JPH02149556A - スルホニウム塩、その用途および製法 - Google Patents

スルホニウム塩、その用途および製法

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JPH02149556A JP1269268A JP26926889A JPH02149556A JP H02149556 A JPH02149556 A JP H02149556A JP 1269268 A JP1269268 A JP 1269268A JP 26926889 A JP26926889 A JP 26926889A JP H02149556 A JPH02149556 A JP H02149556A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規なスルホニウム塩および特に光開始剤とし
て有用なスルホニウム塩に関する。
更に、本発明はそのような化合物の製造および、特にカ
チオン重合における光開始剤としてのその使用に関する
エポキシ樹脂、環状エーテル、環状エステル、ポリビニ
ルアセタール、フェノプラスト、およびアミノブラスト
のような材料を光化学的に陽イオン重合を誘起させるた
めの光開始剤として種々の化合物が提案されている。
これらの経緯についてはCr ive l Ioの米国
特許第4.161.478号およびWattら著゛カチ
オン重合の新規光開始剤;ビス〔4−(ジフェニルスル
ホニオ)フェニル〕−スルフィド−ビス−へキサフルオ
ロホスフェートの製造と特徴”+ Journal o
f Polymer 5cience: Polyme
r Chemistry編、22巻、  1789頁、
  1980年、  John Wiley &5on
s、 Inc、を見よ。成る種のスルホニウム塩トヨー
ド塩はそのようなカチオン重合のための開始剤として提
案されている。更に、これらの従来提案されているスル
ホニウム塩とヨード塩ニ関する議論は、例えばPapp
asら著“カチオン重合の光開始■ジフェニルヨージウ
ム及びトリフェニルスルホニウム塩の感光” 、 J 
o u r n a 1  o fPolymer 5
cience: Polymer Chemistry
編、第22巻、 77〜84頁、  1984年、  
John Wiley & 5ons。
Inc、HCr1velloら“トリアリールスルホニ
ウム塩による光開始カチオン重合” 、 Journa
l  ofPolymer 5cience: Pol
ymer Chemistry編、第17巻、 977
〜999頁、 1979年John Wiley & 
5ons。
Inc、、 Cr1velloら“コンプレックストリ
アリールスルホニウム塩光開始剤 ■ 新しい類のトリ
アリールスルホニウム塩光開始剤の同定、特徴及び合成
”、 Journal of Polymer 5ci
ence:Polymer Chemistry編、第
18巻、 2677−2695頁。
1980年、 John Wiley & 5ons、
  Inc、、およびCr1vello“カチオン重合
−ヨードニウム及びスルホニウム塩光開始剤” 、 A
dvances  in Poly−mer 5cie
nce 5eries 62号、1−48頁に見られる
しかしながら、提案されている種々のスルホニウム塩お
よびニードニウム塩はすべてが満足出来るものではない
。それはこのような塩は比較的吸光率が乏しく、そのた
めに近紫外部での露光に使用するのに制限をうけるから
である。
この問題は特に重合すべき組成物を種々のフォトレジス
トの用途に使用する時、特に明白である。というのは通
常そのような用途における露光の大半は水銀アーク灯を
使用して行なわれるからである。したがって光開始剤の
吸光率と水銀アーク灯からの出力とのスペクトルの不適
合のため、より長くかつコストのかかる照射量を必要と
することになる。
本発明によれば、光開始剤として有用でしかも光化学的
に引き起こされるカチオン重合のために必要な露光を大
巾に減少させる新規なスルホニウム化合物を提供するも
のである。
本発明の化合物は、従来のスルホニウムおよびヨードニ
ウム光開始剤と比較して、水銀アーク灯の主要線におい
て吸光率が増加することを示す。更に本発明の化合物は
従来の光開始剤に比べ顕著に高い融点を有する。またこ
のため、これらの化合物を使用した組成物の熱安定性お
よび貯蔵寿命が増大する。
特に本発明は以下の式 により表わされる化合物に関する。上式中において、A
「はアントラシル、ナフチル、ベリルまたはピリルであ
る。R3は鎖に沿って酸素原子で分断(broken)
され得る、および/または懸垂したヒドロキシル基で置
換され得るアルキレンまたはアルケニレン基である。R
2およびR1は各各独立してアリール基、置換されたア
リール、アルキル基、アルカリール基、またはアールア
ルキル基であり、ただしR2およびR8が共にアルキル
基であることはない。A−は5bF6−  pFmAS
F@−BF4−  CFsSO3’−またはCQ04″
のような非求核性アニオンである。
R3が懸垂したヒドロキシル基を有する置換されたアル
キレンまたはアルケニレン基である本発明の化合物はエ
ポキシポリマーのような重合される種々のポリマーとの
反応性があり、このため、樹脂ネットワーク中へ共有結
合される。
これは特に、この光硬化エポキシ樹脂をその上に銅メツ
キを有する回路板のような製品中に後に使用する場合に
望ましい。
例えば、イオウおよびイオウを含有する化合物は無電解
銅メツキ浴を被毒する傾向を有し、このためメツキ速度
とメツキされた銅の品質に影響を及ぼす典型的な物質で
ある。従って、例えば永久的フォトレジストの硬化した
ポリマーからスルホニウム塩が付加工程(add i 
L 1ve)メツキ浴中に浸出することは析出した銅の
品質に致命傷を与えると考えられている。
従って、エポキシ樹脂中に共有結合している本発明の化
合物に関して、樹脂から浸出する力は、たとえ全部が消
失せずとも、顕著に減少している。また、そのようなス
ルホニウム塩の使用は析出した銅に対していかなる悪影
響も及ぼすことはない。
更に、本発明はエポキシポリマーと少なくとも一つの上
記に定義した化合物とを含有する光硬化性組成物に関す
る。該化合物はエポキシポリマーの硬化を促進するのに
十分な量で存在させる。
本発明の更に別の面では、R,基がヒドロキシル誘導体
である式lの化合物を製造する方法に関する。この方法
は式Ar−Rt(式中R6はグリシジルエーテル基であ
る)の化合物と式R15R3(式中R2およびR3は上
に議論したのと同じ意味を有する)゛の化合物とを反応
させることから成る。この反応は水素イオンと非求核性
アニオン例えば1以上の次のイオン: 5bFa−PF
i−AsFaBF、−1CF、SO,−1およびCQ0
4−の存在下で行なわれる。反応は有機稀釈剤中で行な
われる。
更に、本発明は式Ar−RIX (式中Xは/\ライド
であり、R1は上記定義と同じ意味を有する)の化合物
と、式R25R,(式中R2およびR1は上記定義と同
じ意味を有する)の化合物とをアニオンの金属化合物例
えばMSbF a、MPF、、MAsF、、MBF、、
CF35O,M、 MCQO4またはそのジオキサン付
加物と反応させることからなる上記式lの化合物を製造
する方法にも関する。この反応は有機稀釈剤中で行なわ
れる。
本発明は光開始剤として特に有用な新規なスルホニウム
化合物に関する。本発明の化合物は下記の式で表わされ
る。
上記式のArはす7チル、アントラシル、ベリル及びピ
リルの群から選ばれた縮合芳香族基である。R,はアル
キレン及びアルケニレン、酸素原子で分断されているア
ルキレンおよびアルケニレン鎖、および上記炭素鎖の置
換された誘導体の群から選ばれた2価の架橋基である。
この置換された誘導体とは鎖に懸垂したヒドロキシル基
を有するものである。R1は普通約1−10個の炭素原
子、そして好ましくは1〜4個の炭素原子を含有する。
具体的なR8架橋基の例としては、メチレン、エチレン
、プロピレン、イソピロビリデン、ブチレン、インブチ
レン、オキシメチレン、オキシプロピレン、及び3−ヒ
ドロキシ−1−オキシブチレンが挙げられる。
R1およびR1の各々は独立してアルキル、アリール、
置換されたアリール、アルクアリールまたはアールアル
キル基であるがただしR2及びR1が共にアルキル基で
あることはない。一般にアルキル基は1−12個の炭素
原子そして好ましくは1〜4個の炭素原子を含み、その
例としてはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、
およびブチルが挙げられる。アリール基は6〜12個の
炭素原子を含むことが出来、フェニル、ビフェニルおよ
びす7チルを含む。置換されたアリール基としては一般
にOH,OR’、Nl2、NR’R#(式中R′及びR
#の各々は独立して一般に、1〜4個の炭素原子を含む
、メチル、エチルなどのアルキル基である)から選ばれ
た1つにより置換されたものである。アルキルアリール
基としては一般に約1−18個の炭素原子、そして好ま
しくは約7〜10個の炭素原子を含み、そして7エ二ル
及びエチルベンジルが挙げられる。アールアルキル基と
しては普通約7〜18個の炭素原子そして好ましくは約
7〜lO個の炭素原子を含みそしてトリルおよびキシリ
ルが挙げられる。
上式中におけるA−とは非求核性アニオンであり、Sb
F、−1PF、−1AsF、−1BF4−  CF、5
o3−またはCQ04−であり得る。
本発明の化合物はカチオン重合、例えばエポキシポリマ
ー フェノプラスト、アミノプラスト、ポリビニルアセ
クール、環状エーテル、及び環状エステルの重合のため
の光開始剤として使用し得る。
エポキシポリマーの典型的な例としてはエポキシ化ノボ
ラックポリマーおよびエビクロロヒドリンのようなハロ
ーエポキシアルカンからのポリエポキシド、そしてビス
フェノールAのような多核二価フェノールが挙げられる
。望ましい場合にはエポキシドの混合物を使用し得る。
エポキシ化ノボラックポリマーは商業的に入手出来、フ
ェノールの熱可塑性フェノール性アルデヒドとハローエ
ポキシアルカンとを反応させることにより、既知の方法
で製造することが出来る。そのフェノールは単核または
多核フェノールであってよい。単核フェノールの例とし
ては下記式 (式中X、Y、及びR3は炭素数が約12を越えない炭
化水素である)が挙げられる。
アルデヒド縮合をさせてエポキシノボラックを製造する
ために適当なポリマーを得るためのフェノール性ヒドロ
キシル基に対して、オルトまたはバラの2つの利用でき
る位置を有する炭化水素置換フェノールとしては〇−及
びp−クルソール、o−及びp−エチルフェノール、0
−及びp−イソプロピルフェノール、〇−及びp−t−
ブチルフェノール、〇−及びp −5ecブチルフエノ
ール、〇−及びp−アミルフェノール、o−及Up−オ
クチルフェノール、o−及びp−ノニルフェノール、2
.5−キシレノール、3.4−キシレノール、2.5−
ジエチルフェノール、3,4−ジエチルキシレノール、
2.5−ジイソプロピルフェノール、4−メチルレソル
シノール、4−エチルレソルシノール、4−イソプロビ
ルレソルシノール、4  t−プチルレソルシノール、
o  Rびp−ベンジルフェノール、o −及U p−
7エネチルフエノール、o−及びp−フェニルフェノー
ル、o−及びp−トリルフェノール、o−及びp−キシ
リルフェノール、o −及rJ p−シクロヘキシルフ
ェノール、〇−及びp−シクロペンチルフェノール、4
−フエネチルレソルシノール、4−トリルレソルシノー
ル、および4−シクロへキシルレソルシノールが挙げら
れる。
エポキシノボラックを製造するために適当なフェノール
−アルデヒド樹脂の製造にも使用し得る種々のクロロ置
換フェノールとしては、0− オJ: ヒル−クロロ−
フェノール、2.S−シクロローフエノール、2.3−
シクロローフエノール、3.4−シクロローフエノール
、2−10ロー3−メチル−フェノール、2−クロロ−
5メチル−フェノール、3−クロロ−2−メチルフェノ
ール、5−クロロ−2−メチル−フェノール、3−クロ
ロ−4−メチル−7エノール、4−クロロ−3−メチル
−フェノール、4−クロロ−3−エチル−フェノール、
4−10口3−イソプロピル−フェノール、3−クロロ
−4−フェニル−フェノール、3−”コロ−4−クロロ
−フェニル−フェノール、3.5−シクロロー4−)チ
ル−フェノール、3.5−ジクロロ5−メチル−フェノ
ール、3.5−ジクロロ−2−メチル−フェノール、2
,3−ジクロロ−5−メチル−フェノール、2.5−ジ
クロロ−3−メチル−フェノール、3−クロロ−4,5
−ジメチル−フェノール、4−クロロ−3,4−ジメチ
ル−フェノール、2−クロロ−3,5−ジメチル−フェ
ノール、5−クロロ−2,3−ジメチルフェノール、5
−クロロ−3,5−ジメチル−フェノール、2.3.5
− )シクロローフエノール、3.4.5− )シクロ
ローフエノール、4−クロローレソルシノール、4+5
−シクロローレソルシノール、4−クロロ−5−メチル
ーレソルシノール、5−クロロ−4−メチルーレソルシ
ノールが挙げられる。
アルデヒド縮合させ得るフェノール性ヒドロキシ基に対
してオルトまたはパラ位の2より多い位置を有し、そし
て制御されたアルデヒド縮合により、同様に使用し得る
典型的なフェノールとしてはフェノール、m−クレゾー
ル、3.5キシレノール、m−エチル及びm−イソプロ
ピルフェノール、m、m’−ジエチル及びジイソプロピ
ルフェノール、m−ブチル−フェノール、m−アミルフ
ェノール、m−オクチルフェノール、m−ノニルフェノ
ール、レソルシノール、5−メチルーレソルシノール、
5−エチルーレソルシノールが挙げられる。
多核の2価フェノールの例としては下記式を有するもの
である。
式中Arは芳香族2価炭化水素例えばナフチレン、は同
一であるか、異なって、アルキル基、好ましくは1〜4
個の炭素原子を有するアルキル基、ハロゲン原子、すな
わち弗素、塩素、臭素、ヨウ素またはアルコキシ基、好
ましくは1〜4個の炭素原子を有するアルコキシ基であ
り、X及びYは0から芳香基(Ar)上の水素原子数に
対応する最高値までの価を有する整数であり、それは置
換基により置換され得、モしてR6はジヒドロキシジフ
ェニルにおけるように隣接炭素原子間の結合であるかま
たは2価の基、例えば;c−−o−−s−−5o−−s
o、− 及び−5−5−であり、モして2価の炭化水素基例えば
アルキレン、アルキリデン、環状脂肪族の例えばシクロ
アルキレンおよびシクロアルキリデン、ハロゲン化した
、アルコキシまたはアリールオキシ置換アルキレン、ア
ルキリデンおよび環状脂肪族基、並びにアルキリデンお
そして好ましくはフェニレンであり、AとA、とよび芳
香族基(ハロゲン化したアルキル、アルコキシまたはア
リールオキシ置換された芳香族基を含む)、そしてAr
基に縮合した環であり、またR6はポリアルコキシまた
はポリシロキシまたは芳香族環、【−アミノ基、エーテ
ル結合、カルボニル基またはスルホキシドのような硫黄
含有基によって分離された2以上のアルキリデン基等で
あり得る。
二価の多核フェノールの具体的例としては、特にビス−
(ヒドロキシフェニル)アルカン例えlf2,2’−1
=’スー(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2.4
’−ジヒドロキシジフェニルメタン、ビス−(2−ヒド
ロキシフェニル)メタン、ビス−(4−ヒドロキシフェ
ニル)メタン、ビス−(4−ヒドロキシ−2,6−シメ
チルー3−メトキシフェニル)メタン、1.1’−ビス
−(4ヒドロキシフエニル)エタン、 1.2’−ビス
−(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1.1’−1=
’7゜(4−ヒドロキシ−2−クロロフェニル)エタン
、1.1′−ビス−(3−メチル−4−ヒドロキシフェ
ニル)エタン、l、3′−ヒス−(3−メチル−4−ヒ
ドロキシフェニル)プロパン、2.2’−ビス−(3−
フェニル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2.2
’−ビス−(3−イソプロピル−4−ヒドロキシフェニ
ル)プロパン、2.2′−ビス−(2−イソプロピル−
4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、2.2’−ヒス−
(4−ヒドロキシフェニル)へブタン、ビス−(4−ヒ
ドロキシフェニル)フェニルメタン、ビス−(4−ヒド
ロキシフェニル)シクロヘキシルメタン、1.2′−ビ
ス−(4−ヒドロキシフェニル)−1,2’−ビス−(
フェニル)プロパン及び2.2′−ヒス−(4−ヒドロ
キシフェニル)−1−フェニル−プロパンが挙げられそ
して、ジ(ヒドロキシフェニル)スルホン例えハヒスー
(4ヒドロキンフエニル)スルホン、2.4’−ジヒド
ロキシジフェニルスルホン、5′−クロロ−2,4’−
ジヒドロキシジフェニルスルホン、及び5′−クロロ−
4,4′−ジヒドロキシジフェニルスルホンカ挙ケられ
、ジ(ヒドロキシフェニル)エーテル例えばビス(4−
ヒドロキシフェニル)エーテ2し、4.4’−14,2
’−12,2’−12,3′−ジヒドロキシジフェニル
エーテル、4.4’−ジヒドロキシ−2,6−シメチル
ージフエニルエーテル、ビス−(4−ヒドロキシ−3−
インブチルフェニル)エーテル、ビス=(4−ヒドロキ
シ−3−イングロビルフエニル)エーテル、ヒス−(4
ヒドロキシ−3−クロロフェニル)エーテル、ビス−(
4−ヒドロキシ−3−フルオロフェニル)エーテル、ビ
ス=(4−ヒドロキシ−3=ブロモフエニル)エーテル
、ビス−(4−ヒドロキシナフチル)エーテル、ビス=
(4−ヒドロキシ−3−クロロナフチル)エーテル、ビ
ス−(2−ヒドロキシジフェニル)エーテル、4.4′
−ジヒドロキシ−2,6−シメトキシジフエニルエーテ
ル及び4,4′−ジヒドロキシ−2,5−ジェトキシジ
フェニルエーテルが挙げられる。
好ましい2価の多核フェノールは下記式で表わされる。
式中、A及びA1は前に定義の通りであり、X及びYは
0から4までの値を有し、モしてR,は2価の飽和した
脂肪族炭化水素基特に、炭素原子数1〜3を有するアル
キレン及びアルキリデン基及び10個までの炭素原子を
有するシクロアルキレン基である。最も好ましい2価の
フェノールはビスフェノールA1すなわち2.2′−ビ
ス(p−ヒドロキンフェニル)プロパンでアル。
縮合剤としては、用いられる特定のフェノールと縮合す
るものならばいかなるアルデヒドを使用してもよく、ホ
ルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデ
ヒド、ブチルアルデヒド、ヘプタアルデヒド、シクロヘ
キサノン、メチルシクロヘキサノン、シクロペンタノン
、ベンズアルデヒド、そして核上でアルキル置換したベ
ンズアルデヒド例えばトルイルアルデヒド、ナフトアル
デヒド、フルフラアルデヒド、グリオキサル、アクロレ
インまたはアルデヒドを生ぜしめる化合物例えばバラ−
ホルムアルデヒド、ヘキサメチレンテトラミンが挙げら
れる。
これらアルデヒドは溶液の形態例えば商業的に入手出来
るホルマリンとして使用してもよい。
好ましいアルデヒドはホルムアルデヒドである。
ハローエポキシアルカンは下記式で表わし得る。
式中Xはハロゲン原子(即ち塩素、臭素、等)であり、
pは1〜8の整数であり)、R2は各々独立して水素ま
たは炭素原子数7個までのアルキル基(ここでいかなる
エポキシアルキル基中の産前原子の数も、合計10個を
越えることはない)である。
エビクロロヒドリンから誘導されたようなグリシジルエ
ーテルは本発明の実施において特に好ましいが、炭素原
子のより多いエポキシアルコキシ基を含有するエポキシ
ポリマーもまた適当である。これらはエビクロロヒドリ
ンを置換することにより製造され、置換されるモノヒド
ロキシエポキシアルカンの塩化物または臭化物に対応す
る代表的なものとしてはl−クロロ−2,3−エポキシ
ブタン、l−クロロ−3,4−エポキシブタン、2−ク
ロロ−3,4−エポキシブタン、l−クロロ−2−メチ
ル−2,3−エポキシプロパン、1−ブロモ−2,3−
エポキシペンクン、2−クロロメチル−1,2−エポキ
シブタン、l−ブロモ−4−メチル−3,4−エポキシ
ペンタン、l−ブロモ−4−エチル−2,3−エポキシ
ペンタン、4−り四ロー2−メチルー2.3エポキシペ
ンクン、l−クロロ−2,3−エポキシブタン、l−ク
ロロ−2−メチル−2,3エポキシオクタンまたはl−
クロロ−2,3−エポキシデカンが挙げられる。上に示
したよりも大きな数の炭素原子を有するハロエポキシア
ルカンを使用することが可能であるけれども、般的に合
計10個を越える炭素原子を有するものを使用しても何
らの利点もない。
本発明において使用される好ましいエポキシ化ノボラッ
クは次の平均された(averageformu la
)により表わされる。
これはEPI−REZ SO2という商品名で商業的に
入手できる。
更に、上で論じた型のうちハロエポキシアルカンのポリ
エポキシドおよび上記型の多核の二価フェノールも使用
することが出来る。この群のうち好ましいポリエポキシ
ドはエビクロロヒドリンおよびビスフェノールA1すな
わち2,2−ヒス(ハラ−ヒドロキシフェニル)フロパ
ンのポリエポキシドである。
本発明の化合物を光開始剤として使用する場合、重合さ
れる材料に対して一般に約lO重量パーセントまでの量
で、そして一般に約0.5〜約4重量%の量で使用され
る。
本発明の化合物は式Ar−R+X (式中Xはハライド
であり、好ましくは臭素であり、ArおよびR。
は前記定義の通り)の化合物を式R,SR,(式中R2
およびR1は前記定義の通り)の化合物と、非求核性ア
ニオンの金属化合物例えばMSbF、、MPFいMAS
FイMBFイCF、SO3M、 MCQO,、およびそ
のジオキサン付加物からなる群から選ばれた化合物と共
に反応させることにより得ることが出来る。
Mは1価のアルカリ金属または遷移金属であり銀が好ま
しい。この反応はシクロロタメン、クロロホルムおよび
テトラヒドロフランのような有機稀釈剤中で行なわれる
上記反応種としてはほぼ化学量論的に近似した量が使用
される。稀釈剤を過剰に使用することにより反応剤の溶
解を確実にすることが出来る。
銀化合物のジオキサン付加物を使用する場合、Wood
houseら、Journal  of  the  
AmericanChemical 5ociety、
 14(21)、 5586頁、  1982年に提案
されている手法により得ることが出来る。
反応物はほぼ室温中で何日か、例えば約5〜14日、典
型的には約lO日間放置させることにより所望の生成物
を所望の収率で得られる。生成物は濾過および抽出法に
より、反応物から分離することが出来る。
上記反応にて使用されるハロゲン化物、例えば臭化物の
製造は、ブロモアントラセン誘導体の場合、アントロン
から出発する既知の方法によりなされる。
出発物の製造を容易に理解するために、9−プロピルブ
ロモアントラセンを製造する方法を参考にする。特にア
ントロンは3−(9−アントラセニル)−プロピオン酸
に変換される。これは、アントロンのカリウムエノラー
ト塩とアクリロニトリルとをt−ブチルアルコール中で
縮合剤としてカリウムt−ブトキシドを用いて反応させ
ることにより得られる。生成物を水性HCQで加水分解
し、そして水酸化アンモニウム中で亜鉛末を用いて還元
させ、β−(9−アントラニル)−プロピオン酸を得る
。これはDaubら、Journal  of  th
e American  ChemicalSocie
ty、 74.4449頁(1952)において開示さ
れた方法に依っている。粗生成物を約90%の収率で得
ることが出来るが、酢酸からの再結晶の後では約52%
収率に低下する。
耐誘導体である。3−(9−アントラセニル)−プロピ
エン酸は、Am1taiら、Biochemistry
21、 2060頁(1982)に開示された方法に従
ってLiA+2H,を使用してアルコールに還元される
。このアルコールは次い、でDuncanら、Jour
nal  orLabelled Compounds
、 Radiopharm、  X m 、 275頁
(1976)に開示された方法によってトリフェニルホ
スフィンの存在下で四臭化炭素と反応させることにより
臭化物に変換される。
本発明による化合物(式中R3がヒドロキシル誘導体)
は式ArR,(ここでArは上記定義の通りであり、R
4はグリシジルエーテル基である)の化合物を式R,5
R1(ここでR3とR1は上記定義の通り)の化合物と
水素イオン及び、例えばSbF 、−1PF、−1As
F、−1BF4−1CFsSOs−1およびCaO4−
なる群からの非求核アニオンとの存在下で反応させるこ
とにより製造することが出来る。この反応は有機稀釈剤
中で行なわれる。水素イオンと対イオンは対イオンの酸
例えばHSbF6、HPFいHAsFs、  HBFイ
CF、So、HまたはHCQO,を使用することにより
、または鉱酸例えばHO2まI;はH2SO4を対イオ
ンのナトリウム、リチウムまたはカリラム塩例えばKS
bF、、K P F @ %  K A S F イK
 B F イCF s So 1MおよびKCQO4と
ともに使用することにより供給され得る。
水素イオンの目的は使用された硫黄がエポキシ環を攻撃
しやすくするためそれを開環することにある。強力な求
核性アニオンを有する鉱酸を存在させると反応を幾分お
そくするので対イオンを酸の形態で使用するのが好まし
い。
使用される稀釈剤の典型的なものとしては、その中に硫
化物およびグリシジルエーテル化合物が混和出来るもの
が挙げられアセトニトリルが包含される。稀釈剤は比較
的に揮発しやすいものが好ましい。それは引き続く処理
工程中蒸発を容易にするためである。
グリシジルエーテルの製造に関して、本発明の理解を容
易にするためにアントラセニルグリシジルエーテルの製
造を参考にする。所望するグリシジルエーテルを得るた
めに、同じ一般的反応を利用して他の出発物質を使用し
得ることが認められている。
特に、アントロンは無水エタノールのような有機稀釈剤
中でエビクロロヒドリンと反応させる。エタノールは水
と混和するいかなる無水の溶媒例えば無水メタノール、
またはイソプロパツールに置き換えてもよい。
またエポキシ官能性の源であるエビクロロヒドリンも、
より長いアルキル基を所望する場合他の反応性エポキシ
ドに置き換えることが出来る。エビクロロヒドリンまた
はエポキシ化合物は、化学量論的量よりはるかに過剰量
を、例えば化学量論量の約5〜lO倍量で使用する。こ
の反応は水酸化物例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウムまたは水酸化アンモニウムをアント6ンの等モル量
より若干の過剰量の存在下で実施される。反応を実施す
る温度は通常の室温から約70℃であるが約65°C〜
約70’Oが好ましい温度である。反応は普通約12時
間から約72時間かけて実施され、典型的には、通常の
室温下で約24時間である。次いで所望するグリシジル
エーテルは、水に対して無視し得る溶解度を示すクロロ
ホルムまたは他の塩素化溶媒のような溶媒中に溶解させ
ることにより、反応物から分離させることが出来る。反
応に使用した溶媒および、他のすべての揮発分を除去、
引き続きヘキサン、ペンタン、キシレンまたはトルエン
のような炭化水素から晶出させてグリシジルエーテル生
成物を得る。更にこの生成物をメチレンクロリド/ヘキ
サンから再結晶させて純度を高めることにより所望する
グリシジルエーテルヲ得ることが出来る。
以下の実施例は、本発明をより理解しゃすくするための
ものであるが、それに制限されるものではない。
実施例 1 3−(9−アントラセニル)−プロビルジフェニルスル
ホニウムヘキサフルオロアンチモネートの製造 t−ブチルアルコール約200m12を窒素雰囲気下で
、すりガラスで結合した滴下ロート、凝縮器、水銀密封
撹拌器を備えた112の三ツロフラスコに加えた。この
アルコール中にカリウム約4.889を溶かし、そして
t−ブチルアルコール約10w(2の存在下にアントロ
ン約10gを加えた。
この溶液を、概ね通常の室温において約1時間撹拌し、
アントラニル酸カリウムを得た。
このアントラニル酸カリウム溶液に、約1時間かけて、
無水(−ブチルアルコール約40rtrQ中のアクリロ
ニトリル約7.3mffの溶液を滴下して加えた。アク
リロニトリルを加えている間に、溶液から鮮紅色の沈澱
が分離された。溶液を約2時間還流すると澄赤色溶液が
得られた。水約225++I2中の濃塩酸約11mQを
加え、その後蒸留により【−ブチルアルコールを除去し
た。この開本100+n12を追加した。約350++
+(2の留分を除去した後、フラスコ内残留物を冷却し
、水性層をデカンテーションにより褐色油状物から分離
した。
次に油状のニトリルを濃塩酸的100m12で約2時間
還流し、この間に、固体酸が分離された。冷却後、棒状
の焼結ガラスフィルターを用いて塩酸を除去しフラスコ
中に残留した固体を約100IIQの水で洗浄した。
この酸を濃水酸化アンモニウム約360+II2および
水240mQに溶かした。得られた溶液を油浴巾約90
〜95°Cで約4時間硫酸銅で活性化させた亜鉛末的6
0gと共に加熱した。次いで反応混合物を冷却し、過剰
の亜鉛を枦去し、炉液をエーテルで抽出した。
水性層を塩酸で酸性化し黄褐色油状物を分離し放置して
固化させた。固体を濾過し、水洗し、次いで乾燥するこ
とにより、β−(9−アントラニル)−プロピオン酸、
約22.59を収率約90%、融点約190〜193°
C1淡黄色結晶として得た。
生成物を次いで氷酢酸から再結晶し、淡黄色プリズム様
の生成物を得た。融点は約194〜195℃であり収率
は約52%であった。
乾燥テトラヒドロ7ラン中の3−(9−アントラセニル
)−プロピオン酢約159を乾燥テトラヒドロフラン約
40mQ中のLiAl2H,約59を撹拌した懸濁液中
に2時間かけて加えた。−夜撹拌した後、混合物を水浴
中に置きそして酢酸エチル約lO1++Qを徐々に加え
、次いで氷冷水約75IlIQ1次いでHCl2の20
%水性溶液20m0を加えた。約2時間撹拌した後、こ
の混合物を次いでエーテルで抽出し、有機相を飽和Na
Cf2で洗浄した。次に、それを硫酸マグネシウムで乾
燥させ、濃縮して粗生成物を得た。この粗生成物を次い
でエーテル/ヘキサンから再結晶し、精製したアルコー
ルが約71%収率で得られた。
3−(9−アントラセニル)−プロピオンアルコール(
propionic alchol)約12.7gをテ
トラヒドロフラン約30mQおよびジエチルエーテル約
1001中のトリフェニルホスフィン約19gと混合し
た。この混合物に四臭化炭素(CBr 、 )約18g
を加えた。得られた混合物を次いで約60時間撹拌した
。次に9−プロピルブロモアントラセンが溶媒を蒸発さ
せ、次いでシリカゲル上で溶離することにより得られた
六フッ化アンチモン酸銀のジオキサン付加物(AgSb
F13C4H@鵠)約2.234g(0,0037モル
)、ジフェニルスルフィド約0.62m12 (0,0
037モル)、及びジクロロメタン約2mflのスラリ
ーを25mQ三ツロ三角フラスコ、予め窒素でバブリン
グし、そして引き続く添加の間も徐々にバブリングした
。この撹拌したスラリー中にジクロロメタン約5mQ中
の上記で得られた9−プロピルブロモアントラセン約1
 g(0,0033モル)の溶液を約5分間かけて加え
t;。反応混合物を次いで封栓し、はぼ室温中で光を遮
断し約10日間撹拌した。
次に、暗色混合物を温ジクロロメタンを使用して三角フ
ラスコに移し全容量を約75mffにした。
脱色用カーボン及びセライト(各々約0.19)を加え
、内容物を沸騰するまで加熱し、2回濾過して残留して
いるカーボン痕跡を除去した。
炉液を次に蒸発乾固させ暗色残留物的2.49gを得、
これを熟ヘキサン各50Tn+2で約3回抽出した。ヘ
キサンによる抽出で流動性黄色油状物0.2849を得
た。これはNMRによれば9−プロピルブロモアントラ
セン及びジフェニルスルフィドの混合物が略等モルで存
在することを示し出発物質の約18%が未反応物である
ことに相当した。
得られた暗色固体的2.159を温ジクロロメタン約4
5i+<1に溶かし、そしてエーテル約40m(tをか
液に加えた。炉液を室温中で放置し、次いで冷蔵庫に入
れることにより、金黒色結晶約1.179を得た。これ
は分解温度約201〜203°Cを有した。
生成物を次いで更に再結晶すると分解温度約202〜2
04℃を有する金色の結晶が得られた。得られた生成物
は、NMRおよびIRにより確認すると所望する(3−
(9−アントラセニル)−プロピル〕ジフェニルスルホ
ニウムヘキサフルオロアンチモネートであった。
実施例 2 商品名5R−8でセラニーズ社から入手し得るエポキシ
ドポリマー約75重量パーセント、商品名XD7342
としてダウ社から入手し得るエポキシ約5重量パーセン
ト、及びCY−179の名称でチバ・ガイギー社から得
られる環状脂肪族エポキシ約17重量パーセントを含有
する組成物を準備した。
このエポキシド組成物にこの(above)エポキシ固
体に基づいて約5重量パーセントの(3−(9−アント
ラセニル)−クロピル〕−ジフェニルスルホニウムヘキ
サフルオロアンチモネートを加えた。XD7342は下
式で表わされる。
CY−179は下式で表わされる。
組成物を5tauffer21段ウェッジ分光試験器(
21−step−wedge Lest)を用いて約4
50ミリジユール/cm’下に露光し、引き続いて10
0°Cで10分間ベータした。上記の化合物は15段ホ
ルト(15−step hold)を示した。
実施例(比較例) 3 実施例2をくり返した。ただしく3−(9アントラセニ
ル)−プロピル〕ジフェニルスルホニウムへキサフルオ
ロアンチモネートを下記式の化合物の50/ 50混合
物と代替した。
5tauffer21段ウェッジ分光試験結果によると
上記の化合物の使用は、わずか2段をホルトすることが
示された。
実施例3と実施例2との比較により、本発明により、感
度が事実10倍以上に増加するという顕著な改良がなさ
れたことが例示された。
更に、実施例2で使用された化合物はアントラセン部分
の吸収特性として349nm、 367nm、および3
87nmの最大値を有し、365nmおよび405nm
の値はそれぞれ約1.lX1O’  M−’cm−’お
よび約110 M−’cm−’であった。
対照的に比較実施例3に例示したような商業的に入手で
きるスルホニウム塩の光開始剤は365nmにおいて1
00 M−’cm−’より十分低い値を有した。水銀ア
ーク灯からの主要輝線は約365nmを中心としている
実施例 4 3−(9−アントラセニル)−2−ヒドロキシ−3−オ
キシプロピルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロア
ンチモネートの製造 滴下ロート、窒素パージ、マグネットスターラー、およ
び凝縮器を備えた100+++Qの丸底三ツロフラスコ
中にアントロン約9.7g(0,05モル)を入れた。
無水アルコール約8rtrQ中のエビクロロヒドリン約
239(0,25モル)を反応フラスコに加え、そして
内容物を約65°Olこ暖めた。この間、アントロンの
大部分が溶解した。
水酸化ナトリウム約2.6g(0,065モル)を水3
m12中に溶解し、次に約2時間かけて反応フラスコに
滴下して加えた。この間の反応物温度は約65〜75°
Cに保持した。次いで反応物を徐々に放冷し、そして通
常の室温中で約20時間撹拌した。冷却すると沈澱が生
じる。クロロホルム約50mffを加えて沈澱物を溶解
させる。沈澱の大部分は溶解するが、油状、白色固体的
3.6gが残留し、これはクロロホルムで洗浄しそして
枦去した。反応溶媒および他の揮発分を約50〜60℃
に加熱することにより除去すると、油状の橙色固体的1
49が残った。
上記粗生成物を次いでヘキサンから晶出させ、これによ
り、温ヘキサンに不溶の暗橙色油状物的2gを捨てた。
再結晶生成物的6.3gが得られた。それは融点約96
〜100°Cを有した。更に再結晶を行なうことにより
、融点約88〜95°Cの生成物2.1gを得た。
これらの生成物を次いでメチレンクロライド−ヘキサン
から再結晶させて第一の生成物約4.9g、融点約96
〜lOO℃を得、そして融点約95〜100℃を有する
第2の生成物約1.79が得られtこ。
上記再結晶の上済みより融点81〜89℃の物質的2.
6gが得られ、ヘキサンから再結晶すると融点85〜9
5℃を有する約29が得られた。
全収率は約70%に相当した。得られた所望の9−アン
トラセニルグリシジルエーテルはNMRおよびIRスペ
クトルで確認した。
マグネチツクスクーラーを備えた50+++Q丸底フラ
スコにヘキサフルオロアンチモン酸約0.9g(約2.
6ミリモル)を入れた。
上記で得られた9−アントラセニルグリシジルエーテル
約19(4ミリモル)、ジフェニルスルフィド約2 g
(IIミリモル)およびアセトニトリル約2gの溶液を
準備した。約30分かけてこの溶液の約半分を反応フラ
スコに加え、続いてヘキサフルオロアンチモン酸を更に
0.9g加えた。
次に残った半分のグリシジルエーテル溶液を加えた。
グリシジルエーテル溶液添加後約40分間反応を進めさ
せ、次いでアセトニトリルを蒸発すせIこ 。
得られた油状の生成物を次にジクロロメタン中に採った
。次にこれを硫酸マグネシウムで乾燥させそして濾過し
た。溶媒が約4+lIQとなるまで濃縮し、そしてエー
テルを加えることにより油状固体的0.7gを得た。こ
れは約26%の収率を表わす。この生成物を次に1.2
−ジクロロエタンから晶出させ、融点約172〜175
°Cを有する黄色結晶約3.59を得た。
NMRスペクトルにより所望の生成物であることを確認
した。
実施例 5 実施例2をくり返した。ただしC3−(9−アントラセ
ニル)−フロビル〕ジフェニルスルホニウムヘキサフル
オロアンチモネートの代りに実施例4の化合物を用いた
。5tauf fer21段ウェッダウエツジ分光試験
結果の実施例の化合物を用いた場合、12段が保持され
た。
実施例 6 3−(9−アントラセニル)−2−ヒドロキシ−3−オ
キシプロビルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアン
チモネートの製造 100+xffの丸底フラスコ中にヘキサフルオロアン
チモン酸約1g(2,9ミリモル)およびジメチルスル
フィド約1.59(24ミリモル)を入れた。
メチルスルフィド約59(81ミリモル)中の実施例4
の手法に従って調製した9−アントラセニルグリシジル
エーテル2g(8ミリモル)の溶液を準備した。この溶
液の約2gを反応フラスコに滴下して加え、その後追加
のへキサフルオロアンチモン酸約1gを加え、次にグリ
シジルエ−チル溶液を更に2g加え、次いで更に1gの
へキサフルオロアンチモン酸、次いで更に1gのグリシ
ジルエーテル溶液を加えた。反応物を略室温中で約30
分間撹拌した。
水約3mlおよびアセトニトリル約10mQを加え、そ
して反応物を約10分間撹拌した。揮発分を回転蒸発に
より除去すると油層と水性層が残った。
油層をジクロロメタン中に抽出した。この油層の一部分
は不活性であり、水性層を傾瀉した後、この不活性部分
をアセトン中に採った。ジクロロメタンおよびアセトン
の両層を硫酸マグネシウムで乾燥し、枦去し、活性炭(
charcoal)およびセライトで処理し、濾過し、
回転蒸発させると油状物が残った。ジクロロメタンの蒸
発により、橙色油状物的2.5gが得られるのでこれを
ジクロロメタン中で再溶解して活性炭で処理した。この
溶液を次に冷凍庫に入れると融点約109〜119°C
を有する結晶1.5gが得られた。次いでこの結晶をジ
クロロメタンで洗浄すると融点約115〜122℃を有
する約1.25gが得られた。得られた2度目の結晶は
約0.2gであっI;。
アセトン溶液を蒸発させて暗色油状物的1.39を得、
これをジクロロメタン中に取り出した。
油状物の大体1/、が溶解し、後に約0.6gの暗色油
状物が残った。その溶液を活性炭で処理し濾過し、容積
を減じた。
ヘキサンをくもりが見られるまで加え、放置すると融点
116〜120°Cを有する結晶約0.2gが形成した
。そして、融点105〜116°Cを有する2度目の結
晶約12gが得られた。
粗製物の収量は約3.8g、約85%の収率であり、こ
の中には約1.25gまたは約28%収量である1度目
に得られる結晶が含まれ、そして結晶の全収量は約2.
1g、収率約48%であった。生成物は3−(9−アン
トラセニル)−2−ヒドロキシ−3−オキシプロピルジ
メチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートであ
ることをNMRスペクトルで確認した。
上記化合物を実施例2に開示したエポキシ組成物中で使
用した。上記化合物はいかなる光開始活性も示さなかっ
た。
この実施例はR2およびR3の両方がアルキルである点
で本発明の化合物とは異なる化合物が本発明化合物の活
性を有しないことを示すものである。
以上、本発明の詳細な説明したが、本発明はさらに次の
実施態様によってこれを要約して示すことができる。
l)下記の式 (式中Arはナフチル、アントラシル、ベリルおよびピ
リルの群から選ばれた縮合芳香族基であり、RIはアル
キレンおよびアルケニレン、酸素原子で分断されている
アルキレンおよびアルケニレン鎖、および鎖から懸垂し
たヒドロキシル基を有するそれらの置換された誘導体の
群から選ばれた2価の架橋基であり、R2とR1の各々
は独立して、アルキル、アリール、アルカリール、アー
ルアルキルおよび置換されたアリールの群から選ばれる
が、ただしR1およびR1の両者がアルキルであること
はなく、そしてA−は非求核性のアニオンである)を有
する化合物。
2)A「がアントラシルである前項lに記載の化合物。
3)R4が1−10個の炭素原子を含む前項1に記載の
化合物。
4)R1が1〜4個の炭素原子を含む前項lに記載の化
合物。
5)R8が3個の炭、素原子を含む前項lに記載の化合
物。
6)R1が懸垂したヒドロキシ基を含む前項1に記載の
化合物。
7)  A−が5bFa−1PF、−1AsF@−1B
F、−1CF、50!−1およびCQO,−の群から選
ばれた非求核性アニオンである前項lに記載の化合物。
8)  A−がSbF 、−である前項lの化合物。
9)R2及びR3の各々がフェニルである前項1の化合
物。
10)  R2及びR3の各々がフェニルまたは炭素原
子1〜4個を有するアルキル基であるが、ただしR2及
びR3が共にアルキル基であることはない前項l記載の
化合物。
11)3−(9−アントラセニル)−プロピル−ジフェ
ニル−スルホニウム−へキサフルオロアンチモネートで
ある前項lに記載の化合物。
+2)3−(9−アントラセニル)−2−とドロキシ−
3−オキシプロピルジフェニルスルホニウムヘキサフル
オロアンチモネートでアル前項lに記載の化合物。
13)エポキシポリマーとエポキシポリマーの硬化を促
進するのに十分量の前項1に記載の化合物とから成る光
硬化性組成物。
14)  エポキシポリマーに対して該化合物が10重
量パーセントまでの量である前項13に記載の組成物。
15)  該エポキシポリマーに対して該化合物が約0
.5〜約4重量パーセントの量である前項13に記載の
組成物。
16)該化合物が3−(9−アントラセニル)ブロビル
ジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート
である前項13に記載の組成物。
17)  該化合物が3−(9−アントラセニル)−2
−ヒドロキシ−3−オキシプロピルジフェニルスルホニ
ウムヘキサフルオロアンチモネートである前項14に記
載の組成物。
18)  R4がグリシジルエーテル基である式Ar−
R。
の化合物と、式R,SR,の化合物とを水素イオンおよ
び非求核性対アニオンの存在下で反応させることからな
るR1がヒドロキシル誘導体である前項lに記載の化合
物の製造方法。
19)  Xがハライドである式Ar−R,Xの化合物
と、式R,SR,の化合物と、式MA(式中Mは1li
I!iのアルカリ金属または1価の遷移金属であり、A
は非求核性アニオンである)の非求核性アニオンの金属
化合物またはそのジオキサン付加物とを反応させること
からなる前項lに記載の化合物の製造方法。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)次の式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中Arはナフチル、アントラシル、ペリルおよびピ
    リルの群から選ばれた縮合芳香族基であり、R_1はア
    ルキレンおよびアルケニレン、酸素原子で分断されてい
    るアルキレンおよびアルケニレン鎖、および鎖から懸垂
    したヒドロキシル基を有するそれらの置換された誘導体
    の群から選ばれた2価の架橋基であり、R_2とR_3
    の各々は独立して、アルキル、アリール、アルカリール
    、アールアルキルおよび置換されたアリールの群から選
    ばれるが、ただしR_2およびR_3の両者がアルキル
    であることはなく、そしてA^−は非求核性のアニオン
    である)を有する化合物。 2)エポキシポリマーとエポキシポリマーの硬化を促進
    するのに十分量の請求項1に記載の化合物とから成る光
    硬化性組成物。 3)R_4がグリシジルエーテル基である式Ar−R_
    4の化合物と、式R_2SR_3の化合物とを水素イオ
    ンおよび非求核性対アニオンの存在下で反応させること
    からなるR_1がヒドロキシル誘導体である請求項1に
    記載の化合物の製造方法。 4)Xがハライドである式Ar−R_1Xの化合物と、
    式R_2SR_3の化合物と、式MA(式中Mは1価の
    アルカリ金属または1価の遷移金属であり、Aは非求核
    性アニオンである)の非求核性アニオンの金属化合物ま
    たはそのジオキサン付加物とを反応させることからなる
    請求項1に記載の化合物の製造方法。
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