JP2012072079A - Dicarboxylic acid monoester derivative and method for producing acrylic acid ester derivative - Google Patents

Dicarboxylic acid monoester derivative and method for producing acrylic acid ester derivative Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a synthetic intermediate which can safely be produced from industrially available raw materials at a low cost in an industrial scale on the production of a (meth)acrylic acid ester derivative which is a raw material for polymers used for resist materials excellent in lithographic characteristics, and to provide a method for producing the (meth)acrylic acid ester derivative using the synthetic intermediate.SOLUTION: There are provided the dicarboxylic acid monoester derivative represented by general formula (1), and the method for producing the (meth)acrylic acid ester derivative using the dicarboxylic acid monoester derivative, [wherein, Ris H or -COOR(Ris a 1 to 5C alkyl, or a 3 to 10C cyclic hydrocarbon group substituted with a 1 to 3C alkyl or not substituted); Y is methylene, O or S; Z is >C=O or >S(=O); n is an integer of 1 to 3].

Description

本発明は、レジスト用モノマー合成中間体として有用なジカルボン酸モノエステル誘導体、および該ジカルボン酸モノエステル誘導体を用いたアクリル酸エステル誘導体の製造方法に関する。   The present invention relates to a dicarboxylic acid monoester derivative useful as a monomer synthesis intermediate for resist, and a method for producing an acrylate derivative using the dicarboxylic acid monoester derivative.

リソグラフィー技術は、例えば基板の上にレジスト材料からなるレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、所定のパターンが形成されたマスクを介して、光、電子線等の放射線にて選択的露光を行い、現像処理を施すことにより、前記レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成する工程を有する。なお、露光した部分が現像液に溶解する特性に変化するレジスト材料をポジ型レジスト材料、露光した部分が現像液に溶解しない特性に変化するレジスト材料をネガ型レジスト材料という。
近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化(高エネルギー化)が行われている。従来は、g線、i線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、KrFエキシマレーザーや、ArFエキシマレーザーを用いた半導体素子の量産が開始されている。また、KrFエキシマレーザーやArFエキシマレーザーより短波長(高エネルギー)のF2エキシマレーザー、電子線、EUV(極紫外線)やX線などを用いたリソグラフィーについても検討されている。
In lithography technology, for example, a resist film made of a resist material is formed on a substrate, and the resist film is selectively exposed to radiation such as light and electron beams through a mask on which a predetermined pattern is formed. And performing a developing process to form a resist pattern having a predetermined shape on the resist film. Note that a resist material in which the exposed portion changes to a property that dissolves in the developer is referred to as a positive resist material, and a resist material that changes to a property in which the exposed portion does not dissolve in the developer is referred to as a negative resist material.
In recent years, in the manufacture of semiconductor elements and liquid crystal display elements, pattern miniaturization has been rapidly progressing due to advances in lithography technology. As a technique for miniaturization, the exposure light source is generally shortened in wavelength (increased energy). Conventionally, ultraviolet rays typified by g-line and i-line have been used, but now mass production of semiconductor elements using KrF excimer laser or ArF excimer laser has been started. In addition, lithography using an F 2 excimer laser, an electron beam, EUV (extreme ultraviolet), X-ray, or the like having a shorter wavelength (higher energy) than KrF excimer laser or ArF excimer laser is also being studied.

レジスト材料には、これらの露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性等のリソグラフィー特性が求められる。このような要求を満たすレジスト材料として、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する基材成分と、露光により酸を発生する酸発生剤成分とを含有する化学増幅型レジスト組成物が用いられている。
例えばポジ型の化学増幅型レジスト組成物としては、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂成分(ベース樹脂)と、酸発生剤成分とを含有するレジスト組成物が一般的に用いられている。かかるレジスト組成物を用いて形成されるレジスト膜は、レジストパターン形成時に選択的露光を行うと、露光部において、酸発生剤成分から酸が発生し、該酸の作用により樹脂成分のアルカリ現像液に対する溶解性が増大して、露光部がアルカリ現像液に対して可溶となる。
Resist materials are required to have lithography characteristics such as sensitivity to these exposure light sources and resolution capable of reproducing a pattern with fine dimensions. As a resist material satisfying such requirements, a chemically amplified resist composition containing a base material component whose solubility in an alkaline developer is changed by the action of an acid and an acid generator component that generates an acid upon exposure is used. It has been.
For example, as a positive chemically amplified resist composition, a resist composition containing a resin component (base resin) whose solubility in an alkaline developer is increased by the action of an acid and an acid generator component is generally used. It has been. When a resist film formed using such a resist composition is selectively exposed at the time of resist pattern formation, an acid is generated from the acid generator component in the exposed portion, and the alkali developer of the resin component is generated by the action of the acid. As a result, the exposed area becomes soluble in an alkaline developer.

現在、ArFエキシマレーザーリソグラフィー等において使用されるレジスト材料のベース樹脂としては、193nm付近における透明性に優れることから、(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を主鎖に有する樹脂、いわゆるアクリル系樹脂が、フォトレジスト組成物の1成分である高分子化合物として一般的に用いられている(例えば、特許文献1参照)。   Currently, as a base resin of a resist material used in ArF excimer laser lithography and the like, a resin having a structural unit derived from a (meth) acrylic acid ester in its main chain, so-called acrylic, is excellent in transparency near 193 nm. System resins are generally used as polymer compounds that are one component of photoresist compositions (see, for example, Patent Document 1).

今後、リソグラフィー技術のさらなる進歩および応用分野の拡大等が予想されるなか、リソグラフィー用途に使用できる新規な材料開発の要求がある。たとえばパターンの微細化が進むにつれ、解像性、ラインウィドゥスラフネス(LWR)等の種々のリソグラフィー特性およびパターン形状がこれまで以上に改善されるようなレジスト材料の開発が切望されている。これらの課題を解決する手段として、特定の構成単位中のエステル部位に環状構造とエステル基とを有する樹脂を用いることが提案されている(例えば、特許文献2および3参照)。   In the future, there are demands for the development of new materials that can be used for lithography applications, as further progress in lithography technology and expansion of application fields are expected. For example, as pattern miniaturization progresses, development of resist materials that can improve various lithography characteristics such as resolution and line width roughness (LWR) and pattern shape more than ever is desired. As means for solving these problems, it has been proposed to use a resin having a cyclic structure and an ester group at an ester site in a specific structural unit (see, for example, Patent Documents 2 and 3).

特開2003−241385号公報JP 2003-241385 A 特開2010−055084号公報JP 2010-055084 A 特開2010−134417号公報JP 2010-134417 A

特許文献2や3に記載された特定の構成単位を有する樹脂を含有するレジスト材料はリソグラフィー特性に優れている。しかし、その特定の構成単位の由来となる(メタ)アクリル酸エステル誘導体は、メタクリロリルオキシエチルスクシナートおよびエチルジイソプロピルアミノカルボジミドなどの高価で比較的入手し難い原料を用いて製造されており、工業的規模にて大量生産するのは困難であるため、工業的に有用な製造方法の開発が望まれている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、リソグラフィー特性に優れるレジスト材料に用いられる高分子化合物の原料となる(メタ)アクリル酸エステル誘導体を製造するにあたり、工業的に入手容易な原料を用い、安全で安価に工業的規模で製造することが可能となる合成中間体を提供すること、および該合成中間体を用いた(メタ)アクリル酸エステル誘導体の製造方法を提供することを課題とする。
Resist materials containing a resin having a specific structural unit described in Patent Documents 2 and 3 are excellent in lithography characteristics. However, (meth) acrylic acid ester derivatives from which the specific structural unit is derived are manufactured using expensive and relatively difficult to obtain raw materials such as methacryloloxyethyl succinate and ethyldiisopropylaminocarbodiimide. Since it is difficult to mass-produce on an industrial scale, development of an industrially useful production method is desired.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is an industrially easily available raw material for producing a (meth) acrylic acid ester derivative used as a raw material for a polymer compound used in a resist material having excellent lithography properties. To provide a synthetic intermediate that can be produced safely and inexpensively on an industrial scale, and to provide a method for producing a (meth) acrylic acid ester derivative using the synthetic intermediate And

本発明者らは鋭意検討した結果、特定構造のジカルボン酸モノエステル誘導体であれば、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by using a dicarboxylic acid monoester derivative having a specific structure, and have completed the present invention.

即ち、本発明は、下記[1]〜[4]を提供するものである。
[1]下記一般式(1)

Figure 2012072079
(式中、R1は、水素原子または−COOR2(R2は、炭素数1〜5のアルキル基を表すか、または炭素数1〜3のアルキル基で置換された若しくは無置換の炭素数3〜10の環状炭化水素基を表す。)を表す。Yは、メチレン基、酸素原子または硫黄原子を表し、Zは、>C=O、>S=Oまたは>S(=O)2を表す。また、nは、1〜3の整数を表す。)
で示されるジカルボン酸モノエステル誘導体。
[2]前記一般式(1)において、nが1である、上記[1]に記載のジカルボン酸モノエステル誘導体。 That is, the present invention provides the following [1] to [4].
[1] The following general formula (1)
Figure 2012072079
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or —COOR 2 (R 2 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or is substituted or unsubstituted with an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms) Represents a cyclic hydrocarbon group of 3 to 10. Y represents a methylene group, an oxygen atom or a sulfur atom, and Z represents>C═O,> S═O or> S (═O) 2 . N represents an integer of 1 to 3.)
A dicarboxylic acid monoester derivative represented by:
[2] The dicarboxylic acid monoester derivative according to the above [1], wherein n is 1 in the general formula (1).

[3]下記一般式(1)

Figure 2012072079
(式中、R1、Y、Zおよびnは、前記定義の通りである。)
で示されるジカルボン酸モノエステル誘導体と、下記一般式(2)
Figure 2012072079
(式中、R3は、水素原子またはメチル基を表す。)
で示されるヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとを反応させることを特徴とする、下記一般式(3)
Figure 2012072079
(式中、R1、R3、Y、Zおよびnは、前記定義の通りである。)
で示されるアクリル酸エステル誘導体の製造方法。
[4]前記一般式(1)および(3)において、nが1である、上記[3]に記載のアクリル酸エステル誘導体の製造方法。 [3] The following general formula (1)
Figure 2012072079
(Wherein R 1 , Y, Z and n are as defined above.)
And a dicarboxylic acid monoester derivative represented by the following general formula (2)
Figure 2012072079
(In the formula, R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group.)
The following general formula (3), characterized by reacting with hydroxyethyl (meth) acrylate represented by
Figure 2012072079
(Wherein R 1 , R 3 , Y, Z and n are as defined above.)
The manufacturing method of the acrylic ester derivative shown by these.
[4] The method for producing an acrylate derivative according to the above [3], wherein in the general formulas (1) and (3), n is 1.

本発明の合成中間体を用いた方法によれば、例えば特許文献2および3に提案されたような、リソグラフィー特性に優れるレジスト材料に用いられる高分子化合物の原料となる(メタ)アクリル酸エステル誘導体を、工業的に入手容易な原料を用い、安全で安価に工業的規模で製造することが可能となる。   According to the method using the synthetic intermediate of the present invention, for example, as proposed in Patent Documents 2 and 3, a (meth) acrylic acid ester derivative used as a raw material for a polymer compound used for a resist material having excellent lithography properties Can be produced on an industrial scale safely and inexpensively using raw materials that are industrially easily available.

[ジカルボン酸モノエステル誘導体(1)]
本発明のジカルボン酸モノエステル誘導体(以下、ジカルボン酸モノエステル誘導体(1)と称する。)は、下記一般式(1)で示される。
[Dicarboxylic acid monoester derivative (1)]
The dicarboxylic acid monoester derivative of the present invention (hereinafter referred to as dicarboxylic acid monoester derivative (1)) is represented by the following general formula (1).

Figure 2012072079
Figure 2012072079

ジカルボン酸モノエステル誘導体(1)中のR1は、水素原子またはCOOR2を表す。なお、該R2は、炭素数1〜5のアルキル基を表すか、または炭素数1〜3のアルキル基で置換された若しくは無置換の炭素数3〜10の環状炭化水素基を表す。
2が表す、炭素数1〜5のアルキル基としては、メチル基、エチル基、各種プロピル基(「各種」とは、直鎖状およびあらゆる分岐鎖状を含むことを示し、以下同様である。)、各種ブチル基、各種ペンチル基が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基が好ましい。
2が表す、炭素数3〜10の環状炭化水素基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−アダンチル基、2−アダマンチル基などが挙げられる。これらの中でも、シクロペンチル基、2−アダマンチル基が好ましい。前記環状炭化水素基が有していてもよい炭素数1〜3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基が挙げられる。
以上の中でも、R2としては、メチル基、エチル基、1−エチルシクロペンタン−1−イル基、1−イソプロピルシクロペンタン−1−イル基、2−メチルアダマンタン−2−イル基、2−エチルアダマンタン−2−イル基、2−イソプロピルアダマンタン−2−イル基が好ましい。
特に、R1としては、水素原子が好ましい。
R 1 in the dicarboxylic acid monoester derivative (1) represents a hydrogen atom or COOR 2 . R 2 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or represents an unsubstituted or substituted cyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms with an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms represented by R 2 include a methyl group, an ethyl group, and various propyl groups (“various” means linear and all branched chains, the same shall apply hereinafter). .), Various butyl groups, and various pentyl groups. Among these, a methyl group and an ethyl group are preferable.
Examples of the cyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms represented by R 2 include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a 1-adantyl group, and a 2-adamantyl group. Among these, a cyclopentyl group and a 2-adamantyl group are preferable. Examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms that the cyclic hydrocarbon group may have include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group.
Among these, as R 2 , methyl group, ethyl group, 1-ethylcyclopentan-1-yl group, 1-isopropylcyclopentan-1-yl group, 2-methyladamantan-2-yl group, 2-ethyl An adamantane-2-yl group and a 2-isopropyladamantan-2-yl group are preferred.
In particular, R 1 is preferably a hydrogen atom.

ジカルボン酸モノエステル誘導体(1)中のYは、メチレン基、酸素原子または硫黄原子を表す。これらの中でも、メチレン基または酸素原子が好ましい。
ジカルボン酸モノエステル誘導体(1)中のZは、>C=O、>S=Oまたは>S(=O)2を表す。これらの中でも、Zとしては、>C=Oまたは>S(=O)2が好ましい。
ジカルボン酸モノエステル誘導体(1)中のnは、1〜3の整数を表す。nとしては1が好ましい。
Y in the dicarboxylic acid monoester derivative (1) represents a methylene group, an oxygen atom or a sulfur atom. Among these, a methylene group or an oxygen atom is preferable.
Z in the dicarboxylic acid monoester derivative (1) represents>C═O,> S═O or> S (═O) 2 . Among these, as Z,> C═O or> S (═O) 2 is preferable.
N in the dicarboxylic acid monoester derivative (1) represents an integer of 1 to 3. n is preferably 1.

ジカルボン酸モノエステル誘導体(1)の具体例を示すが、特にこれらに限定されるものではない。   Although the specific example of a dicarboxylic acid monoester derivative (1) is shown, it is not specifically limited to these.

Figure 2012072079
Figure 2012072079

(ジカルボン酸モノエステル誘導体(1)の製造方法)
本発明のジカルボン酸モノエステル誘導体(1)の製造方法に特に制限はないが、例えば、下記化学式中に示すアルコール誘導体(以下、アルコール誘導体(a)と称する。)とジカルボン酸無水物(以下、ジカルボン酸無水物(b)と称する。)とを、塩基性化合物の存在下に反応させることにより製造することができる。

Figure 2012072079
(式中、R1、Y、Zおよびnは、前記定義の通りである。) (Method for producing dicarboxylic acid monoester derivative (1))
Although there is no restriction | limiting in particular in the manufacturing method of the dicarboxylic acid monoester derivative (1) of this invention, For example, the alcohol derivative (henceforth an alcohol derivative (a)) shown in the following chemical formula, and a dicarboxylic acid anhydride (henceforth, (Referred to as dicarboxylic anhydride (b)) in the presence of a basic compound.
Figure 2012072079
(Wherein R 1 , Y, Z and n are as defined above.)

アルコール誘導体(a)としては、具体的には、2−ヒドロキシ−4−オキサ−5−チアトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5,5−ジオキシド、3−ヒドロキシヘキサヒドロ−5−オキソ−2,6−メタノフロ[3,2−b]フラン、6−ヒドロキシヘキサヒドロ−2−オキソ−3,5−メタノ−4H−シクロペンタ[2,3−b]フラン、6−ヒドロキシヘキサヒドロ−2−オキソ−3,5−メタノ−4H−シクロペンタ[2,3−b]フランなどが挙げられる。 Specific examples of the alcohol derivative (a) include 2-hydroxy-4-oxa-5-thiatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonane-5,5-dioxide, 3-hydroxyhexahydro- 5-oxo-2,6-methanofuro [3,2-b] furan, 6-hydroxyhexahydro-2-oxo-3,5-methano-4H-cyclopenta [2,3-b] furan, 6-hydroxyhexa And hydro-2-oxo-3,5-methano-4H-cyclopenta [2,3-b] furan.

ジカルボン酸無水物(b)としては、具体的には、無水コハク酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸が挙げられる。
ジカルボン酸無水物(b)の使用量は、アルコール誘導体(a)1モルに対して、0.7〜3モルが好ましく、後処理の容易さの観点から、1〜2モルがより好ましい。
Specific examples of the dicarboxylic acid anhydride (b) include succinic anhydride, glutaric anhydride, and adipic anhydride.
The amount of the dicarboxylic acid anhydride (b) used is preferably 0.7 to 3 moles per mole of the alcohol derivative (a), and more preferably 1 to 2 moles from the viewpoint of ease of post-treatment.

本反応で使用する塩基性化合物としては、有機塩基を用いてもよいし、無機塩基を用いてもよい。
有機塩基としては、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリエチレンテトラミン、トリエタノールアミン、ピペラジン、ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンなどのアミン;ピリジン、2−メチルピリジン、2−メチル−5−エチルピリジン、2,6−ジメチルピリジンなどの含窒素複素環式芳香族化合物などが挙げられる。また、無機塩基としては、例えば、水素化ナトリウム、水素化カリウム、水素化カルシウムなどのアルカリ金属水素化物またはアルカリ土類金属水素化物などが挙げられる。これらの中でも、有機塩基が好ましく、アミンがより好ましい。
塩基性化合物の使用量は、アルコール誘導体(a)1モルに対して、0.7〜3モルが好ましく、後処理の容易さの観点から、1〜2モルがより好ましい。
As the basic compound used in this reaction, an organic base or an inorganic base may be used.
Examples of the organic base include amines such as triethylamine, tributylamine, trioctylamine, diisopropylethylamine, triethylenetetramine, triethanolamine, piperazine, diazabicyclo [2.2.2] octane; pyridine, 2-methylpyridine, 2 -Nitrogen-containing heterocyclic aromatic compounds such as methyl-5-ethylpyridine and 2,6-dimethylpyridine. Examples of the inorganic base include alkali metal hydrides such as sodium hydride, potassium hydride, and calcium hydride, or alkaline earth metal hydrides. Among these, an organic base is preferable and an amine is more preferable.
0.7-3 mol is preferable with respect to 1 mol of alcohol derivatives (a), and, as for the usage-amount of a basic compound, 1-2 mol is more preferable from a viewpoint of the ease of post-processing.

本反応は、溶媒の存在下または非存在下に実施する。溶媒としては、反応を阻害しない限り特に制限はないが、例えばヘキサン、ヘプタンなどの鎖状飽和炭化水素;シクロヘキサンなどの脂環式飽和炭化水素;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、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなどのエステル;アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンズニトリルなどのニトリルなどが挙げられる。溶媒は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。これらの中でも、ニトリルが好ましい。
本反応を溶媒の存在下に実施する場合、溶媒の使用量は、アルコール誘導体(a)1質量部に対して、0.5〜100質量部が好ましく、後処理の容易さの観点から、0.5〜20質量部がより好ましく、0.5〜10質量部がさらに好ましい。
This reaction is carried out in the presence or absence of a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it does not inhibit the reaction. For example, chain saturated hydrocarbons such as hexane and heptane; alicyclic saturated hydrocarbons such as cyclohexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; Halogenated hydrocarbons such as methylene, dichloroethane, chloroform and chlorobenzene; esters such as methyl acetate, ethyl acetate and propyl acetate; nitriles such as acetonitrile, propionitrile and benzonitrile. A solvent may be used individually by 1 type and may be used in mixture of 2 or more types. Among these, nitrile is preferable.
When this reaction is carried out in the presence of a solvent, the amount of the solvent used is preferably 0.5 to 100 parts by mass with respect to 1 part by mass of the alcohol derivative (a), and is 0 from the viewpoint of ease of post-treatment. 0.5 to 20 parts by mass is more preferable, and 0.5 to 10 parts by mass is even more preferable.

反応温度は、使用するアルコール誘導体(a)、酸無水物および塩基化合物の種類などによっても異なるが、−30〜100℃が好ましく、−10〜60℃がより好ましく、5〜60℃がさらに好ましく、10〜50℃が特に好ましい。また、反応圧力に特に制限は無いが、通常、常圧下で実施することが好ましい。
反応時間は、アルコール誘導体(a)、酸無水物および塩基化合物の種類や使用量、反応温度などによっても異なるが、概ね1時間〜50時間が好ましい。
反応は、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下に実施することが好ましい。
The reaction temperature varies depending on the type of alcohol derivative (a), acid anhydride and base compound used, but is preferably -30 to 100 ° C, more preferably -10 to 60 ° C, and further preferably 5 to 60 ° C. 10 to 50 ° C. is particularly preferable. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in reaction pressure, Usually, implementing under a normal pressure is preferable.
The reaction time varies depending on the types and amounts of the alcohol derivative (a), acid anhydride and base compound used, the reaction temperature, etc., but is preferably about 1 to 50 hours.
The reaction is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.

本反応の実施方法としては、特に制限されるものではないが、反応器にアルコール誘導体(a)、酸無水物および所望により溶媒を仕込み、この混合液に所望の反応温度および所望の反応圧力下で、塩基性化合物を滴下または添加する方法が好ましい。なお、塩基性化合物を滴下または添加する時間は、アルコール誘導体(a)、酸無水物および塩基化合物の種類や使用量などによっても異なるが、反応温度制御の観点から、1分〜2時間が好ましく、1分〜1時間がより好ましい。かかる滴下時間または添加時間は、前述の反応時間に含まれる。   The method for carrying out this reaction is not particularly limited, but the reactor is charged with an alcohol derivative (a), an acid anhydride, and optionally a solvent, and this mixture is subjected to a desired reaction temperature and a desired reaction pressure. And a method of adding or adding a basic compound dropwise is preferred. The time for dropping or adding the basic compound varies depending on the type and amount of the alcohol derivative (a), acid anhydride and base compound used, but from the viewpoint of reaction temperature control, 1 minute to 2 hours is preferable. 1 minute to 1 hour is more preferable. Such dropping time or addition time is included in the reaction time described above.

上記の方法で得られた反応混合物からのジカルボン酸モノエステル誘導体(1)の分離および精製は、有機化合物の分離および精製に一般的に用いられる方法により行うことができる。
例えば、反応終了後、得られた反応混合液を0〜5℃に冷却することによって固体を析出させ、該固体をろ取した後、溶媒(例えばニトリルなど)と水の混合溶液(質量比=1:3程度)などで固体を洗浄し、次いで乾燥させることによって、ジカルボン酸モノエステル誘導体(1)を得ることができる。さらに再結晶などの精製手段によって、ジカルボン酸モノエステル誘導体(1)の純度を高めることも可能である。
Separation and purification of the dicarboxylic acid monoester derivative (1) from the reaction mixture obtained by the above method can be carried out by methods generally used for separation and purification of organic compounds.
For example, after completion of the reaction, the obtained reaction mixture is cooled to 0 to 5 ° C. to precipitate a solid, and after filtering the solid, a mixed solution of solvent (for example, nitrile and the like) and water (mass ratio = The dicarboxylic acid monoester derivative (1) can be obtained by washing the solid with, for example, about 1: 3) and then drying. Furthermore, the purity of the dicarboxylic acid monoester derivative (1) can be increased by purification means such as recrystallization.

なお、前記アルコール誘導体(a)の入手方法に特に制限はない。工業的に入手できるものもあるし、また対応するジエンとジエノフィルとをディールス−アルダー反応させた付加体をもとに、必要に応じた中間体を経由して、エポキシ化反応によって目的物を製造することもできるし、あるいは、エポキシ化反応によってエポキシ化合物を一度形成した後、該エポキシ化合物を例えば塩基性物質などで処理することなどにより、目的物を製造することもできる。
例えば、アルコール誘導体(a)の構造式において、R1が水素原子で、Zが>S(=O)2である5−ヒドロキシ−2,6−ノルボルナンスルトンについては、次のようにして製造することができる。すなわち、シクロペンタジエンと系内で発生させたビニルスルホニルクロリドとをディールス−アルダー反応させて5−ノルボルネン−2−スルホニルクロリドを得、次いで水酸化ナトリウム水溶液を接触させることにより5−ノルボルネン−2−スルホン酸ナトリウム塩とし、さらに過ギ酸によるエポキシ化反応に供することにより、目的物を製造することができる(特開2010−83873号公報参照)。
他にも、アルコール誘導体(a)の構造式において、R1が水素原子で、Zが>C=Oであるものについては、「J.Chem.Soc., H.B.Henbestら、p.221−226(1959年)」に開示された方法により製造することができる。
以上の方法や公知の方法を参照することにより、そのほかのアルコール誘導体(a)も製造することができる。
In addition, there is no restriction | limiting in particular in the acquisition method of the said alcohol derivative (a). Some are available industrially, and based on the adduct obtained by Diels-Alder reaction of the corresponding diene and dienophile, the desired product is produced by epoxidation via an intermediate as required. Alternatively, after forming an epoxy compound once by an epoxidation reaction, the target compound can be produced by treating the epoxy compound with, for example, a basic substance.
For example, 5-hydroxy-2,6-norbornane sultone in which R 1 is a hydrogen atom and Z is> S (═O) 2 in the structural formula of the alcohol derivative (a) is produced as follows. be able to. That is, cyclopentadiene and vinylsulfonyl chloride generated in the system were subjected to Diels-Alder reaction to obtain 5-norbornene-2-sulfonyl chloride, and then contacted with an aqueous sodium hydroxide solution to give 5-norbornene-2-sulfone. By using an acid sodium salt and further subjecting it to an epoxidation reaction with performic acid, the target product can be produced (see JP 2010-83873 A).
In addition, in the structural formula of the alcohol derivative (a), when R 1 is a hydrogen atom and Z is> C═O, “J. Chem. Soc., H. B. Henbest et al., P. 221-226 (1959) ".
Other alcohol derivatives (a) can also be produced by referring to the above methods and known methods.

[アクリル酸エステル誘導体(2)の製造方法]
本発明のジカルボン酸モノエステル誘導体(1)から、安全で安価に工業的規模にて、アクリル酸エステル誘導体(2)を容易に製造することができる(下記化学反応式参照)。具体的には、ジカルボン酸モノエステル誘導体(1)とヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとを反応させることにより、アクリル酸エステル誘導体(2)を製造することができる。より具体的には、下記の製造方法(A)や(B)が好ましい。
製造方法(A):触媒の存在下、ジカルボン酸モノエステル誘導体(1)をヒドロキシエチル(メタ)アクリレートと反応させる方法。
製造方法(B):ジカルボン酸モノエステル誘導体(1)、塩基性化合物および活性化剤を反応[第1反応]させた後、塩基性化合物の存在下、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートと反応[第2反応]させる方法。
なお、上記ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートは、以下の化学反応式中に記載した構造である。
[Method for producing acrylic ester derivative (2)]
From the dicarboxylic acid monoester derivative (1) of the present invention, the acrylic acid ester derivative (2) can be easily produced on an industrial scale safely and inexpensively (see the following chemical reaction formula). Specifically, the acrylate derivative (2) can be produced by reacting the dicarboxylic acid monoester derivative (1) with hydroxyethyl (meth) acrylate. More specifically, the following production methods (A) and (B) are preferable.
Production method (A): A method in which the dicarboxylic acid monoester derivative (1) is reacted with hydroxyethyl (meth) acrylate in the presence of a catalyst.
Production method (B): After reacting the dicarboxylic acid monoester derivative (1), the basic compound and the activating agent [first reaction], react with hydroxyethyl (meth) acrylate in the presence of the basic compound [first reaction] 2 reaction].
In addition, the said hydroxyethyl (meth) acrylate is the structure described in the following chemical reaction formulas.

Figure 2012072079
(式中、R1、R3、Y、Zおよびnは、前記定義の通りである。)
Figure 2012072079
(Wherein R 1 , R 3 , Y, Z and n are as defined above.)

<製造方法(A)>
以下、前記製造方法(A)について説明する。
製造方法(A)で使用する触媒としては、強酸が好ましく、例えば、塩化水素、硫酸などの鉱酸;p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸などの酸性有機化合物が挙げられる。これらの中でも、硫酸、p−トルエンスルホン酸が好ましい。酸性化合物は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
酸性化合物の使用量は、ジカルボン酸モノエステル誘導体(1)1モルに対して、0.001〜2モルが好ましく、0.001〜1モルがより好ましく、後処理の容易さの観点から、0.01〜1モルがさらに好ましい。
<Manufacturing method (A)>
Hereinafter, the manufacturing method (A) will be described.
The catalyst used in the production method (A) is preferably a strong acid, and examples thereof include mineral acids such as hydrogen chloride and sulfuric acid; and acidic organic compounds such as p-toluenesulfonic acid and methanesulfonic acid. Among these, sulfuric acid and p-toluenesulfonic acid are preferable. An acidic compound may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types.
The amount of the acidic compound used is preferably from 0.001 to 2 mol, more preferably from 0.001 to 1 mol, based on 1 mol of the dicarboxylic acid monoester derivative (1), and 0 from the viewpoint of ease of post-treatment. More preferably, 0.01-1 mol.

製造方法(A)は、溶媒の存在下に実施する。溶媒としては、反応を阻害しない限り特に制限はないが、例えばヘキサン、ヘプタンなどの鎖状飽和炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂環式飽和炭化水素;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、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなどのエステル;アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンズニトリルなどのニトリルなどが挙げられる。溶媒は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。これらの中でも、芳香族炭化水素が好ましく、トルエン、キシレンがより好ましい。
溶媒の存在下に反応を実施する場合、溶媒の使用量は、アルコール誘導体(3)1質量部に対して、0.5〜100質量部が好ましく、後処理の容易さの観点から、0.5〜20質量部がより好ましく、0.5〜10質量部がさらに好ましい。
The production method (A) is carried out in the presence of a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it does not inhibit the reaction. For example, chain saturated hydrocarbons such as hexane and heptane; alicyclic saturated hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane; aromatic carbons such as benzene, toluene and xylene. Hydrogen; halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene; esters such as methyl acetate, ethyl acetate, and propyl acetate; nitriles such as acetonitrile, propionitrile, and benzonitrile. A solvent may be used individually by 1 type and may be used in mixture of 2 or more types. Among these, aromatic hydrocarbons are preferable, and toluene and xylene are more preferable.
When the reaction is carried out in the presence of a solvent, the amount of the solvent to be used is preferably 0.5 to 100 parts by mass with respect to 1 part by mass of the alcohol derivative (3). 5-20 mass parts is more preferable, and 0.5-10 mass parts is further more preferable.

製造方法(A)では、反応の進行とともに生成する水を反応系外に除去することにより、反応を促進させることができる。生成する水を反応系外に除去する方法としては、モレキュラーシーブス、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウムなどの脱水剤を添加する方法;水と共沸する溶媒を用いて、溶媒とともに水を蒸留留去する方法が挙げられる。これらの中でも、水と共沸する溶媒を用いて、溶媒とともに水を蒸留留去する方法が好ましい。なお、水と共沸する溶媒としては、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂環式飽和炭化水素;ヘキサン、ヘプタンなどの鎖状飽和炭化水素が好ましく挙げられ、これらの中でも、トルエン、キシレンがより好ましい。   In the production method (A), the reaction can be promoted by removing water generated with the progress of the reaction out of the reaction system. As a method for removing generated water from the reaction system, a method of adding a dehydrating agent such as molecular sieves, magnesium sulfate, sodium sulfate, or the like; a method of distilling off water together with a solvent using a solvent azeotropic with water Is mentioned. Among these, a method of distilling off water together with a solvent using a solvent azeotropic with water is preferable. Preferred examples of the solvent azeotropic with water include aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; alicyclic saturated hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane; and chain saturated hydrocarbons such as hexane and heptane. Among these, toluene and xylene are more preferable.

反応温度は、使用する溶媒の種類によって異なるが、概ね50〜150℃が好ましく、重合等の副反応を抑制する観点から、50〜110℃がより好ましく、65〜100℃がさらに好ましい。
反応圧力に特に制限は無く、溶媒の種類や反応温度などによっても異なるが、1〜100kPaが好ましく、10〜60kPaがより好ましい。
反応時間は、反応温度、触媒の使用量によって異なるが、概ね1〜100時間が好ましく、重合等の副反応を抑制する観点から、1〜50時間がより好ましい。
製造方法(A)の反応は、塩基性化合物を添加することによって停止することができる。該塩基性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムなどのアルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウムなどのアルカリ金属炭酸塩またはアルカリ土類金属炭酸塩などが挙げられる。これらの中でも、アルカリ金属水酸化物が好ましい。なお、該塩基性化合物は、必要に応じて水と混合し、水溶液として用いてもよい。
Although reaction temperature changes with kinds of solvent to be used, 50-150 degreeC is generally preferable, 50-110 degreeC is more preferable from a viewpoint which suppresses side reactions, such as superposition | polymerization, and 65-100 degreeC is further more preferable.
There is no restriction | limiting in particular in reaction pressure, Although it changes also with the kind of solvent, reaction temperature, etc., 1-100 kPa is preferable and 10-60 kPa is more preferable.
Although reaction time changes with reaction temperature and the usage-amount of a catalyst, about 1 to 100 hours are preferable, and 1 to 50 hours is more preferable from a viewpoint of suppressing side reactions, such as superposition | polymerization.
The reaction of the production method (A) can be stopped by adding a basic compound. Examples of the basic compound include alkali metal hydroxides or alkaline earth metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and calcium hydroxide; alkalis such as sodium carbonate, potassium carbonate, calcium carbonate, and barium carbonate. Examples thereof include metal carbonates and alkaline earth metal carbonates. Among these, alkali metal hydroxide is preferable. In addition, this basic compound may be mixed with water as needed and used as an aqueous solution.

製造方法(A)の反応の実施形態に特に制限はない。例えば、反応器にジカルボン酸モノエステル誘導体(1)、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートおよび触媒並びに必要に応じて溶媒を仕込み、得られる混合液を、所望の反応圧力下、所望の反応温度に加熱し、溶媒を除去(好ましくは留去)しながら反応を行うことが好ましい。   There is no restriction | limiting in particular in embodiment of reaction of a manufacturing method (A). For example, a dicarboxylic acid monoester derivative (1), hydroxyethyl (meth) acrylate and a catalyst and a solvent as necessary are charged into a reactor, and the resulting mixture is heated to a desired reaction temperature under a desired reaction pressure. The reaction is preferably carried out while removing (preferably distilling off) the solvent.

上記の方法で得られた反応混合物からのアクリル酸エステル誘導体(2)の分離および精製は、有機化合物の分離および精製に一般的に用いられる方法により行うことができる。例えば、反応終了後、得られた反応混合液を有機層と水層とに分液し、水層をトルエンで抽出し、前記有機層と合わせ、濃縮することでアクリル酸エステル誘導体(2)が得られる。次いで、酢酸エチルとジイソプロピルエーテルの混合溶媒などを用いて再結晶することにより、純度の高いアクリル酸エステル誘導体(2)を得ることができる。   Separation and purification of the acrylate derivative (2) from the reaction mixture obtained by the above method can be carried out by methods generally used for separation and purification of organic compounds. For example, after completion of the reaction, the resulting reaction mixture is separated into an organic layer and an aqueous layer, the aqueous layer is extracted with toluene, combined with the organic layer, and concentrated to obtain an acrylate derivative (2). can get. Next, recrystallization using a mixed solvent of ethyl acetate and diisopropyl ether or the like can provide an acrylic ester derivative (2) with high purity.

<製造方法(B)>
以下、前記製造方法(B)の第1反応、第2反応について順に説明する。
−第1反応−
製造方法(B)の第1反応で使用される塩基性化合物としては、有機塩基、無機塩基のいずれも使用できる。有機塩基としては、例えばトリエチルアミン、トリオクチルアミン、トリブチルアミン、トリエチレンテトラミン、トリエタノールアミン、ピペラジン、ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンなどのアミン;ピリジン、2−メチルピリジン、2−メチル−5−エチルピリジン、2,6−ジメチルピリジンなどの含窒素複素環式芳香族化合物が挙げられる。無機塩基としては、例えば水素化ナトリウム、水素化カリウムなどのアルカリ金属水素化物などが挙げられる。これらの中でも、有機塩基が好ましく、トリエチルアミン、ピリジンがより好ましい。
塩基性化合物の使用量は、ジカルボン酸モノエステル誘導体(1)1モルに対して、0.7〜3モルが好ましく、1〜2モルがより好ましい。
<Manufacturing method (B)>
Hereinafter, the first reaction and the second reaction of the production method (B) will be described in order.
-First reaction-
As the basic compound used in the first reaction of the production method (B), either an organic base or an inorganic base can be used. Examples of the organic base include amines such as triethylamine, trioctylamine, tributylamine, triethylenetetramine, triethanolamine, piperazine, diazabicyclo [2.2.2] octane; pyridine, 2-methylpyridine, 2-methyl-5 -Nitrogen-containing heterocyclic aromatic compounds such as ethylpyridine and 2,6-dimethylpyridine. Examples of the inorganic base include alkali metal hydrides such as sodium hydride and potassium hydride. Among these, an organic base is preferable, and triethylamine and pyridine are more preferable.
0.7-3 mol is preferable with respect to 1 mol of dicarboxylic acid monoester derivative (1), and, as for the usage-amount of a basic compound, 1-2 mol is more preferable.

製造方法(B)の第1反応で使用される活性化剤は、塩基性化合物の存在下、ジカルボン酸モノエステル誘導体(1)のカルボン酸と反応して酸無水物構造またはO−アシルイソ尿素構造を形成することによって、所望のエステル化反応を促進するものである。該活性化剤としては、例えばピバロイルクロリド、2,4,6−トリクロロベンゾイルクロリド、メタンスルホニルクロリド、p−トルエンスルホニルクロリド、ジシクロヘキシルカルボジイミドなどが挙げられる。これらの中でも、ピバロイルクロリド、メタンスルホニルクロリドが好ましい。
活性化剤の使用量は、ジカルボン酸モノエステル誘導体(1)1モルに対して、0.7〜3モルが好ましく、1〜2モルがより好ましい。
The activator used in the first reaction of the production method (B) reacts with the carboxylic acid of the dicarboxylic acid monoester derivative (1) in the presence of a basic compound to form an acid anhydride structure or an O-acylisourea structure. The desired esterification reaction is promoted by forming. Examples of the activator include pivaloyl chloride, 2,4,6-trichlorobenzoyl chloride, methanesulfonyl chloride, p-toluenesulfonyl chloride, dicyclohexylcarbodiimide and the like. Among these, pivaloyl chloride and methanesulfonyl chloride are preferable.
0.7-3 mol is preferable with respect to 1 mol of dicarboxylic acid monoester derivative (1), and, as for the usage-amount of an activator, 1-2 mol is more preferable.

製造方法(B)の第1反応は溶媒の存在下に実施する。溶媒としては、反応を阻害しない限り特に制限はないが、例えばヘキサン、ヘプタンなどの鎖状飽和炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂環式飽和炭化水素;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、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなどのエステル;アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンズニトリルなどのニトリルなどが挙げられる。溶媒は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
溶媒の存在下に反応を実施する場合、溶媒の使用量は、ジカルボン酸モノエステル誘導体(1)1質量部に対して、0.5〜100質量部が好ましく、後処理の容易さの観点から、0.5〜20質量部がより好ましく、0.5〜10質量部がさらに好ましい。
The 1st reaction of a manufacturing method (B) is implemented in presence of a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it does not inhibit the reaction. For example, chain saturated hydrocarbons such as hexane and heptane; alicyclic saturated hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane; aromatic carbons such as benzene, toluene and xylene. Hydrogen; halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, dichloroethane, chloroform, chlorobenzene; esters such as methyl acetate, ethyl acetate, and propyl acetate; nitriles such as acetonitrile, propionitrile, and benzonitrile. A solvent may be used individually by 1 type and may be used in mixture of 2 or more types.
When the reaction is carried out in the presence of a solvent, the amount of the solvent used is preferably 0.5 to 100 parts by mass with respect to 1 part by mass of the dicarboxylic acid monoester derivative (1), from the viewpoint of ease of post-treatment. 0.5-20 mass parts is more preferable, and 0.5-10 mass parts is still more preferable.

製造方法(B)の第1反応の反応温度は、使用する活性化剤の種類によって異なるが、概ね−50〜100℃が好ましく、−20〜70℃がより好ましい。
製造方法(B)の第1反応の反応圧力に特に制限は無く、反応温度などによっても異なるが、実施における操作の簡便性の観点から、常圧が好ましい。
製造方法(B)の第1反応の反応時間は、反応温度、使用する活性化剤の種類によって異なるが、概ね0.1〜50時間が好ましく、0.5〜30時間がより好ましい。
第1反応は、窒素、アルゴンなどの不活性ガスの雰囲気下に実施することが好ましい。
以上のようにして得られる反応混合液を、そのまま製造方法(B)の第2反応の原料とすることが好ましい。
Although the reaction temperature of the 1st reaction of a manufacturing method (B) changes with kinds of activator to be used, -50-100 degreeC is generally preferable, and -20-70 degreeC is more preferable.
There is no restriction | limiting in particular in the reaction pressure of 1st reaction of a manufacturing method (B), Although it changes also with reaction temperature etc., a normal pressure is preferable from a viewpoint of the simplicity of operation in implementation.
The reaction time of the first reaction in the production method (B) varies depending on the reaction temperature and the type of activator used, but is generally preferably 0.1 to 50 hours, more preferably 0.5 to 30 hours.
The first reaction is preferably carried out in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon.
The reaction mixture obtained as described above is preferably used as a raw material for the second reaction in the production method (B) as it is.

−第2反応−
製造方法(B)の第2反応で使用されるヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとしては、具体的には、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレートが挙げられる。
ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートの使用量は、第1反応で使用するジカルボン酸モノエステル誘導体(1)1モルに対して、1〜10モルが好ましく、1〜5モルがより好ましい。
-Second reaction-
Specific examples of hydroxyethyl (meth) acrylate used in the second reaction of the production method (B) include hydroxyethyl acrylate and hydroxyethyl methacrylate.
1-10 mol is preferable with respect to 1 mol of dicarboxylic acid monoester derivative (1) used by 1st reaction, and, as for the usage-amount of hydroxyethyl (meth) acrylate, 1-5 mol is more preferable.

製造方法(B)の第2反応で使用される塩基性化合物としては、有機塩基、無機塩基のいずれも使用できる。有機塩基としては、例えばトリエチルアミン、トリオクチルアミン、トリブチルアミン、トリエチレンテトラミン、トリエタノールアミン、ピペラジン、ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンなどのアミン;ピリジン、2−メチルピリジン、2−メチル−5−エチルピリジン、2,6−ジメチルピリジンなどの含窒素複素環式芳香族化合物が挙げられる。無機塩基としては、例えば水素化ナトリウム、水素化カリウムなどのアルカリ金属水素化物などが挙げられる。これらの中でも、有機塩基が好ましく、トリエチルアミン、ピリジンがより好ましい。
塩基性化合物の使用量は、第1反応で使用するジカルボン酸モノエステル誘導体(1)1モルに対して、1〜3モルが好ましく、1〜2モルがより好ましい。製造方法(B)の第1反応で使用する塩基性化合物と同じ塩基性化合物を選択することが、さらに好ましい。
As the basic compound used in the second reaction of the production method (B), either an organic base or an inorganic base can be used. Examples of the organic base include amines such as triethylamine, trioctylamine, tributylamine, triethylenetetramine, triethanolamine, piperazine, diazabicyclo [2.2.2] octane; pyridine, 2-methylpyridine, 2-methyl-5 -Nitrogen-containing heterocyclic aromatic compounds such as ethylpyridine and 2,6-dimethylpyridine. Examples of the inorganic base include alkali metal hydrides such as sodium hydride and potassium hydride. Among these, an organic base is preferable, and triethylamine and pyridine are more preferable.
1-3 mol is preferable with respect to 1 mol of dicarboxylic acid monoester derivative (1) used by 1st reaction, and, as for the usage-amount of a basic compound, 1-2 mol is more preferable. It is more preferable to select the same basic compound as the basic compound used in the first reaction of the production method (B).

製造方法(B)の第2反応は溶媒の存在下に実施する。溶媒としては、反応を阻害しない限り特に制限はないが、例えばヘキサン、ヘプタンなどの鎖状飽和炭化水素;シクロヘキサンなどの脂環式飽和炭化水素;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、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピルなどのエステル;アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンズニトリルなどのニトリルなどが挙げられる。溶媒は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
溶媒の存在下に反応を実施する場合、溶媒の使用量は、第1反応で使用するジカルボン酸モノエステル誘導体(1)に対して、0.5〜100質量部が好ましく、後処理の容易さの観点から、0.5〜20質量部がより好ましく、0.5〜10質量部がさらに好ましい。
The second reaction in the production method (B) is carried out in the presence of a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it does not inhibit the reaction. For example, chain saturated hydrocarbons such as hexane and heptane; alicyclic saturated hydrocarbons such as cyclohexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; Halogenated hydrocarbons such as methylene, dichloroethane, chloroform and chlorobenzene; esters such as methyl acetate, ethyl acetate and propyl acetate; nitriles such as acetonitrile, propionitrile and benzonitrile. A solvent may be used individually by 1 type and may be used in mixture of 2 or more types.
When the reaction is carried out in the presence of a solvent, the amount of the solvent used is preferably 0.5 to 100 parts by mass with respect to the dicarboxylic acid monoester derivative (1) used in the first reaction, and easy post-treatment. From the viewpoint, 0.5 to 20 parts by mass is more preferable, and 0.5 to 10 parts by mass is more preferable.

製造方法(B)の第2反応の反応温度は、使用する活性化剤の種類によって異なるが、概ね−50〜100℃が好ましく、−20〜70℃がより好ましい。
製造方法(B)の第2反応の反応圧力に特に制限は無く、反応温度などによっても異なるが、実施における操作の簡便性の観点から、常圧好ましい。
製造方法(B)の第2反応の反応時間は、反応温度、使用する活性化剤の種類によって異なるが、概ね0.1〜50時間が好ましく、0.5〜30時間がより好ましい。
第2反応は、窒素、アルゴンなどの不活性ガスの雰囲気下に実施することが好ましい。
なお、製造方法(B)の第2反応では、水を添加することによって反応を停止することができる。
Although the reaction temperature of the 2nd reaction of a manufacturing method (B) changes with kinds of activator to be used, -50-100 degreeC is generally preferable, and -20-70 degreeC is more preferable.
There is no restriction | limiting in particular in the reaction pressure of the 2nd reaction of a manufacturing method (B), Although it changes also with reaction temperature etc., a normal pressure is preferable from a viewpoint of the simplicity of operation in implementation.
The reaction time of the second reaction in the production method (B) varies depending on the reaction temperature and the type of the activator used, but is generally preferably 0.1 to 50 hours, and more preferably 0.5 to 30 hours.
The second reaction is preferably carried out in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon.
In the second reaction of the production method (B), the reaction can be stopped by adding water.

製造方法(B)の第2反応の実施形態としては、特に制限はない。例えば、反応器に製造方法(B)の第1反応で得られた反応混合液、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートおよび必要に応じて溶媒を仕込み、所望の反応圧力下、所望の反応温度下に塩基性化合物を添加する方法が好ましい。   There is no restriction | limiting in particular as embodiment of the 2nd reaction of a manufacturing method (B). For example, the reaction mixture obtained in the first reaction of the production method (B), hydroxyethyl (meth) acrylate, and a solvent as necessary are charged into a reactor, and a base is added at a desired reaction pressure and a desired reaction temperature. A method of adding a functional compound is preferred.

上記の方法で得られた反応混合物からのアクリル酸エステル誘導体(2)の分離および精製は、有機化合物の分離および精製に一般的に用いられる方法により行うことができる。
例えば、反応終了後、得られた反応混合液を有機層と水層とに分液し、水層をトルエンで抽出し、前記有機層と合わせ、濃縮することでアクリル酸エステル誘導体(2)が得られる。次いで、酢酸エチルとジイソプロピルエーテルの混合溶媒などを用いて再結晶することにより、純度の高いアクリル酸エステル誘導体(2)を得ることができる。
Separation and purification of the acrylate derivative (2) from the reaction mixture obtained by the above method can be carried out by methods generally used for separation and purification of organic compounds.
For example, after completion of the reaction, the resulting reaction mixture is separated into an organic layer and an aqueous layer, the aqueous layer is extracted with toluene, combined with the organic layer, and concentrated to obtain an acrylate derivative (2). can get. Next, recrystallization using a mixed solvent of ethyl acetate and diisopropyl ether or the like can provide an acrylic ester derivative (2) with high purity.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited by these examples.

<合成例1>5−ヒドロキシ−2,6−ノルボルナンスルトンの合成
攪拌装置、温度計を取り付けた内容積1Lの四つ口フラスコに、フェノチアジン0.40g、テトラヒドロフラン(THF)1154.0g、シクロペンタジエン87.0g(1.32mol)を仕込み、攪拌しながら5℃以下に冷却した。次いで、別々の滴下ロートに、2−クロロエタンスルホニルクロリド195.7g(1.20mol)、トリエチルアミン146.0g(1.45mol)をそれぞれ入れ、内温5〜10℃で3時間かけて同時に滴下を行った。
滴下終了後、反応混合物を5〜10℃で3時間攪拌した後、析出している塩を減圧ろ過し、続いてろ別した塩にTHF600.0gを注いで、ろ液1632.8gを得た(該ろ液を「ろ液(A)」と称する)。該ろ液(A)をガスクロマトグラフィーで分析したところ、5−ノルボルネン−2−スルホニルクロリドを178.2g(0.925mol)含んでいた(2−クロロエタンスルホニルクロリドに対して収率77.1%)。
攪拌装置、温度計を取り付けた内容積3Lの三つ口フラスコに、水920gを入れ、20℃以下に冷却した。攪拌しながら、水酸化ナトリウム80.30g(2.01mol)を内温が20℃以下になるように入れた。ここに、「ろ液(A)」1300g(5−ノルボルネン−2−スルホニルクロリドは、141.9g、0.737mol)を、内温20〜25℃で、4時間かけて滴下した。
滴下終了から1時間後に反応混合液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、5−ノルボルネン−2−スルホニルクロリドは完全に消失していた。反応混合液を減圧下に濃縮し、THFを除去した後、2Lの分液ロートに移してトルエン300gで3回洗浄し、5−ノルボルネン−2−スルホン酸ナトリウム塩を含む水溶液1065.3gを得た(該水溶液を「水溶液(A)」と称する)。
攪拌装置、温度計を取り付けた内容積3Lの三つ口フラスコに、「水溶液(A)」を全て入れ、10℃に冷却した。99%ギ酸93.27g(2.01mol)を内温11〜15℃で滴下した後、加熱して内温を50〜53℃としたところに、30%過酸化水素水162.50g(1.43mol)を3時間かけて滴下した。滴下終了後も内温を50℃前後に維持し、滴下終了から17時間後に反応混合液を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)で分析したところ、5−ノルボルネン−2−スルホン酸の変換率は98.7%であった。
反応混合液を15℃まで冷却後、亜硫酸ナトリウム36.55g(0.29mol)を内温15〜18℃でゆっくり加え、デンプン紙により過酸化水素が検出されないことを確認し、炭酸水素ナトリウム140.95g(1.68mol)を内温15〜17℃でゆっくり加え、反応混合液のpHを7.3とした。酢酸エチル900gで2回抽出を行い、得られた有機層を合わせて減圧下に濃縮し、黄白色の固体69.15gを得た。この固体を酢酸エチル140gに50℃で溶解させた後、10℃までゆっくり冷却し、析出した結晶をろ過した。ろ別した結晶を5℃の酢酸エチル30gで洗浄し、40℃で2時間減圧下に乾燥することで、下記構造の5−ヒドロキシ−2,6−ノルボルナンスルトン53.9g(純度99.1%、0.28mol)を得た(5−ノルボルネン−2−スルホニルクロリドに対して収率38.1%)。
<Synthesis Example 1> Synthesis of 5-hydroxy-2,6-norbornane sultone In a four-necked flask with an internal volume of 1 L equipped with a stirrer and a thermometer, 0.40 g of phenothiazine, 1154.0 g of tetrahydrofuran (THF), cyclopentadiene 87.0 g (1.32 mol) was charged and cooled to 5 ° C. or lower with stirring. Then, 195.7 g (1.20 mol) of 2-chloroethanesulfonyl chloride and 146.0 g (1.45 mol) of 2-chloroethanesulfonyl chloride were placed in separate dropping funnels, respectively, and dripped simultaneously over 5 hours at an internal temperature of 5 to 10 ° C. It was.
After completion of the dropwise addition, the reaction mixture was stirred at 5 to 10 ° C. for 3 hours, and then the precipitated salt was filtered under reduced pressure. Subsequently, 600.0 g of THF was poured into the filtered salt to obtain 1632.8 g of filtrate ( The filtrate is referred to as “filtrate (A)”). When the filtrate (A) was analyzed by gas chromatography, it contained 178.2 g (0.925 mol) of 5-norbornene-2-sulfonyl chloride (yield: 77.1% based on 2-chloroethanesulfonyl chloride). ).
920 g of water was put into a 3 L three-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer, and cooled to 20 ° C. or lower. While stirring, 80.30 g (2.01 mol) of sodium hydroxide was added so that the internal temperature was 20 ° C. or lower. Here, 1300 g of “filtrate (A)” (5-norbornene-2-sulfonyl chloride was 141.9 g, 0.737 mol) was added dropwise at an internal temperature of 20 to 25 ° C. over 4 hours.
One hour after the completion of the dropwise addition, the reaction mixture was analyzed by gas chromatography. As a result, 5-norbornene-2-sulfonyl chloride had completely disappeared. The reaction mixture was concentrated under reduced pressure to remove THF, then transferred to a 2 L separatory funnel and washed three times with 300 g of toluene to obtain 1065.3 g of an aqueous solution containing 5-norbornene-2-sulfonic acid sodium salt. (This aqueous solution is referred to as “aqueous solution (A)”).
All of the “aqueous solution (A)” was placed in a three-necked flask having an internal volume of 3 L equipped with a stirrer and a thermometer, and cooled to 10 ° C. After dropping 93.27 g (2.01 mol) of 99% formic acid at an internal temperature of 11 to 15 ° C. and heating to an internal temperature of 50 to 53 ° C., 162.50 g (1. 43 mol) was added dropwise over 3 hours. The internal temperature was maintained at around 50 ° C. even after completion of the dropwise addition, and the reaction mixture was analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC) 17 hours after the completion of the dropwise addition. As a result, the conversion of 5-norbornene-2-sulfonic acid was 98. 7%.
After cooling the reaction mixture to 15 ° C., 36.55 g (0.29 mol) of sodium sulfite was slowly added at an internal temperature of 15 to 18 ° C., and it was confirmed that hydrogen peroxide was not detected by starch paper. 95 g (1.68 mol) was slowly added at an internal temperature of 15 to 17 ° C. to adjust the pH of the reaction mixture to 7.3. Extraction was performed twice with 900 g of ethyl acetate, and the obtained organic layers were combined and concentrated under reduced pressure to obtain 69.15 g of a yellowish white solid. This solid was dissolved in 140 g of ethyl acetate at 50 ° C., and then slowly cooled to 10 ° C., and the precipitated crystals were filtered. The crystals separated by filtration were washed with 30 g of ethyl acetate at 5 ° C. and dried under reduced pressure at 40 ° C. for 2 hours, whereby 53.9 g of 5-hydroxy-2,6-norbornane sultone having the following structure (purity: 99.1%) 0.28 mol) (yield 38.1% based on 5-norbornene-2-sulfonyl chloride).

Figure 2012072079
Figure 2012072079

1H−NMR(400MHz、CDCl3、TMS、ppm):1.72(1H,dd,J=11.6、1.6Hz)、2.06−2.10(3H,m)、2.22(1H,dd、J=11.2、1.6Hz)、2.44(1H,m)、3.44(1H,m)、3.50−3.53(1H,m)、3.93(1H,brs)、4.61(1H,d,J=4.8Hz) 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , TMS, ppm): 1.72 (1H, dd, J = 11.6, 1.6 Hz), 2.06-2.10 (3H, m), 2.22 (1H, dd, J = 11.2, 1.6 Hz), 2.44 (1H, m), 3.44 (1H, m), 3.50-3.53 (1H, m), 3.93 (1H, brs), 4.61 (1H, d, J = 4.8 Hz)

<実施例1>4−オキサ−5−チアトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5,5−ジオキシド−2−イル=スクシナートの製造
攪拌装置および温度計を取り付けた内容積2000mLの四つ口フラスコに、5−ヒドロキシ−2,6−ノルボルナンスルトン180.0g(946.3mmol)、無水コハク酸104.2g(1041.2mmol)、アセトニトリル274.7gを仕込んだ。続いて、攪拌しながら内温39〜45℃で、トリエチルアミン58.0g(567.4mmol)を30分かけて滴下した。その後、39〜45℃で1時間攪拌した後、内温45〜34℃で、0.676mol/kgの塩酸820.6g(556.4mmol)を23分かけて滴下した。
内温を40℃とし、系内が均一溶液であるのを確認した後、4時間かけて内温を1℃まで降下することで、固体を析出させた。その後、1℃にて3時間攪拌した後、濾紙でろ過を行った。アセトニトリルと水の混合溶液(アセトニトリル/水=1/3(質量比))274.8gで固体を洗浄した後、40℃にて8時間かけて固体を乾燥させ、下記、4−オキサ−5−チアトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5,5−ジオキシド−2−イル=スクシナートの白色固体221.4g(収率80.6%)を取得した。
<Example 1> Preparation of 4-oxa-5-thiatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonane-5,5-dioxido-2-yl succinate Internal volume of 2000 mL equipped with a stirrer and a thermometer Was charged with 180.0 g (946.3 mmol) of 5-hydroxy-2,6-norbornane sultone, 104.2 g (1041.2 mmol) of succinic anhydride, and 274.7 g of acetonitrile. Subsequently, 58.0 g (567.4 mmol) of triethylamine was added dropwise over 30 minutes at an internal temperature of 39 to 45 ° C. while stirring. Then, after stirring for 1 hour at 39 to 45 ° C., 820.6 g (556.4 mmol) of 0.676 mol / kg hydrochloric acid was added dropwise over 23 minutes at an internal temperature of 45 to 34 ° C.
After confirming that the internal temperature was 40 ° C. and the inside of the system was a homogeneous solution, the internal temperature was lowered to 1 ° C. over 4 hours to precipitate a solid. Then, after stirring at 1 degreeC for 3 hours, it filtered with the filter paper. After washing the solid with 274.8 g of a mixed solution of acetonitrile and water (acetonitrile / water = 1/3 (mass ratio)), the solid was dried at 40 ° C. for 8 hours, and the following 4-oxa-5- 221.4 g (yield 80.6%) of a white solid of thiatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonane-5,5-dioxido-2-yl succinate was obtained.

Figure 2012072079
Figure 2012072079

1H−NMR(400MHz、CDCl3、TMS、ppm)δ:1.83(1H,d,J=11.6Hz)、2.01−2.09(2H,m)、2.20(1H,ddd,13.6、10.7、4.4Hz)、2.52(1H,d,J=3.6Hz)、2.60(4H,s)、3.49−3.52(1H,m)、3.65(1H,ddd,J=10.7、4.4、2.4Hz)、4.63(1H,d,J=1.6Hz)、4.76(1H,d,J=4.8Hz) 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , TMS, ppm) δ: 1.83 (1H, d, J = 11.6 Hz), 2.01-2.09 (2H, m), 2.20 (1H, ddd, 13.6, 10.7, 4.4 Hz), 2.52 (1 H, d, J = 3.6 Hz), 2.60 (4 H, s), 3.49-3.52 (1 H, m ), 3.65 (1H, ddd, J = 10.7, 4.4, 2.4 Hz), 4.63 (1H, d, J = 1.6 Hz), 4.76 (1H, d, J = 4.8Hz)

<合成例2>5−ヒドロキシ−2,6−(7−オキサノルボルナン)カルボラクトンの合成
攪拌装置および温度計を取り付けた内容積100mLの四つ口フラスコに、フラン48.0g(0.705mol)およびアクリル酸メチル20.0g(0.232mol)を入れ、−20℃に冷却した。そこへ、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体3.0mLを、内温−15〜−18℃を保持しながら滴下した。滴下終了後、内温0〜5℃で14時間攪拌を継続した。反応混合液を減圧下に濃縮し、得られた濃縮物を酢酸エチル300gに溶解し、水50g、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液50g、飽和食塩水50gで順次洗浄した後、減圧下に濃縮することにより油状物28.3gを得た。
該油状物に10%水酸化ナトリウム水溶液93.6g(0.234mol)を加え、室温にて24時間攪拌した後、濃塩酸でpHを2.0とした。酢酸エチル300gで3回抽出した後、得られた抽出層を合わせて減圧下にて濃縮することにより固体21.5gを得た。
攪拌装置、温度計および滴下漏斗を取り付けた内容積200mLの四つ口フラスコに、上記で得られた固体全量を入れ、88%ギ酸12.0g(0.232mol)を20〜30℃で混合した後、加熱して内温を45〜46℃とした。次いで、30%過酸化水素水26.1g(0.232mol)を6時間かけて滴下した。滴下終了後内温を45℃前後に保ちながら20時間攪拌した。反応混合液を15℃まで冷却後、亜硫酸ナトリウム9.7gを内温15〜20℃で添加し、デンプン紙により過酸化水素が検出されなくなることを確認した後、20%水酸化ナトリウム水溶液で反応混合液のpHを7.8とした。酢酸エチル400gで3回抽出を行い、得られた有機層を合わせて減圧下に濃縮した。得られた固体にエタノール30gを添加し、加温して固体が完全に溶解してから0℃までゆっくりと冷却し、析出した結晶をろ過した。ろ別した結晶を0℃のエタノール10gで洗浄し、40℃で2時間減圧下に乾燥することで、下記構造の5−ヒドロキシ−2,6−(7−オキサノルボルナン)カルボラクトン10.8g(純度98.9%、0.068mol)を得た。
<Synthesis Example 2> Synthesis of 5-hydroxy-2,6- (7-oxanorbornane) carbolactone Into a 100 mL four-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer, 48.0 g (0.705 mol) of furan was added. Then, 20.0 g (0.232 mol) of methyl acrylate was added and cooled to -20 ° C. The boron trifluoride diethyl ether complex 3.0mL was dripped there, maintaining internal temperature -15--18 degreeC. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for 14 hours at an internal temperature of 0 to 5 ° C. The reaction mixture was concentrated under reduced pressure, and the resulting concentrate was dissolved in 300 g of ethyl acetate, washed successively with 50 g of water, 50 g of a saturated aqueous sodium hydrogen carbonate solution and 50 g of saturated brine, and then concentrated under reduced pressure. 28.3 g of oil was obtained.
To this oily substance was added 93.6 g (0.234 mol) of a 10% aqueous sodium hydroxide solution, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours, and then adjusted to pH 2.0 with concentrated hydrochloric acid. After extracting three times with 300 g of ethyl acetate, the obtained extracted layers were combined and concentrated under reduced pressure to obtain 21.5 g of a solid.
The total amount of the solid obtained above was placed in a 200 mL four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer and dropping funnel, and 12.0 g (0.232 mol) of 88% formic acid was mixed at 20 to 30 ° C. Then, it heated and the internal temperature was 45-46 degreeC. Next, 26.1 g (0.232 mol) of 30% aqueous hydrogen peroxide was added dropwise over 6 hours. After completion of dropping, the mixture was stirred for 20 hours while maintaining the internal temperature at around 45 ° C. After cooling the reaction mixture to 15 ° C., 9.7 g of sodium sulfite was added at an internal temperature of 15 to 20 ° C. After confirming that hydrogen peroxide was not detected by starch paper, the reaction was performed with 20% aqueous sodium hydroxide solution. The pH of the mixture was 7.8. Extraction was performed 3 times with 400 g of ethyl acetate, and the obtained organic layers were combined and concentrated under reduced pressure. 30 g of ethanol was added to the obtained solid, heated, and after the solid was completely dissolved, the solid was slowly cooled to 0 ° C., and the precipitated crystals were filtered. The crystals separated by filtration were washed with 10 g of ethanol at 0 ° C., and dried under reduced pressure at 40 ° C. for 2 hours, whereby 10.8 g of 5-hydroxy-2,6- (7-oxanorbornane) carbolactone having the following structure ( Purity 98.9%, 0.068 mol) was obtained.

Figure 2012072079
Figure 2012072079

1H−NMR(400MHz、CDCl3、TMS、ppm)δ:1.97(1H,dd,J=13.4、1.8Hz)、2.11(1H,d,J=8.4Hz)、2.23(1H,ddd、J=13.6、11.2、5.6Hz)、2.71(1H,m)、3.89(1H,d,J=8.8Hz)、4.51(1H,d,J=4.8Hz)、4.58(1H,d,J=5.2Hz)、5.32(1H,t,J=4.8Hz) 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , TMS, ppm) δ: 1.97 (1H, dd, J = 13.4, 1.8 Hz), 2.11 (1H, d, J = 8.4 Hz), 2.23 (1H, ddd, J = 13.6, 11.2, 5.6 Hz), 2.71 (1 H, m), 3.89 (1 H, d, J = 8.8 Hz), 4.51 (1H, d, J = 4.8 Hz), 4.58 (1H, d, J = 5.2 Hz), 5.32 (1H, t, J = 4.8 Hz)

<実施例2>5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イル=スクシナートの製造
攪拌装置および温度計を取り付けた内容積1000mLの四つ口フラスコに、5−ヒドロキシ−2,6−(7−オキサノルボルナン)カルボラクトン73.2g(468.8mmol)、無水コハク酸51.6g(515.7mmol)、アセトニトリル162.5gを仕込んだ。続いて、攪拌しながら内温15〜30℃で、トリエチルアミン28.4g(281.3mmol)を5分かけて添加した。その後、43℃で1時間攪拌した後、内温43〜28℃で、0.577mol/kgの塩酸487.8g(281.3mmol)を7分かけて滴下した。
内温を43℃とし、系内が均一溶液であるのを確認した後、4時間かけて内温を1℃まで降下することで、固体を析出させた。その後、1℃にて1時間攪拌した後、濾紙でろ過を行った。アセトニトリルと水の混合溶液(アセトニトリル/水=1/3(質量比))120gで固体を洗浄した後、41℃にて2.5時間かけて固体を乾燥させ、下記構造の、5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イル=スクシナートの白色固体98.1g(81.6%)を取得した。
Example 2 Production of 5-oxo-4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl = succinate Four-necked volume of 1000 mL with a stirrer and thermometer attached A flask was charged with 73.2 g (468.8 mmol) of 5-hydroxy-2,6- (7-oxanorbornane) carbolactone, 51.6 g (515.7 mmol) of succinic anhydride, and 162.5 g of acetonitrile. Subsequently, 28.4 g (281.3 mmol) of triethylamine was added over 5 minutes at an internal temperature of 15 to 30 ° C. with stirring. Then, after stirring for 1 hour at 43 ° C., 487.8 g (281.3 mmol) of 0.577 mol / kg hydrochloric acid was added dropwise over 7 minutes at an internal temperature of 43 to 28 ° C.
After confirming that the internal temperature was 43 ° C. and the inside of the system was a homogeneous solution, the internal temperature was lowered to 1 ° C. over 4 hours to precipitate a solid. Then, after stirring at 1 degreeC for 1 hour, it filtered with the filter paper. After washing the solid with 120 g of a mixed solution of acetonitrile and water (acetonitrile / water = 1/3 (mass ratio)), the solid was dried at 41 ° C. over 2.5 hours, and 5-oxo- 98.1 g (81.6%) of a white solid of 4-oxatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonan-2-yl succinate was obtained.

Figure 2012072079
Figure 2012072079

1H−NMR(400MHz、CDCl3、TMS、ppm)δ:2.04(1H,dd,J=13.6、2.0Hz)、2.21(1H,ddd,13.6、11.2、5.6Hz)、2.62(4H,s)、2.72(1H,dddd,J=11.2、4.8、2.0、0.8Hz)、4.63(1H,dd,J=4.8、0.8Hz)、4.67(1H,d,J=5.6Hz)、4.74(1H,s)、5.38(1H,t,J=4.8Hz) 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , TMS, ppm) δ: 2.04 (1H, dd, J = 13.6, 2.0 Hz), 2.21 (1H, ddd, 13.6, 11.2 5.6 Hz), 2.62 (4H, s), 2.72 (1H, dddd, J = 11.2, 4.8, 2.0, 0.8 Hz), 4.63 (1H, dd, J = 4.8, 0.8 Hz), 4.67 (1H, d, J = 5.6 Hz), 4.74 (1H, s), 5.38 (1H, t, J = 4.8 Hz)

<実施例3>2’−メタクリロイルオキシエチル−4−オキサ−5−チアトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5,5−ジオキシド−2−イル=スクシナートの製造
ディーンスターク、攪拌装置および温度計を取り付けた内容積500mlの四つ口フラスコに、実施例1で得た4−オキサ−5−チアトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5,5−ジオキシド−2−イル=スクシナート2.9g(10mmol)、p−トルエンスルホン酸一水和物1.0g(5mmol)、トルエン10gおよびヒドロキシエチルメタクリレート1.4g(11mmol)を仕込み、系内を33.2kPaに減圧した。
続いて内温を80℃に昇温し、ディーンスタークに溜まった水を適宜抜き取りながら30時間加熱を続けた。
内温を25℃に冷却した後、減圧を解除し、10質量%−水酸化ナトリウム水溶液2.2g(5.5mmol)を添加した。反応混合物を分液ロートに移送し、分液した。水層をトルエン10gによって抽出し、有機層と抽出液とを混合した後、減圧下に濃縮した。
得られた濃縮物に酢酸エチル10gおよびジイソプロピルエーテル20gを添加し、内温を50℃に昇温して結晶を溶解させた。続いて内温を5時間かけて0℃まで冷却し、0℃にて2時間攪拌した後、析出した結晶をグラスフィルターによってろ別した。
得られた結晶を0.3kPa、40℃の条件下で乾燥することによって、下記構造の2’−メタクリロイルオキシエチル−4−オキサ−5−チアトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−5,5−ジオキシド−2−イル=スクシナート3.3g(白色固体、収率82.0%)を取得した。
Example 3 Production of 2′-methacryloyloxyethyl-4-oxa-5-thiatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonane-5,5-dioxido-2-yl succinate Dean Stark, stirring 4-oxa-5-thiatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonane-5,5-dioxide- obtained in Example 1 was placed in a four-necked flask having an internal volume of 500 ml equipped with a device and a thermometer. 2.9 g (10 mmol) of 2-yl = succinate, 1.0 g (5 mmol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate, 10 g of toluene and 1.4 g (11 mmol) of hydroxyethyl methacrylate were added, and the inside of the system was adjusted to 33.2 kPa. The pressure was reduced.
Subsequently, the internal temperature was raised to 80 ° C., and heating was continued for 30 hours while appropriately removing water accumulated in the Dean Stark.
After cooling the internal temperature to 25 ° C., the reduced pressure was released, and 2.2 g (5.5 mmol) of 10% by mass-sodium hydroxide aqueous solution was added. The reaction mixture was transferred to a separatory funnel and separated. The aqueous layer was extracted with 10 g of toluene, the organic layer and the extract were mixed, and then concentrated under reduced pressure.
To the obtained concentrate, 10 g of ethyl acetate and 20 g of diisopropyl ether were added, and the internal temperature was raised to 50 ° C. to dissolve the crystals. Subsequently, the internal temperature was cooled to 0 ° C. over 5 hours and stirred at 0 ° C. for 2 hours, and then the precipitated crystals were separated by filtration with a glass filter.
The obtained crystals were dried under the conditions of 0.3 kPa and 40 ° C. to give 2′-methacryloyloxyethyl-4-oxa-5-thiatricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonane having the following structure. 3.3 g (white solid, yield 82.0%) of -5,5-dioxido-2-yl succinate was obtained.

Figure 2012072079
Figure 2012072079

1H−NMR(400MHz、CDCl3、TMS、ppm)δ:1.93(3H,s)、2.15−1.75(5H,m)、2.66−2.54(4H,m)、3.48(1H,m)、3.55(1H,m)、4.34(4H,s)、4.73−4.71(2H,m)、5.60(1H,s)、6.12(1H,s) 1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 , TMS, ppm) δ: 1.93 (3H, s), 2.15-1.75 (5H, m), 2.66-2.54 (4H, m) 3.48 (1H, m), 3.55 (1H, m), 4.34 (4H, s), 4.73-4.71 (2H, m), 5.60 (1H, s), 6.12 (1H, s)

以上より、本発明のジカルボン酸モノエステル誘導体(1)を用いることにより、特許文献2および3に提案された特定の構成単位の由来となる(メタ)アクリル酸エステル誘導体を、工業的に入手容易な原料を用い、安全で安価に工業的規模で製造できることが証明された。   From the above, by using the dicarboxylic acid monoester derivative (1) of the present invention, the (meth) acrylic acid ester derivative derived from the specific structural unit proposed in Patent Documents 2 and 3 is easily industrially available. It has been proved that it can be manufactured safely and inexpensively on an industrial scale using simple raw materials.

本発明のジカルボン酸エステル誘導体(1)は、レジスト組成物に含有させる高分子化合物の原料の合成中間体として有用である。   The dicarboxylic acid ester derivative (1) of the present invention is useful as a synthetic intermediate for the raw material of the polymer compound to be contained in the resist composition.

Claims (4)

下記一般式(1)
Figure 2012072079
(式中、R1は、水素原子または−COOR2(R2は、炭素数1〜5のアルキル基を表すか、または炭素数1〜3のアルキル基で置換された若しくは無置換の炭素数3〜10の環状炭化水素基を表す。)を表す。Yは、メチレン基、酸素原子または硫黄原子を表し、Zは、>C=O、>S=Oまたは>S(=O)2を表す。また、nは、1〜3の整数を表す。)
で示されるジカルボン酸モノエステル誘導体。
The following general formula (1)
Figure 2012072079
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or —COOR 2 (R 2 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or is substituted or unsubstituted with an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms) Represents a cyclic hydrocarbon group of 3 to 10. Y represents a methylene group, an oxygen atom or a sulfur atom, and Z represents>C═O,> S═O or> S (═O) 2 . N represents an integer of 1 to 3.)
A dicarboxylic acid monoester derivative represented by:
前記一般式(1)において、nが1である、請求項1に記載のジカルボン酸モノエステル誘導体。   The dicarboxylic acid monoester derivative according to claim 1, wherein n is 1 in the general formula (1). 下記一般式(1)
Figure 2012072079
(式中、R1、Y、Zおよびnは、前記定義の通りである。)
で示されるジカルボン酸モノエステル誘導体と、下記一般式(2)
Figure 2012072079
(式中、R3は、水素原子またはメチル基を表す。)
で示されるヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとを反応させることを特徴とする、下記一般式(3)
Figure 2012072079
(式中、R1、R3、Y、Zおよびnは、前記定義の通りである。)
で示されるアクリル酸エステル誘導体の製造方法。
The following general formula (1)
Figure 2012072079
(Wherein R 1 , Y, Z and n are as defined above.)
And a dicarboxylic acid monoester derivative represented by the following general formula (2)
Figure 2012072079
(In the formula, R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group.)
The following general formula (3), characterized by reacting with hydroxyethyl (meth) acrylate represented by
Figure 2012072079
(Wherein R 1 , R 3 , Y, Z and n are as defined above.)
The manufacturing method of the acrylic ester derivative shown by these.
前記一般式(1)および(3)において、nが1である、請求項3に記載のアクリル酸エステル誘導体の製造方法。   The method for producing an acrylate derivative according to claim 3, wherein n is 1 in the general formulas (1) and (3).
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