JP4389158B2 - 高分子組成物およびその使用 - Google Patents
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Description
本発明の実施において有用な多環式モノマーは、下記式Iによって表されるモノマーから選択される。
重合反応が任意の光酸開裂性部分によって実質的に阻害されないのであれば、前記光酸開裂性部分は本発明の実施に好適であることは当業者らには明らかなはずである。
本発明のポリマーは、(1)式I、Ia、Ibおよび/またはIcの1つによる1種のモノマーと、(2)式I、Ia、Ibおよび/またはIcによる異なる2種以上のモノマーと、(3)式I、Ia、Ibおよび/またはIcによる少なくとも1種のモノマーおよび式IIによる少なくとも1種のモノマーとを含んでなる反応混合物の重合によって得られる。所望の反応混合物は、溶媒、8、9または10族遷移金属イオン源を含有する触媒系およびオプションである連鎖移動剤と混ぜ合わされる。前記触媒系は、予備成形された単一成分8、9または10族遷移金属系触媒または多成分8、9または10族遷移金属触媒でもよい。
本発明のある1つの態様において、本発明で用いられるポリマーを製造する際に有用な単一成分触媒系は下記式で表される。
式中、nは1また2であり、Eは中性の2電子ドナー配位子を表す。ある実施態様では、nが1のとき、Eは、トルエン、ベンゼンおよびメシチレンのごときπ−アレーン配位子である。別の実施態様では、nが2のとき、Eはジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、エチルアセテートおよびジオキサンから選択される。
別の態様において、前記ポリマーを製造する際に有用な触媒系はWO00/20472に記載されている。本発明の多環式モノマーを重合するのに用いることができるそのような触媒系の1つは、下記一般式で表される。
式中、Mは10族遷移金属を表し、R18はアニオン性ヒドロカルビル含有配位子を表し、L’は15族中性電子ドナー配位子を表し、L”は不安定な中性電子ドナー配位子を表し、zは0または1であり、xは1または2であり、yは0、1、2または3であり、x、yおよびzの合計が4であり、そしてbおよびdは、それぞれ、触媒錯体全体の電子電荷のバランスをとるために必要とされるカチオン錯体の数および弱配位カウンターアニオン錯体(WCA)の数を表す。モノマー供給はそのままでも溶液の状態でもよく、前記式の予備成形された触媒と接触させる。あるいは、モノマー供給の時に触媒形成成分を混ぜ合わせることによってその場で触媒を形成してもよい。
式中、Eはヒ素またはアンチモンであり、そしてR20は、水素、直鎖および分岐鎖C1〜C5アルキル、C3〜C10シクロアルキル、直鎖および分岐鎖C1〜C10アルコキシ、アリル、直鎖および分岐鎖C2〜C10アルケニル、C6〜C12アリール、C6〜C12アリールオキシ、C6〜C12アリールスルフィド(例えばPhS)、C7〜C18アラルキル、環状エーテルおよびチオエーテル、トリ(直鎖および分岐鎖C1〜C10アルキル)シリル、トリ(C6〜C12アリール)シリル、トリ(直鎖および分岐鎖C1〜C10アルコキシ)シリル、トリアリールオキシシリル、トリ(直鎖および分岐鎖C1〜C10アルキル)シロキシ、並びにトリ(C6〜C12アリール)シロキシから独立して選択される。前記置換基の各々は、直鎖または分岐鎖C1〜C5アルキル、直鎖または分岐鎖C1〜C5ハロアルキル、C1〜C5アルコキシ、ハロゲン、およびこれらの組み合わせで任意に置換されてもよい。代表的なアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシルおよびドデシルが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。代表的なシクロアルキル基としては、シクロペンチルおよびシクロヘキシルが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。代表的なアルコキシ基としては、メトキシ、エトキシおよびイソプロポキシが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。代表的な環状エーテル基および環状チオエーテル基としては、フリルおよびチエニルがそれぞれ挙げられるが、これらに限定されるわけではない。代表的なアリール基としては、フェニル、o−トリルおよびナフチルが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。代表的なアラルキル基としては、ベンジルおよびフェニルエチル(すなわち、−CH2CH2PH)が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。代表的なシリル基としては、トリフェニルシリル、トリメチルシリルおよびトリエチルシリルが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。前記一般定義において示されるように、前記各基は、直鎖または分岐鎖C1〜C5アルキル、直鎖または分岐鎖C1〜C5ハロアルキルおよびハロゲンで任意に置換されてもよい。
式中、X’は酸素、窒素またはケイ素であり、R20は上記定義と同じであり、各R20置換基はそれぞれ独立しており、gは0、1、2または3であり、hは1、2または3である、ただしX’がケイ素原子のとき、hは3であり、X’が酸素原子のとき、hは1であり、そしてX’が窒素原子のとき、hは2である。gが0でX’が酸素のとき、任意の2つまたは3つのR20と、それらが結合している酸素原子とで、環状部分を形成することができる。gが3のとき、任意の2つのR20と、それらが結合しているリン原子とで、下記式のホスファサイクルを表すことができる。
式IIIの弱配位カウンターアニオン錯体[WCA]は、ボレート、アルミナート、ボレートベンゼンアニオン、カルボランアニオンおよびハロカルボランアニオンから選択することができる。
[M’(OR31)(OR32)(OR33)(OR34)] V
A’は、WCA塩によって供給される弱配位アニオンによって容易に置換することができるアニオン性離脱基を表す。前記離脱基は、WCA塩のカチオンと共に塩を形成する。離脱基A’は、ハロゲン(すなわち、Br、Cl、IおよびF)、硝酸塩、トリフラート(トリフルオロメタンスルフォナート)、トリフルイミド(ビストリフルオロメタンスルホンイミド)、トリフルオロアセテート、トシラート、AlBr4 -、AlF4 -、AlCl4 -、AlF3O3SCF3 -、AsCl6 -、SbCl6 -、SbF6 -、PF6 -、BF4 -、ClO4 -、HSO4 -、カルボキシレート、アセテート、アセチルアセトネート、カーボネート、アルミネートおよびボレートから選択される。
式中、xは1または2であり、MおよびL’は上記定義と同じである。
CH2=CH−OR
式中、PNBは、前記式I’およびII’から選択される1種以上の繰返し単位を含んでなる多環式ポリマー鎖を表し、CTAは、PNB骨格鎖の末端と共有結合している連鎖移動剤部分を表す。
例えば、エチレンのごときα−オレフィンが連鎖移動剤として用いられる場合、ポリマー骨格鎖における末端基不飽和は以下のように示すことができる。
1−ヘキセンのごときさらに鎖の長いα−オレフィンが連鎖移動剤として用いられる場合、ポリマー骨格鎖は以下のように示すことができる。
さらに鎖の長いα−オレフィン連鎖移動剤(炭素数が3以上)の場合、前記連鎖移動剤中の二重結合を炭素鎖内の別の位置に配置し直すことによって、様々な不飽和異性体が得られることに注意すべきである。例えば、付加されたヘキセニル部分についての前記式中の二重結合は、炭素原子2と3、炭素原子3と4および炭素原子4と5の間に配置し直すことができる。ここで、炭素1はPNB鎖に最も近く、炭素6はPNB鎖から最も離れている。
触媒A
酢酸パラジウム(II)(0.20g、0.89mmol)を塩化メチレン(3mL)に溶かし、−35℃まで冷やす。トリ−i−プロピルホスフィン(0.29g、1.8mmol)をシクロヘキサン(7mL)に溶かし、−35℃まで冷やす。次に、この溶液を前記パラジウム溶液にゆっくりと添加する。パラジウム溶液の色が赤から黄色みがかったオレンジに変わる。次に、得られた溶液を濃縮した後、−35℃の冷凍庫に入れる。黄色い結晶が最終的に形成されるので、前記結晶を単離し、真空下で乾燥させる。収量は0.35g(72%)である。
酢酸パラジウム(II)(0.20g、0.89mmol)および固体のトリシクロヘキシルホスフィン(0.50g、1.8mmol)を混ぜ合わせた後、塩化メチレン(3mL)に溶かす。その結果、黄色い溶液が得られ、黄色い固体が沈殿し始める。この溶液を−35℃の冷凍庫に一晩保管する。その後、黄色い固体をろ過によって回収し、シクロヘキサンで洗浄(10mLで3回)し、真空下で乾燥させる。収量は0.5g(72%)である。
酢酸パラジウム(II)(1.00g、4.46mmol)を塩化メチレンに溶かし、そしてi−プロピルジフェニルホスフィン(2.03g、8.92mmol)を塩化メチレンとペンタンとの50:50混合液に溶かす。両溶液を−35℃まで冷却した後、前記ホスフィン溶液を前記パラジウム溶液に添加する。得られた混合物を−35℃で3時間攪拌する。黄色い不溶性の物質が内部全体に分散したオレンジ色の溶液が得られる。溶媒をデカントする。得られた固体をペンタンで洗浄し、真空下で乾燥させる。収量は2.03gである。
酢酸パラジウム(II)(0.500g、2.23mmol)をジエチルエーテルおよび塩化メチレンと混ぜ合わせ、−35℃まで冷却する。この溶液に、ヘキサン(4mL)中のトリシクロペンチルホスフィン(4.45mmol)を1.06g添加する。その結果、溶液は黄色になし、−35℃で3日間保管する。その後、溶液をろ過し、溶媒を真空下で取り除くと、黄色い粉末が得られる。収量は1.05g(68%)である。
酢酸パラジウム(II)(0.500g、2.23mmol)とトリベンジルホスフィン(1.36g、4.46mmol)とを、窒素下において、約10mLの塩化メチレン中で混ぜ合わせる。その結果、黄色い溶液が得られる。この溶液をろ過する。次に、約20mLのペンタンを添加し、得られた混合物を−35℃まで冷却する。その結果、黄色い結晶が得られる。前記結晶から溶媒をデカントした後、真空下で結晶を乾燥させる。収量は0.70g(38%)である。
酢酸パラジウム(II)(0.500g、2.23mmol)およびシクロヘキシルジフェニルホスフィン(1.19g、4.45mmol)を、それぞれ、約3mLの塩化メチレンに溶かす。前記2つの溶液を−30℃で混ぜ合わせ、激しく攪拌する。その結果、明るい黄色の固体が溶液から沈殿する。溶媒をデカントし、前記黄色の固体をペンタンで洗浄する。収量は1.70gである。
酢酸パラジウム(II)(1.00g、4.46mmol)を塩化メチレンに溶かし、ジ−i−プロピルフェニルホスフィン(1.73g、8.90mmol)を塩化メチレンとペンタンとの50:50混合物に溶かす。前記2つの溶液を−35℃で混ぜ合わせ、攪拌する。赤い溶液が形成されるが、この溶液をろ過し、ペンタンで層にする。18時間後、黄色い結晶が形成されるので、この結晶を単離し、ペンタンで洗浄し、真空下で乾燥させる。収量は1.20g(44%)であった。
酢酸パラジウム(II)(0.50g、0.0022mol)を塩化メチレンに溶かす。トリ−i−ブチルホスフィン(0.90g、0.0045mol)をヘキサンに溶かす。両溶液を−35℃まで冷却する。その後、前記ホスフィン溶液を前記パラジウム溶液に−35℃で添加する。得られた混合物を−35℃で2時間保持した後、室温まで戻させる。その後、この溶液をろ過すると、明るいオレンジ色の溶液が得られる。その後、真空下ですべての溶媒を除去する。得られたオレンジ色の粉末をペンタンに溶かした後、約5mLまで濃縮する。黄色い固体が形成される。溶液をデカントし、前記固体を真空下で乾燥させる。収量は0.57g(39%)である。
酢酸パラジウム(II)(0.50g、0.0022mol)を塩化メチレンに溶かす。ジ−t−ブチルメトキシホスフィン(0.78g、0.0045mol)をペンタンに溶かす。両溶液を−35℃まで冷却する。その後、前記ホスフィン溶液を前記パラジウム溶液に−35℃で添加する。得られた溶液を−35℃で保管すると、黄色い結晶が形成される。収量は0.80g(62%)である。
酢酸パラジウム(II)(0.50g、0.0022mol)を塩化メチレン(3.5mL)に溶かす。ジシクロヘキシルメトキシホスフィン(1.02g、0.00446mol)をペンタン(10mL)に溶かす。両溶液を−35℃まで冷却する。その後、前記ホスフィン溶液を前記パラジウム溶液に−35℃で添加する。得られた溶液を−35℃で18時間保管する。その後、30mLのペンタンを混合物に添加する。64時間後、黄色い結晶が形成される。収量は1.10g(73%)である。
上記説明では下記触媒、すなわち、(Pd(アセテート)2(トリ−イソ−プロピルホスフィン)2としても知られる)t−ビス(トリ−i−プロピルホスフィン)パラジウムジアセテート、t−ビス(シクロヘキシルホスフィン)パラジウムジアセテート、t−ビス(i−プロピルジフェニルホスフィン)パラジウムジアセテート、(Pd(アセテート)2(トリシクロヘキシルホスフィン)2としても知られる)t−ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウムジアセテート、t−ビス(トリベンジルホスフィン)パラジウムジアセテートおよびt−ビス(シクロヘキシルジフェニルホスフィン)パラジウムジアセテート、を主に扱ったが、前述のように(η6−トルエン)Ni(C6F5)2のごとき他の触媒も本発明の範囲内にある。
まず初めに、α,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノール(12.0g、43.8mmol)および1−ヘキセン(0.92g、10.9mmol、モノマーのモルに対して20モル%)を計量し、ガラス瓶で混ぜ合わせた。この溶液に、18mLのアニソールを添加した。0.0069gのt−ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウムジアセテート(0.0088mmol、触媒B)と0.035gのN,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(0.44mmol)とを10mLのアニソール中に有する原液を調製した。この溶液を、前記モノマー/1−ヘキセン溶液に1mL添加した。次に、この混合物を120℃で91時間加熱した。その後、前記反応混合物をヘキサン中に注ぐことによって、ポリマーを沈殿させた。沈殿したポリマーをろ過し、90℃の真空オーブン内で乾燥させた。転化率は重量測定法で求めた。前記ポリマーの分子量は、基準としてポリ(スチレン)を用いてTHF中でGPC法によって求めた。その結果を下記表1に示す。
1−ヘキセンのモル%を表1に示すように変えた以外は、実施例2〜6は本質的に実施例1と同じである。実施例2〜6で得られた結果を下記表1に詳しく示す。
まず初めに、α,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノール(7.68g、28.0mmol)、5−ノルボルネンカルボン酸のt−ブチルエステル(2.33g、12.0mmol)および1−ヘキセン(0.84g、10mmol、モノマーのモルに対して20モル%)を計量し、ガラス瓶で混ぜ合わせた。この溶液に、18mLのアニソールを添加した。次に、0.0031gのt−ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウムジアセテート(0.040mmol、触媒B)を5mLのアニソール中に有する原液と、0.17gのテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸リチウム・2.5エーテラート(0.20mmol)を5mLのアニソール中に有する原液とを調製した。各溶液の1mLアリコートを、前記モノマー/1−ヘキセン溶液に添加した。この混合物を95℃で23時間加熱した。その後、前記反応混合物をヘキサン中に注ぐことによって、ポリマーを沈殿させた。沈殿したポリマーをろ過し、70℃の真空オーブン内で乾燥させた。転化率は重量測定法で求めた。前記ポリマーの分子量は、基準としてポリ(スチレン)を用いてTHF中でGPC法によって求めた。その結果を下記表2に示す。
1−ヘキセンのモル%を表2に示すように変えた以外は、実施例8〜10は本質的に実施例7と同じである。実施例8〜10で得られた結果を下記表2に詳しく示す。
まず初めに、α,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノール(1.37g、5.00mmol)およびシクロペンテン(0.036g、0.53mmol、モノマーのモルに対して10モル%)を計量し、ガラス瓶で混ぜ合わせた。次に、この溶液を十分なアニソールで希釈することによってモノマー濃度を2Mに調節した。前記モノマー溶液に、アニソール中のパラジウムビス(トリシクロペンチルホスフィン)ジ(アセテート)(触媒B)の0.002M原液の100μmLアリコートと、アニソール中のN,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートの0.01M原液の100μLとを添加した。次に、この混合物を125℃で18時間加熱した。その後、前記反応混合物をペンタン中に注ぐことによって、ポリマーを沈殿させた。沈殿したポリマーをろ過し、真空オーブン内で乾燥させた。転化率は重量測定法で求めた。前記ポリマーの分子量は、基準としてポリ(スチレン)を用いてTHF中でGPC法によって求めた。その結果を下記表3に示す。
シクロペンテンのモル%を表3に示すように変えた以外は、実施例12および13は本質的に実施例11と同じである。実施例12および13で得られた結果を下記表3に詳しく示す。
まず初めに、α,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノール(100g、365mmol)および1−ヘキセン(37.5g、450mmol、モノマーのモルに対して55モル%)を計量し、ガラス瓶で混ぜ合わせた。次に、上記溶液に、0.0057gのパラジウムビス(トリシクロペンチルホスフィン)ジ(アセテート)(0.0073mmol、触媒B)および0.029gのN,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(0.037mmol)を添加した。この混合物を十分なアニソールで希釈することによってモノマーの2.5M溶液を得た後、前記溶液を120℃で64時間加熱した。その後、反応混合物をヘキサン中に注ぐことによって、ポリマーを沈殿させた。沈殿したポリマーをろ過し、70℃の真空オーブン内で乾燥させた。次に、このポリマーを250mLの塩化メチレンに溶かした。この溶液をヘプタンに添加することによってポリマーを沈殿させた。得られた固体をろ過し、75℃の真空オーブン内で乾燥させた。このポリマーを150mLのMeOHに溶かし、60℃で12時間加熱した。次に、この溶液を、5ミクロン、1ミクロン、0.45ミクロン、0.22ミクロンおよび0.1ミクロンのフィルターで順番にろ過した。その後、ポリマー/MeOH溶液に、水とメタノールが75:25の混合液となるように、十分な水を添加することによってポリマーを沈殿させた。単離された収量は60g(60%)であった。ポリマーの分子量を、基準としてポリ(スチレン)を用いてTHF中でGPC法によって求めたところ、Mw=10,500、Mn=5,130であった。ポリマーの1HNMR(CDCl3/DMSO−d6)スペクトルは、約5.3〜4.9ppmの範囲において共鳴を示した。この結果はオレフィン末端基と整合する。
まず初めに、α,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノール(25g、91mmol)およびシクロペンテン(2.7g、39mmol、モノマーのモルに対して30モル%)を計量し、ガラス瓶で混ぜ合わせた。この溶液を十分なアニソールで希釈することによってモノマー濃度を1.5Mに調節した。前記モノマー溶液に、触媒Cのアニソール原液(2mLのアニソール中に0.005g)の500μLアリコートと、アニソール中の0.0073gのN,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(0.0091mmol)とを添加した。次に、この混合物を80℃で18時間加熱した。その後、前記反応混合物をヘキサン中に注ぐことによって、ポリマーを沈殿させた。沈殿したポリマーをろ過し、真空オーブン内で乾燥させた。収量は14.1g(56%)であった。ポリマーの分子量を、基準としてポリ(スチレン)を用いてTHF中でGPC法によって求めたところ、Mw=18,000、Mn=8,900であった。ポリマーの1HNMRスペクトル(DMSO−d6)は、オレフィン末端基と整合する約5.7ppmにおける共鳴を示した。
まず初めに、圧力反応器に磁気攪拌棒を取り付け、前記反応器から酸素を除去した。前記反応器に、α,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノール(5.00g、18.2mmol)を添加した後、十分なアニソールを添加することによって、合計で12mLの溶液が得られた。前記溶液を窒素で20〜30分間パージした。この溶液に、0.36μmolの触媒B(アニソール中の0.0005M溶液の0.72mL)を添加した後、約1mLのアニソール中の1.8μmolのN,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートを添加した。次に、前記反応器を60℃で加熱し、エチレンを用いて5psigまで加圧した後、換気した。これを数回(3〜7回)繰り返した。最後に、反応混合物を、攪拌しながら、5psigのエチレン下に一晩(少なくとも12時間)放置した。その後、反応混合物をペンタン中に注いだ。沈殿したポリマーをろ過し、真空オーブン内で乾燥させた。収量は0.7gであった。得られた濾液を真空オーブン内で数日間にわたって蒸発させると、2.0gのポリマーが得られた。総転化率は54%であった。
約10gのα,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノールを計量し、攪拌棒を備えたガラス瓶に投入した。適量の(η6−トルエン)Ni(C6F5)2と、前記モノマーとを、トルエンと酢酸エチルとの75:25混合液40mL中で混ぜ合わせた。実施例17a〜17eの各々についてのニッケル触媒に対するモノマーのモル比を下記表4に示す。
本発明のポリマーの光学密度(OD)を下記方法によって求めた。プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)を用いて所望のポリマーの15重量%溶液を調製した。前記溶液を1インチのクオーツウェハーの上に分散し、500rpmで15秒間、2,000rpmで60秒間回転させた。その後、前記ウェハーを110℃で60秒間焼成した。
まず初めに、α,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノール(160g、584mmol)および1−ヘキセン(49.1g、585mmol、モノマーのモルに対して50モル%)を計量し、ガラス瓶で混ぜ合わせた。次に、0.0092gのパラジウムビス(トリシクロヘキシルホスフィン)ジ(アセテート)(0.012mmol、触媒B)と0.047gのN,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(0.058mmol)とを添加した。この混合物を十分なアニソールで希釈することによって、モノマーの2.5M溶液が得られた。次に、この混合物を120℃で66時間加熱した。その後、前記反応混合物をヘキサン中に注ぐことによって、ポリマーを沈殿させた。沈殿したポリマーをろ過し、75℃の真空オーブン内で乾燥させた。次に、このポリマーを200mLのトルエンに溶かした。この溶液をヘキサンに添加することによってポリマーを沈殿させた。得られた固体をろ過し、75℃の真空オーブン内で乾燥させた。このポリマーを200mLのメタノールに再溶解し、60℃で12時間加熱した。次に、この溶液を、5ミクロン、1ミクロン、0.45ミクロン、0.22ミクロンおよび0.1ミクロンのフィルターで順番にろ過した後、ポリマーを水中で沈殿させ、ろ過し、100℃の真空オーブン内で乾燥させた。単離された収量は106g(66%)であった。ポリマーの分子量を、基準としてポリ(スチレン)を用いてTHF中でGPC法によって求めたところ、Mw=28,300、Mn=11,300であった。ポリマーの1HNMR(CDCl3/DMSO−d6)スペクトルは、約5.3〜4.9ppmの範囲において共鳴を示した。この結果はオレフィン末端基と整合する。
α,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノールのビニル末端封止ホモポリマーを1.8gのトルエンに約0.6g溶かした。この溶液に、1mLの氷酢酸と、1mLの15%過酸化水素とを添加した。この混合物を80℃で1時間加熱した。水層と有機層とを分離させた後、前記水層を取り除いた。前記有機層を2mLの脱イオン水で3回洗浄した。洗浄する度に、得られた水層を取り除いた。そして、得られた有機相をヘプタン(約20mL)中に注ぎ込み、そうして得られたポリマーをろ過し、65℃の真空オーブン内で乾燥させた。このポリマーの1HNMR分析は、ビニル共鳴の強度がかなり減少したことを示した。このポリマーのMALDI−TOF MS(負イオンスペクトル)は、α,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノールのエポキシ化されたビニル末端封止ホモポリマーの形成と整合していた。
1.4ppmのPdを含有する(実施例1〜6のいずれか一つに記載された方法に従って調製された)α,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノールホモポリマーを、309gのトルエンに93g溶かした。この溶液に、250mLの氷酢酸と、125mLの15%過酸化水素とを添加した。得られた混合物を90℃で1時間加熱した後、室温まで冷ました。最上部の有機相を水相から分離し、脱イオン水で洗浄することによって残留している酸をすべて除去した。そして、ヘプタンを用いて前記有機層からポリマーを沈殿させた。その後、沈殿したポリマーをろ過し、真空下で65℃で乾燥させた。75.7gのポリマーが単離された。処理されたポリマー中のPdの量は、用いられた分析方法の検出限界値である0.20ppm未満であることが分かった。パラジウムの量は、逆王水を用いる密閉容器マイクロウェーブシステム内でポリマーサンプルを消化した後に、誘導結合プラズマ発光分光法を用いて検出した。
連鎖移動剤である1−ヘキセンの存在下においてPd触媒を用いて調製されたα,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノールホモポリマーの約3gを、0.0097gの(トリシクロヘキシルホスフィン)(1,5−シクロオクタジエン)(ピリジン)イリジウム(I)ヘキサフルオロホスフェートと共に塩化メチレンに溶かした後、90psigの水素下に置いた。5日後、0.0084gのイリジウム錯体をさらに添加し、得られた反応混合物をさらにもう1日90psigの水素下に置いた。その後、0.0078gのイリジウム錯体をさらに添加し、得られた混合物を90psigの水素下においてさらに5日間以上攪拌した。反応溶媒をロトエバポレーターで取り除いた。残った固体をメタノールに溶かした後、水中で沈殿させた。生成したポリマーをろ過で回収し、真空オーブン内で一晩乾燥させた。収量は2.2gであった。このポリマーの分子量を、ポリ(スチレン)を基準として用いてTHF中でGPC法によって求めたところ、Mw=10,800、Mn=4,740であった。水素化前後の前記ポリマーの1HNMRスペクトルの分析は、前記方法に従って処理された後にオレフ
ィン末端基は75%が水素化されたことを示している。本実施例に従って処理した後のポリマーの193nmにおける光学密度は、0.23吸光度単位/ミクロンであることが分かった。これは、同じ分子量の水素化されていないポリマーと比較して光学密度の減少量が25%を上回っていることを示している(同じ分子量の水素化されていないポリマーの光学密度は0.31であった)。
触媒Bであるパラジウムビス(トリシクロホスフィン)ジ(アセテート)と、N,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートとを用いて調製されたα,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノールのホモポリマー(例えば、前記実施例1〜6に従って調製されたホモポリマー)をCDCl3およびDMSO−d6に溶かした。Bruker 500MHz装置で1HNMRスペクトルを記録した。
まず初めに、α,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノール(26.9g、98.2mmol)、5−ノルボルネンカルボン酸のt−ブチルエステル(8.16g、42.1mmol)、1−ヘキセン(21.9g、261mmol、モノマーのモルに対して65モル%)およびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸リチウム・2.5エーテラート(0.122g、0.140mmol)を計量し、ガラス瓶で混ぜ合わせた。この混合物にアニソールを添加することによって、その体積を70mLまで増加させた。次に、0.0314gのパラジウムビス(トリシクロヘキシルホスフィン)ジアセテート(0.0400mmol、触媒B)を4mLのアニソール中に有する原液を調製した。この溶液の2.8mLアリコートを、前記モノマーと1−ヘキセンとの混合物に添加した。次に、この混合物を95℃で32時間加熱した。その後、反応混合物を冷まし、20mLのトルエンで希釈した。次に、反応混合物をヘプタン(〜1,000mL)中に注ぐことによって、ポリマーを沈殿させた。沈殿したポリマーをろ過し、乾燥させた。転化量は23.6g(67%)であった。
まず初めに、α,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノール(121.2g、0.442mol)、5−ノルボルネンカルボン酸のt−ブチルエステル(28.6g、0.147mol)、1−ヘキセン(29.7g、0.354mol、モノマーに対して38モル%)およびテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸リチウム・2.5エーテラート(アニソール中の0.05M溶液12mL、0.0006mol)を計量し、ガラス瓶で混ぜ合わせた。得られた反応混合物にアニソール(390mL)を添加した。次に、パラジウムビス(トリシクロヘキシルホスフィン)ジアセテート溶液(アニソール中の0.00092M溶液15mL、触媒B)を反応混合物に添加した。次に、この混合物を95℃で20時間加熱した。反応混合物を冷ました後、4倍過剰量のヘプタンに滴下した。次に、沈殿物をろ過し、真空下で45℃で乾燥させた。収量は72.3g(48%)であった。
まず初めに、α,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノール(13.6g、50mmol)および5−ノルボルネンカルボン酸のt−ブチルエステル(9.7g、50mmol、モノマーに対して20モル%)を計量し、ガラス瓶で混ぜ合わせた。この溶液に96mLのトルエンを添加した。前記混合物に、8.73gのトルエン中に0.97gの(η6−トルエン)Ni(C6F5)2が溶けている溶液を添加した。次に、この混合物を室温で4時間攪拌した。前記反応によって生成された未処理のポリマー中に存在する残留モノマーをガスクロマトグラフィーによって求め、ニッケルの量を誘導結合プラズマ発光分光法(ICP−OES)によって求めた。
まず初めに、α,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノール(1.37g、5.0mmol)および0.04gのシクロペンテン(0.56mol)を計量し、モノマーの1.5M溶液を調製するのに十分なアニソールと一緒にガラス瓶で混ぜ合わせた。別の瓶で、0.0022gのアリルパラジウム(トリナフチルホスフィン)トリフレートを含有するアニソール溶液(4mL)の100μLと、0.0174gのテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ酸リチウム・2.5エーテラートを含有するアニソール溶液(4mL)の100μLとを混ぜ合わせた。この混合物を前記モノマー溶液に添加し、80℃で18時間加熱した。得られた溶液をヘプタン中に注ぎ込むことによってポリマーを沈殿させた。このポリマーをろ過し、真空下で70℃で乾燥させた。収量は0.67g(転化率:49%)であった。このポリマーの分子量を、ポリ(スチレン)を基準として用いてTHF中でGPC法によって求めたところ、Mw=90,600、Mn=38,000、Mw/Mn=2.38であった。
まず初めに、α,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノール(1.37g、5.0mmol)および0.15gのシクロペンテン(2.1mol)を計量し、モノマーの1.5M溶液を調製するのに十分なアニソールと一緒にガラス瓶で混ぜ合わせた。別の瓶で、0.0017gの触媒Eを含有するアニソール溶液(2mL)の100μLと、0.0080gのN,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートを含有するアニソール溶液(2mL)の100μLとを調製した。これらの混合物を前記モノマー溶液に添加し、80℃で18時間加熱した。得られた溶液を300mLのヘプタン中に注ぎ込むことによってポリマーを沈殿させた。このポリマーをろ過し、真空下で70℃で乾燥させた。収量は0.60g(44%)であった。
まず初めに、α,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノール(1.37g、5.0mmol)および0.15gのシクロペンテン(2.1mol)を計量し、モノマーの1.5M溶液を調製するのに十分なアニソールと一緒に混ぜ合わせた。別の瓶で、0.0015gの触媒Fを含有するアニソール溶液(2mL)の100μLと、0.0080gのN,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートを含有するアニソール溶液(2mL)の100μLとを調製した。これらの混合物を前記モノマー溶液に添加し、80℃で18時間加熱した。得られた溶液を300mLのヘプタン中に注ぎ込むことによってポリマーを沈殿させた。このポリマーをろ過し、真空下で70℃で乾燥させた。収量は1.01g(74%)であった。
α,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノールのビニル末端封止ホモポリマー(1.50g、0.49mmol)と、[(トリシクロヘキシルホスフィン)(1,5−シクロオクタジエン)(ピリジン)イリジウム]PF6(21mg、0.026mmol)と、トルエン(35ml)とをブッチ圧力反応器で混ぜ合わせ、溶けるまで攪拌した。前記反応器を密閉し、H2ガス(85psi)を投入し、65℃まで15時間加熱した。その後、反応器の内容物を、Whattman 42フィルター紙でろ過し、減圧下で溶媒を蒸発させた。得られた黄色の物質を、H2O2(約0.25ml、30%w/w)と共に、アセトン(25ml)に溶かした。この溶液を56℃まで30分間加熱し、ろ過して固形物を取り除いた。Smopex(登録商標)110繊維状イオン交換媒体(Johnson Matthey)(10mg)を添加し、得られた溶液を30分間攪拌した。0.20μmのPTFEフィルターディスク(Osmonics)でろ過した後、減圧下でアセトンを蒸発させることによって無色白色の固体を得た。この物質をトルエン(30ml)に溶かし、H2O(20mlで3回)で洗浄し、ヘプタン(150ml)に滴下することによって沈殿させた。生成物をろ過によって単離し、真空で乾燥させる(70℃、12時間)ことによって白色の無定形の固体(1.1g、73%)を得た。
α,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノールのビニル末端封止ホモポリマー(1.5g、0.49mmol)と、Et3SiH(0.31ml、2.0mmol)と、H2PtCl6・6H2O(10mg、0.024mmol)と、トルエン(35ml)とを100mlセラムキャップ瓶内で混ぜ合わせた。前記瓶を密閉し、65℃まで10時間加熱した。赤みを帯びた黒色の溶液を、0.20μmのPTFEフィルターディスク(Osmonics)でろ過し、減圧下で溶媒を蒸発させた。ベージュ色の生成物をH2O2(約0.25ml、30%w/w)と共にアセトン(30ml)に溶かし、得られた溶液を56℃まで30分間加熱した。Whattman 42フィルター紙でろ過して固形物を取り除いた後、Smopex(登録商標)110(Johnson Matthey)(10mg)を添加し、得られた溶液を30分間攪拌した。この混合物を0.20μmのPTFEフィルターディスク(Osmonics)でろ過した後、減圧下でアセトンを蒸発させることによって無色白色の固体を得た。この物質をトルエン(30ml)に溶かし、H2O(20mlで3回)で洗浄し、ヘプタン(150ml)に滴下することによって沈殿させた。生成物をろ過によって単離し、真空で乾燥させる(70℃、12時間)ことによって白色の無定形の固体(1.3g、87%)を得た。
α,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノールと5−ノルボルネンカルボン酸のt−ブチルエステルとの80:20ビニル末端封止コポリマー(1.5g、0.19mmol)と、[(トリシクロヘキシルホスフィン)(1,5−シクロオクタジエン)(ピリジン)イリジウム]PF6(31mg、0.039mmol)と、トルエン(35ml)とをブッチ圧力反応器内で混ぜ合わせ、溶けるまで攪拌した。前記反応器を密閉し、H2ガス(85psi)を投入し、65℃まで15時間加熱した。溶媒を減圧下で蒸発させ、得られた黄色の物質を、H2O2(約0.25ml、30%w/w)と共に、アセトン(25ml)に溶かした。56℃まで30分間加熱した後、この溶液をWhattman 42フィルター紙でろ過して固形物を取り除いた。Smopex(登録商標)110(Johnson Matthey)(10mg)を添加し、得られた溶液を30分間攪拌した。この混合物を0.20μmのPTFEフィルターディスク(Osmonics)でろ過し、溶媒を減圧下で蒸発させることによって無色白色の固体を得た。得られた固体をトルエン(30ml)に再度溶かし、H2O(20mlで3回)で洗浄し、ヘプタン(150ml)に滴下することによって沈殿させた。生成物をろ過によって単離し、真空で乾燥させる(70℃、12時間)ことによって白色の無定形の固体(0.97g、64%)を得た。
α,α−ビス(トリフルオロメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2−エタノールと5−ノルボルネンカルボン酸のt−ブチルエステルとの80:20ビニル末端封止コポリマー(1.4g、0.18mmol)と、Et3SiH(0.12ml、0.73mmol)と、H2PtCl6・6H2O(10mg、0.024mmol)と、トルエン(35ml)とを100mlセラムキャップ瓶内で混ぜ合わせた。前記瓶を密閉し、65℃まで10時間加熱した。黄色い溶液が赤みを帯びた黒色になった。Whattman 42フィルター紙でろ過した後、減圧下で溶媒を蒸発させた。得られたベージュ色の生成物をH2O2(約0.25ml、30%w/w)と共にアセトン(30ml)に溶かし、得られた溶液を56℃まで30分間加熱した。Whattman 42フィルター紙でろ過して固形物を取り除いた後、Smopex(登録商標)110(Johnson Matthey)(10mg)を添加し、得られた溶液を30分間攪拌した。この混合物を0.20μmのPTFEフィルターディスク(Osmonics)でろ過した後、減圧下でアセトンを蒸発させることによって無色白色の固体を得た。この物質をトルエン(30ml)に溶かし、H2O(20mlで3回)で洗浄し、ヘプタン(150ml)に滴下することによって沈殿させた。生成物をろ過によって単離し、真空で乾燥させる(70℃、12時間)ことによって白色の無定形の固体(1.32g、88%)を得た。
前記実施例から分かるように、さらに本発明は、本願明細書に開示されている重合反応によって生成される反応混合物を後処理する方法に関する。そのような後処理は、ポリマー生成物の光学密度を低下させる、ポリマー生成物中に存在する残留金属および/または残留触媒の量を低減させるといった様々な効果を発揮するが、そのような処理では、ポリマー生成物中に任意に存在し得る任意の酸不安定ペンダント基は一般に脱保護されない。
前述のように、本発明では、本発明に従って生成されたポリマーの分子量をCTA(例えば、1−ヘキセンまたはシクロペンテン)を用いて調整することができる。
前述のように、本発明では、過酸を用いた後処理によって、残留金属および残留モノマーを除去することができる。
前述のように、本発明は、ポリマーの光学密度を低下させるための重合後処理として、過酸処理にのみ限定されているわけではない。考慮されるべき他の重合後処理は、157nmと193nmの両方においてオレフィン末端基を、より吸収性の低い種へと転化させる任意の化学反応である。それらの反応としては、エポキシ化、水素化、ヒドロホルミル化、ヒドロシル化、クロロプロパン化(共にヒドロカーボンシクロプロパニル基およびフッ化シクロプロパニル基を形成する)が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
フッ素化された酸不安定モノマーを用いると、本発明のポリマー生成物の光学密度をさらに低下させることできる。
Claims (7)
- 水素化末端基を主鎖の一方または両方の末端に有する多環式付加重合体であって、下記式
R5〜R8は、独立して、水素、直鎖または分岐鎖(C1〜C30)アルキル、直鎖または分岐鎖(C2〜C30)オレフィン、−(CH2)n−C(O)OR*、−(CH2)n−C(O)OR、−(CH2)n−OR、−(CH2)n−OC(O)R、−(CH2)n−C(O)R、−(CH2)n−OC(O)OR、−(CH2)n−C(R)2−CH(R)(C(O)OR**)、−(CH2)n−(CR2)n−CH(R)(C(O)OR**)、−(CR’2)n−O−R、または−(CH2)n−C(R)2−CH(C(O)OR**)2を表し;ここでRは水素または直鎖または分岐鎖(C1〜C10)アルキルを表し;R’は水素またはハロゲンを表し;R*は酸不安定部分を表し;R**は独立してRまたはR*を表し;nは0〜10の整数であり;mは0〜5の整数であり;Zは酸素、硫黄、−NR”−または−(CR”2)p−を表し、ここでR”は水素であり、pは1または2である]
によって表される繰返し単位のうちの1種以上から選択される繰返し単位を含んでなる、前記重合体。 - Zがメチレンである、請求項1に記載の重合体。
- 前記ハロヒドロカルビル基が、X”が独立してフッ素、塩素、臭素およびヨウ素から選択され、そしてrが1〜20の整数である式CrX”2r+1によって表される、請求項1または2に記載の重合体。
- 前記繰返し単位が、下記式
によって表される、請求項1に記載の重合体。 - 酸不安定ペンダント基を有する多環式繰返し単位を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の重合体。
- R1〜R8のうちの少なくとも1つが、式−(CH2)n−C(O)OR*によって表される基から選択され、そしてR*は請求項1に定義されたとおりである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の重合体。
- 不飽和末端基を有する重合体と、水素化剤を反応させることを含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の重合体の製造方法。
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