（２０ｍＬ）で研和し、固体はＢｕｃｋｎｅｒ漏斗で濾過し、ヘキサン（２×５ｍＬ）で洗い、高真空下で乾燥して１８（３．２ｇ、６６％の収率）が得られる。分析データ（¹Ｈ ＮＭＲ，¹³Ｃ ＮＭＲ，²⁹Ｓｉ，ＭＳ）は、化合物１８を確証する。

【0078】

実施例２：高屈折率分子でグラフトしたポリマーの合成
高屈折率分子でグラフトしたポリマーは、スキーム１６に従って調製する：

【化34】

【0079】

還流凝縮器および窒素導入口／排気口を装備した５０ｍＬの丸底フラスコに、ヒドリドシロキサン液（５００ｍｇ、０．１６２ｍｍｏｌ、１当量）、化合物１８（７５２ｍｇ、２．４４ｍｍｏｌ、１５当量）、およびトルエン（３．２ｍＬ）を装填する。ヒドリドシロキサン液は、式ＭＤ₁₅Ｄ₃₀^HＭ［式中、Ｍはトリメチルシロキサンであり、Ｄはジメチルシロキサンであり、Ｄ^Hはメチルシロキサンである。］のものである。ＰｔＣｌ₂（Ｅｔ₂Ｓ）₂触媒（０．４ｍＬ、０．００１６ｍｍｏｌ、０．０１当量、トルエン中１．８５ｍｇ／ｍＬの触媒）のストック溶液をフラスコに添加し、結果として得られた透明な混合物を１００℃の油浴温で４．５時間加熱する。次いで、反応混合物を０．４５ミクロンの注射器フィルターに通す。濾液は回転蒸発器で濃縮し、残渣は乾燥して（５時間、５５℃＠８．４Ｈｇ）、ゴム（１９、１．２１７１ｇ、９７％）が得られる。分析データ（¹Ｈ ＮＭＲ，¹³Ｃ ＮＭＲ，²⁹Ｓｉ）は所望の構造に対応する。材料をまずトルエン（２ｍＬ）に溶解し、次いで、ヘキサン（１０ｍＬ）の添加によってポリマーを沈殿させることによりさらに精製する。次いで、沈殿させたポリマーをクロロホルム（５ｍＬ）に溶解し、溶液は回転蒸発器で濃縮する。次いで、油状生成物を真空オーブン（６５℃、５時間＠８．２Ｈｇ）で乾燥して透明なポリマー状のゴムが得られる（７６３ｍｇ、６１％の収率）。ポリマーは１．５５４０の屈折率を有する。

【0080】

本発明の実施形態は上に記載されたが、本明細書を読み理解すれば変形および変更が他者に生じ得る。本発明およびいずれの請求項も、特許請求の範囲または均等物の範囲内に含まれる限り、変形および変更をすべて含むように意図される。