JP4594695B2 - Method for producing adamantane derivative - Google Patents
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Description
本発明は、アダマンタン誘導体の製造方法に関し、さらに詳しくは、フォトリソグラフィー分野における感光性樹脂などの機能性樹脂のモノマーとして有用なアルキルスルホニルオキシ置換アダマンチル(メタ)アクリレート類を効率よく製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an adamantane derivative, and more particularly to a method for efficiently producing alkylsulfonyloxy-substituted adamantyl (meth) acrylates useful as monomers for functional resins such as photosensitive resins in the field of photolithography.
アダマンタンは、シクロヘキサン環が4個、カゴ形に縮合した構造を有し、対称性が高く、安定な化合物であり、その誘導体は、特異な機能を示すことから、医薬品原料や高機能性工業材料の原料などとして有用であることが知られている。例えば光学特性や耐熱性などを有することから、光ディスク基板、光ファイバーあるいはレンズなどに用いることが試みられている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。
また、アダマンタンエステル類を、その酸感応性、ドライエッチング耐性、紫外線透過性などを利用して、フォトレジスト用樹脂原料として、使用することが試みられている(例えば、特許文献3参照)。
一方、近年、半導体素子の微細化が進むに伴い、その製造におけるリソグラフィー工程において、さらなる微細化が要求されており、したがって、KrF、ArFあるいはF2エキシマレーザー光などの短波長の照射光に対応したフォトレジスト材料を用いて、微細パターンを形成させる方法が種々検討されている。そして、前記エキシマレーザー光などの短波長の照射光に対応できる新しいフォトレジスト材料の出現が望まれている。従来、水酸基を導入したモノマーは知られているが(例えば、特許文献4参照)、これまで知られていない機能性官能基をもったフォトレジスト材料が望まれている。
Adamantane has a structure in which four cyclohexane rings are condensed into a cage shape, is a highly symmetric and stable compound, and its derivative exhibits a unique function. It is known to be useful as a raw material for the above. For example, since it has optical characteristics, heat resistance, etc., it has been attempted to use it for an optical disk substrate, an optical fiber, a lens, or the like (for example, see Patent Document 1 and Patent Document 2).
In addition, an attempt has been made to use adamantane esters as a resin material for a photoresist by utilizing its acid sensitivity, dry etching resistance, ultraviolet transmittance, and the like (see, for example, Patent Document 3).
On the other hand, in recent years, with the progress of miniaturization of semiconductor elements, further miniaturization is required in the lithography process in the manufacture thereof. Therefore, it is compatible with short-wavelength irradiation light such as KrF, ArF or F 2 excimer laser light. Various methods for forming a fine pattern using the above-described photoresist material have been studied. The appearance of a new photoresist material capable of dealing with short-wavelength irradiation light such as the excimer laser light is desired. Conventionally, monomers having a hydroxyl group introduced therein are known (see, for example, Patent Document 4), but a photoresist material having a functional functional group that has not been known is desired.
本発明者らは、このような状況下で、先に、フォトリソグラフィー分野における機能性樹脂(感光性樹脂など)のモノマーおよびそのモノマーの中間体として有用な新規なメタンスルホニルオキシ置換アダマンチル(メタ)アクリレート類を見出した(特願2004−29034号明細書)。
しかしながら、この新規なメタンスルホニルオキシ置換アダマンチル(メタ)アクリレート類の製造工程において反応中に重合体が生成するので収率が低下し、また、その重合体を除去する工程が必要である上、該(メタ)アクリレート類の精製工程において生じる重合体の析出、装置への付着により、その精製に手間が掛かることなど、ハンドリングなどに問題があった。
本発明は、フォトリソグラフィー分野における感光性樹脂などの機能性樹脂のモノマーとして有用なアダマンタン誘導体であるアルキルスルホニルオキシ置換(メタ)アダマンチルアクリレート類を、ハンドリングなどに問題なしに、かつ収率よく製造する方法を提供することを目的とするものである。
Under such circumstances, the present inventors have previously described a novel methanesulfonyloxy-substituted adamantyl (meth) useful as a monomer of a functional resin (photosensitive resin or the like) in the field of photolithography and an intermediate of the monomer. An acrylate was found (Japanese Patent Application No. 2004-29034).
However, since a polymer is produced during the reaction in the production process of the novel methanesulfonyloxy-substituted adamantyl (meth) acrylates, the yield is reduced, and a step for removing the polymer is necessary. There were problems in handling, such as the precipitation of the polymer produced in the purification step of (meth) acrylates and the attachment to the apparatus, which required time for purification.
The present invention produces alkylsulfonyloxy substituted (meth) adamantyl acrylates, which are adamantane derivatives useful as monomers for functional resins such as photosensitive resins in the field of photolithography, with good yield without any problems in handling. It is intended to provide a method.
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、該アルキルスルホニルオキシ置換アダマンチル(メタ)アクリレート類の原料となるアダマンタン化合物とスルホニル化合物とを低誘電率の有機溶媒中で反応させることにより、高収率で目的の(メタ)アクリレート類を製造でき、また、重合体の生成も抑制できるのでハンドリングの面においても改善されることを見出した。本発明は、かかる知見に基いて完成したものである。
すなわち、本発明は、一般式(I)
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that an adamantane compound and a sulfonyl compound, which are raw materials for the alkylsulfonyloxy-substituted adamantyl (meth) acrylates, in an organic solvent having a low dielectric constant. It has been found that, by reacting, the target (meth) acrylates can be produced in a high yield and the production of the polymer can be suppressed, so that the handling is improved. The present invention has been completed based on such knowledge.
That is, the present invention relates to the general formula (I)
(式中、R1は水素原子、メチル基又はCF3基、Yは炭素数1〜10のアルキル基、ハロゲン原子、水酸基又は2つのYが一緒になって形成された=Oを示す。また、複数のYは同じでもよく、異なっていてもよい。kは0〜14の整数を示し、m、nは独立に、0〜4の整数を示す。)
で表されるアダマンタン化合物と、一般式(II)
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a methyl group or a CF 3 group, Y represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogen atom, a hydroxyl group or two Ys formed together. And a plurality of Y may be the same or different, k represents an integer of 0 to 14, and m and n independently represent an integer of 0 to 4.)
An adamantane compound represented by general formula (II)
(式中、R2は炭素数1〜10のアルキル基、フェニル基、アルキルフェニル基、又はCF3基を示し、Xは水酸基又はハロゲン原子を示す。)
で表されるスルホニル化合物を、20℃における誘電率が8以下の有機溶媒中で反応させることを特徴とする、一般式(III)
(In the formula, R 2 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a phenyl group, an alkylphenyl group, or a CF 3 group, and X represents a hydroxyl group or a halogen atom.)
The sulfonyl compound represented by the general formula (III) is reacted in an organic solvent having a dielectric constant of 8 or less at 20 ° C.
(式中、R1は水素原子、メチル基又はCF3基、R2は炭素数1〜10のアルキル基、フェニル基、アルキルフェニル基、又はCF3基、Yは炭素数1〜10のアルキル基、ハロゲン原子、水酸基又は2つのYが一緒になって形成された=Oを示す。また、複数のYは同じでもよく、異なっていてもよい。kは0〜14の整数を示し、m、nは独立に、0〜4の整数を示す。)
で表される構造を有することを特徴とするアダマンタン誘導体の製造方法を提供する。
(Wherein R 1 is a hydrogen atom, a methyl group or a CF 3 group, R 2 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a phenyl group, an alkylphenyl group, or a CF 3 group, and Y is an alkyl having 1 to 10 carbon atoms A group, a halogen atom, a hydroxyl group, or two Ys formed together represent ═O. Further, a plurality of Ys may be the same or different, k represents an integer of 0 to 14, and m , N independently represents an integer of 0-4.)
A method for producing an adamantane derivative characterized by having a structure represented by:
本発明の方法により製造されるアダマンタン誘導体であるアルキルスルホニルオキシ置換アダマンチル(メタ)アクリレート類は、フォトリソグラフィー分野における感光性樹脂などの機能性樹脂のモノマーとして有用である。また、レジスト剤混合液の一成分であるPAG(光酸発生剤)との相溶性が向上すると考えられ、均質な膜を作ることができ、それにより露光後の表面荒れ(LER:レジストの側面にできる凹凸、LWR:配線を真上から見た場合のうねり)の改善効果が期待できる。
また、本発明の方法により、該アダマンタン誘導体を高収率で製造することができ、重合体の生成が抑制できるのでハンドリングの面においても改善され、効率よく工業的に有利に製造することができる。
Alkylsulfonyloxy-substituted adamantyl (meth) acrylates that are adamantane derivatives produced by the method of the present invention are useful as monomers for functional resins such as photosensitive resins in the field of photolithography. Further, it is considered that the compatibility with PAG (photoacid generator) which is one component of the resist agent mixed solution is improved, so that a homogeneous film can be formed, and thereby the surface roughness after exposure (LER: resist side surface). The effect of improving the unevenness, LWR: waviness when the wiring is viewed from directly above can be expected.
Further, the adamantane derivative can be produced in a high yield by the method of the present invention, and the production of the polymer can be suppressed, so that the handling can be improved, and it can be produced efficiently and advantageously industrially. .
本発明の方法により製造されるアダマンタン誘導体は、一般式(III)で表される化合物であり、以下、その化合物及び製造方法について説明する。
まず、本発明の方法により製造されるアダマンタン誘導体は、一般式(III)
The adamantane derivative produced by the method of the present invention is a compound represented by the general formula (III). Hereinafter, the compound and the production method will be described.
First, an adamantane derivative produced by the method of the present invention has a general formula (III)
で表される構造を有するアルキルスルホニルオキシ置換アダマンチル(メタ)アクリレート類である。
上記一般式(III)において、R1は水素原子、メチル基又はCF3基、R2は炭素数1〜10のアルキル基、フェニル基、アルキルフェニル基、又はCF3基、Yは炭素数1〜10のアルキル基、ハロゲン原子、水酸基又は2つのYが一緒になって形成された=Oを示す。また、複数のYは同じでもよく、異なっていてもよい。kは0〜14の整数を示し、m、nは独立に、0〜4の整数を示す。なお、mが0の場合およびnが0の場合は、アダマンチル基に酸素が直結した構造を示す。
上記において、炭素数1〜10のアルキル基として、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基を挙げることができ、これらは直鎖状、分岐状いずれでもよい。アルキルフェニル基としては、メチルフェニル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基などを挙げることができ、ハロゲン原子として、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を挙げることができる。
Alkylsulfonyloxy-substituted adamantyl (meth) acrylates having a structure represented by:
In the general formula (III), R 1 is a hydrogen atom, a methyl group or a CF 3 group, R 2 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a phenyl group, an alkylphenyl group, or a CF 3 group, and Y is 1 carbon atom. -10 which is formed by combining 10 to 10 alkyl groups, halogen atoms, hydroxyl groups or two Ys together. Moreover, several Y may be the same and may differ. k shows the integer of 0-14, m and n show the integer of 0-4 independently. Note that when m is 0 and n is 0, a structure in which oxygen is directly bonded to an adamantyl group is shown.
In the above, examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, and decyl group. Either linear or branched may be used. Examples of the alkylphenyl group include a methylphenyl group, an ethylphenyl group, and a propylphenyl group. Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine, and iodine.
前記一般式(III)で表されるアダマンタン誘導体として、例えば、3−メタンスルホニルオキシ−1−アダマンチル メタクリレート、3−メタンスルホニルオキシ−1−アダマンチル アクリレート、3−メタンスルホニルオキシ−1−アダマンチル 2−トリフルオロメチルアクリレート、1−メタンスルホニルオキシ−4−アダマンチル メタクリレート、1−メタンスルホニルオキシ−4−アダマンチル アクリレート、1−メタンスルホニルオキシ−4−アダマンチル 2−トリフルオロメチルアクリレート、3−メタンスルホニルオキシメチル−1−アダマンチルメチル メタクリレート、3−メタンスルホニルオキシメチル−1−アダマンチルメチル アクリレート、3−メタンスルホニルオキシメチル−1−アダマンチルメチル 2−トリフルオロメチルアクリレート、3−メタンスルホニルオキシ−パーフルオロ−1−アダマンチル メタクリレート、3−メタンスルホニルオキシ−パーフルオロ−1−アダマンチル アクリレートなどを挙げることができる。 Examples of the adamantane derivative represented by the general formula (III) include 3-methanesulfonyloxy-1-adamantyl methacrylate, 3-methanesulfonyloxy-1-adamantyl acrylate, 3-methanesulfonyloxy-1-adamantyl 2-tri Fluoromethyl acrylate, 1-methanesulfonyloxy-4-adamantyl methacrylate, 1-methanesulfonyloxy-4-adamantyl acrylate, 1-methanesulfonyloxy-4-adamantyl 2-trifluoromethyl acrylate, 3-methanesulfonyloxymethyl-1 -Adamantylmethyl methacrylate, 3-methanesulfonyloxymethyl-1-adamantylmethyl acrylate, 3-methanesulfonyloxymethyl-1-adamantylmethyl 2-to Fluoromethyl acrylate, 3-methanesulfonyloxy - perfluoro-1-adamantyl methacrylate, 3-methanesulfonyloxy - perfluoro-1-adamantyl acrylate, and the like.
次に、本発明のアダマンタン誘導体の製造方法について説明する。
即ち、本発明の製造方法では、前記一般式(I)で表されるアダマンタン化合物と、前記一般式(II)で表されるスルホニル化合物を反応させることにより行われる。
原料の一般式(I)で表されるアダマンタン化合物として、例えば、3−ヒドロキシ−1−アダマンチル メタクリレート、3−ヒドロキシ−1−アダマンチル アクリレート、3−ヒドロキシ−1−アダマンチル 2−トリフルオロメチルアクリレート、1−ヒドロキシ−4−アダマンチル メタクリレート、1−ヒドロキシ−4−アダマンチル アクリレート、1−ヒドロキシ−4−アダマンチル 2−トリフルオロメチルアクリレート、3−ヒドロキシメチル−1−アダマンチルメチル メタクリレート、3−ヒドロキシメチル−1−アダマンチルメチル アクリレート、3−ヒドロキシメチル−1−アダマンチルメチル 2−トリフルオロメチルアクリレート、3−ヒドロキシ−パーフルオロ−1−アダマンチル メタクリレート、3−ヒドロキシ−パーフルオロ−1−アダマンチル アクリレートなどのヒドロキシル基含有アダマンチルアクリレート類を挙げることができる。
また、一般式(II)で表されるスルホニル化合物は、反応性の点から、Xが水酸基よりもハロゲン原子のものが好ましく、特に工業的な面で塩素原子であるものが好ましい。該スルホニル化合物としては、例えばメタンスルホニルクロライド、エタンスルホニルクロライド、プロパンスルホニルクロライド、p-トルエンスルホニルクロライド、トリフルオロメタンスルホニルクロライドなどを挙げられるが、これらの中メタンスルホニルクロライドが好ましい。
アダマンタン化合物とスルホニル化合物の仕込み比は、アダマンタン化合物1モルに対してスルホニル化合物が1〜1.5モルの範囲が好ましい。
Next, the manufacturing method of the adamantane derivative of this invention is demonstrated.
That is, the production method of the present invention is carried out by reacting the adamantane compound represented by the general formula (I) with the sulfonyl compound represented by the general formula (II).
Examples of the adamantane compound represented by the general formula (I) of the raw material include 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate, 3-hydroxy-1-adamantyl acrylate, 3-hydroxy-1-adamantyl 2-trifluoromethyl acrylate, 1 -Hydroxy-4-adamantyl methacrylate, 1-hydroxy-4-adamantyl acrylate, 1-hydroxy-4-adamantyl 2-trifluoromethyl acrylate, 3-hydroxymethyl-1-adamantylmethyl methacrylate, 3-hydroxymethyl-1-adamantyl Methyl acrylate, 3-hydroxymethyl-1-adamantylmethyl 2-trifluoromethyl acrylate, 3-hydroxy-perfluoro-1-adamantyl methacrylate, 3-hydroxy There may be mentioned hydroxyl group-containing adamantyl acrylates such as -perfluoro-1-adamantyl acrylate.
In addition, the sulfonyl compound represented by the general formula (II) is preferably a compound in which X is a halogen atom rather than a hydroxyl group from the viewpoint of reactivity, and in particular from an industrial viewpoint, a chlorine atom is preferable. Examples of the sulfonyl compound include methanesulfonyl chloride, ethanesulfonyl chloride, propanesulfonyl chloride, p-toluenesulfonyl chloride, trifluoromethanesulfonyl chloride, and the like. Among these, methanesulfonyl chloride is preferable.
The charging ratio of the adamantane compound and the sulfonyl compound is preferably in the range of 1 to 1.5 mol of the sulfonyl compound with respect to 1 mol of the adamantane compound.
この反応において、一般に触媒として塩基が使用される。塩基として、ナトリウムアミド、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、ピリジン、N,N−ジメチルアニリン、1,5−ジアザビシクロ〔4.3.0〕ノネン−5(DBN)、1,8−ジアザビシクロ〔5.4.0〕ウンデセン−7(DBU)、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水素化ナトリウム、炭酸カリウム、酸化銀、ナトリウムメトキシド、カリウムt−ブトキシド等を挙げることができる。これらの触媒は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。 In this reaction, a base is generally used as a catalyst. As a base, sodium amide, triethylamine, tributylamine, trioctylamine, pyridine, N, N-dimethylaniline, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5 (DBN), 1,8-diazabicyclo [5 4.0] undecene-7 (DBU), sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydride, potassium carbonate, silver oxide, sodium methoxide, potassium t-butoxide and the like. These catalysts may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
本発明においては、上記反応の溶媒として20℃における誘電率が8以下の有機溶媒を使用する。このような低誘電率の溶媒を用いることにより、高収率で目的のアルキルスルホニルオキシ置換アダマンチル(メタ)アクリレート類を製造できると共に、重合体の生成も抑制できるので、ハンドリングの面においても改善される。この溶媒として、原料アダマンタン化合物の溶解度が、反応温度において、0.5質量%以上、望ましくは5質量%以上のものが好適に用いられる。
このような溶媒としては、具体的には、トルエン、n−ヘキサン,n−ヘプタン、シクロヘキサン等の炭化水素系溶媒、酢酸エチルなどのエステル系溶媒および、これらの溶媒と、ジエチルエーテル,テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒との混合溶媒を挙げることができる。これらの溶媒は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。溶媒量は反応混合物中の原料アダマンタン化合物の濃度が0.5質量%以上、望ましくは5質量%以上となる量が好適である。この際、原料アダマンタン化合物が懸濁状態でもよいが、溶解していることが望ましい。また、使用前に溶媒中の水分を取り除くことが望ましい。
In the present invention, an organic solvent having a dielectric constant of 8 or less at 20 ° C. is used as the solvent for the above reaction. By using such a low dielectric constant solvent, the target alkylsulfonyloxy-substituted adamantyl (meth) acrylates can be produced in high yield, and the production of polymers can be suppressed, so that the handling is also improved. The As this solvent, those having a solubility of the raw material adamantane compound at the reaction temperature of 0.5% by mass or more, preferably 5% by mass or more are suitably used.
Specific examples of such solvents include hydrocarbon solvents such as toluene, n-hexane, n-heptane, and cyclohexane, ester solvents such as ethyl acetate, these solvents, diethyl ether, tetrahydrofuran, and the like. A mixed solvent with an ether solvent can be mentioned. These solvents may be used alone or in a combination of two or more. The amount of the solvent is preferably such that the concentration of the raw material adamantane compound in the reaction mixture is 0.5% by mass or more, desirably 5% by mass or more. At this time, the raw material adamantane compound may be in a suspended state, but is preferably dissolved. Moreover, it is desirable to remove the water | moisture content in a solvent before use.
反応温度は、通常、−200〜100℃、好ましくは−50〜50℃の範囲である。この温度範囲であれば、反応速度が低下することもなく、反応時間が長くなり過ぎることもなく、また、重合物の副生が増加することもない。
反応圧力は、通常、絶対圧力で0.01〜10MPa、好ましくは常圧〜1MPaの範囲である。この圧力の範囲であれば、特別な耐圧の装置は必要ではなく、安全上の問題がなく、工業的に有利である。
反応時間は、通常、1分〜24時間、好ましくは5分〜6時間の範囲である。
The reaction temperature is usually in the range of −200 to 100 ° C., preferably −50 to 50 ° C. Within this temperature range, the reaction rate does not decrease, the reaction time does not become too long, and the by-product of the polymer does not increase.
The reaction pressure is usually 0.01 to 10 MPa in absolute pressure, preferably in the range of normal pressure to 1 MPa. Within this pressure range, a special pressure-resistant device is not necessary, there is no safety problem, and it is industrially advantageous.
The reaction time is usually in the range of 1 minute to 24 hours, preferably 5 minutes to 6 hours.
具体的な製造方法としては、原料のアダマンタン化合物とスルホニル化合物を上記の低誘電率の有機溶媒中、塩基存在下で反応させ、反応後、水洗により塩を除き、その後、晶析により、アルキルスルホニルオキシ置換アダマンチル(メタ)アクリレート類を分離する。
目的とする反応生成物の精製については、蒸留、晶析、カラム分離などが採用可能であり、生成物の性状と不純物の種類により精製方法を選択すればよい。
なお、得られた化合物の同定は、ガスクロマトグラフィー(GC)、液体クロマトグラフィー(LC)、ガスクロマトグラフィー質量分析(GC−MS)、核磁気共鳴分光法(NMR),赤外分光法(IR),融点測定装置などを用いて行うことができる。
As a specific production method, the raw material adamantane compound and sulfonyl compound are reacted in the above-mentioned organic solvent having a low dielectric constant in the presence of a base, and after the reaction, the salt is removed by washing with water. Isolate the oxy-substituted adamantyl (meth) acrylates.
For purification of the target reaction product, distillation, crystallization, column separation, etc. can be employed, and a purification method may be selected depending on the properties of the product and the type of impurities.
The obtained compound was identified by gas chromatography (GC), liquid chromatography (LC), gas chromatography mass spectrometry (GC-MS), nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), infrared spectroscopy (IR). ), A melting point measuring device or the like.
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、溶媒の誘電率の値については、有機合成化学協会編 新版 溶剤ポケットブック(オーム社)および浅原照三ら 溶剤ハンドブック(講談社サイエンティフィク)よりの数値、混合溶媒(実施例5)の誘電率については加成則により算出した数値である。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
In addition, about the value of the dielectric constant of a solvent, it is a numerical value from the organic synthetic chemistry association new edition solvent pocket book (Ohm company), Teruzo Asahara et al. Solvent handbook (Kodansha Scientific), and dielectric constant of mixed solvent (Example 5). The rate is a numerical value calculated by the addition rule.
実施例1
200mLのガラス反応器に撹拌装置、滴下漏斗および温度計を取り付け、ここにアダマンテートHM(出光興産製:3-ヒドロキシ-1-アダマンチルメタクリレート)10.0g(42ミリモル)、トリエチルアミン8.8mL(63ミリモル)およびトルエン84.0mLを加え、25℃の水浴に漬け攪拌した。ここにメタンスルホニルクロライド4.0mL(50ミリモル)を35分かけて滴下した。その後さらに25分間撹拌した。そこに水10mLを加え、未反応のメタンスルホニルクロライドを失活させた。反応液の一部をとりGPC測定を行い目的物と重合体の生成割合を測定した。残りの反応液を200mLの分液漏斗に移し、水40mLを加えて水洗し、その後有機層を1ミルモル/mL塩酸50mLで洗浄し、次いで水50mLで洗浄した。この分液操作の過程でポリマーが析出することはなかった。無水硫酸マグネシウム6.0g(50ミリモル)を加え、脱水した後、濾過により硫酸マグネシウムを除去した。濾液をエバポレーターに付し、トルエンを留去した後、得られた粘ちょう物を0℃に冷却し、結晶化させた。これを少量のn−ヘキサンで洗浄した後、結晶を濾過により分け、恒量になるまで減圧乾燥させ目的物のアダマンタン誘導体(3−メタンスルホニルオキシ−1−アダマンチル メタクリレート)を得た。原料のアダマンタン化合物に対する目的物の収率(モル%)およびガスクロマトグラフィーによる純度(質量%)、GPC測定による重合体生成割合(質量%)の結果を第1表に示す。
Example 1
A stirrer, a dropping funnel and a thermometer were attached to a 200 mL glass reactor, and 10.0 g (42 mmol) of adamantate HM (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd .: 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate), 8.8 mL of triethylamine (63 Mmol) and 84.0 mL of toluene, and the mixture was immersed in a 25 ° C. water bath and stirred. Methanesulfonyl chloride 4.0mL (50mmol) was dripped here over 35 minutes. Thereafter, the mixture was further stirred for 25 minutes. 10 mL of water was added thereto to deactivate unreacted methanesulfonyl chloride. A part of the reaction solution was taken and subjected to GPC measurement to determine the production ratio of the target product and the polymer. The remaining reaction solution was transferred to a 200 mL separatory funnel, 40 mL of water was added and washed with water, and then the organic layer was washed with 50 mL of 1 milmol / mL hydrochloric acid and then with 50 mL of water. The polymer did not precipitate during the liquid separation operation. After adding anhydrous magnesium sulfate 6.0g (50 mmol) and dehydrating, magnesium sulfate was removed by filtration. The filtrate was attached to an evaporator and toluene was distilled off, and then the resulting viscous product was cooled to 0 ° C. and crystallized. After washing this with a small amount of n-hexane, the crystals were separated by filtration and dried under reduced pressure until a constant weight was obtained, to obtain the target adamantane derivative (3-methanesulfonyloxy-1-adamantyl methacrylate). Table 1 shows the results of the yield (mol%) of the target product relative to the starting adamantane compound, the purity (mass%) by gas chromatography, and the polymer production ratio (mass%) by GPC measurement.
比較例1
200mLのガラス反応器に撹拌装置、滴下漏斗および温度計を取り付け、ここにアダマンテートHM(出光興産製:3-ヒドロキシ-1-アダマンチルメタクリレート)10.0g(42ミリモル)、トリエチルアミン8.8mL(63ミリモル)およびテトラヒドロフラン84mLを加え、25℃の水浴に漬け攪拌した。ここにメタンスルホニルクロライド4.0mL(50ミリモル)を35分かけて滴下した。その後さらに25分間撹拌した。そこに水10mLを加え、未反応のメタンスルホニルクロライドを失活させた。反応液の一部をとりGPC測定を行い目的物と重合体の生成割合を測定した。残りの反応液を300mLの分液漏斗に移し、ジエチルエーテル100mL、水40mLを加えて水洗した。その時、ポリマーが析出し分液漏斗に付着、また有機層と水層の分離の際に分液漏斗のコックがポリマーにより詰まり、分液に手間がかかった。その後有機層を1ミルモル/mL塩酸50mLで洗浄し、次いで水50mLで洗浄した。無水硫酸マグネシウム6.0g(50ミリモル)を加え,脱水した後、濾過により硫酸マグネシウムを除去した。濾液をエバポレーターに付し、溶媒を留去した後、得られた粘ちょう物を0℃に冷却し、結晶化させた。これを少量のn−ヘキサンで洗浄した後、結晶を濾過により分け、恒量になるまで減圧乾燥させ目的物を得た。目的物の収率およびガスクロマトグラフィーによる純度、GPC測定による重合体生成割合の結果を第1表に示す。
Comparative Example 1
A stirrer, a dropping funnel and a thermometer were attached to a 200 mL glass reactor, and 10.0 g (42 mmol) of adamantate HM (produced by Idemitsu Kosan: 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate), 8.8 mL of triethylamine (63 Mmol) and 84 mL of tetrahydrofuran were added, and the mixture was immersed in a water bath at 25 ° C. and stirred. Methanesulfonyl chloride 4.0mL (50mmol) was dripped here over 35 minutes. Thereafter, the mixture was further stirred for 25 minutes. 10 mL of water was added thereto to deactivate unreacted methanesulfonyl chloride. A part of the reaction solution was taken and subjected to GPC measurement to determine the production ratio of the target product and the polymer. The remaining reaction solution was transferred to a 300 mL separatory funnel, and 100 mL of diethyl ether and 40 mL of water were added and washed with water. At that time, the polymer was deposited and adhered to the separatory funnel, and the separatory funnel cock was clogged with the polymer when the organic layer and the aqueous layer were separated. The organic layer was then washed with 50 mL of 1 milmol / mL hydrochloric acid and then with 50 mL of water. After adding anhydrous magnesium sulfate 6.0g (50 mmol) and dehydrating, magnesium sulfate was removed by filtration. The filtrate was attached to an evaporator and the solvent was distilled off, and then the resulting viscous product was cooled to 0 ° C. and crystallized. After washing this with a small amount of n-hexane, the crystals were separated by filtration and dried under reduced pressure until a constant weight was obtained to obtain the desired product. Table 1 shows the results of yield of the target product, purity by gas chromatography, and polymer production ratio by GPC measurement.
実施例2
200mLのガラス反応器に撹拌装置、滴下漏斗および温度計を取り付け、ここにアダマンテートHM(出光興産製:3-ヒドロキシ-1-アダマンチルメタクリレート)10.0g(42ミリモル)、トリエチルアミン8.8mL(63ミリモル)およびトルエン42mLを加え、攪拌しながら氷浴で5℃に冷却した。ここにメタンスルホニルクロライド4.0mL(50ミリモル)を3分かけて滴下した。その後さらに5分間撹拌した。そこに水10mLを加え、未反応のメタンスルホニルクロライドを失活させた。反応液の一部をとりGPC測定を行い目的物と重合体の生成割合を測定した。残りの反応液を200mLの分液漏斗に移し、水40mLを加えて水洗し、その後有機層を1ミリモル/mL塩酸50mLで洗浄し、次いで水50mLで洗浄した。この分液操作の過程でポリマーが析出することはなかった。無水硫酸マグネシウム6.0g(50ミリモル)を加え,脱水した後、濾過により硫酸マグネシウムを除去した。濾液をエバポレーターに付し、トルエンを留去した後、得られた粘ちょう物を0℃に冷却し、結晶化させた。これを少量のn−ヘキサンで洗浄した後、結晶を濾過により分け、恒量になるまで減圧乾燥させ目的物を得た。目的物の収率およびガスクロマトグラフィーによる純度、GPC測定による重合体生成割合の結果を第1表に示す。
Example 2
A stirrer, a dropping funnel and a thermometer were attached to a 200 mL glass reactor, and 10.0 g (42 mmol) of adamantate HM (produced by Idemitsu Kosan: 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate), 8.8 mL of triethylamine (63 Mmol) and 42 mL of toluene were added and cooled to 5 ° C. in an ice bath with stirring. Methanesulfonyl chloride 4.0mL (50 mmol) was dripped here over 3 minutes. Thereafter, the mixture was further stirred for 5 minutes. 10 mL of water was added thereto to deactivate unreacted methanesulfonyl chloride. A part of the reaction solution was taken and subjected to GPC measurement to determine the production ratio of the target product and the polymer. The remaining reaction solution was transferred to a 200 mL separatory funnel, 40 mL of water was added and washed with water, and then the organic layer was washed with 50 mL of 1 mmol / mL hydrochloric acid and then with 50 mL of water. The polymer did not precipitate during the liquid separation operation. After adding anhydrous magnesium sulfate 6.0g (50 mmol) and dehydrating, magnesium sulfate was removed by filtration. The filtrate was attached to an evaporator and toluene was distilled off, and then the resulting viscous product was cooled to 0 ° C. and crystallized. This was washed with a small amount of n-hexane, and then the crystals were separated by filtration and dried under reduced pressure until a constant weight was obtained. Table 1 shows the results of yield of the target product, purity by gas chromatography, and polymer production ratio by GPC measurement.
実施例3
実施例2においてトルエン42mLを84mLに変えた以外は実施例2と同様にして目的物を得た。分液の過程でポリマーが析出することはなかった。目的物の収率およびガスクロマトグラフィーによる純度、GPC測定による重合体生成割合の結果を第1表に示す。
Example 3
The target product was obtained in the same manner as in Example 2 except that 42 mL of toluene was changed to 84 mL in Example 2. The polymer did not precipitate in the process of liquid separation. Table 1 shows the results of yield of the target product, purity by gas chromatography, and polymer production ratio by GPC measurement.
実施例4
実施例2においてトルエンを酢酸エチルに変えた以外は実施例2と同様にして目的物を得た。分液の過程でポリマーが析出することはなかった。目的物の収率およびガスクロマトグラフィーによる純度、GPC測定による重合体生成割合の結果を第1表に示す。
Example 4
The target product was obtained in the same manner as in Example 2 except that toluene was changed to ethyl acetate in Example 2. The polymer did not precipitate in the process of liquid separation. Table 1 shows the results of yield of the target product, purity by gas chromatography, and polymer production ratio by GPC measurement.
実施例5
実施例2においてトルエンをシクロヘキサン22mLとテトラヒドロフラン22mLの混合溶媒に変えた以外は実施例2と同様にして目的物を得た。分液の過程でポリマーが析出することはなかった。目的物の収率およびガスクロマトグラフィーによる純度、GPC測定による重合体生成割合の結果を第1表に示す。
Example 5
The target product was obtained in the same manner as in Example 2 except that toluene was changed to a mixed solvent of 22 mL of cyclohexane and 22 mL of tetrahydrofuran in Example 2. The polymer did not precipitate in the process of liquid separation. Table 1 shows the results of yield of the target product, purity by gas chromatography, and polymer production ratio by GPC measurement.
比較例2
200mLのガラス反応器に撹拌装置、滴下漏斗および温度計を取り付け、ここにアダマンテートHM(出光興産製:3-ヒドロキシ-1-アダマンチルメタクリレート)10.0g(42ミリモル)、トリエチルアミン8.8mL(63ミリモル)およびテトラヒドロフラン42mLを加え、攪拌しながら氷浴で5℃に冷却した。ここにメタンスルホニルクロライド4.0mL(50ミリモル)を3分かけて滴下した。その後さらに5分間撹拌した。そこに水10mLを加え、未反応のメタンスルホニルクロライドを失活させた。反応液の一部をとりGPC測定を行い目的物と重合体の生成割合を測定した。残りの反応液を300mLの分液漏斗に移し、ジエチルエーテル100mL、水40mLを加えて水洗した。その時、ポリマーが析出し分液漏斗に付着した。その後有機層を1ミリモル/mL塩酸50mLで洗浄し、次いで水50mLで洗浄した。無水硫酸マグネシウム6.0g(50ミリモル)を加え,脱水した後、濾過により硫酸マグネシウムを除去した。濾液をエバポレーターに付し、溶媒を留去した後、得られた粘ちょう物を0℃に冷却し、結晶化させた。これを少量のn−ヘキサンで洗浄した後、結晶を濾過により分け、恒量になるまで減圧乾燥させ目的物を得た。目的物の収率およびガスクロマトグラフィーによる純度、GPC測定による重合体生成割合の結果を第1表に示す。
Comparative Example 2
A stirrer, a dropping funnel and a thermometer were attached to a 200 mL glass reactor, and 10.0 g (42 mmol) of adamantate HM (produced by Idemitsu Kosan: 3-hydroxy-1-adamantyl methacrylate), 8.8 mL of triethylamine (63 Mmol) and 42 mL of tetrahydrofuran were added and cooled to 5 ° C. in an ice bath with stirring. Methanesulfonyl chloride 4.0mL (50 mmol) was dripped here over 3 minutes. Thereafter, the mixture was further stirred for 5 minutes. 10 mL of water was added thereto to deactivate unreacted methanesulfonyl chloride. A part of the reaction solution was taken and subjected to GPC measurement to determine the production ratio of the target product and the polymer. The remaining reaction solution was transferred to a 300 mL separatory funnel, and 100 mL of diethyl ether and 40 mL of water were added and washed with water. At that time, polymer precipitated and adhered to the separatory funnel. The organic layer was then washed with 50 mL of 1 mmol / mL hydrochloric acid and then with 50 mL of water. After adding anhydrous magnesium sulfate 6.0g (50 mmol) and dehydrating, magnesium sulfate was removed by filtration. The filtrate was attached to an evaporator and the solvent was distilled off, and then the resulting viscous product was cooled to 0 ° C. and crystallized. After washing this with a small amount of n-hexane, the crystals were separated by filtration and dried under reduced pressure until a constant weight was obtained to obtain the desired product. Table 1 shows the results of yield of the target product, purity by gas chromatography, and polymer production ratio by GPC measurement.
比較例3
実施例2においてトルエンを塩化メチレンに変えた以外は実施例2と同様にして目的物を得た。分液の過程でポリマーが析出した。目的物の収率およびガスクロマトグラフィーによる純度、GPC測定による重合体生成割合の結果を第1表に示す。
Comparative Example 3
The target product was obtained in the same manner as in Example 2 except that toluene was changed to methylene chloride in Example 2. Polymer was deposited in the process of liquid separation. Table 1 shows the results of yield of the target product, purity by gas chromatography, and polymer production ratio by GPC measurement.
Claims (3)
で表されるアダマンタン化合物と、一般式(II)
で表されるスルホニル化合物を、20℃における誘電率が8以下の有機溶媒中で反応させることを特徴とする、一般式(III)
で表される構造を有することを特徴とするアダマンタン誘導体の製造方法。 Formula (I)
An adamantane compound represented by general formula (II)
The sulfonyl compound represented by the general formula (III) is reacted in an organic solvent having a dielectric constant of 8 or less at 20 ° C.
A method for producing an adamantane derivative, characterized by having a structure represented by:
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