JP6498127B2 - 光塩基発生剤 - Google Patents

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Description

本発明は光照射によって塩基を発生させる光塩基発生剤に関する。さらに詳しくは光照射によって発生する塩基を利用して硬化させる材料(たとえば、コーティング剤や塗料)、又は露光部、未露光部の現像液への溶解性差を利用したパターニングを経て形成される製品若しくは部材(たとえば、電子部品、光学製品、光学部品の形成材料、層形成材料又は接着剤)の製造に好適に用いられる光塩基発生剤に関する。
露光によって塩基を発生する光塩基発生剤として、第1級アミン又は第2級アミンを発生させる光塩基発生剤、強塩基(第3級アミン、pKa8〜11)や超強塩基(グアニジンやアミジン等、pKa11〜13)を発生させる光塩基発生剤(特許文献1〜7及び非特許文献1〜2等)などの様々な光塩基発生剤が知られている。
しかしながら、特許文献1及び非特許文献1に記載の光塩基発生剤は発生する塩基の塩基性が低く(pKa<8)、重合反応用や架橋反応用の触媒としては活性が低く適さない。またこれらのアミンは活性水素原子をもつので、エポキシドやイソシアネートの重合反応や架橋反応に用いると、自らが反応してしまうため、十分な反応を行うためには多量の光塩基発生剤が必要となるという問題があった。
また、特許文献2〜5及び非特許文献2等の塩基発生剤は、光に対する活性が低く、また光増感剤の併用効果も低いため、エポキシドやイソシアネートの重合反応や架橋反応の光潜在性の塩基触媒としては、性能が低いという問題点を有していた。
このような状況下、エポキシ樹脂を十分に硬化させるための触媒活性を有する光塩基発生剤、すなわち、従来の光塩基発生剤よりも、光に対する感度の向上した光塩基発生剤の開発が望まれている。
特開平10−7709号公報 特開2005−107235号公報 特開2005−264156号公報 特開2007−119766号公報 特開2009−280785号公報 WO2005−014696号公報 WO2009−122664号公報
光応用技術・材料事典、株式会社産業技術サービスセンター、2006年、130頁 J.Photopolym.Sci.Tech.,vol.19.,No.1(81)2006
本発明が解決しようとする課題は、従来の光塩基発生剤よりも光に対する感度が高い光塩基発生剤及び当該塩基発生剤を含有する感光性樹脂組成物を提供することにある。
本発明者らは、前記問題点を解決すべく鋭意研究した結果、優れた特性を有する光塩基発生剤を見出すに至った。
すなわち本発明は、一般式(1)で表される塩を含有することを特徴とする光塩基発生剤である。
Figure 0006498127
〔式(1)中、R〜Rは互いに独立して、下記一般式(2)で表される基、炭素数1〜18のアルキル基またはArであるが、但し、少なくとも1つが、下記一般式(2)で表される基であり、Arは、炭素数6〜14(以下の置換基の炭素数は含まない)のアリール基であって、アリール基中の水素原子の一部が、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基、炭素数6〜14のアリール基、ニトロ基、水酸基、シアノ基、−OR39で表されるアルコキシ基若しくはアリールオキシ基、R40CO−で表されるアシル基、R41COO−で表されるアシロキシ基、−SR42で表されるアルキルチオ基若しくはアリールチオ基、−NR4344で表されるアミノ基、又はハロゲン原子で置換されていてもよく、R39〜R42は炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数6〜14のアリール基、R43及びR44は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数6〜14のアリール基であり;式(2)中、(D)は少なくとも片方がホウ素元素と結合する2価の基であり、Arは上記Arと同じであり、Qは1価のオニウムカチオンである。〕
Figure 0006498127
更に本発明は、上記記載の光塩基発生剤と塩基反応性化合物とを含有することを特徴とする光硬化性組成物である。
更に本発明は、上記光硬化性組成物を硬化して得られることを特徴とする硬化体である。
本発明の光塩基発生剤は、光を感光して効率よく触媒活性の高いアミン(第3級アミンやアミジン、グアニジン等)を発生させることができる。
また、本発明の光塩基発生剤は、カウンターアニオンとしてハロゲンイオン等を含まないため、金属腐食の懸念がない。
また、本発明の光塩基発生剤は、感光前において、塩基性がないため、反応性組成物中に含有させておいても、反応性組成物の貯蔵安定性を低下するということがない。
また、本発明の光塩基発生剤は、熱に対しても安定であり、光を照射しない限り、加熱しても塩基を発生しにくい。
また、本発明の光硬化性組成物を使った硬化物の製造方法によると、上記の光塩基発生剤を用い、光を照射することで、効率よく触媒活性の高いアミン(第3級アミンやアミジン、グアニジン等)を発生させることができ、効率よく硬化物を製造することができる。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
光塩基発生剤とは、光照射によりその化学構造が分解し、塩基(アミン)を発生するものをいう。発生した塩基は、エポキシ樹脂の硬化反応、ポリイミド樹脂の硬化反応、イソシアネートとポリオールのウレタン化反応、アクリレートの架橋反応等の触媒として作用することができる。
本発明の光塩基発生剤は、一般式(1)で表される塩を含有することを特徴とする。
Figure 0006498127
〔式(1)中、R〜Rは互いに独立して、下記一般式(2)で表される基、炭素数1〜18のアルキル基またはArであるが、但し、少なくとも1つが、下記一般式(2)で表される基であり、Arは、炭素数6〜14(以下の置換基の炭素数は含まない)のアリール基であって、アリール基中の水素原子の一部が、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基、炭素数6〜14のアリール基、ニトロ基、水酸基、シアノ基、−OR39で表されるアルコキシ基若しくはアリールオキシ基、R40CO−で表されるアシル基、R41COO−で表されるアシロキシ基、−SR42で表されるアルキルチオ基若しくはアリールチオ基、−NR4344で表されるアミノ基、又はハロゲン原子で置換されていてもよく、R39〜R42は炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数6〜14のアリール基、R43及びR44は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数6〜14のアリール基であり;式(2)中、(D)は少なくとも片方がホウ素元素と結合する2価の基であり、Arは上記Arと同じであり、Qは1価のオニウムカチオンである。〕
一般式(1)中、R〜Rにおける、炭素数1〜18のアルキル基としては、直鎖アルキル基(メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−オクチル、n−デシル、n−ドデシル、n−テトラデシル、n−ヘキサデシル及びn−オクタデシル等)、分岐アルキル基(イソプロピル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル、イソヘキシル、2−エチルヘキシル及び1,1,3,3−テトラメチルブチル等)、シクロアルキル基(シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル及びシクロヘキシル等)及び架橋環式アルキル基(ノルボルニル、アダマンチル及びピナニル等)が挙げられる。
これらのうち、好ましくは炭素数1〜8の直鎖又は分岐アルキル基、シクロアルキル基、さらに好ましくは炭素数2〜8の直鎖アルキル基、炭素数3〜8の分岐アルキル基、炭素数5〜6のシクロアルキル基である。
一般式(1)中、R〜Rにおける、炭素数6〜14(以下の置換基の炭素数は含まない)のアリール基としては、単環式アリール基(フェニル等)、縮合多環式アリール基(ナフチル、アントラセニル、フェナンスレニル、アントラキノリル、フルオレニル及びナフトキノリル等)及び芳香族複素環炭化水素基(チエニル、フラニル、ピラニル、ピロリル、オキサゾリル、チアゾリル、ピリジル、ピリミジル、ピラジニル等単環式複素環;及びインドリル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾチエニル、イソベンゾチエニル、キノリル、イソキノリル、キノキサリニル、キナゾリニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、キサンテニル、チアントレニル、フェノキサジニル、フェノキサチイニル、クロマニル、イソクロマニル、クマリニル、ジベンゾチエニル、キサントニル、チオキサントニル、ジベンゾフラニル等縮合多環式複素環)が挙げられる。
アリール基としては、以上の他に、アリール基中の水素原子の一部が炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基、炭素数6〜14のアリール基、ニトロ基、水酸基、シアノ基、−OR39で表されるアルコキシ基若しくはアリールオキシ基、R40CO−で表されるアシル基、R41COO−で表されるアシロキシ基、−SR42で表されるアルキルチオ基若しくはアリールチオ基、−NR4344で表されるアミノ基、又はハロゲン原子で置換されていてもよい。
これらのうち、好ましくはフェニル、ナフチル、アントラセニル、フェナンスレニル、アントラキノリル、キサンテニル、チアントレニル、フェノキサチイニル、クロマニル、イソクロマニル、クマリニル、キサントニル、チオキサントニルであり、さらに好ましくはフェニル、ナフチル、アントラセニル、フェナンスレニルである。
上記置換基において、炭素数2〜18のアルケニル基としては、直鎖又は分岐のアルケニル基(ビニル、アリル、1−プロペニル、2−プロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、1−メチル−1−プロペニル、1−メチル−2−プロペニル、2−メチル−1−プロペニル及び2−メチル−2−プロぺニル等)、シクロアルケニル基(2−シクロヘキセニル及び3−シクロヘキセニル等)及びアリールアルケニル基(スチリル及びシンナミル等)が挙げられる。
上記置換基において、炭素数2〜18のアルキニル基としては、直鎖又は分岐のアルキニル基(エチニル、1−プロピニル、2−プロピニル、1−ブチニル、2−ブチニル、3−ブチニル、1−メチル−2−プロピニル、1,1−ジメチル−2−プロピニル、1−ぺンチニル、2−ペンチニル、3−ペンチニル、4−ペンチニル、1−メチル−2−ブチニル、3−メチル−1−ブチニル、1−デシニル、2−デシニル、8−デシニル、1−ドデシニル、2−ドデシニル及び10−ドデシニル等)及びアリールアルキニル基(フェニルエチニル等)が挙げられる。アルキニル基としては、以上の他に、アルキニル基の水素原子の一部を水酸基、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン原子、炭素数1〜18のアルコキシ基及び/又は炭素数1〜18のアルキルチオ基等で置換した置換アルキニル基を用いてもよい。
上記置換基において、−OR39で表されるアルコキシ基、R40CO−で表されるアシル基、R41COO−で表されるアシロキシ基、−SR42で表されるアルキルチオ基、−NR4344で表されるアミノ基の、R39〜R42としては炭素数1〜8のアルキル基が挙げられ、具体的には上記のアルキル基のうち炭素数1〜8のアルキル基が挙げられる。
上記置換基において、−OR39で表されるアリールオキシ基、R40CO−で表されるアシル基、R41COO−で表されるアシロキシ基、−SR42で表されるアリールチオ基、−NR4344で表されるアミノ基の、R39〜R42としては炭素数6〜14のアリール基が挙げられ、具体的には上記の炭素数6〜14のアリール基が挙げられる。
−OR39で表されるアルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、iso−プロポキシ、n−ブトキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、n−ペントキシ、iso−ペントキシ、neo−ペントキシ及び2−メチルブトキシ等が挙げられる。
−OR23で表されるアリールオキシ基としては、フェノキシ、ナフトキシ等が挙げられる。
40CO−で表されるアシル基としては、アセチル、プロパノイル、ブタノイル、ピバロイル及びベンゾイル等が挙げられる。
41COO−で表されるアシロキシ基としては、アセトキシ、ブタノイルオキシ及びベンゾイルオキシ等が挙げられる。
−SR42で表されるアルキルチオ基としては、メチルチオ、エチルチオ、ブチルチオ、ヘキシルチオ及びシクロヘキシルチオ等が挙げられる。
−SR42で表されるアリールチオ基としては、フェニルチオ、ナフチルチオ等が挙げられる。
−NR4344で表されるアミノ基としては、メチルアミノ、エチルアミノ、プロピルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、メチルエチルアミノ、ジプロピルアミノ、ジプロピルアミノ及びピペリジノ等が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
これら置換基のうち、塩の溶剤溶解性の観点から、メトキシ、エトキシ、n−ブトキシ等アルコキシ基、フェノキシ、ナフトキシ等アリールオキシ基、メチルチオ、エチルチオ、ブチルチオアルキルチオ基、フェニルチオ、ナフチルチオ等アリールチオ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が好ましい。
一般式(2)は下記で表され、少なくとも片方がホウ素元素と結合する基である。
Figure 0006498127
一般式(2)中、Arは上記Arで記載したものと同じものが挙げられる。
Arのうち、光分解性の観点から、上記ArとArが有する最大吸収波長を比較してより長波長に吸収を有するもの、あるいは上記ArとArの特定波長に対するモル吸光係数(ε)を比較して、ε(Ar)>ε(Ar)の関係にあることが好ましい。ここで、最大吸収波長とはArとArが有するUV吸収スペクトルにおいてモル吸光係数が50以上である最大吸収波長を指す。特定波長とは、光源より照射される光線が有する波長であって、例えばLED光源のような単一波長の光線を照射するものであれば、その波長に対するモル吸光係数(ε)を比較する。高圧水銀灯光源であれば、有効に利用できる光線の波長がi線(365nm)やg線(436nm)であり、その波長に対するモル吸光係数(ε)を比較する。
Arの具体例としては、光増感剤として公知(特開平11−279212号及び特開平09−183960号等)のものから選ばれる構造が好ましい。
好ましいArとArの組み合わせとしては、たとえばフェニル・アントラセニル、フェニル・アントラキノニル、フェニル・チオキサントニル、フェニル・ベンゾキノニル、フェニル・ナフトキノニル、フェニル基・ピレニル、フェニル基・ペリレニル、フェニル基・テトラセニル、フェニル基・フェノチアジニル、フェニル基・キサントニル、フェニル基・4−ベンゾイル−フェニルチオフェニル、フェニル基・カルバゾリル、フェニル基・クリセニル、フェニル基・フェナントレニル、ナフチル・アントラセニル、ナフチル・キサントニル等が挙げられる。
一般式(2)中、(D)はホウ素元素と上記Arとを結合させる2価の基であり、具体的には、置換基を有していても良い炭素数1〜18のアルキレン、炭素数2〜18のアルケニレン、炭素数2〜18のアルキニレン、ヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数6〜14のアリーレンのほか、エーテル、スルフィド、ケトン、イミン、スルホキシド、スルホン、アミド、イミド、カルボン酸エステル、チオカルボン酸エステル、炭酸エステル、酸無水物、ウレア、チオウレア、アセタール、チオアセタール、カルボジイミド、カルバモイル、チオカルバモイル、シリレン、シロキシの群から選ばれる基が挙げられる。
(D)のうち、好ましくは炭素数1〜18のアルキレン、ヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数6〜14のアリーレン、エーテル、スルフィド、カルボン酸エステルである。
一般式(1)中、Qは1価のオニウムカチオンである。1価のオニウムカチオンとしては公知のものが挙げられ、具体的にはオキソニウムカチオン、スルホニウムカチオン、アンモニウムカチオン、ホスホニウムカチオン等が挙げられる。光照射により発生させる塩基を触媒とした反応に利用する観点から、アンモニウムカチオン、ホスホニウムカチオンが好ましく、その塩基の強さから、アンモニウムカチオンがより好ましく、さらに好ましくはE−Yであり、塩全体としては一般式(3)で表される。
Figure 0006498127
〔式(3)中、Yは下記一般式(4)〜(6)、(8)で表されるアンモニオ基であり;式(4)中、R〜Rは水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基又は炭素数6〜14のアリール基であり、互いに結合して環構造を形成していてもよく;式(5)中、R〜R15は水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基又は炭素数6〜14のアリール基であり、互いに結合して環構造を有していてもよく、pは0〜6の整数であり;式(6)中、R16〜R18は水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基であり、互いに結合して環構造を形成していてもよく、R’は一般式(7)で表される基であり、qは0〜3の整数であり;式(7)中、R19〜R24は水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基であり、互いに結合して環構造を形成していてもよく;式(8)中、R25〜R27は水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基であり、互いに結合して環構造を形成していてもよく;Eは水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基、又は下記一般式(9)で表される基であり、R28〜R32は互いに独立して、炭素数1〜18のアルキル基、ニトロ基、水酸基、シアノ基、−OR39で表されるアルコキシ基、R40CO−で表されるアシル基、R41COO−で表されるアシロキシ基、−SR42で表されるアルキルチオ基、−NR4344で表されるアミノ基又はハロゲン原子を表し、R28〜R32は同一であっても異なっていてもよく、互いに結合して環構造を形成していてもよく、一般式(9)中、(G)は一般式(10)または一般式(11)で表される2価の基であり、R33〜R36は水素原子、又は炭素数1〜18のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基であり、同一であっても異なっていてもよい。〕
アンモニオ基(Y)は、光照射によって、対応するアミン(Y)となって脱離し、各種反応触媒として機能する。一方、アンモニオ基(Y)は、光照射する前は塩基性がないため、反応性組成物中に含有させておいても反応性組成物の貯蔵安定性が低下するということがない。
アンモニオ基(Y)は、下記一般式(4)〜(6)、(8)の何れかで表される。
Figure 0006498127
Figure 0006498127
Figure 0006498127
Figure 0006498127
Figure 0006498127
一般式(4)におけるR〜Rのうち炭素数1〜18のアルキル基としては、上記のアルキル基と同様であり、炭素数2〜18のアルケニル基としては、上記のアルケニル基と同様であり、炭素数6〜14のアリール基としては、上記のアリール基と同様である。またこれら置換基が互いに結合して環構造を形成していてもよい。
一般式(5)におけるR〜R15のうち炭素数1〜18のアルキル基としては、上記のアルキル基と同様であり、炭素数2〜18のアルケニル基としては、上記のアルケニル基と同様であり、炭素数6〜14のアリール基としては、上記のアリール基と同様である。またこれら置換基が互いに結合して環構造を形成していてもよい。pは0〜6の整数を表す。
一般式(6)におけるR16〜R18のうち炭素数1〜18のアルキル基としては、上記のアルキル基と同様であり、炭素数6〜14のアリール基としては、上記のアリール基と同様である。またこれら置換基が互いに結合して環構造を形成していてもよい。
式(6)中、R’は上記一般式(7)で表される基である。qは0〜3の整数を表す。
式(7)中、R19〜R24のうち炭素数1〜18のアルキル基としては、上記のアルキル基と同様であり、炭素数6〜14のアリール基としては、上記のアリール基と同様である。またこれら置換基が互いに結合して環構造を形成していてもよい。
一般式(8)におけるR25〜R27のうち炭素数1〜18のアルキル基としては、上記のアルキル基と同様であり、炭素数6〜14のアリール基としては、上記のアリール基と同様である。またこれら置換基が互いに結合して環構造を形成していてもよい。
Eは水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基、又は下記一般式(9)で表される基である。
炭素数1〜18のアルキル基としては、上記のアルキル基と同様であり、炭素数2〜18のアルケニル基としては、上記のアルケニル基と同様であり、炭素数2〜18のアルキニル基としては上記のアルキニル基と同様である。
Figure 0006498127
式(9)中、R28〜R32は互いに独立して、炭素数1〜18のアルキル基、ニトロ基、水酸基、シアノ基、−OR39で表されるアルコキシ基、R40CO−で表されるアシル基、R41COO−で表されるアシロキシ基、−SR42で表されるアルキルチオ基、−NR4344で表されるアミノ基又はハロゲン原子を表し、R28〜R32は同一であっても異なっていてもよく、互いに結合して環構造を形成していてもよい。
炭素数1〜18のアルキル基、−OR39で表されるアルコキシ基、R40CO−で表されるアシル基、R41COO−で表されるアシロキシ基、−SR42で表されるアルキルチオ基、−NR4344で表されるアミノ基としては上記と同様である。
式(9)中、(G)は一般式(10)または一般式(11)で表される2価の基であり、R33〜R36は水素原子、又は炭素数1〜18のアルキル基、炭素数6〜18のアリール基であり、同一であっても異なっていてもよい。
Figure 0006498127
一般式(10)または一般式(11)における、R33〜R36は水素原子、又は炭素数1〜18のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基であり、同一であっても異なっていてもよい。炭素数1〜18のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基はそれぞれ上記の炭素数1〜18のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基と同様である。
Eのうち、好ましくは水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数2〜8のアルケニル基、一般式(9)において無置換、炭素数1〜8のアルキル基、ニトロ基、−OR39で表されるアルコキシ基、R40CO−で表されるアシル基、R41COO−で表されるアシロキシ基、−SR42で表されるアルキルチオ基、又はハロゲン原子を置換したものであり、さらに好ましくは一般式(9)において無置換、炭素数1〜8のアルキル基、ニトロ基、−OR39で表されるアルコキシ基、R40CO−で表されるアシル基、−SR42で表されるアルキルチオ基、又はハロゲン原子を置換したものである。
Eのうち、好ましい具体例としては、メチル、エチル、n−ブチル、イソプロピル、tert−ブチル、アリル、2−ブテニル、ベンジル、p−ニトロベンジル、o−ニトロベンジル、2,6−ジニトロベンジル、p−メトキシベンジル、p−ブトキシベンジル、p−フルオロベンジル、p−クロロベンジル、4−ベンゾイルベンジル、4−フェニルチオベンジル、フェナシル、3,4−ジメトキシフェナシル、p−クロロフェナシル、p−ブロモフェナシル等が挙げられる。
一般式(3)中のアンモニオ基(Y)としては、下記一般式(12)〜(18)の群より選ばれる、アミジン、グアニジン、ホスファゼンといった、カチオンが共鳴構造によって安定化可能な基から構成されるアンモニオ基、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、オクチルジメチルアミン及びジイソプロピルエチルアミン等一般的な3級アミンから構成されるアンモニオ基、並びに下記一般式(19)〜(21)の群より選ばれるアンモニオ基が挙げられる。
これらのうち、一般式(12)〜(18)の群より選ばれるアンモニオ基が好ましい。
Figure 0006498127
Figure 0006498127
式(18)中、R37は炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基又は炭素数6〜14のアリール基、R38は炭素数1〜18のアルキル基であり、互いに結合して環構造を形成していてもよい。炭素数1〜18のアルキル基としては、上記で挙げられたアルキル基と同じものが挙げられる。
炭素数2〜18のアルケニル基としては、上記のアルケニル基が挙げられる。
炭素数6〜14のアリール基としては、上記のアリール基が挙げられる。
これらのアンモニオ基(Y)のうち、アミジン骨格を有するカチオン(化学式(12)で表される基)および(化学式(13)で表される基);グアニジン骨格を有するカチオン(化学式(14)で表される基)および(化学式(15)で表される基);ホスファゼン骨格を有するカチオン(化学式(16)で表される基)および(化学式(17)で表される基);1−メチルイミダゾール−3−イル、1,2−ジメチルイミダゾール−3−イル、1−メチル−2−エチルイミダゾール−3−イル、トリオクチルアンモニオ、ジイソプロピルエチルアンモニオ、環状アンモニオ骨格をもつ(化学式(19)で表される基)、(化学式(20)で表される基)及び(化学式(21)で表される基)が好ましく、さらに好ましくはアミジン骨格を有するカチオン(化学式(12)で表される基)および(化学式(13)で表される基)、グアニジン骨格を有するカチオン(化学式(14)で表される基)および(化学式(15)で表される基)ホスファゼン骨格を有するカチオン(化学式(16)で表される基)および(化学式(17)で表される基)、1−メチルイミダゾール−3−イル、1,2−ジメチルイミダゾール−3−イルである。
本発明の光塩基発生剤は、従来の光塩基発生剤に比べ、光に対する感度が向上しているので単独でも充分効果が得られるが、光増感剤と併用してもよい。
光増感剤としては、公知(特開平11−279212号及び特開平09−183960号等)の増感剤等が使用でき、ベンゾキノン{1,4−ベンゾキノン、1,2−ベンゾキノン等};ナフトキノン{1,4−ナフトキノン、1,2−ナフトキノン等};アントラキノン{2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、等};アントラセン{アントラセン、9,10−ジブトキシアントラセン、9,10−ジメトキシアントラセン、9,10−ジエトキシアントラセン、2−エチル−9,10−ジメトキシアントラセン、9,10−ジプロポキシアントラセン等};ピレン;1,2−ベンズアントラセン;ペリレン;テトラセン;コロネン;チオキサントン{チオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−エチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン及び2,4−ジエチルチオキサントン等};フェノチアジン{フェノチアジン、N−メチルフェノチアジン、N−エチルフェノチアジン、N−フェニルフェノチアジン等};キサントン;ナフタレン{1−ナフトール、2−ナフトール、1−メトキシナフタレン、2−メトキシナフタレン、1,4−ジヒドロキシナフタレン、及び4−メトキシ−1−ナフトール等};ケトン{ジメトキシアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、4’−イソプロピル−2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン及び4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルスルフィド等};カルバゾール{N−フェニルカルバゾール、N−エチルカルバゾール、ポリ−N−ビニルカルバゾール及びN−グリシジルカルバゾール等};クリセン{1,4−ジメトキシクリセン及び1,4−ジ−α−メチルベンジルオキシクリセン等};フェナントレン{9−ヒドロキシフェナントレン、9−メトキシフェナントレン、9−ヒドロキシ−10−メトキシフェナントレン及び9−ヒドロキシ−10−エトキシフェナントレン等}等が挙げられる。
特に、電子受容性の観点から、ナフトキノン系、ベンゾフェノン系、キサントン系、アントラキノン系、チオキサントン系の増感剤を使用したときに、高い増感効果が得られるため、好ましい。
本発明の光塩基発生剤は、公知の方法により製造できる。以下の化学反応式で一例を示す。目的の光塩基発生剤に対応した置換基(E)を有する、脱離基(Z)が置換した化合物(H)と、アンモニオ基(Y)に対応するアミン(Y)とを直接又は溶媒中で反応させることにより、Zを対アニオンとするカチオン中間体を得る。このカチオン中間体と、別途公知の方法で製造した目的の光塩基発生剤に対応した置換基を有するボレート金属塩とを有機溶媒もしくは水中でアニオン交換して目的の光塩基発生剤を得ることができる。
Figure 0006498127
[式中、E、Y、は一般式(1)と同様であり、Zは脱離基であり、Zは脱離により生成する対アニオンであり、Yはアンモニウムに相当するアミンであり、Mは金属カチオンである。]
アミン(Y)としては、化学式(22)で示される化合物{1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]−ウンデセン−7(DBU;「DBU」はサンアプロ株式会社の登録商標である。)}、化学式(23)で示される化合物{1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]−ノネン−5(DBN)}、化学式(24)で示される化合物{7−メチル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]−5−デセン}、化学式(25)で示される化合物{2−tert−ブチル−1,1,3,3−テトラメチルグアニジン}、化学式(26)で示される化合物{tert−ブチルイミノ−トリ(ピロリジノ)ホスホラン}、化学式(27)で示される化合物[N−(エチルイミド)−N’ ,N’’−テトラメチル−N’’’ −{トリス(ジメチルアミノ)ホスホラニリデン}リン酸トリアミド]、化学式(28)で示される化合物[各記号は化学式(8)と同じである。たとえば、1−アザビシクロ〔2.2.2〕オクタン{化学式(30)}、3−ヒドロキシ−1−アザビシクロ〔2.2.2〕オクタン{化学式(31)}及び1,4−ジアザビシクロ〔2.2.2〕オクタン{化学式(32)}等環状アミン及びトリアルキルアミン(トリブチルアミン、トリオクチルアミン、オクチルジメチルアミン及びジイソプロピルエチルアミン等)、トリアルケニルアミン(トリアリルアミン等)及びトリアリールアミン(トリフェニルアミン、トリp−トリルアミン及びジフェニルp−トリルアミン等鎖状アミン等)]及び化学式(29)で表される化合物{各記号は化学式(18)と同じである。たとえば1−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、1−メチル−2−エチルイミダゾール}等}が含まれる。
Figure 0006498127
脱離基(Z)としては、ハロゲン原子(塩素原子及び臭素原子等)、スルホニルオキシ基(トリフルオロメチルスルホニルオキシ、4−メチルフェニルスルホニルオキシ及びメチルスルホニルオキシ等)及びアシロキシ(アセトキシ及びトリフルオロメチルカルボニルオキシ等)が含まれる。これらのうち、製造しやすさ等の観点から、ハロゲン原子及びスルホニルオキシ基が好ましい。
溶媒としては、水や有機溶剤を使用できる。有機溶剤としては、炭化水素(ヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン等)、環状エーテル(テトラヒドロフラン及びジオキサン等)、塩素系溶剤(クロロホルム及びジクロロメタン等)、アルコール(メタノール、エタノール及びイソプロピルアルコール等)、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等)、ニトリル(アセトニトリル等)及び極性有機溶剤(ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド及びN−メチルピロリドン等)が含まれる。これらの溶剤は、単独で使用してもよく、また2種以上を併用してもよい。
カチオン中間体の原料となる化合物(H)とアミン(Y)との反応温度(℃)としては、−10〜100が好ましく、さらに好ましくは0〜80である。化合物(G)を有機溶剤に溶解しておいて、これにアミンを加えることが好ましい。アミンの加え方は、滴下してもよいし、有機溶剤で希釈してから滴下してもよい。
上記化合物(H)は公知の方法により製造できる。化合物(H)のうち、芳香環基が置換したα位炭素をハロゲン化(好ましくは臭素化)する場合、ハロゲン(臭素が好ましい)を用いる方法又はラジカル発生剤を併用したN−ブロモスクシンイミドを用いた方法が簡便で好ましい(第4版実験化学講座19日本化学会編p422)。
アニオン成分であるボレート金属塩は公知の方法(例えば、Journal of Polymer Science:PartA:Polymer Chemistry、vol34、2817(1996)等が参考となる)を用いて、アルキル又はアリール有機金属化合物とアルキル又はアリールホウ素化合物、あるいはハロゲン化ホウ素化合物とを有機溶媒中で反応させることにより得られる。用いる有機金属化合物としては、アルキルリチウムやアリールリチウムなどのリチウム化合物、アルキルマグネシウムハライドやアリールマグネシウムハライドなどのマグネシウム化合物(グリニヤール試薬)が好適に用いられる。
ホウ素化合物と有機金属化合物の反応は、−80℃〜100℃、好ましくは−50℃〜50℃、最も好ましくは−30℃〜30℃である。用いる有機溶媒としては、炭化水素(ヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン等)、環状エーテル(テトラヒドロフラン及びジオキサン等)、塩素系溶剤(クロロホルム及びジクロロメタン等)が好適に用いられる。
上記で得られるボレート金属塩は安定性や溶解性の観点からアルカリ金属塩であることが好ましい。グリニヤール試薬で反応させる場合は反応中もしくは反応後に、炭酸水素ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化リチウム等を加え、金属交換を行うことが好ましい。
アニオン交換は、上記で得られたボレート金属塩と、中間体を含む有機溶剤又は水溶液と混合することにより行われる。
なお、中間体を得てから引き続き、アニオン交換を行ってもよいし、中間体を単離・精製してから、再度、有機溶剤に溶解して、アニオン交換を行ってもよい。
以上のようにして得られる光塩基発生剤は、有機溶剤から分離してから精製してもよい。有機溶剤からの分離は、光塩基発生剤を含む有機溶剤溶液に対して直接(又は濃縮した後)、貧溶剤を加えて光塩基発生剤を析出させることにより行うことができる。ここで用いる貧溶剤としては、鎖状エーテル(ジエチルエーテル及びジプロピルエーテル等)、エステル(酢酸エチル及び酢酸ブチル等)、脂肪族炭化水素(へキサン及びシクロヘキサン等)及び芳香族炭化水素(トルエン及びキシレン等)が含まれる。
光塩基発生剤が油状物の場合、析出した油状物を有機溶剤溶液から分離し、さらに油状物に含有する有機溶剤を留去することにより、本発明の光塩基発生剤を得ることができる。一方、光塩基発生剤が固体の場合、析出した固体を有機溶剤溶液から分離し、さらに、固体に含有する有機溶剤を留去することにより、本発明の光塩基発生剤を得ることができる。
精製は、再結晶(冷却による溶解度の差を利用する方法、貧溶剤を加えて析出させる方法及びこれらの併用)によって精製することができる。また、光塩基発生剤が油状物である場合(結晶化しない場合)、油状物を水又は貧溶媒で洗浄する方法により精製できる。
本発明の光塩基発生剤は、潜在性塩基触媒(光が照射される前は、触媒作用はないが、光照射によって塩基触媒の作用を発現する触媒)等に適用でき、塩基反応性化合物、たとえば、光硬化性樹脂組成物等の感光性樹脂組成物の硬化触媒として使用でき、光を照射すると、硬化する光硬化性樹脂組成物用の硬化触媒として好適である。たとえば、塩基で硬化が促進する基本樹脂及び本発明の光塩基発生剤、並びに必要に応じて、溶剤及び/又は添加剤を含んでなる光硬化性樹脂組成物を容易に構成できる。このような光硬化性樹脂組成物は、本発明の光塩基発生剤を含有するため、保存安定性に優れている他、硬化性にも優れている。すなわち、本発明の光塩基発生剤を含有する光硬化性樹脂組成物に光を照射することによって塩基を発生させ、硬化反応を促進させて、硬化物を得ることができる。したがって、このような硬化物の製造方法としては、本発明の光塩基発生剤に対し、光を照射することによって塩基を発生させる工程を含むことが好ましい。なお、硬化反応の際には必要に応じて加熱してもよい。
光照射により発生する塩基で硬化が促進する感光性樹脂組成物は、塩基によって硬化する光硬化性樹脂であれば制限がなく、たとえば、硬化性ウレタン樹脂{(ポリ)イソシアネートと硬化剤(ポリオール及びチオール等)とからなる樹脂等}、硬化性エポキシ樹脂{(ポリ)エポキシドと硬化剤(酸無水物、カルボン酸、(ポリ)エポキシド及びチオール等)とからなる樹脂や、エピクロルヒドリンとカルボン酸とからなる樹脂等}、硬化性アクリル樹脂{アクリルモノマー及び/又はアクリルオリゴマーと硬化剤(チオール、マロン酸エステル及びアセチルアセトナート等)}、ポリシロキサン(硬化して架橋ポリシロキサンとなる。)、ポリイミド樹脂、及び特許文献3に記載された樹脂である。
本発明の光塩基発生剤は、一般的に使用されている高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ及びハイパワーメタルハライドランプ等(例えばUV・EB硬化技術の最新動向、ラドテック研究会編、シーエムシー出版、138頁、2006参照)の他、用途によりLED紫外線照射装置やEB線、エキシマレーザー、Arレーザーといったレーザー光照射装置等が使用できる。
以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されることは意図するものではない。なお、以下特記しない限り、%は重量%を意味する。
製造例1 チオキサントン−3−カルボン酸(中間体a)の合成
(1)2−(フェニルチオ)−テレフタル酸ジメチル(中間体a−1)の合成
窒素置換した反応容器に2−ニトロテレフタル酸ジメチル43g(東京化成製)、DMF100mLを加え、塩氷浴にて−10℃に冷却した。そこへ別途チオフェノール22g、水素化ナトリウム8g、DMF60mLにて調製したナトリウムチオフェノラート溶液を1時間かけて滴下した。室温にて3時間攪拌後、水へ投入した。酢酸エチルで抽出し、水層を除去した後、水洗を3回行い、有機層を濃縮した。濃縮した有機層をヘキサンで処理することにより白色固体45gを得た。H−NMRによりこの白色固体が(中間体a−1)であることを確認した。
(2)2−(フェニルチオ)−テレフタル酸(中間体a−2)の合成
冷却管を取り付けた反応容器に(中間体a−1)を50g、メタノール600mLを加え攪拌した。そこへ水酸化カリウム52gを徐々に加えた。これを3時間還流させ、濃縮した。生じた白色固体に水600gを加え、70℃に加熱し溶解させた。そこへ4N塩酸150g徐々に加えることで固体が析出した。ろ過、乾燥を行い、白色固体40gを得た。1H−NMRによりこの白色固体が(中間体a−2)であることを確認した。
(3)チオキサントン−3−カルボン酸(中間体a)の合成
反応容器に(中間体a−2)27g、ポリリン酸300gを加え、160℃で18時間攪拌した。反応液を攪拌下水3Lへ少しずつ投入し、固体を析出させた。得られた固体をDMF/水にて再結晶を行い、黄色固体20gを得た。H−NMRよりこの黄色固体が(中間体a)であることを確認した。
製造例2 2−メルカプトチオキサントン(中間体b)の合成
反応容器に濃硫酸300mLを加え、そこへジチオサリチル酸(和光純薬製)16gを少しずつ加えた。30分攪拌し氷浴にて5℃に冷却した。そこへチオフェノール120gを滴下した。室温で1時間攪拌した後、80℃にて5時間反応させ、ふたたび室温まで冷却した。80℃の水5Lに対し、反応液を攪拌下少しずつ加えた。室温まで冷却後析出した固体をろ過した。ジオキサン/水にて再結晶することにより黄色固体22gを得た。1H−NMRによりこの固体が(中間体b)であることを確認した。
製造例3 2−ブロモメチルチオキサントン(中間体c)の合成
(1)2−メチルチオキサントン(中間体c−1)
反応容器に濃硫酸70mLを加え、そこへジチオサリチル酸(和光純薬製)10gを加え1時間室温で攪拌した。氷浴で冷却し20℃以下を保ちながらトルエン25gを滴下した。滴下後室温に戻しさらに2時間攪拌を行った。この反応液を氷水800gへ注ぎ込んだ。析出した黄色固体をろ別し、ジクロロメタン200gにて溶解後水洗を行った。有機層を濃縮することで黄色固体9gを得た。H−NMRによりこの黄色固体が中間体(c−1)であることを確認した。
(2)2−ブロモメチルチオキサントンの合成(中間体c)
還流管付反応容器にて、中間体(c−1)2gをシクロヘキサン100mLに溶解し、これにN−ブロモスクシンイミド(和光純薬工業製)8g、過酸化ベンゾイル0.1gを加え還流下4時間反応させた。溶剤を留去し、そこへクロロホルム50mLを加えて残渣を溶解、3回水洗を行った。有機層を濃縮することで褐色固体2gを得た。酢酸エチルにて再結晶を行い、黄色固体1.8gを得た。H−NMRによりこの黄色固体が中間体(c)であることを確認した。
製造例4 カリウム(4−ヒドキシエチルオキシ)フェニルトリフェニルボレート(中間体d)の合成
(1)4−(トリメチルシロキシエチルオキシ)ブロモベンゼン(中間体d−1)の合成
窒素置換した反応容器に4−ブロモフェノキシエタノール15g(東京化成製)、THF200mL、トリエチルアミン8gを加えた。氷浴で冷却しながらトリメチルシリルクロリド(東京化成製)8.5gを滴下した。滴下終了後室温にて2時間反応させ、反応液を水300mLに投入した。酢酸エチル50gで3回抽出し、有機層を水20mLで2回洗浄後、有機層を濃縮し、淡褐色液体19gを得た。これをシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて生成し、無色液体を得た。H−NMRよりこの液体が(中間体d−1)であることを確認した。
(2)カリウム((4−トリメチルシロキシエチルオキシ)フェニルトリフェニルボレート中間体d−2)の合成
窒素置換した4つ口反応容器に0.25molL−1トリフェニルボランテトラヒドロフラン溶液(アルドリッチ製)を100mL加え、−20℃まで冷却した。そこへ(中間体d−1)から常法により作成した1.0molL−1グリニヤール試薬26mLを徐々に滴下した。滴下後室温で2時間攪拌した後、この溶液に飽和炭酸水素カリウム水溶液100mlを加え、有機層を分取し、脱溶剤し、残渣をヘキサンで2回洗浄後の残渣を減圧乾燥し、白色固体を得た。
(3)カリウム(4−ヒドキシエチルオキシ)フェニルトリフェニルボレート(中間体d)の合成
(2)で得られた中間体(d−2)にテトラヒドロフラン100mL加え、そこへフッ化カリウム水溶液を徐々に加えた。一晩攪拌し、飽和炭酸水素カリウム水溶液100mLを加え、さらにジエチルエーテル100mLで3回抽出した。有機層を濃縮し、白色固体7gを得た。1H−NMRによりこの白色固体が(中間体d)であることを確認した。
製造例5 カリウム(4−ヒドキシエチル)フェニルトリフェニルボレート(中間体e)の合成
製造例4に記載の方法に従い、出発原料を代える以外は同様の方法で目的物である中間体eを得た。
製造例6 カリウムスチリルトリフェニルボレート(中間体fの合成)
製造例4中間体d−2の製造において、中間体d−1から調製されるグリニヤール試薬の代わりに、4−ブロモスチレンから常法により作成した1.0molL−1グリニヤール試薬26mLを用いて、製造例4(2)に記載の方法に従い目的物を得た。
製造例7 カリウム3−ブテニル−トリフェニルボレート(中間体gの合成)
製造例4中間体d−2の製造において、中間体d−1から調製されるグリニヤール試薬の代わりに、4−ブロモ−1−ブテンから常法により作成した1.0molL−1グリニヤール試薬26mLを用いて、製造例4(2)に記載の方法に従い目的物を得た。
製造例8 カリウム(4−ヒドキシエチルオキシ)フェニルトリナフチルボレート(中間体h)の合成
製造例4中間体(2)において、0.25molL−1トリフェニルボランテトラヒドロフラン溶液(アルドリッチ製)に代えて、0.25molL−1トリナフチルボラン溶液を以下のように調製した。
窒素置換した反応溶液に三フッ化ホウ素エーテル錯体7.1g、THF100mLを加え、0℃に冷却した。そこへ0.5molL−12−ナフチルマグネシウムブロミドTHF溶液(アルドリッチ製)100mLを滴下した。滴下後室温にて6時間反応させヘキサン100mLを加え濾過を行った。有機層を濃縮し白色固体を得た。これにTHF200mLを加え、0.25molL−1トリナフチルボランテトラヒドロフラン溶液とした。
以上0.25molL−1トリナフチルボランテトラヒドロフラン溶液を用いる以外は製造例4記載の方法に従い目的物を得た。
製造例9 2−メルカプトメチルチオキサントン(中間体i)の合成
製造例3で得られた(中間体c)15gをDMF150mLに溶解させ、そこへチオ酢酸カリウム(和光純薬製)7gを加え室温下6時間攪拌した。反応液を水500gへ投入し酢酸エチルで抽出した。有機層を濃縮して得られた黄色固体6gをメタノール80mLに溶解させ、そこへ炭酸カリウム4gを加えた。室温で1時間攪拌後1NHCL20mLを加えた。析出した固体をクロロホルム100mLに溶解させ、有機層を水洗し、濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、黄色固体5gを得た。H−NMRよりこの黄色固体が(中間体i)であることを確認した。
製造例10 カリウム塩A−1の合成
反応容器に製造例4で得られた(中間体d)10gをDMF50mLに溶解させ、そこへ水酸化カリウム2gを加え攪拌した。そこへ製造例3で得られた(中間体c)8gをDMF50mLに溶解させたものを徐々に加えた。20時間攪拌後反応液を水500mLへ注ぎ、析出した黄色固体をろ過した。減圧下乾燥後11gの黄色固体を得た。H−NMRよりこの黄色固体がカリウム塩A−1であることを確認した。
製造例11 カリウム塩A−2の合成
反応容器に製造例1で得られた(中間体a)15g、ジオキサン20mL、塩化チオニル20mLを加え、還流下6時間反応させた。室温まで冷却後反応液を濃縮し、残渣にジクロロメタン50mLを加え、そこへ製造例4で得られた(中間体d)20gとジメチルアミノピリジン(東京化成製)0.5gとトリエチルアミン50mLとジクロロメタン50mLから調製した溶液を加えた。室温下で20時間反応させ、反応液を濃縮した。そこへジクロロメタン100mL加え、1N塩酸で2回洗浄後有機層を濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、黄色固体10gを得た。H−NMRよりこの黄色固体がカリウム塩A−2であることを確認した。
製造例12 カリウム塩A−3の合成
製造例10において、(中間体d)10gに代えて(中間体e)10gとする以外は製造例10に記載の方法に従い、目的物を得た。H−NMRよりこの黄色固体がカリウム塩A−3であることを確認した。
製造例13 カリウム塩A−4の合成
製造例11において、(中間体d)20gに代えて(中間体e)20gとする以外は製造例11に記載の方法に従い、目的物を得た。H−NMRよりこの黄色固体がカリウム塩A−4であることを確認した。
製造例14 カリウム塩A−5の合成
反応容器に(中間体b)3g、(中間体f)4g、シクロヘキサン100mLを加え、加熱還流下24時間反応させた。これを濃縮し、得られた褐色固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製して黄色固体を得た。H−NMRよりこの黄色固体がカリウム塩A−5であることを確認した。
製造例15 カリウム塩A−6の合成
製造例14において、(中間体f)4gに代えて(中間体g)3gとする以外は製造例14に記載の方法に従い、目的物を得た。H−NMRよりこの黄色固体がカリウム塩A−6であることを確認した。
製造例16 カリウム塩A−7の合成
製造例10において、(中間体d)10gに代えて(中間体h)14gとする以外は製造例10に記載の方法に従い、目的物を得た。H−NMRよりこの黄色固体がカリウム塩A−7であることを確認した。
製造例17 カリウム塩A−8の合成
製造例11において、(中間体d)10gに代えて(中間体h)14gとする以外は製造例11に記載の方法に従い、目的物を得た。H−NMRよりこの黄色固体がカリウム塩A−8であることを確認した。
製造例18 カリウム塩A−9の合成
製造例11において、(中間体a)15gに代えてアントラキノン−2−カルボン酸(東京化成製)13gとする以外は製造例11に記載の方法に従い、目的物を得た。H−NMRよりこの淡黄色固体がカリウム塩A−9であることを確認した。
製造例19 カリウム塩A−10の合成
製造例11において、(中間体d)20gに代えて(中間体e)20gとし、(中間体a)15gに代えてアントラキノン−2−カルボン酸(東京化成製)13gとする以外は製造例11に記載の方法に従い、目的物を得た。H−NMRよりこの淡黄色固体がカリウム塩A−10であることを確認した。
製造例20 カリウム塩A−11の合成
製造例14において、(中間体b)3gに代えて(中間体i)3gとする以外は製造例14に記載の方法に従い、目的物を得た。H−NMRよりこの黄色固体がカリウム塩A−11であることを確認した。
実施例1 化合物B−1の合成
(1)中間体(CA−1塩化物)の合成
クロロホルム100gに塩化ベンジル23gを溶解させ、これに1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(DBU、サンアプロ製)27gを滴下し、室温下で攪拌した。2時間後、HPLCで原料の消失を確認し、中間体(CA−1塩化物)の50%クロロホルム溶液を得た。
(2)化合物B−1の合成
(1)で得た、中間体(CA−1塩化物)の50%クロロホルム溶液10gに製造例10で得られた(カリウム塩A−1)11g、イオン交換水50gを加え、室温で3時間攪拌した。有機層をイオン交換水50gで3回洗浄した。有機層を濃縮し、溶媒を蒸発させた後、残渣をシリカゲルのクロマトグラフィーに付して、黄色固体を得た。H−NMRによりこの黄色固体が化合物B−1であることを確認した。化合物B−1の構造は表1に記載した。
実施例2 化合物B−2の合成
実施例1において、(カリウム塩A−1)11gの代わりに、製造例11で得られた(カリウム塩A−2)12gを用いる以外は実施例1に記載された方法に従って調製した。化合物B−2の構造は表1に記載した。
実施例3 化合物B−3の合成
実施例1において、(カリウム塩A−1)11gの代わりに、製造例12で得られた(カリウム塩A−3)11gを用いる以外は実施例1に記載された方法に従って調製した。化合物B−3の構造は表1に記載した。
実施例4 化合物B−4の合成
実施例1において、(カリウム塩A−1)11gの代わりに、製造例13で得られた(カリウム塩A−4)11gを用いる以外は実施例1に記載された方法に従って調製した。化合物B−4の構造は表1に記載した。
実施例5 化合物B−5の合成
ナ実施例1において、(カリウム塩A−1)11gの代わりに、製造例14で得られた(カリウム塩A−5)11gを用いる以外は実施例1に記載された方法に従って調製した。化合物B−5の構造は表1に記載した。
実施例6 化合物B−6の合成
実施例1において、(カリウム塩A−1)11gの代わりに、製造例15で得られた(カリウム塩A−6)10gを用いる以外は実施例1に記載された方法に従って調製した。化合物B−6の構造は表1に記載した。
実施例7 化合物B−7の合成
実施例1において、(カリウム塩A−1)11gの代わりに、製造例16で得られた(カリウム塩A−7)14gを用いる以外は実施例1に記載された方法に従って調製した。化合物B−7の構造は表1に記載した。
実施例8 化合物B−8の合成
実施例1において、(カリウム塩A−1)11gの代わりに、製造例17で得られた(カリウム塩A−8)14gを用いる以外は実施例1に記載された方法に従って調製した。化合物B−8の構造は表1に記載した。
実施例9 化合物B−9の合成
実施例1において、(カリウム塩A−1)11gの代わりに、製造例18で得られた(カリウム塩A−9)12gを用いる以外は実施例1に記載された方法に従って調製した。化合物B−9の構造は表1に記載した。
実施例10 化合物B−10の合成
実施例1において、(カリウム塩A−1)11gの代わりに、製造例19で得られた(カリウム塩A−10)11gを用いる以外は実施例1に記載された方法に従って調製した。化合物B−10の構造は表1に記載した。
実施例11 化合物B−11の合成
実施例1において、(カリウム塩A−1)11gの代わりに、製造例20で得られた(カリウム塩A−11)11gを用いる以外は実施例1に記載された方法に従って調製した。化合物B−11の構造は表1に記載した。
実施例12〜実施例22 化合物B−12〜化合物B−22の合成
(1)中間体(CA−2塩化物)の合成
実施例1の中間体(CA−1塩化物)の合成において、DBU17gに代えて1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン(DBN、サンアプロ製)14gとする以外は中間体(CA−1塩化物)の合成に記載された方法に従って調製し、中間体(CA−2塩化物)の50%クロロホルム溶液を得た。
(2)化合物B−12〜化合物B−22の合成
実施例1〜11において、それぞれ中間体(CA−1塩化物)を中間体(CA−2塩化物)に代える以外は実施例1〜11に記載の方法にて目的物を得た。H−NMRにより各々の化合物が目的物であることを確認した。化合物B−12〜化合物B−22の構造は表1に記載した。
実施例23〜実施例33 化合物B−23〜化合物B−33の合成
(1)中間体(CA−3塩化物)の合成
実施例1の中間体(CA−1塩化物)の合成において、DBU17gに代えて1−メチルイミダゾール(東京化成製)10gとする以外は中間体(CA−1塩化物)の合成に記載された方法に従って調製し、中間体(CA−3塩化物)の50%クロロホルム溶液を得た。
(2)化合物B−23〜化合物B−33の合成
実施例1〜11において、それぞれ中間体(CA−1塩化物)を中間体(CA−3塩化物)に代える以外は実施例1〜11に記載の方法にて目的物を得た。H−NMRにより各々の化合物が目的物であることを確認した。化合物B−23〜化合物B−33の構造は表1に記載した。
実施例34〜実施例44 化合物B−34〜化合物B−44の合成
(1)中間体(CA−4臭化物)の合成
実施例1の中間体(CA−1塩化物)の合成において、塩化ベンジル23gをフェナシルブロミド(東京化成製)37gとする以外は中間体(CA−1塩化物)の合成に記載された方法に従って調製し、中間体(CA−4臭化物)の50%クロロホルム溶液を得た。
(2)化合物B−34〜化合物B−44の合成
実施例1〜11において、それぞれ中間体(CA−1塩化物)を中間体(CA−4臭化物)に代える以外は実施例1〜11に記載の方法にて目的物を得た。H−NMRにより各々の化合物が目的物であることを確認した。化合物B−34〜化合物B−44の構造は表1に記載した。
実施例45〜実施例55 化合物B−45〜化合物B−55の合成
(1)中間体(CA−5臭化物)の合成
実施例31の中間体(CA−4臭化物)の合成において、DBU17gに代えてDBN14gとする以外は中間体(CA−4臭化物)の合成に記載された方法に従って調製し、中間体(CA−5臭化物)の50%クロロホルム溶液を得た。
(2)化合物B−45〜化合物B−55の合成
実施例1〜11において、それぞれ中間体(CA−1塩化物)を中間体(CA−5臭化物)に代える以外は実施例1〜11に記載の方法にて目的物を得た。H−NMRにより各々の化合物が目的物であることを確認した。化合物B−45〜化合物B−55の構造は表1に記載した。
実施例56〜実施例66 化合物B−56〜化合物B−66の合成
(1)中間体(CA−6臭化物)の合成
実施例31の中間体(CA−4臭化物)の合成において、DBU17gに代えて1−メチルイミダゾール(東京化成製)10gとする以外は中間体(CA−4臭化物)の合成に記載された方法に従って調製し、中間体(CA−6臭化物)の50%クロロホルム溶液を得た。
(2)化合物B−56〜化合物B−66の合成
実施例1〜11において、それぞれ中間体(CA−1塩化物)を中間体(CA−6臭化物)に代える以外は実施例1〜11に記載の方法にて目的物を得た。H−NMRにより各々の化合物が目的物であることを確認した。化合物B−56〜化合物B−66の構造は表1に記載した。
実施例67〜実施例77 化合物B−67〜化合物B−77の合成
(1)中間体(CA−7塩化物)の合成
実施例1の中間体(CA−1塩化物)の合成において、DBU17gに代えて7−メチル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]−5−デセン(東京化成製)17gとする以外は中間体(CA−1塩化物)の合成に記載された方法に従って調製し、中間体(CA−7塩化物)の50%クロロホルム溶液を得た。
(2)化合物B−67〜化合物B−77の合成
実施例1〜11において、それぞれ中間体(CA−1塩化物)を中間体(CA−7塩化物)に代える以外は実施例1〜11に記載の方法にて目的物を得た。H−NMRにより各々の化合物が目的物であることを確認した。化合物B−67〜化合物B−77の構造は表1に記載した。
実施例78〜実施例88 化合物B−78〜化合物B−88の合成
(1)中間体(CA−8塩化物)の合成
実施例1の中間体(CA−1塩化物)の合成において、DBU17gに代えて2−tert−ブチル−1,1,3,3−テトラメチルグアニジン(アルドリッチ製)19gとする以外は中間体(CA−1塩化物)の合成に記載された方法に従って調製し、中間体(CA−8塩化物)の50%クロロホルム溶液を得た。
(2)化合物B−78〜化合物B−88の合成
実施例1〜11において、それぞれ中間体(CA−1塩化物)を中間体(CA−8塩化物)に代える以外は実施例1〜11に記載の方法にて目的物を得た。H−NMRにより各々の化合物が目的物であることを確認した。化合物B−78〜化合物B−88の構造は表1に記載した。
実施例89〜実施例99 化合物B−89〜化合物B−99の合成
(1)中間体(CA−9塩化物)の合成
実施例1の中間体(CA−1塩化物)の合成において、DBU17gに代えてtert−ブチルイミノ−トリ(ピロリジノ)ホスホラン(アルドリッチ製)35gとする以外は中間体(CA−1塩化物)の合成に記載された方法に従って調製し、中間体(CA−9塩化物)の50%クロロホルム溶液を得た。
(2)化合物B−89〜化合物B−99の合成
実施例1〜11において、それぞれ中間体(CA−1塩化物)を中間体(CA−9塩化物)に代える以外は実施例1〜11に記載の方法にて目的物を得た。H−NMRにより各々の化合物が目的物であることを確認した。化合物B−89〜化合物B−99の構造は表1に記載した。
実施例100〜実施例110 化合物B−100〜化合物B−110の合成
(1)中間体(CA−10塩化物)の合成
実施例1の中間体(CA−1塩化物)の合成において、DBU17gに代えてN−(エチルイミド)−N’ ,N’’−テトラメチル−N’’’ −{トリス(ジメチルアミノ)ホスホラニリデン}リン酸トリアミド(アルドリッチ製)35gとする以外は中間体(CA−1塩化物)の合成に記載された方法に従って調製し、中間体(CA−10塩化物)の50%クロロホルム溶液を得た。
(2)化合物B−100〜化合物B−110の合成
実施例1〜11において、それぞれ中間体(CA−1塩化物)を中間体(CA−10塩化物)に代える以外は実施例1〜11に記載の方法にて目的物を得た。H−NMRにより各々の化合物が目的物であることを確認した。化合物B−100〜化合物B−110の構造は表1に記載した。
Figure 0006498127
Figure 0006498127
Figure 0006498127
比較例1 下記光塩基発生剤(H−1)の合成
特許文献7(WO2009−122664号公報)に記載の方法に従って、合成した。
Figure 0006498127
比較例2 下記光塩基発生剤(H−2)の合成
特許文献7(WO2009−122664号公報)に記載の方法に従って、合成した。
Figure 0006498127
比較例3 下記光塩基発生剤(H−3)の合成
特許文献7(WO2009−122664号公報)に記載の方法に従って、合成した。
Figure 0006498127
比較例4 下記光塩基発生剤(H−4)の合成
特許文献7(WO2009−122664号公報)に記載の方法に基づいて、合成した。
Figure 0006498127
比較例5 下記光塩基発生剤(H−5)の合成
特許文献7(WO2009−122664号公報)に記載の方法に基づいて、合成した。
Figure 0006498127
比較例6 下記光塩基発生剤(H−6)の合成
特許文献7(WO2009−122664号公報)に記載の方法に基づいて、合成した。
Figure 0006498127
実施例111〜198、比較例1〜3
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エピコート828、三菱化学株式会社製)10g、酸無水物(HN5500E、日立化成株式会社製)9g及び光塩基発生剤0.5gを均一混合し、ガラス基板(76mm×52mm)に、アプリケーター(40μm)を用いて塗布した後、ベルトコンベア式UV照射装置(アイグラフィックス株式会社、ECS−151U)で露光して塩基を発生させ、引き続き直ちに、120℃に加熱したホットプレート上に載せて、塗布面のタックがなくなるまでの時間を測定した。これらの結果を表2に示した。
実施例199〜220、比較例4〜6
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エピコート828、三菱化学株式会社製)10g、及び光塩基発生剤0.5gを均一混合し硬化性組成物を調製した。
この硬化性組成物をガラス基板(76mm×52mm)に、アプリケーター(40μm)を用いて塗布した後、ベルトコンベア式UV照射装置(アイグラフィックス株式会社、ECS−151U)で露光して塩基を発生させ、JISK5909の手法に準じて150℃でのゲルタイムを測定した。これらの結果を表3に示した。
Figure 0006498127
Figure 0006498127
表2、表3の結果から、本発明の光塩基発生剤は比較用の光塩基発生剤に比べて、光に対する感度が高く、光塩基発生剤として有用であることが分かる。
本発明の塩基発生剤は、光照射によって発生する塩基を利用して、塗料、コーティング剤、各種被覆材料(ハードコート、耐汚染被覆材、防曇被覆材、耐触被覆材、光ファイバー等)、粘着テープの背面処理剤、粘着ラベル用剥離シート(剥離紙、剥離プラスチックフィルム、剥離金属箔等)の剥離コーティング材、印刷板、歯科用材料(歯科用配合物、歯科用コンポジット)インキ、インクジェットインキ、ポジ型レジスト(回路基板、CSP、MEMS素子等の電子部品製造の接続端子や配線パターン形成等)、レジストフィルム、液状レジスト、ネガ型レジスト(半導体素子及びFPD用透明電極(ITO,IZO、GZO)等の表面保護膜、層間絶縁膜、平坦化膜等の永久膜材料等)、MEMS用レジスト、ポジ型感光性材料、ネガ型感光性材料、各種接着剤(各種電子部品用仮固定剤、HDD用接着剤、ピックアップレンズ用接着剤、FPD用機能性フィルム(偏向板、反射防止膜等)用接着剤、回路形成用および半導体封止用絶縁フィルム、異方導電性接着剤(ACA)、フィルム(ACF)、ペースト(ACP)等)、ホログラフ用樹脂、FPD材料(カラーフィルター、ブラックマトリックス、隔壁材料、ホトスペーサー、リブ、液晶用配向膜、FPD用シール剤等)、光学部材、成形材料(建築材料用、光学部品、レンズ)、注型材料、パテ、ガラス繊維含浸剤、目止め材、シーリング材、フリップチップ、COF等のチップ封止材、CSPあるいはBGA等のパッケージ用封止材、光半導体(LED)封止材、光導波路材料、ナノインプリント材料、光造用、及びマイクロ光造形用材料等に好適に用いられる。

Claims (5)

  1. 一般式(3)で表される塩を含有することを特徴とする光塩基発生剤。
    Figure 0006498127
    〔式(3)中、 〜R は互いに独立して、下記一般式(2)で表される基、炭素数1〜18のアルキル基またはArであるが、但し、少なくとも1つが、下記一般式(2)で表される基であり、Arは、炭素数6〜14(以下の置換基の炭素数は含まない)のアリール基であって、アリール基中の水素原子の一部が、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基、炭素数6〜14のアリール基、ニトロ基、水酸基、シアノ基、−OR 39 で表されるアルコキシ基若しくはアリールオキシ基、R 40 CO−で表されるアシル基、R 41 COO−で表されるアシロキシ基、−SR 42 で表されるアルキルチオ基若しくはアリールチオ基、−NR 43 44 で表されるアミノ基、又はハロゲン原子で置換されていてもよく、R 39 〜R 42 は炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数6〜14のアリール基、R 43 及びR 44 は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基又は炭素数6〜14のアリール基であり;式(2)中、(D)は少なくとも片方がホウ素元素と結合する、炭素数1〜18のアルキレン、ヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数6〜14のアリーレン、エーテル、スルフィド及びカルボン酸エステルの群から選ばれる2価の基であり、Arは上記Arと同じであり
    は下記一般式(12)〜(18)の群より選ばれるアンモニオ基であり;Eは水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数2〜18のアルキニル基、又は下記一般式(9)で表される基であり、R28〜R32は互いに独立して、水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、ニトロ基、水酸基、シアノ基、−OR39で表されるアルコキシ基、R40CO−で表されるアシル基、R41COO−で表されるアシロキシ基、−SR42で表されるアルキルチオ基、−NR4344で表されるアミノ基又はハロゲン原子を表し、R28〜R32は同一であっても異なっていてもよく、互いに結合して環構造を形成していてもよく、一般式(9)中、(G)は一般式(10)または一般式(11)で表される2価の基であり、R33〜R36は水素原子、又は炭素数1〜18のアルキル基、炭素数6〜14のアリール基であり、同一であっても異なっていてもよい。〕
    Figure 0006498127

    Figure 0006498127
    [式(18)中、R37は炭素数1〜18のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基又は炭素数6〜14のアリール基、R38は炭素数1〜18のアルキル基であり、互いに結合して環構造を形成していてもよい。]
    Figure 0006498127
    Figure 0006498127
  2. 一般式(1)中におけるR〜RのArと一般式(2)中におけるArがもつ吸収波長がAr<Arである、請求項に記載の光塩基発生剤。
  3. 一般式(1)中におけるR〜RのArがフェニル基又はナフチル基である請求項1又は2に記載の光塩基発生剤。
  4. 請求項1〜のいずれかに記載の光塩基発生剤と塩基反応性化合物とを含有することを特徴とする光硬化性組成物。
  5. 請求項に記載の光硬化性組成物を硬化して得られることを特徴とする硬化体。
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