JP2008120758A - Cyclic (meth)acrylate compound and method for producing the same - Google Patents

Cyclic (meth)acrylate compound and method for producing the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a (meth)acrylate monomer containing a heterocyclic group having high hydrophilicity. <P>SOLUTION: The cyclic (meth)acrylate compound has a structure expressed by general formula (1) [wherein R<SP>1</SP>and R<SP>2</SP>are each hydrogen or a (meth)acryloyl expressed by general formula (2) provided that at least one of R<SP>1</SP>and R<SP>2</SP>is the (meth)acryloyl expressed by general formula (2); R<SP>3</SP>is hydrogen or a methyl; and the wavy line shows a bonding site]. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、新規な環式(メタ)アクリレート化合物、およびこれを高収率且つ高純度で製造する方法に関する。   The present invention relates to a novel cyclic (meth) acrylate compound and a method for producing the same in high yield and high purity.

ビニル共重合樹脂を製造する場合において、(メタ)アクリル酸エステルは重要な共重合用のモノマー群の1つであり、広く多様な用途で使用されている。しかしながら単独のモノマーによる重合では目的とする性能が得られないことが多く、その場合、必要な物性を得るために複数の異なる(メタ)アクリル酸エステルモノマーを混合し、これを共重合させることが行われる。その中でも樹脂に極性を付与する事は最も重要な樹脂の修飾の1つであり、その目的で用いられるのが極性基のついた(メタ)アクリル酸エステルモノマーである。その代表的なものとして、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどの鎖状のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートがある。これらは対応するエポキシ骨格を有する化合物や対応するジオールと(メタ)アクリル酸から工業的に容易に製造できるため、安価に多量に入手しやすいという事情から広く利用されてきた。しかしながら、用途によっては必ずしもこれらの鎖状骨格を有するヒドロキシ(メタ)アクリレートが目的の特性を発現する上で最適なものではなく、むしろ逆に極性は付与されるもののこれら鎖状の極性モノマーを添加することによって本来必要な機能が弱められたり、発現しなくなったりすると言った問題があった。   In the production of vinyl copolymer resins, (meth) acrylic acid esters are one of the important monomer groups for copolymerization and are used in a wide variety of applications. However, polymerization with a single monomer often fails to provide the desired performance. In that case, in order to obtain the required physical properties, it is possible to mix a plurality of different (meth) acrylate monomers and copolymerize them. Done. Among them, imparting polarity to the resin is one of the most important modifications of the resin, and a (meth) acrylic acid ester monomer having a polar group is used for that purpose. Typical examples thereof include linear hydroxyalkyl (meth) acrylates such as hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, and hydroxybutyl (meth) acrylate. Since these can be easily produced industrially from a compound having a corresponding epoxy skeleton or a corresponding diol and (meth) acrylic acid, they have been widely used because they are easily available in large quantities at low cost. However, depending on the application, hydroxy (meth) acrylates having these chain skeletons are not optimal for expressing the desired properties. Rather, although these polar polar monomers are added, these chain polar monomers are added. As a result, there was a problem that functions that were originally required were weakened or no longer developed.

例えば、フッ素化物放出歯科用組成物として、複素環を有する(メタ)アクリル系モノマーを含有する組成物が有用であることが開示されている(特許文献1)。しかしながら、この組成物に親水性を付与しようとした場合、従来からの鎖状のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートをコモノマーとして使用できると明細書中では述べてはいるものの、これらヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートには複素環が存在しないためにフッ素化物を放出する機能が不十分であると考えられ、フッ素化物放出歯科用組成物としてはふさわしい構造ではなかった。複素環を有しなお且つ高い親水性を示す(メタ)アクリル酸エステルが存在すれば、複素環を必要とするビニル重合樹脂を製造する上で有用であると考えられる。   For example, it is disclosed that a composition containing a (meth) acrylic monomer having a heterocyclic ring is useful as a fluoride-release dental composition (Patent Document 1). However, although it is stated in the specification that a conventional chain-like hydroxyalkyl (meth) acrylate can be used as a comonomer when imparting hydrophilicity to this composition, these hydroxyalkyl (meth) acrylates are mentioned. Since no heterocyclic ring is present, the function of releasing a fluoride is considered to be insufficient, and the structure is not suitable as a dental composition for releasing fluoride. If a (meth) acrylic acid ester having a heterocyclic ring and exhibiting high hydrophilicity is present, it is considered useful for producing a vinyl polymer resin that requires a heterocyclic ring.

また別の用途では、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリル酸エステルは、ジイソシアネートと反応させてウレタンアクリレートとし、複素環を有する(メタ)アクリレートと組み合わせて用いられる。
例えば、放射線硬化性樹脂組成物として、ヒドロキシエチルメタクリレートなどのヒドロキシ(メタ)アクリレートとポリオール、ジイソシアネートの混合物より調製される多官能ウレタン(メタ)アクリレート(樹脂に粘性を与える成分)と、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレートなどの複素環化合物を有する成分を混ぜた組成物が好ましいことが開示されている(特許文献2)。これは、複素環化合物を添加しないと、硬化被膜層の硬度が十分に高まらず目的の性能が達成されないためである。従って、もしヒドロキシ基を有する複素環化合物(メタ)アクリレートがあれば、複素環構造を有するウレタンアクリレートを製造できるためその利用価値は高いと考えられる。
In another application, (meth) acrylic acid ester having a hydroxy group is used in combination with (meth) acrylate having a heterocyclic ring by reacting with diisocyanate to form urethane acrylate.
For example, as a radiation curable resin composition, a hydroxy (meth) acrylate such as hydroxyethyl methacrylate, a polyol, a polyfunctional urethane (meth) acrylate prepared from a mixture of diisocyanate (a component that gives viscosity to the resin), and tetrahydrofurfuryl It is disclosed that a composition in which a component having a heterocyclic compound such as (meth) acrylate is mixed is preferable (Patent Document 2). This is because unless the heterocyclic compound is added, the hardness of the cured coating layer is not sufficiently increased and the desired performance is not achieved. Therefore, if there is a heterocyclic compound (meth) acrylate having a hydroxy group, urethane acrylate having a heterocyclic structure can be produced, and thus its utility value is considered high.

このように、同一モノマー内に複素環と親水性基を合わせ持つことによって親水性が高められた(メタ)アクリレートは、その高い水親和性の利用と、親水性基を足がかりに様々な化合物へと変換できるその多様性から開発が期待されていた化合物であった。
さらに、近年の半導体用ArFフォトレジスト分野においては、(メタ)アクリレート
系樹脂がレジスト材料の主流として使用されているが、このArF用フォトレジスト樹脂を製造するにあたっては、耐エッチング性能を高めるためにアダマンタン骨格などの環状炭化水素構造の導入が必要とされている(非特許文献1)。しかしながらその一方で炭化水素基を多く導入することは、樹脂の現像液への溶解性の低下をもたらすため、水系の現像液への溶解性を高める樹脂の修飾が必要とされている。現状この目的で、ヒドロキシアダマンチルメタクリレートなどの極性基を有するモノマーが添加された樹脂が使用されているが、これらモノマーの水に対する親和性が十分ではないため添加量を多くしなければならず、また高価でもあることからレジスト樹脂全体の製造のコストが高くなる、などの問題があった。従って、この分野においても樹脂に効率よく親水性を付与できる高い水親和性を有した(メタ)アクリレートモノマーの開発が望まれていた。
特開平8−301718号公報 特開平7−48422号公報 J. Photopolym. Sci. Technol., 9. 509(1996).
In this way, (meth) acrylates, which have been improved in hydrophilicity by having both a heterocyclic ring and a hydrophilic group in the same monomer, can be used for various compounds based on the utilization of the high water affinity and the hydrophilic group. It was a compound that was expected to be developed because of its diversity of conversion.
Furthermore, in the field of ArF photoresists for semiconductors in recent years, (meth) acrylate-based resins are used as the mainstream of resist materials. In manufacturing this ArF photoresist resin, in order to increase the etching resistance. Introduction of a cyclic hydrocarbon structure such as an adamantane skeleton is required (Non-Patent Document 1). However, introduction of a large number of hydrocarbon groups, on the other hand, results in a decrease in the solubility of the resin in the developer, and therefore modification of the resin that increases the solubility in the aqueous developer is required. At present, for this purpose, a resin to which a monomer having a polar group such as hydroxyadamantyl methacrylate is added is used. However, since the affinity of these monomers with water is not sufficient, the addition amount must be increased. There is a problem that the manufacturing cost of the entire resist resin is increased because it is expensive. Therefore, also in this field, development of a (meth) acrylate monomer having a high water affinity capable of efficiently imparting hydrophilicity to a resin has been desired.
JP-A-8-301718 Japanese Patent Laid-Open No. 7-48422 J. Photopolym. Sci. Technol., 9. 509 (1996).

本発明の目的は、多くの分野において要求される物性を達成するために必要な構造である複素環と、親水性基が同一モノマー分子内に存在する(メタ)アクリレートを提供し、さらにこのものを工業的に入手容易な原料から工業的に実施可能な反応で製造する方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a heterocyclic ring which is a structure necessary for achieving physical properties required in many fields, and a (meth) acrylate in which a hydrophilic group is present in the same monomer molecule. Is to provide a process for producing a product from a commercially available raw material by a reaction that can be carried out industrially.

本課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、一般式(1)に示される環式(メタ)アクリレート化合物が複素環と親水性基を同一モノマー分子に存在する構造を有し、且つ実際に水系溶媒に対して極めて良好な溶解性を示し水への親和性が高いことが見出され、本発明を完成するに至った。
即ち本発明の第1の要旨は、下記一般式(1)で表される構造を有する環式(メタ)アクリレート化合物、に存する。
As a result of intensive studies to solve this problem, the cyclic (meth) acrylate compound represented by the general formula (1) has a structure in which a heterocyclic ring and a hydrophilic group are present in the same monomer molecule, and actually It has been found that it has very good solubility in an aqueous solvent and has a high affinity for water, and the present invention has been completed.
That is, the first gist of the present invention resides in a cyclic (meth) acrylate compound having a structure represented by the following general formula (1).

Figure 2008120758

(式(1)中、R1およびR2は、それぞれ水素原子または下記一般式(2)で表される(メタ)アクリロイル基であり、R1およびR2のうち少なくとも一つは一般式(2)で表される(メタ)アクリロイル基である。)
Figure 2008120758

(In formula (1), R 1 and R 2 are each a hydrogen atom or a (meth) acryloyl group represented by the following general formula (2), and at least one of R 1 and R 2 is represented by the general formula ( (It is a (meth) acryloyl group represented by 2).)

Figure 2008120758
(式(2)中、R3は水素原子またはメチル基であり、波線は結合部位を示す。)
本発明の第2の要旨は、7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールと(メタ)アクリル酸ハライドとを塩基の存在下に反応させることを特徴とする上記記載の環式(メタ)アクリレート化合物の製造方法、に存する。
Figure 2008120758
(In Formula (2), R 3 is a hydrogen atom or a methyl group, and a wavy line indicates a binding site.)
The second gist of the present invention is the above description, characterized in that 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol and (meth) acrylic acid halide are reacted in the presence of a base. In the production method of the cyclic (meth) acrylate compound.

本発明のヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート化合物は、複素環と親水性基が同一モノマー分子内に存在する構造を有し、且つ実際に水系溶媒に対して良好な溶解性を示すなど水への親和性が高いため、各種(メタ)アクリル系樹脂へ親水性を付与する改質目的での利用が可能である。利用可能な分野としては例えば、カラーレジスト、半導体用レジストなどのレジスト用樹脂、歯科などの医療用材料樹脂、塗料用樹脂、接着剤用樹脂、繊維処理剤用樹脂などがあげられる。さらに、最近レジスト分野では、ArFレーザーによる画
像形成技術において液浸法による技術開発が盛んに行われているが、アルカリ性現像液に溶解可能なトップコート樹脂の必要性が高まっており、本発明の化合物の特性を鑑みるとこの用途への適用も可能と考えられる。
The hydroxy group-containing (meth) acrylate compound of the present invention has a structure in which a heterocyclic ring and a hydrophilic group are present in the same monomer molecule, and actually exhibits good solubility in an aqueous solvent. Since it has high affinity, it can be used for modification purposes to impart hydrophilicity to various (meth) acrylic resins. Examples of fields that can be used include resist resins such as color resists and semiconductor resists, medical material resins such as dentistry, paint resins, adhesive resins, and fiber treatment resins. Furthermore, recently, in the resist field, technological development by the immersion method has been actively carried out in the image forming technology using ArF laser, but the need for a top coat resin that can be dissolved in an alkaline developer is increasing. Considering the characteristics of the compound, it is considered possible to apply to this application.

また、本発明の製造方法によれば、この親水性に富んだ重合性モノマーを工業的に簡便な操作により収率良く製造することが可能である。   Further, according to the production method of the present invention, it is possible to produce this hydrophilic polymerizable monomer with high yield by an industrially simple operation.

以下、本発明を詳細に説明する。
<環式(メタ)アクリレート化合物>
本発明の重合性モノマーは下記一般式(1)の構造で表される構造を有するものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
<Cyclic (meth) acrylate compound>
The polymerizable monomer of the present invention has a structure represented by the structure of the following general formula (1).

Figure 2008120758
Figure 2008120758

式(1)中、R1およびR2は、それぞれ水素原子または下記一般式(2)で表される(メタ)アクリロイル基であり、R1およびR2のうち少なくとも一つは一般式(2)で表される(メタ)アクリロイル基である。 In formula (1), R 1 and R 2 are each a hydrogen atom or a (meth) acryloyl group represented by the following general formula (2), and at least one of R 1 and R 2 is represented by the general formula (2 ) Is a (meth) acryloyl group.

Figure 2008120758
Figure 2008120758

式(2)中、R3は水素原子またはメチル基であり、波線は結合部位を示す。
すなわち、7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオール(式(1)において、R1およびR2が水素原子)の2つある水酸基の少なくとも1つが(メタ)アクリル酸エステル基に変換された構造である。これらの化合物類は、単に炭化水素に(メタ)アクリルエステルが結合した化合物や、7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン環を有する化合物に酸素官能基として(メタ)アクリルエステル基が1つのみ縮合した化合物に比較して格段に優れた水親和性を有することが解った。
In the formula (2), R 3 is a hydrogen atom or a methyl group, and a wavy line indicates a binding site.
That is, at least one of the two hydroxyl groups of 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol (in formula (1), R 1 and R 2 are hydrogen atoms) is (meth) acrylic acid. It is a structure converted into an ester group. These compounds are compounds in which a (meth) acrylic ester is simply bonded to a hydrocarbon or a compound having a 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane ring and a (meth) acrylic ester group is 1 as an oxygen functional group. It was found that the water affinity was remarkably superior to that of a single condensed compound.

特に、一般式(1)において、R1およびR2に水素および(メタ)アクリルエステル基が1つずつ縮合した化合物である2−(メタ)アクリロイロキシ−3−ヒドロキシ−7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタンは、高い水親和性を有し、水系溶媒に対して優れた
溶解性を示すことが判明した。これは、ともに親水性を示す−OH基と7員環環状エーテル構造、さらにはエステル基が分子内に偏りなく位置していることから、分子全体が水分子により溶媒和されやすいと考えられ、溶解性が高まっていると推定している。その一方で有機溶媒にも十分な溶解性を持つことからモノマーそのものの取り扱いが容易で、重合する際の溶媒に関しても選択の幅が広いことなど、ハンドリングや操作の面でも大きな利点を有している。
In particular, in the general formula (1), 2- (meth) acryloyloxy-3-hydroxy-7-oxabicyclo [2. is a compound in which hydrogen and a (meth) acrylic ester group are condensed on R 1 and R 2 one by one. 2.1] Heptane was found to have high water affinity and excellent solubility in aqueous solvents. This is considered that the —OH group and the 7-membered cyclic ether structure, both of which are hydrophilic, and the ester group are located in the molecule without bias, and thus the entire molecule is likely to be solvated by water molecules. It is estimated that solubility is increasing. On the other hand, since it has sufficient solubility in organic solvents, it is easy to handle the monomer itself, and it has a great advantage in terms of handling and operation, such as a wide choice of solvents for polymerization. Yes.

<環式(メタ)アクリレート化合物の製造方法>
本発明の環式(メタ)アクリレート化合物の製造は、特にその製造ルートは限定されず、どの様な製造方法でも採用することが可能である。例えば、原料としてビニレンカーボネートとフランの付加体を用いる方法は、これら原料が安価に工業的スケールで入手する事が可能であるので好ましい。この場合、まずビニレンカーボネートとフランのDiels−Alder反応により付加体を得、引き続き還元、加水分解して7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールにした後に、必要な数だけ水酸基を(メタ)アクリレート化することで製造できる。
<Method for producing cyclic (meth) acrylate compound>
The production route of the cyclic (meth) acrylate compound of the present invention is not particularly limited, and any production method can be adopted. For example, a method using an adduct of vinylene carbonate and furan as a raw material is preferable because these raw materials can be obtained on an industrial scale at low cost. In this case, first, an adduct is obtained by Diels-Alder reaction of vinylene carbonate and furan, followed by reduction and hydrolysis to form 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol. It can be produced by converting the number of hydroxyl groups to (meth) acrylate.

7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールを原料とする次工程の(メタ)アクリレート化反応は、任意に選択する事が可能である。代表的な方法としては、(メタ)アクリル酸ハライドや(メタ)アクリル酸無水物を使用して水酸基をエステル化する方法、(メタ)アクリル酸の低級アルコールのエステルを使用するエステル交換反応、N,N‘−ジシクロヘキシルカルボジイミドなどの脱水縮合剤を使用して(メタ)アクリル酸と該ジオールとを脱水縮合させる直接エステル化反応、などが好適に用いられる。   The (meth) acrylated reaction in the next step using 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol as a raw material can be arbitrarily selected. Typical methods include esterifying a hydroxyl group using (meth) acrylic acid halide or (meth) acrylic anhydride, transesterification using a lower alcohol ester of (meth) acrylic acid, N A direct esterification reaction in which (meth) acrylic acid and the diol are subjected to dehydration condensation using a dehydration condensing agent such as N, N'-dicyclohexylcarbodiimide is preferably used.

また、7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールのモノ(メタ)アクリレートを製造する目的で、段階的にまず7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールの水酸基の1つを保護しておき水酸基を(メタ)アクリレート化した後脱保護する方法、2つの水酸基をカーボネート構造に修飾しておき、選択的に1つだけ求核的に(メタ)アクリレート基に変換し、最後水による後処理を行う方法など、選択的にモノ(メタ)アクリレートを製造する方法は特に制限なく採用することができる。   In addition, for the purpose of producing mono (meth) acrylate of 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol, first, 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2 is first stepwise. , A method of protecting one of the hydroxyl groups of 3-diol and deprotecting the hydroxyl group after (meth) acrylate formation, modifying two hydroxyl groups to a carbonate structure and selectively nucleophilically A method of selectively producing mono (meth) acrylate, such as a method of converting to a (meth) acrylate group and performing a post-treatment with final water, can be employed without any particular limitation.

本発明の化合物、並びに試剤には重合性に富む(メタ)アクリル酸化合物を使用する。従って、反応時や保存時に重合が進行しないように重合防止剤を必要に応じて使用してもよい。重合禁止剤の例としては、p−ベンゾキノン、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、2,5−ジフェニルパラベンゾキノンなどのヒドロキノン類、テトラメチルピペリジニル−N−オキシラジカル(TEMPO)などのN−オキシラジカル類、t−ブチ
ルカテコールなどの置換カテコール塁、フェノチアジン、ジフェニルアミン、フェニル−β−ナフチルアミンなどのアミン類、ニトロソベンゼン、ピクリン酸、分子状酸素、硫黄、塩化銅(II)などを挙げることができる。この中でもヒドロキノン類、フェノチアジンおよびN−オキシラジカル類が汎用性かつ重合抑制の点で好ましく、特に、TEMPOなどのN−オキシラジカル類は高温での重合抑制に強く寄与するため好ましい。
As the compound of the present invention and the reagent, a (meth) acrylic acid compound rich in polymerizability is used. Therefore, a polymerization inhibitor may be used as necessary so that polymerization does not proceed during reaction or storage. Examples of polymerization inhibitors include hydroquinones such as p-benzoquinone, hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether and 2,5-diphenylparabenzoquinone, and N-oxy radicals such as tetramethylpiperidinyl-N-oxy radical (TEMPO). , Substituted catechol cages such as t-butylcatechol, amines such as phenothiazine, diphenylamine, and phenyl-β-naphthylamine, nitrosobenzene, picric acid, molecular oxygen, sulfur, copper (II) chloride, and the like. Of these, hydroquinones, phenothiazines and N-oxy radicals are preferred from the viewpoint of versatility and polymerization inhibition, and N-oxy radicals such as TEMPO are particularly preferred because they contribute strongly to polymerization inhibition at high temperatures.

重合禁止剤の使用量は、7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールや、生成物である一般式(1)の化合物に対して、下限が、通常10ppm以上、好ましくは50ppm以上であり、上限が、通常10000ppm以下、好ましくは1000ppm以下である。少なすぎる場合は、重合禁止剤としての効果が発現しないか効果が小さく、反応時や後処理工程での濃縮時に重合が進行する危険性があり、多すぎる場合には、例えば、後述するレジスト樹脂を製造する際の不純物となり、また、重合反応性を阻害する等の悪影響を及ぼす危険性があり好ましくない。
以下に代表的な7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールのエステル化反応について、採用可能な反応条件を述べる。
The use amount of the polymerization inhibitor is 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol or the compound of the general formula (1) as a product, the lower limit is usually 10 ppm or more, Preferably it is 50 ppm or more, and an upper limit is 10,000 ppm or less normally, Preferably it is 1000 ppm or less. If the amount is too small, the effect as a polymerization inhibitor does not appear or is small, and there is a risk that the polymerization proceeds at the time of reaction or concentration in the post-treatment process. This is not preferable because it may become an impurity in the production of, and may have an adverse effect such as inhibiting polymerization reactivity.
The reaction conditions that can be employed for a typical esterification reaction of 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol are described below.

<エステル交換法>
エステル交換反応により7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールを(メタ)アクリレート化する場合の(メタ)アクリレート化剤として使用できる化合物は、(メタ)アクリル酸の低級アルコールエステルである。低級アルコールとしてはC1〜C4の脂肪族のアルコールが好ましく、アルコール残基の数は1から3から選ばれる。特に好ましくは、(メタ)アクリル酸のメチルエステル、エチルエステル、n−プロピルエステル、i−プロピルエステルである。この中でも(メタ)アクリル酸のメチルエステル、エチルエステル等が反応中に副生するアルコールの除去の点で簡単に操作できるため好ましい。
<Transesterification method>
A compound that can be used as a (meth) acrylate agent in the case of (meth) acrylate-converting 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol by transesterification is a lower compound of (meth) acrylic acid. It is an alcohol ester. The lower alcohol is preferably a C1-C4 aliphatic alcohol, and the number of alcohol residues is selected from 1 to 3. Particularly preferred are (meth) acrylic acid methyl ester, ethyl ester, n-propyl ester and i-propyl ester. Among these, (meth) acrylic acid methyl ester, ethyl ester and the like are preferable because they can be easily operated in terms of removing alcohol by-produced during the reaction.

(メタ)アクリル酸エステルの使用量は原料7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールのモル数に対して、下限が通常0.1モル等量以上、好ましくは0.2モル等量以上、さらに好ましくは0.5モル等量以上であり、上限が通常20モル等量以下、好ましくは10モル等量以下、さらに好ましくは5モル等量以下である。ただし、前記一般式(1)のジエステル(R1、R2 ともに(メタ)アクリルエステル)を製造しようとする場合は、(メタ)アクリル酸エステルの使用量は7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールに対して大幅に過剰に使用する事が可能であり、極端な場合50モル等量以上でもかまわない。 The lower limit of the amount of (meth) acrylic acid ester used is usually 0.1 molar equivalents or more, preferably 0 with respect to the number of moles of the starting material 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol. .2 mole equivalent or more, more preferably 0.5 mole equivalent or more, and the upper limit is usually 20 mole equivalent or less, preferably 10 mole equivalent or less, more preferably 5 mole equivalent or less. However, when attempting to produce a diester of the general formula (1) (R 1, R 2 are both (meth) acrylic ester) is (meth) the amount of acrylic acid ester is 7-oxabicyclo [2.2. 1] It can be used excessively with respect to heptane-2,3-diol, and in an extreme case, it may be 50 mol equivalent or more.

これら(メタ)アクリル酸エステルの添加の方法であるが、特に制限はなく、反応の仕込み時に全量7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールに添加して反応を行うことも、また反応途中に分割して添加していくことも、ともに採用可能である。
反応は、無溶媒で行うことも、溶媒を使用して行うことも共に可能である。溶媒を使用する場合は、特に使用する溶媒に制限はないが、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、モノエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒、ジメチルホルムアミドやジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどのアミド系溶媒などが好適に用いられる。この中でもトルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒が反応性の点で好ましい。これら溶媒は単独で用いてもかまわないし、任意の複数の溶媒を混合して使用してもかまわない。
Although these (meth) acrylic acid esters are added, there is no particular limitation, and the reaction is carried out by adding the total amount to 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol when the reaction is charged. In addition, it is possible to employ both adding in portions during the reaction.
The reaction can be carried out without solvent or using a solvent. When using a solvent, the solvent to be used is not particularly limited, but an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene and xylene, an aliphatic hydrocarbon solvent such as hexane and heptane, diethyl ether, tetrahydrofuran, monoethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol Ether solvents such as dimethyl ether, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, amide solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone are preferably used. Among these, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, and ketone solvents such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone are preferable in terms of reactivity. These solvents may be used singly or a plurality of arbitrary solvents may be mixed and used.

溶媒を使用する場合、その量は、原料である7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールの濃度は、下限が通常1%以上、好ましくは10%以上であり、上限は特に制限はないが、通常80%以下、好ましくは50%以下である。
エステル交換反応は通常触媒の存在下に行う。使用可能な触媒としては、一般にエステル交換反応において使用可能とされているものは適用でき、例えば、チタンテトライソプロポキサイトなどの遷移金属化合物、ナトリウムメトキシドなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属のアルコラート、アルミニウムトリイソプロポキサイドなどのアルミニウムのアルコキサイド、水酸化リチウムや水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物、ジブチルスズオキシド、ジオクチルスズオキシド、ジスタノキサン化合物などのスズ化合物などがあげられる。この中でもチタンテトライソプロポキサイトなどの遷移金属化合物、ナトリウムメトキシドなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属のアルコラート等が触媒活性ならびに入手が容易である点で好ましい。
When using a solvent, the amount of the starting 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol has a lower limit of usually 1% or more, preferably 10% or more, The upper limit is not particularly limited, but is usually 80% or less, preferably 50% or less.
The transesterification reaction is usually performed in the presence of a catalyst. As the usable catalyst, those generally usable in transesterification can be applied, for example, transition metal compounds such as titanium tetraisopropoxysite, alkali metal or alkaline earth metal alcoholate such as sodium methoxide, and the like. Aluminum alkoxides such as aluminum triisopropoxide, alkali metal and alkaline earth metal hydroxides such as lithium hydroxide and sodium hydroxide, tin compounds such as dibutyltin oxide, dioctyltin oxide, and distanoxane compounds. . Of these, transition metal compounds such as titanium tetraisopropoxysite, alkali metals such as sodium methoxide and alcoholates of alkaline earth metals, and the like are preferable because of their catalytic activity and availability.

これら触媒の使用量は、原料の7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールのモル数に対して下限が通常0.01モル%以上、好ましくは0.1モル%以上、さらに好ましくは0.5モル%以上であり、上限が通常50モル%以下、好ましくは20
モル%以下、さらに好ましくは10モル%以下である。触媒量が少なすぎる場合は、反応活性が低くなり所望のエステル化合物の収率が低くなる傾向があり、他方、多すぎる場合には、エステル交換反応後の後処理工程への負荷が多くなり、また、経済性の観点からも好ましくない。
The lower limit of the amount of these catalysts used is usually 0.01 mol% or more, preferably 0.1 mol%, relative to the number of moles of the starting 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol. Or more, more preferably 0.5 mol% or more, and the upper limit is usually 50 mol% or less, preferably 20
The mol% or less, more preferably 10 mol% or less. When the amount of the catalyst is too small, the reaction activity tends to be low and the yield of the desired ester compound tends to be low. On the other hand, when the amount is too large, the load on the post-treatment step after the transesterification reaction increases, Moreover, it is not preferable also from an economical viewpoint.

反応は、通常の攪拌装置を備えた反応器により行うのが好ましい。また、反応中発生するアルコールを留去しながら平衡を生成系に移項しながら反応を行う方が好ましい。この際、アルコールと試剤として使用する(メタ)アクリル酸エステルが共沸して(メタ)アクリル酸エステルが系内から留去されてしまう場合には、必要に応じて(メタ)アクリル酸エステルを逐次補充して反応を行ってもよい。   The reaction is preferably carried out in a reactor equipped with a normal stirring device. Further, it is preferable to carry out the reaction while transferring the equilibrium to the production system while distilling off the alcohol generated during the reaction. At this time, if the (meth) acrylic acid ester used as the reagent and the alcohol azeotropes and the (meth) acrylic acid ester is distilled off from the system, the (meth) acrylic acid ester is added as necessary. You may react by replenishing sequentially.

反応温度は、十分な反応速度を得るために加温して実施するのが好ましい。具体的には、下限が通常30℃以上、好ましくは50℃以上、上限が通常200℃以下、好ましくは150℃以下の範囲で実施される。 反応温度が高すぎる場合は、原料の(メタ)アクリル酸エステルや目的生成物のエステルの重合反応が起こる傾向があり、低すぎる場合には、エステル交換反応が進行しないか極めて反応性が遅く、長時間の反応が必要になる傾向がある。
反応時間に関しては任意に選択されるが、反応の進行と共にアルコールが生成するため、所定のアルコール量が生成するまで反応を継続する事が好ましい。一般的な反応時間は、下限が通常10分以上、好ましくは30分以上、上限は特に限定はされないが通常50時間以下、好ましくは30時間以下である。
It is preferable to carry out the reaction with heating in order to obtain a sufficient reaction rate. Specifically, the lower limit is usually 30 ° C. or higher, preferably 50 ° C. or higher, and the upper limit is usually 200 ° C. or lower, preferably 150 ° C. or lower. When the reaction temperature is too high, the polymerization reaction of the raw material (meth) acrylic acid ester or the target product ester tends to occur, and when it is too low, the transesterification reaction does not proceed or the reactivity is extremely slow, There is a tendency to require a long reaction time.
The reaction time is arbitrarily selected, but since alcohol is produced as the reaction proceeds, it is preferable to continue the reaction until a predetermined amount of alcohol is produced. In general reaction time, the lower limit is usually 10 minutes or longer, preferably 30 minutes or longer, and the upper limit is not particularly limited, but is usually 50 hours or shorter, preferably 30 hours or shorter.

<(メタ)アクリル酸ハライド法、(メタ)アクリル酸無水物法>
(メタ)アクリル酸ハライド、もしくは(メタ)アクリル酸無水物を(メタ)アクリル化剤として使用して7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールを(メタ)アクリレート化することができる。その場合の(メタ)アクリル酸ハライドとして使用できる化合物は、(メタ)アクリル酸クロリド、(メタ)アクリル酸ブロミド、(メタ)アクリル酸アイオダイドである。
<(Meth) acrylic acid halide method, (meth) acrylic anhydride method>
7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol is (meth) acrylated using (meth) acrylic acid halide or (meth) acrylic anhydride as (meth) acrylating agent can do. The compounds that can be used as the (meth) acrylic acid halide in that case are (meth) acrylic acid chloride, (meth) acrylic acid bromide, and (meth) acrylic acid iodide.

(メタ)アクリル酸ハライド、もしくは(メタ)アクリル酸無水物の使用量は原料7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールのモル数に対して、下限が通常0.01モル等量以上、好ましくは0.05モル等量以上、さらに好ましくは0.1モル等量以上であり、上限が通常20モル等量以下、好ましくは10モル等量以下、さらに好ましくは5モル等量以下である。ただし、前記一般式(1)のモノエステル(R1、R2 の少なくとも1つが(メタ)アクリルエステル)を製造しようとする場合は、(メタ)アクリル酸ハライド、もしくは(メタ)アクリル酸無水物の使用量の上限は7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールに対して更に下げる必要があり、好ましくは3モル等量以下、さらに好ましくは1.5モル等量以下である。 The lower limit of the amount of (meth) acrylic acid halide or (meth) acrylic anhydride used is usually 0 with respect to the number of moles of raw material 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol. 01 mole equivalent or more, preferably 0.05 mole equivalent or more, more preferably 0.1 mole equivalent or more, and the upper limit is usually 20 mole equivalent or less, preferably 10 mole equivalent or less, more preferably 5 mole equivalent. Less than molar equivalent. However, when the monoester of the general formula (1) (at least one of R 1 and R 2 is (meth) acrylic ester) is to be produced, (meth) acrylic acid halide or (meth) acrylic anhydride The upper limit of the amount used must be further reduced with respect to 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol, preferably 3 molar equivalents or less, more preferably 1.5 molar equivalents. It is as follows.

これら(メタ)アクリル酸ハライド、もしくは(メタ)アクリル酸無水物の添加の方法であるが、これら(メタ)アクリル化試剤と塩基性物質と反応前に直接長時間接触することを避ければ、その添加の方法に特に制限はない。例えば、7−オキサビシクロ[2.2
.1]ヘプタン−2,3−ジオールと(メタ)アクリル酸ハライド、もしくは(メタ)ア
クリル酸無水物を同時に反応器に仕込み塩基性物質を後から添加しても良いし、あるいはあらかじめ反応器に仕込んだ塩基性物質と7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオール、あるいはその溶液に(メタ)アクリル酸ハライド、もしくは(メタ)アクリル酸無水物を滴下して反応を行ってもよい。7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールのモノ(メタ)アクリレートを製造しようとする場合には後者の添加法を採用する方が副生物を抑制する上で好ましい。
It is a method of adding these (meth) acrylic acid halides or (meth) acrylic acid anhydrides, but avoiding direct contact with these (meth) acrylic reagents and basic substances for a long time before the reaction, There is no restriction | limiting in particular in the method of addition. For example, 7-oxabicyclo [2.2
. 1] Heptane-2,3-diol and (meth) acrylic acid halide or (meth) acrylic anhydride may be charged into the reactor at the same time, and a basic substance may be added later, or charged into the reactor in advance. The basic substance and 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol, or (meth) acrylic acid halide or (meth) acrylic anhydride are added dropwise to the solution to carry out the reaction. May be. When the mono (meth) acrylate of 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol is to be produced, the latter addition method is preferably used for suppressing by-products.

(メタ)アクリル酸ハライド、もしくは(メタ)アクリル酸無水物を用いて反応を行う場合、水分量を適正にコントロールする必要がある。系内に水分が存在すると、(メタ)アクリル酸ハライド、もしくは(メタ)アクリル酸無水物と反応して試剤を有効に利用することができない。本発明において使用される基質、例えば7−オキサビシクロ[2.2
.1]ヘプタン−2,3−ジオールは、水と混和しやすい化合物であるが、この基質中に
含まれる水の量は少ないほど好ましい。具体的には、7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールに対して、10モル%以下、好ましくは5モル%以下、さらに好ましくは1モル%以下である。
When the reaction is carried out using (meth) acrylic acid halide or (meth) acrylic anhydride, it is necessary to control the water content appropriately. If water is present in the system, the reagent cannot be used effectively by reacting with (meth) acrylic acid halide or (meth) acrylic anhydride. Substrates used in the present invention, for example 7-oxabicyclo [2.2
. 1] Heptane-2,3-diol is a compound that is easily miscible with water, but the smaller the amount of water contained in the substrate, the better. Specifically, it is 10 mol% or less, preferably 5 mol% or less, more preferably 1 mol% or less with respect to 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol.

反応は、無溶媒で行うことも、溶媒を使用して行うことも共に可能である。溶媒を使用する場合は、特に使用する溶媒に制限はないが、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、モノエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒、アセトニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、ガンマブチロラクトンなどのエステル系溶媒、ジメチルホルムアミドやジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどのアミド系溶媒などが好適に用いられる。この中でも芳香族炭化水素溶媒、ケトン系溶媒ならびにニトリル溶媒等が反応を円滑に進行させる上で好ましく、中でもケトン溶媒およびニトリル溶媒が原料の7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールの溶解性を高めることができる点で好ましい。これら溶媒は単独で用いてもかまわないし、任意の複数の溶媒を混合して使用してもかまわない。   The reaction can be carried out without solvent or using a solvent. When using a solvent, the solvent to be used is not particularly limited, but an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene and xylene, an aliphatic hydrocarbon solvent such as hexane and heptane, diethyl ether, tetrahydrofuran, monoethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol Ether solvents such as dimethyl ether, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, nitrile solvents such as acetonitrile and benzonitrile, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate and gamma butyrolactone, dimethylformamide and dimethylacetamide, N An amide solvent such as methylpyrrolidone is preferably used. Among these, aromatic hydrocarbon solvents, ketone solvents, nitrile solvents, and the like are preferable for allowing the reaction to proceed smoothly. Among them, ketone solvents and nitrile solvents are the starting materials such as 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2, It is preferable at the point which can improve the solubility of 3-diol. These solvents may be used alone, or a plurality of arbitrary solvents may be mixed and used.

溶媒を使用する場合、その量は、原料である7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールの濃度が、下限が通常0.1%以上、好ましくは1%以上であり、上限は特に制限はないが、通常50%以下、好ましくは30%以下である。
(メタ)アクリル酸ハライド、もしくは(メタ)アクリル酸無水物による(メタ)アクリル化反応は通常塩基性物質の存在下に行う。使用可能な塩基性物質としては、水酸化ナトリウム、水酸化バリウム等の金属の水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の金属の炭酸塩、リン酸一ナトリウム、リン酸カリウム等の金属のリン酸塩やリン酸水素塩、塩基性のイオン交換樹脂、トリエチルアミン、トリブチルアミン等の有機3級アミン、ピリジン等の芳香族アミン等の使用が可能である。中でもピリジンや、トリエチルアミン、炭酸カリウムが好適に用いられる。
When using a solvent, the amount is such that the concentration of the starting material 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol has a lower limit of usually 0.1% or more, preferably 1% or more. The upper limit is not particularly limited, but is usually 50% or less, preferably 30% or less.
The (meth) acrylation reaction with (meth) acrylic acid halide or (meth) acrylic anhydride is usually performed in the presence of a basic substance. Usable basic substances include metal hydroxides such as sodium hydroxide and barium hydroxide, metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, metal phosphates such as monosodium phosphate and potassium phosphate It is possible to use salts, hydrogen phosphates, basic ion exchange resins, organic tertiary amines such as triethylamine and tributylamine, and aromatic amines such as pyridine. Of these, pyridine, triethylamine, and potassium carbonate are preferably used.

これら塩基性物質の使用量であるが、使用される(メタ)アクリル酸ハライド、もしくは(メタ)アクリル酸無水物に対して、下限が通常0.1モル等量、好ましくは0.5モル等量以上、さらに好ましくは1モル等量以上、上限は通常10モル等量以下、好ましくは5モル等量以下、さらに好ましくは2モル等量以下用いられる。塩基性物質の量が少なすぎる場合は、反応の進行が遅かったり停止したりするため好ましくなく、また、多すぎる場合には、反応液着色の問題が生じたり、経済性の観点からも好ましくない。   Although it is the usage-amount of these basic substances, with respect to the (meth) acrylic acid halide or (meth) acrylic anhydride used, the lower limit is usually 0.1 mol equivalent, preferably 0.5 mol, etc. The upper limit is usually 10 mole equivalents or less, preferably 5 mole equivalents or less, more preferably 2 mole equivalents or less. If the amount of the basic substance is too small, it is not preferable because the progress of the reaction is slow or stopped, and if it is too large, there is a problem of coloring the reaction solution, which is not preferable from the viewpoint of economy. .

反応は、通常の攪拌装置を備えた反応器により行うのが好ましい。
採用される反応温度は、下限が通常−50℃以上、好ましくは−20℃以上、上限が通常100℃以下、好ましくは70℃以下の範囲で実施される。7−オキサビシクロ[2.
2.1]ヘプタン−2,3−ジオールのモノ(メタ)アクリレートを製造しようとする場
合には上限の温度を低く設定するのが好ましく、上限が通常50℃以下、好ましくは30℃以下の範囲で実施される。
The reaction is preferably carried out in a reactor equipped with a normal stirring device.
The reaction temperature adopted is carried out in the range where the lower limit is usually −50 ° C. or higher, preferably −20 ° C. or higher, and the upper limit is usually 100 ° C. or lower, preferably 70 ° C. or lower. 7-oxabicyclo [2.
2.1] When producing mono (meth) acrylate of heptane-2,3-diol, the upper limit temperature is preferably set low, and the upper limit is usually 50 ° C or lower, preferably 30 ° C or lower. Will be implemented.

反応時間に関しては、任意に選択されるが、一般的な反応時間は、試剤の滴下時間を含めては、下限が通常10分以上、好ましくは30分以上、上限は特に限定はされないが通
常20時間以下、好ましくは10時間以下である。
なお、(メタ)アクリル酸ハライドによる(メタ)アクリル化反応を行う場合、基質によっては使用する(メタ)アクリル酸ハライドの純度に注意を払う必要がある。(メタ)アクリル酸ハライドは、Chimia,1985年,39巻,p.19−20に記載があ
るように経時的に2量化し、下記(7)または(8)で表される構造の不純物を生成して純度が低下する、という特徴を有している。
The reaction time is arbitrarily selected, but the general reaction time is usually 10 minutes or more, preferably 30 minutes or more, and the upper limit is not particularly limited. Time or less, preferably 10 hours or less.
In addition, when performing the (meth) acrylation reaction by a (meth) acrylic acid halide, it is necessary to pay attention to the purity of the (meth) acrylic acid halide used depending on the substrate. (Meth) acrylic acid halides are described in Chimia, 1985, 39, p. As described in 19-20, it is dimerized over time to produce impurities having a structure represented by the following (7) or (8), and the purity is lowered.

Figure 2008120758
Figure 2008120758

式(7)および(8)中、R7、R8、R9およびR10はそれぞれ水素原子またはメチル
基を表し、Xはハロゲン原子、好ましくは塩素原子を表す。
通常、立体的にある程度混んだ環境を有する水酸基を酸ハライドによりエステル化する場合、これら2量体の酸ハライド部位も立体的に混んでいるため2量体は酸ハライドより活性が低く反応に関与しないこともある。しかしながら、例えば環状構造を有する7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールを基質とする場合、水酸基の周囲が比較的立体的にすいているため酸ハライドに対して高い反応性を有する。従って、上記構造の2量体を多く含む酸ハライドを使用して、7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールを(メタ)クリレート化しようとすると、これら酸ハライドが反応したものの他に2量体が反応した下記構造(3)および(4)の副生物を生成すると言う問題を生じる。
In the formulas (7) and (8), R 7 , R 8 , R 9 and R 10 each represent a hydrogen atom or a methyl group, and X represents a halogen atom, preferably a chlorine atom.
Usually, when a hydroxyl group having an environment that is sterically mixed to some extent is esterified with an acid halide, the acid halide site of these dimers is also sterically mixed, so the dimer is less active than the acid halide and is involved in the reaction. Sometimes it doesn't. However, for example, when 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol having a cyclic structure is used as a substrate, it is higher than the acid halide because the periphery of the hydroxyl group is relatively three-dimensionally rinsed. Has reactivity. Therefore, when an acid halide containing a large amount of the dimer having the above structure is used to (meth) acrylate 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol, these acid halides are In addition to the reaction, the dimer reacts to produce a by-product of the following structures (3) and (4).

Figure 2008120758
Figure 2008120758

式(3)および(4)中、R2は水素原子または上記一般式(2)で表される(メタ)
アクリロイル基であり、R4、R5およびR6はそれぞれ下記一般式(5)または(6)で
表される基を示す。
In the formulas (3) and (4), R 2 is a hydrogen atom or (meth) represented by the general formula (2).
It is an acryloyl group, and R 4 , R 5 and R 6 each represent a group represented by the following general formula (5) or (6).

Figure 2008120758
式(5)および(6)中、R7、R8、R9およびR10はそれぞれ水素原子またはメチル
基であり、Xはハロゲン原子、好ましくは塩素原子を表す。また波線は結合部位を示す。
以上述べた理由により、7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールなどの比較的立体的にすいた水酸基を(メタ)アクリル酸ハライドを用いて(メタ)アクリレート化する場合は、(メタ)アクリル酸ハライドの純度が高い試剤を使用する必要がある。具体的には、(メタ)アクリル酸ハライドの純度が通常、85モル%以上、好ましくは90モル%以上、より好ましくは95モル%以上、さらに好ましくは99モル%以上のものを使用する。
Figure 2008120758
In the formulas (5) and (6), R 7 , R 8 , R 9 and R 10 are each a hydrogen atom or a methyl group, and X represents a halogen atom, preferably a chlorine atom. A wavy line indicates a binding site.
For the reasons described above, a relatively three-dimensionally hydroxyl group such as 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol is (meth) acrylated using (meth) acrylic acid halide. In this case, it is necessary to use a reagent having a high purity of (meth) acrylic acid halide. Specifically, a (meth) acrylic acid halide having a purity of usually 85 mol% or more, preferably 90 mol% or more, more preferably 95 mol% or more, and further preferably 99 mol% or more is used.

また、(7)および(8)の2量体の(メタ)アクリル酸ハライド中の含有量の合計が通常15モル%以下、好ましくは10モル%以下、より好ましくは5モル%以下、特に好ましくは1モル%以下のものを用いてエステル化するのが好ましい。
より具体的には、(7)の(メタ)アクリル酸ハライド中の含有量の合計が通常15モル%以下、好ましくは10モル%以下、より好ましくは5モル%以下、特に好ましくは1モル%以下のものを用いてエステル化するのが好ましい。
The total content of the dimers (7) and (8) in the (meth) acrylic acid halide is usually 15 mol% or less, preferably 10 mol% or less, more preferably 5 mol% or less, particularly preferably. Is preferably esterified using 1 mol% or less.
More specifically, the total content of (7) in the (meth) acrylic acid halide is usually 15 mol% or less, preferably 10 mol% or less, more preferably 5 mol% or less, and particularly preferably 1 mol%. It is preferable to esterify using the following.

(メタ)アクリル酸ハライドの純度を高める方法としては、特に制限はないが、酸ハライドと2量体の沸点差を利用して蒸留するのが簡便で好ましい。蒸留の方式としては、単蒸留、精密蒸留、薄膜蒸留など制限なく採用できる。中でも単蒸留、精密蒸留を採用することが分離性能の点でより好ましい。
具体的には、単蒸留について一例としてその方法を具体的に記載する。
The method for increasing the purity of the (meth) acrylic acid halide is not particularly limited, but it is convenient and preferable to carry out distillation using the boiling point difference between the acid halide and the dimer. As the distillation method, simple distillation, precision distillation, thin film distillation and the like can be employed without limitation. Among these, it is more preferable in terms of separation performance to employ simple distillation or precision distillation.
Specifically, the method will be specifically described as an example of simple distillation.

単蒸留は、特にその精密さを追及するものではないが、今回精製を行う酸ハライドが重合性の化合物であるので、蒸留にあたり必要に応じて重合禁止剤を使用してもよい。使用可能な重合禁止剤は本明細書において反応時や保存時に用いることのできるとした化合物をそのまま本蒸留においても使用できる。
重合禁止剤の使用量は、酸ハライドに対して、下限が、通常10ppm以上、好ましくは50ppm以上であり、上限が、通常10000ppm以下、好ましくは1000ppm以下である。重合禁止剤の量が少なすぎる場合は、重合禁止剤としての効果が発現しないか効果が小さく、蒸留操作時に重合が進行する危険性があり、多すぎる場合には、例えば、後述するレジスト樹脂を製造する際の不純物となり、また、重合反応性を阻害する等の悪影響を及ぼす危険性があり好ましくない。
Although simple distillation does not pursue the precision in particular, since the acid halide to be purified this time is a polymerizable compound, a polymerization inhibitor may be used as necessary for distillation. As the usable polymerization inhibitor, a compound which can be used in the present specification at the time of reaction or storage can be used as it is in the main distillation.
The lower limit of the amount of the polymerization inhibitor used is usually 10 ppm or more, preferably 50 ppm or more, and the upper limit is usually 10,000 ppm or less, preferably 1000 ppm or less with respect to the acid halide. If the amount of the polymerization inhibitor is too small, the effect as a polymerization inhibitor is not manifested or is small, and there is a risk that polymerization proceeds during the distillation operation. This is not preferable because it is an impurity during production, and there is a risk of adverse effects such as inhibiting polymerization reactivity.

蒸留は常圧で行ってもよいし、減圧下で行っても良い。ただし、酸ハライドがメタクリル酸クロリドの場合、常圧でも沸点は96℃であるので、常圧での蒸留、もしくは低い減圧下、例えば0.01MPa以上で実施するのが好ましい。
こうして純度の高められた酸ハライドは、上記したように経時的に2量化して純度が低下するので蒸留後速やかに使用する必要がある。保存する場合においても冷暗所に保存して純度の低下を最小限にとどめる必要がある。保存温度としては、好ましくは0℃以下、さらに好ましくは−10℃以下である。
Distillation may be carried out at normal pressure or under reduced pressure. However, when the acid halide is methacrylic acid chloride, since the boiling point is 96 ° C. even at normal pressure, it is preferable to carry out the distillation at normal pressure or at a low reduced pressure, for example, 0.01 MPa or more.
As described above, the acid halide having an increased purity is dimerized with time and decreases in purity. Therefore, it is necessary to use the acid halide immediately after distillation. Even in the case of storage, it is necessary to store in a cool dark place to minimize the decrease in purity. The storage temperature is preferably 0 ° C. or lower, more preferably −10 ° C. or lower.

こうして純度の高められた(メタ)アクリル酸ハライドを使用して7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールを(メタ)アクリレート化すると、構造式(3)および(4)で表される副生物の少ない上記式(1)で表されるヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート化合物を得ることができる。なお、所望の式(1)で表される化合物に(3)および(4)が不純物として混在すると、後の重合において重合の速度に差が生じたり、不溶物を生じたりして製造上の問題となる上に、また、樹脂そのものの性能にも影響を与えるので好ましくない。本発明の上記式(1)で表される化合物に一般式(3)および(4)で表される構造を有する化合物を含む組成物の場合、一般式(3)および(4)で表される構造を有する化合物の含有量の合計が、上記式(1)で表される化合物に対して15モル%以下である一般式(1)で表される化合物組成物であり、好ましくは、10モル%以下であり、より好ましくは5%以下、更に好ましくは0.1%以下である。   When 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol is (meth) acrylated using (meth) acrylic acid halide having an increased purity in this way, structural formulas (3) and (4) It is possible to obtain a hydroxy group-containing (meth) acrylate compound represented by the above formula (1) with little by-product. In addition, when (3) and (4) are mixed as impurities in the desired compound represented by the formula (1), a difference in polymerization rate occurs in the subsequent polymerization, or an insoluble matter is generated. In addition to being a problem, it also affects the performance of the resin itself, which is not preferable. In the case of the composition containing the compound having the structure represented by the general formulas (3) and (4) in the compound represented by the above formula (1) of the present invention, it is represented by the general formulas (3) and (4). Is a compound composition represented by the general formula (1) in which the total content of the compounds having a structure is 15 mol% or less with respect to the compound represented by the above formula (1), preferably 10 The mol% or less, more preferably 5% or less, and still more preferably 0.1% or less.

<直接脱水法>
(メタ)アクリル酸でエステル化する場合には、脱水縮合剤を共存させると反応が速やかに進行する。縮合剤は一般にエステル化用として知られた縮合剤であれば特に制限なく使用する事が可能であるが、例えば、N,N‘−ジシクロヘキシルカルボジイミド、2−クロロ−1,3−ジメチルイミダゾリウムクロリド、プロパンホスホン酸無水物などが好適に用いられる。また、この際は、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジンやトリエチルアミンなどの有機塩基性物質を合わせ用いても良い。この中でも縮合剤はN,N‘−ジシクロヘキシルカルボジイミド、塩基性物質はピリジンやトリエチルアミンが縮合反応性および入手容易さの観点から好ましい。
<Direct dehydration method>
When esterifying with (meth) acrylic acid, the reaction proceeds rapidly when a dehydrating condensing agent is allowed to coexist. As the condensing agent, any condensing agent generally known for esterification can be used without particular limitation. For example, N, N′-dicyclohexylcarbodiimide, 2-chloro-1,3-dimethylimidazolium chloride can be used. Propanephosphonic anhydride is preferably used. In this case, an organic basic substance such as pyridine, 4-dimethylaminopyridine or triethylamine may be used in combination. Among these, N, N′-dicyclohexylcarbodiimide is preferable as the condensing agent, and pyridine and triethylamine are preferable as the basic substance from the viewpoint of condensation reactivity and availability.

この反応で通常採用される反応温度は、下限が通常−20℃、好ましくは−10℃、上限は通常100℃、好ましくは50℃である。
脱水縮合剤の使用量は、基質である7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールに対して等量以上用いれば理論上十分であるが、過剰に用いても差し支えない。好ましくは、1.0モル等量以上、さらに好ましくは、1.1モル等量以上である。
The lower limit of the reaction temperature usually employed in this reaction is usually −20 ° C., preferably −10 ° C., and the upper limit is usually 100 ° C., preferably 50 ° C.
The amount of the dehydrating condensing agent used is theoretically sufficient if it is used in an equivalent amount or more with respect to the substrate 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol, but it can be used in excess. Absent. Preferably, it is 1.0 molar equivalent or more, more preferably 1.1 molar equivalent or more.

脱水縮合剤を使用しない場合、(メタ)アクリル酸と7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールを酸の存在下、生成する水を留去しながら反応を行う。
使用される酸としては、通常のエステル化反応に用いられる酸であれば特に制限なく使用できる。例えば、硫酸や、塩酸などの無機酸、p−トルエンスルホン酸やメタンスルホン酸、カンファースルホン酸などの有機スルホン酸、酸型イオン交換樹脂、フッ素化ホウ素・エーテル錯体などのルイス酸、ランタナイドトリフレートなどの水溶性のルイス酸、などがあげられる。これらの酸は、単独でも任意の酸を2種以上混合して用いてもよい。
When a dehydrating condensing agent is not used, (meth) acrylic acid and 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol are reacted in the presence of an acid while distilling off generated water.
Any acid can be used without particular limitation as long as it is an acid used in a normal esterification reaction. For example, inorganic acids such as sulfuric acid and hydrochloric acid, organic sulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid and camphorsulfonic acid, acid type ion exchange resins, Lewis acids such as fluorinated boron and ether complexes, lanthanide trif And water-soluble Lewis acids such as rate. These acids may be used alone or in combination of two or more.

酸の使用量の下限は、基質である7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールに対して0.01モル%以上、好ましくは0.1モル%以上、さらに好ましくは、0.5モル%以上である。一方、上限は制限がなく、20モル等量以下、好ましくは10モル等量以下である。酸触媒量が少なすぎる場合は、反応の進行が遅かったり停止したりするため好ましくなく、また、多すぎる場合には、反応液着色の問題が生じたり、望ましくない副反応が起きる傾向があり好ましくない。   The lower limit of the amount of the acid used is 0.01 mol% or more, preferably 0.1 mol% or more, more preferably 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol as a substrate. Is 0.5 mol% or more. On the other hand, the upper limit is not limited and is 20 mol equivalent or less, preferably 10 mol equivalent or less. If the amount of the acid catalyst is too small, it is not preferable because the progress of the reaction is slow or stopped, and if the amount is too large, there is a tendency to cause coloring of the reaction solution or an undesirable side reaction occurs. Absent.

反応は、無溶媒で行うことも、溶媒を使用して行うことも共に可能である。溶媒を使用する場合は、特に使用する溶媒に制限はないが、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素溶媒、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、モノエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル系溶媒、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、などのハロゲン系溶媒などが好適に用いられる。この中でも芳香族炭化水素溶媒、ハロゲン系溶媒が反応を円滑に進行させる上で好ましい。これら溶媒は単独で用いてもかまわないし、任意の複数の溶媒を混合して使用してもかまわない。   The reaction can be carried out without solvent or using a solvent. When using a solvent, the solvent to be used is not particularly limited, but an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene and xylene, an aliphatic hydrocarbon solvent such as hexane and heptane, diethyl ether, tetrahydrofuran, monoethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol Ether solvents such as dimethyl ether, halogen solvents such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, and the like are preferably used. Among these, an aromatic hydrocarbon solvent and a halogen-based solvent are preferable for allowing the reaction to proceed smoothly. These solvents may be used alone, or a plurality of arbitrary solvents may be mixed and used.

溶媒を使用する場合、その量は原料である7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールの濃度が、下限が通常0.1%以上、好ましくは1%以上であり、上限は特に制限はないが、通常50%以下、好ましくは30%以下である。
反応は通常、使用する溶媒の沸点以上で行い、生成する水を留去しながら反応を行う。
反応時間に関しては任意に選択されるが、生成する水の量を測定する事により反応の終点を認知する事ができる。一般的な反応時間は試剤の滴下時間を含めては、下限が通常10分以上、好ましくは30分以上、上限は特に限定はされないが通常20時間以下、好ましくは10時間以下である。
When a solvent is used, the amount of the starting 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol concentration is usually at least 0.1%, preferably at least 1%. The upper limit is not particularly limited, but is usually 50% or less, preferably 30% or less.
The reaction is usually carried out at or above the boiling point of the solvent used, and the reaction is carried out while distilling off the produced water.
The reaction time is arbitrarily selected, but the end point of the reaction can be recognized by measuring the amount of water produced. In general reaction time, including the dropping time of the reagent, the lower limit is usually 10 minutes or longer, preferably 30 minutes or longer, and the upper limit is not particularly limited, but is usually 20 hours or shorter, preferably 10 hours or shorter.

<精製法>
例えば上記した反応により製造された一般式(1)で表される化合物の精製は、特に制限なく採用する事ができる。例えば、蒸留法、再結晶法、抽出洗浄法などである。蒸留を行う場合は、その形態は、単蒸留、精密蒸留、薄膜蒸留、分子蒸留など任意に選択することができる。
<(メタ)アクリル酸エステルモノマーの保存方法>
本発明の(メタ)アクリル酸エステルモノマーは、重合性官能基を有しているため、冷暗所に保存することが望ましい。また、重合を防止するために前記した重合禁止剤を前記した量使用して保存することも可能である。
<(メタ)アクリル酸エステルモノマーの用途>
本発明で得られる環式(メタ)アクリレート化合物は、レジスト樹脂の原料の1つである酸発生剤拡散防止モノマーとして使用できる他、塗料、接着剤用樹脂等の原料モノマーとして、さらには医薬品、農薬の原料など幅広く利用することができる。
<Purification method>
For example, purification of the compound represented by the general formula (1) produced by the above reaction can be employed without any particular limitation. For example, a distillation method, a recrystallization method, an extraction cleaning method, and the like. When performing distillation, the form can be arbitrarily selected from simple distillation, precision distillation, thin film distillation, molecular distillation and the like.
<Storage method of (meth) acrylic acid ester monomer>
Since the (meth) acrylic acid ester monomer of the present invention has a polymerizable functional group, it is desirable to store it in a cool dark place. In addition, in order to prevent polymerization, the above-described polymerization inhibitor can be used and stored.
<Use of (meth) acrylic acid ester monomer>
The cyclic (meth) acrylate compound obtained in the present invention can be used as an acid generator diffusion preventing monomer that is one of the raw materials for resist resins, as a raw material monomer for paints, adhesive resins, etc. It can be widely used as a raw material for agricultural chemicals.

<重合物、レジスト樹脂>
本発明の(メタ)アクリル酸エステルモノマーの利用の一例として、レジスト樹脂組成物の原料に使用する場合の重合物=レジスト樹脂、ならびにその製造条件を記載する。
レジスト樹脂を製造する場合には、酸解離性モノマー、基板密着性モノマー、酸発生剤拡散防止モノマーの3種を混合し、共重合させて製造する。
使用可能な酸解離性モノマーとしては、例えば、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−エチルー2−アダマンチル(メタ)アクリレート、1−アダマンチルー1−メチルエチル(メタ)アクリレート、などのアダマンチル基を有する3級のメタクリレートの他、8−エチル−8−トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル(メタ)アクリレート、8−メチル−8−トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル(メタ)アクリレート、2−メチルー2−ノルボルニル(メタ)アクリレート、2−エチルー2−ノルボルニル(メタ)アクリレートなどのアダマンチル基以外の環式の3級(メタ)アクリレート、1−アルキルシクロヘキシル−1−(メタ)アクリレート、1−アルキルシクロペンチル−1−(メタ)アクリレートなどの単環式の3級(メタ)アクリレートが使用可能である。
酸解離性モノマーのレジスト樹脂製造に使用する全モノマーに対する使用量は、もちろん使用するモノマーの酸解離性能に依存するが、通常下限が5モル%、好ましくは10モル%さらに好ましくは15モル%であり、上限は通常60モル%、好ましくは50モル%、さらに好ましくは40モル%である。酸解離性モノマーの含有量が少なすぎる場合は、レジストとしての溶剤への溶解性、ドライエッチング耐性、解像度等のバランスが低下する傾向があり、また多すぎる場合には、レジストとしての基板への密着性が低下する傾向がある。
<Polymer, resist resin>
As an example of the use of the (meth) acrylic acid ester monomer of the present invention, a polymer = resist resin when used as a raw material for a resist resin composition, and production conditions thereof are described.
In the case of producing a resist resin, three types of acid dissociable monomer, substrate adhesion monomer and acid generator diffusion preventing monomer are mixed and copolymerized.
Examples of the acid dissociable monomer that can be used include adamantyl such as 2-methyl-2-adamantyl (meth) acrylate, 2-ethyl-2-adamantyl (meth) acrylate, and 1-adamantyl-1-methylethyl (meth) acrylate. In addition to tertiary methacrylate having a group, 8-ethyl-8-tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl (meth) acrylate, 8-methyl-8-tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl (meth) Cyclic tertiary (meth) acrylates other than adamantyl groups, such as acrylate, 2-methyl-2-norbornyl (meth) acrylate, 2-ethyl-2-norbornyl (meth) acrylate, 1-alkylcyclohexyl-1- (meth) acrylate Monocyclic tertiary such as 1-alkylcyclopentyl-1- (meth) acrylate Meth) acrylate can be used.
The amount of the acid dissociable monomer used in the production of the resist resin depends on the acid dissociation performance of the monomer used, but the lower limit is usually 5 mol%, preferably 10 mol%, more preferably 15 mol%. The upper limit is usually 60 mol%, preferably 50 mol%, more preferably 40 mol%. If the content of the acid dissociable monomer is too small, the balance of solubility in a solvent as a resist, dry etching resistance, resolution, etc. tends to be reduced. There is a tendency for adhesion to decrease.

また、基板密着性モノマーとしては、3−メタクリロイルオキシメチル−2,6−ノルボルナンカルボラクトン、5−メタクリロイルオキシ−2,6−ノルボルナンカルボラクトン、8−メタクリロイルオキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−3−オン、5−(メタ)アクリロイルオキシ−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン(=5−(メタ)アクリロイルオキシ−2,6−ノルボルナンカルボラクトン)、5−(メタ)アクリロイルオキシ−5−メチル−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン、5−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチル−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン、5−(メタ)アクリロイルオキシ−9−メチル−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン、5−(メタ)アクリロイルオキシ−9−カルボキシ−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン、5−(メタ)アクリロイルオキシ−9−メトキシカルボニル−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン、5−(メタ)アクリロイルオキシ−9−エトキシカルボニル−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン、5−(メタ)アクリロイルオキシ−9−t−ブトキシカルボニル−3−オキサトリシクロ[4.2.1.04,8]ノナン−2−オン、8−(メタ)アクリロイルオキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−5−オン、9−(メタ)アクリロイルオキシ−4−オキサトリシクロ[5.2.1.02,6]デカン−5−オン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−6−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−7−オン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−4−メチル−6−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−7−オン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−5−メチル−6−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−7−オン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−4,5−ジメチル−6−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−7−オン、6−(メタ)アクリロイルオキシ−2−オキサビシクロ[2.2.2]オクタン−3−オン、6−(メタ)アクリロイルオキシ−6−メチル−2−オキサビシクロ[2.2.2]オクタン−3−オン、6−(メタ)アクリロイルオキシ−1−メチル−2−オキサビシクロ[2.2.2]オクタン−3−オン、6−(メタ)アクリロイルオキシ−1,6−ジメチル−2−オキサビシクロ[2.2.2]オクタン−3−オンなどのラクトン環が他の環に縮環した構造のラクトン化合物や、β−(メタ)アクリロイロキシ−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−α−メチル−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−β,β−ジメチル−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−α,β,β−トリメチル−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−γ,γ−ジメチル−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−α,γ,γ−トリメチル−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−β,β,γ,γ−テトラメチル−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−α,β,β,γ,γ−ペンタメチル−γ−ブチロラクトンなどのγ−ラクトン環にメタクリロイロキシ基が結合したラクトン化合物などが使用可能である。
基板密着性モノマーのレジスト樹脂製造に使用する全モノマーに対する使用量は、通常下限が5モル%、好ましくは10モル%さらに好ましくは15モル%であり、上限は通常60モル%、好ましくは50モル%、さらに好ましくは40モル%である。密着性モノマーの含有量が少なすぎる場合はレジストとしての基板への密着性が低下する傾向があり、多すぎる場合には、レジストとしての溶剤溶解性、ドライエッチング耐性、解像度等のバランスが低下する傾向がある。
Examples of the substrate adhesion monomer include 3-methacryloyloxymethyl-2,6-norbornanecarbolactone, 5-methacryloyloxy-2,6-norbornanecarbolactone, 8-methacryloyloxy-4-oxatricyclo [5.2.1.0. 2,6 ] decan-3-one, 5- (meth) acryloyloxy-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one (= 5- (meth) acryloyloxy- 2,6-norbornanecarbolactone), 5- (meth) acryloyloxy-5-methyl-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one, 5- (meth) acryloyl oxy-1-methyl-3-oxa-tricyclo [4.2.1.0 4, 8] nonane-2-one, 5- (meth) acryloyloxy-9-methyl - - oxatricyclo [4.2.1.0 4, 8] nonane-2-one, 5- (meth) acryloyloxy-9-carboxy-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4, 8 ] Nonan-2-one, 5- (meth) acryloyloxy-9-methoxycarbonyl-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one, 5- (meth) acryloyloxy -9-Ethoxycarbonyl-3-oxatricyclo [4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one, 5- (meth) acryloyloxy-9-t-butoxycarbonyl-3-oxatricyclo [ 4.2.1.0 4,8 ] nonan-2-one, 8- (meth) acryloyloxy-4-oxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-5-one, 9- (Meth) acryloyloxy-4 Oxatricyclo [5.2.1.0 2, 6] decan-5-one, 4- (meth) acryloyloxy-6-oxabicyclo [3.2.1] octan-7-one, 4- (meth ) Acryloyloxy-4-methyl-6-oxabicyclo [3.2.1] octane-7-one, 4- (meth) acryloyloxy-5-methyl-6-oxabicyclo [3.2.1] octane- 7-one, 4- (meth) acryloyloxy-4,5-dimethyl-6-oxabicyclo [3.2.1] octane-7-one, 6- (meth) acryloyloxy-2-oxabicyclo [2. 2.2] octane-3-one, 6- (meth) acryloyloxy-6-methyl-2-oxabicyclo [2.2.2] octane-3-one, 6- (meth) acryloyloxy-1-methyl -2- Other lactone rings such as xabibicyclo [2.2.2] octane-3-one and 6- (meth) acryloyloxy-1,6-dimethyl-2-oxabicyclo [2.2.2] octane-3-one Lactone compounds condensed to the ring, β- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-α-methyl-γ-butyrolactone , Α- (meth) acryloyloxy-β, β-dimethyl-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-α, β, β-trimethyl-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-γ, γ -Dimethyl-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-α, γ, γ-trimethyl-γ-butyrolactone, α- (meth) acrylo Methacryloyloxy on the γ-lactone ring such as ruoxy-β, β, γ, γ-tetramethyl-γ-butyrolactone, α- (meth) acryloyloxy-α, β, β, γ, γ-pentamethyl-γ-butyrolactone A lactone compound having a group bonded thereto can be used.
The use amount of the substrate adhesion monomer with respect to all monomers used for producing the resist resin is usually 5 mol%, preferably 10 mol%, more preferably 15 mol%, and the upper limit is usually 60 mol%, preferably 50 mol. %, More preferably 40 mol%. When the content of the adhesive monomer is too small, the adhesion to the substrate as a resist tends to be reduced, and when too much, the balance of solvent solubility, dry etching resistance, resolution, etc. as a resist is lowered. Tend.

さらには、酸発生剤拡散防止効果があると考えられるモノマーとしては、本発明の(メタ)アクリル酸エステルモノマーを使用するが、この他にそれに混合して既存の酸解離性モノマーを使用しても良い。合わせて使用可能な酸解離性モノマーとしては、例えば、3−ヒドロキシ−1−アダマンチル(メタ)アクリレート、1,3−ジヒドロキシ−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1−カルボキシ−3−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1,3−ジカルボキシ−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、1−カルボキシ−3−ヒドロキシ−5−(メタ)アクリロイルオキシアダマンタン、イソソルバイドモノ(メタ)アクリレート、エリスリタンモノ(メタ)アクリレートなどの水酸基のある(メタ)アクリレートが使用できる。   Furthermore, as a monomer considered to have an acid generator diffusion preventing effect, the (meth) acrylic acid ester monomer of the present invention is used, but in addition to this, an existing acid dissociable monomer is used by mixing with it. Also good. Examples of the acid dissociable monomer that can be used in combination include 3-hydroxy-1-adamantyl (meth) acrylate, 1,3-dihydroxy-5- (meth) acryloyloxyadamantane, and 1-carboxy-3- (meth). Acryloyloxyadamantane, 1,3-dicarboxy-5- (meth) acryloyloxyadamantane, 1-carboxy-3-hydroxy-5- (meth) acryloyloxyadamantane, isosorbide mono (meth) acrylate, erythritan mono ( A (meth) acrylate having a hydroxyl group such as (meth) acrylate can be used.

酸発生剤拡散防止モノマーのレジスト樹脂製造に使用する全モノマーに対する使用量は、通常下限が1モル%、好ましくは5モル%さらに好ましくは10モル%であり、上限は通常40モル%、好ましくは30モル%、さらに好ましくは25モル%である。酸発生剤拡散防止モノマーが少なすぎる場合は、酸発生剤から生じた酸のレジスト膜中における拡散現象の制御がうまくいかず、好ましくない化学反応を引き起こす傾向があり、他方、多すぎる場合には、レジスト樹脂に要求される溶剤溶解性やドライエッチング耐性、解像度等のバランスが低下する傾向がある。   The amount of the acid generator diffusion preventing monomer used relative to all the monomers used in the production of the resist resin is usually 1 mol%, preferably 5 mol%, more preferably 10 mol%, and the upper limit is usually 40 mol%, preferably 30 mol%, more preferably 25 mol%. If the amount of the acid generator diffusion preventing monomer is too small, the control of the diffusion phenomenon of the acid generated from the acid generator in the resist film is not successful and tends to cause an undesirable chemical reaction. The balance of solvent solubility, dry etching resistance, resolution, etc. required for the resist resin tends to decrease.

これら化合物の重合は、一般に知られた方法で実施することができ、特にその方法は制限されない。例えば、ラジカル開始剤の存在下に重合させる方法や、光重合開始剤の存在下に光重合させる方法、アニオン重合させる方法などが採用可能である。
光重合開始剤としては、たとえば、ベンゾフェノン等の芳香族ケトン類、アントラセン、α−クロロメチルナフタレン等の芳香族化合物、ジフェニルスルフィド、チオカーバメイト等のイオウ化合物を使用することができる。
The polymerization of these compounds can be carried out by a generally known method, and the method is not particularly limited. For example, a polymerization method in the presence of a radical initiator, a photopolymerization method in the presence of a photopolymerization initiator, an anionic polymerization method, or the like can be employed.
As the photopolymerization initiator, for example, aromatic ketones such as benzophenone, aromatic compounds such as anthracene and α-chloromethylnaphthalene, and sulfur compounds such as diphenyl sulfide and thiocarbamate can be used.

ラジカル重合開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンパーオキサイド、ジーt−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート等の有機過酸化物、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)などのアゾ化合物を使用することができる。
必要により、光重合開始剤とラジカル重合開始剤を併用しても良い。
Examples of the radical polymerization initiator include benzoyl peroxide, methylcyclohexanone peroxide, cumene hydroperoxide, diisopropylbenzene peroxide, di-t-butyl peroxide, t-butyl peroxybenzoate, diisopropyl peroxycarbonate, t-butyl. Organic peroxides such as peroxyisopropyl monocarbonate and azo compounds such as 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN) can be used.
If necessary, a photopolymerization initiator and a radical polymerization initiator may be used in combination.

ラジカル重合開始剤や、光重合開始剤の使用量は、公知の重合反応に準じて選択すれば良い。例えば、光重合開始剤は、前記式(1)の本発明化合物100重量部に対して、通常、0.001〜20重量部、好ましくは0.01から5重量部使用するのが適当である。また、ラジカル重合開始剤は、前記式(1)の本発明化合物100重量部に対して、通常、0.0001〜10重量部、好ましくは0.001〜5重量部使用するのが適当である。
反応温度は通常、下限が0℃、好ましくは10℃、一方上限は、200℃、好ましくは100℃である。反応時間は、通常下限が10分、好ましくは30分、上限は特に制限はない。
What is necessary is just to select the usage-amount of a radical polymerization initiator and a photoinitiator according to a well-known polymerization reaction. For example, the photopolymerization initiator is usually used in an amount of 0.001 to 20 parts by weight, preferably 0.01 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the compound of the present invention represented by the formula (1). . The radical polymerization initiator is usually used in an amount of 0.0001 to 10 parts by weight, preferably 0.001 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the compound of the present invention represented by the formula (1). .
The reaction temperature usually has a lower limit of 0 ° C., preferably 10 ° C., while the upper limit is 200 ° C., preferably 100 ° C. As for the reaction time, the lower limit is usually 10 minutes, preferably 30 minutes, and the upper limit is not particularly limited.

<レジスト樹脂組成物>
本発明の酸発生剤拡散防止効果を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーを原料として得られる重合物を利用して製造するレジスト組成物は、一般的にレジスト剤として用いられる成分を添加することで製造することができる。
<Resist resin composition>
The resist composition manufactured using a polymer obtained by using the (meth) acrylic acid ester monomer having the acid generator diffusion preventing effect of the present invention as a raw material is obtained by adding components generally used as a resist agent. Can be manufactured.

その一つの成分である酸発生剤は、その物質自体に、あるいはその物質を含むレジスト組成物に、光や電子線などの放射線を作用させることにより、その物質が分解して酸を発生するものである。酸発生剤から発生する酸が前記樹脂に作用して、その樹脂中に存在する酸の作用で解裂する基を解裂させることになる。このような酸発生剤には、例えば、オニウム塩化合物、有機ハロゲン化合物、スルホン化合物、スルホネート化合物などが包含される。具体的には、次のような化合物を挙げることができる。   One component of the acid generator is one that generates acid by decomposition of the substance by applying radiation such as light or electron beam to the substance itself or to a resist composition containing the substance. It is. The acid generated from the acid generator acts on the resin and cleaves the group that is cleaved by the action of the acid present in the resin. Such acid generators include, for example, onium salt compounds, organic halogen compounds, sulfone compounds, sulfonate compounds and the like. Specifically, the following compounds can be mentioned.

ジフェニルヨードニウム トリフルオロメタンスルホネート、4−メトキシフェニルフ
ェニルヨードニウム ヘキサフルオロアンチモネート、4−メトキシフェニルフェニルヨ
ードニウム トリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨード
ニウム テトラフルオロボレート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム ヘキサフルオロホスフェート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム ヘキサフルオロ
アンチモネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム トリフルオロメタンス
ルホネート、トリフェニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルス
ルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウム トリフルオロメタンスルホネート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウム ヘキサフルオロアン
チモネート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウム トリフルオロメタンスルホ
ネート、4−メチルフェニルジフェニルスルホニウム トリフルオロメタンスルホネート
、2,4,6−トリメチルフェニルジフェニルスルホニウム トリフルオロメタンスルホ
ネート、4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム トリフルオロメタンスルホネ
ート、4−フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート
、4−フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、
1−(2−ナフトイルメチル)チオラニウム ヘキサフルオロアンチモネート、1−(2
−ナフトイルメチル)チオラニウム トリフルオロメタンスルホネート、4−ヒドロキシ
−1−ナフチルジメチルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、4−ヒドロキシ
−1−ナフチルジメチルスルホニウム トリフルオロメタンスルホネート、2−メチル−
4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−フェニル−4,6−ビス(トリクロロ
メチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−クロロフェニル)−4,6−ビス(トリ
クロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシ−1−ナフチル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソラン−5−イル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(3,4,5−トリメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(3,4−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(2,4−ジメトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−メトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−ブトキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、2−(4−ペンチルオキシスチリル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジン、1−ベンゾイル−1−フェニルメチル p−トルエンスルホネート(通称ベンゾイントシレート)、2−ベンゾイル−2−ヒドロキシ−2−フェニルエチル p−トルエンスルホネート(通称α−メチロールベンゾイントシレート)、1,2,3−ベンゼントリイル トリスメタンスルホネート、2,6−ジニトロベンジル p−トルエンスルホネート、2−ニトロベンジル p−トルエンスルホネート、4−ニトロベンジル p−トルエンスルホネート、ジフェニル ジスルホン、ジ−p−トリル ジスルホン、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−クロロフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トリルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−tert−ブチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4−キシリルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、(ベンゾイル)(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、N−(フェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)ナフタルイミド、N−(10−カンファースルホニルオキシ)ナフタルイミドなどが挙げられる。
Diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, 4-methoxyphenylphenyliodonium hexafluoroantimonate, 4-methoxyphenylphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium tetrafluoroborate, bis (4-t-butylphenyl) Iodonium hexafluorophosphate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium hexafluoroantimonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium hexafluorophosphate, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, tri Phenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-methoxyphenyl Diphenylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-methoxyphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-methylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 2,4,6-trimethylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-t-butylphenyldiphenylsulfonium trifluoro Romethanesulfonate, 4-phenylthiophenyldiphenylsulfonium hexafluorophosphate, 4-phenylthiophenyldiphenylsulfonium hexafluoroantimonate,
1- (2-naphthoylmethyl) thiolanium hexafluoroantimonate, 1- (2
-Naphthoylmethyl) thiolanium trifluoromethanesulfonate, 4-hydroxy-1-naphthyldimethylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-hydroxy-1-naphthyldimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 2-methyl-
4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2,4,6-tris (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) ) -1,3,5-triazine, 2- (4-chlorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxyphenyl) -4,6-bis (Trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxy-1-naphthyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (benzo [d] [1,3] Dioxolan-5-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1 , 3,5-triazine, 2- (3,4 5-trimethoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (3,4-dimethoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3 5-triazine, 2- (2,4-dimethoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (2-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) ) -1,3,5-triazine, 2- (4-butoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-pentyloxystyryl) -4,6 -Bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 1-benzoyl-1-phenylmethyl p-toluenesulfonate (commonly known as benzoin tosylate), 2-benzoyl-2-hydroxy-2-phenyl Phenylethyl p-toluenesulfonate (commonly known as α-methylolbenzointosylate), 1,2,3-benzenetriyl trismethanesulfonate, 2,6-dinitrobenzyl p-toluenesulfonate, 2-nitrobenzyl p-toluenesulfonate, 4- Nitrobenzyl p-toluenesulfonate, diphenyl disulfone, di-p-tolyl disulfone, bis (phenylsulfonyl) diazomethane, bis (4-chlorophenylsulfonyl) diazomethane, bis (p-tolylsulfonyl) diazomethane, bis (4-tert-butylphenyl) Sulfonyl) diazomethane, bis (2,4-xylylsulfonyl) diazomethane, bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, (benzoyl) (phenylsulfonyl) diazomethane, N- (pheny Rusulfonyloxy) succinimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) succinimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) phthalimide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) -5-norbornene-2,3-dicarboximide, N- (trifluoromethylsulfonyloxy) naphthalimide, N- (10-camphorsulfonyloxy) naphthalimide and the like can be mentioned.

また、一般に化学増幅型のポジ型レジスト組成物においては、塩基性化合物、特に塩基性含窒素有機化合物、例えばアミン類を、クェンチャーとして添加することにより、露光後の引き置きに伴う酸の失活による性能劣化を改良できることが知られており、本発明においても、このような塩基性化合物を配合するのが好ましい。クェンチャーに用いられる
塩基性化合物の具体的な例としては、以下の各式で示されるようなものが挙げられる。
In general, in a chemically amplified positive resist composition, a basic compound, particularly a basic nitrogen-containing organic compound, for example, amines, is added as a quencher to deactivate the acid accompanying holding after exposure. It is known that the performance deterioration due to can be improved, and it is preferable to add such a basic compound also in the present invention. Specific examples of the basic compound used for the quencher include those represented by the following formulas.

Figure 2008120758
Figure 2008120758

式中、R11、R12、R13、R14およびR15は互いに独立に、水素、水酸基で置換されてもよいアルキル、シクロアルキル、アリールまたはアルコキシを表し、Aはアルキレン、カルボニルまたはイミノを表す。ここで、R11〜R15で表されるアルキルおよびアルコキシは、炭素数1〜6程度であることができ、シクロアルキルは、炭素数5〜10程度であることができ、そしてアリールは、炭素数6〜10程度であることができる。また、Aで表されるアルキレンは、炭素数1〜6程度であることができ、直鎖でも分岐していてもよい。
本発明のレジスト組成物は、その全固形分重量を基準に、樹脂を80〜99.9重量%
、そして酸発生剤を0.1〜20重量%の範囲で含有するのが好ましい。酸発生剤の使用
量が少なすぎる場合は、レジストとしての感度ならびに現像性が低下する傾向があり、一方多すぎる場合には、放射線に対する透明性が低下して炬形のレジストパターンを得られ難くなる傾向がある。
In the formula, R 11 , R 12 , R 13 , R 14 and R 15 each independently represent hydrogen, alkyl optionally substituted with a hydroxyl group, cycloalkyl, aryl or alkoxy, and A represents alkylene, carbonyl or imino. To express. Here, the alkyl and alkoxy represented by R 11 to R 15 can have about 1 to 6 carbon atoms, the cycloalkyl can have about 5 to 10 carbon atoms, and the aryl is a carbon atom. It can be about several 6 to 10. Further, the alkylene represented by A can have about 1 to 6 carbon atoms, and may be linear or branched.
The resist composition of the present invention contains 80 to 99.9% by weight of resin based on the total solid weight.
The acid generator is preferably contained in the range of 0.1 to 20% by weight. When the amount of the acid generator used is too small, the sensitivity and developability as a resist tend to be reduced. On the other hand, when the amount is too large, transparency to radiation is lowered and it is difficult to obtain a bowl-shaped resist pattern. Tend to be.

また、クェンチャーとしての塩基性化合物を用いる場合は、同じくレジスト組成物の全固形分重量を基準に、0.01〜10重量%の範囲で含有するのが好ましい。該塩基性化
合物の量が少なすぎる場合は、レジストパターン形状や寸法安定性が低下することが懸念され、また多すぎる場合には、レジストとしての感度や現像性の低下が懸念される。
この組成物はまた、必要に応じて、増感剤、溶解抑止剤、他の樹脂、界面活性剤、安定剤、染料など、各種の添加物を少量含有することもできる。
When a basic compound as a quencher is used, it is preferably contained in the range of 0.01 to 10% by weight based on the total solid weight of the resist composition. When the amount of the basic compound is too small, there is a concern that the resist pattern shape and dimensional stability may be lowered, and when it is too much, there is a concern that sensitivity as a resist and developability may be lowered.
This composition can also contain small amounts of various additives such as sensitizers, dissolution inhibitors, other resins, surfactants, stabilizers, and dyes as required.

本発明の酸発生剤拡散防止効果を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーを原料として得られる重合物を利用して製造するレジスト組成物は、通常、上記の各成分が溶剤に溶解された状態でレジスト液となり、シリコンウェハーなどの基体上に塗布される。ここで用いる溶剤は、各成分を溶解し、適当な乾燥速度を有し、溶剤が蒸発したあとに均一で平滑な塗膜を与えるものであればよく、この分野で通常用いられているものであることが
できる。例えば、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテートおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル類、乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミルおよびピルビン酸エチルのようなエステル類、アセトン、メチルイソブチルケトン、2−ブタノン、2−ペンタノン、2−ヘプタノン、2−オクタノン、3−メチルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−メチルシクロヘキサノンのようなケトン類、γ−ブチロラクトンのような環状エステル類、2−ヒドロキシプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシプロピオン酸n−ブチルなどの2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類などを挙げることができる。この中でもケトン類、環状エステル類、2−ヒドロキシプロピオン酸アルキル類等が好ましい。これらの溶剤は、それぞれ単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。
The resist composition produced by using a polymer obtained by using a (meth) acrylic acid ester monomer having an acid generator diffusion preventing effect of the present invention as a raw material is usually in a state where each of the above components is dissolved in a solvent. A resist solution is applied on a substrate such as a silicon wafer. The solvent used here may be any solvent that dissolves each component, has an appropriate drying speed, and gives a uniform and smooth coating film after the solvent has evaporated, and is usually used in this field. Can be. For example, glycol ether esters such as ethyl cellosolve acetate, methyl cellosolve acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate, esters such as ethyl lactate, butyl acetate, amyl acetate and ethyl pyruvate, acetone, methyl isobutyl ketone, 2-butanone 2-pentanone, 2-heptanone, 2-octanone, 3-methylcyclopentanone, cyclohexanone, ketones such as 2-methylcyclohexanone, cyclic esters such as γ-butyrolactone, methyl 2-hydroxypropionate, 2 -Alkyl 2-hydroxypropionates such as ethyl hydroxypropionate and n-butyl 2-hydroxypropionate. Among these, ketones, cyclic esters, alkyl 2-hydroxypropionates and the like are preferable. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

基体上に塗布され、乾燥されたレジスト膜には、パターニングのための露光処理が施され、次いで脱保護基反応を促進するための加熱処理を行ったあと、アルカリ現像液で現像される。ここで用いるアルカリ現像液は、この分野で用いられる各種のアルカリ性水溶液であることができるが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、けい酸ナトリウム、アンモニア水、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、ピペリジン、ピロール、2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウムヒドロキシド(通称コリン)の水溶液等が用いられる。この中でもテトラメチルアンモニウムヒドロキシドや2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウムヒドロキシド等が好ましく用いられる。   The resist film coated on the substrate and dried is subjected to an exposure process for patterning, followed by a heat treatment for promoting a deprotecting group reaction, and then developed with an alkali developer. The alkaline developer used here may be various alkaline aqueous solutions used in this field. For example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate, aqueous ammonia, n-propylamine, diethylamine, triethylamine, An aqueous solution of triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, piperidine, pyrrole, 2-hydroxyethyl) trimethylammonium hydroxide (commonly known as choline) or the like is used. Of these, tetramethylammonium hydroxide and 2-hydroxyethyl) trimethylammonium hydroxide are preferably used.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例によって限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by a following example, unless the summary is exceeded.

<ガスクロマトグラフィーによる純度の分析>
カラム:Agilent Technologies社製 DB−1
0.25mmφ、30m、0.25μm
キャリアーガス:ヘリウム
検出器:FID
注入口温度:250℃
カラム槽温度:初期温度 100℃(5分保持)
昇温速度 10℃/分
最終温度 250℃(20分保持)
注入量:1μL
<Analysis of purity by gas chromatography>
Column: DB-1 manufactured by Agilent Technologies
0.25mmφ, 30m, 0.25μm
Carrier gas: Helium Detector: FID
Inlet temperature: 250 ° C
Column tank temperature: Initial temperature 100 ° C. (hold for 5 minutes)
Temperature increase rate 10 ℃ / min
Final temperature 250 ° C (20 minutes hold)
Injection volume: 1 μL

<ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下GPCと略す)分析条件>
カラム:東ソー TSK−GEL G2000HXL
7.8mm(ID)×300mm(L)×2本
移動相:THF 1mL/分
検出器:RI
カラム槽温度:40℃
注入量:50μL(0.1%THF溶液)
<Gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as GPC) analysis conditions>
Column: Tosoh TSK-GEL G2000HXL
7.8 mm (ID) x 300 mm (L) x 2 Mobile phase: THF 1 mL / min Detector: RI
Column bath temperature: 40 ° C
Injection volume: 50 μL (0.1% THF solution)

<化合物名称> 参考例・実施例の中では、下記括弧の略号を使用する。
・ 3,5,10-トリオキサ トリシクロ[5.2.1.02,6]テ゛カ-8-エン-4-オン;(FVC)
・ 3,5,10-トリオキサ トリシクロ[5.2.1.02,6]テ゛カン-4-オン;(FVCH)
・ 7-オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジオール;(FEG)
・ 2-メタクリル-3-ヒドロキシ-7-オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン;(FEGMA)
・ 2,3-ジメタクリル-7-オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン;(FEG(MA)2)
・ 2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシルフリーラジカル;(TEMPO)
<Compound name> In the reference examples and examples, the following abbreviations in parentheses are used.
・ 3,5,10-Trioxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] dec-8-en-4-one; (FVC)
・ 3,5,10-Trioxatricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-4-one; (FVCH)
7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol; (FEG)
・ 2-Methacryl-3-hydroxy-7-oxabicyclo [2.2.1] heptane; (FEGMA)
・ 2,3-Dimethacryl-7-oxabicyclo [2.2.1] heptane; (FEG (MA) 2)
2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl free radical; (TEMPO)

(製造例)
<FEGの合成>
20L−SUS製反応容器にビニレンカーボネート5.9kg(68.6mol)、フラン0.944kg(13.8mol)を仕込み、130℃で21時間Diels−Alder反応を行った。反応終了後、過剰ビニレンカーボネートを70℃/1064Pa条件で蒸留分離し、蒸留残渣として淡黄色オイル1.35kgを得た。 次に、該蒸留残渣に酢酸エチル6Lを加えて溶解し、不溶物を濾過分離後に濾液を濃縮・減圧乾燥して粗FVCを1.3kg得た。 次に、100Lオートクレーブに粗FVC1.3kg、エタノール10L、トルエン14Lを加え、5%Pd/C触媒(wet)140gを添加し、0.3MPaの水素ガス加圧にして室温下で攪拌させながら7h水添反応を実施した。 水添反応終了後、触媒を窒素ガス気流にて減圧濾過分離し、濾液を濃縮・減圧乾燥させて粗FVCHを1.2kg得た。 粗FVCHは150−160℃/266−399Pa条件で蒸留精製し、GC純度=99.1%の精FVCHを得た。 次に、精FVCH60gをメタノール300mlおよび水300mlに溶解させ、これにNaOHを20g加えて、室温下に4時間攪拌しながら加水分解反応を行った。 反応終了後、反応液に35%HCl41.7mlを加えて酸性化した後にメタノールを留去し、残液水層にNaCl 40g、酢酸エチル/THFを各々600ml加えて抽出分離し、該抽出液の有機層を濃縮・減圧乾燥させてFEG41.0gを得た。 上記したFVCHの加水分解反応は数回実施した。
(Production example)
<Synthesis of FEG>
A 20 L-SUS reaction vessel was charged with 5.9 kg (68.6 mol) of vinylene carbonate and 0.944 kg (13.8 mol) of furan, and Diels-Alder reaction was performed at 130 ° C. for 21 hours. After completion of the reaction, excess vinylene carbonate was distilled and separated under conditions of 70 ° C./1064 Pa to obtain 1.35 kg of a pale yellow oil as a distillation residue. Next, 6 L of ethyl acetate was added to the distillation residue to dissolve it, and the insoluble matter was separated by filtration. Then, the filtrate was concentrated and dried under reduced pressure to obtain 1.3 kg of crude FVC. Next, 1.3 kg of crude FVC, 10 L of ethanol, and 14 L of toluene were added to a 100 L autoclave, and 140 g of 5% Pd / C catalyst (wet) was added, and hydrogen gas was pressurized to 0.3 MPa and stirred at room temperature for 7 hours. Hydrogenation reaction was carried out. After completion of the hydrogenation reaction, the catalyst was filtered and separated under a nitrogen gas stream, and the filtrate was concentrated and dried under reduced pressure to obtain 1.2 kg of crude FVCH. Crude FVCH was purified by distillation under the conditions of 150 to 160 ° C./266 to 399 Pa to obtain purified FVCH having a GC purity of 99.1%. Next, 60 g of purified FVCH was dissolved in 300 ml of methanol and 300 ml of water, 20 g of NaOH was added thereto, and a hydrolysis reaction was performed while stirring at room temperature for 4 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was acidified by adding 41.7 ml of 35% HCl, methanol was distilled off, 40 g of NaCl and 600 ml of ethyl acetate / THF were added to the remaining aqueous layer, and the mixture was extracted and separated. The organic layer was concentrated and dried under reduced pressure to obtain 41.0 g of FEG. The above-described hydrolysis reaction of FVCH was performed several times.

(実施例1)
窒素を流通させた1L反応器に参考例で合成したFEG50.0g(0.38mol)、炭酸カリウム106.4g(0.77mol)、アセトニトリル500mlを仕込み、系内温度が5℃以下となるよう氷水で冷却しながら1hr攪拌した。この中へ蒸留精製したメタクリル酸クロリド(H−NMR分析による純度=99モル%以上、メタアクリル酸クロライドの2量体の含有量が1モル%以下)50.0g(0.48mol)を1hかけてゆっくり滴下した。滴下終了後、5℃で1時間攪拌した後、室温まで上げて更に7時間反応を継続した。 反応終了後、反応液に0.5%−炭酸水素ナトリウム水を20ml加えて過剰メタクリル酸クロリドをクエンチし、その後、析出している無機塩を濾過分離した。 次に、濾液に0.5%−炭酸水素ナトリウム水100mlおよび重合禁止剤TEMPO10mgを加えてロータリーエバポレータでアセトニトリルの大部分を留去し、薄黄色の残渣を得た。このものに脱塩水150mlを加えて氷冷すると白色の結晶が析出してくるので、白色結晶を一旦ろ過分離させ、次に脱塩水600ml/アセトニトリル50ml/n−ヘプタン100mlの混合溶媒を加えて抽出処理した。
(Example 1)
A 1 L reactor in which nitrogen was circulated was charged with 50.0 g (0.38 mol) of FEG synthesized in the reference example, 106.4 g (0.77 mol) of potassium carbonate, and 500 ml of acetonitrile, and ice water so that the temperature inside the system would be 5 ° C. or less. The mixture was stirred for 1 hr while cooling. Distilled and purified methacrylic acid chloride (purity by H-NMR analysis = 99 mol% or more, methacrylic acid chloride dimer content is 1 mol% or less) 50.0 g (0.48 mol) was applied over 1 h. And slowly dropped. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at 5 ° C. for 1 hour, then raised to room temperature, and the reaction was further continued for 7 hours. After completion of the reaction, 20 ml of 0.5% aqueous sodium hydrogen carbonate was added to the reaction solution to quench excess methacrylic acid chloride, and then the precipitated inorganic salt was separated by filtration. Next, 100 ml of 0.5% aqueous sodium hydrogen carbonate and 10 mg of a polymerization inhibitor TEMPO were added to the filtrate, and most of acetonitrile was distilled off with a rotary evaporator to obtain a pale yellow residue. When 150 ml of demineralized water is added to this product and ice-cooled, white crystals are precipitated. The white crystals are once separated by filtration, and then extracted by adding a mixed solvent of 600 ml of demineralized water / 50 ml of acetonitrile / 100 ml of n-heptane. Processed.

上記した抽出後の水層に、NaCl100gを加え、酢酸エチル溶媒300mlで3回抽出し、その後、抽出後の有機層の合量を脱塩水50mlで数回洗浄し、有機層にメトキシフェノール5mg加えてロータリーエバポレータで濃縮することにより、白色の固体40.4gを得た。このものを1H-NMR、13C-NMR、GC−マススペクトルで解析したところ、7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールのモノメタクリレート(FEGMA)であることが明らかとなった。(原料FEG基準の手取収率52.5モル%、GC純度(面積比)=99%<、GPC純度=100%で、前記一般式(3)および(4)は未検出)。   To the aqueous layer after extraction, 100 g of NaCl is added and extracted three times with 300 ml of ethyl acetate solvent. Thereafter, the combined amount of the organic layer is washed several times with 50 ml of demineralized water, and 5 mg of methoxyphenol is added to the organic layer. And 40.4 g of a white solid was obtained by concentrating with a rotary evaporator. When this was analyzed by 1H-NMR, 13C-NMR, and GC-mass spectrum, it was clear that it was monomethacrylate (FEGMA) of 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol. became. (Handling yield based on raw material FEG: 52.5 mol%, GC purity (area ratio) = 99% <, GPC purity = 100%, the above general formulas (3) and (4) are not detected).

一方、上記抽出処理に使用したn−ヘプタン層は脱塩水20mlで数回抽出処理した後、n−ヘプタンをロータリーエバポレータで留去し、薄い黄色の油状物を1.7g得た。このものを1H-NMR、13C-NMR、GC−マススペクトルで解析したところ、7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールのジメタクリレート(FEG(MA)2)であることが明らかとなった(原料FEG基準の手取収率1.7モル%、GC純度(面積比)=97%)。   On the other hand, the n-heptane layer used for the above extraction treatment was extracted several times with 20 ml of demineralized water, and then n-heptane was distilled off with a rotary evaporator to obtain 1.7 g of a pale yellow oil. When this was analyzed by 1H-NMR, 13C-NMR, and GC-mass spectrum, it was 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol dimethacrylate (FEG (MA) 2). It became clear (handling yield 1.7% by mole based on raw material FEG, GC purity (area ratio) = 97%).

<FEGMA>
(1H-NMR(400MHz),CDCl3, in ppm); 6.17(1H, s), 5.64(1H, S), 4.4〜4.7(4H, m), 4.28(1H, brs, OH), 2.2〜1.6(4H, m),1.97(3H,s)
(13C-NMR(400MHz), CDCl3, in ppm);167.19, 135.64, 126.43, 79.45, 78.17, 70.61, 67.85, 23.41, 21.58, 18.22
GC-mass(CIイオン化法:イソブタン); M+H=199
<FEGMA>
(1H-NMR (400 MHz), CDCl3, in ppm); 6.17 (1H, s), 5.64 (1H, S), 4.4 to 4.7 (4H, m), 4.28 (1H, brs, OH), 2.2 to 1.6 ( 4H, m), 1.97 (3H, s)
(13C-NMR (400MHz), CDCl3, in ppm); 167.19, 135.64, 126.43, 79.45, 78.17, 70.61, 67.85, 23.41, 21.58, 18.22
GC-mass (CI ionization method: isobutane); M + H = 199

Figure 2008120758
Figure 2008120758

<FEG(MA)2>
(1H-NMR(400MHz), CDCl3, in ppm); 6.09(2H, s), 5.58(2H, s), 4.96(2H, m), 4.76(2H, m), 2.1〜1.6(4H, m), 1.92(6H, s)
(13C-NMR(400MHz), CDCl3, in ppm); 166.28, 135.81, 126.16, 68.86, 22.73, 17.91
GC-mass(CIイオン化法:イソブタン); M+H=267
<FEG (MA) 2>
(1H-NMR (400MHz), CDCl3, in ppm); 6.09 (2H, s), 5.58 (2H, s), 4.96 (2H, m), 4.76 (2H, m), 2.1 to 1.6 (4H, m) , 1.92 (6H, s)
(13C-NMR (400MHz), CDCl3, in ppm); 166.28, 135.81, 126.16, 68.86, 22.73, 17.91
GC-mass (CI ionization method: isobutane); M + H = 267

Figure 2008120758
Figure 2008120758

(実施例2)
窒素を流通させた反応器に参考例で合成したFEG10.0g(76.8mmol)、炭酸カリウム23.4g(169.3mmol)、アセトニトリル100mlを仕込み、系内温度が5℃以下となるよう氷水で冷却した。 この中へメタクリル酸クロリドの純度が約85モル%(約14モル%が前記一般式(5)および(6)で表される化合物)である試薬9.8gを30分かけてゆっくり滴下した。滴下後、5℃で1時間攪拌した後、室温まで温度を上げて更に6時間反応を継続した。反応終了後、反応液に0.5%−炭酸水素ナトリウム水を4ml加えて過剰メタクリル酸クロリドをクエンチし、その後、析出している無機塩を濾過分離した。 次に、濾液に0.5%−炭酸水素ナトリウム水20mlおよび重合禁止剤TEMPO 2mgを加えてロータリーエバポレータでアセトニトリル
の大部分を留去し、薄黄色の残渣を得た。このものに脱塩水30mlを加えて氷冷すると白色の結晶が析出してくるので、白色結晶を一旦ろ過分離させ、次に脱塩水120ml/アセトニトリル10ml/n−ヘプタン20mlの混合溶媒を加えて抽出処理した。
(Example 2)
A reactor in which nitrogen was circulated was charged with 10.0 g (76.8 mmol) of FEG synthesized in the reference example, 23.4 g (169.3 mmol) of potassium carbonate, and 100 ml of acetonitrile, and ice water was added so that the temperature inside the system would be 5 ° C. or less. Cooled down. To this, 9.8 g of a reagent having a purity of methacrylic acid chloride of about 85 mol% (about 14 mol% is a compound represented by the general formulas (5) and (6)) was slowly added dropwise over 30 minutes. After dropping, the mixture was stirred at 5 ° C. for 1 hour, then the temperature was raised to room temperature and the reaction was continued for another 6 hours. After completion of the reaction, 4 ml of 0.5% aqueous sodium hydrogen carbonate was added to the reaction solution to quench the excess methacrylic acid chloride, and then the precipitated inorganic salt was separated by filtration. Next, 20 ml of 0.5% -sodium bicarbonate water and 2 mg of a polymerization inhibitor TEMPO were added to the filtrate, and most of acetonitrile was distilled off by a rotary evaporator to obtain a pale yellow residue. When 30 ml of demineralized water is added to this and ice-cooled, white crystals are precipitated. The white crystals are once separated by filtration, and then extracted by adding a mixed solvent of 120 ml of demineralized water / 20 ml of acetonitrile / 20 ml of n-heptane. Processed.

上記した抽出後の水層に、NaCl 20gを加え、酢酸エチル溶媒60mlで3回抽
出し、その後、抽出後の有機層の合量を脱塩水10mlで数回洗浄し、有機層にメトキシ
フェノール1mgを加えてロータリーエバポレータで濃縮することにより、黄白色の固体を7.0g得た。得られた固体中のFEGMA純度はGC分析(面積比)で94%、また、GPC分析(モル比換算)で86%であった。GPC分析における他の成分は前記一般式(3)の化合物(式中R=H、R=(5)又は(6))であり、14%であった。
To the aqueous layer after extraction, 20 g of NaCl was added and extracted three times with 60 ml of ethyl acetate solvent. Thereafter, the combined organic layer was washed several times with 10 ml of demineralized water, and 1 mg of methoxyphenol was added to the organic layer. And concentrated with a rotary evaporator to obtain 7.0 g of yellowish white solid. The FEGMA purity in the obtained solid was 94% by GC analysis (area ratio) and 86% by GPC analysis (in terms of molar ratio). The other component in the GPC analysis was the compound of the general formula (3) (wherein R 2 = H, R 4 = (5) or (6)) and was 14%.

(実施例3)
窒素を流通させた反応器にFEG10.0g(76.8mmol)、トリエチルアミン8.6g(85.0mmol)、ジメチルアミノピリジン1.0g(8.2mmol)、アセトニトリル100mlを仕込み、系内温度が5℃以下となるよう氷水で冷却した。この中へメタクリル酸無水物13.1g(85.0mmol)を30分かけてゆっくり滴下した。滴下後、5℃で1時間攪拌した後、室温まで上げて更に6時間反応を継続した。
(Example 3)
FEG 10.0 g (76.8 mmol), triethylamine 8.6 g (85.0 mmol), dimethylaminopyridine 1.0 g (8.2 mmol), and acetonitrile 100 ml were charged into a reactor in which nitrogen was circulated, and the system temperature was 5 ° C. It cooled with ice water so that it might become the following. To this, 13.1 g (85.0 mmol) of methacrylic anhydride was slowly added dropwise over 30 minutes. After the dropwise addition, the mixture was stirred at 5 ° C. for 1 hour, and then the temperature was raised to room temperature and the reaction was continued for another 6 hours.

反応終了後、反応液に0.5%−炭酸水素ナトリウム水を20mlおよび重合禁止剤TEMPO 2mgを加えてロータリーエバポレータでアセトニトリルの大部分を留去し、
薄黄色の水層残渣を得た。このものに脱塩水50mlを加え、n−ヘプタン20mlで抽出処理した。次に、抽出後の水層に溶解量以上のNaClを加え、酢酸エチル30mlで3回抽出し、その後、抽出後の有機層を脱塩水5mlで数回洗浄し、有機層をTEMPO
2mg加えてロータリーエバポレータで濃縮することにより、白色固体のFEGMA4
.1gを得た(原料FEG基準の手取収率26.6モル%、GC純度(面積比)=98%、GPC純度(モル比換算)=97%で、他の成分は前記一般式(3)の化合物であり、2
.5%であった。)。
After completion of the reaction, 20 ml of 0.5% aqueous sodium hydrogen carbonate and 2 mg of a polymerization inhibitor TEMPO were added to the reaction solution, and most of acetonitrile was distilled off with a rotary evaporator.
A pale yellow aqueous layer residue was obtained. To this was added 50 ml of demineralized water and extracted with 20 ml of n-heptane. Next, NaCl more than the dissolved amount is added to the aqueous layer after extraction, and the mixture is extracted three times with 30 ml of ethyl acetate. Then, the organic layer after extraction is washed several times with 5 ml of demineralized water, and the organic layer is TEMPO.
By adding 2 mg and concentrating with a rotary evaporator, white solid FEGMA4
. 1 g was obtained (handling yield based on raw material FEG 26.6 mol%, GC purity (area ratio) = 98%, GPC purity (mol ratio conversion) = 97%, the other components were the above general formula (3) And 2
. It was 5%. ).

(実施例4)
窒素を流通させた反応器にFEG10.0g(76.8mmol)、メタクリル酸6.70g(77.8mmol)、ジメチルアミノピリジン0.10g(0.90mmol)、塩化メチレン100mlを仕込み、系内温度が5℃以下となるよう氷水で冷却した。この中へN,N‘−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)16.1g(78.0mmol)の塩化メチレン10ml溶液を30分かけてゆっくり滴下した。滴下後、そのまま30分反応した後、温度を室温までゆっくり昇温し、そのまま3時間反応を継続した。反応終了後、析出したウレアをろ過分離し、濾液に0.5%−炭酸水素ナトリウム水20mlおよび重合禁止剤TEMPO 2mgを加えてロータリーエバポレータで塩化メチレンの大部分を留去し、薄黄白色の残渣を得た。このものに脱塩水30mlを加えて氷冷すると白色の結晶が析出してくるので、白色結晶を一旦ろ過分離させ、次に脱塩水120ml/アセトニトリル10ml/n−ヘプタン20mlの混合溶媒を加えて抽出処理した。
Example 4
FEG 10.0 g (76.8 mmol), methacrylic acid 6.70 g (77.8 mmol), dimethylaminopyridine 0.10 g (0.90 mmol) and methylene chloride 100 ml were charged into a reactor in which nitrogen was circulated. It cooled with ice water so that it might become 5 degrees C or less. A solution of 16.1 g (78.0 mmol) of N, N′-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) in 10 ml of methylene chloride was slowly added dropwise thereto over 30 minutes. After dropping, the reaction was continued for 30 minutes, and then the temperature was slowly raised to room temperature and the reaction was continued for 3 hours. After completion of the reaction, the precipitated urea was separated by filtration. To the filtrate, 20 ml of 0.5% aqueous sodium hydrogen carbonate and 2 mg of a polymerization inhibitor TEMPO were added, and most of the methylene chloride was distilled off with a rotary evaporator. A residue was obtained. When 30 ml of demineralized water is added to this and ice-cooled, white crystals are precipitated. The white crystals are once separated by filtration, and then extracted by adding a mixed solvent of 120 ml of demineralized water / 20 ml of acetonitrile / 20 ml of n-heptane. Processed.

上記した抽出後の水層に、NaCl 20gを加え、酢酸エチル溶媒60mlで3回抽
出し、その後、抽出後の有機層の合量を脱塩水10mlで数回洗浄し、有機層にメトキシフェノール1mg加えてロータリーエバポレータで濃縮することにより、薄黄白色の固体を7.9g得た。得られた固体中のFEGMA純度はGC分析(面積比)で99%<、また、GPC分析(モル比換算)で100%であった。
To the aqueous layer after extraction, 20 g of NaCl was added and extracted three times with 60 ml of ethyl acetate solvent. Thereafter, the combined organic layer was washed several times with 10 ml of demineralized water, and 1 mg of methoxyphenol was added to the organic layer. In addition, 7.9 g of a pale yellowish white solid was obtained by concentrating with a rotary evaporator. The FEGMA purity in the obtained solid was 99% <in GC analysis (area ratio) and 100% in GPC analysis (converted in molar ratio).

Claims (7)

下記一般式(1)で表される構造を有する環式(メタ)アクリレート化合物。
Figure 2008120758
(式(1)中、R1およびR2は、それぞれ水素原子または下記一般式(2)で表される(メタ)アクリロイル基であり、R1およびR2のうち少なくとも一つは一般式(2)で表される(メタ)アクリロイル基である。)
Figure 2008120758
(式(2)中、R3は水素原子またはメチル基であり、波線は結合部位を示す。)
The cyclic (meth) acrylate compound which has a structure represented by following General formula (1).
Figure 2008120758
(In formula (1), R 1 and R 2 are each a hydrogen atom or a (meth) acryloyl group represented by the following general formula (2), and at least one of R 1 and R 2 is represented by the general formula ( (It is a (meth) acryloyl group represented by 2).)
Figure 2008120758
(In Formula (2), R 3 is a hydrogen atom or a methyl group, and a wavy line indicates a binding site.)
下記一般式(3)および(4)で表される構造を有する化合物の含有量の合計が上記一般式(1)で表される構造を有する環式(メタ)アクリレート化合物に対して15モル%以下である請求項1に記載の環式(メタ)アクリレート組成物。
Figure 2008120758
(式(3)および(4)中、R2は水素原子または上記一般式(2)で表される(メタ)
アクリロイル基であり、R4、R5およびR6はそれぞれ下記一般式(5)または(6)で
表される基を示す。)
Figure 2008120758
(式(5)および(6)中、R7、R8、R9およびR10はそれぞれ水素原子またはメチル
基であり、Xはハロゲン原子を示す。波線は結合部位を示す。)
The total content of the compounds having the structures represented by the following general formulas (3) and (4) is 15 mol% with respect to the cyclic (meth) acrylate compound having the structure represented by the general formula (1). The cyclic (meth) acrylate composition according to claim 1, wherein:
Figure 2008120758
(In the formulas (3) and (4), R 2 is a hydrogen atom or (meth) represented by the above general formula (2).
It is an acryloyl group, and R 4 , R 5 and R 6 each represent a group represented by the following general formula (5) or (6). )
Figure 2008120758
(In the formulas (5) and (6), R 7 , R 8 , R 9 and R 10 are each a hydrogen atom or a methyl group, X represents a halogen atom, and a wavy line represents a binding site.)
7−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジオールと(メタ)アクリル酸ハライドとを塩基性物質の存在下に反応させることを特徴とする請求項1および請求項2に記載の環式(メタ)アクリレート化合物の製造方法。   7. 7-oxabicyclo [2.2.1] heptane-2,3-diol and (meth) acrylic acid halide are reacted in the presence of a basic substance. The manufacturing method of cyclic (meth) acrylate compound of this. 原料の(メタ)アクリル酸ハライドとして、純度が85モル%以上であるものを用いる、請求項3に記載の環式(メタ)アクリレート化合物の製造方法。   The manufacturing method of the cyclic (meth) acrylate compound of Claim 3 using what has a purity of 85 mol% or more as a raw material (meth) acrylic acid halide. 原料の(メタ)アクリル酸ハライドとして、(メタ)アクリル酸ハライドの2量体の含有量が15モル%以下であるもの用いる、請求項3又は4に記載の環式(メタ)アクリレート化合物の製造方法。   The production of the cyclic (meth) acrylate compound according to claim 3 or 4, wherein the raw material (meth) acrylic acid halide is a (meth) acrylic acid halide dimer content of 15 mol% or less. Method. 請求項1に記載の一般式(1)で示される環式(メタ)アクリレート化合物を構成成分として含むレジスト用樹脂組成物   Resin resin composition comprising a cyclic (meth) acrylate compound represented by formula (1) according to claim 1 as a constituent component 構成成分として、酸解離性モノマーを共重合組成物として含むことを特徴とする、請求項6に記載のレジスト用樹脂組成物。   The resist resin composition according to claim 6, comprising an acid dissociable monomer as a constituent component as a copolymer composition.
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