JPH07116141B2 - N−tert−ブトキシカルボニルマレイミド単量体の製造方法 - Google Patents

N−tert−ブトキシカルボニルマレイミド単量体の製造方法

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JPH07116141B2
JPH07116141B2 JP4024157A JP2415792A JPH07116141B2 JP H07116141 B2 JPH07116141 B2 JP H07116141B2 JP 4024157 A JP4024157 A JP 4024157A JP 2415792 A JP2415792 A JP 2415792A JP H07116141 B2 JPH07116141 B2 JP H07116141B2
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maleimide
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tert
butoxycarbonylmaleimide
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光 徳 安
泳 勲 李
徳 日 具
東 郁 鄭
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Korea Institute of Science and Technology KIST
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D207/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D207/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
    • C07D207/18Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
    • C07D207/22Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D207/24Oxygen or sulfur atoms
    • C07D207/262-Pyrrolidones
    • C07D207/2732-Pyrrolidones with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to other ring carbon atoms
    • C07D207/277Carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、酸又は熱による分解が
容易でアミノ基、ヒドロキシ基等の保護及び脱保護反応
に有利な tert-ブトキシカルボニル(以下、t-BOCと略
記する)基をマレイミド単量体に導入した t-BOC保護単
量体である N-tert-ブトキシカルボニルマレイミド(以
下、t-BOCMIと略記する)の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的にマレイミドとその誘導体は有用
な有機化合物であり、特にラジカル重合反応の際、非常
に良好な反応性の単量体として用いられ、その重合体は
優れた耐熱性のために多くの分野で応用されている。米
国特許第 2,444,536号にはN-フェニルマレイミドとその
誘導体が殺虫剤と殺菌剤に有用であることが報告されて
おり、米国特許第 2,526,517号によればN-メチロールマ
レイミドは薬剤、染料、可塑剤の合成の際、中間体とし
て利用されると報告されている。米国特許第 3,035,027
号によれば、N-カルバミルマレイミドの各種の共重合体
はペイント、衣類、紙のような物質に対する保護膜とし
て有用であると報告されたことがある。更に、米国特許
第 4,266,005号によれば、N-置換のマレイミド高分子は
感光性高分子弾性体として特別に利用できると報告され
ている。
【0003】マレイミド重合体の構造はその独特な耐熱
性とイミド基プロトンの極性のため、脱保護前後におい
て溶解度に顕しい差異があり、レジスト材料としても注
目されている。Turner, Ahn, Willson等は、t-BOC保護
された N-(p-ヒドロキシフェニル)マレイミド構造を有
する重合体が遠紫外線レジスト材料として利用可能であ
ると報告した( "S.R.Turner, K.D.Ahn, and C.G.Wills
on, in "Polymers forHigh Technology: Electronics a
nd Photonics", M.J.Bowden and S.R.Turner,Eds., ACS
Symposium Series 346, American Chemical Society,
Washington, DC.1987. )。マレイミドの窒素に官能基
が置換された単量体合成において、マレイミドに直接反
応によりN-置換基を導入することは不可能であることが
知られている。Lester, Coleman 等は無水マレイン酸と
脂肪族アミンから出発してN-置換のマレイミド誘導体を
得("Coleman Jr.L.E, Bork, J.F and Dunn H.J.org, C
hem, 1959. 24, 135)、R.C.P.Cubbonも又、同一の方法
でN-t-ブチル、N-イソブチル、N-エチルマレイミドを合
成した("Cubbon, R.C.P "Polymer" 1965. 6 419-4269
)。
【0004】これらの場合、特にN-置換基のサイズが大
きい場合に収率が非常に低下することが判明した。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明によるt-BOCMI
単量体の製造方法を簡単に説明すると、先ず、マレイミ
ドの二重結合をフランで保護した後、t-BOC置換剤を導
入し、その後フランを熱分解除去してt-BOCMI単量体を
製造する。本発明によれば、置換基であるt-BOC基のサ
イズが非常に大きいにもかかわらず良好な収率で合成が
可能であり、さらに、本発明により製造したt-BOCMI単
量体はマレイミドにt-BOC基が導入されていて感度と耐
熱性が優れたレジスト材料の製造に適している。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によるt-BOCMI製
造方法を化学反応式で表すと次の通りである:
【0007】
【化3】
【0008】上記化学反応式から明らかなようにマレイ
ミドとフランを反応させるとディールス−アルダー反応
により構造式(II)の3,6-エポキシ-1,2,3,6-テトラヒ
ドロフタルイミドが定量的に生成され、構造式(II)の
化合物とジ-t-ブチルジカルボネート(DTBDC)を反応さ
せると構造式(III) の N-(t-ブトキシカルボニル)-3,6-
エポキシ-1,2,3,6-テトラヒドロフタルイミドが生成さ
れ、構造式(III) の化合物をトルエン中で加熱して熱分
解すると目的化合物である構造式(I)のt-BOCMIが生
成される。
【0009】生成されたt-BOCMIを再結晶したところ、
収率は87%であり、その融点は62℃であった。生成物を
紫外線分光分析、炭素及びプロトン核磁気共鳴分析、質
量分析、ガスクロマトグラフィー結合質量分光分析、元
素分析にかけることにより、その構造がt-BOCMIである
ことを確認した。本発明により製造したt-BOCMI単量体
は商業的に生産される一般の単量体と容易にラジカル共
重合し、これにより得られた共重合体はt-BOC保護基を
もつマレイミド構造を有しているので保護基t-BOC基を
酸により容易に除去することができ、保護基を除いて得
られた重合体はマレイミド構造を有し、 200℃以上の高
いガラス転移温度を有する。従って、この重合体は、半
導体の超微細加工でプラズマドライエッチング(dry-et
ching)工程を経るパターントランスファー(patterntran
sfer)工程等でレジストの微細画像が 200℃以上で耐熱
性でなければならない重要な物性を満足させるものであ
る。
【0010】更に、サブミクロン解像性の達成のため
に、照射波長が短波長である遠紫外線領域(deep UV, 2
00〜300nm)又はより有利には高出力の弗化クリプトンエ
キシマーレーザー(KrF excimer laser) 248nm波長にお
いてレジストの光吸収が高くなく、適切であるべきだ
が、本発明の方法により製造したt-BOCMI単量体を含有
する重合体は遠紫外線領域の光吸収度が非常に低いの
で、遠紫外線及び感放射線レジストの応用に好適な高分
子として期待される。
【0011】
【実施例】以下、本発明を数種の実施例を例示して詳細
に説明する。しかし、これらの実施例は本発明を限定す
るものではない。実施例1:構造式(II)の化合物の製造 ディールス−アルダー反応に従って、反応容器にマレイ
ミド25.0g (0.26mol)とフラン28.0g (0.41mol) とトル
エン100ml を装入して24時間還流させた。この混合物を
室温に冷却し、濾過及び乾燥し、構造式(II)の化合物
42.0g(収率99%)を得た。実施例2:構造式(III) の化合物の製造 構造式(II)の化合物42.0g (0.26mol) をジメチルスル
ホキシド(DMSO)300mlに溶解し、粉末状のカリウムt-ブ
トキシド35.0g (0.31mol) を加えて室温で30分間攪拌し
た後、ジ-t-ブチルジカルボネート62.0g (0.28mol) を
加え、2時間反応させた。
【0012】この混合物を冷却した蒸留水に注ぎ、沈澱
させ、濾過した後、乾燥して構造式(III)の白色粉
末55.0g(収率81%)を得た。実施例3:構造式(I)のt−BOCMI単量体の製造 構造式(III)の化合物10.0gをトルエン100
mlに溶解し、110℃〜125℃の油浴中で1.5時
間還流させて熱分解した。トルエンを減圧下で蒸発さ
せ、得られた固体をトルエンとヘキサンの混合溶媒
(1:10の体積比率)で再結晶して高純度のt−BO
CMIを6.7g得た(収率90%)。得られたt−B
OCMIは融点が62℃と観察され、プロトンNMR分
析で二重結合の2個のプロトン(6.70ppm)とt
−BOC基の9個のプロトン(1.60ppm)をそれ
ぞれ単一ピークとして確認した。赤外線分光分析でt−
ブチルに相当する2980cm−1及びイミドとエステ
ルに相当する1800,1760,1720cm−1
吸収帯が確認された。炭素−13NMR分析でt−ブチ
ルのメチル炭素が27.83ppm,t−ブチルの3次
炭素が85.24ppm、オレフィンの炭素が135.
08ppm、エステルの炭素が145.88ppm、マ
レイミドのケトン炭素が166.22ppmと確認され
た。
【0013】ガスクロマトグラフィー結合質量分光分析
結果からt-BOCMI分子からメチル基が離脱したイオンピ
ークがm/e=182 において、t-BOC基が分解されたマレイ
ミドのイオンピークがm/e=98において、イソプロピルに
起因するイソブタンのイオンピークがm/e=57において表
われることを確認し、元素分析結果が炭素 54.70%、水
素5.60%、窒素7.18%であることを表わし、分子式 C9H
11NO4 の計算値と一致することを確認した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鄭 東 郁 大韓民国ソウル特別市蘆原區月渓3洞13番 地 (56)参考文献 特開 平3−44645(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の構造式(I): 【化1】 で表される N-tert-ブトキシカルボニルマレイミド(t-
    BOCMI)の製造方法であって、マレイミドとフランを反応
    させて構造式(II)の3,6-エポキシ-1,2,3,6-テトラヒ
    ドロフタルイミドを製造し、構造式(II)の化合物とジ
    -t-ブチルジカルボネートを反応させて構造式(III) の
    N-(t-ブトキシカルボニル)-3,6-エポキシ-1,2,3,6-テト
    ラヒドロフタルイミドを製造し、構造式(III) の化合物
    をトルエン中で加熱分解することから成る、構造式
    (I)の N-tert-ブトキシカルボニルマレイミド(t-B
    OCMI) の製造方法。 【化2】
  2. 【請求項2】 上記の加熱温度が 110〜125℃であるこ
    とを特徴とする請求項1の N-tert-ブトキシカルボニル
    マレイミドの製造方法。
JP4024157A 1991-06-21 1992-02-10 N−tert−ブトキシカルボニルマレイミド単量体の製造方法 Expired - Lifetime JPH07116141B2 (ja)

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KR91-10273 1991-06-21

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JPH072769A JPH072769A (ja) 1995-01-06
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