Polyacrylates with pending alkylsulfur groups were prepared to examine the changes in refractive index (RI) induced by sulfur oxidation. Four methacrylate monomers having cyclic alkylsulfur groups, such as 1,3-dithiane and 1,3-dithiolane derivatives, and 3,6-dithiacycloheptanol were developed. The monomers were copolymerized with methyl methacrylate through a radical polymerization. Oxidation of the prepared sulfur-polymers by O3 and 3-chloroperoxybenzoic acid led to the formation of the corresponding SO and SO2-polymers, respectively. The selective transformation of sulfur occurred completely and confirmed by FTIR and 1H NMR analysis. The RI of the polymer increased and decreased due to the formation of SO and SO2, respectively. The SO2-polymer exhibited a RI comparable to a polymer that was prepared using a sulfone-monomer. The Abbe number of the polymer increased after oxidation. The RI dispersion over various wavelengths was compared before and after oxidation.

황을 포함하는 고리형 아크릴레이트 단분자를 사용하여 고굴절률의 공중합 아크릴고분자 4종을 합성하였다. 황을 포함한 7-각 고리, 1,3-dithiane, 1,3-dithiolane 유도체를 사용하여 4가지의 아크릴 단분자를 합성하였고, 이를 methyl methacrylate(MMA)와 중량비로 3:7의 공중합고분자를 합성하였다. 오존(O3)과 3-chloroperoxybenzoic acid(m-CPBA)를 사용하여 고분자에 포함된 황을 산화시켜 각각 SO와 SO2를 갖는 고분자를 얻었다. 적외선 흡수 분광법(FTIR)과 수소핵자기공명분광(1H NMR) 분석을 통해 이러한 산화반응이 선택적으로 잘 진행되었음을 확인하였다. 합성된 고분자에 포함된 황의 함량에 따라 굴절률이 증가되는 것을 관찰하였다. 황이 SO로 산화되었을 때는 고분자의 굴절률이 증가하였고 SO2로 산화되었을 때는 크게 감소하였다. SO2를 갖는 단분자로 합성된 고분자와, 고분자의 산화로 SO2를 갖는 고분자가 서로 유사한 성질을 보임으로써 고분자에 존재하는 황이 대부분 산화되었음을 확인하였다. 황산화 반응을 통해 고분자의 Abbe number는 증가되었다. 파장에 따른 굴절률을 계산하였고 산화반응을 통한 굴절률 변화가 모든 파장에 대해 유사하게 일어났음을 확인하였다.

Keywords: cyclic alkylsulfur; polyacrylate; selective oxidation; sulfone polymer; refractive index