JP4914972B2 - オキシムエステル化合物、オキシムエステル化合物の製造方法、光重合開始剤および感光性組成物 - Google Patents
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- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
- C09B57/00—Other synthetic dyes of known constitution
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
- G03F7/028—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with photosensitivity-increasing substances, e.g. photoinitiators
- G03F7/031—Organic compounds not covered by group G03F7/029
Description
(2)また、本発明のオキシムエステル化合物は、下記一般式(I)で表される。
(3)本発明のオキシムエステル化合物は、下記一般式(I)で表される。
(4)本発明のオキシムエステル化合物は、下記一般式(I)で表される。
(5)また、本発明のオキシムエステル化合物は、下記一般式(II)で表される。
上記一般式(I)、(II)に示されるように、本発明のオキシムエステル化合物は、カルバゾール骨格及び縮合環のケトンを有し、オキシムにアリール基が付いた新規なオキシムエステル化合物である。かかる新規なオキシムエステル化合物は、従来のオキシムエステル化合物に比べて、光重合開始剤として用いた場合に感度が高く、露光後のパターンの剥がれが生じにくいものである。
下記一般式(IV)で表される化合物をオキシム化して下記一般式(V)で表される化合物を得る工程と、
上記工程で得られた上記一般式(V)で表される化合物を加水分解して、下記一般式(VI)で表される化合物を得る工程と、
上記工程で得られた上記一般式(VI)で表される化合物をエステル化する工程とを含んでいる。
上述の[化3]に例示した化合物No.1を以下の[化10]に示されるスキーム−1のとおり合成した。
N−エチルカルバゾール(化合物(I))10.7g、塩化アルミニウム6.9g及び塩化メチレン100gを仕込み、攪拌した。この液を5℃に冷却し、これに1−ナフトイルクロライド(化合物(II))10.8gを滴下した。滴下終了後、1時間攪拌した。この反応液に、塩化アルミニウム8.4gを添加し、攪拌した。この液を5℃に冷却し、これに常法により4−メトキシ安息香酸10.0gを酸クロ化して得た化合物(III)を滴下した。滴下終了後、3時間攪拌した。反応液を冷水に注加して、油層を分離し、水洗し、硫酸マグネシウムにて乾燥後、硫酸マグネシウムを濾別した。濾過液を濃縮乾固し、アセトニトリルから再結晶を行った。濾過、アセトニトリルによる洗浄して得た結晶を乾燥し、化合物(IV)22.2g(収率83.5%、HPLC純度94.7%)を得た。
(i)で得られた化合物(IV)21.0g、1−メトキシ−2−プロパノール80g、ピリジン4.5g及びヒドロキシルアミン塩酸塩3.9gを仕込み、攪拌した。この液を110℃に昇温し、3時間攪拌した。反応液に水を加え、析出した固体を濾取した。得られた固形物をカラムクロマトにて精製し、化合物(V)6.6g(収率30.5%、HPLC純度89.8%)を得た。
(ii)で得られた化合物(V)6.4g及び酢酸33gを仕込み、攪拌した。この液に無水酢酸3.9gを滴下した。滴下終了後、40℃に昇温し、40分間攪拌した。反応液を水に注加して、油層を分離し、塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥後、硫酸マグネシウムを濾別した。濾過液を濃縮乾固した。得られた固形物をカラムクロマトにて精製し、化合物No.1を4.3g(収率61.7%、HPLC純度97.5%)得た。化合物No.1のE/Z比は80/20(HPLC)、吸収極大波長λmax=339.5、275.5(PGMEA溶液)であった。
E体
δ[ppm]:8.60 ( d : 1 H )、7.92−8.20 ( m : 8H )、7.81 ( d : 1 H )、7.32−7.64 ( m : 5H )、7.00 ( dd : 2 H )、4.42 ( q : 2 H )、3.91 ( s : 3 H )、2.14 ( s : 3 H )、1.49 ( t : 3 H )
Z体
δ[ppm]:8.48 ( d : 1 H )、7.92−8.20 ( m : 8H )、7.78( d : 1 H )、7.32−7.64 ( m : 5H )、6.83 ( dd : 2 H )、4.13 ( q : 2 H )、3.83 ( s : 3 H )、2.06 ( s : 3 H )、1.25 ( t : 3 H )
[参考例2]化合物No.2の合成
上記参考例1において、スキーム−1の化合物(III)を3,4,5−トリメトキシ安息香酸クロライドに変更した以外は同様にして、上述の[化3]に例示した化合物No.2を合成した。化合物No.2のE/Z比は50/50(HPLC)、吸収極大波長λmax=337.5、295.0、280.0(PGMEA溶液)であった。
構造は1H−NMRスペクトル(CDCl3)により確認した。
E体
δ[ppm]:8.58 ( d : 1 H )、7.93−8.14 ( m : 5 H )、7.26−7.63 ( m : 7 H )、6.79 ( s : 2 H )、4.46 ( q : 2 H )、3.88 ( s : 3 H )、3.77 ( s : 6 H )、2.08 ( s : 3 H )、1.54 ( t : 3 H )
Z体
δ[ppm]:8.60 (d: 1 H )、8.25 ( d : 1 H )、7.93−8.10 ( m :4 H )、7.78 ( dd : 1 H )、7.26−7.63 ( m :6 H )、6.56 ( s : 2 H )、4.41 ( q : 2 H )、3.97 ( s : 3 H )、3.82 ( s : 6 H )、2.13( s : 3 H )、1.48 ( t : 3 H )
[合成例1]4−メトキシ−2−メチル安息香酸の合成
下記の実施例3に用いる4−メトキシ−2−メチル安息香酸を以下の[化11]に示されるスキーム−2のとおり合成した。
4−ヒドロキシ−2−メチルアセトフェノン10.0g、水30g及び30%水酸化ナトリウム水溶液11gを仕込み、攪拌した。この液にジメチル硫酸10.9gを滴下した。滴下終了後、80℃に昇温し、30分間攪拌した。ジメチル硫酸5g及び30%水酸化ナトリウム水溶液5gを追加し、さらに2時間攪拌した。反応液に酢酸エチルを加えて抽出し、30%水酸化ナトリウム水溶液、塩化ナトリウム水溶液にて洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥後、硫酸マグネシウムを濾別した。濾過液を濃縮し、4−メトキシ−2−メチルアセトフェノン9.6g(収率87.6%、HPLC純度99.9%)を得た。
12%次亜塩素酸ナトリウム水溶液180g及び30%水酸化ナトリウム水溶液15gを仕込み、攪拌した。この液に(i)で得られた4−メトキシ−2−メチルアセトフェノン9.6gをメタノール20gに溶解した液を滴下した。滴下終了後、85℃に昇温し、30分間攪拌した。12%次亜塩素酸ナトリウム水溶液50gを追加し、さらに30分間攪拌した。トルエンを加え、35%塩酸で酸性化した。濃縮し、水を加えて析出した固体を濾過、水洗し、乾燥して4−メトキシ−2−メチル安息香酸8.8g(収率90.7%、HPLC純度99.3%)を得た。
上述の[化3]に例示した化合物No.3を以下の[化12]に示されるスキーム−3のとおり合成した。
N−エチルカルバゾール(化合物(I))3.5g及び塩化メチレン40gを仕込み、攪拌した。この液を5℃に冷却し、これに塩化アルミニウム2.3gを投入し、更に、上述の合成例1で合成した4−メトキシ−2−メチル安息香酸3.1gを常法により酸クロ化して得た化合物(II−b)を滴下した。滴下終了後、2時間攪拌した。この反応液に、塩化アルミニウム2.3gを添加し、攪拌した。この液を5℃に冷却し、これに常法により2−エトキシ−1−ナフトエ酸4.2gを酸クロ化して得た化合物(III−b)を滴下した。滴下終了後、1.5時間攪拌した。反応液を冷水に注加して、油層を分離し、塩化ナトリウム水溶液及び30%水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥後、硫酸マグネシウムを濾別した。濾過液を濃縮乾固し、化合物(IV−b)10.4g(収率108%)を得た。
(i)で得られた化合物(IV−b)9.9g、1−メトキシ−2−プロパノール20g、ピリジン8.7g及びヒドロキシルアミン塩酸塩7.9gを仕込み、攪拌した。この液を120℃に昇温し、4時間攪拌した。反応液に水を加え、析出した固体を濾取した。得られた固形物をカラムクロマトにて精製し、化合物(V−b)2.8g(収率27.3%、HPLC純度95.6%)を得た。
(ii)で得られた化合物(V−b)4.0g及び酢酸13.4gを仕込み、攪拌した。この液に無水酢酸1.6gを滴下した。滴下終了後、25℃で2時間攪拌した。反応液を冷水に滴下して、析出した結晶を濾過、水洗し、乾燥して、化合物No.3を6.5g(収率90.2%、HPLC純度94.5%)得た。化合物No.3のE/Z比は100/0(HPLC)、吸収極大波長λmax=340.0、298.0(PGMEA溶液)であった。
δ[ppm]:8.64 ( d : 1 H )、8.19 ( d : 1 H )、7.81−8.00 ( m : 4 H )、7.52−7.58 ( m : 1 H )、7.32−7.40 ( m : 5 H )、7.05 ( d : 1 H )、6.82−6.90 ( m : 2 H )、4.38 ( q : 2 H )、4.14 ( q : 2 H )、3.90 ( s : 3 H )、2.15 ( s : 3H)、2.08 ( s : 3H)、1.46 ( t : 3 H )、1.15 ( t : 3 H )
[実施例4]化合物No.4の合成
上記実施例3において、スキーム−3の化合物(III−b)を2−メトキシ−1−ナフトエ酸クロライドに変更した以外は同様にして、上述の[化3]に例示した化合物No.4を合成した。化合物No.4のE/Z比は100/0(HPLC)、吸収極大波長λmax=340.0、298.5(PGMEA溶液)であった。
δ[ppm]:8.62 ( d : 1 H )、8.22 ( d : 1 H )、7.98−8.04 ( m : 2 H )、7.84−7.90 ( m : 1 H )、7.78 ( dd : 1 H )、7.50−7.56 ( m : 1 H )、7.32−7.42 ( m : 5 H )、7.05 ( d : 1 H )、6.82−6.90 ( m : 2 H )、4.38 ( q : 2 H )、3.90 ( s : 3 H )、3.87 ( s : 3 H )、2.15 ( s : 3H)、2.08 ( s: 3 H )、1.45 ( t : 3 H )
[実施例5]化合物No.5の合成
上記実施例3において、スキーム−3の化合物(II−b)を4−メトキシ安息香酸クロライドに変更した以外は同様にして、上述の[化3]に例示した化合物No.5を合成した。化合物No.5のE/Z比は50/50(NMR)、吸収極大波長λmax=335.5、295.0(PGMEA溶液)であった。
E体
δ[ppm]:8.58 ( d : 1 H )、7.72−8.20 ( m : 4 H )、7.30−7.60 ( m : 9 H )、6.96−7.02 ( m : 1 H )、6.83−6.90 ( m : 1 H )、4.41 ( q : 2 H )、4.13 ( q : 2 H )、3.91 ( s : 3 H )、2.13 ( s : 3 H )、1.51 ( t : 3 H )、1.15 ( t : 3 H )
Z体
δ[ppm]:8.55 ( d : 1 H )、7.72−8.20 ( m : 4 H )、7.30−7.60 ( m : 9 H ) 、6.96−7.02 ( m : 1 H )、6.83−6.90 ( m : 1 H )、4.41 ( q : 2 H )、4.13 ( q : 2 H )、3.83 ( s : 3 H )、2.07( s : 3 H )、1.46 ( t : 3 H )、1.15 ( t : 3 H )
[合成例2]4−(2−メトキシエトキシ)−2−メチル安息香酸の合成
下記の実施例6で用いる4−(2−メトキシ−1−エトキシ)−2−メチル安息香酸を以下の[化13]に示されるスキーム−4のとおり合成した。
p−トルエンスルホン酸クロライド50.0g、2−メトキシエタノール18.0g及び酢酸エチル90gを仕込み、攪拌した。この液を15℃に冷却し、トリエチルアミン23.9gを滴下した。滴下終了後、7時間攪拌した。反応液を水に注加し、酢酸エチルで抽出し、塩化ナトリウム水溶液にて洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥後、硫酸マグネシウムを濾別した。濾過液を濃縮し、p−トルエンスルホン酸(2−メトキシエチル)36.5g(収率100%、HPLC純度95.1%)を得た。
4−ヒドロキシ−2−メチルアセトフェノン15.0g、(i)で得たp−トルエンスルホン酸(2−メトキシエチル)34.5g、DMF(ジメチルホルムアミド)45g及び炭酸カリウム20.7gを仕込み、攪拌した。この液を100℃に加熱し、3時間攪拌した。反応液を水に注加し、酢酸エチルで抽出し、30%水酸化ナトリウム水溶液、塩化ナトリウム水溶液にて洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥後、硫酸マグネシウムを濾別した。濾過液を濃縮し、4−(2−メトキシエトキシ)−2−メチルアセトフェノン20.8g(収率99.9%、HPLC純度95.4%)を得た。
12%次亜塩素酸ナトリウム水溶液366g及び30%水酸化ナトリウム水溶液26gを仕込み、攪拌した。この液に(ii)で得られた4−(2−メトキシエトキシ)−2−メチルアセトフェノン20.5gをメタノール40gに溶解した液を滴下した。滴下終了後、80℃に昇温し、1時間攪拌した。トルエンを加え、35%塩酸で酸性にした。析出した固体を濾過、水洗し、乾燥して4−(2−メトキシエトキシ)−2−メチル安息香酸16.9g(収率81.6%、HPLC純度99.2%)を得た。
上記実施例3において、スキーム−3の化合物(II−b)を、合成例2で合成した4−(2−メトキシエトキシ)−2−メチル安息香酸を常法にて酸クロ化して得た4−(2−メトキシエトキシ)−2−メチル安息香酸クロライドに、化合物(III−b)を、2−メトキシ−1−ナフトエ酸クロライドにそれぞれ変更した以外は同様にして、上述の[化3]に例示した化合物No.6を合成した。化合物No.6のE/Z比は99.1/0.9(HPLC)、吸収極大波長λmax=340.0、298.5(PGMEA溶液)であった。
δ[ppm]:8.60 ( brs : 1 H )、8.24 ( d : 1 H )、7.95−8.06 ( m : 2 H )、7.82−7.90 ( m : 1 H )、7.76 ( dd : 1 H )、7.50−7.56 ( m : 1 H )、7.32−7.42 ( m : 5 H )、7.04 ( d : 1 H )、6.82−6.94 ( m : 2 H )、4.38 ( q : 2 H )、4.20 ( t : 2 H )、3.85 ( s : 3 H )、3.83 ( t : 2 H )、3.50 ( s : 3 H )、2.13 ( s : 3 H )、2.05 ( s : 3 H )、1.49 ( t : 3 H )
[合成例3]4−(2−メトキシ−1−メチルエトキシ)−2−メチル安息香酸の合成
下記の実施例7に用いる4−(2−メトキシ−1−メチルエトキシ)−2−メチル安息香酸を以下の[化14]に示されるスキーム−5のとおり合成した。
p−トルエンスルホン酸クロライド30.0g及びピリジン45.0gを仕込み、攪拌した。この液に、1−メトキシ−2−プロパノール22.0gを滴下した。滴下終了後、7時間攪拌した。反応液を水に注加し、酢酸エチルで抽出し、3.5%塩酸、塩化ナトリウム水溶液にて洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥後、硫酸マグネシウムを濾別した。濾過液を濃縮し、p−トルエンスルホン酸(2−メトキシ−1−メチルエチル)34.3g(収率89.2%、HPLC純度99.5%)を得た。
4−ヒドロキシアセトフェノン13.9g、(i)で得たp−トルエンスルホン酸(2−メトキシ−1−メチルエチル)34.0g、DMF(ジメチルホルムアミド)40g及び炭酸カリウム19.2gを仕込み、攪拌した。この液を120℃に加熱し、終夜攪拌した。反応液を水に注加し、トルエンで抽出し、30%水酸化ナトリウム水溶液、塩化ナトリウム水溶液にて洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥後、硫酸マグネシウムを濾別した。濾過液を濃縮し、4−(2−メトキシ−1−メチルエトキシ)−2−メチルアセトフェノン18.6g(収率90.3%、HPLC純度95.8%)を得た。
12%次亜塩素酸ナトリウム水溶液260g及び30%水酸化ナトリウム水溶液22gを仕込み、攪拌した。この液に(ii)で得られた4−(2−メトキシ−1−メチルエトキシ)−2−メチルアセトフェノン18.6gをメタノール36gに溶解した液を滴下した。滴下終了後、80℃に昇温し、3時間攪拌した。トルエンを加え、35%塩酸で酸性にした。酢酸エチルで抽出し、水洗し、濃縮した。酢酸エチル/ヘキサン混合溶媒を加えて、結晶を析出させた。析出した結晶を濾過、ヘキサンで洗浄し、乾燥して4−(2−メトキシ−1−メチルエトキシ)−2−メチル安息香酸11.4g(収率60.6%、HPLC純度99.8%)を得た。
上記実施例3において、スキーム−3の化合物(II−b)を、合成例3で合成した4−(2−メトキシ−1−メチルエトキシ)−2−メチル安息香酸を常法にて酸クロ化して得た4−(2−メトキシ−1−メチルエトキシ)−2−メチル安息香酸クロライドに、化合物(III−b)を、2−メトキシ−1−ナフトエ酸クロライドにそれぞれ変更した以外は同様にして、上述の[化4]に例示した化合物No.7を合成した。化合物No.7のE/Z比は91.9/8.1(HPLC)、吸収極大波長λmax=340.0、299.0(PGMEA溶液)であった。
δ[ppm]:8.60 ( d : 1 H )、8.26 ( d : 1 H )、8.03 ( dd : 1 H )、7.98 (d: 1 H )、7.82−7.90 ( m : 1 H )、7.74 ( dd : 1 H )、7.50−7.56 ( m : 1 H )、7.30−7.42 ( m : 5 H )、7.02 ( d : 1 H )、6.90 ( d : 1 H )、6.86 ( dd : 1 H )、4.56−4.70 ( m : 1 H )、4.36 ( q : 2 H )、3.85 ( s : 3 H )、3.50−3.70 ( m : 2 H )、3.45 ( s : 3 H )、2.12 ( s : 3 H )、2.07 ( s : 3 H )、1.40 ( d : 3 H )、1.26 ( t : 3 H )
[実施例8]化合物No.8の合成
上記実施例3において、スキーム−3の化合物(II−b)を、2,4−ジメトキシ安息香酸を常法にて酸クロ化して得た2,4−ジメトキシ安息香酸クロライドに、化合物(III−b)を、2−メトキシ−1−ナフトエ酸クロライドにそれぞれ変更した以外は同様にして、上述の[化4]に例示した化合物No.8を合成した。化合物No.8のE/Z比は97.3/2.7(HPLC)、吸収極大波長λmax=340.5、298.5(PGMEA溶液)であった。
δ[ppm]:8.62 ( brs : 1 H )、8.23 ( d : 1 H )、7.95−8.05 ( m : 2 H )、7.78−7.90 ( m : 2 H )、7.50−7.58 ( m : 1 H )、7.30−7.43 ( m : 5 H )、7.04 ( d : 1 H )、6.56−6.64 ( m : 2 H )、4.38 ( q : 2 H )、3.92 ( s : 3 H )、3.88 ( s : 3 H )、3.73 ( s : 3 H )、2.10 ( s : 3 H )、1.44 ( t : 3 H )
[実施例9]化合物No.9の合成
上記実施例3において、スキーム−3の化合物(II−b)を、4−メチルチオ安息香酸を常法にて酸クロ化して得た4−メチルチオ安息香酸クロライドに変更した以外は同様にして、上述の[化4]に例示した化合物No.9を合成した。化合物No.9のE/Z比は50/50(HPLC)、吸収極大波長λmax=337.5、295.5(PGMEA溶液)であった。
E体
δ[ppm]:8.58 ( d : 1 H )、7.72−8.21 ( m : 4 H )、7.24−7.60 ( m : 10 H )、7.16−7.22 ( m : 1 H )、4.40 ( q : 2 H )、4.13 ( q : 2 H )、2.57 ( s : 3 H )、2.12 ( s : 3 H )、1.51 ( t : 3 H )、1.15 ( t : 3 H )
Z体
δ[ppm]:8.54 ( d : 1 H )、7.72−8.21 ( m : 4 H )、7.24−7.60 ( m : 10 H )、7.16−7.22 ( m : 1 H )、4.40 ( q : 2 H )、4.13 ( q : 2 H )、2.49 ( s : 3 H )、2.08 ( s : 3 H )、1.46 ( t : 3 H )、1.15 ( t : 3 H )
[実施例10]化合物No.10の合成
上記実施例3において、スキーム−3の化合物(II−b)を、2−エトキシ−1−ナフトエ酸を常法にて酸クロ化して得た2−エトキシ−1−ナフトエ酸クロライドに、化合物(III−b)を、o−トルイル酸クロライドにそれぞれ変更した以外は同様にして、上述の[化4]に例示した化合物No.10を合成した。化合物No.10のE/Z比は98.3/1.7(HPLC)、吸収極大波長λmax=340.5、298.5(PGMEA溶液)であった。
δ[ppm]:8.61 ( d : 1 H )、8.22 ( d : 1 H )、7.92−8.04 ( m : 4 H )、7.52−7.58 ( m : 1 H )、7.28−7.45 ( m : 8 H )、7.14 ( d : 1 H )、4.37 ( q : 2 H )、4.14 ( q : 2 H )、2.18 ( s : 3 H )、2.06 ( s : 3 H )、1.45 ( t : 3 H )、1.15 ( t : 3 H )
[実施例11]化合物No.11の合成
上記実施例3において、スキーム−3の化合物(II−b)を、2,4−ジメトキシ安息香酸を常法にて酸クロ化して得た2,4−ジメトキシ安息香酸クロライドに、化合物(III−b)を、2−エトキシ−1−ナフトエ酸クロライドにそれぞれ変更した以外は同様にして、上述の[化4]に例示した化合物No.11を合成した。化合物No.11のE/Z比は91.2/8.8(HPLC)、吸収極大波長λmax=339.5、297.5(PGMEA溶液)であった。
δ[ppm]:8.62 ( d : 1 H )、8.20 ( d : 1 H )、7.80−8.00 ( m : 4 H )、7.52−7.58 ( m : 1 H )、7.30−7.40 ( m : 5 H )、7.04 ( d : 1 H )、6.60 ( s : 1 H )、6.59 ( m : 1 H )、4.37 ( q : 2 H )、4.14 ( q : 2 H )、3.91 ( s : 3 H )、3.73 ( s : 3 H )、2.09 ( s : 3 H )、1.44 ( t : 3 H )、1.14 ( t : 3 H )
[合成例4]2−メタンスルホニルオキシ−1−ナフトエ酸の合成
下記の実施例12に用いる2−メタンスルホニルオキシ−1−ナフトエ酸を以下の[化15]に示されるスキーム−6のとおり合成した。
2−ヒドロキシ−1−ナフトアルデヒド25.0g及びアセトン125gを仕込み、攪拌した。この液にメタンスルホニルクロライド24.9g、トリエチルアミン22.0gを順次滴下した。滴下終了後、25℃で1時間攪拌した。反応液を水に注加し、析出した結晶を濾過し、水洗して、2−メタンスルホニルオキシ−1−ナフトアルデヒド50.3g(収率87.2%(dry換算)、HPLC純度99.0%)を得た。乾燥しないで次工程にそのまま用いた。
(i)で得た2−メタンスルホニルオキシ−1−ナフトアルデヒド49.3g、メタノール60g、スルファミン酸24.1g及び水30gを仕込み、攪拌した。この液に次亜塩素酸ナトリウム16.8gを投入し。25℃で20分間攪拌し、次亜塩素酸ナトリウム3.0gを追加して、さらに1時間攪拌した。反応液を水に注加し、酢酸エチルで抽出し、塩化ナトリウム水溶液にて洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥後、硫酸マグネシウムを濾別した。濾過液を濃縮後、トルエンを添加して、結晶を析出させた。析出した結晶を濾過し、トルエンで洗浄し、乾燥して2−メタンスルホニルオキシ−1−ナフトエ酸16.0g(収率48.5%、HPLC純度94.4%)を得た。
上述の[化4]に例示した化合物No.12を以下の[化16]に示されるスキーム−7のとおり合成した。
N−エチルカルバゾール(化合物(I))7.3g及び塩化メチレン70gを仕込み攪拌した。この液を5℃に冷却し、これに塩化アルミニウム4.8gを投入し、更に、上述の合成例1で合成した4−メトキシ−2−メチル安息香酸6.5gを常法により酸クロ化して得た化合物(II−b)を滴下した。滴下終了後、2時間攪拌した。この反応液に、塩化アルミニウム6.0gを添加し、攪拌した。この液を5℃に冷却し、これに常法により、上述の合成例4で合成した2−メタンスルホニルオキシ−1−ナフトエ酸12.0gを酸クロ化して得た化合物(III−c)を滴下した。滴下終了後、2時間攪拌した。反応液を冷水に注加して、油層を分離し、塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、硫酸マグネシウムを濾別した。濾過液を濃縮乾固し、化合物(IV−c)25.7g(収率116.3%)を得た。この化合物(IV−c)は、上記[化22]の一般式(IV)で表される化合物に対応する。
(i)で得られた化合物(IV−c)25.5g、1−メトキシ−2−プロパノール51g、ピリジン20.5g及びヒドロキシルアミン塩酸塩18.0gを仕込み、攪拌した。この液を120℃に昇温し、3時間攪拌した。反応液にメタノール51gを加えたものを水に注加した。析出した固体を濾取し、水洗した。得られた固形物をカラムクロマトにて精製し、化合物(V−c)16.0g(収率61.2%、HPLC純度96.7%)を得た。この化合物(V−c)は、上記[化23]の一般式(V)で表される化合物に対応する。
(ii)で得られた化合物(V−c)12.0g、DMF36g及びメタノール6gを仕込み、攪拌した。この液に、炭酸カリウム6.8gを添加し、25℃で2時間攪拌した。炭酸カリウム2.7gを追加し、さらに3時間攪拌した。反応液を冷水に滴下し、35%塩酸を添加して酸性にした。析出した固体を濾過、水洗し、乾燥した。得られた固体をカラムクロマトにて精製し、化合物(VII)3.7g(収率34.9%、HPLC純度95.1%)を得た。この化合物(VII)は、上記[化24]の一般式(VI)で表される化合物に対応する。
(iii)で得られた化合物(VII)5.0g及び酢酸10.0gを仕込み、攪拌した。この液に無水酢酸1.3gを滴下した。滴下終了後、25〜30℃で2時間攪拌した。反応液を冷水に滴下して、析出した結晶を濾過、水洗し、乾燥して、化合物No.12を 5.2g(収率96.3%、HPLC純度93.7%)得た。化合物No.12のE/Z比は100/0(HPLC)、吸収極大波長はλmax=340.0、297.5(PGMEA溶液)であった。
[実施例13]化合物No.13の合成
上述の[化5]に例示した化合物No.13を以下の[化17]に示されるスキーム−8のとおり合成した。
N−エチルカルバゾール(化合物(I))44.1g、塩化メチレン500g及び塩化アルミニウム28.6gを仕込み、攪拌した。この液を5℃に冷却し、合成例3で合成した4−(2−メトキシ−1−メチルエトキシ)−2−メチル安息香酸54.7gを常法により酸クロ化して得た化合物(II−c)を滴下した。滴下終了後、1時間攪拌した。反応液を冷水に注加して、油層を分離し、水及び30%水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥後、硫酸マグネシウムを濾別した。濾過液を濃縮乾固し、化合物(IV−d−1)58.2g(収率101%)を得た。
化合物(IV−d−1)12.6g、塩化メチレン100g及び塩化アルミニウム9.2gを仕込み、攪拌した。この液を10℃に冷却し、9−アントラセンカルボン酸7.3gを常法により酸クロ化して得た化合物(III−d)を滴下した。滴下終了後、4時間攪拌した。反応液を冷水に注加して、油層を分離し、水及び30%水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥後、硫酸マグネシウムを濾別した。濾過液を濃縮乾固し、化合物(IV−d)18.5g(収率93.1%、HPLC純度84.3%)を得た。
(ii)で得られた化合物(IV−d)18.5g、1−メトキシ−2−プロパノール80g、ピリジン7.3g及びヒドロキシルアミン塩酸塩6.4gを仕込み、攪拌した。この液を110℃に昇温し、2日間攪拌した。反応液を水に注加し、析出した固体を濾取し、水洗し、乾燥して、化合物(V−d)17.6g(収率92.6%、HPLC純度62.6%)を得た。
(iii)で得られた化合物(V−d)15.0g及び酢酸エチル50gを仕込み、攪拌した。この液に無水酢酸7.4gを滴下した。滴下終了後、20℃で2時間攪拌した。反応液を塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥後、硫酸マグネシウムを濾別した。濾過液を濃縮乾固した。得られた固形物をカラムクロマトにて精製し、化合物No.13を5.4g(収率34.4%、HPLC純度92.5%)得た。化合物No.13のE/Z比は92.3/7.7(HPLC)、吸収極大波長λmax=385.5、365.5(PGMEA溶液)であった。
δ[ppm]:8.59 ( brs : 2 H )、8.18 ( d : 1 H )、8.08 ( d : 2 H )、7.58 ( dd : 2 H )、7.30−7.50 ( m : 8 H )、7.00 ( d : 1 H )、6.81−6.90 ( m : 2 H )、4.58−4.65 ( m : 1 H )、4.35 ( q : 2 H )、3.50−3.70 ( m : 2 H )、3.45 ( s : 3 H )、2.10 ( s : 3H)、2.05 ( s : 3 H )、1.40 ( d: 3 H )、1.27 ( t : 3 H )
[実施例14]化合物No.14の合成
上述の[化5]に例示した化合物No.14を以下の[化18]に示されるスキーム−9のとおり合成した。
N−ブチルカルバゾール(化合物(I−b))20.0g及び塩化メチレン120gを仕込み、攪拌した。この液を5℃に冷却し、これに塩化アルミニウム11.6gを投入し、さらにこれに常法により2−エトキシ−1−ナフトエ酸19.9gを酸クロ化して得た化合物(III−b)を滴下した。滴下終了後、1.5時間攪拌した。この反応液に、o−トルイル酸クロライド(化合物(II−d))15.2gを滴下し、さらに塩化アルミニウム13.9gを添加した。添加終了後、2時間攪拌した。反応液を冷水に注加して、油層を分離し、水で洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥後、硫酸マグネシウムを濾別した。濾過液を濃縮乾固し、化合物(IV−e)52.4g(収率108%)を得た。
(i)で得られた化合物(IV−e)48.0g、1−メトキシ−2−プロパノール96g、ピリジン42.2g及びヒドロキシルアミン塩酸塩12.4gを仕込み、攪拌した。この液を120℃に昇温し、6時間攪拌した。反応液にメタノール、酢酸エチルを加え、析出した固体を濾取した。得られた固体を乾燥し、化合物(V−e)33.8g(収率68.4%、HPLC純度96.2%)を得た。
(ii)で得られた化合物(V−e)30.0g及び酢酸90gを仕込み、攪拌した。この液に無水酢酸11.0gを滴下した。滴下終了後、50℃で3.5時間攪拌した。反応液を冷水に滴下して、析出した結晶を濾過、水洗し、乾燥して、化合物No.14を31.0g(収率96.1%、HPLC純度97.3%)得た。化合物No.14のE/Z比は91.0/9.0(HPLC)、吸収極大波長λmax=340.0、298.5(PGMEA溶液)であった。
δ[ppm]:8.60 ( brs : 1 H )、8.20 ( brs : 1 H )、7.12−8.00 ( m : 14 H )、4.30 ( q : 2 H )、4.12 ( q : 2 H )、2.15 ( s : 3 H )、2.05 ( s : 3H)、1.67−1.82 ( m : 2H)、1.30−1.47 ( m: 2 H )、1.15 ( t : 3 H )、0.96 ( t : 3 H )
[実施例15]化合物No.15の合成
上記実施例14において、スキーム−9の化合物(I−b)をN−ヘキシルカルバゾールに変更した以外は同様にして、上述の[化5]に例示した化合物No.15を合成した。化合物No.15のE/Z比は95.1/4.9(HPLC)、吸収極大波長λmax=340.5、298.5(PGMEA溶液)であった。
δ[ppm]:8.60 ( d : 1 H )、8.20 ( d : 1 H )、7.11−8.02 ( m : 14 H )、4.30 ( q : 2 H )、4.12 ( q : 2 H )、2.18 ( s : 3 H )、2.05 ( s : 3H)、1.80−1.92 ( m : 2H)、1.22−1.40 ( m : 6 H )、1.15 ( t : 3 H )、0.85 ( t : 3 H )
[実施例16]化合物No.16の合成
上記実施例14において、スキーム−9の化合物(I−b)をN−ヘキシルカルバゾールに、スキーム−9の化合物(II−d)をo−メトキシベンゾイルクロライドに変更した以外は同様にして、上述の[化5]に例示した化合物No.16を合成した。化合物No.16のE/Z比は100/0(HPLC)、吸収極大波長λmax=340.0、297.5、275.0(PGMEA溶液)であった。
δ[ppm]:8.60 ( d : 1 H )、8.20 ( d : 1 H )、7.92−8.00 ( m : 2 H )、7.80−7.88 ( m : 2 H)、7.30−7.66 ( m : 8 H )、7.02−7.16 ( m : 3 H )、4.25−4.33 ( m : 2 H )、4.13 ( q : 2 H )、3.75 ( s : 3 H )、2.06 ( s : 3H)、1.80−1.90 ( m : 2 H )、1.20−1.40 ( m : 5 H )、1.01−1.18 ( m : 3 H )、0.80−0.90 ( m : 3 H )
[実施例17]化合物No.17の合成
上記実施例14において、スキーム−9の化合物(I−b)をN−ヘキシルカルバゾールに、スキーム−9の化合物(II−d)をo−クロロベンゾイルクロライドに変更した以外は同様にして、上述の[化5]に例示した化合物No.17を合成した。化合物No.17のE/Z比は100/0(HPLC)、吸収極大波長λmax=341.0、298.5(PGMEA溶液)であった。
δ[ppm]:8.62 ( d : 1 H )、8.20 ( d : 1 H )、7.94−8.02 ( m : 2 H )、7.80−7.90 ( m : 2 H)、7.32−7.60 ( m : 9 H )、4.26−4.35 ( m : 2 H )、4.10−4.20 ( m : 3 H )、2.05−2.10 ( m : 3 H )、1.80−1.93 ( m : 2 H )、1.10−1.45 ( m : 9 H )、0.80−0.90 ( m : 3 H )
[合成例5]o−ヘキシルチオサリチル酸の合成
下記の実施例18に用いるo−ヘキシルチオサリチル酸を以下の[化19]に示されるスキーム−10のとおり合成した。
上記実施例3において、スキーム−3の化合物(II−b)を合成例5で合成したo−ヘキシルチオサリチル酸を常法にて酸クロ化して得たo−ヘキシルチオベンゾイルクロライドに変更した以外は同様にして、上述の[化5]に例示した化合物No.18を合成した。化合物No.18のE/Z比は100/0(HPLC)、吸収極大波長λmax=340.5、298.5、260.5(PGMEA溶液)であった。
δ[ppm]:8.63 ( d : 1 H )、8.21 ( d : 1 H )、7.92−8.02 ( m : 2 H )、7.78−7.90 ( m : 2 H )、7.30−7.60 ( m : 10 H )、4.38 ( q : 2 H )、4.10−4.20 ( m : 3 H )、2.78−2.85 ( m : 2 H )、2.08 ( s : 3 H )、1.38−1.58 ( m : 4 H )、1.00−1.32 ( m : 9 H )、0.70−0.80 ( m: 3 H )
上記の実施例3、4、8、14、15、5及び9でそれぞれ合成した化合物No.3、4、8、14、15、5及び9のオキシム化反応後のE/Z比を表1に示す。
上述の実施例3〜18は、本発明のオキシムエステル化合物についての実施例であったが、次の実施例19〜21、後述の実施例22〜25及び実施例26〜28は、本発明のオキシムエステル化合物を光重合開始剤として含有する本発明の感光性組成物についての実施例である。
本発明のオキシムエステル化合物を光重合開始剤として含有する実施例22〜25の感光性組成物及び従来の光重合開始剤を含有する比較例2の感光性組成物を調製し、これら実施例22〜25及び比較例2の感光性組成物を用いてブラックマトリクスのパターンを形成して評価を行った。実施例22〜25、比較例2は実施例19〜21、比較例1よりもレジストとしての性能評価の精度を高めるために、使用する樹脂を変更して実施した。
上記結果より、本発明の新規なオキシムエステル化合物を有効成分とする光重合開始剤は、比較化合物よりも高感度を有し、露光後のパターンが剥がれにくい光重合開始剤である。
Claims (8)
- 下記一般式(III)で表されるオキシムエステル化合物の製造方法であって、
下記一般式(IV)で表される化合物をオキシム化して下記一般式(V)で表される化合物を得る工程と、
上記工程で得られた上記一般式(V)で表される化合物を加水分解して、下記一般式(VI)で表される化合物を得る工程と、
上記工程で得られた上記一般式(VI)で表される化合物をエステル化する工程と、
を含むことを特徴するオキシムエステル化合物の製造方法。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載のオキシムエステル化合物を有効成分とする、光重合開始剤。
- 請求項7に記載の光重合開始剤と不飽和結合を有する光重合性化合物を含有する、感光性組成物。
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