JP2022061763A - Novel polythiol compound - Google Patents

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JP2022061763A JP2020169902A JP2020169902A JP2022061763A JP 2022061763 A JP2022061763 A JP 2022061763A JP 2020169902 A JP2020169902 A JP 2020169902A JP 2020169902 A JP2020169902 A JP 2020169902A JP 2022061763 A JP2022061763 A JP 2022061763A
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僚 木村
Ryo Kimura
大史 大槻
Hiroshi Otsuki
健太郎 山根
Kentaro Yamane
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Honshu Chemical Industry Co Ltd
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Honshu Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

To provide a polythiol compound with a biaryl skeleton improved in solubility to solvents.SOLUTION: The polythiol compound is represented by the general formula (1) in the figure.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、1,1’-ビナフチル骨格を有する新規なポリチオール化合物に関する。 The present invention relates to a novel polythiol compound having a 1,1'-binaphthyl skeleton.

ポリチオール化合物は、ウレタン樹脂、マレイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アリル樹脂、ビニル樹脂、不飽和ポリエステル、ポリブタジエンなど多様な樹脂の架橋剤として利用されているが、その化学構造は、脂肪族ポリオールを基本骨格としたポリチオール化合物が主流となっている。
芳香族ポリオールを基本骨格としたポリチオール化合物の報告例は未だ少なく、例えば、特許文献1にはビスフェノールAを基本骨格としたポリチオール化合物が記載されており、これを利用したブラックマトリックスレジスト組成物は高感度で、アルカリ現像時の細線パターンの線幅保持性、すなわち現像マージンに優れることが報告されている。
また、ビフェノールを基本骨格としたポリチオール化合物は、非特許文献1にも記載されているが、その基礎物性は明らかにされていない。
ビフェノールなどの、剛直な化学構造であるビアリール骨格を基本骨格とした化合物は、高い耐熱性が期待されるほか、芳香族環のπ電子による分極率の増加により高い屈折率も期待される一方で、その剛直な化学構造故に、溶剤可溶性に乏しいことが課題であった。
Polythiol compounds are used as cross-linking agents for various resins such as urethane resin, maleimide resin, acrylic resin, epoxy resin, allyl resin, vinyl resin, unsaturated polyester and polybutadiene, but their chemical structure is an aliphatic polyol. Polythiol compounds used as the basic skeleton are the mainstream.
There are still few reports of polythiol compounds having an aromatic polyol as a basic skeleton. For example, Patent Document 1 describes a polythiol compound having a bisphenol A as a basic skeleton, and a black matrix resist composition using this is described. In terms of sensitivity, it has been reported that the line width retention of the fine line pattern during alkaline development, that is, the development margin is excellent.
Further, a polythiol compound having a biphenol as a basic skeleton is also described in Non-Patent Document 1, but its basic physical characteristics have not been clarified.
Compounds based on the biaryl skeleton, which has a rigid chemical structure, such as biphenol, are expected to have high heat resistance, and are also expected to have a high refractive index due to the increase in polarizability due to π electrons in the aromatic ring. Due to its rigid chemical structure, its poor solvent solubility was a problem.

特開2006-154774号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-154774

Inorganica Chimica Acta,359(11),3605-3616,2006Inorganica Chemica Acta, 359 (11), 3605-3616, 2006

本発明は、上述した事情を背景としてなされたものであり、ビアリール骨格を有するポリチオール化合物の溶剤可溶性の改善を課題とする。 The present invention has been made in the background of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to improve the solvent solubility of a polythiol compound having a biaryl skeleton.

本発明者は、上述の課題解決のために鋭意検討した結果、1,1’-ビナフチル骨格を有するポリチオール化合物は、従来知られたビアリール化合物と比較して、同等の耐熱性を有しつつ、さらに溶剤可溶性、屈折率に優れることを見出し、本発明を完成した。 As a result of diligent studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor has found that the polythiol compound having a 1,1'-binaphthyl skeleton has the same heat resistance as the conventionally known biaryl compound. Further, they have found that they are soluble in a solvent and have an excellent refractive index, and have completed the present invention.

本発明は以下の通りである。
1.下記一般式(1)で表されるポリチオール化合物。

Figure 2022061763000001
(式中、Rは各々独立して炭素原子数2~6の直鎖状または分岐状のアルキレン基を示し、Rは各々独立して炭素原子数1~6の直鎖状または分岐状のアルキレン基を示し、Rは各々独立して炭素原子数6~12のアリール基を示し、mは1~4の整数を示し、nは0~4の整数を示す。ただし、m、nが2以上の整数の場合のR、Rは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。) The present invention is as follows.
1. 1. A polythiol compound represented by the following general formula (1).
Figure 2022061763000001
(In the formula, R 1 independently represents a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and R 2 independently represents a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. Independently, R 3 indicates an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, m indicates an integer of 1 to 4, and n indicates an integer of 0 to 4. However, m and n. When is an integer of 2 or more, R 1 and R 3 may be the same or different, respectively.)

本発明の新規なポリチオール化合物は、剛直なビアリール骨格を有する化合物でありながらも、従来知られたビアリール化合物と比較して、同等の耐熱性を有しつつ、高い溶剤可溶性を有するため非常に有用である。
しかも、高い屈折率を有するため、機能性モノマーとしても有用である。
Although the novel polythiol compound of the present invention is a compound having a rigid biaryl skeleton, it is very useful because it has the same heat resistance as the conventionally known biaryl compound and has high solvent solubility. Is.
Moreover, since it has a high refractive index, it is also useful as a functional monomer.

以下、本発明を詳細に説明する。
<本発明化合物>
本発明の化合物は、下記一般式(1)で表されるポリチオール化合物である。

Figure 2022061763000002
(式中、Rは各々独立して炭素原子数2~6の直鎖状または分岐状のアルキレン基を示し、Rは各々独立して炭素原子数1~6の直鎖状または分岐状のアルキレン基を示し、Rは各々独立して炭素原子数6~12のアリール基を示し、mは1~4の整数を示し、nは0~4の整数を示す。ただし、m、nが2以上の整数の場合のR、Rは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。) Hereinafter, the present invention will be described in detail.
<Compound of the present invention>
The compound of the present invention is a polythiol compound represented by the following general formula (1).
Figure 2022061763000002
(In the formula, R 1 independently represents a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and R 2 independently represents a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. Independently, R 3 indicates an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, m indicates an integer of 1 to 4, and n indicates an integer of 0 to 4. However, m and n. When is an integer of 2 or more, R 1 and R 3 may be the same or different, respectively.)

上記一般式(1)中のRは、各々独立して炭素原子数2~6の直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基を示す。Rは、各々独立して炭素原子数2、3の直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、この中でも、下記に示す(A)群のアルキレン基が好ましい。

Figure 2022061763000003
(式中、*は、それぞれ酸素原子との結合部を示す。)
上記一般式(1)中のmは1~4の整数を示す。mが2~4である場合のRは、全て同一であってもよく、異なっていてもよい。中でも、mが2~4である場合のRは全て同一であることが好ましい。特に、mが1であることが好ましい。 R 1 in the above general formula (1) independently represents a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. R1 is preferably a linear or branched alkylene group having 2 or 3 carbon atoms independently, and among these, the alkylene group of the group (A) shown below is preferable.
Figure 2022061763000003
(In the formula, * indicates the bond with the oxygen atom.)
In the above general formula (1), m represents an integer of 1 to 4. When m is 2 to 4, R 1 may be the same or different. Above all, it is preferable that R 1 is the same when m is 2 to 4. In particular, it is preferable that m is 1.

上記一般式(1)中のRは、各々独立して炭素原子数1~6の直鎖状または分岐状のアルキレン基を示す。この中でも、炭素原子数1~4の直鎖状または分岐状のアルキレン基が好ましく、炭素原子数1~3の直鎖状又は分岐状のアルキレン基がより好ましい。下記に示す(B)群のアルキレン基が好適な態様である。

Figure 2022061763000004
(式中、*はそれぞれ硫黄原子、#はそれぞれ炭素原子との結合部を示す。)
これらの中でも、炭素原子数1または2のアルキレン基が特に好ましい。 R 2 in the general formula (1) independently represents a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. Among these, a linear or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, and a linear or branched alkylene group having 1 to 3 carbon atoms is more preferable. The alkylene group of group (B) shown below is a preferred embodiment.
Figure 2022061763000004
(In the formula, * indicates a sulfur atom and # indicates a bond with a carbon atom.)
Among these, an alkylene group having 1 or 2 carbon atoms is particularly preferable.

上記一般式(1)中のRは、各々独立して炭素原子数6~12のアリール基を示す。炭素原子数6~12のアリール基としては、具体的には、例えば、フェニル基(炭素原子数6)、ナフチル基(炭素原子数8)、アントリル基(炭素原子数10)、フェナントリル基(炭素原子数10)、ビフェニル基(炭素原子数12)、などが挙げられる。
中でも、炭素原子数6~10のアリール基が好ましく、炭素原子数6~8のアリール基がより好ましく、炭素原子数6のアリール基すなわちフェニル基が特に好ましい。
上記一般式(1)中のnは0~4の整数を示す。nが2~4である場合のRは、全て同一であってもよく、異なっていてもよい。nが1~4の整数を示す場合、Rがナフタレン環に結合する位置として3位または6位が含まれることが好ましい。
中でも、nが0、1または2であることが好ましく、0または1であることがより好ましく、0であることが特に好ましい。
Each of R 3 in the general formula (1) independently represents an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. Specific examples of the aryl group having 6 to 12 carbon atoms include a phenyl group (6 carbon atoms), a naphthyl group (8 carbon atoms), an anthryl group (10 carbon atoms), and a phenanthryl group (carbon). The number of atoms is 10), the biphenyl group (the number of carbon atoms is 12), and the like.
Among them, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms is preferable, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms is more preferable, and an aryl group having 6 carbon atoms, that is, a phenyl group is particularly preferable.
In the above general formula (1), n represents an integer of 0 to 4. When n is 2 to 4, R 3 may be all the same or different. When n represents an integer of 1 to 4, it is preferable that the position where R 3 is bonded to the naphthalene ring includes the 3-position or the 6-position.
Among them, n is preferably 0, 1 or 2, more preferably 0 or 1, and particularly preferably 0.

上記一般式(1)で表される本発明の化合物の中でも、特に、下記化合物(1-1)~(1-20)が好ましい。

Figure 2022061763000005
Figure 2022061763000006
Among the compounds of the present invention represented by the general formula (1), the following compounds (1-1) to (1-20) are particularly preferable.
Figure 2022061763000005
Figure 2022061763000006

<本発明化合物の原料>
本発明の化合物は、その製造方法に特に限定はないが、例えば、一般式(2)で表されるジヒドロキシ化合物と、一般式(3)で表されるチオール類を反応させることにより製造することができる。

Figure 2022061763000007
(式中、R、R、m、nは一般式(1)と同義である。)
Figure 2022061763000008
(式中、Rは一般式(1)と同義である。)
一般式(2)、(3)中のR、R、R、m、nの具体例や好ましい態様は、一般式(1)と同じである。
本発明の化合物の製造方法において、一般式(3)で表されるチオール類に代えて、一般式(3)で表されるチオール類のヒドロキシカルボニル基がハロゲン化カルボニル基または低級(炭素数1~3)アルコキシカルボニル基である、酸ハロゲン化物やエステル化物を使用しても良い。 <Raw material for the compound of the present invention>
The production method of the compound of the present invention is not particularly limited, but the compound may be produced, for example, by reacting a dihydroxy compound represented by the general formula (2) with thiols represented by the general formula (3). Can be done.
Figure 2022061763000007
(In the formula, R 1 , R 3 , m, n are synonymous with the general formula (1).)
Figure 2022061763000008
(In the formula, R 2 is synonymous with the general formula (1).)
Specific examples and preferred embodiments of R 1 , R 2 , R 3 , m, and n in the general formulas (2) and (3) are the same as those in the general formula (1).
In the method for producing a compound of the present invention, instead of the thiols represented by the general formula (3), the hydroxycarbonyl group of the thiols represented by the general formula (3) is a halide carbonyl group or a lower (carbon number 1). ~ 3) An acid halide or an esterified product, which is an alkoxycarbonyl group, may be used.

上記一般式(2)で表されるジヒドロキシ化合物は、例えば、置換基を有していても良い1,1’-ビ-2-ナフトールと、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイド、またはエチレンカーボネート(炭酸エチレン)、プロピレンカーボネート(炭酸プロピレン)、ブチレンカーボネート(炭酸ブチレン)等のアルキレンカーボネートを、アルカリ触媒存在下において反応させる公知の製造方法により得ることができる。 The dihydroxy compound represented by the above general formula (2) includes, for example, 1,1'-bi-2-naphthol which may have a substituent and alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide and butylene oxide. Alternatively, it can be obtained by a known production method in which an alkylene carbonate such as ethylene carbonate (ethylene carbonate), propylene carbonate (propylene carbonate), butylene carbonate (butylene carbonate) is reacted in the presence of an alkali catalyst.

上記一般式(3)で表されるチオール類としては、例えば、チオグリコール酸、チオ乳酸、3-メルカプトプロピオン酸、3-メルカプトブタン酸などが挙げられる。上記一般式(3)で表されるチオール類は、酸触媒存在下に、α,β-不飽和カルボン酸類と硫化水素類を反応させる製造方法などの公知の製造方法により得られたチオール化合物を用いてもよいし、市販されているチオール化合物を用いてもよい。 Examples of the thiols represented by the general formula (3) include thioglycolic acid, thiolactic acid, 3-mercaptopropionic acid, 3-mercaptobutanoic acid and the like. The thiol compound represented by the general formula (3) is a thiol compound obtained by a known production method such as a production method in which α, β-unsaturated carboxylic acids and hydrogen sulfide are reacted in the presence of an acid catalyst. It may be used, or a commercially available thiol compound may be used.

本発明の化合物の好ましい態様の1つである上記化合物(1-1)について、その製造方法の1例を下記反応式で示す。

Figure 2022061763000009
An example of a method for producing the above compound (1-1), which is one of the preferred embodiments of the compound of the present invention, is shown by the following reaction formula.
Figure 2022061763000009

<反応条件>
本発明の化合物を、一般式(2)で表されるジヒドロキシ化合物と一般式(3)で表されるチオール類を反応させて、製造する場合の反応条件について以下説明する。
(触媒)
一般式(2)で表されるジヒドロキシ化合物と一般式(3)で表されるチオール類との反応では、触媒を使用することが好ましい。好適な触媒としては、60~98%硫酸、メタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸(または、その一水和物)が挙げられ、中でも、メタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸(または、その一水和物)がより好ましい。
触媒量としては、一般式(2)で表されるジヒドロキシ化合物の1つのヒドロキシ基に対して、0.01~1等量が好ましく、0.01~0.1等量がより好ましく、0.01~0.05等量がさらに好ましい。
<Reaction conditions>
The reaction conditions for producing the compound of the present invention by reacting the dihydroxy compound represented by the general formula (2) with the thiols represented by the general formula (3) will be described below.
(catalyst)
It is preferable to use a catalyst in the reaction between the dihydroxy compound represented by the general formula (2) and the thiols represented by the general formula (3). Suitable catalysts include 60-98% sulfuric acid, methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid (or monohydrate thereof), among others, methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid (or one thereof). Hydrate) is more preferred.
The amount of catalyst is preferably 0.01 to 1 equivalent, more preferably 0.01 to 0.1 equivalent, with respect to one hydroxy group of the dihydroxy compound represented by the general formula (2). An equal amount of 01 to 0.05 is more preferable.

(反応温度、圧力)
反応温度は、通常25~120℃、好ましくは50~110℃の範囲、より好ましくは80~100℃の範囲である。前記範囲よりも反応温度が高いと、副反応が進行し好ましくない。
反応圧力は、常圧もしくは減圧で良いが、減圧下で反応を行うと、生成する水を減圧により効率的に除去することが可能となり、反応時間が短くなるため好ましい。
(Reaction temperature, pressure)
The reaction temperature is usually in the range of 25 to 120 ° C, preferably in the range of 50 to 110 ° C, more preferably in the range of 80 to 100 ° C. If the reaction temperature is higher than the above range, side reactions will proceed, which is not preferable.
The reaction pressure may be normal pressure or reduced pressure, but it is preferable to carry out the reaction under reduced pressure because the generated water can be efficiently removed by reduced pressure and the reaction time is shortened.

(反応溶剤)
本発明の化合物を、一般式(2)で表されるジヒドロキシ化合物と一般式(3)で表されるチオール類を反応させて製造する場合は、溶解性や撹拌性の観点から補助溶剤を使用してもよい。補助溶剤の具体例としては、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素類、n-ヘキサン、シクロヘキサン、n-ペンタン等の飽和炭化水素類を挙げることができ、これらの内では、トルエン等の芳香族炭化水素類が好ましい。
このような溶剤は、通常、一般式(2)で表されるジヒドロキシ化合物1重量部に対して、0.1~10重量倍の範囲、好ましくは0.5~2重量倍で用いられるが、これに限定されるものではない。
上記反応は平衡反応であるため、反応系から生成した水を取り出すことが反応完結において重要であり、上記溶剤群の中でも、水と共沸するような溶剤がより好ましい。
また、生成した水を反応系から効率的に除去するため、窒素気流を反応液に流し込みながら反応を行ってもよい。
(Reaction solvent)
When the compound of the present invention is produced by reacting the dihydroxy compound represented by the general formula (2) with the thiols represented by the general formula (3), an auxiliary solvent is used from the viewpoint of solubility and stirring property. You may. Specific examples of the auxiliary solvent include aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene and benzene, and saturated hydrocarbons such as n-hexane, cyclohexane and n-pentane. Among these, toluene and the like can be mentioned. Aromatic hydrocarbons are preferred.
Such a solvent is usually used in a range of 0.1 to 10 times by weight, preferably 0.5 to 2 times by weight, based on 1 part by weight of the dihydroxy compound represented by the general formula (2). It is not limited to this.
Since the above reaction is an equilibrium reaction, it is important to take out water generated from the reaction system in order to complete the reaction, and among the above solvent groups, a solvent that azeotropes with water is more preferable.
Further, in order to efficiently remove the generated water from the reaction system, the reaction may be carried out while flowing a nitrogen stream into the reaction solution.

(精製方法)
反応終了後、得られた反応終了混合物から目的物である一般式(1)で表されるポリチオール化合物を精製するには、公知の方法を適宜用いることができる。例えば、反応終了混合物に水酸化ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液等のアルカリ水を加えて、中和する。中和後、水層を分離除去するために必要に応じてトルエン、キシレン、メチルイソブチルケトン、酢酸ブチルまたはエーテル等の水と分離可能な溶剤を加え、その後、水層を分離すると共に得られた油層を水洗する。次いで、必要に応じて溶剤を留去しこれに適宜の晶析溶剤を添加し、晶析又は沈析させ、ろ過することによって、結晶体、または非結晶体(アモルファス体)として目的物である一般式(1)で表されるポリチオール化合物を得ることができる。
また、化合物によっては、晶析に用いた溶剤との付加物結晶として得ることもできる。
晶析溶剤は、晶析条件、精製効果、経済性等を考慮して、適宜に選択される。例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、メタノール、ブタノール、エタノール等の脂肪族アルコール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等の脂肪族ケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、γ-ブチロラクトン等の鎖状、環状の脂肪族エステル類、n-ヘプタン、n-ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、酢酸、ブタン酸等の脂肪族カルボン酸類を挙げることができる。
(Purification method)
After completion of the reaction, a known method can be appropriately used to purify the desired polythiol compound represented by the general formula (1) from the obtained reaction-terminated mixture. For example, alkaline water such as an aqueous solution of sodium hydroxide or an aqueous solution of sodium hydrogen carbonate is added to the reaction-terminated mixture to neutralize the mixture. After neutralization, a solvent separable from water such as toluene, xylene, methyl isobutyl ketone, butyl acetate or ether was added to separate and remove the aqueous layer, and then the aqueous layer was separated and obtained. Rinse the oil layer with water. Then, if necessary, the solvent is distilled off, an appropriate crystallization solvent is added thereto, and the mixture is crystallized or deposited, and filtered to obtain a crystalline or non-crystalline (amorphous) substance. A polythiol compound represented by the general formula (1) can be obtained.
Further, depending on the compound, it can also be obtained as an adduct crystal with the solvent used for crystallization.
The crystallization solvent is appropriately selected in consideration of crystallization conditions, purification effect, economy and the like. For example, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene and ethylbenzene, aliphatic alcohols such as methanol, butanol and ethanol, aliphatic ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, chains such as methyl acetate, ethyl acetate and γ-butyrolactone. Examples thereof include cyclic and cyclic aliphatic esters, aliphatic hydrocarbons such as n-heptane, n-hexane and cyclohexane, and aliphatic carboxylic acids such as acetic acid and butanoic acid.

得られた目的生成物の純度が低い場合等、必要に応じて、得られた目的生成物の性状に応じて、さらに精製を行ってもよい。
当該精製方法としては、目的生成物が結晶体の場合は、再結晶、または再沈を1回~複数回行って精製してもよいし、また、晶析あるいは再結晶に使用された溶剤を、得られた結晶体または非結晶体に注いで再度洗浄して精製してもよい。
また、得られた目的生成物が低沸点化合物(溶剤)との付加物結晶(アダクト結晶)の場合には、減圧下、100~200℃程度で付加物結晶を熱で分解し、付加した化合物(溶剤)を除去して精製してもよい。
さらに、得られた目的生成物が結晶体または固体状(非結晶体)として得られない場合は、得られた反応混合物から蒸留等で原料を除去した後、その蒸留残渣として、目的物の粗製物を得ることができ、これを、カラム分離法等で高純度品とすることもできる。
If necessary, such as when the purity of the obtained target product is low, further purification may be performed according to the properties of the obtained target product.
As the purification method, when the target product is a crystal, recrystallization or reprecipitation may be performed once or multiple times for purification, or the solvent used for crystallization or recrystallization may be used. , The obtained crystalline or non-crystalline may be poured and washed again for purification.
When the obtained target product is an adduct crystal (adduct crystal) with a low boiling point compound (solvent), the adduct crystal is thermally decomposed at about 100 to 200 ° C. under reduced pressure, and the adduct is added. You may purify by removing (solvent).
Further, when the obtained target product cannot be obtained as a crystal or a solid (amorphous), the raw material is removed from the obtained reaction mixture by distillation or the like, and then the target product is crudely prepared as a distillation residue thereof. A product can be obtained, and this can be made into a high-purity product by a column separation method or the like.

<用途>
本発明のポリチオール化合物は、高い屈折率を有し、かつ、溶剤可溶性に優れるものである。そのため、本発明のポリチオール化合物とウレタン樹脂、マレイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アリル樹脂、ビニル樹脂、不飽和ポリエステル、ポリブタジエンなどの樹脂を含む樹脂組成物は、コーティング技術やリソグラフィ技術、その他各種成形技術を利用して、屈折率などの光学的特性が向上した硬化成形物(薄膜、レンズなど)を形成するために使用する場合に有用である。
得られた硬化膜は、必要により基材から剥離してまたは基材とともに光学フィルムなどとして利用してもよい。
また、本発明の化合物はビナフチル骨格を有するので、電子材料の製造プロセスに使用するレジスト材料に用いた場合、優れたエッチング耐性を示すことが期待できる。
<Use>
The polythiol compound of the present invention has a high refractive index and is excellent in solvent solubility. Therefore, the resin composition containing the polythiol compound of the present invention and a resin such as urethane resin, maleimide resin, acrylic resin, epoxy resin, allyl resin, vinyl resin, unsaturated polyester, and polybutadiene can be used for coating technology, lithography technology, and various other moldings. It is useful when it is used to form a cured molded product (thin film, lens, etc.) with improved optical properties such as refractive index by utilizing the technique.
The obtained cured film may be peeled off from the base material or used together with the base material as an optical film or the like, if necessary.
Further, since the compound of the present invention has a binaphthyl skeleton, it can be expected to exhibit excellent etching resistance when used as a resist material used in a manufacturing process of an electronic material.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
分析方法は以下の通りである。
<分析方法>
1.本発明における成分Aと成分Bの組成比の決定方法
下記条件で高速液体クロマトグラフィー分析を行い、実施例、比較例で得られた樹脂用組成物中の成分Aと成分Bの本発明における組成比を決定した。
(1)分析装置と分析条件
測定装置:高速液体クロマトグラフィー分析装置(ProminenceUFLC)((株)島津製作所製)
ポンプ:LC-20AD
カラムオーブン:CTO-20A
検出器:SPD-20A(UFLC)、セル長5mm
カラム:HALO C18(カラム3.0×75mm、粒子径2.7μm、advanced materials technology社製)
オーブン温度:50℃
流量:0.7mL/min
移動相:(A)0.1vol%リン酸水、(B)アセトニトリル
グラジエント条件:(B)体積%(分析開始からの時間)
30%(0min)→30%(3min)→100%(16min)→100%(20min)
検出波長:280nm
試料濃度:2mg/ml(化合物1-1)
0.5mg/ml(化合物a)
試料注入量:5μl
本発明のポリチオール化合物の純度は、上記分析方法により得られたチャートから、検出された全成分に対する目的化合物の成分の面積百分率により算出した。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
The analysis method is as follows.
<Analysis method>
1. 1. Method for determining the composition ratio of component A and component B in the present invention The composition of component A and component B in the resin composition obtained in Examples and Comparative Examples by performing high performance liquid chromatography analysis under the following conditions in the present invention. The ratio was determined.
(1) Analytical device and analytical conditions Measuring device: High performance liquid chromatography analyzer (Prominence UFLC) (manufactured by Shimadzu Corporation)
Pump: LC-20AD
Column oven: CTO-20A
Detector: SPD-20A (UFLC), cell length 5 mm
Column: HALO C18 (column 3.0 x 75 mm, particle size 2.7 μm, manufactured by advanced materials technology)
Oven temperature: 50 ° C
Flow rate: 0.7 mL / min
Mobile phase: (A) 0.1 vol% phosphate water, (B) acetonitrile gradient conditions: (B) volume% (time from the start of analysis)
30% (0 min) → 30% (3 min) → 100% (16 min) → 100% (20 min)
Detection wavelength: 280 nm
Sample concentration: 2 mg / ml (Compound 1-1)
0.5 mg / ml (Compound a)
Sample injection volume: 5 μl
The purity of the polythiol compound of the present invention was calculated from the chart obtained by the above analysis method by the area percentage of the component of the target compound with respect to all the detected components.

<実施例1:化合物(1-1)の合成>

Figure 2022061763000010
ディーン・スターク装置を取り付けた300mL4つ口フラスコに、2,2’-ビス(2-ヒドロキシエトキシ)-1,1’-ビナフタレン(30.6g)、トルエン(90.5g)、p-トルエンスルホン酸一水和物(0.9g)を加え、110℃まで昇温して均一溶液とした。チオ乳酸(19.5g)を50分かけて滴下した後、脱水させながら110℃で6時間加熱撹拌した。40℃まで降温させた後、10%炭酸水素ナトリウム水溶液(45.0g)を加えて中和を行い、水層を除去した。水(45.0g)を加えて反応液を水洗し、水層を除去した。同様の水洗操作をさらに2回繰り返した後、減圧条件下で溶剤を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸ブチル=2:1(wt/wt))により精製し、目的である化合物(1-1)を透明粘性液体として29.0g得た(純度91%,収率64%)。 <Example 1: Synthesis of compound (1-1)>
Figure 2022061763000010
2,2'-bis (2-hydroxyethoxy) -1,1'-binaphthalene (30.6 g), toluene (90.5 g), p-toluenesulfonic acid in a 300 mL four-necked flask equipped with a Dean-Stark apparatus. Monohydrate (0.9 g) was added and the temperature was raised to 110 ° C. to obtain a uniform solution. After adding thiolactic acid (19.5 g) over 50 minutes, the mixture was heated and stirred at 110 ° C. for 6 hours while dehydrating. After lowering the temperature to 40 ° C., a 10% aqueous sodium hydrogen carbonate solution (45.0 g) was added for neutralization, and the aqueous layer was removed. Water (45.0 g) was added and the reaction solution was washed with water to remove the aqueous layer. After repeating the same washing operation twice more, the solvent was distilled off under reduced pressure conditions. The obtained residue was purified by silica gel column chromatography (hexane: butyl acetate = 2: 1 (wt / wt)) to obtain 29.0 g of the target compound (1-1) as a transparent viscous liquid (purity 91). %, Yield 64%).

下記に示すH NMRとLC-MS分析により、目的物であることを確認した。
H NMR:(400MHz、DMSO-d6)
δ(ppm):1.15(t-like,6H),2.87(m,2H),4.06(m,4H),4.21(m,4H),6.91(dd,2H),7.19-7.24(m,2H),7.34(brt,2H),7.62(dd,2H),7.94(d,2H),8.05(d,2H).
LC-MS
ESI-nega:549.14([M-H]
It was confirmed to be the target product by 1 H NMR and LC-MS analysis shown below.
1 1 H NMR: (400 MHz, DMSO-d6)
δ (ppm): 1.15 (t-like, 6H), 2.87 (m, 2H), 4.06 (m, 4H), 4.21 (m, 4H), 6.91 (dd, 2H) ), 7.19-7.24 (m, 2H), 7.34 (brt, 2H), 7.62 (dd, 2H), 7.94 (d, 2H), 8.05 (d, 2H) ..
LC-MS
ESI-nega: 549.14 ([MH] - )

<比較例1:化合物(a)の合成>

Figure 2022061763000011
ディーン・スターク装置を取り付けた300mL4つ口フラスコに、4,4’-ビス(2-ヒドロキシエトキシ)-1,1’-ビフェニル(30.0g)、トルエン(90.0g)、p-トルエンスルホン酸一水和物(1.0g)を加え、110℃まで昇温して溶解させた。チオ乳酸(26.7g)を30分かけて滴下した後、脱水させながら110℃で5時間加熱撹拌した。70℃まで降温させた後、10%炭酸水素ナトリウム水溶液(34.2g)を加え中和を行い、水層を除去した。水(30.0g)を加えて反応液を水洗し、水層を除去した。同様の水洗操作をさらに1回繰り返して実施した後、50℃まで冷却した。イソオクタン(73.9g)を30分かけて添加し、室温まで冷却した。析出した固体を濾別し、イソオクタン(49.3g)で洗浄後、50℃で乾燥を行うことで、目的である化合物(a)を白色固体として41.7g得た(純度94%、収率84.6%)。 <Comparative Example 1: Synthesis of compound (a)>
Figure 2022061763000011
4,4'-bis (2-hydroxyethoxy) -1,1'-biphenyl (30.0 g), toluene (90.0 g), p-toluenesulfonic acid in a 300 mL four-necked flask equipped with a Dean-Stark apparatus. Monohydrate (1.0 g) was added, and the temperature was raised to 110 ° C. to dissolve it. After dropping thiolactic acid (26.7 g) over 30 minutes, the mixture was heated and stirred at 110 ° C. for 5 hours while dehydrating. After lowering the temperature to 70 ° C., a 10% aqueous sodium hydrogen carbonate solution (34.2 g) was added for neutralization, and the aqueous layer was removed. Water (30.0 g) was added and the reaction solution was washed with water to remove the aqueous layer. The same washing operation was repeated once more, and then the mixture was cooled to 50 ° C. Isooctane (73.9 g) was added over 30 minutes and cooled to room temperature. The precipitated solid was separated by filtration, washed with isooctane (49.3 g), and dried at 50 ° C. to obtain 41.7 g of the target compound (a) as a white solid (purity 94%, yield). 84.6%).

下記に示すH NMRとLC-MS分析により、目的物であることを確認した。
H NMR:(400MHz、CDCl
δ(ppm):1.53(d,6H),2.19(d,2H),3.55(m,2H),4.22 (m,4H),4.50(m,4H),6.96(dt,4H),7.47(dt,4H).
LC-MS
ESI-nega:449.13([M-H]
融点(DSC)
71.3℃、73.6℃
It was confirmed to be the target product by 1 H NMR and LC-MS analysis shown below.
1 1 H NMR: (400 MHz, CDCl 3 )
δ (ppm): 1.53 (d, 6H), 2.19 (d, 2H), 3.55 (m, 2H), 4.22 (m, 4H), 4.50 (m, 4H), 6.96 (dt, 4H), 7.47 (dt, 4H).
LC-MS
ESI-nega: 449.13 ([MH] - )
Melting point (DSC)
71.3 ° C, 73.6 ° C

(耐熱性評価)
上記実施例1で得られた化合物(1-1)と比較例1で得られた化合物(a)を使用して、下記評価方法に従い耐熱性評価を行った。
それぞれの化合物10~20mgをアルミニウムセルへ秤量し、400℃まで加熱することで分解開始温度(5%重量減少温度)を測定した。測定には(株)日立ハイテクサイエンス社製STA-200を用い、以下の条件で測定を実施した。
測定環境:窒素雰囲気,開放
昇温速度:10℃/min
(結果)
測定により得られた分解開始温度は、以下のとおりである。
化合物(1-1):317℃
化合物(a):318℃
上記実施例1で得られた化合物(1-1)と比較例1で得られた化合物(a)の耐熱性は、同等であることが示唆された。
(Heat resistance evaluation)
Using the compound (1-1) obtained in Example 1 and the compound (a) obtained in Comparative Example 1, the heat resistance was evaluated according to the following evaluation method.
10 to 20 mg of each compound was weighed into an aluminum cell and heated to 400 ° C. to measure the decomposition start temperature (5% weight loss temperature). The measurement was carried out using STA-200 manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation under the following conditions.
Measurement environment: Nitrogen atmosphere, open temperature rise rate: 10 ° C / min
(result)
The decomposition start temperature obtained by the measurement is as follows.
Compound (1-1): 317 ° C.
Compound (a): 318 ° C.
It was suggested that the heat resistance of the compound (1-1) obtained in Example 1 and the compound (a) obtained in Comparative Example 1 were equivalent.

(屈折率測定)
上記実施例1で得られた化合物(1-1)と比較例1で得られた化合物(a)を使用して、下記測定方法に従いそれぞれの屈折率を確認した。
それぞれの化合物を任意の重量比でN-メチルピロリドンと混合し、20℃における各溶液の屈折率を測定した。屈折率の測定には、京都電子工業(株)製屈折計RA-500を使用した。得られた屈折率と溶液中の化合物重量をプロットし、線形関数を作成した。得られた関数について化合物重量100%となる点の値を求め、外挿法各化合物単体の屈折率として推算した。
推算された屈折率は、以下のとおりである。
化合物(1-1):1.617
化合物(a):1.579
上記実施例1で得られた化合物(1-1)は、比較例1で得られた化合物(a)に比べて、高い屈折率を有する化合物であることが確認された。
(Measurement of refractive index)
Using the compound (1-1) obtained in Example 1 and the compound (a) obtained in Comparative Example 1, the respective refractive indexes were confirmed according to the following measurement methods.
Each compound was mixed with N-methylpyrrolidone at an arbitrary weight ratio, and the refractive index of each solution at 20 ° C. was measured. A refractometer RA-500 manufactured by Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd. was used for measuring the refractive index. The obtained refractive index and the weight of the compound in the solution were plotted to create a linear function. For the obtained function, the value at the point where the weight of the compound was 100% was obtained, and it was estimated as the refractive index of each compound by the extrapolation method.
The estimated refractive index is as follows.
Compound (1-1): 1.617
Compound (a): 1.579
It was confirmed that the compound (1-1) obtained in Example 1 was a compound having a higher refractive index than the compound (a) obtained in Comparative Example 1.

(溶解度測定)
上記実施例1で得られた化合物(1-1)と比較例1で得られた化合物(a)を使用して、それぞれの化合物の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)、乳酸エチル(EL)に対する25℃における溶解度を確認した。化合物(1-1)はオイル状化合物であるため、溶剤と混和する点を溶解度と判断した。
測定された溶解度は、以下のとおりである。
(i)プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに対する溶解度
化合物(1-1):67g/100g以上
化合物(a):31g/100g
(ii)乳酸エチルに対する溶解度
化合物(1-1):67g/100g以上
化合物(a):18g/100g
上記実施例1で得られた化合物(1-1)は、比較例1で得られた化合物(a)に比べて、溶剤可溶性に優れることが確認された。
(Measurement of solubility)
Using the compound (1-1) obtained in Example 1 and the compound (a) obtained in Comparative Example 1 with respect to propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) and ethyl lactate (EL) of the respective compounds. Solubility at 25 ° C was confirmed. Since compound (1-1) is an oily compound, the point of miscibility with the solvent was judged to be solubility.
The measured solubilities are as follows.
(I) Solubility in Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate Compound (1-1): 67 g / 100 g or more Compound (a): 31 g / 100 g
(Ii) Solubility in ethyl lactate Compound (1-1): 67 g / 100 g or more Compound (a): 18 g / 100 g
It was confirmed that the compound (1-1) obtained in Example 1 was superior in solvent solubility to the compound (a) obtained in Comparative Example 1.

Claims (1)

下記一般式(1)で表されるポリチオール化合物。
Figure 2022061763000012
(式中、Rは各々独立して炭素原子数2~6の直鎖状または分岐状のアルキレン基を示し、Rは各々独立して炭素原子数1~6の直鎖状または分岐状のアルキレン基を示し、Rは各々独立して炭素原子数6~12のアリール基を示し、mは1~4の整数を示し、nは0~4の整数を示す。ただし、m、nが2以上の整数の場合のR、Rは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。)
A polythiol compound represented by the following general formula (1).
Figure 2022061763000012
(In the formula, R 1 independently represents a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and R 2 independently represents a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. Independently, R 3 indicates an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, m indicates an integer of 1 to 4, and n indicates an integer of 0 to 4. However, m and n. When is an integer of 2 or more, R 1 and R 3 may be the same or different, respectively.)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024070537A1 (en) * 2022-09-26 2024-04-04 三井化学株式会社 Method for producing polythiol composition, and use application thereof

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