JP4815951B2 - New adamantyl ester compounds - Google Patents

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Description

本発明は、微細加工用レジスト材料、光学材料、耐熱材料等の各種高機能性材料向け原料モノマー、および医薬・農薬中間体等として有用な、新規アダマンチルエステル化合物に関する。   The present invention relates to a novel adamantyl ester compound useful as a raw material monomer for various highly functional materials such as a resist material for fine processing, an optical material, and a heat-resistant material, and a pharmaceutical / agrochemical intermediate.

アダマンタンは、強固で対称性の高い炭素骨格を有する特異な分子であり、その誘導体は各種高機能性材料や医薬・農薬中間体として有用であることが知られている。例えば、光学特性や耐熱性に優れることから、光学レンズ、光ディスク基盤、光ファイバー等の材料として期待されている(特許文献1〜3参照)。また、耐候性、耐薬品性、硬度等に優れたコーティング材料あるいは塗料用モノマーとして用いることも出来る(特許文献4、5参照)。さらに近年では、ドライエッチング耐性や透明性に優れることから、微細加工用レジスト材料としても有用であることが知られている(特許文献6参照)。   Adamantane is a unique molecule having a strong and highly symmetric carbon skeleton, and its derivatives are known to be useful as various highly functional materials and pharmaceutical / agrochemical intermediates. For example, since it is excellent in optical characteristics and heat resistance, it is expected as a material for optical lenses, optical disk substrates, optical fibers, and the like (see Patent Documents 1 to 3). Further, it can also be used as a coating material or paint monomer having excellent weather resistance, chemical resistance, hardness and the like (see Patent Documents 4 and 5). Furthermore, in recent years, since it is excellent in dry etching resistance and transparency, it is known to be useful as a resist material for fine processing (see Patent Document 6).

微細加工用レジスト材料については、半導体素子の高集積化に伴い、より優れた解像度が求められるとともに、現像欠陥やラインエッジラフネス等の問題に対する改善がより強く要求されるようになってきた。この対処法としては、例えば、レジスト溶媒に対するレジスト樹脂の溶解度を向上させることが提案されている(特許文献7,8参照)。しかし、アダマンタン骨格は剛直な構造と高い疎水性を有するために、通常、アダマンタン誘導体をモノマー成分としたレジスト樹脂は一般的なレジスト溶媒に対する溶解性が低いと考えられている。   With respect to a resist material for microfabrication, with higher integration of semiconductor elements, a higher resolution is required, and improvement for problems such as development defects and line edge roughness has been strongly demanded. As a countermeasure, for example, it has been proposed to improve the solubility of the resist resin in the resist solvent (see Patent Documents 7 and 8). However, since the adamantane skeleton has a rigid structure and high hydrophobicity, it is generally considered that a resist resin containing an adamantane derivative as a monomer component has low solubility in a general resist solvent.

また、レジスト樹脂組成の均一性を高めることによりラインエッジラフネスを低減することも提案されている(非特許文献1参照)。しかしながら、アダマンタン誘導体をモノマー成分として使用する場合は、要求される物性をバランス良く備えるレジスト樹脂とするために、通常、高極性のモノマー成分を含む共重合樹脂とする。すなわち、疎水性の高いアダマンタン誘導体と疎水性の低いモノマー成分との共重合により樹脂を合成しており、このため均一な組成の樹脂を得ることが難しい。   It has also been proposed to reduce line edge roughness by increasing the uniformity of the resist resin composition (see Non-Patent Document 1). However, when an adamantane derivative is used as a monomer component, a copolymer resin containing a highly polar monomer component is usually used in order to obtain a resist resin having a well-balanced required physical property. That is, a resin is synthesized by copolymerization of a highly hydrophobic adamantane derivative and a monomer component having low hydrophobicity, and thus it is difficult to obtain a resin having a uniform composition.

さらに、安定したレジストパターン特性を得るため、置換基数が1以上のヒドロキシアダマンチル基を有する誘導体をモノマー成分として使用することも提案されている(特許文献9参照)。しかし、ヒドロキシル基のみを導入したアダマンチル基は剛直性が依然として高いこともあり、レジスト溶媒等に対する溶解度の向上効果は十分ではない。また、アダマンタン骨格に直接結合するヒドロキシル基が多過ぎると親水性が必要以上に高くなり、そのような構造を有するモノマー成分を使用した場合には、レジスト樹脂全体としての物性バランスを乱すこと等の悪影響が考えられる。   Furthermore, in order to obtain stable resist pattern characteristics, it has been proposed to use a derivative having a hydroxyadamantyl group having one or more substituents as a monomer component (see Patent Document 9). However, the adamantyl group into which only the hydroxyl group is introduced is still highly rigid, and the effect of improving the solubility in a resist solvent or the like is not sufficient. In addition, if there are too many hydroxyl groups directly bonded to the adamantane skeleton, the hydrophilicity becomes unnecessarily high. When a monomer component having such a structure is used, the balance of physical properties of the resist resin as a whole is disturbed. An adverse effect is possible.

これらの事情から、解像度、ドライエッチング耐性、感度等の微細加工用レジスト材料としての基本特性を損なうことなく、現像欠陥やラインエッジラフネス等の問題を改善できるアダマンタン誘導体が強く求められている。
特公平7−61980号公報 特許第2774229号公報 特許第3331121号公報 特開2000−327950号公報 特開2000−327994号公報 特許第2881969号公報 特開2004−300403号公報 特開2005−068418号公報 特開平11−109632号公報 SEMICON JAPAN SEMI Technology Symposium 2002,3−27
Under these circumstances, an adamantane derivative that can improve problems such as development defects and line edge roughness without compromising basic characteristics as a resist material for microfabrication such as resolution, dry etching resistance and sensitivity is strongly demanded.
Japanese Examined Patent Publication No. 7-61980 Japanese Patent No. 2774229 Japanese Patent No. 3331121 JP 2000-327950 A JP 2000-327994 A Japanese Patent No. 2881969 JP 2004-300403 A JP-A-2005-068418 JP-A-11-109632 SEMICON JAPAN SEMI Technology Symposium 2002, 3-27

本発明の目的は、微細加工用レジスト材料、光学材料、耐熱材料等の各種高機能性材料向け原料モノマー、および医薬・農薬中間体等として有用な新規アダマンタン誘導体を提供することである。特に、上述した状況に鑑み、微細加工用レジスト材料の分野において、解像度、ドライエッチング耐性、感度等のレジストの基本特性を損なうことなく、現像欠陥やラインエッジラフネス等の問題を改善できるアダマンタン誘導体を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a novel adamantane derivative useful as a raw material monomer for various highly functional materials such as a resist material for microfabrication, an optical material, and a heat-resistant material, and a pharmaceutical / pesticidal intermediate. In particular, in view of the above-described situation, an adamantane derivative that can improve problems such as development defects and line edge roughness without damaging the basic characteristics of the resist such as resolution, dry etching resistance, and sensitivity in the field of fine processing resist materials. The purpose is to provide.

本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、目的に適合することが期待される化合物として特定の構造を有するアダマンタン誘導体を見出し、本発明に到達した。すなわち、本発明は式(1)に示す新規アダマンチルエステル化合物を提供するものである。   As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have found an adamantane derivative having a specific structure as a compound expected to be suitable for the purpose, and have reached the present invention. That is, the present invention provides a novel adamantyl ester compound represented by the formula (1).

Figure 0004815951

(式中、Rは炭素数1〜4のアルキル基を示し、Rは水素原子またはメチル基を示す。Xは同一でも異なっても良く、水素原子、ハロゲン基、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、炭素数1〜4のヒドロキシアルキル基、ハロゲン元素を含む炭素数1〜4のアルキル基、またはエーテル構造を有する炭素数1〜4のアルキル基を示し、nは1〜13の整数を示す。)
Figure 0004815951

(In the formula, R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group. X may be the same or different, and a hydrogen atom, a halogen group, a cyano group, a hydroxyl group, C1-C4 alkyl group, C1-C4 alkoxyl group, C1-C4 hydroxyalkyl group, C1-C4 alkyl group containing a halogen element, or C1-C1 having an ether structure 4 represents an alkyl group, and n represents an integer of 1 to 13.)

本発明の新規アダマンチルエステル化合物は、アダマンタン骨格に直接結合したヒドロキシル基とアルコキシル基を少なくとも1つずつ有していることから、アダマンタン骨格に由来する疎水性と剛直性が共に低減されていると共に、ヒドロキシル基のみが存在する場合に比べて極端に親水性が高くなり過ぎることが無いため、レジスト溶媒や重合溶媒、あるいはレジスト樹脂を製造する際に用いられる共重合成分に対して適度な溶解性あるいは親和性を有していると考えられる。従って、本発明の新規アダマンチルエステル化合物をモノマー成分として含む樹脂を使用することにより、現像欠陥やラインエッジラフネス等の問題が少ない微細加工用レジスト材料が得られると期待される。また、本発明の新規アダマンチルエステル化合物は、光学材料、耐熱材料等の各種高機能性材料向け原料モノマーとしての利用も期待できる。   Since the novel adamantyl ester compound of the present invention has at least one hydroxyl group and alkoxyl group directly bonded to the adamantane skeleton, both hydrophobicity and rigidity derived from the adamantane skeleton are reduced, Compared to the case where only hydroxyl groups are present, the hydrophilicity does not become excessively high, so that it has an appropriate solubility in a resist solvent, a polymerization solvent, or a copolymer component used in producing a resist resin, or It is thought that it has affinity. Therefore, by using a resin containing the novel adamantyl ester compound of the present invention as a monomer component, it is expected that a resist material for microfabrication with less problems such as development defects and line edge roughness can be obtained. In addition, the novel adamantyl ester compound of the present invention can be expected to be used as a raw material monomer for various high-functional materials such as optical materials and heat-resistant materials.

本発明の新規アダマンチルエステル化合物は、例えば、一般式(2)に示すアダマンタノール類もしくはその金属アルコキシド体と、一般式(3)または一般式(4)に示すアクリル酸類とを公知の各種エステル化反応に供することにより合成することが出来る。   The novel adamantyl ester compound of the present invention includes, for example, various known esterifications of adamantanols represented by general formula (2) or metal alkoxides thereof and acrylic acids represented by general formula (3) or general formula (4). It can be synthesized by subjecting it to a reaction.

Figure 0004815951


(式中、R、X、nは上記一般式(1)と同様のものを示す。)
Figure 0004815951


(Wherein R 1 , X and n are the same as those in the general formula (1)).

Figure 0004815951

(式中、Rは上記一般式(1)と同様のものを示す。Yはヒドロキシル基、アルコキシル基、またはハロゲン基を示す。)
Figure 0004815951

(In the formula, R 2 represents the same as in the general formula (1). Y represents a hydroxyl group, an alkoxyl group, or a halogen group.)

Figure 0004815951

(式中、Rは、上記一般式(1)と同様のものを示す。)
Figure 0004815951

(In the formula, R 2 represents the same as in the general formula (1).)

ここで、一般式(2)の具体例としては以下の化合物が例示できる。     Here, the following compounds can be illustrated as a specific example of General formula (2).

Figure 0004815951
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エステル化反応の種類は特に制限されないが、例えば、一般式(2)のアダマンタノール類と、一般式(3)のアクリル酸類のうちYがヒドロキシル基である化合物とを、酸触媒の存在下で脱水縮合することができる。   The type of esterification reaction is not particularly limited. For example, an adamantanol of general formula (2) and a compound in which Y is a hydroxyl group among acrylic acids of general formula (3) are reacted in the presence of an acid catalyst. Dehydration condensation can be performed.

以下、上記脱水縮合により本発明の新規アダマンチルエステルを合成する場合について具体的に説明する。但し、本発明において合成方法は一切限定されず、公知の様々な反応を適宜採用して製造することが出来る。従って、以下の記述により本発明が制限されるものではない。   Hereinafter, the case where the novel adamantyl ester of the present invention is synthesized by the dehydration condensation will be specifically described. However, the synthesis method in the present invention is not limited at all, and can be produced by appropriately adopting various known reactions. Accordingly, the present invention is not limited by the following description.

本発明における新規アダマンチルエステル化合物を、酸触媒の存在下で脱水縮合することにより合成する場合は、反応に対して不活性な有機溶媒を使用する。さらに、反応中に副生する水を除去するため、水と共沸し、且つ水と分離する有機溶媒を使用することが望ましい。このような溶媒の具体例として、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂環族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、もしくはこれらの混合溶媒が挙げられる。溶媒の使用量はその種類によっても異なるが、通常、原料のアダマンタノール類を基準として1〜500重量部程度であり、経済性や反応効率を考えると2〜100重量部程度が好ましい。また、反応形式はバッチ式、流通式、セミバッチ式のいずれでも良い。尚、副生する水を共沸させて除去するためには、Dean−Stark水分離器等を使用することができる。   When the novel adamantyl ester compound in the present invention is synthesized by dehydration condensation in the presence of an acid catalyst, an organic solvent inert to the reaction is used. Furthermore, in order to remove water by-produced during the reaction, it is desirable to use an organic solvent that azeotropes with water and separates from water. Specific examples of such solvents include aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, nonane, decane, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, methylcyclohexane, dimethylcyclohexane, and ethylcyclohexane, benzene, toluene, xylene, and the like. Aromatic hydrocarbons or a mixed solvent thereof can be used. Although the amount of the solvent used varies depending on the type, it is usually about 1 to 500 parts by weight based on the raw material adamantanol, and about 2 to 100 parts by weight is preferable in view of economy and reaction efficiency. Further, the reaction type may be any of batch type, distribution type and semi-batch type. A Dean-Stark water separator or the like can be used to remove by-product water by azeotropic distillation.

反応の際に添加するアクリル酸類の量は、原料のアダマンタノール類を基準として1〜30モル量程度が好ましく、1.5〜10モル量がより好ましい。アクリル酸類の量が上記範囲より少ない場合には、反応速度およびアダマンタノール類の転化率が低下し、効率が悪い。一方、上記範囲を超えてアクリル酸類を極端に多く添加した場合には、副生する重合物の量が増える等の悪影響が大きくなり反応や精製の効率が低下する。   The amount of acrylic acid added during the reaction is preferably about 1 to 30 mol, more preferably 1.5 to 10 mol, based on the raw material adamantanol. When the amount of acrylic acid is less than the above range, the reaction rate and the conversion rate of adamantanol are lowered and the efficiency is poor. On the other hand, when an extremely large amount of acrylic acid is added beyond the above range, adverse effects such as an increase in the amount of by-produced polymer increase, and the efficiency of the reaction and purification decreases.

酸触媒は、脱水縮合によるエステル化反応で通常用いられるものを使用することができ、具体的には塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸類や、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸等の有機酸類が挙げられる。さらに、2種類以上の酸を組み合わせて使用しても良い。酸触媒の添加量は、溶液中の反応基質の濃度によっても異なるが、通常は原料に用いるアダマンタノール類を基準として0.005〜0.1モル量程度を添加する。   As the acid catalyst, those usually used in esterification reaction by dehydration condensation can be used. Specifically, inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid are used. And organic acids such as p-toluenesulfonic acid. Further, two or more kinds of acids may be used in combination. The addition amount of the acid catalyst varies depending on the concentration of the reaction substrate in the solution, but is usually added in an amount of about 0.005 to 0.1 mol based on the adamantanol used as the raw material.

反応温度は、副生する水を共沸により除去できる範囲で適当な値に設定することができるが、通常は60〜150℃程度であることが多い。温度が低過ぎると反応速度が低下して非効率的になり、高過ぎる場合には重合や分解等により目的生成物の収率が低下する。さらに、共沸温度を適当な範囲に保つため、反応系内を減圧あるいは加圧しても良い。   The reaction temperature can be set to an appropriate value as long as the by-produced water can be removed by azeotropic distillation, but is usually about 60 to 150 ° C. in many cases. If the temperature is too low, the reaction rate decreases and becomes inefficient, and if it is too high, the yield of the target product decreases due to polymerization or decomposition. Furthermore, in order to keep the azeotropic temperature within an appropriate range, the reaction system may be depressurized or pressurized.

また、反応溶液には重合を抑制するためにメチルヒドロキノン、p−ベンゾキノン、α−ナフトキノン、p−メトキシフェノール等の重合禁止剤を添加することが望ましい。適切な添加量は重合禁止剤の種類や反応に使用するアクリル酸類の量によっても異なるが、例えば反応系中に加えたアクリル酸類を基準として0.0005〜0.10モル量程度を使用する。また、重合禁止剤として分子状酸素を反応系中に供給することもできる。分子状酸素は窒素等の不活性ガスで希釈したものを使用しても良いし、空気として供給しても良い。さらに、重合禁止剤は2種類以上を混合して使用することもできる。   In addition, it is desirable to add a polymerization inhibitor such as methylhydroquinone, p-benzoquinone, α-naphthoquinone, p-methoxyphenol, etc. to the reaction solution in order to suppress polymerization. The appropriate addition amount varies depending on the kind of polymerization inhibitor and the amount of acrylic acid used in the reaction, but for example, about 0.0005 to 0.10 mol amount is used based on the acrylic acid added to the reaction system. Moreover, molecular oxygen can also be supplied into the reaction system as a polymerization inhibitor. Molecular oxygen diluted with an inert gas such as nitrogen may be used, or may be supplied as air. Further, two or more kinds of polymerization inhibitors can be mixed and used.

反応混合溶液中には、通常、酸触媒や未反応のアクリル酸類が残存していることから、反応後にこれらをアルカリ性水溶液で中和することが好ましい。中和は、反応混合溶液にアルカリ性水溶液を添加することにより実施することができ、ここで使用するアルカリ性水溶液の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、アンモニアなどの無機アルカリ水溶液や、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、2−ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド等の4級アンモニウム塩水溶液が挙げられる。この内、好ましくは、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウムである。また、目的生成物が加水分解によって失われることを防ぐため、中和時の溶液温度は50℃以下に保つことが好ましい。   Since the acid catalyst and unreacted acrylic acid usually remain in the reaction mixture solution, it is preferable to neutralize these with an alkaline aqueous solution after the reaction. Neutralization can be carried out by adding an alkaline aqueous solution to the reaction mixture solution. Specific examples of the alkaline aqueous solution used here include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate. Inorganic alkaline aqueous solutions such as potassium hydrogen carbonate and ammonia, and quaternary ammonium salt aqueous solutions such as tetramethylammonium hydroxide and 2-hydroxyethyltrimethylammonium hydroxide. Of these, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and sodium carbonate are preferable. In order to prevent the target product from being lost by hydrolysis, the solution temperature during neutralization is preferably maintained at 50 ° C. or lower.

中和後、有機相あるいは水相に含まれる目的生成物は、洗浄、濃縮、抽出、吸着、蒸留、濾過、晶析、再結晶、カラムクロマトグラフィー等、公知の方法を適宜組み合わせたプロセスにより単離することができる。例えば、目的生成物が中和処理後の有機相に存在する場合には、濃縮後にシリカゲルを固定相としたカラムクロマトグラフィーを施し、さらに晶析する等して単離することが出来る。尚、目的生成物の重合による損失を抑制するため、精製工程において重合禁止剤を添加しても良い。   After neutralization, the target product contained in the organic phase or aqueous phase can be obtained by a process that appropriately combines known methods such as washing, concentration, extraction, adsorption, distillation, filtration, crystallization, recrystallization, and column chromatography. Can be separated. For example, when the target product is present in the organic phase after the neutralization treatment, it can be isolated by subjecting it to column chromatography using silica gel as a stationary phase after concentration and further crystallization. In addition, in order to suppress the loss by the polymerization of the target product, a polymerization inhibitor may be added in the purification process.

以下、実施例を挙げて本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例に何ら制約されるものではない。   Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

実施例1(3−ヒドロキシ−5−メトキシ−1−アダマンチルメタクリレートの製造)
攪拌機、温度計、Dean−Stark水分離器、ジムロート冷却器、および空気導入管を備えた200ml容量の5つ口フラスコに5−メトキシ−1,3−アダマンタンジオール10g(0.05mol)、メタクリル酸13g(0.15mol)、濃硫酸0.12g(1.2mmol),p−メトキシフェノール37mg(0.3mmol)、およびトルエン50mlを仕込んで攪拌し、空気を0.1l/分で供給した。次に、溶液を加熱し、副生した水をDean−Stark水分離器により除去しつつ還流状態で6時間反応を継続した後、室温まで冷却した。得られた反応混合溶液に5%水酸化ナトリウム水溶液100gを加え、10分間攪拌した後に分液ロートに移し、水相を除去した。残った有機相を中性となるまでイオン交換水で洗浄した後、エバポレーターを用いて濃縮し、得られたオイル状液体をさらにシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、目的とする3−ヒドロキシ−5−メトキシ−1−アダマンチルメタクリレートを11g(0.04mol、5−メトキシ−1,3−アダマンタンジオールを基準として収率83%)得た。
Example 1 (Production of 3-hydroxy-5-methoxy-1-adamantyl methacrylate)
5-methoxy-1,3-adamantanediol 10 g (0.05 mol), methacrylic acid in a 200 ml five-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, Dean-Stark water separator, Dimroth condenser, and air inlet tube 13 g (0.15 mol), concentrated sulfuric acid 0.12 g (1.2 mmol), p-methoxyphenol 37 mg (0.3 mmol), and toluene 50 ml were charged and stirred, and air was supplied at 0.1 l / min. Next, the solution was heated and the reaction was continued for 6 hours at reflux while removing by-produced water with a Dean-Stark water separator, and then cooled to room temperature. 100 g of 5% aqueous sodium hydroxide solution was added to the obtained reaction mixture solution, stirred for 10 minutes, and then transferred to a separatory funnel to remove the aqueous phase. The remaining organic phase was washed with ion-exchanged water until neutral, and then concentrated using an evaporator, and the resulting oily liquid was further purified by silica gel column chromatography to obtain the desired 3-hydroxy- 11 g (0.04 mol, 83% yield based on 5-methoxy-1,3-adamantanediol) of 5-methoxy-1-adamantyl methacrylate was obtained.

生成物の分析結果は以下の通りである。
MS(EI):266(M、calc.266.15)
H NMR(CDCl):δ 6.02(1H,s)、5.52(1H,t)、3.26(3H,s)、1.24−2.44(17H,m)
13C NMR(CDCl):δ 166.31、137.34、125.03,81.08,74.81、70.76、48.77、48.09、47.7643.47、43.01、38.82、38.73、29.35、18.24
The analysis results of the product are as follows.
MS (EI): 266 (M <+> , calc. 266.15)
1 H NMR (CDCl 3 ): δ 6.02 (1H, s), 5.52 (1H, t), 3.26 (3H, s), 1.24-2.44 (17H, m)
13 C NMR (CDCl 3 ): δ 166.31, 137.34, 125.03, 81.08, 74.81, 70.76, 48.77, 48.09, 47.7643.47, 43.01 , 38.82, 38.73, 29.35, 18.24

実施例2(3−ヒドロキシ−5−メトキシ−1−アダマンチルアクリレートの製造)
攪拌機、温度計、Dean−Stark水分離器、ジムロート冷却器、および空気導入管を備えた200ml容量の5つ口フラスコに5−メトキシ−1,3−アダマンタンジオール10g(0.05mol)、アクリル酸11g(0.15mol)、濃硫酸0.12g(1.2mmol)、p−メトキシフェノール37mg(0.3mmol)、およびトルエン100mlを仕込んで攪拌し、空気を0.1l/分で供給した。次に、溶液を加熱し、副生した水をDean−Stark水分離器により除去しつつ還流状態で4時間反応を継続した後、室温まで冷却した。得られた反応混合溶液に5%水酸化ナトリウム水溶液100gを加え、10分間攪拌した後に分液ロートに移し、水相を除去した。残った有機相を中性となるまでイオン交換水で洗浄した後、重合禁止剤としてメチルヒドロキノンを2mg加えてから空気を導入しつつエバポレーターで濃縮した。こうして得られたオイル状液体をさらにシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、目的とする3−ヒドロキシ−5−メトキシ−1−アダマンチルアクリレートを9.6g(0.04mol、5−メトキシ−1,3−アダマンタンジオールを基準として収率72%)得た。生成物は実施例1と同様の分析を行なって確認した。
Example 2 (Production of 3-hydroxy-5-methoxy-1-adamantyl acrylate)
5-methoxy-1,3-adamantanediol 10 g (0.05 mol), acrylic acid in a 200 ml five-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, Dean-Stark water separator, Dimroth condenser, and air inlet tube 11 g (0.15 mol), concentrated sulfuric acid 0.12 g (1.2 mmol), p-methoxyphenol 37 mg (0.3 mmol), and toluene 100 ml were charged and stirred, and air was supplied at 0.1 l / min. Next, the solution was heated and the reaction was continued for 4 hours under reflux while removing by-produced water with a Dean-Stark water separator, and then cooled to room temperature. 100 g of 5% aqueous sodium hydroxide solution was added to the obtained reaction mixture solution, stirred for 10 minutes, and then transferred to a separatory funnel to remove the aqueous phase. The remaining organic phase was washed with ion-exchanged water until neutral, and then 2 mg of methylhydroquinone was added as a polymerization inhibitor, and then concentrated with an evaporator while introducing air. The oily liquid thus obtained was further purified by silica gel column chromatography to obtain 9.6 g (0.04 mol, 5-methoxy-1,3) of the desired 3-hydroxy-5-methoxy-1-adamantyl acrylate. -72% yield based on adamantanediol). The product was confirmed by conducting the same analysis as in Example 1.

実施例3(3−ヒドロキシ−5−エトキシ−1−アダマンチルメタクリレートの製造)
攪拌機、温度計、Dean−Stark水分離器、ジムロート冷却器、および空気導入管を備えた200ml容量の5つ口フラスコに5−エトキシ−1,3−アダマンタンジオール11g(0.05mol)、メタクリル酸13g(0.15mol)、濃硫酸0.12g(1.2mmol)、p−メトキシフェノール37mg(0.3mmol)、およびトルエン50mlを仕込んで攪拌し、空気を0.1l/分で供給した。次に、溶液を加熱し、副生した水をDean−Stark水分離器により除去しつつ還流状態で6時間反応を継続した後、室温まで冷却した。得られた反応混合溶液に5%水酸化ナトリウム水溶液100gを加え、10分間攪拌した後に分液ロートに移し、水相を除去した。残った有機相をイオン交換水で中性となるまでイオン交換水で洗浄した後、エバポレーターを用いて濃縮し、得られたオイル状液体をさらにシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、目的とする3−ヒドロキシ−5−エトキシ−1−アダマンチルアクリレートを11g(0.04mol、5−メトキシ−1,3−アダマンタンジオールを基準として収率80%)得た。生成物は実施例1と同様の分析を行なって確認した。
Example 3 (Production of 3-hydroxy-5-ethoxy-1-adamantyl methacrylate)
5-Ethoxy-1,3-adamantanediol 11 g (0.05 mol), methacrylic acid in a 200 ml five-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, Dean-Stark water separator, Dimroth condenser, and air inlet tube 13 g (0.15 mol), 0.12 g (1.2 mmol) of concentrated sulfuric acid, 37 mg (0.3 mmol) of p-methoxyphenol and 50 ml of toluene were charged and stirred, and air was supplied at 0.1 l / min. Next, the solution was heated and the reaction was continued for 6 hours at reflux while removing by-produced water with a Dean-Stark water separator, and then cooled to room temperature. 100 g of 5% aqueous sodium hydroxide solution was added to the obtained reaction mixture solution, stirred for 10 minutes, and then transferred to a separatory funnel to remove the aqueous phase. The remaining organic phase is washed with ion-exchanged water until neutral with ion-exchanged water, then concentrated using an evaporator, and the obtained oily liquid is further purified by silica gel column chromatography to achieve the target. 11 g (0.04 mol, 80% yield based on 5-methoxy-1,3-adamantanediol) of 3-hydroxy-5-ethoxy-1-adamantyl acrylate was obtained. The product was confirmed by conducting the same analysis as in Example 1.

実施例4(3−ヒドロキシ−5−エトキシ−1−アダマンチルアクリレートの製造)
攪拌機、温度計、Dean−Stark水分離器、ジムロート冷却器、および空気導入管を備えた200ml容量の5つ口フラスコに5−エトキシ−1,3−アダマンタンジオール11g(0.05mol)、アクリル酸11g(0.15mol)、濃硫酸0.12g(1.2mmol)、p−メトキシフェノール37mg(0.3mmol)、およびトルエン100mlを仕込んで攪拌し、空気を0.1l/分で供給した。次に、溶液を加熱し、副生した水をDean−Stark水分離器により除去しつつ還流状態で5時間反応を継続した後、室温まで冷却した。得られた反応混合溶液に5%水酸化ナトリウム水溶液100gを加え、10分間攪拌した後に分液ロートに移し、水相を除去した。残った有機相を中性となるまでイオン交換水で洗浄した後、重合禁止剤としてメチルヒドロキノンを2mg加えてから空気を導入しつつエバポレーターを用いて濃縮した。こうして得られたオイル状液体をさらにシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、目的とする5−エトキシ−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレートを9.1g(0.04mol、5−メトキシ−1,3−アダマンタンジオールを基準として収率68%)得た。生成物は実施例1と同様の分析を行なって確認した。
Example 4 (Production of 3-hydroxy-5-ethoxy-1-adamantyl acrylate)
5-Ethoxy-1,3-adamantanediol 11 g (0.05 mol), acrylic acid in a 200 ml capacity 5-neck flask equipped with a stirrer, thermometer, Dean-Stark water separator, Dimroth condenser, and air inlet tube 11 g (0.15 mol), concentrated sulfuric acid 0.12 g (1.2 mmol), p-methoxyphenol 37 mg (0.3 mmol), and toluene 100 ml were charged and stirred, and air was supplied at 0.1 l / min. Next, the solution was heated, and the by-product water was removed by a Dean-Stark water separator, and the reaction was continued at reflux for 5 hours, followed by cooling to room temperature. 100 g of 5% aqueous sodium hydroxide solution was added to the obtained reaction mixture solution, stirred for 10 minutes, and then transferred to a separatory funnel to remove the aqueous phase. The remaining organic phase was washed with ion-exchanged water until neutral, and then 2 mg of methylhydroquinone was added as a polymerization inhibitor, and then concentrated using an evaporator while introducing air. The oily liquid thus obtained was further purified by silica gel column chromatography to obtain 9.1 g (0.04 mol, 5-methoxy-1,3) of the desired 5-ethoxy-3-hydroxy-1-adamantyl acrylate. -68% yield based on adamantanediol). The product was confirmed by conducting the same analysis as in Example 1.

Claims (2)

一般式(1)で表されるアダマンチルエステル化合物。
Figure 0004815951

(式中、Rは炭素数1〜4のアルキル基を示し、Rは水素原子またはメチル基を示す。Xは同一でも異なっても良く、水素原子、ハロゲン基、シアノ基、ヒドロキシル基、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、炭素数1〜4のヒドロキシアルキル基、ハロゲン元素を含む炭素数1〜4のアルキル基、またはエーテル構造を有する炭素数1〜4のアルキル基を示し、nは1〜13の整数を示す。)
An adamantyl ester compound represented by the general formula (1).
Figure 0004815951

(In the formula, R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group. X may be the same or different, and a hydrogen atom, a halogen group, a cyano group, a hydroxyl group, C1-C4 alkyl group, C1-C4 alkoxyl group, C1-C4 hydroxyalkyl group, C1-C4 alkyl group containing a halogen element, or C1-C1 having an ether structure 4 represents an alkyl group, and n represents an integer of 1 to 13.)
一般式(1)において、Xが水素原子であり、nが13である請求項1記載のアダマンチルエステル化合物。   The adamantyl ester compound according to claim 1, wherein, in the general formula (1), X is a hydrogen atom and n is 13.
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