JP5813832B2 - 芳香族ポリアセタールおよびそれを含む物品 - Google Patents

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Description

本発明は、ポリマー、特に芳香族ポリアセタールおよびポリケタールに関する。
ポリ(メタクリレート)系およびポリ(ヒドロキシスチレン)系の化学的に増幅されたフォトレジストは、解像度、線幅粗度、および感度のトレードオフトライアングルによって定義される性能限界に達している。これはいわゆるRLSトレードオフである。配合アプローチを使用することによって重要な特性の1つを増加させる試みはトライアングルの残りの特性を損なうという実験的証拠が存在する。この効果は、極紫外線(EUV)および電子ビームを含む、高解像度のフォトリソグラフィーにおいて達成可能な形状を制限する。ポリ(メタクリレート)系およびポリ(ヒドロキシスチレン)系の化学的に増幅されたフォトレジストのRLSトレードオフトライアングルを回避する1つの方法は、1つ以上の改良された光子吸収、改良された量子効率、および改良された触媒鎖反応の効率を提供する異なるポリマーに基づいた新たなフォトレジスト組成物を作製することである。ポリ(メタクリレート)系およびポリ(ヒドロキシスチレン)系の化学的に増幅されたフォトレジストのRLSトレードオフトライアングルを回避するさらなる方法は、フォトリソグラフィーの間、一定でない拡散挙動(すなわち、酸の拡散定数は露光していな領域より露光した領域において高い)を示す異なるポリマーに基づいて新たなフォトレジスト組成物を作製することである。Kozawa,T,Tagawa,S.,Santillan,JJ,Itani,T,Journal of Photopolymer Science and Technology,2008,第21巻,421−427ページ。このような挙動は骨格分解性ポリマーを用いて達成され得る。
一実施形態は、構造
(式中、RおよびRの各存在は独立して水素、非置換もしくは置換されたC1−18直鎖もしくは分枝アルキル、非置換もしくは置換されたC3−18シクロアルキル、非置換もしくは置換されたC6−18アリール、または非置換もしくは置換されたC3−18ヘテロアリールであり;RおよびRは任意に互いに共有結合して、−R−C−R−を含む環を形成し、式中、中心の炭素はアセタール炭素であり;Ar、ARおよびArの各存在は独立して非置換もしくは置換されたC6−18アリーレン、または非置換もしくは置換されたC3−18ヘテロアリーレンであり;但し、Ar、Ar、およびArの少なくとも1つの存在は、ヒドロキシル、アセタール、ケタール、エステル、およびラクトンから選択される少なくとも1つの官能基で置換される)を有する複数の繰り返し単位を含むポリマーである。
別の実施形態はそのポリマーを含む物品である。
これらおよび他の実施形態は以下に詳細に記載される。
図1は、希釈トリフリン酸水溶液での処理後の実施例8からのポリマーpBEBA−2,4−DBP−CHVEのポリマー骨格および側鎖分解を示す。 図2は、ポリマーの酸処理がその可溶性に顕著に影響を与えることを示す。
本発明者らは、ポリマー骨格内に不安定なアセタール基、および任意にポリマーに対するさらなる不安定な官能基ペンダントを含有するポリマーを調製した。酸性条件下で、任意の酸感受性保護基の脱重合および脱保護が同時に達成される。したがってポリマーは、ポリ(メタクリレート)およびポリ(ヒドロキシスチレン)に対して触媒鎖反応の改良された効率を提供する。同時に、ポリマーはそれらをリソグラフィーに特に有用にする他の特性を示すことができる。これらの特性は、高いガラス転移温度、高いリングパラメータ、低いOhnishiパラメータ(改良されたエッチ耐性)、フォトレジスト配合物に一般的な溶媒中の溶解度、ポリマー骨格熱安定性、ならびに脱保護および脱重合後の水性塩基性現像液中の溶解度のうちの1つ以上を含み得る。
この出願はポリマーを記載している。同時出願された米国特許出願番号第_[代理人整理番号DOW0009US]はポリマーが調製されるモノマーを記載している。同時出願された米国特許出願番号第_[代理人整理番号DOW008US]はポリマーを調製する方法を記載している。同時出願された米国特許出願番号第_[代理人整理番号DOW0008US]はポリマーを含むフォトレジスト組成物を記載している。
本明細書で使用される場合、簡潔さのためおよび他に記載されていることを除いて、「アセタール」という用語は、「アセタール」および「ケタール」の総称であると理解され、「オリゴアセタール」という用語は、「オリゴアセタール」および「オリゴケタール」の総称であると理解され、「ポリアセタール」という用語は、「ポリアセタール」および「ポリケタール」の総称であると理解される。本明細書で使用される場合、「複数」という用語は、少なくとも3つを意味する。また、「ポリマー」という用語は、最低で3つの繰り返し単位を含むオリゴマーを包含すると理解される。所望の数の繰り返し単位はポリマーの意図する使用に依存する。例えば、ポリマーがフォトレジスト組成物に使用される場合、ポリマーは、少なくとも5つの繰り返し単位、特に5〜200の繰り返し単位を含むことが好適であり得る。本明細書に使用される場合、「置換された」とは、ハロゲン(すなわち、F、Cl、Br、I)、ヒドロキシル、アミノ、チオール、カルボキシル、カルボキシレート、アミド、ニトリル、硫化物、二硫化物、ニトロ、C1−18アルキル、C1−18アルコキシ、C6−18アリール、C6−18アリールオキシ、C7−18アルキルアリール、またはC7−18アルキルアリールオキシルなどの少なくとも1つの置換基を含むことを意味する。本明細書の式に対して開示される任意の基または構造は、他に指定されない限り、このように置換されていてもよいか、またはこのような置換基は得られる構造の所望の特性に顕著に悪影響を与えることは理解される。また、「フッ素化された」とは、基に導入された1つ以上のフッ素原子を有することを意味する。例えば、C1−18フルオロアルキル基が示される場合、フルオロアルキル基は、1つ以上のフッ素原子、例えば単一のフッ素原子、2つのフッ素原子(例えば1,1−ジフルオロエチル基など)、3つのフッ素原子(例えば2,2,2−トリフルオロエチル基など)、または炭素の各々の遊離価におけるフッ素原子(例えば−CF、−C、−C、または−Cなどの全フッ素置換された基)を含んでもよい。
一実施形態は、構造
(式中、RおよびRの各存在は独立して水素、非置換もしくは置換されたC1−18直鎖もしくは分枝アルキル、非置換もしくは置換されたC3−18シクロアルキル、非置換もしくは置換されたC6−18アリール、または非置換もしくは置換されたC3−18ヘテロアリールであり;RおよびRは任意に互いに共有結合して、−R−C−R−を含む環を形成し、式中、中心の炭素はアセタール炭素であり;Ar、Ar、およびArの各存在は独立して非置換もしくは置換されたC6−18アリーレン、または非置換もしくは置換されたC3−18ヘテロアリーレンであり;但し、少なくとも1つの官能基はヒドロキシル、アセタール、ケタール、エステルおよびラクトンから選択される)
を有する複数の繰り返し単位を含むポリマーである。
ポリマーが構造
を有する複数の繰り返し単位を含む場合、繰り返し単位は、構造
(式中、Bはホウ素原子によりArに結合したホウ素含有官能基であり;Yはクロロ、ブロモ、ヨード、トリフラート、メシラート、またはトシレートであり;R、R、Ar、およびArは上記で定義した通りである)
を有する1つ以上のビス(アリール)アセタール化合物のSuzuki重縮合によって形成され得る。B基の例としては−BF が挙げられ、Mの各存在は独立してアルカリ金属カチオン、または非置換もしくは置換されたアンモニウムイオン;−B(OH);および
(式中、RおよびRは各々独立してC1−18アルキル、C3−18シクロアルキル、またはC6−18アリールであり;RおよびRは任意に互いに共有結合して、−R−O−B−O−R−を含む環を形成する)
である。
構造
を有する複数の繰り返し単位を含むポリマーを形成する少なくとも2つの方法が存在する。
第1の方法は、構造
(式中、B、R、R、Ar、およびArは上記に定義された通りであり、Bの各存在は独立して定義され、ビス(脱離基)アリーレンは構造
Y−Ar−Y
(式中、YおよびArは上記に定義され、Yの各存在は独立して定義される)を有する)
を有するビス(アリール)アセタール化合物のSuzuki重縮合を含む。
第2の方法は、構造
(式中、Y、R、R、Ar、およびArは上記に定義され、Yの各存在は独立して定義され、ビス(脱離基)アリーレンは構造
−Ar−B
(式中、BおよびArは上記に定義され、Bの各存在は独立して定義される)を有する)
を有するビス(アリール)アセタール化合物のSuzuki重縮合を含む。
Suzuki重縮合および得られるポリマーの概説は、Schluterら,Macromolecular Rapid Communications,2009,第30巻,653−687ページおよびJournal of Polymer Science,Part A,Polymer Chemistry,2001,第39巻,1533−1556ページにより発行されている。本発明者らは、重合のための特定の活性触媒が、構造
(式中、R14の各存在は独立して非置換もしくは置換されたC1−18直鎖もしくは分枝アルキル、非置換もしくは置換されたC3−18シクロアルキル、非置換もしくは置換されたC6−18アリール、または非置換もしくは置換されたフェロセニルであり;R15、R16、R17、R18、R19は独立して水素、C1−6直鎖もしくは分枝アルキル、C3−6シクロアルキル、またはフェニルであり;Zは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、シアノ(−CN)、シアネート(−OCN)、イソシアネート(−NCO)、チオシアネート(−SCN)、イソチオシアネート(−NCS)、ニトロ(−NO)、ニトリル(−ON=O)、アジド(−N=N=N)、およびヒドロキシルからなる群から選択される)
を有するものを含むことを決定した。このような触媒を調製する方法はC.C.C.Johansson Seechurn,S.L.PariselおよびT.J.Calacot,J.Org.Chem.2011,76,7918−7932に記載されており、触媒は生体分子結合(重縮合ではない)のために使用されている。
このポリマーの1つの利点は、それらの調製に使用されるSuzuki重縮合が、アセタール含有骨格が最後の工程で形成されるポリアセタール合成と不適合である官能基を許容することである。特に、Ar、Ar、およびAr(存在する場合)の少なくとも1つの存在は、ヒドロキシル、アセタール、ケタール、エステルおよびラクトンから選択される少なくとも1つの官能基と置換される。
アセタールは、構造
−O−C(H)(R)−OR
(式中、RおよびRは独立して非置換もしくは置換されたC1−18直鎖もしくは分枝アルキル、非置換もしくは置換されたC3−18シクロアルキル、非置換もしくは置換されたC6−18アリール、および非置換もしくは置換されたC3−18ヘテロアリールからなる群から選択され;任意にRまたはRはポリマー骨格に共有結合する(例えば、RもしくはRへの結合、またはアセタールの酸素末端が既に結合されていないAr、Ar、およびArの1つへの結合により))
を有する一価アセタールであり得る。これらの実施形態において、アセタールは環構造の一部である。環構造は
Ar−O−C−O−Ar
を含んでも、または含まなくてもよい。
一部の実施形態において、RおよびRは互いに共有結合して環構造を形成する。構造−O−C(H)(R)−ORを有する一価アセタールの特定の例としては
が挙げられる。
アセタールはまた、構造
(式中、Arは、Ar、Ar、もしくはAr(存在する場合)、またはArとArの組合せ(例えば、1つのアセタール酸素がArに直接結合され、他がArに直接結合される場合)またはArとArの組合せであり;R10は、非置換もしくは置換されたC1−18直鎖もしくは分枝アルキル、非置換もしくは置換されたC3−18シクロアルキル、非置換もしくは置換されたC6−18アリール、および非置換もしくは置換されたC3−18ヘテロアリールからなる群から選択される)
に示されるように、酸素原子を介してAr、Ar、またはArに結合される二価環状アセタールであり得る。一部の実施形態において、環状アセタールは
Ar−O−C(R)(R)−O−Ar
を含む環構造の部分である。他の実施形態において、環状アセタールはこのような環構造の部分ではない。
ケタールは、構造
−O−C(R)(R)−OR
(式中、R、R、およびRは独立して非置換もしくは置換されたC1−18直鎖もしくは分枝アルキル、非置換もしくは置換されたC3−18シクロアルキル、非置換もしくは置換されたC6−18アリール、および非置換もしくは置換されたC3−18ヘテロアリールからなる群から選択される)
を有する一価ケタールであってもよい。任意にR、R、またはRは共有結合してポリマー骨格を形成するのでアセタールは環構造の部分である。
ケタールはまた、構造
(式中、Arは、ArもしくはAr、またはArとArの組合せであり(例えば、1つのケタール酸素がArに直接結合され、他がArに直接結合される場合);R11およびR12は独立して非置換もしくは置換されたC1−18直鎖もしくは分枝アルキル、非置換もしくは置換されたC3−18シクロアルキル、非置換もしくは置換されたC6−18アリール、および非置換もしくは置換されたC3−18ヘテロアリールからなる群から選択される)
に示されるように、酸素原子を介してArまたはArに結合される環状ケタールであり得る。一部の実施形態において、環状ケタールは
Ar−O−C(R)(R)−O−Ar
を含む環構造の部分である。他の実施形態において、環状ケタールはこのような環構造の部分ではない。
エステルは構造
−(O)−(L−C(=O)−OR13
(式中、aは0または1であり、bは0または1であり、但し、aが1である場合、bは1であり;R13は、非置換もしくは置換されたC1−20直鎖もしくは分枝アルキル(例えば、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、ジフェニルメチル、2−フェニルプロパン−2−イル、1,1−ジフェニルエタン−1−イル、トリフェニルメチル)、非置換もしくは置換されたC3−20シクロアルキル(例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキサン−1−イル、エチルシクロヘキサン−1−イル、1−ノルボルニル、1−アダマンチル、2−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル、1−アダマンチル、2−メチルアダマンタン−2−イル)、非置換もしくは置換されたC6−20アリール(例えば、フェニル、1−ナフチル、および2−ナフチル)、および非置換もしくは置換されたC3−20ヘテロアリール(例えば、2−イミダゾリル、4−イミダゾリル、2−ピリジル、3−ピリジル、および4−ピリジル)からなる群から選択され;Lは、非置換もしくは置換されたC1−20直鎖もしくは分枝アルキレン(例えば、メタン−1,1−ジイル(−CH−)、エタン−1,2−ジイル(−CHCH−)、エタン−1,1−ジイル(−CH(CH)−)、プロパン−2,2−ジイル(−C(CH−))、非置換もしくは置換されたC3−20シクロアルキレン(例えば、1,1−シクロペンタンジイル、1,2−シクロペンタンジイル、1,1−シクロヘキサンジイル、1,4−シクロヘキサンジイル)、非置換もしくは置換されたC6−20アリーレン(例えば、1,3−フェニレン、1,4−フェニレン、1,4−ナフチレン、1,5−ナフチレン、2,6−ナフチレン)、および非置換もしくは置換されたC3−20ヘテロアリーレン(例えば、イミダゾ−2,4−イレン、2,4−ピリジレン、2,5−ピリジレン)からなる群から選択される)
を有し得る。一部の実施形態において、R13およびLは互いに共有結合してラクトンを形成する。一部の実施形態において、R13は、第三炭素原子、例えば
を介して、隣接するエステル酸素に結合する。
あるいは、エステルは、構造
−(O)−(L−O−C(=O)−R14
(式中、cは0または1であり、dは0または1であり、但し、cが1である場合、dは1であり;R14は、非置換もしくは置換されたC1−20直鎖もしくは分枝アルキル(例えば、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、ジフェニルメチル、2−フェニルプロパン−2−イル、1,1−ジフェニルエタン−1−イル、およびトリフェニルメチル)、非置換もしくは置換されたC3−20シクロアルキル(例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル、1−ノルボニル、1−アダマンチル、2−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル、2−メチルアダマンタン−2−イル)、非置換もしくは置換されたC6−20アリール(例えば、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル)、および非置換もしくは置換されたC3−20ヘテロアリール(例えば、2−イミダゾリル、4−イミダゾリル、2−ピリジル、3−ピリジル、4−ピリジル)からなる群から選択され;Lは、非置換もしくは置換されたC1−20直鎖もしくは分枝アルキレン(例えば、メタン−1,1−ジイル(−CH−)、エタン−1,2−ジイル(−CHCH−)、エタン−1,1−ジイル(−CH(CH)−)、プロパン−2,2−ジイル(−C(CH−)、2−メチルプロパン−1,2−ジイル(−CHC(CH−)、ジフェニルメチレン(−C(C−)、1−フェニルメタン−1,1−ジイル(−CH(C)−)、2−フェニルプロパン−1,2−ジイル(−CHC(CH)(C)−)、1,1−ジフェニルエタン−1,2−ジイル(−CHC(C)−)、非置換もしくは置換されたC3−20シクロアルキレン(例えば、1,1−シクロペンタンジイル、1,2−シクロペンタンジイル、1,1−シクロヘキサンジイル、1,4−シクロヘキサンジイル、エチルシクロヘキサン−1,4−ジイル、4−メチルアダマンタン−1,4−ジイル)、非置換もしくは置換されたC6−20アリーレン(例えば、1,3−フェニレン、1,4−フェニレン、1,4−ナフチレン、1,5−ナフチレン、2,6−ナフチレン)、および非置換もしくは置換されたC3−20ヘテロアリーレン(例えば、イミダゾ−2,4−イレン、2,4−ピリジレン、2,5−ピリジレン)からなる群から選択される)
を有し得る。一部の実施形態において、R14およびLは互いに共有結合してラクトンを形成する。構造−(O)−(L−O−C(=O)−R14を有するエステルの特定の例は
である。
ラクトンは、構造
(式中、eは0または1であり;fは0または1であり;gは1、2、3、または4(特に2)であり;R50は水素、非置換もしくは置換されたC1−18直鎖もしくは分枝アルキル、非置換もしくは置換されたC3−18シクロアルキル、非置換もしくは置換されたC6−18アリール、または非置換もしくは置換されたC3−18ヘテロアリールであり;Lは、非置換もしくは置換されたC1−20直鎖もしくは分枝アルキレン(例えば、非置換もしくは置換されたC3−20シクロアルキレン(例えば、1,1−シクロペンタンジイル、1,2−シクロペンタンジイル、1,1−シクロヘキサンジイル、1,4−シクロヘキサンジイル)、非置換もしくは置換されたC6−20アリーレン(例えば、1,3−フェニレン、1,4−フェニレン、1,4−ナフチレン、1,5−ナフチレン、2,6−ナフチレン)、および非置換もしくは置換されたC3−20ヘテロアリーレン(例えば、イミダゾ−2,4−イレン、2,4−ピリジレン、2,5−ピリジレン)からなる群から選択さる)
を有し得る。
一部の実施形態において、少なくとも40モルパーセントの複数の繰り返し単位において、Ar、ArおよびArの少なくとも1つは、少なくとも1つのヒドロキシルで置換される。この範囲内で、Ar、ArおよびArの少なくとも1つが少なくとも1つのヒドロキシルで置換される繰り返し単位のモルパーセントは、少なくとも70モルパーセント、少なくとも90モルパーセント、少なくとも95モルパーセント、少なくとも98モルパーセント、または少なくとも99モルパーセントであり得る。
一部の実施形態において、ポリマーの繰り返し単位の少なくとも1つにおいて、R、R、Ar、ArおよびAr(存在する場合)の少なくとも1つはヒドロキシルで置換される。一部の実施形態において、R、R、Ar、Ar、およびAr(存在する場合)の少なくとも1つは複数の繰り返し単位の少なくとも40モルパーセントにおいてヒドロキシルで置換される。一部の実施形態において、複数の繰り返し単位の40〜99モルパーセントにおいて、Ar、Ar、およびAr(存在する場合)の少なくとも1つはヒドロキシルで置換され、複数の繰り返し単位の1〜60モルパーセントにおいて、Ar、ArおよびArの少なくとも1つはアセタールまたはケタールで置換される。好ましいアセタールは−O−C(H)(R)−ORであり、Rはメチルであり、Rはシクロヘキシルである。一部の実施形態において、Ar、Ar、およびArの各存在は独立して1,3−フェニレンまたは1,4−フェニレンである。
断片化を促進するためにポリマーが酸に曝露される適用に使用される場合、ポリマーは、ArとAr環との間の酸に強い(acid−robust)結合を排除することが好適であり得る。したがって、一部の実施形態において、ArおよびArは、酸に強い結合を介して互いに共有結合して−Ar−O−C−O−Ar−を含む環構造を形成しない
Ar、Ar、およびArの特定の例としては、非置換もしくは置換された1,2−フェニレン、非置換もしくは置換された1,3−フェニレン、非置換もしくは置換された1,4−フェニレン、非置換もしくは置換された4,4’−ビフェニレン、非置換もしくは置換された4,4’’−p−テルフェニレン、非置換もしくは置換された3,3’’−p−テルフェニレン、非置換もしくは置換された4,4’’−m−テルフェニレン、非置換もしくは置換された4,4’’−p−テルフェニレン、非置換もしくは置換された4,4’’−o−テルフェニレン、非置換もしくは置換された2,2’’−o−テルフェニレン、非置換もしくは置換された1,4−ナフチレン、非置換もしくは置換された2,7−ナフチレン、非置換もしくは置換された2,6−ナフチレン、非置換もしくは置換された1,5−ナフチレン、非置換もしくは置換された2,3−ナフチレン、非置換もしくは置換された1,7−ナフチレン、非置換もしくは置換された1,8−ナフチレン、非置換もしくは置換されたイミダゾ−2,4−イレン、2,4−ピリジレン、2,5−ピリジレン、非置換もしくは置換された1,8−アントラセニレン、非置換もしくは置換された9,10−アントラセニレン、非置換もしくは置換された2,7−フェナントレニレン、非置換もしくは置換された9,10−フェナントレニレン、非置換もしくは置換された3,6−フェナントレニレン、非置換もしくは置換された2,7−ピレニレン、非置換もしくは置換された1,6−ピレニレン、非置換もしくは置換された1,8−ピレニレン、非置換もしくは置換された2,5−フラニレン、非置換もしくは置換された3,4−フラニレン、非置換もしくは置換された2,3−フラニレン、非置換もしくは置換された2,5−チオフラニレン、非置換もしくは置換された3,4−チオフラニレン、非置換もしくは置換された2,3−チオフラニレン、非置換もしくは置換された2,5−オキサゾリレン、非置換もしくは置換された2,7−フルオレニレン、非置換もしくは置換された2,5−ベンゾフラニレン、非置換もしくは置換された2,7−ベンゾフラニレン、非置換もしくは置換された5,7−ベンゾフラニレン、非置換もしくは置換された5,7−[1,3−ベンゾオキサゾール]、非置換もしくは置換されたジチエノ[3,2−b:2’,3’−d]チオフェン、および非置換もしくは置換された2,7−キサンテニレン(xanthenylene)が挙げられる。一部の実施形態において、Ar、Ar、およびAr(存在する場合)の各存在は独立して1,3−フェニレンまたは1,4−フェニレンである。
ArおよびArはアセタールの−O−C−O−結合を介して互いに共有結合する。一部の実施形態において、−Ar−O−C−O−Ar−を含む環構造を形成する。一部の実施形態において、ArおよびArは互いにさらに共有結合して−Ar−O−C−O−Ar−を含む環構造を形成しない。つまり、ArおよびArはアセタールの−O−C−O−結合を介してのみ共有結合する。
ポリマー繰り返し単位において、RおよびRの各々は独立して水素、非置換もしくは置換されたC1−18直鎖もしくは分枝アルキル(例えば、メチル、エチル、1−プロピル、2−プロピル、1−ブチル、2−ブチル、1−メチル−2−プロピル、ジフェニルメチル、2−フェニルプロパン−2−イル、1,1−ジフェニルエタン−1−イル、およびトリフェニルメチル)、非置換もしくは置換されたC3−20シクロアルキル(例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル、1−ノルボルニル、1−アダマンチル、2−メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル、2−メチルアダマンタン−2−イル);非置換もしくは置換されたC6−18アリール(例えば、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、アントラセニル)、または非置換もしくは置換されたC3−18ヘテロアリール(例えば、2−イミダゾリル、4−イミダゾリル、2−ピリジル、3−ピリジル、4−ピリジル)であり;RおよびRは任意に互いに共有結合して
−R−C−R
を含む環を形成する。
一部の実施形態において、RおよびRの少なくとも1つは水素またはメチルである。一部の実施形態において、Rは水素であり、Rは、フェニル、オルト−メトキシフェニル、メタ−メトキシフェニル、およびパラ−メトキシフェニルから選択される。一部の実施形態において、Rは水素であり、Rは非置換もしくは置換されたフェニルである。Rが置換されたフェニルである場合、それは、ヒドロキシル基、アセタール基、エステル基(ラクトンを含む)、もしくはアセタール生成重縮合によるポリアセタール形成と不適合であるか、または望ましくないポリマー架橋を生じる他のこのような基で置換されてもよい。同時出願の明細書に記載されているように、本発明者らは、このような基が、ポリアセタールがビス(アリール)アセタールから合成されるSuzuki重縮合反応において許容されることを決定した。RおよびRが互いに共有結合して、−R−C−R−を含む環を形成する、ポリマー繰り返し単位の2つの特定の例は
である。
一部の実施形態において、繰り返し単位のいずれか
内の構造
は、
からなる群から選択される。
一部の実施形態において、繰り返し単位のいずれか
内の構造
は、
からなる群から選択される。
一部の実施形態において、ポリマーは、末端基−Arでエンドキャップされ、ここで、各Arは独立して非置換もしくは置換されたC6−18アリーレン、または非置換もしくは置換されたC3−18ヘテロアリーレンである。Arの特定の例としては、
が挙げられる。
一部の実施形態において、少なくとも1つのエンドキャッピング試薬はAr−XまたはAr−Bの形態であり、ここで、XおよびBは上記に定義され、(1)ポリマーのハロゲンおよび/またはホウ素含有量を減少させる方法ならびに/あるいは(2)溶解度および基質付着性を含むポリマー特性を調節する方法として重合反応の完了後に加えられる。一部の実施形態において、適切な量のエンドキャッピング試薬は最初のモノマー濃度に対して0.01〜5当量、特に最初のモノマー濃度に対して0.1〜0.3当量である。
一部の実施形態において、少なくとも1つのエンドキャッピング試薬はAr−XまたはAr−Bの形態であり、ここで、XおよびBは上記に定義され、(1)分子量を限定する方法、(2)最終ポリマーのハロゲンおよび/またはホウ素含有量を減少させる方法ならびに/あるいは(3)溶解度および基質付着性を含む特定のポリマー特性を調節する方法として重合過程の開始または間に加えられる。適切な量のエンドキャッピング試薬は、モノマー反応性と比較してエンドキャッピング試薬の標的分子量および/または相対反応性に依存し、最初のモノマー濃度に対して0.0001〜1当量の範囲である。
一部の実施形態において、ポリマーは、構造
(式中、R21の1つの存在はヒドロキシルであり、R21の他の3つの存在は水素であり;またはR21の2つの存在はヒドロキシルであり、R21の他の2つの存在は水素であり;またはR21の3つの存在はヒドロキシルであり、R21の他の存在は水素であり;またはR21の4つ全ての存在はヒドロキシルであり;またはヒドロキシルであるR21の前述の存在のいずれかは代わりにアセタールまたはエスエルであてもよい);
(式中、R21の1つの存在はヒドロキシルであり、R21の他の3つの存在は水素であり;またはR21の2つの存在はヒドロキシルであり、R21の他の2つの存在は水素であり;またはR21の3つの存在はヒドロキシルであり、R21の他の存在は水素であり;またはR21の4つ全ての存在はヒドロキシルであり;またはヒドロキシルであるR21の前述の存在のいずれかは代わりにアセタールまたはエステルであってもよい);
を有する複数の繰り返し単位を含むポリマーであり;一部の実施形態において、ポリマーは、
(式中、R101は水素またはヒドロキシルであり、R101が水素である場合、R102はヒドロキシルであり、またはR101がヒドロキシルである場合、R102は水素である);
(式中、R201は水素または−OCHVEであり、R201が水素である場合、R202は−OCHVEであり、またはR201が−OCHVEである場合、水素であり、ここで、−OCHVEは

である);

(式中、R301は−O−C(=O)−CH(酢酸塩)もしくは−OCHVEであり、R301が−OC(=O)−CH(酢酸塩)である場合、R302は−OCHVEであり、またはR301が−OCHVEである場合、−OC(=O)−CH(酢酸塩)である);

(式中、R401およびR402は各々独立してヒドロキシルまたは−OCHVEである);

(式中、R501は水素またはヒドロキシルであり、R501が水素である場合、R502はヒドロキシルであり、またはR501がヒドロキシルである場合、R502は水素である);

(式中、R601は水素または−OCHVEであり、R601が水素である場合、R602は−OCHVEであり、またはR601が−OCHVEである場合、水素である);
(式中、R701は水素またはヒドロキシルであり、R701が水素である場合、R702はヒドロキシルであり、またはR701がヒドロキシルである場合、R702は水素である);

(式中、R801は水素もしくは−OCHVEであり、R801が水素である場合、R802は−OCHVEであり、またはR801が−OCHVEである場合、水素である);

(式中、R901は水素もしくはヒドロキシルであり、R901が水素である場合、R902はヒドロキシルであり、またはR901がヒドロキシルである場合、R902は水素である);
(式中、R1001は水素もしくは−OCHVEであり、R1001が水素である場合、R1002は−OCHVEであり、またはR1001が−OCHVEである場合、水素である);


(式中、R1101は水素または−O−CH−C(=O)−O−Adであり、R1101が水素である場合、R1102は−O−CH−C(=O)−O−Adであり、R1101が−O−CH−C(=O)−O−Adである場合、水素であり、ここで、 −CH−C(=O)−O−Adは、

である);
およびそれらの組合せから選択される複数の繰り返し単位を含む。
ポリマーの特定の例には、
構造
(式中、R101は水素またはヒドロキシルであり、R101が水素である場合、R102はヒドロキシルであり、またはR101がヒドロキシルである場合、R102は水素である)
を有する繰り返し単位を含むポリマー;
構造
(式中、R101は水素もしくはヒドロキシルであり、R101が水素である場合、R102はヒドロキシルであり、またはR101がヒドロキシル(好ましくは全繰り返し単位の60〜99モルパーセントの量)である場合、R102は水素である)
を有する繰り返し単位を含むポリマー;
および構造
(式中、R201は水素もしくは−OCHVEであり、R201が水素である場合、R202は−OCHVEであり、またはR201が−OCHVEである場合、水素であり、ここで、−OCHVEは
(好ましくは全繰り返し単位の1〜40モルパーセントの量)である)
を有する繰り返し単位;
構造
(式中、R301は−O−C(=O)−CH(酢酸塩)もしくは−OCHVEであり、R301が−OC(=O)−CH(酢酸塩)である場合、R302は−OCHVEであり、またはR301が−OCHVEである場合、−OC(=O)−CH(酢酸塩)である)
を有する繰り返し単位を含むポリマー;
構造
(式中、R401およびR402は各々独立してヒドロキシルまたは−OCHVEである(好ましくはR401およびR402の全モルの約1〜約70モルパーセントは−OCHVEであり、R401およびR402の全モルの60〜99モルパーセントはヒドロキシルである))
を有する繰り返し単位を含むポリマー;
構造
(式中、R501は水素もしくはヒドロキシルであり、R501が水素である場合、R502はヒドロキシルであり、またはR501がヒドロキシル(好ましくは全繰り返し単位の60〜99モルパーセントの量)である場合、R502は水素である)
を有する繰り返し単位を含むポリマー、
および構造
(式中、R601は水素または−OCHVEであり、R601が水素である場合、R602は−OCHVEであり、またはR601が−OCHVE(好ましくは全繰り返し単位の1〜40モルパーセントの量)である場合、水素である)
を有する繰り返し単位;
構造
(式中、R701は水素またはヒドロキシルであり、R701が水素である場合、R702はヒドロキシルであり、またはR701がヒドロキシル(好ましくは全繰り返し単位の60〜99モルパーセントの量)である場合、R702は水素である)
を有する繰り返し単位を含むポリマー;
および構造
(式中、R801は水素もしくは−OCHVEであり、R801が水素である場合、R802は−OCHVEであり、またはR801が−OCHVE(好ましくは全繰り返し単位の1〜40モルパーセントの量)である場合、水素である)
を有する繰り返し単位;
構造
(式中、R901は水素またはヒドロキシルであり、R901が水素である場合、R902はヒドロキシルであり、またはR901がヒドロキシルである(好ましくは全繰り返し単位の60〜99モルパーセントの量)場合、R902は水素である)
を有する繰り返し単位を含むポリマー、
および構造
(式中、R1001は水素もしくは−OCHVEであり、R1001が水素である場合、R1002は−OCHVEであり、またはR1001が−OCHVE(好ましくは全繰り返し単位の1〜40モルパーセントの量)である場合、水素である)
を有する繰り返し単位;
構造
を有する繰り返し単位を含むポリマー、
および構造
(式中、R1101は水素もしくは−O−CH−C(=O)−O−Adであり、R1101が水素である場合、R1102は−O−CH−C(=O)−O−Adであり、またはR1101が−O−CH−C(=O)−O−Adである場合、水素であり、ここで、−CH−C(=O)−O−Adは
である)
を有する繰り返し単位;
構造
を有する繰り返し単位を含むポリマー、
構造
を有する繰り返し単位、
構造
を有する繰り返し単位を含むポリマー、
構造
を有する繰り返し単位、
および構造
を有する繰り返し単位を含むポリマー;
および構造
を有する繰り返し単位、
および構造
を有する繰り返し単位
が含まれる。
非常に特定の実施形態において、ポリマーは、構造
(式中、ArおよびArの各存在は1,4−フェニレンであり;Arの各存在は非置換または置換された1,3−フェニレンであり、複数の繰り返し単位の少なくとも40モルパーセントにおいて、Arは少なくとも1つのヒドロキシルで置換され;Rの各存在は水素であり;Rの各存在はフェニルである)
を有する複数の繰り返し単位を含む。
ポリマーは、生物学的用途(例えば、薬剤を含む活性剤のpH依存性送達)、プロドラッグおよび増幅された薬物放出、マイクロカプセル化および延長された放出適用(例えば、薬剤または農業用途のための活性剤のカプセル化);診断的適用;信号増幅;紫外線(UV)波長、極紫外線波長(EUV)および電子ビーム、フォトレジストトップコートおよび下層を使用したリソグラフィーを含む、リソグラフィーのためのフォトレジスト;パターン化可能発光素子(OLED/PLED)、光起電デバイス、有機薄膜トランジスタ(TFT)、および分子ロジックゲートを含む電子デバイス;放射性化合物またはUV放射線の検出またはイメージングなどの写真用途;およびpH指示薬を含む、種々の物品および用途に使用され得る。
本発明は以下の実施例によりさらに例示する。
一般手順
全ての溶媒および試薬は、市販の品質である、purum、purissまたはp.a.で入手した。乾燥溶媒は、社内の精製/調剤系(ヘキサン、トルエン、テトラヒドロフランおよびジエチルエーテル)から得たか、またはSigma−Aldrich、Fisher Scientific、またはAcrosから購入した。感水性化合物に関する全ての実験は、窒素雰囲気下でオーブン乾燥したガラス製品中またはグローブボックス中で行った。反応は、UV光および/または過マンガン酸カリウム染色により可視化した、予めコーティングしたアルミニウムプレート(VWR60 F254)上で分析的薄層クロマトグラフィー(TLC)によってモニターした。フラッシュクロマトグラフィーは、GRACERESOLV(商標)カートリッジを有するIsco COMBIFLASH(商標)システムで実施した。
プロトン核磁気共鳴(H−NMR)スペクトル(500メガヘルツ(MHz)または400MHz)は、他に示さない限り、30℃にてVarian VNMRS−500またはVNMRS−400分光計で得た。化学シフトは、CDCl中のテトラメチルシラン(TMS)(δ=0.00)、ベンゼン−d中のベンゼン−d(7.15)またはTHF−d中のテトラヒドロフラン−d(THF−d;δ3.58(使用した)および1.73)を参照した。必要な場合、ピーク同定は、COSY、HSQCまたはNOESY実験を用いて実施した。13C−NMRスペクトル(125MHzまたは100MHz)はVarian VNMRS−500またはVNRMS−400分光計で入手し、化学シフトは溶媒または標準的な信号(0.0−CDCl中のTMS、128.02−ベンゼン−d、67.57(53.37)−THF−d)であった。NMRが定量化目的のために使用される場合、単一走査実験または≧30秒の緩和遅延を使用した。
そうでないと記載されていることを除いて、高分解能質量分析を以下のように実施した。エレクトロスプレーイオン化質量分析(ESI/MS)およびエレクトロスプレーイオン化タンデム質量分析計に接続された液体クロマトグラフィー(ESI/LC/MS/MS)研究について、メタノール中の1ミリグラム/ミリリットル溶液として試料の3マイクロリットルアリコートを、Agilent 6520QToF、PIモードで作動する二重スプレーエレクトロスプレー(ESI)インターフェースを介するフライトMSシステムの四重極−時間に接続されたAgilent 1200SLバイナリーグラジエント液体クロマトグラフに注入した。以下の分析条件を使用した:カラム:なし−フローインジェクション;カラム温度:40℃;移動相:メタノール中の0.3M酢酸アンモニウム;流速:0.25ミリリットル/分;UV検出:ダイオードアレイ210〜600ナノメートル;ESI条件:ガス温度−350℃、ガス流−8ミリリットル/分、キャピラリー−3.5kV、ネブライザー−45ポンド/平方インチ、フラグメンター(Fragmentor)−145V;AutoMSMS条件:モード−±TOFMSおよび±TOFMSMS;重心分解12000(+)2ギガヘルツ拡張ダイナミックレンジ、走査−100〜1700原子質量単位(±MS)、速度−4走査/秒、走査−50〜1700原子質量単位(±MS/MS)、速度−4走査/秒、衝突エネルギー:5V+5V/100原子質量単位、衝突ガス:窒素、分離幅約4原子質量単位、参照イオン:121.050873:922.009798(+);112.985587、1033.988109。高分解能ガスクロマトグラフィー/質量分析(GC/MS)研究について、塩化メチレン中の3ミリグラム/ミリリットル溶液としての試料1マイクロリットルを、Agilent7200QtoF、負化学イオン化(反応ガスとしてアンモニアを有する)(NCI−NH)モードにおいてフライトMSシステムの四重極−時間に接続されたAgilent7890Aガスクロマトグラフに注入した。以下の分析条件を使用した:カラム:30メートル×0.25ミリメートル(0.25マイクロメートルフィルム)HP−5MS、温度:カラム−120℃(2分)〜10℃/分にて320℃(10分保持);インジェクタ−300℃;インターフェース−300℃;ソース−165℃(CI);フロー:直線速度−1.2ミリリットル/分一定流量;分割−130:1;検出器:モード−+TOFMS、CENT;分解能−10000;2Ghz拡張ダイナミックレンジ;電子エネルギー−150eV(CI);走査−165〜900原子質量単位(−CI);速度−5走査/秒;CIガス:アンモニア流40。
4センチメートル−1および16走査(おおよそ90秒の収集時間)の公称分解能にてPerkin Elmer Spectrum One FT−IRおよびUniversal ATR Sampling Accessoryを用いて赤外線スペクトルを獲得した。Universal ATR Sampling Accessoryは単一のバウンスダイヤモンド(bounce diamond)/ZnSe結晶を備えた。
融点(T)およびガラス転移温度(T)は、T4校正(Indium、Sapphire)を使用したTA機器Q2000DSCを使用して示差走査熱量測定(DSC)により求めた。約5ミリグラムの各試料を、蓋を有するTZeroアルミニウムDSCパン内で秤量した。10℃/分のランプ速度にて加熱:冷却:加熱温度プロファイルを窒素パージ下で使用した。試料を室温から150℃に加熱し、−90℃に冷却し、150℃に再び加熱した。TA Universal分析ソフトウェアを使用してデータ分析を実施した。
ポリマーの重量平均分子量(M)および数平均分子量(M)および多分散性(D=M/M)をゲル浸透クロマトグラフィーにより求めた。2ミリグラムのポリマー試料を1.0ミリリットルの抑制されていないTHFに溶解し、続いて0.22マイクロメートル膜濾過し、50マイクロリットルの得られた試料を、屈折率検出器に接続されたAgilent1100シリーズGPCシステム内に注入した。以下の分析条件を使用した:カラム:300×7.5mmAgilent PLgel5μm MIXED−C;カラム温度35℃;移動相:THF;フロー1ミリリットル/分;検出器温度:35℃。
熱分解温度(T)を、赤外線アクセサリーおよびオートサンプラーを備えたTA機器Q5000IRで熱重量分析(TGA)によって測定した。約5ミリグラムの各試料をTA高温白金皿内で秤量した。試料を室温で(オートサンプラーを用いて)ロードし、一定の乾燥空気パージ下で10℃/分にて600℃に上げた。TA Universal分析ソフトウェアを使用してデータ分析を実施した。
調製実施例1
[1−(シクロヘキシルオキシ)エトキシ]−2,5−ジブロモフェノール
窒素下で、トルエン(50ミリリットル)中の2,4−ジブロモフェノール(10.0グラム、39.6ミリモル、1.2当量)およびシクロヘキシルビニルエーテル(4.69ミリリットル、33.0ミリモル、1.0当量)の溶液に、0.25ミリリットル(3.30ミリモル、0.10当量)のトリフルオロ酢酸を加えた。反応物を室温にて一晩(18〜24時間)撹拌した。反応物をトリエチルアミン(1.38ミリリットル、9.92ミリモル、0.3当量)を加えることによって処理し、続いて5分間撹拌し、濃縮した。得られた油を50ミリリットルのヘキサン中に取り、塩基性アルミナのプラグを通して濾過した。プラグを1.4リットルの1:1溶液のヘキサンとジエチルエーテルで洗浄した。溶媒をロータリーエバポレーターで除去し、得られた油を高真空下で少なくとも24時間、さらに乾燥させた。生成物を75%の収率(9.35グラム、24.7ミリモル)で無色の油の形態でラセミ化合物として得た。H NMR(500MHz,CDCl)δ7.67(d,J=2.4Hz,1H),7.33(dd,J=8.8,2.4Hz,1H),7.05(d,J=8.8Hz,1H),5.47(q,J=5.3Hz,1H),3.68(tt,J=9.3,3.9Hz,1H),1.97−1.63(m,4H),1.55−1.48(m,1H),1.51(d,J=5.3Hz,3H),1.43−1.33(m,1H),1.33−1.12(m,4H).13CNMR(126MHz,CDCl)δ152.63,135.50,131.04,119.73,115.19,114.34,99.76,74.94,33.41,32.28,25.52,24.19,24.02,20.72.FTIR(薄膜):595,641,670,689,719,782,796,817,867,891,906,959,979,1022,1038,1069,1141,1232,1242,1261,1280,1344,1376,1450,1469,1578,2856,2932,2991cm−1;UV/Vis:225(ショルダー),238,286nm;HRMS(GC/MS/NCI−NH3):374.95735,C1417Br[M−H]についての計測値374.9601,実測値374.9591。
調製実施例2
4,6−ジブロモ−1,3−ベンゼンジオール
この合成は、Shoji Kajigaeshi,Takaaki Kakinami,Tsuyoshi Okamoto,Hiroko Nakamura,Masahiro Fujikawa,Bulletin of the Chemical Society of Japan,1987,第60巻,4187−4189ページから適合した。100ミリリットルのジクロロメタンおよび40ミリリットルのメタノールに溶解したレゾルシノール(5.00グラム、45.4ミリモル、1.0当量)の溶液に、ピリジニウムトリブロミド(29.0グラム、90.8ミリモル、2.0当量)を、60〜70分の時間にわたって少しずつ加えた。反応物を室温にて一晩撹拌した。溶媒をロータリーエバポレーターで除去し、残渣をクロロホルム(1×50ミリリットル)中に取り、再濃縮した。酢酸エチルの添加により、副生成物の沈殿が生じた。酢酸エチル相をデカントにより分離し、沈殿物を数回さらに洗浄した(4×150ミリリットル、1:1エチル/酢酸エチル、1×150ミリリットル酢酸エチル、デカントにより溶媒を分離した)。併せたデカントした溶媒を濃縮し、続いて自動化フラッシュクロマトグラフィー(クロロホルム中のメタノール、0〜15%)により精製した。生成物をオフホワイトの固体(10.9グラム、40.7ミリモル、90%)の形態で得た。m.p.:66.4℃;H−NMR(400MHz,CDCl)δ7.53(s,1H),6.74(s,1H),5.46(s,2H);13CNMR(101MHz,THF−d8)δ155.60,136.10,105.13,100.74,67.57;FTIR:569,594,659,742,837,868,993,1053,1138,1193,1282,1326,1440,1462,1494,1577,1598,1711,2918,3089,3379,3451,3504cm−1;UV/Vis:223,236,296nm;m/z=267のESI/MS/MS:267[M79Br/81Br−H],188[M81Br−HBr)] 186[M79Br−HBr)],160[M81Br−HBr−CO)],158[M79Br−HBr−CO)],81[81Br],79[79Br];HRMS(ESI):374.95735 CBr [M−H]についての計測値:264.8505,実測値264.8510。
調製実施例3
[1,3−ビス(シクロヘキシルオキシ)エトキシ]−2,5−ジブロモレゾルシノール
窒素下で、2,4−ジブロモ−レゾルシノール(10.5グラム、39.1ミリモル、1.0当量)およびシクロヘキシルビニルエーテル(11.3ミリリットル、80.1ミリモル、2.05当量)をトルエン(100ミリリットル)中に溶解し、トリフルオロ酢酸(0.30ミリリットル、3.91ミリモル、0.10当量)を加えた。混合物を室温にて一晩(18〜24時間)撹拌した。反応をトリエチルアミン(1.63ミリリットル、11.7ミリモル、0.3当量)の添加によりクエンチし、濃縮した。得られた油をヘキサン(50ミリリットル)中に取り、さらなるヘキサン(約1リットル)を使用して塩基性アルミナのプラグを通して濾過して生成物を完全に溶出した。溶媒をロータリーエバポレーターで除去し、得られた生成物を少なくとも24時間、高真空下でさらに乾燥させた。標的化合物を、わずかに黄色の油(16.1グラム、30.9ミリモル、79%)の形態でジアステレオマーの反応混合物として得た。H−NMR(400MHz,CDCl)δ7.67(s,0.47H(diast.a)),7.67(s,0.53H(diast.b)),7.12(s,1H(diast.a,b)),5.46(q,J=5.3Hz,2H,(diast.a,b)),3.75−3.65(m,2H(diast.a,b)),1.95−1.63(m,8H(diast.a,b)),1.55−1.48(m,2H),1.51(d,J=5.3Hz,2.82H(diast.a)),1.51(d,J=5.3Hz,3.13H(diast.b)),1.45−1.12(m,10H);13CNMR(101MHz,THF−d8)δ155.09(diast.b),155.05(diast.a),137.22(diast.a?),137.20(diast.b?),110.60(diast.b),110.40(diast.a),107.64(diast.b),107.54(diast.a),101.35(diasta?),101.31(diast.b?),76.00(diast.b),75.91(diast.a),35.19(diast.b?),35.17(diast.a?),33.99(diast.b?),33.97(diast.a?),27.38(diast.a,b),21.72(diastb.),21.65(diast.a)。
調製実施例4
2,4−ジブロモ−5−ヒドロキシフェニルアセテート
窒素下で、ジクロロメタン(80ミリリットル)中に溶解した4,6−ジブロモ−1,3−ベンゼンジオール(10.58グラム、39.5ミリモル、1.0当量)およびトリエチルアミン(11.0ミリリットル、7.99グラム、79.0ミリモル、2.0当量)を0℃に冷却した。塩化アセチル(3.09ミリリットル、43.4ミリモル、1.1当量)を17分の時間にわたって添加した。反応物を室温に加温し、一晩撹拌した。反応物をロータリーエバポレーターによる揮発性物質の除去によって処理した。固体残留物を100ミリリットルの酢酸エチル中に取った。混合物を5分間撹拌し、沈殿物を濾過により除去した。生成物を勾配フラッシュカラムクロマトグラフィー(ヘキサン中の酢酸エチル、0〜40%)によって精製した。生成物を無色の固体(6.73グラム、21.7ミリモル、55%)の形態で得た。m.p.:121.3℃;H−NMR(400MHz,CDCl)δ7.69(s,1H),6.85(s,1H),5.59(s,1H),2.34(s,3H);13CNMR(101MHz,THF)δ168.12,155.60,149.52,136.49,112.77,108.40,106.30,20.59;FTIR570,647,690,707,768,842,872,920,1025,1060,1168,1206,1240,1367,1394,1489,1580,1599,1718,2936,2993,3082,3296cm−1;UV/Vis:221,229(重複),292nm;m/z=309のESI/MS/MS:309[M79Br/81Br−H],267[M79Br/81Br−(CHC=O,H)] 81[81Br],79[79Br];HRMS(ESI):CBr [M−H]についての計測値306.8605,実測値306.8622。
調製実施例5
2,4−ジブロモ−5−(1−(シクロヘキシルオキシ)エトキシ)フェニルアセテート
窒素下で、2,4−ジブロモ−5−ヒドロキシフェニルアセテート(4.00グラム、12.9ミリモル、1.0当量)およびシクロヘキシルビニルエーテル(2.74ミリリットル、19.3ミリモル、1.5当量)をトルエン(50ミリリットル)中に溶解した。トリフルオロ酢酸(0.10ミリリットル、1.29ミリモル、0.10当量)を加え、混合物を室温にて一晩(18〜24時間)撹拌した。反応をトリエチルアミン(0.53ミリリットル、3.87ミリモル、0.3当量)を加えることによってクエンチし、揮発性物質をロータリーエバポレーターで除去した。得られた油をジエチルエーテル(30ミリリットル)中に取り、塩基性アルミナのプラグを通して濾過した。生成物をさらなるエーテル(500ミリリットル)でリンスした。溶媒をロータリーエバポレーターで除去し、得られた油を24時間にわたってポンプでくみ上げた。生成物をわずかに黄色の油(3.77グラム、8.64ミリモル、67%)の形態でラセミ化合物として得た。H NMR(400MHz,CDCl)δ7.76(s,1H),7.00(s,1H),5.48(q,J=5.4Hz,1H),3.69(tt,J=9.1,3.9Hz,1H),2.34(s,3H),1.94−1.63(m,4H),1.55−1.48(m,1H),1.52(d,J=5.3Hz,3H),1.44−1.02(m,5H);13C NMR(101MHz,THF−d8)δ168.19,154.65,149.40,136.68,114.35,111.79,108.79,100.94,75.66,34.45,33.33,26.69,24.97,24.85,20.94,20.55;FTIR(膜):647,703,725,840,891,979,1018,1059,1170,1190,1248,1279,1368,1393,1466,1584,1779,2856,2932cm−1;UV/Vis223,232(重複),290nm;m/z=459:459[M79Br/81Br+Na]のESI/MS/MS,341,281,207,151,10983[C11;HRMS(ESI):C1620BrNaO [M+Na]についての計測値456.9621,実測値456.9628。
調製実施例6
4,4’−((フェニルメチレン)ビス(オキシ))ビス(ブロモベンゼン)
窒素パージしたグローブボックス内で、無水1−メチル−2−ピロリジノン(100ミリリットル)中に溶解した4−ブロモフェノール(12.0グラム、69.4ミリモル、2.5当量)の溶液に、30分の時間にわたって95%水素化ナトリウム(1.82グラム、72.1ミリモル、2.6当量)を少しずつ加えた。反応物を室温にてさらに90分間撹拌し、α,α−ジクロロトルエン(4.13ミリリットル、27.7ミリモル、1.0当量)を加え、反応物を70℃で一晩加熱した。水(200ミリリットル)の添加により反応をクエンチした。水相をジエチルエーテルと酢酸エチル(3×120mL)の1:1混合物で抽出した。合わせた有機相を次いで、脱イオン化水(5×100ミリリットル)、ブライン(1×100ミリリットル)で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。濾過し、ロータリーエバポレーターで濃縮した後、残渣をジエチルエーテル(60ミリリットル)中に取り、塩基性アルミナのプラグを通して濾過した。さらなるジエチルエーテル(700ミリリットル)を用いて生成物を完全に溶出し、ロータリーエバポレーターで濃縮した。数日間、高真空下でさらに乾燥させて、時間と共に結晶化する黄色の油の形態で生成物を定量的に得てオフホワイトの固体(12.0グラム、27.7ミリモル、100%)を得た。m.p.:50.8;H−NMR(400MHz,CDCl)δ7.59−7.51(m,2H),7.44−7.37(m,3H),7.37−7.29(m,4H),6.93−6.82(m,4H),6.59(s,1H);13C−NMR(101MHz,CDCl)δ155.07,136.58,132.59,129.65,128.86,126.78,119.60,115.42,100.77;FTIR:605,658,674,694,741,792,816,848,886,928,984,1031,1060,1100,1115,1167,1178,1210,1242,1280,1304,1363,1449,1483,1584,1689,3033,3065cm−1;UV/Vis223(ショルダー),237,278nm;GC/MS/EI:432,434,436[M](2×Brアイソタイプパターン);261,263[Br−C−O−CHPh](1×Brアイソタイプパターン);182[C−O−CHPh]・+;HRMS(ESI):C1913Br [M+Na]についての計測値430.9288,実測値430.9287。
調製実施例7
2,2’−(((フェニルメチレン)ビス(オキシ))ビス(4,1−フェニレン))−ビス(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン
窒素下で無水THF(120ミリリットル)中の4,4’−((フェニルメチレン)ビス(オキシ))ビス(ブロモベンゼン)(12.0グラム、27.6ミリモル、1.0当量)を、アセトン/乾燥氷浴を使用して−78℃に冷却した。n−ブチルリチウム(ヘキサン中に1.6M、42ミリリットル、65.5ミリモル、2.4当量)を60分の時間にわたって添加した。反応物を90分間、−78℃にて撹拌した。2−イソプロポキシ−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(17ミリリットル、83.1ミリモル、3.00当量)を30分の時間にわたって滴下して反応物に添加した。反応物を一晩、室温に加温した。反応物を、水(2ミリリットル)を滴下して加えることによって注意深くクエンチし、続いて10分間撹拌した。ジクロロメタン(200ミリリットル)を加え、反応混合物を硫酸マグネシウムで乾燥させた。固体を濾し取り、有機相を濃縮した。残渣をジクロロメタン(100ミリリットル)中に溶解し、セライト(商標)珪藻土の層で覆われたシリカのプラグを通して濾過した。さらなるジクロロメタン(400ミリリットル)を用いて生成物を完全に溶出し、合わせた有機相を濃縮した。シリカプラグ濾過プロセスをさらに2回繰り返した。最後の濃縮後、残渣を最小量の沸騰しているアセトニトリルから再結晶化し、それを一晩5℃に徐々に冷却した。無色の結晶を濾過により単離し、冷アセトニトリルの少量のアリコートで洗浄し、65℃にて一晩、真空下で乾燥させた。最終生成物を70%の収率(10.2グラム、19.3ミリモル)で得た。H−NMR(400MHz,CDCl)δ7.72−7.66(m,4H),7.63−7.58(m,2H),7.43−7.35(m,3H),7.00−6.92(m,4H),6.76(s,1H),1.31(s,24H);13CNMR(101MHz,cdcl)δ158.67,137.10,136.46,129.27,128.62,126.69,116.53,99.72,83.63,24.86,24.85(1つの重複ピーク);FTIR:578,632,651,697,733,756,832,855,884,919,964,996,1065,1084,1096,1141,1173,1210,1247,1272,1322,1359,1400,1458,1573,1604,2927,2977cm−1;UV/Vis:242nm;ESI:549,550,551,552,553[M+Na](2×Bおよび31×Cと一致したアイソトープパターン),308,309(bp),310[pinB−C−O−CHPh](Bおよび19×Cと一致したアイソタイプパターン);HRMS(ESI):C3138NaO [M+Na]についての計測値551.2752,実測値551.2762。
調製実施例8
pBEBA−2,4−DBP−CHVE(100%)
窒素下で、500ミリリットルの丸底フラスコに、ジボロン酸エステル(7.0グラム、13.25ミリモル、1.00当量)および[1−(シクロヘキシルオキシ)エトキシ]−2,5ジブロモフェノール(4.81グラム、12.72ミリモル、0.96当量)を合わせ、酸素を含まない1,4−ジオキサン(60ミリリットル)中に溶解した(異なる分子量は、指針としてカロザース(Carothers)の式を使用してボロン酸エステルとジハライドの比を調節することによって合成できる)。窒素下で、分離バイアルに、Pd(クロチル)(tBuP)Cl(5.2ミリグラム、13.3マイクロモル、0.001当量)を1ミリリットルの酸素を含まない1,4−ジオキサン中に溶解した。別の分離バイアルに、窒素下で、リン酸カリウム(8.80グラム、41.5ミリモル、3.13当量)を12.8ミリリットルの脱気水中に溶解した。リン酸カリウム溶液をモノマー溶液に加え、激しく撹拌した。混合物が均一なエマルションになった後、触媒溶液を加え、反応物を室温にて一晩撹拌した。フェニルボロン酸(242ミリグラム、1.99ミリモル、0.15当量)を加え、混合物を8時間撹拌した。ブロモベンゼン(417ミリリットル、624ミリグラム、3.98ミリモル、0.30当量)を加え、反応物をさらに一晩撹拌した。反応物を分離することによって処理し、水相を捨てた。有機相をロータリーエバポレーターで濃縮し、酢酸エチル(約100ミリリットル、いくらかの不溶性物質はデカンテーションにより分離した)中に取った。ナトリウムジエチルジチオジカルバメート(約10ミリリットル)の飽和水溶液を加え、フラスコは還流冷却器を備え、混合物を60分間還流下で激しく撹拌した。次いで有機相を分離し、塩基性アルミナで覆われたシリカのプラグを通して濾過した。さらなる酢酸エチル(TLCスポッティングによって測定した)を用いてポリマーを完全に溶出し、約50ミリリットルに濃縮し、メタノールから3回沈殿した。ポリマーを濾過により分離し、さらなるメタノールで洗浄し、高真空下で60℃にて数日間乾燥させた。生成ポリマーを微細な無色の粉末(3.3グラム、51%重合収率)の形態で得た。DSC:104.1℃Tでの;TGA:208.0℃にてT(5%重量損失);GPC(PMMA標準に対して):M=4.73キロダルトン(kDa),M=8.60kDa,D=1.82;HNMR(400MHz,THF−d)δ7.71−7.61(6.7%),7.54−7.45(14.1%),7.44−7.32(12.6%),7.21−7.15(3.2%),7.10−6.97(12.2%),6.95−6.82(3.5%),5.67−5.07(2.5%),3.50−3.38(2.7%),2.47−2.45(1.4%),1.70−1.52(12.4%),1.45−1.02(28.6%);13CNMR(101MHz,THF−d)δ156.73,156.63,154.45,139.11,137.35,135.96,135.41,134.05,133.32,131.73,129.99,129.84,129.37,128.56,127.89,127.86,127.01,118.82,118.54,117.53,117.23,101.18,100.27,84.38,75.08,34.40,33.25,26.77,25.02,24.87,21.72。
調製実施例9
pBEBA−2,4−DBP−CHVE(60%)
窒素下で、2.0gのポリマーpBEBA−2,4−DBR−CHVE(100%、M=3.94kDa、M=6.17kDa、D=1.56kDa)をTHF(15ミリリットル)およびジュウテロベンゼン(deuterobenzene)(5ミリリットル)に溶解した。0.54Mのトリフルオロ酢酸水溶液を、トリフルオロ酢酸(398マイクロリットル、267ミリグラム、2.34ミリモル)を水(2.81ミリリットル)およびTHF(6.42ミリリットル)に加えることによって調製した。64.0マイクロリットルのTFA/水/THF混合物をシリンジにより反応物に加えた。反応物を30℃に維持した。単一走査NMR試料を反応の間にとり、脱保護の進み具合を、アセタールプロトン(≒δ5.3)およびフェノールプロトン(≒δ8.2)の組み込み比をモニターすることによって評価した。アセタール対フェノールの組み込み比が60:40になると、トリエチルアミン(30マイクロリットル)を加えることによって反応をクエンチした。溶媒をロータリーエバポレーターによって除去した。得られた残渣を少量の酢酸エチル中に取り、メタノール(150mL)から沈殿させた。沈殿物を濾過によって回収し、少量のアリコートのメタノールで洗浄し、高真空下で50℃にて数日間乾燥させた。最終生成物を1.36グラム(75%)の収率で無色の粉末の形態で得た。DSC:109.9℃でのT;TGA:197.4℃でのT(5%重量損失);GPC(PMMA標準に対する):M=3.82kDa,M=6.02kDa,D=1.57;H−NMR(400MHz,THF−d)δ8.25−8.09(1.4%),7.69−7.62(8.5%),7.57−7.25(32.4%),7.22−7.15(2.3%),7.12−6.98(14.9%),6.95−6.81(6.0%),5.41−5.28(1.8%),3.51−3.40(1.8%),1.70−1.01(30.9%)[組み込み比δ8.20/5.3642:58];13C−NMR(101MHz,THF−d))δ156.75,156.64,156.46,156.43,154.81,154.45,139.18,139.11,137.34,136.43,135.94,135.42,134.05,134.03,133.39,133.37,133.33,133.32,131.73,131.43,129.97,129.84,129.71,129.37,128.56,128.32,127.89,127.86,127.13,127.00,118.81,118.53,118.48,118.45,117.57,117.54,117.49,117.39,117.23,101.23,101.22,101.18,101.10,100.27,84.37,75.08,67.57,34.40,33.25,26.77,25.01,24.87,21.72。
調製実施例10
pBEBA−2,4−DBP−CHVE(30%)
反応をNMRのアセタールおよびフェノールプロトンの組み込み比によって決定して70%変換で実施したこと以外は、以前の実施例の手順に従って、30%CHVE−保護ポリマーを得た。30%脱保護が撹拌の数日後に達成されなかった場合、さらなる脱保護を誘導するために水を0.05当量の工程で加えた。
第1の代表的なバッチにおいて、1.00グラムのポリマーから開始してpBEBA−2,4−DBR−CHVE(100%、M=3.94kDa、M=6.17kDa、D=1.56):収率:602mg(73%)の無色の粉末。DSC:117.5℃にてT;TGA:198.2℃にてT(5%重量損失);GPC(PMMA標準に対する):M=3.86kDa,M=6.03kDa,D=1.63;H−NMR(400MHz,THF−d)δ8.22−8.12(2.2%),7.73−7.59(8.9%),7.57−7.14(37.6%),7.12−6.76(23.7%),5.43−5.29(1.1%),3.51−3.39(1.2%),1.70−1.03(25.4%),[組み込み比δ8.20/5.3667:33]。
第2の代表的なバッチにおいて、3.30gのポリマーから開始してpBEBA−2,4−DBR−CHVE(100%、M=3.94kDa、Mw=6.17kDa、D=1.56):収率:2.21g(82%)の無色の粉末。DSC:135.6℃でのT;TGA:5%重量損失233.3℃;GPC(PMMA標準に対する):M=4.53kDa,M=8.35kDa,D=1.84;H−NMR(400MHz,THF−d)δ8.23−8.15(2.6%),7.72−7.58(9.0%),7.57−7.12(39.6%),7.12−6.77(24.6%),5.46−5.21(1.1%),3.49−3.37(1.3%),1.70−0.79(22.04%),[組み込み比δ8.20/5.3670:30];13CNMR(101MHz,THF−d8)δ156.46,156.43,154.81,154.44,139.20,137.34,136.42,135.92,135.42,134.05,133.39,133.32,131.73,131.43,129.96,129.84,129.71,129.62,129.39,129.36,128.88,128.55,128.32,127.89,127.52,127.12,127.00,118.80,118.53,118.48,118.44,117.57,117.54,117.49,117.39,117.22,111.20,101.27,101.21,101.15,100.27,84.38,75.08,67.57,34.40,33.25,26.76,25.01,24.87,21.72。
調製実施例11
pBEBA−2,4−DBP−CHVE(30%)
この実施例は、フェノール耐性Suzukiカップリング触媒と混合した重合を使用した部分的に保護されたポリ(アリールアセタール)ポリマーの合成を示す。窒素下で、2,2’−(((フェニルメチレン)ビス(オキシ))ビス(4,1−フェニレン))−ビス(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン)(8.000グラム、15.14ミリモル、1.000当量)および2,4−ジブロモ−1−(1−(シクロヘキシルオキシ)エトキシ)ベンゼン(1.632グラム、4.316ミリモル、0.285当量)を丸底フラスコ中で合わせた。窒素下で、分離バイアルにおいて、リン酸カリウム(10.06グラム、47.4ミリモル、3.13当量)を脱酸素水(13ミリリットル)中に溶解した。窒素下で、分離バイアルにおいて、Pd(クロチル)(P−tBu)Cl(6.0ミリグラム、15マイクロモル、0.001当量)を脱気した1,4−ジオキサン(200マイクロリットル)に溶解した。1,4−ジオキサン(50ミリリットル)を主要な反応容器に加え、続いてリン酸カリウム溶液を加えた。エマルションが形成されるまで、混合物を激しく撹拌した。次いで触媒溶液をカニューレにより添加した。反応物を5時間撹拌し、次いで2,4−ジブロモフェノール(2.537グラム、10.07ミリモル、0.665当量)を加えた。反応物を一晩激しく撹拌した。20〜22時間後、フェニルボロン酸エンドキャップ(0.277グラム、2.27ミリモル、0.15当量)を加えた。反応物を一晩激しく撹拌した。20〜24時間後、ブロモベンゼンエンドキャップ(477マイクロリットル、4.54ミリモル、0.30当量)を加えた。反応物を一晩激しく撹拌した。反応物を50ミリリットルの希釈したブラインおよび100ミリリットルの酢酸エチルを加えることによって処理し、続いて抽出漏斗内で振盪した。水層を除去し、得られた有機相をブライン(1×50ミリリットル)でさらに洗浄した。有機相を、還流冷却器を備えた丸底フラスコ内に移し、ナトリウムジエチルジチオジカルバメート(約10ミリリットル)の飽和水溶液を加え、混合物を60分間、還流下で激しく撹拌した。有機相を分離し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、セライト(商標)珪藻土(上部で約0.25インチ)、フロリジル(商標)活性化ケイ酸マグネシウム(中央部で0.15インチ)、およびシリカゲル(下部で0.15インチ)の3層状プラグを通して濾過した。粗生成物を200ミリリットルの酢酸エチルで完全に溶出し、合わせた有機相を脱イオン水(5×50ミリリットル)で洗浄し、ロータリーエバポレーターで濃縮した。残渣をトルエン(5〜10ミリリットル)と共に酢酸エチル(約50ミリリットル)中に取った。ポリマーを撹拌したメタノール(700ミリリットル)に滴下して加えることによって沈殿させた。添加が完了すると、懸濁液を30分間撹拌し、次いで静置させた。沈殿物を、予め洗浄した使い捨てのフィルターカートリッジを通して濾過することによって回収し、空気乾燥した。残渣を再びトルエン(5〜10ミリリットル)と共に酢酸エチル(約50ミリリットル)中に取り、沈殿手順を2回繰り返した。最終沈殿後、フィルタケーキを高真空オーブン下で約65℃にて一晩乾燥させた。生成物を無色粉末の形態で得た(5.55グラム、91%重合収率)。DSC:136.1℃でのT;TGA:270.9℃でのT(5%重量損失);GPC(PS標準に対する):M=6.44kDa,M=13.4kDa,D=2.08;HNMR(500MHz,THF−d)δ8.28−8.16(2.8%),7.75−7.62(9.4%),7.60−7.16(40.0%),7.13−6.80(24.7%),5.43−5.31(1.1%),3.53−3.37(1.2%),1.71−1.06(23.0%);[組み込み比δ8.20/5.36 71:29];13CNMR(101MHz,THF−d8)δ156.74,156.44,156.40,154.83,154.42,139.16,137.33,136.41,135.90,135.40,134.07,134.04,133.99,133.36,133.34,133.32,131.72,131.42,129.95,129.82,129.68,129.61,129.38,129.36,129.33,128.54,128.31,127.88,127.51,127.10,126.99,118.79,118.52,118.49,118.47,118.44,117.55,117.52,117.48,117.38,117.21,109.32,101.30,101.25,101.20,101.15,101.03,100.26,84.37,75.08,67.57,34.38,33.23,26.75,24.85,21.71。
調製実施例12
pBEBA−2,4−DBP(0%)
窒素下で、2,2’−(((フェニルメチレン)ビス(オキシ))ビス(4,1−フェニレン))−ビス(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン)(6.000グラム、11.36ミリモル、1.000当量)および2,4−ジブロモフェノール(2.718グラム、10.79ミリモル、0.950当量)を丸底フラスコ中で合わせた。窒素下で、分離バイアルにおいて、リン酸カリウム(7.54グラム、35.5ミリモル、3.13当量)を脱酸素水(10ミリリットル)中に溶解した。窒素下で、分離バイアルにおいて、Pd(クロチル)(P−tBu)Cl(4.5ミリグラム、11.4マイクロモル、0.001当量)を脱気した1,4−ジオキサン(200マイクロリットル)に溶解した。1,4−ジオキサン(45ミリリットル)を主要な反応容器に加え、続いてリン酸カリウム溶液を加えた。均一なエマルションが形成するまで、混合物を激しく撹拌した。次いで触媒溶液をカニューレにより加えた。反応物を一晩激しく撹拌した。20〜22時間後、フェニルボロン酸エンドキャップ(208ミリグラム、1.70ミリモル、0.15当量)を加えた。反応物を7〜8時間撹拌し、次いでブロモベンゼンエンドキャップ(358マイクロリットル、3.41ミリモル、0.30当量)を加えた。反応物を一晩激しく撹拌した。反応物を50mLの希釈したブラインおよび100mlの酢酸エチルを加えることによって処理し、続いて抽出漏斗内で振盪した。水層を除去し、残りの有機相をブライン(1×50ミリリットル)でさらに洗浄した。有機相を、還流冷却器を備えた丸底フラスコ内に移し、ナトリウムジエチルジチオジカルバメート飽和水溶液(約10ミリリットル)を加え、混合物を還流下で60分間激しく撹拌した。ブライン(30ミリリットル)を加え、有機相を単離し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、セライト(商標)珪藻土(上部で約0.25インチ)、フロリジル(商標)活性化ケイ酸マグネシウム(中央部で0.15インチ)、シリカゲル(下部で0.15インチ)の3つの層状プラグを通して濾過した。粗生成物を酢酸エチル(200ミリリットル)で完全に溶出し、合わせた有機相をロータリーエバポレーターで濃縮した。残渣をトルエン(5〜10ミリリットル)と共に酢酸エチル(約50ミリリットル)中に取った。ポリマーを、撹拌したメタノール(700ミリリットル)に滴下して加えることによって沈殿させた。添加が完了すると、懸濁液を30分間撹拌し、次いで静置させた。沈殿物を、予め洗浄した使い捨てのフィルターカートリッジを通して濾過することによって回収し、空気乾燥させた。残渣を再度トルエン(5〜10ミリリットル)と共に酢酸エチル(約50ミリリットル)中に取り、沈殿手順を2回繰り返した。最終沈殿後、フィルタケーキを約65℃にて一晩、高真空オーブン下で乾燥させた。生成物を無色粉末(3.68g、88%重合収率)の形態で得た。DSC:147.7℃でのT;TGA:291.0℃でのT(5%重量損失);GPC(PS標準に対する):M=5.98kDa,M=13.5kDa,D=2.26;HNMR(400MHz,THF−d)δ8.23−8.16(4.8%),7.73−7.17(61.7%),7.09−6.98(22.7%),6.93−6.75(11.3%);13CNMR(101MHz,THF−d)δ156.46,154.81,139.19,136.41,134.06,134.04,133.41,133.38,131.43,130.32,129.95,129.70,129.62,129.39,129.37,129.34,128.88,128.32,127.88,127.52,127.13,118.48,118.44,118.27,117.57,117.54,117.40,101.27,101.15,101.08,101.03,67.57。
ポリマー断片化および脱保護
ポリマー分解実験について、pBEBA−2,4−DBP−CHVE(20ミリグラム)の4.5kDaの試料(この合成は調製実施例8に記載されている)を872マイクロリットルのジュウテロTHF(deutero−THF)中に溶解した。NMR分光計を30℃で平衡し、単一パルスNMRスペクトルを受信ゲインを調製するために得た。反応を、27マイクロリットルの0.11Mのトリフリン酸水溶液を加えることによって開始した。反復した単一パルスNMRスペクトルを最初の2.5分間、30秒毎に得て、続いて少なくとも8時間の時間にわたって時間間隔を増加させた。相調整およびベースライン補正後、アレイインテグレーション(Arrayed integration)を、MestReNova(バージョン8.0.2−11021、2012Mestrelab research SLC)を用いて実施した。
図1は、希釈トリフリン酸水溶液で処理した後の調製実施例8からのポリマーpBEBA−2,4−DBP−CHVEのポリマー骨格および側鎖分解を示す。1当量のエチルビニルエーテルを脱保護すると、H−NMR(上側曲線)により診断的アルデヒドプロトンを組み込むことによってモニターされ得る1当量のアセトアルデヒドが形成される。骨格分解の結果、分解したアセタール単位当たり1当量のベンズアルデヒドの形成が生じ、1H−NMR(下側曲線)により診断的ベンズアルデヒドプロトンの組み込みによってモニターされ得る。骨格および側鎖分解は異なる速度で生じる2つの独立したプロセスである。骨格アセタールおよび側鎖アセタールの酸感受性はそれぞれのアセタールにおける適切な置換パターンを選択することによって独立して調整され得る。
図2は、酸処理が、実施例の基質としてpBEBA−2,4−DBP−CHVE(調製実施例8)を使用して、本明細書に開示されているポリマー系の溶解特性に顕著に影響を与えることを示す。
バイアル(1)において、5ミリグラムの未処理のpBEBA−2,4−DBP−CHVE(4.8kDa)を200マイクロリットルのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)中に溶解した。数分後、PGMEA中のpBEBA−2,4−DBP−CHVEの透明な溶液が形成され、フォトレジスト用途に一般に使用される溶媒中の溶解性が実証された。
バイアル(2)において、2.5ミリグラムの未処理のpBEBA−2,4−DBP−CHVE(4.8kDa)を100マイクロリットルのテトラヒドロフラン(THF)中に溶解した。
バイアル(3)において、2.5ミリグラムのpBEBA−2,4−DBP−CHVE(4.8kDa)を100マイクロリットルのTHF中に溶解した。バイアルを約50マイクロリットルの濃縮したトリフルオロ酢酸でさらに処理し、その時にバイアルの含有物は赤くなった。
バイアル(4)において、バイアル(2)からの50マイクロリットルの未処理のストック溶液を、300マイクロリットルの水中の0.26NのTMAHに加え、その時に不溶性ポリマーの厚い沈殿物が形成した。このことは、未処理のpBEBA−2,4−DBP−CHVEが、水酸化テトラメチルアンモニウム(本明細書以下、TMAH)水溶液中で不溶性であることを示す(THFは0.26NのTMAH水溶液と混合できる)。
バイアル(5)において、バイアル(3)からの50マイクロリットルの酸処理したポリマー溶液の0.26NのTMAH水溶液への添加により、透明で橙色の溶液が生じ、酸処理(および断片化した)pBEBA−2,4−DBP−CHVEがTMAH水溶液中で可溶性であることが実証された。
バイアル(4)の沈殿物を濾過によって単離し、NMRにより分析し、沈殿物がインタクトなpBEBA−2,4−DBP−CHVEポリマー(a)であることが示された。バイアル(5)の含有物を液体クロマトグラフィー−質量分析(LC−MS)により分析し、組み込みにより3つの主要な化合物が、[1,1’:3’,1’’−テルフェニル]−4,4’,4’’−トリオール(a)、ベンズアルデヒド(b)(塊は見えなかったが、識別はNMRにより確認された)、および4’’,5’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−[1,1’:2’,1’’:2’’,1’’’−クアテルフェニル]−4,4’,4’’’,5’’−テトラオールのいくつかのアイソマー(c)(これは[1,1’:3’,1’’−テルフェニル]−4,4’,4’’−トリオールの酸化生成物である)であることが示された。250nmにて化合物(a)、(b)および(c)の一緒のLCトレースの組み込みは、LCトレースの全組み込みの>96%であると決定された。

Claims (10)

  1. 構造
    (式中、
    およびRの各存在は独立して水素、非置換もしくは置換されたC1−18直鎖もしくは分枝アルキル、非置換もしくは置換されたC3−18シクロアルキル、非置換もしくは置換されたC6−18アリール、または非置換もしくは置換されたC3−18ヘテロアリールであり;
    およびRは任意に互いに共有結合して、−R−C−R−を含む環を形成し;
    Ar、Ar、およびArの各存在は独立して非置換もしくは置換されたC6−18アリーレン、または非置換もしくは置換されたC3−18ヘテロアリーレンであり;ただし、Ar、Ar、およびArの少なくとも1つの存在は、ヒドロキシル、アセタール、ケタール、エステル、およびラクトンから選択される少なくとも1つの官能基で置換される)
    を有する複数の繰り返し単位を含むポリマー。
  2. 少なくとも1つの繰り返し単位において、Ar、ArおよびArの少なくとも1つは少なくとも1つのヒドロキシルで置換される、請求項1に記載のポリマー。
  3. Ar、Ar、およびArの各存在は独立して1,3−フェニレンまたは1,4−フェニレンである、請求項1に記載のポリマー。
  4. ArおよびAr−O−C−O−結合を介して共有結合する以外に互いにさらに共有結合して−Ar−O−C−O−Ar−を含む環構造を形成しない、請求項1〜3のいずれかに記載のポリマー。
  5. の各存在は水素であり、
    の各存在は非置換または置換されたフェニルである、
    請求項1〜4のいずれかに記載のポリマー。
  6. 繰り返し単位のいずれか
    内の構造
    が、
    からなる群から選択される、請求項1に記載のポリマー。
  7. 繰り返し単位のいずれか
    内の構造
    が、
    からなる群から選択される、請求項1〜6のいずれかに記載のポリマー。
  8. (式中、R101は水素またはヒドロキシルであり、R101が水素である場合、R102はヒドロキシルであり、またはR101がヒドロキシである場合、R102は水素である);
    (式中、R201は水素または−OCHVEであり、R201が水素である場合、R202は−OCHVEであり、またはR201が−OCHVEである場合、水素であり、ここで、−OCHVEは
    である);
    (式中、R301は−O−C(=O)−CHまたは−OCHVEであり、R301が−OC(=O)−CHである場合、R302は−OCHVEであり、R301が−OCHVEである場合、−OC(=O)−CHである);
    (式中、R401はヒドロキシルまたは−OCHVEであり、R201がヒドロキシルである場合、R402は−OCHVEであり、またはR401が−OCHVEである場合、ヒドロキシルである);
    (式中、R501は水素またはヒドロキシルであり、R501が水素である場合、R502はヒドロキシルであり、またはR501がヒドロキシルである場合、R502は水素である);
    (式中、R601は水素または−OCHVEであり、R601が水素である場合、R602は−OCHVEであり、またはR601が−OCHVEである場合、水素である);
    (式中、R701は水素またはヒドロキシルであり、R701が水素である場合、R702はヒドロキシルであり、またはR701がヒドロキシルである場合、R702は水素である);
    (式中、R801は水素または−OCHVEであり、R801が水素である場合、R802は−OCHVEであり、またはR801が−OCHVEである場合、水素である);
    (式中、R901は水素またはヒドロキシルであり、R901が水素である場合、R902はヒドロキシルであり、またはR901がヒドロキシルである場合、R902は水素である);
    (式中、R1001は水素または−OCHVEであり、R1001が水素である場合、R1002は−OCHVEであり、またはR1001が−OCHVEである場合、水素である);
    (式中、R1101は水素または−O−CH−C(=O)−O−Adであり、R1101が水素である場合、R1102は−O−CH−C(=O)−O−Adであり、またはR1101が−O−CH−C(=O)−O−Adである場合、水素であり、
    ここで、−O−CH−C(=O)−O−Adは
    である);
    およびこれらの組合せから選択される複数の繰り返し単位を含む、請求項1に記載のポリマー。
  9. ArおよびArの各存在は1,4−フェニレンであり;
    Arの各存在は非置換または置換された1,3−フェニレンであり、複数の繰り返し単位の少なくとも40モルパーセントにおいて、Arは少なくとも1つのヒドロキシルで置換され;
    の各存在は水素であり;
    の各存在はフェニルである、
    請求項1に記載のポリマー。
  10. 請求項1〜9のいずれかに記載のポリマーを含む、物品。
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