JP2009256307A - Adamantyl ester of unsaturated carboxylic acid and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フォトレジスト樹脂等の高機能性材料の原料（モノマー成分等）などとして有用な不飽和カルボン酸アダマンチルエステルとその製造法、及び該不飽和カルボン酸アダマンチルエステルの合成原料として有用なヒドロキシアルキル基を有するアダマンタン誘導体に関する。 The present invention relates to an unsaturated carboxylic acid adamantyl ester useful as a raw material (monomer component, etc.) of a highly functional material such as a photoresist resin, a production method thereof, and a hydroxy useful as a raw material for synthesis of the unsaturated carboxylic acid adamantyl ester. The present invention relates to an adamantane derivative having an alkyl group.
アダマンタン骨格を有する不飽和カルボン酸エステルをモノマー成分として含むポリマーは、エッチング耐性、光学的特性、耐湿性、耐熱性、熱膨張率などの特性に優れるため、フォトレジスト用樹脂、光学材料、有機ガラス用透明樹脂コーティング剤、導電性ポリマー、写真感光性材料、蛍光性材料などへの利用が期待されている。 A polymer containing an unsaturated carboxylic acid ester having an adamantane skeleton as a monomer component is excellent in properties such as etching resistance, optical properties, moisture resistance, heat resistance, and coefficient of thermal expansion. Application to transparent resin coating agents, conductive polymers, photographic photosensitive materials, fluorescent materials, etc. is expected.
特開昭６３−３３３５０号公報には、アダマンタン環に１〜３個のヒドロキシル基が結合したヒドロキシアダマンチルモノ（メタ）アクリレートが開示されている。この化合物はアダマンタン環に直接ヒドロキシル基が結合しているため、重合して得られるポリマーは基板への密着性に優れるという利点を有しており、フォトレジスト用樹脂として利用されている。また、特開２００５−１５４３６３号公報には、アダマンタン環にヒドロキシメチル基及び（メタ）アクリロイルオキシメチル基が結合したヒドロキシメチルアダマンチルメチル（メタ）アクリレートが開示されており、この化合物はフォトレジスト用樹脂のモノマーや農医薬中間体等として有用であることが記載されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 63-33350 discloses hydroxyadamantyl mono (meth) acrylate in which 1 to 3 hydroxyl groups are bonded to an adamantane ring. Since this compound has a hydroxyl group directly bonded to the adamantane ring, the polymer obtained by polymerization has an advantage of excellent adhesion to the substrate and is used as a resin for photoresist. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-154363 discloses hydroxymethyladamantylmethyl (meth) acrylate in which a hydroxymethyl group and a (meth) acryloyloxymethyl group are bonded to an adamantane ring, and this compound is a resin for photoresist. It is described that it is useful as a monomer or an intermediate for agricultural medicine.
上記アダマンタン環に１〜３個のヒドロキシル基が結合したヒドロキシアダマンチルモノ（メタ）アクリレートは、アダマンタン環に結合しているヒドロキシル基が反応性に乏しいので、架橋反応等に利用することは難しい。一方、上記アダマンタン環にヒドロキシメチル基及び（メタ）アクリロイルオキシメチル基が結合したヒドロキシメチルアダマンチルメチル（メタ）アクリレートは架橋反応等に有利なヒドロキシメチル基を有するものの、（メタ）アクリロイルオキシ基とアダマンタン環がメチレン基を介して結合しているため、ポリマーをフォトレジスト用樹脂として用いた場合に、エッチング耐性が十分でないという欠点を有する。 The hydroxyadamantyl mono (meth) acrylate in which 1 to 3 hydroxyl groups are bonded to the adamantane ring is difficult to use for a crosslinking reaction or the like because the hydroxyl group bonded to the adamantane ring is poor in reactivity. On the other hand, hydroxymethyladamantylmethyl (meth) acrylate, in which a hydroxymethyl group and (meth) acryloyloxymethyl group are bonded to the adamantane ring, has a hydroxymethyl group advantageous for a crosslinking reaction, etc., but (meth) acryloyloxy group and adamantane Since the ring is bonded through a methylene group, there is a drawback that the etching resistance is not sufficient when the polymer is used as a photoresist resin.
したがって、本発明の目的は、優れたエッチング耐性を付与できるとともに、架橋反応等に有利に利用できるヒドロキシル基を有する不飽和カルボン酸アダマンチルエステルと、その効率的な製造法を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記ヒドロキシル基を有する不飽和カルボン酸アダマンチルエステルの合成原料として有用なアダマンタン誘導体を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an unsaturated carboxylic acid adamantyl ester having a hydroxyl group that can impart excellent etching resistance and can be advantageously used for a crosslinking reaction, and an efficient production method thereof.
Another object of the present invention is to provide an adamantane derivative useful as a raw material for the synthesis of the unsaturated carboxylic acid adamantyl ester having a hydroxyl group.
本発明者は、前記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、アダマンタン環にヒドロキシル基とヒドロキシアルキル基とを有するアダマンタン誘導体のヒドロキシアルキル基のヒドロキシル基を保護基で保護した後、アダマンタンに直接結合しているヒドロキシル基を不飽和カルボン酸アシルオキシ基に変換し、次いで前記保護基を脱離すると、アダマンタン環に直接結合しているヒドロキシル基のみが選択的にエステル化された、ヒドロキシアルキル基を有する不飽和カルボン酸アダマンチルエステルが得られること、及びこの化合物をフォトレジスト用樹脂のモノマーとして使用した場合には、優れたエッチング耐性を付与できるとともに、ヒドロキシアルキル基のヒドロキシル基を架橋反応等に利用できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has protected the hydroxyl group of the hydroxyalkyl group of an adamantane derivative having a hydroxyl group and a hydroxyalkyl group on the adamantane ring with a protecting group, and then added the adamantane to the adamantane. A hydroxyalkyl group in which the directly bonded hydroxyl group is converted into an unsaturated carboxylic acyloxy group and then the protecting group is removed, so that only the hydroxyl group directly bonded to the adamantane ring is selectively esterified. When this compound is used as a monomer for a photoresist resin, it can provide excellent etching resistance, and the hydroxyl group of a hydroxyalkyl group can be used for a crosslinking reaction. Finding that it can be used, the present invention Form was.
すなわち、本発明は、下記式（１）
で表される不飽和カルボン酸アダマンチルエステルを提供する。
That is, the present invention provides the following formula (1):
The unsaturated carboxylic acid adamantyl ester represented by these is provided.
この不飽和カルボン酸アダマンチルエステルにおいて、式（１）におけるｍ個の［−（ＣＨ2）n−ＯＨ］のうち少なくとも１つが［−（ＣＨ2）n−Ｏ（ＣＯ）−Ｃ（Ｒ1）＝ＣＨ2］で置き換えられた不純物化合物の含有量は、３重量％未満であるのが好ましい。 In this unsaturated carboxylic acid adamantyl ester, at least one of m [— (CH 2 ) n —OH] in the formula (1) is [— (CH 2 ) n —O (CO) —C (R 1 ). The content of the impurity compound replaced with ═CH 2 ] is preferably less than 3% by weight.
本発明は、また、下記式（２）
で表されるアダマンタノール誘導体を保護基導入反応に付して、下記式（３）
で表される化合物とし、この化合物に、下記式（４）
ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ1）−ＣＯＯＨ （４）
（式中、Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示す）
で表される不飽和カルボン酸又はその反応性誘導体を反応させて、下記式（５）
で表される化合物とし、次いでこの化合物を脱保護反応に付して、下記式（１）
で表される化合物を得ることを特徴とする不飽和カルボン酸アダマンチルエステルの製造法を提供する。
The present invention also provides the following formula (2):
The adamantanol derivative represented by the following formula (3)
And a compound represented by the following formula (4):
CH 2 = C (R 1) -COOH (4)
(Wherein R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms)
Is reacted with an unsaturated carboxylic acid represented by the following formula (5):
Then, this compound is subjected to a deprotection reaction to give the following formula (1)
A method for producing an unsaturated carboxylic acid adamantyl ester is provided.
この製造法において、ヒドロキシル基の保護基Ｒ2としては、アシル基、置換基を有していてもよいアルコキシメチル基、ベンジル基、トリフェニルメチル基又はシリル基であるのが好ましい。 In this production method, the protecting group R 2 for the hydroxyl group is preferably an acyl group, an alkoxymethyl group which may have a substituent, a benzyl group, a triphenylmethyl group or a silyl group.
本発明は、さらに、下記式（３）
で表されるアダマンタン誘導体を提供する。
The present invention further provides the following formula (3):
An adamantane derivative represented by the formula:
本発明の不飽和カルボン酸アダマンチルエステルによれば、アダマンタン環の橋頭位に不飽和カルボン酸アシルオキシ基が直接結合し、且つアダマンタン環に少なくとも１つのヒドロキシアルキル基が結合しているため、これを重合して得られるポリマーをフォトレジスト用樹脂として用いた場合に、高いエッチング耐性が得られるとともに、ヒドロキシアルキル基のヒドロキシル基を架橋反応等に利用することができる。
本発明の製造法によれば、上記のような優れた化合物を効率よく製造できる。
さらに、本発明のアダマンタン誘導体によれば、これを製造原料とすることにより、上記不飽和カルボン酸アダマンチルエステルを簡易に製造することができる。
According to the unsaturated carboxylic acid adamantyl ester of the present invention, the unsaturated carboxylic acid acyloxy group is directly bonded to the bridge head position of the adamantane ring, and at least one hydroxyalkyl group is bonded to the adamantane ring. When the polymer obtained in this manner is used as a photoresist resin, high etching resistance can be obtained, and the hydroxyl group of the hydroxyalkyl group can be used for a crosslinking reaction or the like.
According to the production method of the present invention, the above excellent compounds can be produced efficiently.
Furthermore, according to the adamantane derivative of the present invention, the unsaturated carboxylic acid adamantyl ester can be easily produced by using this as a production raw material.
［不飽和カルボン酸アダマンチルエステル］
本発明の不飽和カルボン酸アダマンチルエステルは、前記式（１）で表される。式（１）中、Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示す。
[Unsaturated carboxylic acid adamantyl ester]
The unsaturated carboxylic acid adamantyl ester of the present invention is represented by the formula (1). In Formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Ｒ1における炭素数１〜６のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル基等の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。Ｒ1としては、特に、水素原子又はメチル基が好ましい。 Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 1 include linear or branched chain groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, pentyl, and hexyl groups. An alkyl group is mentioned. R 1 is particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.
式（１）中のｐはアダマンタン環に直接結合しているヒドロキシル基の数であって、０又は１以上の整数を示す。ヒドロキシル基はアダマンタン環の橋頭位に結合していてもよく、非橋頭位に結合していてもよい。ヒドロキシル基は橋頭位に結合しているのが好ましい。ｐは好ましくは０又は１〜２の整数である。 P in the formula (1) is the number of hydroxyl groups directly bonded to the adamantane ring, and represents 0 or an integer of 1 or more. The hydroxyl group may be bonded to the bridge head position of the adamantane ring or may be bonded to a non-bridge head position. The hydroxyl group is preferably bonded to the bridgehead position. p is preferably 0 or an integer of 1 to 2.
式（１）中のｍはアダマンタン環に結合しているヒドロキシアルキル基［−（ＣＨ2）n−ＯＨ］の数であって、１以上の整数を示す。前記ヒドロキシアルキル基はアダマンタン環の橋頭位に結合していてもよく、非橋頭位に結合していてもよい。前記ヒドロキシルアルキル基は橋頭位に結合しているのが好ましい。ｍは１〜３の整数、特に１又は２であることが多い。ｎはメチレン基［−ＣＨ2−］の数であって、１以上の整数を示す。ｎは好ましくは１〜６、さらに好ましくは１〜４、特に好ましくは１である。ｍが２以上の場合、ｍ個のｎはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。 M in the formula (1) is the number of hydroxyalkyl groups [— (CH 2 ) n —OH] bonded to the adamantane ring, and represents an integer of 1 or more. The hydroxyalkyl group may be bonded to the bridge head position of the adamantane ring or may be bonded to a non-bridge head position. The hydroxylalkyl group is preferably bonded to the bridgehead position. In many cases, m is an integer of 1 to 3, particularly 1 or 2. n is the number of methylene groups [—CH 2 —] and represents an integer of 1 or more. n is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 4, and particularly preferably 1. When m is 2 or more, the m n's may be the same or different.
式（１）中のアダマンタン環は式中に示される置換基以外の置換基を有していてもよい。このような置換基としては、例えば、ハロゲン原子（フッ素、塩素、臭素原子など）、アルキル基（メチル、エチル、イソプロピル基などのＣ1-4アルキル基など）、置換オキシ基（メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ基などのＣ1-4アルコキシ基、フェニルオキシ基などのアリールオキシ基、アセチルオキシ、ベンゾイルオキシ基などのアシルオキシ基（不飽和カルボン酸アシルオキシ基を除く）など）、置換アミノ基（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ基などのＮ，Ｎ−ジＣ1-4アルキルアミノ基、アセチルアミノ基などのアシルアミノ基等）、カルボキシル基、置換オキシカルボニル基（メトキシカルボニル、エトキシカルボニル基などのＣ1-4アルコキシ−カルボニル基など）、ニトロ基、オキソ基などが例示できる。式（１）で表される化合物が置換基を有するとき、その数は、例えば１〜４程度である。式（１）中のアダマンタン環は式中に示される置換基以外の置換基を有しないか、或いはメチル基等のＣ1-4アルキル基を１又は２個有する場合が多い。 The adamantane ring in formula (1) may have a substituent other than the substituents shown in the formula. Examples of such a substituent include a halogen atom (fluorine, chlorine, bromine atom, etc.), an alkyl group (C 1-4 alkyl group such as methyl, ethyl, isopropyl group, etc.), a substituted oxy group (methoxy, ethoxy, C 1-4 alkoxy groups such as isopropoxy group, aryloxy groups such as phenyloxy group, acyloxy groups such as acetyloxy and benzoyloxy groups (excluding unsaturated carboxylic acid acyloxy groups), substituted amino groups (N, N, N-diC 1-4 alkylamino group such as N-dimethylamino group, acylamino group such as acetylamino group), carboxyl group, substituted oxycarbonyl group (C 1-4 such as methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl group, etc.) Examples thereof include alkoxy-carbonyl groups), nitro groups, oxo groups and the like. When the compound represented by Formula (1) has a substituent, the number is about 1-4, for example. In many cases, the adamantane ring in formula (1) does not have a substituent other than the substituents shown in the formula, or has one or two C 1-4 alkyl groups such as a methyl group.
式（１）で表される不飽和カルボン酸アダマンチルエステルの代表的な例として、例えば、（メタ）アクリル酸 ３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−イル エステル、（メタ）アクリル酸 ３，５−ビス（ヒドロキシメチル）アダマンタン−１−イル エステル、（メタ）アクリル酸 ３−ヒドロキシ−５−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−イル エステルなどが挙げられる。 Representative examples of the unsaturated carboxylic acid adamantyl ester represented by the formula (1) include, for example, (meth) acrylic acid 3-hydroxymethyladamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3,5-bis ( Hydroxymethyl) adamantan-1-yl ester, (meth) acrylic acid 3-hydroxy-5-hydroxymethyladamantan-1-yl ester, and the like.
本発明の不飽和カルボン酸アダマンチルエステルは、アダマンタン環の橋頭位に（メタ）アクリロイルオキシ基等の不飽和カルボン酸アシルオキシ基が直接結合しているため、重合して得られるポリマーをフォトレジスト用樹脂として用いた場合に、高いエッチング耐性が得られるとともに、アダマンタン環に直接結合しているヒドロキシ基よりも反応性が著しく高いヒドロキシメチル基等のヒドロキシアルキル基がアダマンタン環に少なくとも１つ結合しているため、該ヒドロキシアルキル基のヒドロキシル基を架橋反応（例えば、エポキシ樹脂等による架橋反応など）等に利用できるという利点を有する。このため、例えばネガ型のフォトレジスト用樹脂として利用できる。 In the unsaturated carboxylic acid adamantyl ester of the present invention, an unsaturated carboxylic acid acyloxy group such as a (meth) acryloyloxy group is directly bonded to the bridge head position of the adamantane ring. When used as, a high etching resistance is obtained, and at least one hydroxyalkyl group such as a hydroxymethyl group having a significantly higher reactivity than a hydroxy group directly bonded to the adamantane ring is bonded to the adamantane ring. Therefore, there is an advantage that the hydroxyl group of the hydroxyalkyl group can be used for a crosslinking reaction (for example, a crosslinking reaction with an epoxy resin or the like). For this reason, it can be utilized as, for example, a negative photoresist resin.
なお、本発明の不飽和カルボン酸アダマンチルエステル中に不純物、特に不飽和カルボン酸アシルオキシ基を複数個有する化合物（ジアシル体等）が含まれていると、重合の際、溶剤不溶解物が生成し、フィルタリング等の除去工程が必要となる。このような溶剤不溶解物は非常に目詰まりしやすく、幾度となく濾紙を交換する必要があり、操作が極めて煩雑となる。また、前記の不飽和カルボン酸アシルオキシ基を複数個有する化合物が重合に関与すると、分子量が大きくなり、ポリマーの機能上好ましくない。 If the unsaturated carboxylic acid adamantyl ester of the present invention contains an impurity, particularly a compound having a plurality of unsaturated carboxylic acyloxy groups (such as a diacyl compound), an insoluble solvent is generated during the polymerization. In addition, a removal process such as filtering is required. Such solvent-insoluble materials are very easily clogged, and it is necessary to change the filter paper several times. This makes the operation extremely complicated. Further, if the compound having a plurality of acyloxy groups having the unsaturated carboxylic acid is involved in the polymerization, the molecular weight increases, which is not preferable in terms of the function of the polymer.
このため、本発明の不飽和カルボン酸アダマンチルエステルにおいては、式（１）におけるｍ個の［−（ＣＨ2）n−ＯＨ］のうち少なくとも１つが［−（ＣＨ2）n−Ｏ（ＣＯ）−Ｃ（Ｒ1）＝ＣＨ2］で置き換えられた不純物化合物の含有量（総量）が３重量％未満、特に２重量％以下（とりわけ１重量％以下）であるのが好ましい。本発明の製造法（後述）以外の方法、例えば、前記式（２）で表される化合物を直接アシル化反応（不飽和カルボン酸アシル基導入反応）に付す場合には、第３級の水酸基よりも第１級の水酸基の方がアシル化されやすいので、目的化合物の収率が低いだけでなく、第３級水酸基と第１級水酸基がともにアシル化されたジアシル体が副生しやすい。このジアシル体と目的化合物とは物性が近似しているため、一般的な分離精製法では両者を完全に分離することが困難であり、通常、目的とする不飽和カルボン酸アダマンチルエステル中には不純物である前記ジアシル体が３重量％以上含まれる。 Therefore, in the unsaturated carboxylic acid adamantyl ester of the present invention, at least one of m [— (CH 2 ) n —OH] in the formula (1) is [— (CH 2 ) n —O (CO). It is preferable that the content (total amount) of the impurity compound replaced by —C (R 1 ) ═CH 2 ] is less than 3% by weight, particularly 2% by weight or less (particularly 1% by weight or less). When a method other than the production method (described later) of the present invention, for example, a compound represented by the formula (2) is directly subjected to acylation reaction (unsaturated carboxylic acid acyl group introduction reaction), a tertiary hydroxyl group is used. Since the primary hydroxyl group is more easily acylated, the yield of the target compound is low, and a diacyl derivative in which both the tertiary hydroxyl group and the primary hydroxyl group are acylated is easily produced as a by-product. Since the physical properties of the diacyl compound and the target compound are similar, it is difficult to completely separate the two by a general separation and purification method, and impurities are usually contained in the target unsaturated carboxylic acid adamantyl ester. 3% by weight or more of the diacyl derivative is contained.
［不飽和カルボン酸アダマンチルエステルの製造法］
本発明の不飽和カルボン酸アダマンチルエステルの製造法では、前記式（２）で表されるアダマンタノール誘導体を保護基導入反応に付して、前記式（３）で表される化合物とし、この化合物に、前記式（４）で表される不飽和カルボン酸又はその反応性誘導体を反応させて、前記式（５）で表される化合物とし、次いでこの化合物を脱保護反応に付して、前記式（１）で表される化合物（本発明の不飽和カルボン酸アダマンチルエステル）を得る。
[Production method of unsaturated carboxylic acid adamantyl ester]
In the process for producing an unsaturated carboxylic acid adamantyl ester of the present invention, the adamantanol derivative represented by the above formula (2) is subjected to a protective group introduction reaction to obtain a compound represented by the above formula (3). To the unsaturated carboxylic acid represented by the formula (4) or a reactive derivative thereof to obtain a compound represented by the formula (5), and then subjecting this compound to a deprotection reaction, A compound represented by the formula (1) (unsaturated carboxylic acid adamantyl ester of the present invention) is obtained.
各式中、Ｒ1、ｐ、ｍ、ｎは前記に同じであり、アダマンタン環は式中に示される置換基以外の置換基（前記と同様）を有していてもよい。 In each formula, R 1 , p, m, and n are the same as described above, and the adamantane ring may have a substituent other than the substituents shown in the formula (as described above).
式（２）で表される化合物の具体例として、下記式（2-1）〜（2-25）で表される化合物が挙げられる。 Specific examples of the compound represented by the formula (2) include compounds represented by the following formulas (2-1) to (2-25).
これらのなかでも、式（2-1）〜（2-8）で表される化合物が好ましい。式（２）で表される化合物の代表的な例として、３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オール、３，５−ビス（ヒドロキシメチル）アダマンタン−１−オール、５−ヒドロキシメチルアダマンタン−１，３−ジオールなどが挙げられる。 Among these, compounds represented by formulas (2-1) to (2-8) are preferable. As representative examples of the compound represented by the formula (2), 3-hydroxymethyladamantan-1-ol, 3,5-bis (hydroxymethyl) adamantan-1-ol, 5-hydroxymethyladamantane-1,3 -Diol etc. are mentioned.
式（２）で表される化合物は、例えば、公知の化合物から公知の反応を利用して製造することができる。例えば、ヒドロキシメチル基とヒドロキシル基とを有するアダマンタン誘導体は、カルボキシル基又はアルコキシカルボニル基とヒドロキシル基とを有するアダマンタン誘導体に水素化アルミニウムリチウム等の還元剤を作用させて、カルボキシル基又はアルコキシカルボニル基をヒドロキシメチル基に転化させることにより得ることができる。また、アダマンタン環の橋頭位にヒドロキシル基を有するアダマンタン誘導体は、アダマンタン環の橋頭位に水素原子が結合している化合物を、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド等のイミド系化合物触媒（又は、イミド系化合物触媒及び金属化合物）の存在下、酸素で酸化することにより得ることができる。さらに、アダマンタン環の非橋頭位にヒドロキシル基を有するアダマンタン誘導体は、アダマンタン環の非橋頭位にオキソ基が結合している化合物（アダマンタノン化合物）を、適当な還元剤、例えば、水素化ホウ素ナトリウム、水素化アルミニウムリチウム等を用いて還元するか、若しくは金属触媒存在下に接触水素添加する方法等により得ることができる。 The compound represented by the formula (2) can be produced, for example, from a known compound using a known reaction. For example, in the case of an adamantane derivative having a hydroxymethyl group and a hydroxyl group, a reducing agent such as lithium aluminum hydride is allowed to act on the adamantane derivative having a carboxyl group or an alkoxycarbonyl group and a hydroxyl group to thereby convert the carboxyl group or the alkoxycarbonyl group. It can be obtained by conversion to a hydroxymethyl group. In addition, an adamantane derivative having a hydroxyl group at the bridge head position of the adamantane ring is obtained by converting a compound in which a hydrogen atom is bonded to the bridge head position of the adamantane ring into an imide compound catalyst such as N-hydroxyphthalimide (or an imide compound catalyst and It can be obtained by oxidation with oxygen in the presence of a metal compound. Furthermore, an adamantane derivative having a hydroxyl group at the non-bridge head position of the adamantane ring can be obtained by converting a compound having an oxo group bonded to the non-bridge head position of the adamantane ring (adamantanone compound) with an appropriate reducing agent such as sodium borohydride. It can be obtained by reduction using lithium aluminum hydride or the like, or by catalytic hydrogenation in the presence of a metal catalyst.
式（３）中、Ｒ2はヒドロキシル基の保護基を示す。ヒドロキシル基の保護基としては、有機合成の分野で慣用のヒドロキシル基の保護基を使用できる。これらの中でも、ヒドロキシル基の保護基として、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基等のアシル基（特に、炭素数１〜４の脂肪族飽和アシル基又は炭素数６〜１０の芳香族アシル基）；メトキシメチル基、ベンジルオキシメチル基、ｔ−ブトキシメチル基、２−メトキシエトキシメチル基、トリクロロエトキシメチル基などの置換基を有していてもよいアルコキシメチル基；ベンジル基；トリフェニルメチル基；トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、イソプロピルジメチルシリル基、ｔ−ブチルジメチルシリル基、（トリフェニルメチル）ジメチルシリル基、ｔ−ブチルジフェニルシリル基などのシリル基が好ましい。 In formula (3), R 2 represents a hydroxyl-protecting group. As the hydroxyl protecting group, a hydroxyl protecting group conventionally used in the field of organic synthesis can be used. Among these, as a protecting group for a hydroxyl group, for example, an acyl group such as an acetyl group, a propionyl group, or a benzoyl group (particularly an aliphatic saturated acyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aromatic acyl group having 6 to 10 carbon atoms). ); Alkoxymethyl group optionally having substituents such as methoxymethyl group, benzyloxymethyl group, t-butoxymethyl group, 2-methoxyethoxymethyl group, trichloroethoxymethyl group; benzyl group; triphenylmethyl group A silyl group such as a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, an isopropyldimethylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, a (triphenylmethyl) dimethylsilyl group, or a t-butyldiphenylsilyl group is preferred.
式（３）で表される化合物のなかでも、ｎが２以上（例えばｎ＝２〜６、より好ましくはｎ＝２〜４）である化合物、ｍ＋ｐが２以上（例えば、ｍ＋ｐ＝２〜３）である化合物、ｐが１以上（例えばｐ＝１〜２、より好ましくはｐ＝１）である化合物などが好ましい。 Among the compounds represented by formula (3), a compound in which n is 2 or more (for example, n = 2 to 6, more preferably n = 2 to 4), m + p is 2 or more (for example, m + p = 2 to 3). And a compound in which p is 1 or more (for example, p = 1 to 2, more preferably p = 1).
式（２）で表されるアダマンタノール誘導体の第１級水酸基への保護基の導入は、慣用の方法で行うことができる。例えば、アシル基を導入する場合には、導入するアシル基に対応する酸無水物や酸ハライドをアシル化剤として用いることができる。アシル化反応は、ピリジン、トリエチルアミン等の塩基の存在下で行うのが好ましい。置換基を有していてもよいアルコキシメチル基を導入する場合には、導入する置換基を有していてもよいアルコキシメチル基に対応する置換基を有していてもよいアルコキシメチルハライドを反応剤として用いるのが好ましい。この反応（エーテル化反応）は、例えば、エチルジイソプロピルアミン、トリエチルアミンなどの塩基の存在下で行うのが好ましい。ベンジル基又はトリフェニルメチル基を導入する場合には、ベンジルハライド又はトリチルハライドを反応剤として用いるのが好ましい。この反応（エーテル化反応）は、例えば、炭酸カリウム、トリエチルアミン、４−ジメチルアミノピリジンなどの塩基の存在下で行うのが好ましい。シリル基を導入する場合には、通常、シリル基に対応するシリルハライドを反応剤として用いる。この反応（シリルエーテル化反応）は、例えば、トリエチルアミン、４−ジメチルアミノピリジン、ピリジン、イミダゾール、炭酸カリウムなどの塩基の存在下で行うのが好ましい。 Introduction of a protecting group into the primary hydroxyl group of the adamantanol derivative represented by the formula (2) can be carried out by a conventional method. For example, when an acyl group is introduced, an acid anhydride or an acid halide corresponding to the acyl group to be introduced can be used as an acylating agent. The acylation reaction is preferably performed in the presence of a base such as pyridine or triethylamine. When introducing an alkoxymethyl group which may have a substituent, react an alkoxymethyl halide which may have a substituent corresponding to the alkoxymethyl group which may have a substituent to be introduced. It is preferable to use it as an agent. This reaction (etherification reaction) is preferably performed in the presence of a base such as ethyldiisopropylamine or triethylamine. When introducing a benzyl group or a triphenylmethyl group, it is preferable to use benzyl halide or trityl halide as a reactant. This reaction (etherification reaction) is preferably performed in the presence of a base such as potassium carbonate, triethylamine, 4-dimethylaminopyridine, for example. When a silyl group is introduced, a silyl halide corresponding to the silyl group is usually used as a reactant. This reaction (silyl etherification reaction) is preferably performed in the presence of a base such as triethylamine, 4-dimethylaminopyridine, pyridine, imidazole or potassium carbonate.
保護基導入反応は、通常、溶媒中で行われる。溶媒としては、導入する保護基の種類によっても異なるが、例えば、ヘキサン、オクタンなどの脂肪族炭化水素；シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素；塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素；ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル；アセトニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド；ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド；これらの混合溶媒などが挙げられる。反応条件は、保護基の種類に応じた慣用の反応条件を採用できる。保護基導入反応に用いる反応剤の使用量は、式（２）で表される化合物に結合しているヒドロキシアルキル基［−（ＣＨ2）n−ＯＨ］１モルに対して、例えば１〜２モル、好ましくは１．０１〜１．８モル程度である。 The protecting group introduction reaction is usually performed in a solvent. The solvent varies depending on the type of protecting group to be introduced. For example, aliphatic hydrocarbons such as hexane and octane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene Halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform and dichloroethane; ethers such as diethyl ether, dimethoxyethane, tetrahydrofuran and dioxane; nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; amides such as N, N-dimethylformamide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; A mixed solvent thereof and the like. As the reaction conditions, conventional reaction conditions corresponding to the type of protecting group can be adopted. The amount of the reactant used for the protecting group introduction reaction is, for example, 1 to 2 with respect to 1 mol of the hydroxyalkyl group [— (CH 2 ) n —OH] bonded to the compound represented by the formula (2). Mol, preferably about 1.01 to 1.8 mol.
反応終了後、反応生成物［式（３）で表される化合物］は、慣用の精製手段、例えば、濃縮、晶析、抽出、再結晶、蒸留、カラムクロマトグラフィー、又はこれらの組み合わせにより分離精製することができる。 After completion of the reaction, the reaction product [compound represented by formula (3)] is separated and purified by conventional purification means such as concentration, crystallization, extraction, recrystallization, distillation, column chromatography, or a combination thereof. can do.
式（３）で表される化合物の具体例としては、前記式（２）で表される化合物の具体例として挙げられている化合物におけるヒドロキシメチル基が保護基で保護された化合物が挙げられる。なかでも、式（2-1）〜（2-8）で表される化合物におけるヒドロキシメチル基が保護基で保護された化合物が特に好ましい。 Specific examples of the compound represented by the formula (3) include compounds in which the hydroxymethyl group in the compound exemplified as the specific example of the compound represented by the formula (2) is protected with a protecting group. Of these, compounds in which the hydroxymethyl group in the compounds represented by formulas (2-1) to (2-8) is protected with a protecting group are particularly preferred.
式（４）で表される不飽和カルボン酸の代表的な例として、アクリル酸、メタクリル酸などが挙げられる。式（４）で表される不飽和カルボン酸の反応性誘導体の代表的な例としては、例えば、アクリル酸クロリド、アクリル酸ブロミド、メタクリル酸クロリド、メタクリル酸ブロミドなどの不飽和カルボン酸ハライド；無水アクリル酸、無水メタクリル酸などの不飽和カルボン酸無水物などが挙げられる。 Representative examples of the unsaturated carboxylic acid represented by the formula (4) include acrylic acid and methacrylic acid. Representative examples of the reactive derivative of the unsaturated carboxylic acid represented by the formula (4) include unsaturated carboxylic acid halides such as acrylic acid chloride, acrylic acid bromide, methacrylic acid chloride, and methacrylic acid bromide; Examples thereof include unsaturated carboxylic acid anhydrides such as acrylic acid and methacrylic anhydride.
式（３）で表される化合物と式（４）で表される不飽和カルボン酸又はその反応性誘導体との反応は、通常、反応に不活性な有機溶媒中で行われる。前記有機溶媒としては、例えば、ヘキサン、オクタンなどの脂肪族炭化水素；シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素；塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素；ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル；アセトニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド；ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド；これらの混合溶媒などが挙げられる。 The reaction of the compound represented by the formula (3) and the unsaturated carboxylic acid represented by the formula (4) or a reactive derivative thereof is usually performed in an organic solvent inert to the reaction. Examples of the organic solvent include aliphatic hydrocarbons such as hexane and octane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; methylene chloride, chloroform, dichloroethane and the like. Halogenated hydrocarbons; ethers such as diethyl ether, dimethoxyethane, tetrahydrofuran and dioxane; nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; amides such as N, N-dimethylformamide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; mixed solvents thereof .
式（４）で表される不飽和カルボン酸誘導体又はその反応性誘導体の使用量は、式（３）で表される化合物１モルに対して、ｐが０の場合には、例えば１〜１０モル、好ましくは１〜５モル程度である。ｐが１以上の整数の場合には、ジアシル体等の副生を抑制するため、式（４）で表される不飽和カルボン酸誘導体又はその反応性誘導体の使用量を適宜調整するのが好ましい。 The amount of the unsaturated carboxylic acid derivative represented by the formula (4) or the reactive derivative thereof used is, for example, 1 to 10 when p is 0 with respect to 1 mol of the compound represented by the formula (3). Mol, preferably about 1 to 5 mol. When p is an integer of 1 or more, it is preferable to appropriately adjust the amount of the unsaturated carboxylic acid derivative represented by the formula (4) or a reactive derivative thereof in order to suppress by-products such as diacyl compounds. .
式（４）で表される不飽和カルボン酸を反応に用いる場合には、触媒として酸を使用するのが好ましい。酸としては、例えば、塩酸、塩化水素、硫酸、硝酸、リン酸、ヘテロポリ酸などの無機酸；メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸などのスルホン酸類；酢酸、トリフルオロ酢酸などのカルボン酸；陽イオン交換樹脂などが挙げられる。これらの中でも、硫酸などの無機強酸、ｐ−トルエンスルホン酸などのスルホン酸類、強酸性陽イオン交換樹脂などの強酸が好ましい。酸の使用量は、触媒量であればよく、式（３）で表される化合物１モルに対して、例えば０．０００１〜０．３モル、好ましくは０．００１〜０．２モル程度である。 When the unsaturated carboxylic acid represented by the formula (4) is used for the reaction, it is preferable to use an acid as a catalyst. Examples of the acid include inorganic acids such as hydrochloric acid, hydrogen chloride, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, and heteropoly acid; methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, and naphthalenesulfone. Examples thereof include sulfonic acids such as acids; carboxylic acids such as acetic acid and trifluoroacetic acid; and cation exchange resins. Of these, inorganic strong acids such as sulfuric acid, sulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid, and strong acids such as strongly acidic cation exchange resins are preferred. The amount of the acid used may be a catalytic amount, for example, 0.0001 to 0.3 mol, preferably about 0.001 to 0.2 mol, relative to 1 mol of the compound represented by formula (3). is there.
式（４）で表される不飽和カルボン酸の反応性誘導体を反応に用いる場合には、反応を塩基の存在下で行う場合が多い。塩基としては、無機塩基を用いることもできるが、水の副生しない有機塩基を用いるのが好ましい。有機塩基としては、例えば、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、Ｎ−メチルピペリジン、Ｎ−メチルモルホリン、４−ジメチルアミノピリジン、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノネン−５、１，５−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−５、ジアザビシクロ［２．２．２］オクタンなどの鎖状又は環状アミン；ピリジン、イミダゾールなどの塩基性含窒素芳香族性複素環化合物などが挙げられる。塩基の使用量は、式（４）で表される不飽和カルボン酸の反応性誘導体１モルに対して、例えば０．８モル以上（０．８〜２モル程度）、好ましくは１〜１．６モル程度である。塩基を溶媒として用いることもできる。 When a reactive derivative of an unsaturated carboxylic acid represented by formula (4) is used for the reaction, the reaction is often performed in the presence of a base. As the base, an inorganic base can be used, but it is preferable to use an organic base which does not produce water as a by-product. Examples of the organic base include triethylamine, tripropylamine, N-methylpiperidine, N-methylmorpholine, 4-dimethylaminopyridine, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5, 1,5-diazabicyclo. Examples include [5.4.0] undecene-5, chain or cyclic amines such as diazabicyclo [2.2.2] octane; basic nitrogen-containing aromatic heterocyclic compounds such as pyridine and imidazole. The amount of the base used is, for example, 0.8 mol or more (about 0.8 to 2 mol), preferably 1 to 1. mol per 1 mol of the reactive derivative of the unsaturated carboxylic acid represented by the formula (4). About 6 moles. A base can also be used as a solvent.
式（４）で表される不飽和カルボン酸の反応性誘導体として、酸無水物を用いる場合には、反応速度を高めるため、酸の存在下で反応を行ってもよい。酸としては、前記例示の酸を使用できる。 When an acid anhydride is used as the reactive derivative of the unsaturated carboxylic acid represented by the formula (4), the reaction may be performed in the presence of an acid in order to increase the reaction rate. As the acid, the acids exemplified above can be used.
式（３）で表される化合物と式（４）で表される不飽和カルボン酸又はその反応性誘導体との反応における反応温度は、反応に用いる化合物の種類により異なるが、一般に、例えば−２０〜１５０℃、好ましくは−１０〜１２０℃程度である。 The reaction temperature in the reaction of the compound represented by the formula (3) and the unsaturated carboxylic acid represented by the formula (4) or a reactive derivative thereof varies depending on the type of the compound used in the reaction, but is generally, for example, -20 It is about -150 degreeC, Preferably it is about -10-120 degreeC.
なお、アシル化反応中での保護基Ｒ2の脱離防止等の観点から、式（３）の化合物における保護基Ｒ2がアシル基の場合には、アシル化剤として式（４）で表される不飽和カルボン酸を用いる場合が多く、式（３）の化合物における保護基Ｒ2が置換基を有していてもよいアルコキシメチル基、ベンジル基、トリフェニルメチル基又はシリル基の場合には、アシル化剤として式（４）で表される不飽和カルボン酸の反応性誘導体を用いる場合が多い。 Note that Table in formula (4) from the viewpoint of detachment prevention of the protecting group R 2 in a acylation reaction, when the protecting group R 2 in the compounds of formula (3) is an acyl group, as an acylating agent In the case where the protecting group R 2 in the compound of the formula (3) is an alkoxymethyl group, benzyl group, triphenylmethyl group or silyl group which may have a substituent. Often uses a reactive derivative of an unsaturated carboxylic acid represented by the formula (4) as an acylating agent.
反応終了後、反応生成物［式（５）で表される化合物］は、慣用の精製手段、例えば、濃縮、晶析、抽出、再結晶、蒸留、カラムクロマトグラフィー、又はこれらの組み合わせにより分離精製することができる。 After completion of the reaction, the reaction product [compound represented by formula (5)] is separated and purified by a conventional purification means such as concentration, crystallization, extraction, recrystallization, distillation, column chromatography, or a combination thereof. can do.
式（５）で表される化合物の保護基の脱離は、保護基の種類に応じた慣用の方法で行うことができる。例えば、保護基がアシル基の場合の脱保護は、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等の塩基、又は硫酸等の強酸の存在下、加水分解反応に付すことにより行うことができる。保護基が置換基を有していてもよいアルコキシメチル基の場合の脱保護は、塩酸等の強酸存在下、加水分解反応に付すことにより行うことができる。保護基がベンジル基の場合の脱保護は、パラジム−炭素等の触媒の存在下、水添反応に付すことにより行うことができる。保護基がトリフェニルメチル基の場合の脱保護は、ｐ−トルエンスルホン酸等の強酸の存在下、加水分解反応等に付すことにより行うことができる。保護基がシリル基の場合の脱保護は、例えば、第四級アンモニウム塩で処理することにより行うことができる。反応条件は、保護基の種類に応じた慣用の反応条件を採用できる。 The removal of the protecting group of the compound represented by the formula (5) can be carried out by a conventional method depending on the kind of the protecting group. For example, deprotection when the protecting group is an acyl group can be performed by subjecting to a hydrolysis reaction in the presence of a base such as potassium carbonate or sodium carbonate, or a strong acid such as sulfuric acid. Deprotection when the protecting group is an optionally substituted alkoxymethyl group can be performed by subjecting it to a hydrolysis reaction in the presence of a strong acid such as hydrochloric acid. Deprotection when the protecting group is a benzyl group can be carried out by subjecting it to a hydrogenation reaction in the presence of a catalyst such as paradium-carbon. Deprotection when the protecting group is a triphenylmethyl group can be performed by subjecting it to a hydrolysis reaction or the like in the presence of a strong acid such as p-toluenesulfonic acid. Deprotection when the protecting group is a silyl group can be carried out, for example, by treatment with a quaternary ammonium salt. As the reaction conditions, conventional reaction conditions corresponding to the type of protecting group can be adopted.
反応終了後、反応生成物［式（１）で表される化合物］は、慣用の精製手段、例えば、濃縮、晶析、抽出、再結晶、蒸留、カラムクロマトグラフィー、又はこれらの組み合わせにより分離精製することができる。 After completion of the reaction, the reaction product [compound represented by formula (1)] is separated and purified by conventional purification means such as concentration, crystallization, extraction, recrystallization, distillation, column chromatography, or a combination thereof. can do.
本発明の製造法によれば、アダマンタン環に第１級水酸基を有するヒドロキシアルキル基が結合しており、且つアダマンタン環の橋頭位にヒドロキシル基（第３級水酸基）が結合している式（２）で表される化合物を出発原料とし、まず、反応性の高い第１級水酸基を保護基で保護しておき、第３級水酸基を不飽和カルボン酸アシルオキシ基に変換し、次いで前記保護基を脱離させるので、収率よく目的化合物［式（１）で表される化合物］を得ることができる。また、第１級水酸基と第３級水酸基がともに不飽和カルボン酸アシルオキシ基に変換した化合物の生成が極めて少ないため、簡易な精製手段で、このような不純物の含有量の極めて少ない目的化合物を得ることができる。 According to the production method of the present invention, a formula (2) in which a hydroxyalkyl group having a primary hydroxyl group is bonded to the adamantane ring and a hydroxyl group (tertiary hydroxyl group) is bonded to the bridge head position of the adamantane ring. ), A highly reactive primary hydroxyl group is first protected with a protecting group, a tertiary hydroxyl group is converted to an unsaturated carboxylic acyloxy group, and then the protecting group is Since it is eliminated, the target compound [compound represented by the formula (1)] can be obtained with high yield. In addition, since the production of a compound in which both the primary hydroxyl group and the tertiary hydroxyl group are converted into unsaturated carboxylic acid acyloxy groups is extremely small, a target compound having a very small content of impurities can be obtained by simple purification means. be able to.
以下に、実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、実施例において、ジメタクリル体の含有量はガスクロマトグラフィーにより測定した。分析条件は下記の通りである。 EXAMPLES The present invention will be described in detail below based on examples, but the present invention is not limited to these examples. In the examples, the content of dimethacrylic body was measured by gas chromatography. The analysis conditions are as follows.
装置：（株）島津製作所製、ガスクロマトグラフＧＣ−２０１０
カラム：ＨＰ−５ ３０ｍ×０．２５ｍｍＩＤ×０．２５μｍ
ＩＮＪ：３００℃
ＤＥＴ：ＦＩＤ／３００℃
オーブン：１００℃（０ｍｉｎ）→２０℃／ｍｉｎ→２００℃（１０ｍｉｎ）
内部標準：ジフェニルエーテル
Apparatus: manufactured by Shimadzu Corporation, gas chromatograph GC-2010
Column: HP-5 30m × 0.25mmID × 0.25μm
INJ: 300 ° C
DET: FID / 300 ° C
Oven: 100 ° C. (0 min) → 20 ° C./min→200° C. (10 min)
Internal standard: Diphenyl ether
実施例１（保護基：アセチル基）
３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オール（４５０ｇ、２．４７ｍｏｌ）とピリジン（４５０ｇ）を混合し、４２℃に加熱して完全に溶解させた。この溶液を２９〜３９℃に保ちながら、無水酢酸（３７９ｇ、３．７０ｍｏｌ）を７０分間を要して添加した。室温下２．５時間撹拌を行った後、減圧下溶媒を留去した。得られた残留物に酢酸エチル（２．２５ｋｇ）を加えて溶液とし、これを飽和重曹水（１．５６ｋｇ）で洗浄してから、減圧下溶媒を留去した。得られた粗生成物固体をｎ−ヘキサンで洗浄し、減圧下４０℃で乾燥することにより、３−アセトキシメチルアダマンタン−１−オール（４４８ｇ、収率８０％）を白色固体として得た。
［３−アセトキシメチルアダマンタン−１−オールのＮＭＲスペクトルデータ］
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：１．４５（４Ｈ, ｍ），１．５２（２Ｈ，ｓ），１．５７（２Ｈ，ｍ），１．６８（４Ｈ，ｍ），２．０６（３Ｈ，ｓ），２．２３（２Ｈ，ｍ），３．７５（２Ｈ，ｓ）
Example 1 (protecting group: acetyl group)
3-hydroxymethyladamantan-1-ol (450 g, 2.47 mol) and pyridine (450 g) were mixed and heated to 42 ° C. for complete dissolution. While keeping this solution at 29-39 ° C., acetic anhydride (379 g, 3.70 mol) was added over 70 minutes. After stirring at room temperature for 2.5 hours, the solvent was distilled off under reduced pressure. Ethyl acetate (2.25 kg) was added to the resulting residue to form a solution, which was washed with saturated aqueous sodium hydrogen carbonate (1.56 kg), and the solvent was evaporated under reduced pressure. The obtained crude product solid was washed with n-hexane and dried at 40 ° C. under reduced pressure to obtain 3-acetoxymethyladamantan-1-ol (448 g, yield 80%) as a white solid.
[NMR spectrum data of 3-acetoxymethyladamantan-1-ol]
1 H-NMR (CDCl 3 ): 1.45 (4H, m), 1.52 (2H, s), 1.57 (2H, m), 1.68 (4H, m), 2.06 (3H , S), 2.23 (2H, m), 3.75 (2H, s)
４倍容の窒素ガスで希釈した空気を流通させたトルエン（２．５３ｋｇ）中で、３−アセトキシメチルアダマンタン−１−オール（２５０ｇ、１．１１ｍｏｌ）、４−メトキシフェノール（６．９４ｇ、０．０５ｍｏｌ）、及びメタクリル酸（３８６ｇ、４．４６ｍｏｌ）を混合し、８５〜９４℃の温度範囲で加熱しながら、濃硫酸（１１ｇ、０．１１ｍｏｌ）を１０分間を要して滴下した。ディーンシュターク管を用いて副生する水を除去しながら、６．５時間加熱還流を行った。反応液を室温にまで放冷し、５重量％重曹水（各１．５Ｌ）で４回洗浄を行った。減圧下溶媒を留去し、油状の粗生成物（３３３ｇ）を得た。ガスクロマトグラフィー分析の結果、この粗生成物中には、メタクリル酸 ３−アセトキシメチルアダマンタン−１−イル エステル（１９２ｇ、収率６１％）が含まれていた。
［メタクリル酸 ３−アセトキシメチルアダマンタン−１−イル エステルのＮＭＲスペクトルデータ］
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：１．５４（６Ｈ，ｍ），１．８９（３Ｈ，ｓ），１．９７（２Ｈ，ｓ），２．０７（３Ｈ，ｓ），２．１３（４Ｈ，ｍ），２．２７（２Ｈ，ｍ），３．７６（２Ｈ，ｓ），５．４８（１Ｈ，ｍ），６．０１（１Ｈ，ｓ）
3-acetoxymethyladamantan-1-ol (250 g, 1.11 mol), 4-methoxyphenol (6.94 g, 0) in toluene (2.53 kg) in which air diluted with 4 volumes of nitrogen gas was circulated. .05 mol) and methacrylic acid (386 g, 4.46 mol) were mixed and concentrated sulfuric acid (11 g, 0.11 mol) was added dropwise over 10 minutes while heating in a temperature range of 85 to 94 ° C. While removing by-product water using a Dean-Stark tube, the mixture was heated to reflux for 6.5 hours. The reaction solution was allowed to cool to room temperature and washed 4 times with 5 wt% aqueous sodium bicarbonate (1.5 L each). The solvent was distilled off under reduced pressure to obtain an oily crude product (333 g). As a result of gas chromatography analysis, this crude product contained methacrylic acid 3-acetoxymethyladamantan-1-yl ester (192 g, yield 61%).
[NMR spectral data of methacrylic acid 3-acetoxymethyladamantan-1-yl ester]
1 H-NMR (CDCl 3 ): 1.54 (6H, m), 1.89 (3H, s), 1.97 (2H, s), 2.07 (3H, s), 2.13 (4H , M), 2.27 (2H, m), 3.76 (2H, s), 5.48 (1H, m), 6.01 (1H, s)
室温下、前工程で得られたメタクリル酸 ３−アセトキシメチルアダマンタン−１−イル エステル（１９０ｇ、０．６５ｍｏｌ）を含む粗液にメタノール（９５１ｇ）を加えて溶液とし、さらに炭酸カリウム（２２．５ｇ、０．１６ｍｏｌ）を加えた。室温下５．５時間撹拌し、ガスクロマトグラフィー及び薄層クロマトグラフィーで反応の完結を確認した後に、１規定塩酸（２９３ｇ）を加えてｐＨ３に調整した。酢酸エチル（２．８６ｋｇ）を加え、これを４重量％食塩水（０．６８Ｌ）及び飽和食塩水（１．０Ｌ）で洗浄し、４−メトキシフェノール（２２３ｍｇ）を加えてから、減圧下溶媒を留去した。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで３回（展開溶媒：ｎ−ヘキサン／クロロホルム＝１／３、ｎ−ヘキサン／酢酸エチル＝５／１、ｎ−ヘキサン／ジイソプロピルエーテル＝３／１〜１／１）精製し、メタクリル酸 ３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−イル エステル（７０ｇ）を得た。収率は３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オール基準で２１％であった。
［メタクリル酸 ３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−イル エステルのＮＭＲスペクトルデータ］
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：１．５１（４Ｈ，ｍ），１．６３（２Ｈ，ｍ），１．８９（３Ｈ，ｓ），１．９３（２Ｈ，ｓ），２．１３（４Ｈ，ｍ），２．２８（２Ｈ，ｍ），３．２９（２Ｈ，ｓ），５．４７（１Ｈ，ｍ）６．００（１Ｈ，ｓ）
At room temperature, methanol (951 g) was added to the crude liquid containing methacrylic acid 3-acetoxymethyladamantan-1-yl ester (190 g, 0.65 mol) obtained in the previous step to obtain a solution, and further potassium carbonate (22.5 g 0.16 mol) was added. After stirring at room temperature for 5.5 hours and confirming the completion of the reaction by gas chromatography and thin layer chromatography, 1N hydrochloric acid (293 g) was added to adjust the pH to 3. Ethyl acetate (2.86 kg) was added, and this was washed with 4% by weight brine (0.68 L) and saturated brine (1.0 L), 4-methoxyphenol (223 mg) was added, and then the solvent was removed under reduced pressure. Was distilled off. The obtained crude product was subjected to silica gel column chromatography three times (developing solvent: n-hexane / chloroform = 1/3, n-hexane / ethyl acetate = 5/1, n-hexane / diisopropyl ether = 3/1 to 1). 1/1) Purification gave methacrylic acid 3-hydroxymethyladamantan-1-yl ester (70 g). The yield was 21% based on 3-hydroxymethyladamantan-1-ol.
[NMR spectral data of methacrylic acid 3-hydroxymethyladamantan-1-yl ester]
1 H-NMR (CDCl 3 ): 1.51 (4H, m), 1.63 (2H, m), 1.89 (3H, s), 1.93 (2H, s), 2.13 (4H , M), 2.28 (2H, m), 3.29 (2H, s), 5.47 (1H, m) 6.00 (1H, s)
上記と同様の操作によって得られた粗生成物（シリカゲルカラムクロマトグラフィーに付す前のもの）を薄膜式分子蒸留装置で蒸留精製した。その結果、純度９８％のメタクリル酸 ３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−イル エステル［下記式（1a）で表される化合物］が２３ｇ得られた。なお、不純物として、痕跡量のジメタクリル体（＝３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オール ジメタクリレート）が含まれていた。 A crude product (before being subjected to silica gel column chromatography) obtained by the same operation as described above was purified by distillation using a thin film molecular distillation apparatus. As a result, 23 g of 98% pure methacrylic acid 3-hydroxymethyladamantan-1-yl ester [compound represented by the following formula (1a)] was obtained. In addition, the trace amount dimethacrylic body (= 3-hydroxymethyladamantan-1-ol dimethacrylate) was contained as an impurity.
比較例１
３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オール（４８ｇ、２６３ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（１３００ｍＬ）に溶解させ、トリエチルアミン（３９．９ｇ、３９５ｍｍｏｌ）を加え、２５℃でメタクリル酸クロリド（２７．５ｇ、２６３ｍｍｏｌ）を滴下して反応させた。反応混合液に塩酸水溶液を加えてクエンチし、酢酸エチル（２．８ｋｇ）を添加して分液させ、酢酸エチル層を重曹水溶液で洗浄した。酢酸エチル層を濃縮し、目的物であるメタクリル酸 ３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−イル エステルが収率１０％、３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オール ジメタクリレートが収率３％、メタクリル酸 （１−ヒドロキシアダマンタン−３−イル）メチル エステルが収率５０％で生成していた。得られた固形分からのヘキサン溶媒による抽出と、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製により、純度９６％のメタクリル酸 ３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−イル エステルを得た。得られたメタクリル酸 ３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−イル エステル中には、不純物としてジメタクリル体（＝３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オール ジメタクリレート）が３％含まれていた。
Comparative Example 1
3-hydroxymethyladamantan-1-ol (48 g, 263 mmol) is dissolved in tetrahydrofuran (1300 mL), triethylamine (39.9 g, 395 mmol) is added, and methacrylic acid chloride (27.5 g, 263 mmol) is added dropwise at 25 ° C. And reacted. The reaction mixture was quenched by adding an aqueous hydrochloric acid solution, and ethyl acetate (2.8 kg) was added for liquid separation, and the ethyl acetate layer was washed with an aqueous sodium bicarbonate solution. The ethyl acetate layer was concentrated, and the target product, methacrylic acid 3-hydroxymethyladamantan-1-yl ester, was 10% yield, 3-hydroxymethyladamantan-1-ol dimethacrylate was 3% yield, methacrylic acid (1 -Hydroxyadamantan-3-yl) methyl ester was produced in a yield of 50%. A 96% purity methacrylic acid 3-hydroxymethyladamantan-1-yl ester was obtained by extraction with a hexane solvent from the obtained solid content and purification by silica gel column chromatography. The resulting methacrylic acid 3-hydroxymethyladamantan-1-yl ester contained 3% of dimethacrylic acid (= 3-hydroxymethyladamantan-1-ol dimethacrylate) as an impurity.
評価試験
不純物としてのジメタクリル体（＝３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オールジメタクリレート）の含有量の異なる（それぞれ、１重量％、３重量％、５重量％）メタクリル酸 ３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−イル エステル（５ｇ）を、ラジカル重合開始剤（和光純薬工業社製、商品名「Ｖ−６０１」；０．２５ｇ）を用いて、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）（５０ｍＬ）中、７５℃で６時間重合させた。重合後の重合液を目視観察した。その結果、ジメタクリル体の含有量が１重量％のメタクリル酸 ３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−イル エステルを重合させた場合には、不溶解物は見られなかったが、ジメタクリル体の含有量が３重量％のメタクリル酸 ３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−イル エステルを重合させた場合には不溶解物が僅かに見られ、ジメタクリル体の含有量が５重量％のメタクリル酸 ３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−イル エステルを重合させた場合には不溶解物がはっきりと観察された。
Evaluation test Different contents of dimethacrylic body (= 3-hydroxymethyladamantan-1-ol dimethacrylate) as impurities (1% by weight, 3% by weight, 5% by weight, respectively) 3-hydroxymethyladamantane methacrylate— 1-yl ester (5 g) was added in propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) (50 mL) using a radical polymerization initiator (trade name “V-601”; 0.25 g, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Polymerization was performed at 75 ° C. for 6 hours. The polymerization solution after polymerization was visually observed. As a result, when a methacrylic acid 3-hydroxymethyladamantan-1-yl ester having a dimethacrylic content of 1% by weight was polymerized, no insoluble matter was observed. When 3% by weight of 3-hydroxymethyladamantan-1-yl methacrylic acid ester was polymerized, a slight amount of insoluble matter was observed, and the content of dimethacrylic acid was 3% by weight of 3-hydroxymethyl methacrylate. When the adamantane-1-yl ester was polymerized, insoluble matter was clearly observed.
実施例２（保護基：２−メトキシエトキシメチル基）
３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オール（１．８２ｇ、１０ｍｍｏｌ）、エチルジイソプロピルアミン（１．２９ｇ、１５ｍｍｏｌ）、１−クロロメトキシ−２−メトキシエタン（１．２４ｇ、１０ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（４０ｍＬ）中で混合し、室温下２日間撹拌した。反応液から減圧下溶媒を留去し、酢酸エチル（１２０ｍＬ）を加え、水（６０ｍＬ×３）で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、再び減圧下溶媒を留去した。
得られた残留物を塩化メチレン（３０ｍＬ）の溶液とし、トリエチルアミン（１．５１ｇ、１５ｍｍｏｌ）、メタクリル酸クロリド（１．０４ｇ、１０ｍｍｏｌ）を加え、室温下１日撹拌した。反応液を水（３０ｍＬ）で洗浄し、減圧下溶媒を留去した。
得られた残留物をアセトン（３０ｍＬ）の溶液とし、６規定塩酸（２ｍＬ）を加えて、５０℃で１時間撹拌した。酢酸エチル（４０ｍＬ）を加えて希釈し、水（２０ｍＬ）、重曹水（２０ｍＬ）、水（２０ｍＬ）で順次洗浄し、減圧下溶媒を留去した。
得られた粗生成物の一部をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム／メタノール＝３０／０〜３０／１）で精製することにより、メタクリル酸 ３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−イル エステルを得た。収率は３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オール基準で１４％であった。なお、不純物として、痕跡量のジメタクリル体（＝３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オール ジメタクリレート）が含まれていた。
Example 2 (protecting group: 2-methoxyethoxymethyl group)
3-hydroxymethyladamantan-1-ol (1.82 g, 10 mmol), ethyldiisopropylamine (1.29 g, 15 mmol), 1-chloromethoxy-2-methoxyethane (1.24 g, 10 mmol) in tetrahydrofuran (40 mL). And stirred at room temperature for 2 days. The solvent was distilled off from the reaction solution under reduced pressure, ethyl acetate (120 mL) was added, washed with water (60 mL × 3), dried over anhydrous sodium sulfate, and the solvent was distilled off again under reduced pressure.
The obtained residue was made into a solution of methylene chloride (30 mL), triethylamine (1.51 g, 15 mmol) and methacrylic acid chloride (1.04 g, 10 mmol) were added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 day. The reaction solution was washed with water (30 mL), and the solvent was distilled off under reduced pressure.
The obtained residue was made into a solution of acetone (30 mL), 6N hydrochloric acid (2 mL) was added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 1 hr. The reaction mixture was diluted with ethyl acetate (40 mL), washed successively with water (20 mL), aqueous sodium bicarbonate (20 mL), and water (20 mL), and the solvent was evaporated under reduced pressure.
A portion of the resulting crude product is purified by silica gel column chromatography (developing solvent: chloroform / methanol = 30/0 to 30/1) to obtain methacrylic acid 3-hydroxymethyladamantan-1-yl ester. It was. The yield was 14% based on 3-hydroxymethyladamantan-1-ol. In addition, the trace amount dimethacrylic body (= 3-hydroxymethyladamantan-1-ol dimethacrylate) was contained as an impurity.
実施例３（保護基：ベンジル基）
３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オール（１．８２ｇ、１０ｍｍｏｌ）、ベンジルブロミド（１．７１ｇ、１０ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（２．０７ｇ、１５ｍｍｏｌ）をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（２０ｍＬ）中で混合し、室温下２日間撹拌した。反応液に酢酸エチル（４０ｍＬ）を加え、水（２０ｍＬ×３）で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下溶媒を留去した。得られた残留物を塩化メチレン（３０ｍＬ）の溶液とし、トリエチルアミン（１．５１ｇ、１５ｍｍｏｌ）、メタクリル酸クロリド（１．０４ｇ、１０ｍｍｏｌ）を加え、室温下１日間撹拌した。反応液を、水（３０ｍＬ）で洗浄し、減圧下溶媒を留去した。
得られた残留物をエタノール（３０ｍＬ）の溶液とし、パラジウム−炭素触媒の存在下、常圧水素ガスを１時間接触させた。触媒を濾別後、減圧下溶媒を留去し、得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、メタクリル酸 ３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−イル エステルを得た。収率は３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オール基準で４％であった。なお、不純物として、痕跡量のジメタクリル体（＝３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オール ジメタクリレート）が含まれていた。
Example 3 (protecting group: benzyl group)
3-hydroxymethyladamantan-1-ol (1.82 g, 10 mmol), benzyl bromide (1.71 g, 10 mmol), potassium carbonate (2.07 g, 15 mmol) were mixed in N, N-dimethylformamide (20 mL). The mixture was stirred at room temperature for 2 days. Ethyl acetate (40 mL) was added to the reaction mixture, washed with water (20 mL × 3), dried over anhydrous sodium sulfate, and the solvent was evaporated under reduced pressure. The obtained residue was made into a solution of methylene chloride (30 mL), triethylamine (1.51 g, 15 mmol) and methacrylic acid chloride (1.04 g, 10 mmol) were added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 day. The reaction solution was washed with water (30 mL), and the solvent was distilled off under reduced pressure.
The obtained residue was made into a solution of ethanol (30 mL), and contacted with atmospheric hydrogen gas for 1 hour in the presence of a palladium-carbon catalyst. After removing the catalyst by filtration, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography to obtain methacrylic acid 3-hydroxymethyladamantan-1-yl ester. The yield was 4% based on 3-hydroxymethyladamantan-1-ol. In addition, the trace amount dimethacrylic body (= 3-hydroxymethyladamantan-1-ol dimethacrylate) was contained as an impurity.
実施例４（保護基：シリル基）
３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オール（１０ｇ、５４．９ｍｍｏｌ）、ｔ−ブチルジメチルシリルクロリド（９．１０ｇ、６０．４ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン（６．６６ｇ、６５．８ｍｍｏｌ）、及び４−ジメチルアミノピリジン（０．２６８ｇ、２．２ｍｍｏｌ）を塩化メチレン（２００ｇ）中で混合し、室温下１０時間撹拌した。
得られた反応液にトリエチルアミン（１５．４ｇ）を加え、３５〜４０℃に加熱しながら、メタクリル酸クロリド（８．６０ｇ、８２．３ｍｍｏｌ）を滴下し、１．５時間撹拌した。反応液を５規定塩酸（１０ｇ）で洗浄し、塩化メチレン層から減圧下溶媒を留去した。
得られた残留物をテトラヒドロフラン（１２０ｍＬ）の溶液とし、テトラｎ−ブチルアンモニウムフルオライド（１８．６ｇ、９０．６ｍｍｏｌ）を加えて、室温下１日間撹拌した。酢酸エチル（４８０ｍＬ）を加えて、水（２４０ｍＬ）で洗浄し、減圧下溶媒を留去し、得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、メタクリル酸 ３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−イル エステルを得た。収率は３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オール基準で２１％であった。なお、不純物として、痕跡量のジメタクリル体（＝３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オール ジメタクリレート）が含まれていた。
Example 4 (protecting group: silyl group)
3-hydroxymethyladamantan-1-ol (10 g, 54.9 mmol), t-butyldimethylsilyl chloride (9.10 g, 60.4 mmol), triethylamine (6.66 g, 65.8 mmol), and 4-dimethylaminopyridine (0.268 g, 2.2 mmol) was mixed in methylene chloride (200 g) and stirred at room temperature for 10 hours.
Triethylamine (15.4 g) was added to the obtained reaction solution, methacrylic acid chloride (8.60 g, 82.3 mmol) was added dropwise while heating at 35 to 40 ° C., and the mixture was stirred for 1.5 hours. The reaction solution was washed with 5N hydrochloric acid (10 g), and the solvent was distilled off from the methylene chloride layer under reduced pressure.
The obtained residue was made into a solution of tetrahydrofuran (120 mL), tetra-n-butylammonium fluoride (18.6 g, 90.6 mmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 day. Ethyl acetate (480 mL) was added, washed with water (240 mL), the solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography to give 3-hydroxymethyl adamantane-1 methacrylate. -The yl ester was obtained. The yield was 21% based on 3-hydroxymethyladamantan-1-ol. In addition, the trace amount dimethacrylic body (= 3-hydroxymethyladamantan-1-ol dimethacrylate) was contained as an impurity.
実施例５（保護基：トリフェニルメチル基）
３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オール（１．８２ｇ、１０ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン（１．５１ｇ、１５ｍｍｏｌ）、４−ジメチルアミノピリジン（０．１２ｇ、１．０ｍｍｏｌ）、及びトリチルクロライド（２．７９ｇ、１０ｍｍｏｌ）をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（２０ｍＬ）中で混合し、室温下２日間撹拌した。酢酸エチル（６０ｍＬ）を加え、水（２０ｍＬ×３）で洗浄し、減圧下溶媒を留去した。得られた残留物を塩化メチレン（３０ｍＬ）の溶液とし、トリエチルアミン（１．５１ｇ、１５ｍｍｏｌ）、メタクリル酸クロリド（１．０４ｇ、１０ｍｍｏｌ）を加え、室温下１日間撹拌した。反応液を水（３０ｍＬ）で洗浄し、減圧下溶媒を留去した。
得られた残留物をメタノール（１２０ｍＬ）の溶液とし、ｐ−トルエンスルホン酸（２．０ｇ）を加えて室温下１日間撹拌した。酢酸エチル（４００ｍＬ）を加えて、水（２００ｍＬ）で洗浄し、減圧下溶媒を留去し、得られた残留をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、メタクリル酸 ３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−イル エステルを得た。収率は３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オール基準で１９％であった。なお、不純物として、痕跡量のジメタクリル体（＝３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オール ジメタクリレート）が含まれていた。
Example 5 (protecting group: triphenylmethyl group)
3-hydroxymethyladamantan-1-ol (1.82 g, 10 mmol), triethylamine (1.51 g, 15 mmol), 4-dimethylaminopyridine (0.12 g, 1.0 mmol), and trityl chloride (2.79 g, 10 mmol) ) In N, N-dimethylformamide (20 mL) and stirred at room temperature for 2 days. Ethyl acetate (60 mL) was added, washed with water (20 mL × 3), and the solvent was distilled off under reduced pressure. The obtained residue was made into a solution of methylene chloride (30 mL), triethylamine (1.51 g, 15 mmol) and methacrylic acid chloride (1.04 g, 10 mmol) were added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 day. The reaction solution was washed with water (30 mL), and the solvent was distilled off under reduced pressure.
The obtained residue was made into a solution in methanol (120 mL), p-toluenesulfonic acid (2.0 g) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 day. Ethyl acetate (400 mL) was added, washed with water (200 mL), the solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel column chromatography to give 3-hydroxymethyladamantane-1-methacrylic acid-1- Ill ester was obtained. The yield was 19% based on 3-hydroxymethyladamantan-1-ol. In addition, the trace amount dimethacrylic body (= 3-hydroxymethyladamantan-1-ol dimethacrylate) was contained as an impurity.
実施例６
５−ヒドロキシアダマンタン−１，３−ジカルボン酸を、常法に従い、水素化アルミニウムリチウム（ヒドリド試薬）で還元して、３，５−ビス（ヒドロキシメチル）アダマンタン−１−オールを得た。
［３，５−ビス（ヒドロキシメチル）アダマンタン−１−オールのＮＭＲスペクトルデータ］
1Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６）：１．０６（２Ｈ，ｓ），１．２５（８Ｈ，ｍ），1.４５(２Ｈ，ｓ），２．１３（１Ｈ，ｍ），３．０４（４Ｈ，ｄ)，４．２９(１Ｈ，ｓ），４．３４（２Ｈ，ｔ）
Example 6
5-Hydroxyadamantane-1,3-dicarboxylic acid was reduced with lithium aluminum hydride (hydride reagent) according to a conventional method to obtain 3,5-bis (hydroxymethyl) adamantan-1-ol.
[NMR spectrum data of 3,5-bis (hydroxymethyl) adamantan-1-ol]
1 H-NMR (DMSO-d6): 1.06 (2H, s), 1.25 (8H, m), 1.45 (2H, s), 2.13 (1H, m), 3.04 ( 4H, d), 4.29 (1H, s), 4.34 (2H, t)
３，５−ビス（ヒドロキシメチル）アダマンタン−１−オール（８１．２ｇ、０．３８３ｍｏｌ）、ｔ−ブチルジメチルシリルクロリド（１２６．９ｇ、０．８４２ｍｏｌ）、トリエチルアミン（９２．９ｇ、０．９１８ｍｏｌ）、及び４−ジメチルアミノピリジン（３．７４ｇ、３０．６ｍｍｏｌ）を塩化メチレン（８１２ｇ）中で混合し、３０℃で１８時間撹拌した。
トリエチルアミン（９２．９ｇ、０．９１８ｍｏｌ）を加え、２９〜３４℃を保ちながら、メタクリル酸クロリド（７２．０ｇ、０．６８９ｍｏｌ）を塩化メチレン（７２ｇ）で希釈した溶液を滴下した。室温下４．５時間撹拌後、析出した塩を濾別し、減圧下溶媒を留去した。得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：酢酸エチル／ｎ−ヘキサン＝６／９４）で精製することにより、メタクリル酸 ３，５−ビス（ｔ−ブチルジメチルシリルオキシメチル）アダマンタン−１−イル エステル（１２０ｇ、収率８０．８％）を得た。
メタクリル酸 ３，５−ビス（ｔ−ブチルジメチルシリルオキシメチル）アダマンタン−１−イル エステル（２５ｇ、４９．１ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン（１２５ｇ）の溶液とし、１Ｍテトラブチルアンモニウムフルオライド（５１．４ｇ、１９７ｍｍｏｌ）を加えて、室温下１日間撹拌した。酢酸エチル（５５０ｍＬ）を加え、水（２２５ｍＬ×２）で洗浄し、減圧下溶媒を留去した。
得られた残留物のうちの一部をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム／メタノール＝１０／０〜１０／１）で精製することにより、メタクリル酸 ３，５−ビス（ヒドロキシメチル）アダマンタン−１−イル エステル［下記式（1b）で表される化合物］を得た。収率は３，５−ビス（ヒドロキシメチル）アダマンタン−１−オール基準で２３％であった。なお、不純物として、痕跡量のジメタクリル体（＝３，５−ビス（ヒドロキシメチル）アダマンタン−１−オール ジメタクリレート）が含まれていた。
［メタクリル酸 ３，５−ビス（ヒドロキシメチル）アダマンタン−１−イル エステルのＮＭＲスペクトルデータ］
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：１．４３(６Ｈ，ｍ），１．５１（２Ｈ，ｍ），１．８８（７Ｈ，ｍ），２．１１（２Ｈ，ｍ），２．３７（１Ｈ，ｍ），３．３５（４Ｈ，ｓ），５．４８（１Ｈ、ｓ），６．００（１Ｈ，ｓ）
3,5-bis (hydroxymethyl) adamantan-1-ol (81.2 g, 0.383 mol), t-butyldimethylsilyl chloride (126.9 g, 0.842 mol), triethylamine (92.9 g, 0.918 mol) , And 4-dimethylaminopyridine (3.74 g, 30.6 mmol) were mixed in methylene chloride (812 g) and stirred at 30 ° C. for 18 hours.
Triethylamine (92.9 g, 0.918 mol) was added, and a solution obtained by diluting methacrylic acid chloride (72.0 g, 0.689 mol) with methylene chloride (72 g) was added dropwise while maintaining 29-34 ° C. After stirring at room temperature for 4.5 hours, the precipitated salt was filtered off, and the solvent was distilled off under reduced pressure. By purifying the obtained residue by silica gel column chromatography (developing solvent: ethyl acetate / n-hexane = 6/94), 3,5-bis (t-butyldimethylsilyloxymethyl) methacrylic acid adamantane-1 -Yle ester (120 g, yield 80.8%) was obtained.
Methacrylic acid 3,5-bis (t-butyldimethylsilyloxymethyl) adamantan-1-yl ester (25 g, 49.1 mmol) was made into a solution of tetrahydrofuran (125 g) and 1M tetrabutylammonium fluoride (51.4 g, 197 mmol). ) And stirred at room temperature for 1 day. Ethyl acetate (550 mL) was added, washed with water (225 mL × 2), and the solvent was distilled off under reduced pressure.
By purifying a part of the obtained residue by silica gel column chromatography (developing solvent: chloroform / methanol = 10/0 to 10/1), 3,5-bis (hydroxymethyl) adamantane methacrylate— 1-yl ester [compound represented by the following formula (1b)] was obtained. The yield was 23% based on 3,5-bis (hydroxymethyl) adamantan-1-ol. In addition, a trace amount of dimethacrylic body (= 3,5-bis (hydroxymethyl) adamantan-1-ol dimethacrylate) was contained as an impurity.
[NMR spectral data of methacrylic acid 3,5-bis (hydroxymethyl) adamantan-1-yl ester]
1 H-NMR (CDCl 3 ): 1.43 (6H, m), 1.51 (2H, m), 1.88 (7H, m), 2.11 (2H, m), 2.37 (1H M), 3.35 (4H, s), 5.48 (1H, s), 6.00 (1H, s)
実施例７
実施例１において、３−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−オールの代わりに３，５−ビス（ヒドロキシメチル）アダマンタン−１−オールを用い、実施例１と同様に、アセチル基を保護基として用いることにより、メタクリル酸 ３，５−ビス（ヒドロキシメチル）アダマンタン−１−オールを得た。収率は３，５−ビス（ヒドロキシメチル）アダマンタン−１−オール基準で３２％であった。なお、不純物として、痕跡量のジメタクリル体（＝３，５−ビス（ヒドロキシメチル）アダマンタン−１−オール ジメタクリレート）が含まれていた。
Example 7
By using 3,5-bis (hydroxymethyl) adamantan-1-ol instead of 3-hydroxymethyladamantan-1-ol in Example 1, and using an acetyl group as a protecting group in the same manner as in Example 1. 3,5-bis (hydroxymethyl) adamantan-1-ol methacrylate was obtained. The yield was 32% based on 3,5-bis (hydroxymethyl) adamantan-1-ol. In addition, a trace amount of dimethacrylic body (= 3,5-bis (hydroxymethyl) adamantan-1-ol dimethacrylate) was contained as an impurity.
実施例８
３，５−ジヒドロキシアダマンタン−１−カルボン酸を、エタノール中で塩化チオニルを作用させることによって対応するエチルエステルとした後、テトラヒドロフラン中で水素化アルミニウムリチウムを用いて還元を行うことにより、５−ヒドロキシメチルアダマンタン−１，３−ジオールを得た。
［５−ヒドロキシメチルアダマンタン−１，３−ジオールのＮＭＲスペクトルデータ］
1Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６）：１．１５（２Ｈ，ｓ），１．２１（４Ｈ，ｍ），1.４２(６Ｈ，ｍ），２．１３（１Ｈ，ｓ），３．０３（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝４．３Ｈｚ)，４．３７(１Ｈ，ｂｒｓ），４．４０（２Ｈ，ｂｒｓ）
Example 8
3,5-Dihydroxyadamantane-1-carboxylic acid is converted to the corresponding ethyl ester by reacting thionyl chloride in ethanol and then reduced with lithium aluminum hydride in tetrahydrofuran to give 5-hydroxy Methyl adamantane-1,3-diol was obtained.
[NMR spectrum data of 5-hydroxymethyladamantane-1,3-diol]
1 H-NMR (DMSO-d6): 1.15 (2H, s), 1.21 (4H, m), 1.42 (6H, m), 2.13 (1H, s), 3.03 ( 2H, d, J = 4.3 Hz), 4.37 (1H, brs), 4.40 (2H, brs)
５−ヒドロキシメチルアダマンタン−１，３−ジオール（１５０ｇ、０．７５６ｍｏｌ）とピリジン（１５０ｇ）を混合し、水浴で２３〜２７℃を保ちながら、無水酢酸（１３１．３ｇ、１．２８６ｍｏｌ）を７０分間を要して滴下した。室温下２時間撹拌後、減圧下溶媒を留去した。得られた残留物に酢酸エチル（６０３ｇ）及び飽和重曹水（１３５ｇ）を加え、室温下１時間撹拌し、濾過に付し、トルエン（１５０ｇ）でリンスを行い、５−アセトキシメチルアダマンタン−１，３−ジオールを得た。
５−アセトキシメチルアダマンタン−１，３−ジオール（１．０６ｇ、４．１６ｍｍｏｌ），４−メトキシフェノール（２５．８ｍｇ、０．２０８ｍｍｏｌ）、及びメタクリル酸（１．４３ｇ、１６．６５ｍｍｏｌ）をトルエン（２０．４３ｇ）中で混合し、さらに、濃硫酸（４２．１ｍｇ）を加えて、９１〜１０１℃で３．５時間加熱した。室温にまで放冷し、反応液を１０重量％炭酸ナトリウム水溶液（１０．１６ｇ）、水（１０ｇ）、飽和食塩水（１０ｇ）で順次洗浄した。減圧下溶媒を留去し、メタクリル酸 ３−ヒドロキシ−５−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−イル エステル［下記式（1c）で表される化合物］（１．０６ｇ、収率８５．４％）を得た。
［メタクリル酸 ３−ヒドロキシ−５−ヒドロキシメチルアダマンタン−１−イル エステルのＮＭＲスペクトルデータ］
1Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６）：１．２３（１Ｈ，ｍ），１．２８（２Ｈ，ｍ），１．３５（１Ｈ，ｍ），１．４７（１Ｈ，ｍ），１．５２（１Ｈ，ｍ），１．７３（２Ｈ，ｍ），１．８１（３Ｈ，ｓ），１．９２（４Ｈ，ｍ），２．２５（１Ｈ，ｓ），３．０９（２Ｈ，ｍ），４．４９（１Ｈ，ｍ），４．６５（１Ｈ，ｓ），５．５８（１Ｈ，ｓ），５．９２（１Ｈ，ｓ）
5-Hydroxymethyladamantane-1,3-diol (150 g, 0.756 mol) and pyridine (150 g) were mixed, and acetic anhydride (131.3 g, 1.286 mol) was added while maintaining 23-27 ° C. in a water bath. It was added dropwise over a period of minutes. After stirring at room temperature for 2 hours, the solvent was distilled off under reduced pressure. Ethyl acetate (603 g) and saturated aqueous sodium hydrogen carbonate (135 g) were added to the obtained residue, stirred at room temperature for 1 hour, filtered, rinsed with toluene (150 g), and 5-acetoxymethyladamantane-1, 3-diol was obtained.
5-acetoxymethyladamantane-1,3-diol (1.06 g, 4.16 mmol), 4-methoxyphenol (25.8 mg, 0.208 mmol), and methacrylic acid (1.43 g, 16.65 mmol) in toluene ( In addition, concentrated sulfuric acid (42.1 mg) was added, and the mixture was heated at 91 to 101 ° C. for 3.5 hours. The mixture was allowed to cool to room temperature, and the reaction mixture was washed successively with a 10 wt% aqueous sodium carbonate solution (10.16 g), water (10 g), and saturated brine (10 g). The solvent was distilled off under reduced pressure to obtain methacrylic acid 3-hydroxy-5-hydroxymethyladamantan-1-yl ester [compound represented by the following formula (1c)] (1.06 g, yield 85.4%). It was.
[NMR spectral data of methacrylic acid 3-hydroxy-5-hydroxymethyladamantan-1-yl ester]
1 H-NMR (DMSO-d6): 1.23 (1H, m), 1.28 (2H, m), 1.35 (1H, m), 1.47 (1H, m), 1.52 ( 1H, m), 1.73 (2H, m), 1.81 (3H, s), 1.92 (4H, m), 2.25 (1H, s), 3.09 (2H, m), 4.49 (1H, m), 4.65 (1H, s), 5.58 (1H, s), 5.92 (1H, s)
Claims (5)
で表される不飽和カルボン酸アダマンチルエステル。 Following formula (1)
An unsaturated carboxylic acid adamantyl ester represented by:
で表されるアダマンタノール誘導体を保護基導入反応に付して、下記式（３）
で表される化合物とし、この化合物に、下記式（４）
ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ1）−ＣＯＯＨ （４）
（式中、Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を示す）
で表される不飽和カルボン酸又はその反応性誘導体を反応させて、下記式（５）
で表される化合物とし、次いでこの化合物を脱保護反応に付して、下記式（１）
で表される化合物を得ることを特徴とする不飽和カルボン酸アダマンチルエステルの製造法。 Following formula (2)
The adamantanol derivative represented by the following formula (3)
And a compound represented by the following formula (4):
CH 2 = C (R 1) -COOH (4)
(Wherein R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms)
Is reacted with an unsaturated carboxylic acid represented by the following formula (5):
Then, this compound is subjected to a deprotection reaction to give the following formula (1)
A method for producing an unsaturated carboxylic acid adamantyl ester, characterized in that a compound represented by the formula:
で表されるアダマンタン誘導体。 Following formula (3)
An adamantane derivative represented by:
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|---|---|---|---|---|
| JP2013076060A (en) * | 2011-09-12 | 2013-04-25 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Compound, resin, resist composition, and method for manufacturing resist pattern |
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