JP2004224705A - 2−アルキル−2−アダマンチルアクリレート類の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】2−アダマンタノン類からアダマンチルアクリレート類を合成するに際し、アルキルLi試薬を原料とすることなく、アルキル基導入時に還元体の生成を抑制し、それに続くエステル化反応によって、高収率で安価に製造することのできる工業的な製造方法を提供する。
【解決手段】2−アダマンタノン類を、ジアルキルマグネシウム化合物及び金属アルコキシド類の有機金属化合物と反応させ、さらにアクリル酸化合物類と反応させて、2−アルキル−2−アダマンチルアクリレート類を製造する。
【解決手段】2−アダマンタノン類を、ジアルキルマグネシウム化合物及び金属アルコキシド類の有機金属化合物と反応させ、さらにアクリル酸化合物類と反応させて、2−アルキル−2−アダマンチルアクリレート類を製造する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、KrFおよびArF、F2等のエキシマレーザ、X線、電子ビーム、EUV(極端紫外光)用各種レジスト原料や、高機能性ポリマー原料として注目を集めているアダマンチルアクリレート類の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート類は、そのエステル構造に対応する部分を有する2−アダマンタノン誘導体を出発原料とする場合、一般的には、2−アダマンタノン誘導体をGrignard試薬、またはアルキルLi試薬と反応させることによって2−アルキル−2−アダマンタノール誘導体に変え、その2−アルキル−2−アダマンタノール誘導体を単離した後、(メタ)アクリル酸誘導体と反応させることによって製造していた。
【0003】
上記した製造方法では、一度2−アルキル−2−アダマンタノール誘導体を単離することから工程が長くなることと、立体障害の大きい3級アルコールをエステル化するため、反応の進行が遅い点などが問題であった。
【0004】
また、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート類のアルキル基としてβ水素を有するアルキル基、例えばエチル基、プロピル基等を導入しようとした場合、Grignard試薬等のマグネシウム試薬を用いると、目的物であるアルキル化物の他に、還元された2−アダマンタノールが生成することが知られている。一般的に還元を防ぐにはアルキルLi試薬を用いることが知られているが、アルキルLi試薬は高価であり、取り扱いが困難で危険であることから、工業的に実施が容易な2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート類の製造方法が望まれていた。
【0005】
これまで、アルキルLi試薬と(メタ)アクリル酸ハライドを用いることによって、第3級アルコールエステルの製造の際に、第3級アルコールを分離、精製することなく、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート類を得る方法があった(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、アルキルLi試薬とエステル化試薬として使用される(メタ)アクリル酸ハライドは、共に高価で取扱いが困難である。また、(メタ)アクリル酸ハライドを用いると副生成物としてアルキルアダマンチルハロゲン化物が生成し、蒸留精製の際に酸を発生し、目的物質である2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート類を分解させ収率が著しく低下するなどの欠点がある。
【0006】
また、2−アダマンタノン類をアルキルLi試薬の存在下で(メタ)アクリル酸エステルまたは(メタ)アクリル酸無水物とを反応させる方法がある(例えば、特許文献2参照。)。この方法では、十分に高い反応収率で目的のアダマンチル(メタ)アクリレート類が得られる。しかしながら、高価なアルキルLi試薬の使用をしている。
【0007】
アルキルマグネシウム試薬と塩化リチウムの共存下に2−アダマンタノン類を反応させて2−アルキル−2−アダマンタノールを合成する方法があるが(例えば、特許文献3参照。)、2−アルキル−2−アダマンタノールの収率が不十分である。また、アルキルMg試薬と希土類化合物の共存下に2−アダマンタノン類を反応させて2−アルキル−2−アダマンタノールを合成する方法では(例えば、特許文献4参照。)、希土類化合物は高価で安定的な入手が困難である。
【0008】
さらに、還元反応を抑制する手段として、ジアルキルマグネシウムとアルカリ金属のアルコキシドを共存させた条件下で、ケトンと反応させる方法もある(例えば、非特許文献1参照。)。
【0009】
【特許文献1】
特開平10−182552号公報
【特許文献2】
特開2002−241342号公報
【特許文献3】
特開2001−354605号公報
【特許文献4】
特開2002−20334号公報
【非特許文献1】
J. Org. Chem. :Vol. 55、No. 10、3281〜3286頁(1990)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、2−アダマンタノン類からアダマンチルアクリレート類を合成するに際し、アルキルLi試薬を原料とすることなく、アルキル基導入時に還元体の生成を抑制し、それに続くエステル化反応によって、高収率で安価に製造することのできる工業的な製造方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題について鋭意研究を重ねた結果、ジアルキルマグネシウムとアルカリ金属のアルコキシドを共存させた条件下で2−アダマンタノン類と反応させた後、アクリル酸ハライド類及び/又はアクリル酸無水物類と反応させる事によってワンポットで2−アルキル−2−アダマンチルアクリレート類を効率よく製造できることを見出し本発明に到達した。
【0012】
すなわち、本発明は、式(1)で示される2−アダマンタノン類を、式(2)で示されるジアルキルマグネシウム化合物及び式(3)で示される金属アルコキシド類の有機金属化合物と反応させ、さらに式(4)及び/又は式(5)で示されるアクリル酸化合物類と反応させることを特徴とする式(6)で示される2−アルキル−2−アダマンチルアクリレート類の製造方法に関するものである。
【0013】
【化7】
(式中、Yは水素原子、炭化水素基、ハロゲン含有炭化水素基、ハロゲン基、又はエーテル基を有する炭化水素基を示し、nは1〜14の整数を示す。)
【0014】
【化8】
(式中、R1は炭素数2〜10の炭化水素基、又は炭素数2〜10のハロゲン含有炭化水素基を示す。)
【0015】
【化9】
(式中、R2は炭素数1〜10の炭化水素基、Mはアルカリ金属を示す。)
【0016】
【化10】
(式中、R3〜R5は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6の炭化水素基、又は炭素数1〜6のハロゲン含有炭化水素基を示す。)
【0017】
【化11】
(式中、R3〜R5は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6の炭化水素基、又は炭素数1〜6のハロゲン含有炭化水素基を示す。Xはハロゲン原子を示す。)
【0018】
【化12】
(式中、R1〜R4、Y、及びnは前記と同様。)
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の原料である2−アダマンタノン類(2−アダマンタノン及びその誘導体)は下記式(1)で表される。
【0020】
【化13】
【0021】
式中、Yは水素原子、炭化水素基、ハロゲン含有炭化水素基、またはハロゲン原子を示す。アルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ペンチル基などの炭素数1〜10のアルキル基であるのが好ましい。ハロゲン含有炭化水素基としては、トリフルオロメチル基などの炭素数1〜10のものが挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。nは1〜14の整数を示す。複数のYが存在する場合、これらは同一でも異なっていてもよい。
【0022】
本発明ではジアルキルマグネシウムとして、式(2)で示される化合物を用いる。
【0023】
【化14】
【0024】
式(2)におけるR1は、炭化水素基、好ましくは炭素数2〜10の脂肪族、脂環族、または芳香族炭化水素基であり、更に好ましくは、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基である。ジアルキルマグネシウムの具体例としては、ジエチルマグネシウム、ジプロピルマグネシウム、ジブチルマグネシウム、ジイソブチルマグネシウム、ジペンチルマグネシウム、ジヘキシルマグネシウム、ジシクロヘキシルマグネシウム、ジフェニルマグネシウム等が挙げられる。
【0025】
ジアルキルマグネシウムを添加するときは、固体及び/又は溶液のどちらでもかまわない。溶媒としては、テトラヒドロフランやジエチルエーテルなどのエーテル類、ヘキサンやヘプタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素化合物、ベンゼン、トルエン、クメンなどの芳香族炭化水素化合物、四塩化炭素やジクロロメタンなどのハロゲン化合物が挙げられるが、反応に不活性ならばそれらに限定されるものではない。
【0026】
ジアルキルマグネシウムは、原料の2−アダマンタノン類に対してそれぞれ1〜10当量、好ましくは1〜3当量の範囲の量で使用する。ジアルキルマグネシウムを添加する際、添加方法および添加速度に特に規定はないが、通常、反応温度に異常昇温が生じない程度の速度で添加するのが好ましい。
【0027】
本発明では金属アルコキシド類として、式(3)で示される化合物を用いる。
【0028】
【化15】
【0029】
式(3)におけるR2は、炭化水素基、好ましくは炭素数1〜10の脂肪族、脂環族、または芳香族炭化水素基であり、更に好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基である。金属アルコキシド類の具体例としては、メトキシリチウム、メトキシナトリウム、メトキシカリウム、エトキシリチウム、プロピオキシリチウム、イソプロピオキシリチウム、ブトキシリチウム、t−ブトキシリチウム、フェノキシリチウムなどが挙げられる。
【0030】
金属アルコキシド類を添加するときは、固体及び/又は溶液のどちらでもかまわない。溶媒としては、テトラヒドロフランやジエチルエーテルなどのエーテル類、ヘキサンやヘプタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素化合物、ベンゼン、トルエン、クメンなどの芳香族炭化水素化合物、四塩化炭素やジクロロメタンなどのハロゲン化合物が挙げられるが、反応に不活性ならばそれらに限定されるものではない。
【0031】
金属アルコキシド類は、原料の2−アダマンタノン類に対してそれぞれ1〜10当量、好ましくは1〜3当量の範囲の量で使用する。金属アルコキシド類を添加する際、添加方法および添加速度に特に規定はないが、通常、反応温度に異常昇温が生じない程度の速度で添加するのが好ましい。
【0032】
本発明では原料である2−アダマンタノン類に対してジアルキルマグネシウムと金属アルコキシド類を添加する、逆にジアルキルマグネシウムと金属アルコキシド類に対して2−アダマンタノン類を添加するというどちらの方法でもかまわない。また、それぞれの試薬を添加するときは、固体及び/又は溶液のどちらでもよい。
【0033】
本発明ではアクリル酸化合物として、下記式(4)で表されるアクリル酸無水物類及び/又は下記式(5)で表されるアクリル酸ハライド類を用いる。
【0034】
【化16】
【0035】
【化17】
【0036】
式(4)及び(5)において、R3〜R5は水素原子、ハロゲン基、炭化水素基、またはハロゲン含有炭化水素基を表す。炭化水素基としては、メチル基、エチル基のような炭素数1〜6のアルキル基が例示される。ハロゲン基としては、フッ素基が例示される。ハロゲン含有炭化水素基としては、トリフルオロメチル基が例示される。 R2〜R4としては水素原子、フッ素原子、メチル基、トリフルオロメチル基が好ましい。Xはハロゲン原子である。アクリル酸無水物類の具体例としては、無水アクリル酸、無水メタクリル酸、無水ペルフルオロアクリル酸、無水ペルフルオロメタクリル酸、2,2’−ジフルオロアクリル酸無水物、2−フルオロアクリル酸無水物、2−トリフルオロメチルアクリル酸無水物などが挙げられる。アクリル酸ハライドの具体例としては、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド、トリフルオロメチルアクリル酸クロライド、ペルフルオロアクリル酸クロライド、メタクリル酸ブロマイド、メタクリル酸アイオダイド等が挙げられる。
【0037】
アクリル酸化合物の添加量は、原料の2−アダマンタノン類に対して1〜100当量、好ましくは1〜20当量である。1当量より少ないと収率が低下し、100当量より多いと釜効率の低下や精製が困難になる。
【0038】
アクリル酸化合物の添加方法および添加速度は特に制限されない。例えば、ジアルキルマグネシウム及び/又は金属アルコキシド類を添加する前に、反応溶液中に予め仕込んでおいてもよいし、またジアルキルマグネシウム及び/又は金属アルコキシド類を添加する際に同時添加してもよいが、通常、ジアルキルマグネシウム及び/又は金属アルコキシド類を添加した後に、アクリル酸化合物を添加することが好ましい。このように、ジアルキルマグネシウム化合物と金属アルコキシド類による反応生成液を精製せずに、アクリル酸化合物を添加して反応を行わせるワンポット法を用いることができる。
【0039】
本発明における反応温度は、−70℃〜200℃、好ましくは−50℃〜100℃で行う。−70℃より低いと反応速度が低下し、200℃より高いと反応の制御が困難になることや副反応が進行して収率が低下する。また、ジアルキルマグネシウム及び/又は金属アルコキシド類の添加時およびその後の反応温度とアクリル酸化合物類の添加時およびその後の反応温度は同一でも異なっていても良いし、また、加熱あるいは冷却などの操作により−70℃〜200℃の範囲内で変化させてもよい。
【0040】
本発明のエステル化での反応時間として、0.5〜1000時間、好ましくは1〜100時間必要である。反応時間は反応温度に依存し、所望の収率などに応じて決定されるので、上記の範囲に限定されるものではない。
【0041】
本発明のアダマンチルアクリレート類について、式(6)中のR1は、式(2)のジアルキルマグネシウムのR1と対応している。また、式(6)中のR3〜R5は、式(4)のアクリル酸無水物類のR3〜R5、及び式(5)のアクリル酸ハライドのR3〜R5と対応している。
【0042】
本発明では、以上の条件でも十分に高い反応収率で目的の2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート類が得られるが、反応中に重合禁止剤を添加することによってアクリル酸化合物類の重合物の副生を抑えることができる。特に、2,2,6,6−テトラメチル−4−ヒドロキシピペリジン−1−オキシル、N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩、N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩、N−ニトロソ−N−(1−ナフチル)ヒドロキシルアミンアンモニウム塩、N−ニトロソジフェニルアミン、N−ニトロソ−N−メチルアニリンの重合禁止効果が高い。
【0043】
また、前記の重合禁止剤以外に、他の重合禁止剤を共存させるとより効果が高まる場合がある。そのような重合禁止剤として、ニトロソナフトール、p−ニトロソフェノール、N,N’−ジメチル−p−ニトロソアニリンなどのニトロソ化合物、フェノチアジン、メチレンブルー、2−メルカプトベンゾイミダゾールなどの含硫黄化合物、N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、4−ヒドロキシジフェニルアミン、アミノフェノールなどのアミン類、ヒドロキシキノリン、ヒドロキノン、メチルヒドロキノン、p−ベンゾキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテルなどのキノン類、メトキシフェノール、2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール、カテコール、3−s−ブチルカテコール、2,2−メチレンビス−(6−t−ブチル−4−メチルフェノール)などのフェノール類、N−ヒドロキシフタルイミドなどのイミド類、シクロヘキサンオキシム、p−キノンジオキシムなどのオキシム類、ジアルキルチオジプロピネート類などが挙げられる。一方、これらの重合禁止剤を単独で用いても、重合禁止効果はほとんどみられない。
【0044】
添加する重合禁止剤量として、アクリル酸化合物に対して、0.00001〜0.1重量部、好ましくは0.0001〜0.02重量部を使用する。それより少ないと、重合禁止効果が現れず、またそれより多くても、重合禁止効果は向上しない。
【0045】
重合禁止剤の添加方法および添加速度に特に規定はない。例えば、ジアルキルマグネシウム及び/又は金属アルコキシド類を添加する前に、反応溶液中に予め仕込んでおいてもよいが、通常、アクリル酸化合物を添加する際に同時、あるいはその直前または直後に添加するのが望ましい。添加方法として、重合禁止剤をアクリル酸化合物中に溶解させて添加してもよいし、またアクリル酸化合物とは別に重合禁止剤を添加してもよい。添加する際に、溶媒に溶解させてもよいし、またそのまま添加してもよい。
【0046】
本発明では、以上の条件でも十分に高い反応収率で目的の2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート類が得られるが、更に反応溶液中にアミン類が存在していると、より高収率で目的物質が得られる。すなわち、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、n−プロピルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−iso−プロピルアミン、トリ−n−プロピルアミン、n−ブチルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジ−iso−ブチルアミン、トリ−n−ブチルアミン、ジフェニルアミン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5、1,5−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−5、ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンなどのアミン類が挙げられるが、特にトリエチルアミンでの効果が高い。
【0047】
アミン類に加えて、さらにアニリン、メチルアニリン、ジメチルアニリン、トルイジン、アニシジン、クロロアニリン、ブロモアニリン、ニトロアニリン、アミノ安息香酸などのアニリン類、ピリジン類、ピロール類、キノリン類、ピペリジン類などの含窒素複素環式化合物類、ナトリウムメトキシド、リチウムメトキシドなどの金属アルコキシド類、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化トリメチル−n−プロピルアンモニウムなどの水酸化第四アンモニウム類、硫酸エチルアンモニウム、硝酸トリメチルアンモニウム、塩化アニリニウムなどのアミンの硫酸塩、硝酸塩、塩化物など、炭酸水素ナトリウムなどの無機塩基が反応溶液中に存在していてもよい。
【0048】
存在するアミン類の量は、原料の2−アダマンタノン類に対して、添加しない場合を含め、0〜100等量、好ましくは0.001〜10当量、より好ましくは0.1〜2当量を添加する。それより多くても収率向上の効果は変わらなく、不経済となるだけである。
【0049】
アミン類を添加する際、添加方法および添加速度に特に規定はない。例えば、ジアルキルマグネシウム及び/又は金属アルコキシド類を添加する前に、反応溶液中に予め仕込んでおいてもよいし、またジアルキルマグネシウム及び/又は金属アルコキシド類を添加した後で、(メタ)アクリル酸無水物を添加する前に添加してもよいし、(メタ)アクリル酸無水物を添加する際に同時添加してもよい、また(メタ)アクリル酸無水物を添加した後に添加してもよい。
【0050】
反応終了後においては、反応液を水洗処理することにより、ジアルキルマグネシウム及び/又は金属アルコキシド類由来の塩が除去される。このとき、洗浄水中に塩化ナトリウムや炭酸水素ナトリウム等、適当な無機塩が含まれていてもよい。また、未反応のアクリル酸化合物類をアルカリ洗浄により除去する。アルカリ洗浄には、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム溶液、アンモニア水などが挙げられるが、用いるアルカリ成分に特に規定はない。また、金属不純物を除去するために、酸洗浄しても良い。酸洗浄には、塩酸水溶液、硫酸水溶液、リン酸水溶液などの無機酸およびシュウ酸水溶液などの有機酸が挙げられるが、用いる酸成分に特に規定はない。
【0051】
また、洗浄に際し、生成したアダマンチルアクリレート類の物性に応じて、反応液に有機溶媒を添加してもよい。添加する有機溶媒は、反応と同一のものを使用することもできるし、異なったものを使用することもできるが、通常、水との分離がよい極性の小さい溶媒を用いることが望ましい。このようにして得られたアダマンチルアクリレート類は、有機層から蒸留、濃縮、濾過、晶析、再結晶、カラムクロクロマトグラフィー等の公知方法で分離精製される。
【0052】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【0053】
実施例1
撹拌機付き200mlの三つ口フラスコを窒素置換した後、このフラスコにメトキシカリウム4.7g(2−アダマンタノン5gに対して2モル当量)を仕込み、20mlのテトラヒドロフラン(THF)を三つ口フラスコに入れ、−25℃まで冷却した。次いで、ジエチルマグネシウムのテトラヒドロフラン溶液を60ml(2−アダマンタノン5gに対して2モル当量)加えた。さらにテトラヒドロフラン20mlに溶解させた5gの2−アダマンタノンをゆっくりと滴下した。添加後、室温に戻して1時間攪拌を継続し、再び−25℃まで冷却した。その後、トリエチルアミン3.4g(2−アダマンタノンに対して1モル当量)、重合禁止剤としてN−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩0.031gを加え、31gの無水メタクリル酸(2−アダマンタノンに対して6モル当量)をゆっくりと滴下した。滴下後、室温に戻して3時間撹拌を継続した。
【0054】
反応終了後、反応液に25mlのヘキサンを添加し、さらに25mlの飽和食塩水を添加し、十分に攪拌した。反応溶液を分液し、有機層を5%苛性ソーダ水溶液20mlで1回、純水20mlで2回洗浄した。得られた有機層を濃縮し、溶媒および未反応の無水メタクリル酸を除去し、粗生成物を得た。この粗生成物をシリカゲルカラムで精製したところ、GC−MS分析および1H NMR分析から、6.7g(収率81%)の純粋な2−エチル−2−アダマンチルメタクリレートが得られた。
【0055】
実施例2
撹拌きつき200mlの三つ口フラスコを窒素置換した後、このフラスコにメトキシカリウム4.7g(2−アダマンタノン5gに対して2モル当量)を仕込み、20mlのテトラヒドロフラン(THF)を三つ口フラスコに入れ、次いで、ジエチルマグネシウムのテトラヒドロフラン溶液を60ml(2−アダマンタノン5gに対して2モル当量)加え、−25℃とした。続いてテトラヒドロフラン20mlに溶解させた5gの2−アダマンタノンをゆっくりと滴下した。滴下完了後、室温に戻して1時間攪拌を継続し、再び−25℃まで冷却した。その後、31gの無水メタクリル酸(2−アダマンタノンに対して6モル当量)をゆっくりと滴下し、滴下後に室温に戻して5時間撹拌を継続した。
【0056】
反応終了後、実施例1と同様に精製したところ、6.4g(収率78%)の純粋な2−エチル−2−アダマンチルメタクリレートが得られた。
【0057】
実施例3
撹拌機付き200mlの三つ口フラスコを窒素置換した後、このフラスコにt−ブトキシリチウムのヘキサン溶液66mlg(2−アダマンタノン5gに対して2モル当量)を仕込み、20mlのテトラヒドロフランを三つ口フラスコに入れ、−25℃とした。次いで、ジエチルマグネシウムのテトラヒドロフラン溶液を60ml(2−アダマンタノン5gに対して2モル当量)加えた。さらにテトラヒドロフラン20mlに溶解させた5gの2−アダマンタノンをゆっくりと滴下した。滴下完了後、室温に戻して1時間攪拌を継続し、再び−25℃まで冷却した。その後、31gの無水メタクリル酸(2−アダマンタノンに対して6モル当量)をゆっくりと滴下した。滴下後室温に戻して5時間撹拌を継続した。
【0058】
反応終了後、実施例1と同様に精製したところ、5.9g(収率71%)の純粋な2−エチル−2−アダマンチルメタクリレートが得られた。
【0059】
実施例4
撹拌機付き200mlの三つ口フラスコを窒素置換した後、このフラスコにメトキシカリウム4.7g(2−アダマンタノン5gに対して2モル当量)を仕込み、20mlのテトラヒドロフラン(THF)を三つ口フラスコに入れ、−25℃とした。次いで、ジエチルマグネシウムのテトラヒドロフラン溶液を60ml(2−アダマンタノン5gに対して2モル当量)加えた。さらにテトラヒドロフラン20mlに溶解させた5gの2−アダマンタノンをゆっくりと滴下した。滴下完了後、室温に戻して1時間攪拌を継続し、再び−25℃まで冷却した。その後、35gのメタクリル酸クロライド(2−アダマンタノンに対して10モル当量)をゆっくりと滴下し、滴下後にトリエチルアミン6.8g(2−アダマンタノンに対して2モル当量)を加えた。添加後、室温に戻して2時間撹拌を継続した。
【0060】
反応終了後、実施例1と同様に精製したところ、7.0g(収率85%)の純粋な2−エチル−2−アダマンチルメタクリレートが得られた。
【0061】
比較例1
メトキシカリウム等の金属アルコキシド類を加えずに実施例1の方法で反応を行った。反応終了後、実施例1と同様に精製したところ、2.3g(収率28%)の純粋な2−エチル−2−アダマンチルメタクリレートが得られた。
【0062】
比較例2
撹拌機付き200mlの三つ口フラスコに2−アダマンタノン5gを入れ、容器内を窒素置換した。このフラスコに20mlのテトラヒドロフラン(THF)を−25℃まで冷却した。次いで、エチルマグネシウムブロミドのテトラヒドロフラン溶液を35ml(2−アダマンタノン5gに対して1.1モル当量)をゆっくりと滴下した。滴下の完了後、室温に戻して1時間攪拌を継続し、再び−25℃まで冷却した。その後、31gの無水メタクリル酸(2−アダマンタノンに対して3モル当量)をゆっくりと滴下した。滴下後、室温に戻して5時間撹拌を継続した。
【0063】
反応終了後、実施例1と同様に精製したところ、3.3g(収率40%)の純粋な2−エチル−2−アダマンチルメタクリレートが得られた。
【0064】
【発明の効果】
本発明により、2−アルキル−2−アダマンチルアクリレート類の合成に際し、β水素を有するアルキル基導入時の副反応である還元反応を抑えることができ、さらに中間体である2−アルキル−2−アダマンチルアクリレート類を単離、精製することなく、ワンポットで高効率にエステル化反応を進行させることが可能となり、アダマンチルアクリレート類を容易に高収率で得ることができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、KrFおよびArF、F2等のエキシマレーザ、X線、電子ビーム、EUV(極端紫外光)用各種レジスト原料や、高機能性ポリマー原料として注目を集めているアダマンチルアクリレート類の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート類は、そのエステル構造に対応する部分を有する2−アダマンタノン誘導体を出発原料とする場合、一般的には、2−アダマンタノン誘導体をGrignard試薬、またはアルキルLi試薬と反応させることによって2−アルキル−2−アダマンタノール誘導体に変え、その2−アルキル−2−アダマンタノール誘導体を単離した後、(メタ)アクリル酸誘導体と反応させることによって製造していた。
【0003】
上記した製造方法では、一度2−アルキル−2−アダマンタノール誘導体を単離することから工程が長くなることと、立体障害の大きい3級アルコールをエステル化するため、反応の進行が遅い点などが問題であった。
【0004】
また、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート類のアルキル基としてβ水素を有するアルキル基、例えばエチル基、プロピル基等を導入しようとした場合、Grignard試薬等のマグネシウム試薬を用いると、目的物であるアルキル化物の他に、還元された2−アダマンタノールが生成することが知られている。一般的に還元を防ぐにはアルキルLi試薬を用いることが知られているが、アルキルLi試薬は高価であり、取り扱いが困難で危険であることから、工業的に実施が容易な2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート類の製造方法が望まれていた。
【0005】
これまで、アルキルLi試薬と(メタ)アクリル酸ハライドを用いることによって、第3級アルコールエステルの製造の際に、第3級アルコールを分離、精製することなく、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート類を得る方法があった(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、アルキルLi試薬とエステル化試薬として使用される(メタ)アクリル酸ハライドは、共に高価で取扱いが困難である。また、(メタ)アクリル酸ハライドを用いると副生成物としてアルキルアダマンチルハロゲン化物が生成し、蒸留精製の際に酸を発生し、目的物質である2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート類を分解させ収率が著しく低下するなどの欠点がある。
【0006】
また、2−アダマンタノン類をアルキルLi試薬の存在下で(メタ)アクリル酸エステルまたは(メタ)アクリル酸無水物とを反応させる方法がある(例えば、特許文献2参照。)。この方法では、十分に高い反応収率で目的のアダマンチル(メタ)アクリレート類が得られる。しかしながら、高価なアルキルLi試薬の使用をしている。
【0007】
アルキルマグネシウム試薬と塩化リチウムの共存下に2−アダマンタノン類を反応させて2−アルキル−2−アダマンタノールを合成する方法があるが(例えば、特許文献3参照。)、2−アルキル−2−アダマンタノールの収率が不十分である。また、アルキルMg試薬と希土類化合物の共存下に2−アダマンタノン類を反応させて2−アルキル−2−アダマンタノールを合成する方法では(例えば、特許文献4参照。)、希土類化合物は高価で安定的な入手が困難である。
【0008】
さらに、還元反応を抑制する手段として、ジアルキルマグネシウムとアルカリ金属のアルコキシドを共存させた条件下で、ケトンと反応させる方法もある(例えば、非特許文献1参照。)。
【0009】
【特許文献1】
特開平10−182552号公報
【特許文献2】
特開2002−241342号公報
【特許文献3】
特開2001−354605号公報
【特許文献4】
特開2002−20334号公報
【非特許文献1】
J. Org. Chem. :Vol. 55、No. 10、3281〜3286頁(1990)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、2−アダマンタノン類からアダマンチルアクリレート類を合成するに際し、アルキルLi試薬を原料とすることなく、アルキル基導入時に還元体の生成を抑制し、それに続くエステル化反応によって、高収率で安価に製造することのできる工業的な製造方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題について鋭意研究を重ねた結果、ジアルキルマグネシウムとアルカリ金属のアルコキシドを共存させた条件下で2−アダマンタノン類と反応させた後、アクリル酸ハライド類及び/又はアクリル酸無水物類と反応させる事によってワンポットで2−アルキル−2−アダマンチルアクリレート類を効率よく製造できることを見出し本発明に到達した。
【0012】
すなわち、本発明は、式(1)で示される2−アダマンタノン類を、式(2)で示されるジアルキルマグネシウム化合物及び式(3)で示される金属アルコキシド類の有機金属化合物と反応させ、さらに式(4)及び/又は式(5)で示されるアクリル酸化合物類と反応させることを特徴とする式(6)で示される2−アルキル−2−アダマンチルアクリレート類の製造方法に関するものである。
【0013】
【化7】
(式中、Yは水素原子、炭化水素基、ハロゲン含有炭化水素基、ハロゲン基、又はエーテル基を有する炭化水素基を示し、nは1〜14の整数を示す。)
【0014】
【化8】
(式中、R1は炭素数2〜10の炭化水素基、又は炭素数2〜10のハロゲン含有炭化水素基を示す。)
【0015】
【化9】
(式中、R2は炭素数1〜10の炭化水素基、Mはアルカリ金属を示す。)
【0016】
【化10】
(式中、R3〜R5は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6の炭化水素基、又は炭素数1〜6のハロゲン含有炭化水素基を示す。)
【0017】
【化11】
(式中、R3〜R5は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6の炭化水素基、又は炭素数1〜6のハロゲン含有炭化水素基を示す。Xはハロゲン原子を示す。)
【0018】
【化12】
(式中、R1〜R4、Y、及びnは前記と同様。)
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の原料である2−アダマンタノン類(2−アダマンタノン及びその誘導体)は下記式(1)で表される。
【0020】
【化13】
【0021】
式中、Yは水素原子、炭化水素基、ハロゲン含有炭化水素基、またはハロゲン原子を示す。アルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ペンチル基などの炭素数1〜10のアルキル基であるのが好ましい。ハロゲン含有炭化水素基としては、トリフルオロメチル基などの炭素数1〜10のものが挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。nは1〜14の整数を示す。複数のYが存在する場合、これらは同一でも異なっていてもよい。
【0022】
本発明ではジアルキルマグネシウムとして、式(2)で示される化合物を用いる。
【0023】
【化14】
【0024】
式(2)におけるR1は、炭化水素基、好ましくは炭素数2〜10の脂肪族、脂環族、または芳香族炭化水素基であり、更に好ましくは、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基である。ジアルキルマグネシウムの具体例としては、ジエチルマグネシウム、ジプロピルマグネシウム、ジブチルマグネシウム、ジイソブチルマグネシウム、ジペンチルマグネシウム、ジヘキシルマグネシウム、ジシクロヘキシルマグネシウム、ジフェニルマグネシウム等が挙げられる。
【0025】
ジアルキルマグネシウムを添加するときは、固体及び/又は溶液のどちらでもかまわない。溶媒としては、テトラヒドロフランやジエチルエーテルなどのエーテル類、ヘキサンやヘプタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素化合物、ベンゼン、トルエン、クメンなどの芳香族炭化水素化合物、四塩化炭素やジクロロメタンなどのハロゲン化合物が挙げられるが、反応に不活性ならばそれらに限定されるものではない。
【0026】
ジアルキルマグネシウムは、原料の2−アダマンタノン類に対してそれぞれ1〜10当量、好ましくは1〜3当量の範囲の量で使用する。ジアルキルマグネシウムを添加する際、添加方法および添加速度に特に規定はないが、通常、反応温度に異常昇温が生じない程度の速度で添加するのが好ましい。
【0027】
本発明では金属アルコキシド類として、式(3)で示される化合物を用いる。
【0028】
【化15】
【0029】
式(3)におけるR2は、炭化水素基、好ましくは炭素数1〜10の脂肪族、脂環族、または芳香族炭化水素基であり、更に好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、フェニル基である。金属アルコキシド類の具体例としては、メトキシリチウム、メトキシナトリウム、メトキシカリウム、エトキシリチウム、プロピオキシリチウム、イソプロピオキシリチウム、ブトキシリチウム、t−ブトキシリチウム、フェノキシリチウムなどが挙げられる。
【0030】
金属アルコキシド類を添加するときは、固体及び/又は溶液のどちらでもかまわない。溶媒としては、テトラヒドロフランやジエチルエーテルなどのエーテル類、ヘキサンやヘプタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素化合物、ベンゼン、トルエン、クメンなどの芳香族炭化水素化合物、四塩化炭素やジクロロメタンなどのハロゲン化合物が挙げられるが、反応に不活性ならばそれらに限定されるものではない。
【0031】
金属アルコキシド類は、原料の2−アダマンタノン類に対してそれぞれ1〜10当量、好ましくは1〜3当量の範囲の量で使用する。金属アルコキシド類を添加する際、添加方法および添加速度に特に規定はないが、通常、反応温度に異常昇温が生じない程度の速度で添加するのが好ましい。
【0032】
本発明では原料である2−アダマンタノン類に対してジアルキルマグネシウムと金属アルコキシド類を添加する、逆にジアルキルマグネシウムと金属アルコキシド類に対して2−アダマンタノン類を添加するというどちらの方法でもかまわない。また、それぞれの試薬を添加するときは、固体及び/又は溶液のどちらでもよい。
【0033】
本発明ではアクリル酸化合物として、下記式(4)で表されるアクリル酸無水物類及び/又は下記式(5)で表されるアクリル酸ハライド類を用いる。
【0034】
【化16】
【0035】
【化17】
【0036】
式(4)及び(5)において、R3〜R5は水素原子、ハロゲン基、炭化水素基、またはハロゲン含有炭化水素基を表す。炭化水素基としては、メチル基、エチル基のような炭素数1〜6のアルキル基が例示される。ハロゲン基としては、フッ素基が例示される。ハロゲン含有炭化水素基としては、トリフルオロメチル基が例示される。 R2〜R4としては水素原子、フッ素原子、メチル基、トリフルオロメチル基が好ましい。Xはハロゲン原子である。アクリル酸無水物類の具体例としては、無水アクリル酸、無水メタクリル酸、無水ペルフルオロアクリル酸、無水ペルフルオロメタクリル酸、2,2’−ジフルオロアクリル酸無水物、2−フルオロアクリル酸無水物、2−トリフルオロメチルアクリル酸無水物などが挙げられる。アクリル酸ハライドの具体例としては、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド、トリフルオロメチルアクリル酸クロライド、ペルフルオロアクリル酸クロライド、メタクリル酸ブロマイド、メタクリル酸アイオダイド等が挙げられる。
【0037】
アクリル酸化合物の添加量は、原料の2−アダマンタノン類に対して1〜100当量、好ましくは1〜20当量である。1当量より少ないと収率が低下し、100当量より多いと釜効率の低下や精製が困難になる。
【0038】
アクリル酸化合物の添加方法および添加速度は特に制限されない。例えば、ジアルキルマグネシウム及び/又は金属アルコキシド類を添加する前に、反応溶液中に予め仕込んでおいてもよいし、またジアルキルマグネシウム及び/又は金属アルコキシド類を添加する際に同時添加してもよいが、通常、ジアルキルマグネシウム及び/又は金属アルコキシド類を添加した後に、アクリル酸化合物を添加することが好ましい。このように、ジアルキルマグネシウム化合物と金属アルコキシド類による反応生成液を精製せずに、アクリル酸化合物を添加して反応を行わせるワンポット法を用いることができる。
【0039】
本発明における反応温度は、−70℃〜200℃、好ましくは−50℃〜100℃で行う。−70℃より低いと反応速度が低下し、200℃より高いと反応の制御が困難になることや副反応が進行して収率が低下する。また、ジアルキルマグネシウム及び/又は金属アルコキシド類の添加時およびその後の反応温度とアクリル酸化合物類の添加時およびその後の反応温度は同一でも異なっていても良いし、また、加熱あるいは冷却などの操作により−70℃〜200℃の範囲内で変化させてもよい。
【0040】
本発明のエステル化での反応時間として、0.5〜1000時間、好ましくは1〜100時間必要である。反応時間は反応温度に依存し、所望の収率などに応じて決定されるので、上記の範囲に限定されるものではない。
【0041】
本発明のアダマンチルアクリレート類について、式(6)中のR1は、式(2)のジアルキルマグネシウムのR1と対応している。また、式(6)中のR3〜R5は、式(4)のアクリル酸無水物類のR3〜R5、及び式(5)のアクリル酸ハライドのR3〜R5と対応している。
【0042】
本発明では、以上の条件でも十分に高い反応収率で目的の2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート類が得られるが、反応中に重合禁止剤を添加することによってアクリル酸化合物類の重合物の副生を抑えることができる。特に、2,2,6,6−テトラメチル−4−ヒドロキシピペリジン−1−オキシル、N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩、N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩、N−ニトロソ−N−(1−ナフチル)ヒドロキシルアミンアンモニウム塩、N−ニトロソジフェニルアミン、N−ニトロソ−N−メチルアニリンの重合禁止効果が高い。
【0043】
また、前記の重合禁止剤以外に、他の重合禁止剤を共存させるとより効果が高まる場合がある。そのような重合禁止剤として、ニトロソナフトール、p−ニトロソフェノール、N,N’−ジメチル−p−ニトロソアニリンなどのニトロソ化合物、フェノチアジン、メチレンブルー、2−メルカプトベンゾイミダゾールなどの含硫黄化合物、N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、4−ヒドロキシジフェニルアミン、アミノフェノールなどのアミン類、ヒドロキシキノリン、ヒドロキノン、メチルヒドロキノン、p−ベンゾキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテルなどのキノン類、メトキシフェノール、2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール、カテコール、3−s−ブチルカテコール、2,2−メチレンビス−(6−t−ブチル−4−メチルフェノール)などのフェノール類、N−ヒドロキシフタルイミドなどのイミド類、シクロヘキサンオキシム、p−キノンジオキシムなどのオキシム類、ジアルキルチオジプロピネート類などが挙げられる。一方、これらの重合禁止剤を単独で用いても、重合禁止効果はほとんどみられない。
【0044】
添加する重合禁止剤量として、アクリル酸化合物に対して、0.00001〜0.1重量部、好ましくは0.0001〜0.02重量部を使用する。それより少ないと、重合禁止効果が現れず、またそれより多くても、重合禁止効果は向上しない。
【0045】
重合禁止剤の添加方法および添加速度に特に規定はない。例えば、ジアルキルマグネシウム及び/又は金属アルコキシド類を添加する前に、反応溶液中に予め仕込んでおいてもよいが、通常、アクリル酸化合物を添加する際に同時、あるいはその直前または直後に添加するのが望ましい。添加方法として、重合禁止剤をアクリル酸化合物中に溶解させて添加してもよいし、またアクリル酸化合物とは別に重合禁止剤を添加してもよい。添加する際に、溶媒に溶解させてもよいし、またそのまま添加してもよい。
【0046】
本発明では、以上の条件でも十分に高い反応収率で目的の2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート類が得られるが、更に反応溶液中にアミン類が存在していると、より高収率で目的物質が得られる。すなわち、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、n−プロピルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−iso−プロピルアミン、トリ−n−プロピルアミン、n−ブチルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジ−iso−ブチルアミン、トリ−n−ブチルアミン、ジフェニルアミン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5、1,5−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−5、ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンなどのアミン類が挙げられるが、特にトリエチルアミンでの効果が高い。
【0047】
アミン類に加えて、さらにアニリン、メチルアニリン、ジメチルアニリン、トルイジン、アニシジン、クロロアニリン、ブロモアニリン、ニトロアニリン、アミノ安息香酸などのアニリン類、ピリジン類、ピロール類、キノリン類、ピペリジン類などの含窒素複素環式化合物類、ナトリウムメトキシド、リチウムメトキシドなどの金属アルコキシド類、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化トリメチル−n−プロピルアンモニウムなどの水酸化第四アンモニウム類、硫酸エチルアンモニウム、硝酸トリメチルアンモニウム、塩化アニリニウムなどのアミンの硫酸塩、硝酸塩、塩化物など、炭酸水素ナトリウムなどの無機塩基が反応溶液中に存在していてもよい。
【0048】
存在するアミン類の量は、原料の2−アダマンタノン類に対して、添加しない場合を含め、0〜100等量、好ましくは0.001〜10当量、より好ましくは0.1〜2当量を添加する。それより多くても収率向上の効果は変わらなく、不経済となるだけである。
【0049】
アミン類を添加する際、添加方法および添加速度に特に規定はない。例えば、ジアルキルマグネシウム及び/又は金属アルコキシド類を添加する前に、反応溶液中に予め仕込んでおいてもよいし、またジアルキルマグネシウム及び/又は金属アルコキシド類を添加した後で、(メタ)アクリル酸無水物を添加する前に添加してもよいし、(メタ)アクリル酸無水物を添加する際に同時添加してもよい、また(メタ)アクリル酸無水物を添加した後に添加してもよい。
【0050】
反応終了後においては、反応液を水洗処理することにより、ジアルキルマグネシウム及び/又は金属アルコキシド類由来の塩が除去される。このとき、洗浄水中に塩化ナトリウムや炭酸水素ナトリウム等、適当な無機塩が含まれていてもよい。また、未反応のアクリル酸化合物類をアルカリ洗浄により除去する。アルカリ洗浄には、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム溶液、アンモニア水などが挙げられるが、用いるアルカリ成分に特に規定はない。また、金属不純物を除去するために、酸洗浄しても良い。酸洗浄には、塩酸水溶液、硫酸水溶液、リン酸水溶液などの無機酸およびシュウ酸水溶液などの有機酸が挙げられるが、用いる酸成分に特に規定はない。
【0051】
また、洗浄に際し、生成したアダマンチルアクリレート類の物性に応じて、反応液に有機溶媒を添加してもよい。添加する有機溶媒は、反応と同一のものを使用することもできるし、異なったものを使用することもできるが、通常、水との分離がよい極性の小さい溶媒を用いることが望ましい。このようにして得られたアダマンチルアクリレート類は、有機層から蒸留、濃縮、濾過、晶析、再結晶、カラムクロクロマトグラフィー等の公知方法で分離精製される。
【0052】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【0053】
実施例1
撹拌機付き200mlの三つ口フラスコを窒素置換した後、このフラスコにメトキシカリウム4.7g(2−アダマンタノン5gに対して2モル当量)を仕込み、20mlのテトラヒドロフラン(THF)を三つ口フラスコに入れ、−25℃まで冷却した。次いで、ジエチルマグネシウムのテトラヒドロフラン溶液を60ml(2−アダマンタノン5gに対して2モル当量)加えた。さらにテトラヒドロフラン20mlに溶解させた5gの2−アダマンタノンをゆっくりと滴下した。添加後、室温に戻して1時間攪拌を継続し、再び−25℃まで冷却した。その後、トリエチルアミン3.4g(2−アダマンタノンに対して1モル当量)、重合禁止剤としてN−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアンモニウム塩0.031gを加え、31gの無水メタクリル酸(2−アダマンタノンに対して6モル当量)をゆっくりと滴下した。滴下後、室温に戻して3時間撹拌を継続した。
【0054】
反応終了後、反応液に25mlのヘキサンを添加し、さらに25mlの飽和食塩水を添加し、十分に攪拌した。反応溶液を分液し、有機層を5%苛性ソーダ水溶液20mlで1回、純水20mlで2回洗浄した。得られた有機層を濃縮し、溶媒および未反応の無水メタクリル酸を除去し、粗生成物を得た。この粗生成物をシリカゲルカラムで精製したところ、GC−MS分析および1H NMR分析から、6.7g(収率81%)の純粋な2−エチル−2−アダマンチルメタクリレートが得られた。
【0055】
実施例2
撹拌きつき200mlの三つ口フラスコを窒素置換した後、このフラスコにメトキシカリウム4.7g(2−アダマンタノン5gに対して2モル当量)を仕込み、20mlのテトラヒドロフラン(THF)を三つ口フラスコに入れ、次いで、ジエチルマグネシウムのテトラヒドロフラン溶液を60ml(2−アダマンタノン5gに対して2モル当量)加え、−25℃とした。続いてテトラヒドロフラン20mlに溶解させた5gの2−アダマンタノンをゆっくりと滴下した。滴下完了後、室温に戻して1時間攪拌を継続し、再び−25℃まで冷却した。その後、31gの無水メタクリル酸(2−アダマンタノンに対して6モル当量)をゆっくりと滴下し、滴下後に室温に戻して5時間撹拌を継続した。
【0056】
反応終了後、実施例1と同様に精製したところ、6.4g(収率78%)の純粋な2−エチル−2−アダマンチルメタクリレートが得られた。
【0057】
実施例3
撹拌機付き200mlの三つ口フラスコを窒素置換した後、このフラスコにt−ブトキシリチウムのヘキサン溶液66mlg(2−アダマンタノン5gに対して2モル当量)を仕込み、20mlのテトラヒドロフランを三つ口フラスコに入れ、−25℃とした。次いで、ジエチルマグネシウムのテトラヒドロフラン溶液を60ml(2−アダマンタノン5gに対して2モル当量)加えた。さらにテトラヒドロフラン20mlに溶解させた5gの2−アダマンタノンをゆっくりと滴下した。滴下完了後、室温に戻して1時間攪拌を継続し、再び−25℃まで冷却した。その後、31gの無水メタクリル酸(2−アダマンタノンに対して6モル当量)をゆっくりと滴下した。滴下後室温に戻して5時間撹拌を継続した。
【0058】
反応終了後、実施例1と同様に精製したところ、5.9g(収率71%)の純粋な2−エチル−2−アダマンチルメタクリレートが得られた。
【0059】
実施例4
撹拌機付き200mlの三つ口フラスコを窒素置換した後、このフラスコにメトキシカリウム4.7g(2−アダマンタノン5gに対して2モル当量)を仕込み、20mlのテトラヒドロフラン(THF)を三つ口フラスコに入れ、−25℃とした。次いで、ジエチルマグネシウムのテトラヒドロフラン溶液を60ml(2−アダマンタノン5gに対して2モル当量)加えた。さらにテトラヒドロフラン20mlに溶解させた5gの2−アダマンタノンをゆっくりと滴下した。滴下完了後、室温に戻して1時間攪拌を継続し、再び−25℃まで冷却した。その後、35gのメタクリル酸クロライド(2−アダマンタノンに対して10モル当量)をゆっくりと滴下し、滴下後にトリエチルアミン6.8g(2−アダマンタノンに対して2モル当量)を加えた。添加後、室温に戻して2時間撹拌を継続した。
【0060】
反応終了後、実施例1と同様に精製したところ、7.0g(収率85%)の純粋な2−エチル−2−アダマンチルメタクリレートが得られた。
【0061】
比較例1
メトキシカリウム等の金属アルコキシド類を加えずに実施例1の方法で反応を行った。反応終了後、実施例1と同様に精製したところ、2.3g(収率28%)の純粋な2−エチル−2−アダマンチルメタクリレートが得られた。
【0062】
比較例2
撹拌機付き200mlの三つ口フラスコに2−アダマンタノン5gを入れ、容器内を窒素置換した。このフラスコに20mlのテトラヒドロフラン(THF)を−25℃まで冷却した。次いで、エチルマグネシウムブロミドのテトラヒドロフラン溶液を35ml(2−アダマンタノン5gに対して1.1モル当量)をゆっくりと滴下した。滴下の完了後、室温に戻して1時間攪拌を継続し、再び−25℃まで冷却した。その後、31gの無水メタクリル酸(2−アダマンタノンに対して3モル当量)をゆっくりと滴下した。滴下後、室温に戻して5時間撹拌を継続した。
【0063】
反応終了後、実施例1と同様に精製したところ、3.3g(収率40%)の純粋な2−エチル−2−アダマンチルメタクリレートが得られた。
【0064】
【発明の効果】
本発明により、2−アルキル−2−アダマンチルアクリレート類の合成に際し、β水素を有するアルキル基導入時の副反応である還元反応を抑えることができ、さらに中間体である2−アルキル−2−アダマンチルアクリレート類を単離、精製することなく、ワンポットで高効率にエステル化反応を進行させることが可能となり、アダマンチルアクリレート類を容易に高収率で得ることができる。
Claims (3)
- 式(1)で示される2−アダマンタノン類を、式(2)で示されるジアルキルマグネシウム化合物及び式(3)で示される金属アルコキシド類の有機金属化合物と反応させ、さらに式(4)及び/又は式(5)で示されるアクリル酸化合物類と反応させることを特徴とする式(6)で示される2−アルキル−2−アダマンチルアクリレート類の製造方法。
- 2−アダマンタノン類から2−アルキル−2−アダマンチルアクリレート類の製造をワンポットで行う請求項1記載の製造方法。
- 式(2)のジアルキルマグネシウムがジエチルマグネシウム、ジプロピルマグネシウム、ジブチルマグネシウム、ジイソブチルマグネシウム、ジペンチルマグネシウム、ジヘキシルマグネシウム、ジシクロヘキシルマグネシウム、ジフェニルマグネシウムである請求項1または2記載の製造方法。
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JP2007070255A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 高純度アダマンチル(メタ)アクリレート類の製造方法 |
JP2008517982A (ja) * | 2004-10-26 | 2008-05-29 | アルケマ フランス | 無水(メタ)アクリル酸の改良された製造方法 |
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2003
- 2003-01-20 JP JP2003011180A patent/JP2004224705A/ja active Pending
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