JP2002020342A - シクロペンテノン化合物の製造法 - Google Patents

シクロペンテノン化合物の製造法

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JP2002020342A
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allyl
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Takeaki Koto
武明 光藤
Teruyuki Kondo
輝幸 近藤
Yasuhiro Morizaki
泰弘 森崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体加工のフォトリソグラフィー工程に使
用するフォトレジスト用フォトポリマーを製造する上
で、有用な中間体となるシクロペンテノン化合物を提供
する。 【解決手段】 アリル化合物と、ノルボルネン化合物
と、一酸化炭素を、塩基の存在下、ルテニウム触媒によ
って反応させることを特徴とする式(4) 【化1】 (式中、R1及びR3は、水素原子を意味するか又はR1
及びR3が一緒になって、単結合を意味し、R2及びR4
は、それぞれ独立に、水素原子、カルボキシル基若しく
はC2-5アルコキシカルボニル基を意味するか又は、R2
及びR4が一緒になってCO−O−CO、CHR7−CH
8−CHR9若しくはCR1011−CR1213を意味
し、R5は、水素原子又はC1-4アルキル基を意味し、n
は0〜4の整数を意味する。)で表されるシクロペンテ
ノン化合物の製造法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体加工のフォ
トリソグラフィー工程に使用するフォトレジスト用フォ
トポリマーを製造する上で、有用な中間体となるシクロ
ペンテノン化合物の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】ジャーナル・オブ・ザ・ケミカル・ソサ
イヤティ− パーキン トランスアクションズI(Jour
nal of the Chemical Society Perkin Transactions
I),975〜977頁(1973年),977〜98
1頁(1973年)及び30〜32頁(1976年)に
は、アセチレン配位ヘキサカルボニルジコバルト錯体と
ノルボルネン化合物を反応させることにより、シクロペ
ンテノン化合物を製造する方法が記載されている。
【0003】又、オルガニック・レターズ(Organic Le
tters),12巻,(7号),949〜952頁(20
00年)には、アリル炭酸エステルとノルボルネン化合
物と一酸化炭素を、ルテニウム錯体触媒の存在下で反応
させることにより、シクロペンテノン化合物を製造する
方法が記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のシクロ
ペンテノン化合物の製造法は、高価なアセチレン化合物
やアリル炭酸エステルを用いる等の経済性の問題や生産
効率等の問題から、より実用的な製造法が望まれてい
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため、種々の経済的なアリル化合物の適用検
討を鋭意研究した結果、安価なアリルカルボキシレート
化合物類で目的とするシクロペンテノン化合物が得られ
ることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【0006】即ち、本発明は、式(1)
【0007】
【化5】
【0008】(式中、R5は、水素原子又はC1-4アルキ
ル基を意味し、R6は、水素原子又はC1-4アシル基を意
味する。)又は、式(2)
【0009】
【化6】
【0010】(式中、R5及びR6は、前記と同じ意味を
表す。)で表されるアリル化合物と、式(3)
【0011】
【化7】
【0012】(式中、R1及びR3は、水素原子を意味す
るか又はR1及びR3が一緒になって、単結合を意味し、
2及びR4は、それぞれ独立に、水素原子、カルボキシ
ル基若しくはC2-5アルコキシカルボニル基を意味する
か又は、R2及びR4が一緒になってCO−O−CO、C
HR7−CHR8−CHR9(式中、R7、R8及びR9は、
それぞれ独立に、水素原子、カルボキシル基若しくはC
2-5アルコキシカルボニル基を意味するか又は、R7及び
8若しくはR8及びR9が一緒になって単結合を意味す
るか又は、R7及びR8、R8及びR9若しくはR7及びR9
が一緒になってCO−O−COを意味する。)若しくは
CR1011−CR1213(式中、R10及びR12は、水素
原子を意味するか又はR10及びR12が一緒になって、単
結合を意味し、R11及びR13は、それぞれ独立に、水素
原子、カルボキシル基若しくはC2- 5アルコキシカルボ
ニル基を意味するか又は、R11及びR13が一緒になって
CO−O−COを意味する。)を意味し、nは0〜4の
整数を意味する。)で表されるノルボルネン化合物と、
一酸化炭素を、塩基の存在下、ルテニウム触媒によって
反応させることを特徴とする式(4)
【0013】
【化8】
【0014】(式中、R1、R2、R3、R4及びR5は、
前記と同じ意味を表す。)で表されるシクロペンテノン
化合物の製造法に関する。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。
【0016】はじめに各置換基を具体的に説明する。
【0017】なお、本明細書中「n」はノルマルを
「i」はイソを、「s」はセカンダリーを、「t」はタ
ーシャリーを意味する。
【0018】C1-4アルキル基としては、メチル、エチ
ル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、i-ブチル、s-
ブチル及びt-ブチル等が挙げられる。
【0019】C1-4アシル基としては、ホルミル、アセチ
ル、プロパノイル、n-ブタノイル及びi-ブタノイル等が
挙げられる。
【0020】C2-5アルコキシカルボニル基としては、メ
トキシカルボニル、エトキシカルボニル、n-プロポキシ
カルボニル、i-プロポキシカルボニル、n-ブトキシカル
ボニル、i-ブトキシカルボニル、s-ブトキシカルボニル
及びt-ブトキシカルボニル等が挙げられる。
【0021】具体的な、R5としては、水素原子並びに
メチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、
i-ブチル、s-ブチル及びt-ブチル等のC1-4アルキル基が
挙げられ、好ましくは、水素原子及びメチルが挙げられ
る。
【0022】具体的な、R6としては、水素原子並びに
アセチル、プロパノイル、n-ブタノイル及びi-ブタノイ
ル等のC2-4アシル基が挙げられ、好ましくはC2-4アシル
基が挙げられ、より好ましくはアセチル及びプロパノイ
ルが挙げられる。
【0023】式(3)表されるノルボルネン化合物の好
ましい例を以下に示した。
【0024】
【化9】
【0025】(式中、R14及びR15は、それぞれ独立し
て、水素原子又はC1-4アルキル基を意味する。) 次に、式(4)で表されるシクロペンテノン化合物の製
造法について説明する。
【0026】式(4)で表されるシクロペンテノン化合
物は、式(3)で表されるノルボルネン化合物と、式
(1)又は式(2)で表されるアリル化合物と、一酸化
炭素を、塩基の存在下、ルテニウム触媒によって反応さ
せることにより製造することができる。
【0027】式(3)で表されるノルボルネン化合物と
式(1)又は式(2)で表されるアリル化合物の仕込み
比は、特に限定はしないが、好ましくは1:10〜1
0:1の範囲であり、更に好ましくは、1:1〜4:1
の範囲である。
【0028】式(1)又は式(2)で表されるアリル化
合物の具体例としては、例えば、アリルアルコール、ギ
酸アリル、酢酸アリル、酢酸 1−メチルアリル、酢酸
3−メチルアリル、酢酸 1−エチルアリル、酢酸 3−
エチルアリル、酢酸 1−n−プロピルアリル、酢酸 3
−n−プロピルアリル、酢酸 1−i−プロピルアリ
ル、酢酸 3−i−プロピルアリル、酢酸 1−n−ブチ
ルアリル、酢酸 3−n−ブチルアリル、酢酸 1−i−
ブチルアリル、酢酸 3−i−ブチルアリル、プロピオ
ン酸アリル、プロピオン酸 1−メチルアリル、プロピ
オン酸 3−メチルアリル、プロピオン酸 1−エチルア
リル、プロピオン酸 3−エチルアリル、プロピオン酸
1−n−プロピルアリル、プロピオン酸 3−n−プロ
ピルアリル、プロピオン酸 1−i−プロピルアリル、
プロピオン酸 3−i−プロピルアリル、プロピオン酸
1−n−ブチルアリル、プロピオン酸 3−n−ブチル
アリル、プロピオン酸 1−i−ブチルアリル、プロピ
オン酸 3−i−ブチルアリル、n−ブタン酸アリル及
びi−ブタン酸アリル等が挙げられ、好ましくは、酢酸
アリル、酢酸 1−メチルアリル、酢酸 3−メチルアリ
ル、プロピオン酸アリル、プロピオン酸 1−メチルア
リル及びプロピオン酸 3−メチルアリル等が挙げら
れ、より好ましくは、酢酸アリル及びプロピオン酸アリ
ルが挙げられる。
【0029】一酸化炭素は、市販品をそのまま使用で
き、又、一酸化炭素と反応に不活性なガスからなる混合
ガスでもよい。
【0030】一酸化炭素の圧力は、通常10〜104
Paの範囲であるが、好ましい範囲は102〜103kP
aである。
【0031】ルテニウム触媒の形態としては、ルテニウ
ム錯体、ルテニウム金属塩、ルテニウム金属単身、担持
ルテニウム金属及びルテニウム酸化物等が使用できる。
【0032】ルテニウム錯体としては、例えば、[Ru
Cl2(CO)32,(η3-allyl)RuCl(C
O)3,(η3-allyl)RuBr(CO)3,(η3-ally
l)RuI(CO)3,[(p-cymene)RuCl22,Cp*
RuCl(cod)[cod=1,5-シクロオクタジエ
ン、Cp*=ペンタメチルシクロペンタジエン]及び
[(η6-C66)RuCl22等が挙げられる。
【0033】ルテニウム金属塩としては、RuCl3
nH2O,RuBr3・nH2O及びRuI3・nH2O等
である。
【0034】ルテニウム金属単身としては、金属ルテニ
ウム及びルテニウム黒等が挙げられる。
【0035】担持ルテニウム金属としては、炭素,シリ
カ,アルミナ及びゼオライト等の担体に、上記ルテニウ
ム金属単身を担持させたもの等が挙げられる。
【0036】ルテニウム酸化物としては、酸化ルテニウ
ム(IV)及び酸化ルテニウム(VIII)等が挙げられる。
【0037】好ましいルテニウム触媒としては、ルテニ
ウム錯体を挙げることができ、特に好ましくは、[Ru
Cl2(CO)32,(η3-allyl)RuCl(C
O)3,(η3-allyl)RuBr(CO)3,(η3-ally
l)RuI(CO)3及び[(p-cymene)RuCl22等が
あげられる。
【0038】ルテニウム触媒の使用量は、式(1)又は
式(2)で表されるアリル化合物に対して、通常0.1
〜30モル%の範囲であり、好ましくは0.5〜10モ
ル%の範囲である。
【0039】塩基としては、有機塩基及び無機塩基を使
用することができ、有機塩基の具体例としては、例えば
トリエチルアミン、トリ(n−プロピル)アミン及びト
リ(n−ブチル)アミン等に代表される脂肪族アミン
類、N−メチルピぺリジン及びキヌクリジン等の環上ア
ミン類等が挙げられ、無機塩基の具体例としては、例え
ば炭酸ナトリウム及び炭酸カリウム等のアルカリ金属炭
酸塩、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウム等のア
ルカリ土類金属水酸化物等を挙げることができ、好まし
くは有機塩基が挙げられ、より好ましくは脂肪族アミン
類が挙げられ、特に好ましくはトリエチルアミンが挙げ
られる。
【0040】塩基の使用量は、式(1)又は式(2)で
表されるアリル化合物に対して、通常0.1〜30モル
%の範囲であり、好ましくは0.5〜10モル%の範囲
である。
【0041】本反応は、無溶媒でも行うことができる
が、溶媒を使用する方が好ましい。溶媒の具体的例とし
ては、テトラヒドロフラン(THF)、1,4−ジオキ
サン、1,2−ジメトキシエタン及びジエチレングリコ
ールジメチルエーテル(ジグライム)等のエーテル類、
ベンゼン、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素類
等が挙げられるが、好ましくはエーテル類が挙げられ、
より好ましくはTHF及びジグライムが挙げられる。
【0042】溶媒の使用量は、式(1)又は式(2)で
表されるアリル化合物に対して、1〜30重量倍であ
り、より好ましくは2〜10重量倍である。
【0043】反応温度は、通常50〜250℃の範囲で
行うことができ、好ましくは70〜170℃の範囲であ
る。
【0044】反応時間は、反応液を採取し、ガスクロマ
トグラフィーで分析することにより追跡し、決定するこ
とができる。
【0045】本反応は、回分式でも連続式でも可能であ
る。
【0046】反応後、濃縮してから蒸留又はカラムクロ
マトグラフィーにより精製することにより、高純度の式
(4)で表されるシクロペンテノン化合物を得ることが
できる。
【0047】
【実施例】以下、実施例により更に具体的に本発明を説
明するが、これらによって本発明は何ら限定されるもの
ではない。
【0048】[実施例1]
【0049】
【化10】
【0050】磁気回転子及びガラスライナ−を装着した
50mlステンレス製オ−トクレ−ブに、アリルアセテ−
ト100mg(1.0mmol)、ノルボルネン188
mg(2mmol)、[RuCl2(CO)3]212.
8mg(2.5mol%)、トリエチルアミン10.1
mg(10mol%)及びテトラヒドロフラン(TH
F)8.0mLを仕込んだ後、アルゴン置換してから一
酸化炭素303kPaを充填した。撹拌を開始しながら
昇温し、120℃で5時間反応させた。終了後室温まで
冷却してから残余一酸化炭素を排気し、アルゴン置換し
てから反応液を取り出した。濃縮後、得られ残渣をシリ
カゲルカラムクロマトグラフィ−で精製すると、無色透
明な油状物質の4−メチルトリシクロ[5.2.1.0
2,6]デセ−4−エン−3−オンが74.5mg(46
mmol)(収率46%)が得られた。尚、この化合物
の分析結果は、文献(オルガニック・レターズ(Organi
c Letters),2巻,(7号),949−952頁(2
000年))値と一致し、構造確認した。
【0051】
【発明の効果】本発明により、フォトレジスト用フォト
ポリマーの合成中間体として有用なシクロペンテノン化
合物の、経済的に有利な製造法を提供することができ
る。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式(1) 【化1】 (式中、R5は、水素原子又はC1-4アルキル基を意味
    し、R6は、水素原子又はC1-4アシル基を意味する。)
    又は、式(2) 【化2】 (式中、R5及びR6は、前記と同じ意味を表す。)で表
    されるアリル化合物と、式(3) 【化3】 (式中、R1及びR3は、水素原子を意味するか又はR1
    及びR3が一緒になって、単結合を意味し、R2及びR4
    は、それぞれ独立に、水素原子、カルボキシル基若しく
    はC2-5アルコキシカルボニル基を意味するか又は、R2
    及びR4が一緒になってCO−O−CO、CHR7−CH
    8−CHR9(式中、R7、R8及びR9は、それぞれ独
    立に、水素原子、カルボキシル基若しくはC2-5アルコ
    キシカルボニル基を意味するか又は、R7及びR8若しく
    はR8及びR9が一緒になって単結合を意味するか又は、
    7及びR8、R8及びR9若しくはR7及びR9が一緒にな
    ってCO−O−COを意味する。)若しくはCR1011
    −CR1213(式中、R10及びR12は、水素原子を意味
    するか又はR10及びR12が一緒になって、単結合を意味
    し、R11及びR13は、それぞれ独立に、水素原子、カル
    ボキシル基若しくはC2- 5アルコキシカルボニル基を意
    味するか又は、R11及びR13が一緒になってCO−O−
    COを意味する。)を意味し、nは0〜4の整数を意味
    する。)で表されるノルボルネン化合物と、一酸化炭素
    を、塩基の存在下、ルテニウム触媒によって反応させる
    ことを特徴とする式(4) 【化4】 (式中、R1、R2、R3、R4及びR5は、前記と同じ意
    味を表す。)で表されるシクロペンテノン化合物の製造
    法。
  2. 【請求項2】 R1、R2、R3及びR4が水素原子であ
    り、nが0であるノルボルネン化合物を用いる、請求項
    1記載のシクロペンテノン化合物の製造法。
  3. 【請求項3】 R6がC1-4アシル基であるアリル化合物
    を用いる、請求項1記載のシクロペンテノン化合物の製
    造法。
  4. 【請求項4】 ルテニウム触媒が、ルテニウム錯体であ
    る請求項1記載のシクロペンテノン化合物の製造法。
  5. 【請求項5】 塩基が、有機塩基である請求項4記載の
    シクロペンテノン化合物の製造法。
  6. 【請求項6】 一酸化炭素の圧力が、102〜103kP
    aである請求項5記載のシクロペンテノン化合物の製造
    法。
  7. 【請求項7】 反応温度が、70〜170℃である請求
    項6記載のシクロペンテノン化合物の製造法。
  8. 【請求項8】 ルテニウム触媒が、[RuCl2(C
    O)32,(η3-allyl)RuCl(CO)3,(η3-al
    lyl)RuBr(CO)3,(η3-allyl)RuI(C
    O)3又は[(p-cymene)RuCl22である請求項7記載
    のシクロペンテノン化合物の製造法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002020353A (ja) * 2000-07-04 2002-01-23 Nissan Chem Ind Ltd 新規シクロペンテノン化合物及びその製造法
KR100503371B1 (ko) * 2002-04-04 2005-07-26 주식회사 엘지화학 포오손-칸트 타입의 노보넨계 단량체를 갖는 다중고리형올레핀 중합체와 그의 제조방법

Cited By (3)

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