JPS6399038A - 2,2−ジメチロ−ルカルボン酸のアクリル酸もしくはメタクリル酸エステル - Google Patents
2,2−ジメチロ−ルカルボン酸のアクリル酸もしくはメタクリル酸エステルInfo
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はUVレジスト用の架橋剤として有用な化合物に
関する。
関する。
従来の技術
近年UVレジストの分野では作業性、作業環境の改善の
ために、有機溶剤類を用いない現像方式、すなわち水は
アルカリ水による現像方式が望まれている。水又はアル
カリ水で現像可能なUVレジスト用架橋剤としてはネオ
ペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプ
ロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールのトリ
もしくはテトラアクリレート等が用いられている。
ために、有機溶剤類を用いない現像方式、すなわち水は
アルカリ水による現像方式が望まれている。水又はアル
カリ水で現像可能なUVレジスト用架橋剤としてはネオ
ペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプ
ロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールのトリ
もしくはテトラアクリレート等が用いられている。
−】jじ1り已公*’l&t6肌星ムー従来用いられて
いる化合物はいずれも疎水性が高<UVレジストの主成
分であるペースレジンと混合して使用する場合にペース
レジンの疎水性部分に偏存し、必ずしも効果的な架橋反
応が起こらないことがある。又、これらの化合物は水溶
性に乏しいので水現象、アルカリ水現像用には必ずしも
好ましいものではない。
いる化合物はいずれも疎水性が高<UVレジストの主成
分であるペースレジンと混合して使用する場合にペース
レジンの疎水性部分に偏存し、必ずしも効果的な架橋反
応が起こらないことがある。又、これらの化合物は水溶
性に乏しいので水現象、アルカリ水現像用には必ずしも
好ましいものではない。
本発明はペースレジンに対する均一な分散性を奏し得る
UVレジスト用架橋剤として有用な化合物を提供するも
のである。
UVレジスト用架橋剤として有用な化合物を提供するも
のである。
問題点を解決するための手段
本発明はUVレジスト用架橋剤として用いられる式(I
) H20Y RCHCOzH(I) 820Y (式中、Rは炭素数1〜3のアルキル、Yはアクリロイ
ルもしくはメタクリロイルである)で表される化合物〔
以下、化合物(1)という。他の式番号の化合物につい
ても同様〕に関する。
) H20Y RCHCOzH(I) 820Y (式中、Rは炭素数1〜3のアルキル、Yはアクリロイ
ルもしくはメタクリロイルである)で表される化合物〔
以下、化合物(1)という。他の式番号の化合物につい
ても同様〕に関する。
化合物(I)は以下のごとき種々の方法で得ることがで
きる。すなわち、式(n) CH,OH (式中、Rは前記と同義である)で表される化合物と、
必要に応じ不活性溶媒中、 1)必要に応じエステル化触媒の存在下にアクリル酸も
しくはメタクリル酸とを反応きせる方法、2)必要に応
じ塩基の存在下に塩化アクリロイルもしくは塩化メタク
リロイルとを反応させる方法、 3)適当な触媒の存在下にアクリル酸エステルもしくは
メタクリル酸エステルとを反応させる方法(エステル交
換反応)などである。
きる。すなわち、式(n) CH,OH (式中、Rは前記と同義である)で表される化合物と、
必要に応じ不活性溶媒中、 1)必要に応じエステル化触媒の存在下にアクリル酸も
しくはメタクリル酸とを反応きせる方法、2)必要に応
じ塩基の存在下に塩化アクリロイルもしくは塩化メタク
リロイルとを反応させる方法、 3)適当な触媒の存在下にアクリル酸エステルもしくは
メタクリル酸エステルとを反応させる方法(エステル交
換反応)などである。
不活性溶媒はベンゼン、トルエン、キシレン等のベンゼ
ン系溶媒、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素等
のハロゲン化低級アルカン、酢酸エチル等の低級アルカ
ン酸の低級アルキルエステル、ジメチルホルムアミド等
の酸アミド類、エチルエーテル、テトラヒドロフラン等
のエーテル類等一般的溶媒を包含するが、ベンゼン系溶
媒、ジメチルホルムアミド、酢酸エチル等が特に好適で
ある。
ン系溶媒、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素等
のハロゲン化低級アルカン、酢酸エチル等の低級アルカ
ン酸の低級アルキルエステル、ジメチルホルムアミド等
の酸アミド類、エチルエーテル、テトラヒドロフラン等
のエーテル類等一般的溶媒を包含するが、ベンゼン系溶
媒、ジメチルホルムアミド、酢酸エチル等が特に好適で
ある。
方法1)ではアクリル酸もしくはメタクリル酸に、方法
3)ではアクリル酸エステルもしくはメ。
3)ではアクリル酸エステルもしくはメ。
タクリル酸エステルに方法2)では塩基に溶媒をかねさ
せることができる。
せることができる。
次に方法1)についてさらに詳しく述べるとエステル化
触媒は硫酸、塩酸、リン酸等の鉱酸、パラトルエンスル
ホン酸等のスルホン酸等を包含する。化合物(II)に
対しミアクリル酸もしくはメタクリル酸を1〜20当量
、特に2〜5当量用いるのが好ましい。もっとも後者に
溶媒をかねさせる場合はこの限りでない。
触媒は硫酸、塩酸、リン酸等の鉱酸、パラトルエンスル
ホン酸等のスルホン酸等を包含する。化合物(II)に
対しミアクリル酸もしくはメタクリル酸を1〜20当量
、特に2〜5当量用いるのが好ましい。もっとも後者に
溶媒をかねさせる場合はこの限りでない。
反応液中の触媒濃度は0.1〜10重量%、特に0.1
〜2重量%とするのが好ましい。反応は通常50〜10
0℃で行い、5〜24時間で終了する。
〜2重量%とするのが好ましい。反応は通常50〜10
0℃で行い、5〜24時間で終了する。
反応終了後触媒を中和し、未反応のアクリル酸もしくは
メタクリル酸を留去してから再結晶又はカラムクロマト
グラフィーにより化合物(I)を得る。
メタクリル酸を留去してから再結晶又はカラムクロマト
グラフィーにより化合物(I)を得る。
方法2)についてさらに詳しく述べると塩基はピリジン
、トリエチルアミン等を包含する。塩基は化合物(II
)に対し1〜30当量特に1〜5当量でかつ酸クロリド
より過剰に使用するのが好ましい。もっともピリジン等
の塩基に溶媒をかねさせる場合はこの限りでない。塩化
アクリロイルもしくは塩化メタクリロイルは化合物(n
)に対し1〜5当量、特に1〜1.5当量用いるのが好
ましい。反応は通常θ〜20℃で行い、3〜24時間で
終了する。
、トリエチルアミン等を包含する。塩基は化合物(II
)に対し1〜30当量特に1〜5当量でかつ酸クロリド
より過剰に使用するのが好ましい。もっともピリジン等
の塩基に溶媒をかねさせる場合はこの限りでない。塩化
アクリロイルもしくは塩化メタクリロイルは化合物(n
)に対し1〜5当量、特に1〜1.5当量用いるのが好
ましい。反応は通常θ〜20℃で行い、3〜24時間で
終了する。
反応終了後溶媒を留去し、酸処理により化合物(1)の
塩基付加塩から化合物(1)を遊離させ、ジエチルエー
テル等で抽出し濃縮、結晶化させることにより化合物(
I)を得る。
塩基付加塩から化合物(1)を遊離させ、ジエチルエー
テル等で抽出し濃縮、結晶化させることにより化合物(
I)を得る。
方法3)についてさらに詳しく述べるとエステル交換触
媒は硫酸等の鉱酸、パラトルエンスルホン酸等のスルホ
ン酸、テトラn−ブトキシ錫、テトラn−ブトキシチタ
ン等の金属アルコキシド等を包含する。反応液中の触媒
濃度は0.5〜5重1%が適当である。アクリル酸エス
テノペメタクリル酸エステルは低級アルキルエステル、
例えばメチルエステル、エチルエステル、n−ブチルエ
ステル等を包含する。メチルエステルを使用する場合に
は生成するメタノールを留去することにより平衡をずら
せることができるので特に好ましい。
媒は硫酸等の鉱酸、パラトルエンスルホン酸等のスルホ
ン酸、テトラn−ブトキシ錫、テトラn−ブトキシチタ
ン等の金属アルコキシド等を包含する。反応液中の触媒
濃度は0.5〜5重1%が適当である。アクリル酸エス
テノペメタクリル酸エステルは低級アルキルエステル、
例えばメチルエステル、エチルエステル、n−ブチルエ
ステル等を包含する。メチルエステルを使用する場合に
は生成するメタノールを留去することにより平衡をずら
せることができるので特に好ましい。
これらのエステルの使用量は化合物(n)に対し1〜1
0当量が適当である。反応は通常70〜120℃で行い
、5〜24時間が適当である。
0当量が適当である。反応は通常70〜120℃で行い
、5〜24時間が適当である。
酸触媒の場合には中和後又は金属アルコキシドの場合は
水を加えて分解した後、ジエチルエーテル等で抽出し濃
縮した後再結晶又はカラムクロマトグラフィーに付して
化合物(I)を得る。
水を加えて分解した後、ジエチルエーテル等で抽出し濃
縮した後再結晶又はカラムクロマトグラフィーに付して
化合物(I)を得る。
以上いずれの方法においても反応中又は精製中に化合物
(I)が重合するのをさけるため重合禁止剤を系に添加
しておくことが望ましい。かかる重合禁止剤はヒドロキ
ノン、シトロキノンモノメチルエーテル、フェノチアジ
ン等の一般的重合禁止剤を包含し、反応液及び又は精製
液中1100pp〜5重量%存在させる。
(I)が重合するのをさけるため重合禁止剤を系に添加
しておくことが望ましい。かかる重合禁止剤はヒドロキ
ノン、シトロキノンモノメチルエーテル、フェノチアジ
ン等の一般的重合禁止剤を包含し、反応液及び又は精製
液中1100pp〜5重量%存在させる。
化合物(I)はネガ型のUVレジスト用の架橋剤として
用いることができる。ベースレジンとしてはUVレジス
トに常用される反応性二重結合を有するアクリル酸エス
テル、メタクリル酸エステル、ポリエステル、エポキシ
樹脂、ポリウレタン等のホモポリマー、コポリマーのプ
レポリマーが用いられる。かかるベースレジンに化合物
(I)を混合し、紫外線を照射する場合には二重結合同
士の結合により架橋剤がプレポリマーをつなぎ高分子化
して不溶化する。
用いることができる。ベースレジンとしてはUVレジス
トに常用される反応性二重結合を有するアクリル酸エス
テル、メタクリル酸エステル、ポリエステル、エポキシ
樹脂、ポリウレタン等のホモポリマー、コポリマーのプ
レポリマーが用いられる。かかるベースレジンに化合物
(I)を混合し、紫外線を照射する場合には二重結合同
士の結合により架橋剤がプレポリマーをつなぎ高分子化
して不溶化する。
化合物(I)は同一分子内に疎水性部分と親水性部分く
カルボキシル基)を有するのでベースレジンに対し一般
に十分良好な分散性を保つことができる。さらにカルボ
キシル基遊離の形から例えば有機アミン(トリエチルア
ミン等)で部分中和〜完全中和して水に対する溶解性を
向上させたり、有機アミンの種類を変えたりすることに
よりべ一スレジン中での分散性をさらに向上させること
ができる。
カルボキシル基)を有するのでベースレジンに対し一般
に十分良好な分散性を保つことができる。さらにカルボ
キシル基遊離の形から例えば有機アミン(トリエチルア
ミン等)で部分中和〜完全中和して水に対する溶解性を
向上させたり、有機アミンの種類を変えたりすることに
よりべ一スレジン中での分散性をさらに向上させること
ができる。
次に本発明の実施例を示す。
実施例1
2.2−ジアクリロイルオキシメチルプロピオン酸の製
法く酸塩化物を用いる方法〉 予めモレキニラーシーブ4Aで脱水処理したN。
法く酸塩化物を用いる方法〉 予めモレキニラーシーブ4Aで脱水処理したN。
N−ジメチルホルムアミド95 Qmlに2.2−ジメ
チロールプロピオン酸80.5g(0,60モル)を加
え、溶解の後、0〜5℃に冷却する。この液にトリエチ
ルアミン194g(1,92モル)を加え、撹拌下、0
〜5℃に温度を保ちながら、塩化アクロイル119g(
1,32モル)を約2時間で滴下する。得られた黄色懸
濁液にハイドロキノンモノメチルエーテル10mgを加
え、減圧下にてN、 N−ジメチルホルムアミドを留去
し、残渣に冷水75 Qmlを加えた後、濃塩酸でpH
1に調整し、ジエチルエーテル40 Qmlで2回抽出
した。抽出油層を無水Mg5Oaで乾燥の後、減圧濃縮
して粗2,2−ジアクリロイルオキシメチルプロピオン
酸118.7gを得た(収率82%)。
チロールプロピオン酸80.5g(0,60モル)を加
え、溶解の後、0〜5℃に冷却する。この液にトリエチ
ルアミン194g(1,92モル)を加え、撹拌下、0
〜5℃に温度を保ちながら、塩化アクロイル119g(
1,32モル)を約2時間で滴下する。得られた黄色懸
濁液にハイドロキノンモノメチルエーテル10mgを加
え、減圧下にてN、 N−ジメチルホルムアミドを留去
し、残渣に冷水75 Qmlを加えた後、濃塩酸でpH
1に調整し、ジエチルエーテル40 Qmlで2回抽出
した。抽出油層を無水Mg5Oaで乾燥の後、減圧濃縮
して粗2,2−ジアクリロイルオキシメチルプロピオン
酸118.7gを得た(収率82%)。
n−ヘキサン/クロロホルムで再結晶精製することによ
り、白色針状晶74.8 gを得(収率63%) 、N
MR,I R,元素分析より2,2−ジアクリロイルメ
チルプロピオン酸であることを確認した。
り、白色針状晶74.8 gを得(収率63%) 、N
MR,I R,元素分析より2,2−ジアクリロイルメ
チルプロピオン酸であることを確認した。
形 状 白色結晶 m、p61〜62℃水への溶解
度 1.18g/100g、(20℃)分析値 I R
1720cr’、1690cm−’ vc−0107
0cm判、1280cm−’ シe−01620cr
’、シe−C 2700cr ’ 、シO−0− 11N 1.3g+1pm (3)1.s)4、40
ppm (4)1. s) 5.7〜6.8ppm (68,m) 11.47ppm (ltl、s) 元素分析 0% 8% 0% 理論値 5/、54 5.83 39.63実測値 5
4.18 5,90 39.92実施例2 2.2−ジアクリロイルオキシメチルプロピオン酸の製
法くエステル交換による方法〉 2.2−ジメチロールプロピオン酸13.4 g(0,
10モル)、アクリル酸メチル86.1 g(1,0モ
ル)、濃硫酸0.40g(4ミリモル)、フェノチアジ
ン20II1gを混合の後、還流下8時間反応した。反
応液を減圧濃縮の後、残渣に水500m1を加え、ジエ
チルエーテル5001111で2回抽出し、以後実施例
1と同様の操作で無色の油状物18、2 gを得た。こ
の内1.82 gをシリカゲルクロマトグラフィーで単
離、精製して、0.50gの白色結晶を得た。
度 1.18g/100g、(20℃)分析値 I R
1720cr’、1690cm−’ vc−0107
0cm判、1280cm−’ シe−01620cr
’、シe−C 2700cr ’ 、シO−0− 11N 1.3g+1pm (3)1.s)4、40
ppm (4)1. s) 5.7〜6.8ppm (68,m) 11.47ppm (ltl、s) 元素分析 0% 8% 0% 理論値 5/、54 5.83 39.63実測値 5
4.18 5,90 39.92実施例2 2.2−ジアクリロイルオキシメチルプロピオン酸の製
法くエステル交換による方法〉 2.2−ジメチロールプロピオン酸13.4 g(0,
10モル)、アクリル酸メチル86.1 g(1,0モ
ル)、濃硫酸0.40g(4ミリモル)、フェノチアジ
ン20II1gを混合の後、還流下8時間反応した。反
応液を減圧濃縮の後、残渣に水500m1を加え、ジエ
チルエーテル5001111で2回抽出し、以後実施例
1と同様の操作で無色の油状物18、2 gを得た。こ
の内1.82 gをシリカゲルクロマトグラフィーで単
離、精製して、0.50gの白色結晶を得た。
NMR,IR,元素分析で、実施例1に示した2、2−
ジアクリロイルオキシメチルプロピオン酸であることを
確認した(収率20%)。
ジアクリロイルオキシメチルプロピオン酸であることを
確認した(収率20%)。
実施例3
2−2−ジメタクリロイルオキシメチルプロピオン酸の
製法 く酸塩化物を用いる方法〉予めモレキ二う−シー
ブ4Aで脱水処理したN、 N−ジメチルホルムアミド
47 Qmlに2.2−ジメチロールプロピオン酸40
.2g(0,30モル)を加え、溶解の後、0〜5℃に
冷却する。この液にトリエチルアミン97g(0,68
モル)を加え、撹拌下、0〜5℃に温度を保ちながら、
塩化メタクリロイル69g(0,66モル)を約2時間
で滴下する。この後、同一温度で1時間熟成して得られ
る黄色懸濁液にハイドロキノンモノメチルエーテル50
mgを加え、減圧下にてN、 N−ジメチルホルムアミ
ドを留去し、残渣に冷水375mlを加 。
製法 く酸塩化物を用いる方法〉予めモレキ二う−シー
ブ4Aで脱水処理したN、 N−ジメチルホルムアミド
47 Qmlに2.2−ジメチロールプロピオン酸40
.2g(0,30モル)を加え、溶解の後、0〜5℃に
冷却する。この液にトリエチルアミン97g(0,68
モル)を加え、撹拌下、0〜5℃に温度を保ちながら、
塩化メタクリロイル69g(0,66モル)を約2時間
で滴下する。この後、同一温度で1時間熟成して得られ
る黄色懸濁液にハイドロキノンモノメチルエーテル50
mgを加え、減圧下にてN、 N−ジメチルホルムアミ
ドを留去し、残渣に冷水375mlを加 。
えた後、濃塩酸でpH1に調整し、ジイソプロピルエー
テル20 Qmlで2回抽出した。抽出油層を無水Mg
5Onで乾燥の後減圧濃縮して粗2.2−ジメタクリロ
イルオキシメチルブロピオン酸70gを得た。(収率8
6%) 上記粗生成物をn−ヘキサン2001+11で2回溶解
、抽出の後、n−ヘキサンを濃縮除去してから、トルエ
ンにて再結晶精製して、白色針状晶42gを得(収率5
2%) 、NMR,I R,元素分析より2.2−ジメ
タクロイルオキシプロピオン酸である事を確認した。
テル20 Qmlで2回抽出した。抽出油層を無水Mg
5Onで乾燥の後減圧濃縮して粗2.2−ジメタクリロ
イルオキシメチルブロピオン酸70gを得た。(収率8
6%) 上記粗生成物をn−ヘキサン2001+11で2回溶解
、抽出の後、n−ヘキサンを濃縮除去してから、トルエ
ンにて再結晶精製して、白色針状晶42gを得(収率5
2%) 、NMR,I R,元素分析より2.2−ジメ
タクロイルオキシプロピオン酸である事を確認した。
形 状 白色結晶 m、p92〜94℃分析値
r R1720,1690cI11−’ ν。−01
630cm−’ シc−c 2700cm−凰 ν。−、I NMR1,38ppm (3t!、 s)5.6〜6
.2ppm (4B、m)1、98ppm (61
(、s) 9.0ppm (IH,s) 4.18pl)m (441,s) 元素分析 0% 8% 0% 理論値 57.7? 6.71 35.52実測値
57.38 6.80 35.91発明の効果 ベースレジンに対する均一な分散性を奏し得るUVレジ
スト用架橋剤として有用な化合物が提供される。
r R1720,1690cI11−’ ν。−01
630cm−’ シc−c 2700cm−凰 ν。−、I NMR1,38ppm (3t!、 s)5.6〜6
.2ppm (4B、m)1、98ppm (61
(、s) 9.0ppm (IH,s) 4.18pl)m (441,s) 元素分析 0% 8% 0% 理論値 57.7? 6.71 35.52実測値
57.38 6.80 35.91発明の効果 ベースレジンに対する均一な分散性を奏し得るUVレジ
スト用架橋剤として有用な化合物が提供される。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Rは炭素数1〜3のアルキル、Yはアクリロイ
ルもしくはメタクリロイルである)で表される化合物。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12771886 | 1986-06-02 | ||
JP61-127718 | 1986-06-02 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6399038A true JPS6399038A (ja) | 1988-04-30 |
JPH0710795B2 JPH0710795B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=14966988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP565487A Expired - Fee Related JPH0710795B2 (ja) | 1986-06-02 | 1987-01-13 | 2,2−ジメチロ−ルカルボン酸のアクリル酸もしくはメタクリル酸エステル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0710795B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7504531B2 (en) * | 2006-04-28 | 2009-03-17 | Xerox Corporation | Processes for preparing difunctional compounds |
JP2011225708A (ja) * | 2010-04-19 | 2011-11-10 | Nippon Kayaku Co Ltd | 多官能モノマー、これを用いた樹脂組成物 |
-
1987
- 1987-01-13 JP JP565487A patent/JPH0710795B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7504531B2 (en) * | 2006-04-28 | 2009-03-17 | Xerox Corporation | Processes for preparing difunctional compounds |
JP2011225708A (ja) * | 2010-04-19 | 2011-11-10 | Nippon Kayaku Co Ltd | 多官能モノマー、これを用いた樹脂組成物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0710795B2 (ja) | 1995-02-08 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |