TWI552981B - 新穎之二肟酯化合物以及包括彼之光聚合初始劑及光阻組合物 - Google Patents
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Description
本發明係關於新穎之二肟酯(di-oxime ester)化合物,以及包括彼之光聚合初始劑及光阻組合物。
一般已知有多種光聚合初始劑係用於光阻組合物中,例如,苯乙酮衍生物、二苯甲酮衍生物、三嗪衍生物(triazine derivative)、聯咪唑衍生物(biimidazole derivative)、醯基膦氧化物衍生物(acylphosphine oxide derivative)、以及肟酯衍生物等,其中,肟酯衍生物具有以下優點:肟酯衍生物可吸收UV,使得顏色難以呈現;肟酯衍生物之自由基產生效率高;而且肟酯衍生物與光阻組合物之材料間具有優異的材料相容性及穩定性。然而,問題在於初期研發的肟類衍生化合物具有低的光初始效率,特別是在圖案曝光的過程中,肟類衍生化合物的敏感度(sensitivity)是低的,因而需要增加曝光量,並因此導致生產量降低。
因此,藉由研發出一種具有優異光敏感度的光聚合初始劑,少量的光聚合初始劑即可實現足夠的敏感度,使得成本降低,並因其優異的敏感度而可降低曝光量,從而提升生產量。
已知以下化學式A所表示的多種肟酯化合物衍生物可用做為光阻組合物中的一種光聚合初始劑:
在光聚合初始劑具有肟酯基團的情況下,藉由引入合適的取代基至化合物的R、R’、及R”,可以簡單合成出能控制光聚合初始劑之吸收區域的多種光聚合初始劑。
藉由用具有波長為365奈米至435奈米的光照射至光阻組合物,肟酯化合物可聚合並固化一具有未飽和鍵的聚合物,從而可用於黑矩陣、彩色濾光器、柱間隔物(column spacer)、撓性絕緣膜、保護膜(overcoat)等的光阻組合物。
因此,對於具有以下特性而可適用於多種應用中之新穎的光初始劑有著持續的需求:對於波長365奈米至435奈米之長波長光源具有高敏感度且良好的光聚合反應性;易於製備;具有高熱穩定性及儲存穩定性而易於處理;以及符合工業需求(例如,溶解度等,其可溶於溶劑(PGMEA(丙二醇單甲醚乙酸酯))。
近年來,藉由用鹼性顯影溶液使光阻組合物進行顯影方面,積極地對用於薄膜顯示器(例如,液晶顯示裝置、有機發光二極體(OLED)等)之光阻組合物進行研究,更具體而言,對能形成圖案之包括高敏感度光聚合初始劑及光阻組合物積極地進行研究,其中該光阻組合物能用於例如液晶顯示裝置的有機絕緣膜(諸如,TFT-LCD)、柱間隔物、UV保護膜、
RGB彩色光阻、及黑矩陣等。
一般而言,作為用於形成圖案的阻組合物,光阻組合物較佳係包括黏合劑樹脂、具有乙烯系未飽和鍵的多功能單體、以及光聚合初始劑。
然而,當藉由使用現有的光聚合初始劑來形成圖案時,在進行形成圖案的曝光程序時,由於低敏感度,必須增加光聚合初始劑的使用量或曝光量,也因此,在曝光程序中光罩(mask)可能會被汙染,在高溫交聯期間,基於分解光聚合初始劑時所可能會因產生的雜質而降低產率,而且因為增加曝光量而使曝光程序的時間增加,可能會導致生產量的降低,這些問題都已經嘗試去努力加以克服。
【相關文獻】
[專利文獻1]JP 2001-302871 A(2001年10月31日)
[專利文獻2]JP 2006-160634 A(2006年6月22日)
[專利文獻3]JP 2005-025169 A(2005年1月27日)
[專利文獻4]JP 2005-242279 A(2005年9月8日)
[專利文獻5]WO 02/100903(2002年12月19日)
[專利文獻6]WO 07/071497(2007年6月28日)
[專利文獻7]WO 08/138733(2008年11月20日)
[專利文獻8]WO 08/078686(2008年7月3日)
[專利文獻9]WO 09/081483(2009年7月2日)
[專利文獻10]KR 2013-0124215 A(2013年5月3日)
[專利文獻11]KR 2013-0115272 A(2013年10月21日)
本發明的一個實施態樣係涉及提供一新穎之二肟酯化合物以及包括彼之光聚合初始劑及光阻組合物。
本發明的另一實施態樣係涉及提供包括一模製品,其係包括包含該新穎之二肟酯化合物之光阻組合物的一種固化產物。
本發明的另一實施態樣係涉及提供包括本發明之模製品的一顯示裝置。
於一整體方面而言,本發明係提供以化學式1表示的二肟酯化合物,包括彼之光聚合初始劑以及光阻組合物:
在化學式1中,R1至R3係個別獨立為氫、鹵素、(C1至C20)烷基、(C6至C20)芳基、(C1至C20)烷氧基、(C6至C20)芳基(C1至C20)烷基、羥基(C1至C20)烷基、羥基(C1至C20)烷氧基(C1至C20)烷基、(C3至C20)環烷基、或(C3至C20)環烷基(C1至C20)烷基;A係氫、鹵素、(C1至C20)烷基、(C6至C20)芳基、(C6至C20)芳基(C1至C20)烷基、胺基、硝基、氰基、或羥基;以及
n係0至2的整數。
本發明之術語「鹵基(halo)」或「鹵素(halogen)」係指氟原子、氯原子、溴原子、或碘原子。
本發明之術語「烷基」係指僅由碳原子及氫原子所組成之單價直鏈或分枝之飽和烴基團,包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、三級丁基、戊基、己基、辛基、壬基等作為具體例子,但本發明並不限於此。
本發明之術語「芳基」係指自芳香族烴移除一氫原子所衍生的有機基團,並包括適當地可能包含4至7個環原子的單環系統或稠環(fused ring)系統,較佳地,在每一個環中包括5或6個環原子,且甚至包括其中複數個芳基以單鍵連接的形式。芳基的具體例子包括苯基、萘基、聯苯基、三聯苯基、蒽基(anthryl)、茚基(indenyl)、茀基(fluorenyl)、菲基(phenanthryl)等,但本發明並不限於此。
本發明之術語「烷氧基」係指-O-烷基,包括例如甲氧基、乙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、三級丁氧基等。
本發明之術語「芳烷基」係指經前述之芳基取代的烷基,包括例如苄基。
本發明之術語「羥烷基」係指經羥基取代的烷基,包括例如羥甲基、羥乙基、羥丙基、羥丁基、羥戊基、羥己基等。
本發明之術語「羥基烷氧烷基(hydroxyalkoxyalkyl)」係指經羥基烷氧基取代的烷基,包括例如羥基甲氧基甲基、羥基甲氧基乙基、羥基甲氧基丙基、羥基甲氧基丁基、羥基乙氧基甲基、羥基乙氧基乙基、
羥基乙氧基丙基、羥基乙氧基丁基、羥基乙氧基戊基、羥基乙氧基己基等。
本發明之術語「環烷基」不僅係指3至7個碳環原子的單環烷基,也係指二或多個單環烷基彼此稠合而成的多環烷基。環烷基的具體例子包括環丙基、環丁基、環戊基、環己基等,但本發明並不限於此。
本發明之術語「環烷基烷基」係指一經前述環烷基取代的烷基,包括例如環丙基甲基、環丁基甲基、環戊基甲基、環丙基乙基等。
此外,本發明的「(C1至C20)烷基」較佳係(C1至C10)烷基,更佳係(C1至C6)烷基。「(C6至C20)芳基」較佳係(C6至C18)芳基。「(C1至C20)烷氧基」較佳係(C1至C10)烷氧基,更佳係(C1至C4)烷氧基。「(C6至C20)芳基(C1至C20)烷基」較佳係(C6至C18)芳基(C1至C10)烷基,更佳係(C6至C18)芳基(C1至C6)烷基。本發明的「羥基(C1至C20)烷基」較佳係羥基(C1至C10)烷基,更佳係羥基(C1至C6)烷基。「羥基(C1至C20)烷氧基(C1至C20)烷基」較佳係羥基(C1至C10)烷氧基(C1至C10)烷基,更佳係羥基(C1至C4)烷氧基(C1至C6)烷基。「(C3至C20)環烷基」較佳係(C3至C10)環烷基。「(C3至C20)環烷基(C1至C20)烷基」較佳係(C3至C10)環烷基(C1至C10)烷基,更佳係(C3至C10)環烷基(C1至C6)烷基。
於化學式1中,當n係2時,每一個R1可能與彼此相同或不同。
更具體而言,R1至R3係各自獨立為氫、溴基、氯基、碘基、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、正己基、異己基、苯基、萘基、聯苯基、三聯苯基、蒽基、茚基、菲基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、三
級丁氧基、芐基、羥甲基、羥乙基、羥基正丙基、羥基正丁基、羥基異丁基、羥基正戊基、羥基異戊基、羥基正己基、羥基異己基、羥基甲氧基甲基、羥基甲氧基乙基、羥基甲氧基丙基、羥基甲氧基丁基、羥基乙氧基甲基、羥基乙氧基乙基、羥基乙氧基丙基、羥基乙氧基丁基、羥基乙氧基戊基、羥基乙氧基己基、環丙基、環戊基、環己基、環丙基甲基、環戊基甲基、或環己基甲基;以及在化學式1中,A可為氫、溴基、氯基、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、苯基、萘基、聯苯基、三聯苯基、蒽基、茚基、菲基、芐基、胺基、硝基、氰基、或羥基,但本發明並不限於此。
較佳地,在化學式1中,R1可為氫、(C1至C20)烷基、(C6至C20)芳基(C1至C20)烷基、羥基(C1至C20)烷基、羥基(C1至C20)烷氧基(C1至C20)烷基、(C3至C20)環烷基、或(C3至C20)環烷基(C1至C20)烷基;R2及R3可個別獨立為(C1至C20)烷基、(C6至C20)芳基、(C6至C20)芳基(C1至C20)烷基、羥基(C1至C20)烷基、羥基(C1至C20)烷氧基(C1至C20)烷基、(C3至C20)環烷基、或(C3至C20)環烷基(C1至C20)烷基;以及A可為氫、鹵素、(C1至C20)烷基、(C6至C20)芳基、(C6至C20)芳基(C1至C20)烷基、硝基、或氰基。
更佳地,在化學式1中,R1可為氫、(C1至C20)烷基、(C3至C20)環烷基、或(C3至C20)環烷基(C1至C20)烷基;R2及R3可個別獨立為(C1至C20)烷基、(C6至C20)芳基、或(C3至C20)環烷基;以及A可為氫、鹵素、(C1至C20)烷基、(C6至C20)芳基、硝基、或氰基。
根據本發明之二肟酯化合物的代表性例子可包括,但不限於,以下化合物:
舉例言之,根據本發明化學式1所表示的二肟酯化合物可藉由以下反應式1來製備:[反應式1]
在反應式1中,A、R1至R3以及n係與前述化學式1中的定義相同,而X1及X2係各自獨立為氫。
在其他一般方面,提供包括藉由前述化學式1所表示之二肟酯化合物的光聚合初始劑。
在其他一般方面,提供包括藉由前述化學式1所表示之二肟酯化合物的光阻組合物。
在本發明中,光阻組合物可包括由前述化學式1所表示之二肟酯化合物以作為光聚合初始劑。
本發明的光阻組合物包括由化學式1所表示的二肟酯化合物、黏合劑樹脂、具有乙烯系未飽和鍵的聚合化合物、溶劑等,且本發明的光阻組合物具有調整圖案特性的優異能力及優異的薄膜物理特性(例如耐熱性、耐化學性等)。
此外,本發明的光阻組合物除了包含由化學式1所表示的二肟酯化合物外,可更包括自以下所組成的群組之至少一種已知之光聚合初始劑:噻噸酮系(thioxanthone-based)化合物、苯乙酮系化合物、聯咪唑系(biimidazole-based)化合物、三嗪系化合物、硫醇系化合物、以及O-醯基
肟系(O-acyloxime-based)化合物。
噻噸酮系化合物的例子可包括:噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2-異丙基噻噸酮、4-異丙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮等,而且噻噸酮系化合物可單獨使用或者二或多者混合使用。苯乙酮系化合物的例子可包括:2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉丙-1-酮、2-芐基-2-二甲基胺基-1-(-4-嗎啉苯基)-丁-1-酮、2-(4-甲基芣基)-2-(二甲基胺基)-1-(4-嗎啉苯基)-丁-1-酮等,而且苯乙酮系化合物可單獨使用或者二或多者混合使用。聯咪唑系化合物的例子可包括:2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-聯咪唑、2,2'-雙(2,4-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-聯咪唑、2,2'-雙(2,4,6-三氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-聯咪唑等,而且聯咪唑系化合物可單獨使用或者二或多者混合使用。三嗪系化合物的例子可包括:2,4,6-三(三氯甲基)-對稱-三嗪、2-甲基-4,6-雙(三氯甲基)-對稱-三嗪、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-對稱-三嗪、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-對稱-三嗪、2-[2-(4-二甲基胺基-2-甲基苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-對稱-三嗪、2-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-對稱-三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-對稱-三嗪、2-(4-乙氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-對稱-三嗪、2-(4-正丁氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-對稱-三嗪等,而且三嗪系化合物可單獨使用或者二或多者混合使用。O-醯基肟系化合物可包括:1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲醯肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃基甲氧
基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊環)甲氧基苯甲醯基-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯肟)等,而且O-醯基肟系化合物可單獨使用或者二或多者混合使用。基於100重量%的光阻組合物,可使用0.1重量%至5.0重量%的已知光聚合初始劑以賦予更佳形成撓性薄膜圖案的特性。
根據本發明的一個例示性實施態樣,丙烯酸聚合物或在側鏈中具有丙烯未飽和鍵(acrylic unsaturated bond)的丙烯酸聚合物可在光阻組合物中被用作為黏合劑樹脂。為了提供調整圖案特性及薄膜物理特性(例如,耐熱性、耐化學性等)的能力,基於100重量%的光阻組合物計,黏合劑樹脂較佳用量為具有3重量%至50重量%,而且該丙烯酸聚合物由使用聚苯乙烯標準品的凝膠層析法(gel permeation chromatography(GPC))測量較佳具有2,000至300,000的重量平均分子量,並具有1.0至10.0的分散度,更佳地,該丙烯酸聚合物具有4,000至100,000的重量平均分子量。
該丙烯酸聚合物係包括以下單體例子之單體的共聚物:(甲基)丙烯酸甲酯(methyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯(lauryl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸十二酯(dodecyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸十四酯、(甲基)丙烯酸十六酯、(甲基)丙烯酸異莰酯(isobornyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸金剛烷酯(adamantyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸二環戊酯
(dicyclopentanyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯(dicyclopentenyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯(2-methoxyethyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯(2-ethoxyethyl(meth)acrylate)、丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸(itaconic acid)、順丁烯二酸、順丁烯二酸酐、順丁烯二酸單烷基酯、伊康酸單烷基酯、反丁烯二酸單烷基酯(monoalkyl fumarate)、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-環氧丁酯、(甲基)丙烯酸2,3-環氧環己酯、(甲基)丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯、(甲基)丙烯酸3-甲基氧環丁烷-3-甲酯(3-methyloxetane-3-methyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸3-乙基氧環丁烷-3-甲酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙醯氧基苯乙烯、N-甲基順丁烯二醯亞胺(N-methyl maleimide)、N-乙基順丁烯二醯亞胺、N-丙基順丁烯二醯亞胺、N-丁基順丁烯二醯亞胺、N-環己基順丁烯二醯亞胺、(甲基)丙烯醯胺、N-甲基(甲基)丙烯醯胺等。該丙烯酸聚合物可單獨使用或者二或多者混合使用。
在側鏈具有丙烯未飽和鍵之丙烯酸聚合物可為由如下方式製得之共聚物:將環氧樹脂與含有羧酸的丙烯酸共聚物進行加成反應所獲得。舉例言之,可藉由將環氧樹脂、含有羧酸的丙烯酸共聚物在40℃至180℃的溫度下進行加成反應以獲得黏合劑樹脂,其中該環氧樹脂可例如為丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-環氧-丁酯、(甲基)丙烯酸2,3-環氧環己酯、(甲基)丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯、或其類似物;該含有羧酸的丙烯酸共聚物係藉由共聚合含有羧酸的丙烯酸單體(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、順丁烯二酸、順丁烯二酸單烷基酯、或
其類似物)與選自如下之至少二單體共聚合所獲得:(甲基)丙烯酸烷酯(包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸己酯等)、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸金剛烷酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、(甲基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙醯氧基苯乙烯、N-甲基順丁烯二醯亞胺、N-乙基順丁烯二醯亞胺、N-丙基順丁烯二醯亞胺、N-丁基順丁烯二醯亞胺、N-環己基順丁烯二醯亞胺、(甲基)丙烯醯胺、N-(甲基)丙烯甲醯胺等。
作為其他例子,在側鏈具有丙烯未飽和鍵之丙烯酸聚合物可為由如下方式製得之共聚物:將羧酸與含有環氧基團的丙烯酸共聚物進行加成反應所獲得,以及黏合劑樹脂另可藉由在40℃至180℃的溫度下使含有羧酸的丙烯酸單體與含有環氧基團的丙烯酸共聚物進行加成反應而製得,其中該含有羧酸的丙烯酸單體可例如為丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、順丁烯二酸、順丁烯二酸單烷基酯、或其類似物;該含有環氧基團的丙烯酸共聚物可藉由共聚合含有環氧基團的丙烯酸單體(例如,丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-環氧-丁酯、(甲基)丙烯酸2,3-環氧環己酯、(甲基)丙烯酸3,4-環氧環己酯、或其類似物)與選自如下之至少二單體共聚合所獲得:(甲基)丙烯酸烷酯(包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸己酯等)、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸金剛烷酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、(甲基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙醯氧基苯乙烯、N-甲基順
丁烯二醯亞胺、N-乙基順丁烯二醯亞胺、N-丙基順丁烯二醯亞胺、N-丁基順丁烯二醯亞胺、N-環己基順丁烯二醯亞胺、(甲基)丙烯醯胺、N-甲基(甲基)丙烯醯胺等。
在本發明的光阻組合物中,具有乙烯系未飽和鍵的聚合物係在形成圖案時藉由光反應經交聯而形成圖案,而且在高溫加熱下經交聯以提供耐化學性及耐熱性。以光阻組合物為100重量%計,具有乙烯系未飽和鍵的聚合物較佳用量為0.001重量%至40重量%。當加入過量之具有乙烯系未飽和鍵的聚合物時,交聯度可能會極高而劣化圖案的延展性。
具體言之,具有乙烯系未飽和鍵的聚合化合物可包括(甲基)丙烯酸的烷基酯(例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯等)、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、具有2至14個環氧乙烷(ethyleneoxide)基團的聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯(polyethylene glycolmono(meth)acrylate)、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、具有2至14個環氧乙烷基團的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、具有2至14個環氧丙烷(propyleneoxide)基團的丙二醇二(甲基)丙烯酸酯(propylene glycol di(meth)acrylate)、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯(trimethylolpropane di(meth)acrylate)、雙酚A二縮水甘油醚丙烯酸加成物(bisphenol A diglycidyl ether acrylic acid adduct)、乙基(甲基)丙烯酸β羥基酯(β-hydroxy ethyl(meth)acrylate)的苯二甲酸二酯、乙基(甲基)丙烯酸β羥基酯的甲苯二異氰酸酯加成物(toluene diisocyanate adduct)、由酯化多元醇及α,β-未飽和羧酸所獲得的化合物(例如,三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(trimethylolpropane tri(meth)acrylate)、新戊四醇三(甲基)丙烯
酸酯(pentaerythritol tri(meth)acrylate)、新戊四醇四(甲基)丙基酸酯、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、以及二新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯)、多醇縮水甘油化合物(polyhydric glycidyl compound)的丙烯酸加成物(例如,三羥甲基丙烷三縮水甘油醚丙烯酸加成物(trimethylolpropane triglycidyl ether acrylic acid adduct)等)。該具有乙烯系未飽和鍵的聚合物可單獨使用或者二或多者混合使用。
再者,在本發明的光阻組合物中用作為光聚合初始劑之由化學式1所表示之二肟酯化合物的添加量係於增加透明度(transparency)並最小化曝光量的量,其中,以100重量%的光阻組合物計,由化學式1表示的二肟酯化合物較佳用量係0.01重量%至10重量%,更佳係0.1重量%至5重量%。
此外,本發明的光阻組合物可更包括具有環氧基團或胺基基團以做為所需之附助劑(adhesion aid)的矽氧烷系(silicone-based)化合物。
在本發明的光阻組合物中,該矽氧烷系化合物可提升ITO電極和光阻組合物之間的黏附強度,而且可增強經固化後的耐熱性。該具有環氧基團或胺基基團的矽氧烷系化合物可包括(3-環氧丙氧基丙基)三甲氧基矽烷、(3-環氧丙氧基丙基)三乙氧基矽烷、(3-環氧丙氧基丙基)甲基二甲氧基矽烷、(3-環氧丙氧基丙基)甲基二乙氧基矽烷、(3-環氧丙氧基丙基)二甲基甲氧基矽烷、(3-環氧丙氧基丙基)二甲基乙氧基矽烷、3,4-環氧丁基三甲氧基矽烷、3,4-環氧丁基三乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基矽烷、胺基丙基三甲氧基矽烷等,該矽氧烷系化合物可單獨使用或者二或多者混合使用。以光阻組合物為100重量%計,該具有環氧基團或胺基基團的矽氧烷系化合物的用
量為0.0001重量%至3重量%。
此外,本發明的光阻組合物可更包括所需之具有相容性(compatibility)的添加劑(additive),例如,光敏感劑(photosensitizer)、熱聚合初始劑、消泡劑、均染劑(leveling agent)等。
本發明的光阻組合物透過一溶劑在一基材上進行旋轉塗佈並在該基材上使用一光罩以UV光照射的方法以形成圖案,並以鹼性顯影劑顯影該基材,其中,較佳係藉由加入以光阻組合物為100重量%計之10重量%至95重量%的溶劑,以調整黏性至1厘泊(cp)至50厘泊。
考量黏合劑樹脂、光初始劑、以及其他化合物的相容性,以下例示之溶劑可單獨使用或將二或多者混合以作為本發明的溶劑:乙酸乙酯、乙酸丁酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲基乙醚、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯(EEP)、乳酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇甲基醚丙酸酯(PGMEP)、丙二醇甲醚、丙二醇丙醚、甲基賽珞蘇乙酸酯(methyl cellosolve acetate)、乙基賽珞蘇乙酸酯、二乙二醇甲基乙酸酯、二乙二醇乙基乙酸酯、丙酮、甲基異丁基酮、環己酮、二甲基甲醯胺(DMF)、N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、γ-丁內酯、二乙醚、乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚(diglyme)、四氫呋喃(THF)、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、甲基賽珞蘇、乙基賽珞蘇、二乙二醇甲基醚、二乙二醇乙基醚、二丙二醇甲醚、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷、辛烷、或其類似物。
可藉由使用已知的方法(例如,旋轉塗佈、輥式塗佈(roll coater)、棒式塗佈、模塗佈(die coater)、簾式塗佈、各種印刷法、浸漬
(dippings)等)將根據本發明之例示性實施態樣的光阻組合物施用於支持基材上(例如,鈉玻璃(soda glasses)、石英玻璃、半導體基材、金屬、紙、塑膠等)。此外,在將光阻組合物施用於支持基材(例如,形成膜)上後,該光阻組合物可被移轉至其他支持基材上,而其實施方法並沒有限制。
根據本發明之實施態樣的光阻組合物可被用於各種用途中,例如光固化塗料或漆、光固化黏合劑、彩色顯示器(例如,印刷基材、彩色電視、個人電腦螢幕、可攜式訊息終端機、數位相機等)之液晶顯示裝置中的彩色濾光器、用於電漿顯示器(plasma display panel)的電極材料、粉末塗料、印刷油墨、印刷版、黏合劑、牙用組合物、凝膠塗層、電子工程光阻、電鍍抗蝕劑、抗蝕刻劑(etching resists)、用於液膜及乾膜的抗焊劑(solder resists)、用於形成製造具有各種顯示用途之彩色矩陣或在電漿顯示器之製造過程中之結構的阻劑、電致發光顯示裝置(electroluminescence display device)、及LCD、用於封裝電器及電子元件的組合物、磁性紀錄材料、機密機器元件(fine machine component)、波導管(waveguide)、光開關(optical switche)、電鍍罩(plating mask)、蝕刻罩、色彩測試系統、玻璃纖維纜線塗料、網版印刷模板(screen printing stencils)、用於藉由立體印刷製造三維物體的材料、用於全像紀錄(holographic recording)的材料、圖像紀錄材料、精密電子電路、去色材料、用於影像紀錄材料的去色材料、使用微膠囊以作影像紀錄的去色材料、用於印刷電路板的光阻材料、用於UV及可見雷射導向圖像的光阻材料、用於在印刷電路板或保護模的順序積層(sequential lamination)中形成介電層(dielectric layer)的光阻材料等,但其用途並不限於此。
在另外方面中,所提供之包括化學式1所表示之二肟酯化合物的光阻組合物中更包括著色劑。
光阻組合物可依用途藉由加入著色劑而製備彩色光阻組合物,其中著色劑可為多樣的,例如黑色、紅色、黃色、綠色、藍色等。具體言之,可加入黑色著色劑以製造黑矩陣,以及顯示R.G.B.色彩等的各種著色劑可用於製造彩色濾光器。
用於形成模製品(例如,彩色濾光器、黑矩陣、或其類似物)之阻劑中所包括的著色劑可包括紅、綠、藍及深藍混合物系統之藍綠色、紅紫色、黃色、及黑色顏料。該顏料可包括C.I.顏料黃色(Pigment Yellow)12、13、14、17、20、24、55、83、86、93、109、110、117、125、137、139、147、148、153、154、166、168;C.I.顏料橘色(Pigment Orange)36、43、51、55、59、61;C.I.顏料紅色(Pigment Red)9、97、122、123、149、168、177、180、192、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240;C.I.顏料紫色(Pigment Violet)19、23、29、30、37、40、50;C.I.顏料藍色(Pigment Blue)15、15:1、15:4、15:6、22、60、64;C.I.顏料綠色(Pigment Green)7、36;C.I.顏料棕色(Pigment Brown)23、25、26;C.I.顏料黑色(Pigment Black)7;鈦黑;碳黑等。
此外,在另外方面,所提供的模製品包括前述光阻組合物的固化產物。
此外,模製品可為陣列平面化膜(array planarization film)、絕緣膜、柱間隔物、黑柱間隔物、黑矩陣、或彩色濾光器。
再者,在另外方面,所提供的的顯示裝置包括前述的模製品。
當本發明的二肟酯化合物係用作為光阻組合物的光聚合初始劑時,即使是少量,依然具有顯著優異的敏感度,以及優異的物理特性(例如膜保留率(film retention rate)、圖案穩定性、耐化學性、延展性等),從而在薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)製造方法之曝光及後燒固(post-bake)過程中使自光聚合初始劑發生的排氣(outgassing)最小化,因此可減少汙染以及使所發生的缺陷最小化。
在下文中,本發明的代表化合物係透過實施例及比較實施例的詳細描述以詳細地瞭解本發明。因此,根據本發明的以下實施例可被調整為各種實施態樣,且不應被解釋為用於限制本發明的範圍。提供本發明的這些實施例可使本發明技術領域具通常知識者可更徹底地瞭解本發明。
[實施例1]
反應1
在氮氣氣氛下保持無水乙酸乙酯(50毫升)在5℃,將氫化
鈉(3.08公克,在礦物油中佔60%,0.077莫耳)加入其中並攪拌30分鐘。加入溶於乙酸乙酯(50mL)的4-乙醯基聯苯(1)(10.0公克,0.051莫耳)並攪拌1個小時,緩慢加熱反應溶液並在60℃攪拌5個小時以完成反應。冷卻反應溶液至室溫,加入H2O(30毫升)並攪拌約30分鐘。接者,緩慢滴加1% HCl水溶液(40毫升)以中和反應混合物至pH值為6至7。加入乙酸乙酯(100毫升)至反應溶液中並攪拌30分鐘以分離有機層,並以H2O充分清洗該經分離的有機層。接者,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮(2)(7.2公克)(62.0%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):2.09(3H,s),3.68(2H,s),7.36-7.37(3H,m),7.74-7.76(4H,m),7.87-7.89(2H,m)
MS(m/e):238
反應2
1-(聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮(2)(5.0公克,0.021莫耳)分散於乙醇(100毫升)中,將羥胺鹽酸鹽(hydroxylamine hydrochloride)(4.38公克,0.063莫耳)及乙酸鈉(5.17公克,0.063莫耳)加入其中,緩慢加熱反應溶液並回流1個小時。冷卻反應混合物至室溫,將蒸餾水(100毫升)及乙酸乙酯(200毫升)加入其中並攪拌約30分鐘以分離有機層,以
無水硫酸鎂乾燥該經分離的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮二肟(3)(5.23公克)(92.9%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.86(3H,s),2.89(2H,s),7.34-7.38(3H,m),7.80-7.86(4H,m),8.01-8.12(2H,m)
MS(m/e):268
反應3
在氮氣氣氛下將1-(聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮二肟(3)(5.0公克,0.019莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升),反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(4.25公克,0.042莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入乙醯氯(3.30公克,0.042莫耳),小心攪拌反應溶液30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(4)(5.82公克)(92.3%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.96(6H,s),1.88(3H,s),2.89(2H,s),7.34-7.38(3H,m),7.80-7.86(4H,m),8.01-8.12(3H,
m)
MS(m/e):352
[實施例2]1-(聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮-O,O二丙醯基二肟(5)的製備
在氮氣氣氛下將1-(聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮二肟(3)(5.0公克,0.019莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升),反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(4.25公克,0.042莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入丙醯氯(3.88公克,0.042莫耳),小心攪拌反應溶液30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮-O,O二丙醯基二肟(5)(6.65公克)(92.0%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.96(6H,t),1.88(3H,s),2.27(4H,q),2.69(2H,s),7.35-7.38(3H,m),7.78-7.82(4H,m),8.01-8.05(3H,m)
MS(m/e):380
[實施例3]1-(聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮-O,O-二環己烷羰基二肟(6)的製備
在氮氣氣氛下將1-(聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮二肟(3)(5.0公克,0.019莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升),反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(4.25公克,0.042莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入環己烷羰基氯(cyclohexanecarbonyl chloride)(6.16公克,0.042莫耳),小心攪拌反應溶液30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮-O,O-二環己烷羰基二肟(6)(8.54公克)(92.0%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.12-1.15(10H,m),1.60-1.66(12H,m),1.88(3H,s),2.69(2H,s),7.35-7.38(3H,m),7.78-7.82(4H,m),8.01-8.05(3H,m)
MS(m/e):487
[實施例4]1-(聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮O,O-二苯甲醯二肟(7)的製備
在氮氣氣氛下將1-(聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮二肟(3)(5.0公克,0.019莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升)中,反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(4.25公克,0.042莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入苯甲醯氯(5.90公克,0.042莫耳),小心攪拌反應溶液30分鐘使其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮O,O-二苯甲醯二肟(7)(8.26公克)(91.2%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.85(3H,s),2.65(2H,s),7.35-7.38(3H,m),7.55-7.58(6H,m)7.78-7.82(4H,m),8.01-8.05(3H,m),8.18-8.20(4H,m),
MS(m/e):477
[實施例5]1-(聯苯-4-基)-2-甲基丁烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(11)的製備
反應1
在氮氣氣氛下保持無水乙酸乙酯(50毫升)在5℃,將氫化
鈉(2.88公克,在礦物油中佔60%,0.072莫耳)加入其中並攪拌30分鐘。加入溶於乙酸乙酯(50mL)的4-丙醯基聯苯(8)(10.0公克,0.048莫耳)並攪拌1個小時,緩慢加熱反應溶液並在60℃攪拌5個小時以完成反應。冷卻反應溶液至室溫,加入H2O(30毫升)並攪拌約30分鐘。接者,緩慢滴加1% HCl水溶液(40毫升)以中和反應混合物至pH值為6至7。加入乙酸乙酯(100毫升)至反應溶液中並攪拌30分鐘以分離有機層,並以H2O充分清洗該經分離的有機層。接者,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)-2-甲基丁烷-1,3-二酮(9)(7.07公克)(58.2%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.39(3H,d),2.09(3H,s),4.00(1H,m),7.35-7.37(3H,m),7.75-7.76(4H,m),7.86-7.89(2H,m)
MS(m/e):252
反應2
1-(聯苯-4-基)-2-甲基丁烷-1,3-二酮(9)(5.0公克,0.020莫耳)分散於乙醇(100毫升)中,將羥胺鹽酸鹽(4.18公克,0.060莫耳)及乙酸鈉(4.92公克,0.060莫耳)加入其中,緩慢加熱反應溶液並回流1個
小時。冷卻反應混合物至室溫,將蒸餾水(100毫升)及乙酸乙酯(200毫升)加入其中並攪拌約30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經分離的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)-2-甲基丁烷-1,3-二酮二肟(10)(5.02公克)(88.9%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.35(3H,d),1.87(3H,s),3.98(1H,m),7.34-7.38(3H,m),7.80-7.86(4H,m),8.01-8.12(2H,m)
MS(m/e):282
反應3
在氮氣氣氛下將1-(聯苯-4-基)-2-甲基丁烷-1,3-二酮二肟(10)(5.0公克,0.018莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升),反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(4.05公克,0.040莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入乙醯氯(3.14公克,0.040莫耳),小心攪拌反應混合物30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)-2-甲基丁烷-1,3-
二酮O,O-二乙醯基二肟(11)(5.94公克)(90.1%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.96(6H,s),1.32(3H,d),1.88(3H,s),3.89(1H,m),7.34-7.38(3H,m),7.80-7.86(4H,m),8.01-8.12(3H,m)
MS(m/e):366
[實施例6]1-(聯苯-4-基)-2-甲基丁烷-1,3-二酮-O,O-二環己烷羰基二肟(12)的製備
在氮氣氣氛下將1-(聯苯-4-基)-2-甲基丁烷-1,3-二酮二肟(10)(5.0公克,0.018莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升),反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(4.05公克,0.040莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入環己烷羰基氯(cyclohexanecarbonyl chloride)(5.86公克,0.040莫耳),小心攪拌反應溶液30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)-2-甲基丁烷-1,3-二酮-O,O-二環己烷羰基二肟(12)(8.48公克)(88.8%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.12-1.14(10H,m),1.30(3H,
d),1.62-1.66(12H,m),1.90(3H,s),3.85(1H,m),7.36-7.38(3H,m),7.82-7.86(4H,m),8.01-8.08(3H,m)
MS(m/e):503
[實施例7]
在氮氣氣氛下將1-(聯苯-4-基)-2-甲基丁烷-1,3-二酮二肟(10)(5.0公克,0.018莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升),反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(4.05公克,0.040莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入苯甲醯氯(5.62公克,0.040莫耳),小心攪拌反應混合物30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)-2-甲基丁烷-1,3-二酮O,O-二苯甲醯二肟(13)(8.22公克)(88.2%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.30(3H,d),1.85(3H,s),3.85(1H,m),7.36-7.38(3H,m),7.55-7.58(6H,m)7.80-7.82(4H,m),8.01-8.04(3H,m),8.18-8.20(4H,m)
MS(m/e):491
[實施例8]1-(聯苯-4-基)-2-環己基丁烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(18)的製備
反應1
在二氯甲烷(100毫升)中分散聯苯(14)(10.0公克,0.065莫耳)並將反應混合物冷卻至-5℃,並將氯化鋁(10.40公克,0.78莫耳)緩慢加入其中。接者,於2小時中緩慢且小心地加入在二氯甲烷(5毫升)中稀釋的2-環己基乙醯氯(12.53公克,0.078莫耳)使得該反應混合物的溫度不會上升,再將該反應混合物在-5℃攪拌1個小時。接者,將該反應混合物緩慢倒入冰水中(1公升)並攪拌30分鐘以分離有機層,以蒸餾水(500毫升)清洗該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)-2-環己基乙酮(15)(11.07公克)(61.2%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.12-1.14(10H,m),1.62-1.66(12H,m),2.51(2H,d),7.36-7.38(3H,m),7.82-7.86(4H,m),8.01-8.08(2H,m)
MS(m/e):278
反應2
在氮氣氣氛下保持無水乙酸乙酯(50毫升)在5℃,將氫化鈉(2.16公克,在礦物油中佔60%,0.054莫耳)加入其中並攪拌30分鐘。加入溶於乙酸乙酯(50mL)的1-(聯苯-4-基)-2-環己基乙酮(15)(10.0公克,0.036莫耳)並攪拌1個小時,緩慢加熱反應溶液並在60℃攪拌5個小時以完成反應。冷卻反應溶液至室溫,加入H2O(30毫升)並攪拌約30分鐘。接者,緩慢滴加1% HCl水溶液(30毫升)以中和反應混合物至pH值為6至7。加入乙酸乙酯(100毫升)至反應溶液中並攪拌30分鐘以分離有機層,並以H2O充分清洗該經分離的有機層。接者,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)-2-環己基丁烷-1,3-二酮(16)(6.37公克)(55.2%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.12-1.14(10H,m),1.62-1.66(12H,m),2.10(3H,s),3.51(1H,d),7.36-7.38(3H,m),7.82-7.86(4H,m),8.01-8.08(2H,m)
MS(m/e):320
反應3
1-(聯苯-4-基)-2-環己基丁烷-1,3-二酮(16)(5.0公克,0.016莫耳)分散於乙醇(100毫升)中,將羥胺鹽酸鹽(3.34公克,0.048莫耳)及乙酸鈉(3.94公克,0.048莫耳)加入其中,緩慢加熱反應溶液並回流1個小時。冷卻反應混合物至室溫,將蒸餾水(100毫升)及乙酸乙酯(200毫升)加入其中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經分離的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)-2-環己基丁烷-1,3-二酮二肟(17)(4.87公克)(86.9%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.10-1.12(10H,m),1.60-1.64(12H,m),2.08(3H,s),3.45(1H,d),7.33-7.35(3H,m),7.80-7.82(4H,m),8.01-8.06(2H,m)
MS(m/e):350
反應4
在氮氣氣氛下將1-(聯苯-4-基)-2-環己基丁烷-1,3-二酮二
肟(17)(5.0公克,0.014莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升),反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(3.24公克,0.032莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入乙醯氯(2.51公克,0.032莫耳),小心攪拌反應混合物30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)-2-環己基丁烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(18)(5.49公克)(90.3%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.96(6H,s),1.10-1.12(10H,m),1.58-1.60(12H,m),2.05(3H,s),3.48(1H,d),7.33-7.35(3H,m),7.80-7.82(4H,m),8.01-8.06(2H,m)
MS(m/e):435
[實施例9]1-(聯苯-4-基)-2-(環戊基甲基)丁烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二(22)的製備
反應1
在二氯甲烷(100毫升)中分散聯苯(14)(10.0公克,0.065
莫耳)並將反應混合物冷卻至-5℃,並將氯化鋁(10.40公克,0.78莫耳)緩慢加入其中。接者,於2小時中緩慢且小心地加入在二氯甲烷(5毫升)中稀釋的3-環戊丙醯氯(12.53公克,0.078莫耳)使得該反應混合物的溫度不會上升,再將該反應混合物在-5℃攪拌1個小時。接者,將該反應混合物緩慢倒入冰水中(1公升)並攪拌30分鐘以分離有機層,以蒸餾水(500毫升)清洗該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)-3-環戊基丙烷-1-酮(19)(10.64公克)(58.8%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.35-1.60(9H,m),1.45(2H,m),2.51(2H,t),7.36-7.38(3H,m),7.82-7.86(4H,m),8.01-8.08(2H,m)
MS(m/e):278
反應2
在氮氣氣氛下保持無水乙酸乙酯(50毫升)在5℃,將氫化鈉(2.16公克,在礦物油中佔60%,0.054莫耳)加入其中並攪拌30分鐘。加入溶於乙酸乙酯(50mL)的1-(聯苯-4-基)-3-環戊基丙烷-1-酮(19)(10.0公克,0.036莫耳)並攪拌1個小時,緩慢加熱反應溶液並在60℃攪拌5個小
時以完成反應。冷卻反應溶液至室溫,加入H2O(30毫升)並攪拌約30分鐘。接者,緩慢滴加1% HCl水溶液(30毫升)以中和反應混合物至pH值為6至7。加入乙酸乙酯(100毫升)至反應溶液中並攪拌30分鐘以分離有機層,並以H2O充分清洗該經分離的有機層。接者,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)-2-環戊基甲基)丁烷-1,3-二酮(20)(6.37公克)(55.2%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.35-1.60(9H,m),1.48(2H,m),2.05(3H,s),2.45(2H,t),7.36-7.38(3H,m),7.82-7.86(4H,m),8.01-8.08(2H,m)
MS(m/e):320
反應3
1-(聯苯-4-基)-2-環戊基甲基)丁烷-1,3-二酮(20)(5.0公克,0.016莫耳)分散於乙醇(100毫升)中,將羥胺鹽酸鹽(3.34公克,0.048莫耳)及乙酸鈉(3.94公克,0.048莫耳)加入其中,緩慢加熱反應溶液並回流1個小時。冷卻反應混合物至室溫,將蒸餾水(100毫升)及乙酸
乙酯(200毫升)加入其中並攪拌約30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經分離的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)-2-環戊基甲基)丁烷-1,3-二酮二肟(21)(4.94公克)(88.1%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.35-1.60(9H,m),1.48(2H,m),2.08(3H,s),2.45(2H,t),7.33-7.35(3H,m),7.80-7.82(4H,m),8.01-8.06(2H,m)
MS(m/e):350
反應4
在氮氣氣氛下將1-(聯苯-4-基)-2-環戊基甲基)丁烷-1,3-二酮二肟(21)(5.0公克,0.014莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升),反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(3.24公克,0.032莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入乙醯氯(2.51公克,0.032莫耳),接者小心攪拌反應混合物30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得
的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)-2-環戊基甲基)丁烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(22)(5.49公克)(90.3%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.96(6H,s),1.35-1.60(9H,m),1.48(2H,m),2.05(3H,s),2.42(2H,t),7.33-7.35(3H,m),7.80-7.82(4H,m),8.01-8.06(2H,m)
MS(m/e):435
[實施例10]1-(聯苯-4-基)己烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(25)的製備
反應1
在氮氣氣氛下保持無水乙酸乙酯(50毫升)在5℃,將氫化鈉(3.08公克,在礦物油中佔60%,0.077莫耳)加入其中並攪拌30分鐘。加入溶於乙酸丁酯(50mL)的4-乙醯基聯苯(1)(10.0公克,0.051莫耳)並攪拌1個小時,緩慢加熱反應溶液並在60℃攪拌5個小時以完成反應。冷卻反應溶液至室溫,加入H2O(30毫升)並攪拌約30分鐘。接者,緩慢滴加1% HCl水溶液(40毫升)以中和反應混合物至pH值為6至7。加入乙酸乙酯(100毫升)至反應溶液中並攪拌30分鐘以分離有機層,並以H2O充分清洗該經分離的有機層。接者,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙
酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)-己烷-1,3-二酮(23)(8.01公克)(59.0%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.96(3H,t),1.59(2H,q),2.09(3H,s),3.68(2H,s),7.36-7.37(3H,m),7.74-7.76(4H,m),7.87-7.89(2H,m)
MS(m/e):266
反應2
1-(聯苯-4-基)-己烷-1,3-二酮(23)(5.0公克,0.019莫耳)分散於乙醇(100毫升)中,將羥胺鹽酸鹽(3.97公克,0.057莫耳)及乙酸鈉(4.68公克,0.057莫耳)加入其中,緩慢加熱反應溶液並回流1個小時。冷卻反應混合物至室溫,將蒸餾水(100毫升)及乙酸乙酯(200毫升)加入其中並攪拌約30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經分離的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)己烷-1,3-二酮二肟(24)(5.01公克)(88.9%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.95(3H,t),1.61(2H,q),1.86(3H,s),2.89(2H,s),7.34-7.38(3H,m),7.80-7.86(4H,m),
8.01-8.12(2H,m)
MS(m/e):296
反應3
氮氣氣氛下將1-(聯苯-4-基)己烷-1,3-二酮二肟(24)(5.0公克,0.017莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升),反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(3.74公克,0.037莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入乙醯氯(2.90公克,0.037莫耳),小心攪拌反應混合物30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)己烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(25)(5.84公克)(90.3%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.94(3H,t),0.96(6H,s),,1.61(2H,q),1.88(3H,s),2.89(2H,s),7.34-7.38(3H,m)7.80-7.86(4H,m),8.01-8.12(3H,m)
MS(m/e):380
[實施例11]1-(聯苯-4-基)戊烷-1,4-二酮O,O-二乙醯基二肟(28)的製備
反應1
在氮氣氣氛下保持無水乙酸乙酯(50毫升)在5℃,將氫化鈉(5.96公克,在礦物油中佔60%,0.144莫耳)加入其中並攪拌30分鐘。加入溶於乙酸乙酯(50mL)的4-丙醯基聯苯(8)(20.0公克,0.096莫耳)並攪拌1個小時,緩慢加熱反應溶液並在60℃攪拌5個小時以完成反應。冷卻反應溶液至室溫,加入H2O(30毫升)並攪拌約30分鐘。接者,緩慢滴加1% HCl水溶液(80毫升)以中和反應混合物至pH值為6至7。加入乙酸乙酯(100毫升)至反應溶液中並攪拌30分鐘以分離有機層,並以H2O充分清洗該經分離的有機層。接者,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)戊烷-1,4-二酮(26)(6.35公克)(26.2%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.87(3H,s),2.44(2H,t),2.98(2H,t),7.35-7.37(3H,m),7.75-7.76(4H,m),7.86-7.89(2H,m)
MS(m/e):252
反應2
1-(聯苯-4-基)戊烷-1,4-二酮(26)(5.0公克,0.020莫耳)分散於乙醇(100毫升)中,將羥胺鹽酸鹽(4.18公克,0.060莫耳)及乙酸鈉(4.92公克,0.060莫耳)加入其中,緩慢加熱反應溶液並回流1個小時。冷卻反應混合物至室溫,將蒸餾水(100毫升)及乙酸乙酯(200毫升)加入其中並攪拌約30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經分離的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)戊烷-1,4-二酮二肟(27)(4.98公克)(88.2%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.90(3H,s),2.45(2H,t),2.96(2H,t),7.34-7.38(3H,m),7.80-7.86(4H,m),8.01-8.12(2H,m)
MS(m/e):282
反應3
氮氣氣氛下將1-(聯苯-4-基)戊烷-1,4-二酮二肟(27)(5.0公克,0.018莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升),反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(4.05公克,0.040莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入乙醯氯(3.14公克,0.040莫耳),小心攪拌反應混合物30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)戊烷-1,4-二酮O,O-二乙醯基二肟(28)(5.88公克)(89.1%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.96(6H,s),1.90(3H,s),2.45(2H,t),2.96(2H,t),7.34-7.38(3H,m),7.80-7.86(4H,m),8.01-8.12(3H,m)
MS(m/e):366
[實施例12]
氮氣氣氛下將1-(聯苯-4-基)戊烷-1,4-二酮二肟(27)(5.0公克,0.018莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升),反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(4.05公克,0.040莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分
鐘,並緩慢加入環己烷羰基氯(5.86公克,0.040莫耳),小心攪拌反應混合物30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)戊烷-1,4-二酮-O,O-二環己烷羰基二肟(29)(18.00公克)(89.5%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.12-1.15(10H,m),1.60-1.66(12H,m),1.90(3H,s),2.45(2H,t),2.96(2H,t),7.34-7.38(3H,m),7.80-7.86(4H,m),8.01-8.12(3H,m)
MS(m/e):503
[實施例13]1-(聯苯-4-基)戊烷-1,4-二酮O,O-二苯甲醯二肟(30)的製備
氮氣氣氛下將1-(聯苯-4-基)戊烷-1,4-二酮二肟(27)(5.0公克,0.018莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升),反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(4.05公克,0.040莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入苯甲醯氯(5.62公克,0.040莫耳),小心攪拌反應混合物30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,
並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)戊烷-1,4-二酮O,O-二苯甲醯二肟(30)(17.36公克)(88.5%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.91(3H,s),2.42(2H,t),2.95(2H,t),7.36-7.38(3H,m),7.55-7.58(6H,m),7.80-7.82(4H,m),8.01-8.043H,m),8.18-8.20(4H,m)
MS(m/e):491
[實施例14]1-(4'-硝基聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮-O,O二乙二肟(34)的製備
反應1
將4-乙醯基聯苯(1)(21.6公克,0.11莫耳)溶解在經濃縮的硫酸(150毫升)中,將反應混合物維持在-10℃,並於3小時中緩慢加入硝酸鉀(12.1公克,0.12莫耳),並將該反應混合物在-10℃攪拌30分鐘。接者,小心加入乙醇(400毫升)使得該反應混合物的溫度不會超過0℃,將該反應產物攪拌1個小時並過濾。將所獲得的固體產物分散在蒸餾水(500毫升)中並在室溫下攪拌30分鐘,過濾並以蒸餾水充分清洗,產物經乾燥後獲得淺灰色的1-(4'-硝基-聯苯-4-基)乙酮(31)(17.8公克)(67.2%)。
1H-NMR(δ ppm;CDCl3):2.66(3H,s),7.71-7.80(4H,
m),8.05(2H,d),8.31(2H,d)
MS(m/e):241
反應2
在氮氣氣氛下保持無水乙酸乙酯(50毫升)在5℃,將氫化鈉(5.00公克,在礦物油中佔60%,0.125莫耳)加入其中並攪拌30分鐘。加入溶於乙酸乙酯(50mL)的1-(4'-硝基-聯苯-4-基)乙酮(31)(20.0公克,0.083莫耳)並攪拌1個小時,緩慢加熱反應溶液並在60℃攪拌5個小時以完成反應。冷卻反應溶液至室溫,加入H2O(30毫升)並攪拌約30分鐘。接者,緩慢滴加1% HCl水溶液(80毫升)以中和反應混合物至pH值為6至7。加入乙酸乙酯(100毫升)至反應溶液中並攪拌30分鐘以分離有機層,並以H2O充分清洗該經分離的有機層。接者,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(4'-硝基-聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮(32)(13.59公克)(57.8%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.87(3H,s),2.44(2H,s),7.70-7.78(4H,m),8.02(2H,d),8.26(2H,d)
MS(m/e):283
反應3
1-(4'-硝基-聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮(32)(5.0公克,0.018莫耳)分散於乙醇(100毫升)中,將羥胺鹽酸鹽(3.76公克,0.054莫耳)及乙酸鈉(4.43公克,0.054莫耳)加入其中,緩慢加熱反應溶液並回流1個小時。冷卻反應混合物至室溫,將蒸餾水(100毫升)及乙酸乙酯(200毫升)加入其中並攪拌約30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經分離的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(4'-硝基-聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮二肟(33)(4.97公克)(88.2%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.90(3H,s),2.45(2H,s),7.70-7.76(4H,m),8.00(2H,d),8.25(2H,d)
MS(m/e):313
反應4
氮氣氣氛下將1-(4'-硝基-聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮二肟(33)
(5.0公克,0.016莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升),反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(3.56公克,0.035莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入乙醯氯(2.75公克,0.035莫耳),小心攪拌反應混合物30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(4'-硝基-聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(34)(5.67公克)(89.1%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.96(6H,s),1.90(3H,s),2.45(2H,s),7.70-7.76(4H,m),8.00(2H,d),8.25(2H,d)
MS(m/e):397
[實施例15]1-(4'-硝基聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮-O,O-二環己烷羰基二肟(35)的製備
氮氣氣氛下將1-(4'-硝基-聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮二肟(33)(5.0公克,0.016莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升),反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(3.56公克,0.035莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入環己烷羰基氯(5.13公克,0.035莫耳),小心攪拌反應溶液30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應
混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(4'-硝基聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮-O,O-二環己烷羰基二肟(35)(7.35公克)(86.1%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.12-1.15(10H,m),1.60-1.66(12H,m),1.92(3H,s),2.48(2H,s),7.70-7.75(4H,m),8.01(2H,d),8.24(2H,d)
MS(m/e):534
[實施例16]1-(4'-硝基聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮O,O-二苯甲醯二肟(36)的製備
氮氣氣氛下將1-(4'-硝基-聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮二肟(33)(5.0公克,0.016莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升),反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(3.56公克,0.035莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入苯甲醯氯(4.92公克,0.035莫耳),小心攪拌反應溶液30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(4'-硝基聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮O,O-
二苯甲醯二肟(36)(7.19公克)(86.2%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.92(3H,s),2.48(2H,s),7.55-7.58(6H,m),7.70-7.75(4H,m),7.80-7.82(4H,m),8.01(2H,d),8.24(2H,d)
MS(m/e):522
[實施例17]1-環己基-3-(4'-硝基聯苯-4-基)丙烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(17)的製備
反應1
在氮氣氣氛下保持無水乙酸乙酯(50毫升)在5℃,將氫化鈉(5.00公克,在礦物油中佔60%,0.125莫耳)加入其中並攪拌30分鐘。加入溶於乙基環己烷羧酸酯(ethyl cyclohexanecarboxylate)(50mL)的1-(4'-硝基-聯苯-4-基)乙酮(31)(20.0公克,0.083莫耳)並攪拌1個小時,緩慢加熱反應溶液並在60℃攪拌5個小時以完成反應。冷卻反應溶液至室溫,加入H2O(30毫升)並攪拌約30分鐘。接者,緩慢滴加1% HCl水溶液(80毫升)以中和反應混合物至pH值為6至7。加入乙酸乙酯(100毫升)至反應溶液中並攪拌30分鐘以分離有機層,並以H2O充分清洗該經分離的有機層。接者,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由
矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-環己基-3-(4'-硝基聯苯-4-基)丙烷-1,3-二酮(37)(15.11公克)(51.8%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.11-1.15(10H,m),1.58-1.66(12H,m),2.42(2H,s),7.71-7.77(4H,m),8.01(2H,d),8.20(2H,d)
MS(m/e):351
反應2
1-環己基-3-(4'-硝基聯苯-4-基)丙烷-1,3-二酮(37)(10.0公克,0.028莫耳)分散於乙醇(100毫升)中,將羥胺鹽酸鹽(5.85公克,0.084莫耳)及乙酸鈉(6.89公克,0.084莫耳)加入其中,緩慢加熱反應溶液並回流1個小時。冷卻反應混合物至室溫,將蒸餾水(100毫升)及乙酸乙酯(200毫升)加入其中並攪拌約30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經分離的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-環己基-3-(4'-硝基聯苯-4-基)丙烷-1,3-二酮二肟(38)(8.99公克)(84.2%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.11-1.14(10H,m),1.58-1.67(12H,m),2.43(2H,s),7.71-7.76(4H,m),8.01(2H,d),8.25(2H,d)
MS(m/e):381
反應3
氮氣氣氛下將1-環己基-3-(4'-硝基聯苯-4-基)丙烷-1,3-二酮二肟(38)(5.0公克,0.013莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升),反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(2.93公克,0.029莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入乙醯氯(2.28公克,0.029莫耳),小心攪拌反應混合物30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-環己基-3-(4'-硝基聯苯-4-基)丙烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(39)(4.97公克)(82.1%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.95(6H,s),1.10-1.14(10H,m),1.57-1.65(12H,m),2.43(2H,s),7.70-7.76(4H,m),8.00(2H,d),8.25(2H,d)
MS(m/e):466
[實施例18]1-(4'-硝基聯苯-4-基)-2-戊基丁烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(44)的製備
反應1
在二氯甲烷(100毫升)中分散聯苯(14)(10.0公克,0.065莫耳)並將反應混合物冷卻至-5℃,並將氯化鋁(10.40公克,0.78莫耳)緩慢加入其中。接者,於2小時中緩慢且小心地加入在二氯甲烷(5毫升)中稀釋的庚醯氯(11.59公克,0.078莫耳)使得該反應混合物的溫度不會上升,再將該反應混合物在-5℃攪拌1個小時。接者,將該反應混合物緩慢倒入冰水中(1公升)並攪拌30分鐘以分離有機層,以蒸餾水(500毫升)清洗該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)庚烷-1-酮(40)(10.56公克)(61.0%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.85(3H,t),1.25(8H,m),1.70(2H,m),7.35-7.38(3H,m),7.82-7.86(4H,m),8.01-8.08(2H,m)
MS(m/e):266
反應2
將1-(聯苯-4-基)庚烷-1-酮(40)(10.0公克,0.038莫耳)溶解在經濃縮的硫酸(100毫升)中,將反應混合物維持在-10℃,並於3小時中緩慢加入硝酸鉀(4.65公克,0.046莫耳),並將該反應混合物在-10℃攪拌30分鐘。接者,小心加入乙醇(400毫升)使得該反應混合物的溫度不會超過0℃,將該反應產物攪拌1個小時並過濾。將所獲得的固體產物分散在蒸餾水(500毫升)中並在室溫下攪拌約30分鐘,過濾並以蒸餾水充分清洗,產物經乾燥後獲得淺灰色的1-(4'-硝基-聯苯-4-基)庚烷-1-酮(41)(7.36公克)(62.2%)。
1H-NMR(δ ppm;CDCl3):0.87(3H,t),1.28(8H,m),1.72(2H,m),7.71-7.78(4H,m),8.05(2H,d),8.31(2H,d)
MS(m/e):311
反應3
在氮氣氣氛下保持無水乙酸乙酯(50毫升)在5℃,將氫化鈉(1.92公克,在礦物油中佔60%,0.048莫耳)加入其中並攪拌30分鐘。加
入溶於乙酸乙酯(50mL)的1-(4'-硝基-聯苯-4-基)庚烷-1-酮(41)(10.0公克,0.032莫耳)並攪拌1個小時,緩慢加熱反應溶液並在60℃攪拌5個小時以完成反應。冷卻反應溶液至室溫,加入H2O(30毫升)並攪拌約30分鐘。接者,緩慢滴加1% HCl水溶液(30毫升)以中和反應混合物至pH值為6至7。加入乙酸乙酯(100毫升)至反應溶液中並攪拌30分鐘以分離有機層,並以H2O充分清洗該經分離的有機層。接者,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(4'-硝基-聯苯-4-基)-2-戊基丁烷-1,3-二酮(42)(5.89公克)(52.1%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.87(3H,t),1.28(8H,m),1.72(1H,t),2.10(3H,s),7.32-7.36(3H,m),7.80-7.84(4H,m),8.01-8.06(2H,m)
MS(m/e):353
反應4
1-(4'-硝基-聯苯-4-基)-2-戊基丁烷-1,3-二酮(42)(5.0公克,0.014莫耳)分散於乙醇(100毫升)中,將羥胺鹽酸鹽(2.92公克,0.042莫耳)及乙酸鈉(3.45公克,0.042莫耳)加入其中,緩慢加熱反應溶液並
回流1個小時。冷卻反應混合物至室溫,將蒸餾水(100毫升)及乙酸乙酯(200毫升)加入其中並攪拌約30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經分離的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(4'-硝基-聯苯-4-基)-2-戊基丁烷-1,3-二酮二肟(43)(4.45公克)(82.9%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.88(3H,t),1.29(8H,m),1.72(1H,t),2.09(3H,s),3.44(1H,d),7.32-7.34(3H,m),7.80-7.82(4H,m),8.01-8.06(2H,m)
MS(m/e):383
反應5
在氮氣氣氛下將1-(4'-硝基-聯苯-4-基)-2-戊基丁烷-1,3-二酮二肟(43)(5.0公克,0.013莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升),反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(2.93公克,0.029莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入乙醯氯(2.28公克,0.029莫耳),小心攪拌反應混合物30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的
產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(4'-硝基-聯苯-4-基)-2-戊基丁烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(44)(5.55公克)(91.3%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.86(3H,t),0.96(6H,s),1.28(8H,m),1.72(1H,t),7.33-7.35(3H,m),7.80-7.82(4H,m),8.01-8.06(2H,m)
MS(m/e):468
[實施例19]1-(4'-硝基聯苯-4-基)-2-戊基丁烷-1,3-二酮O,O-二苯甲醯二肟(45)的製備
在氮氣氣氛下將1-(4'-硝基-聯苯-4-基)-2-戊基丁烷-1,3-二酮二肟(43)(5.0公克,0.013莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升),反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(2.93公克,0.029莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入苯甲醯氯(4.07公克,0.029莫耳),小心攪拌反應混合物30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(4'-硝基聯苯-4-基)-2-戊基丁烷-1,3-二酮O,O-二苯甲醯二肟(45)(6.87公克)(89.3%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.88(3H,t),1.28(8H,m),1.74(1H,t),7.56-7.58(6H,m),7.71-7.75(4H,m),7.80-7.82(4H,
m),8.03(2H,d),8.24(2H,d)
MS(m/e):592
[實施例20]1-環己基-3-(4'-硝基聯苯-4-基)-2-戊基丙烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(48)的製備
反應1
在氮氣氣氛下保持無水乙基環己烷羧酸酯(50毫升)在5℃,將氫化鈉(2.16公克,在礦物油中佔60%,0.054莫耳)加入其中並攪拌30分鐘。加入溶於乙基環己烷羧酸酯(50mL)的1-(4'-硝基-聯苯-4-基)庚烷-1-酮(41)(10.0公克,0.032莫耳)並攪拌1個小時,緩慢加熱反應溶液並在60℃攪拌5個小時以完成反應。冷卻反應溶液至室溫,加入H2O(30毫升)並攪拌約30分鐘。接者,緩慢滴加1% HCl水溶液(30毫升)以中和反應混合物至pH值為6至7。加入乙酸乙酯(100毫升)至反應溶液中並攪拌30分鐘以分離有機層,並以H2O充分清洗該經分離的有機層。接者,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-環己基-3-(4'-硝基聯苯-4-基)-2-戊基丙烷-1,3-二酮(46)(6.76公克)(50.1%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.87(3H,t),1.10-1.14(10H,m),1.28(8H,m),1.58-1.64(12H,m),1.72(1H,t),2.10(3H,s),7.32-7.36(3H,m),7.80-7.84(4H,m),8.01-8.06(2H,m)
MS(m/e):422
反應2
1-環己基-3-(4'-硝基聯苯-4-基)-2-戊基丙烷-1,3-二酮(46)(5.0公克,0.012莫耳)分散於乙醇(100毫升)中,將羥胺鹽酸鹽(2.50公克,0.036莫耳)及乙酸鈉(2.95公克,0.036莫耳)加入其中,緩慢加熱反應溶液並回流1個小時。冷卻反應混合物至室溫,將蒸餾水(100毫升)及乙酸乙酯(200毫升)加入其中並攪拌約30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經分離的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-環己基-3-(4'-硝基聯苯-4-基)-2-戊基丙烷-1,3-二酮二肟(47)(4.38公克)(80.9%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.87(3H,t),1.10-1.14(10H,m),1.28(8H,m),1.58-1.64(12H,m),1.72(1H,t),2.10(3H,s),7.32-7.34(3H,m),7.80-7.82(4H,m),8.01-8.06(2H,m)
MS(m/e):452
反應3
在氮氣氣氛下將1-環己基-3-(4'-硝基聯苯-4-基)-2-戊基丙烷-1,3-二酮二肟(47)(5.0公克,0.011莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升)中,反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(2.43公克,0.024莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入乙醯氯(1.88公克,0.024莫耳),小心攪拌反應溶液30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-環己基-3-(4'-硝基聯苯-4-基)-2-戊基丙烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(48)(5.14公克)(87.3%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.86(3H,t),0.94(6H,s),1.10-1.14(10H,m),1.28(8H,m),1.57-1.62(12H,m),1.73(1H,t),2.11(3H,s),7.33-7.35(3H,m),7.80-7.83(4H,m),8.01-8.06(2H,m)
MS(m/e):536
[實施例21]1-(4'-溴聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(52)的製備
反應1
在氮氣氣氛下保持無水乙酸乙酯(50毫升)在5℃,將氫化鈉(2.16公克,在礦物油中佔60%,0.054莫耳)加入其中並攪拌30分鐘。加入溶於乙酸乙酯(50mL)的4-乙醯基-4'-溴聯苯(4-acetyl-4’-bromobiphenyl)(49)(10.0公克,0.036莫耳)並攪拌1個小時,緩慢加熱反應溶液並在60℃攪拌5個小時以完成反應。冷卻反應溶液至室溫,加入H2O(30毫升)並攪拌約30分鐘。接者,緩慢滴加1% HCl水溶液(30毫升)以中和反應混合物至pH值為6至7。加入乙酸乙酯(100毫升)至反應溶液中並攪拌30分鐘以分離有機層,並以H2O充分清洗該經分離的有機層。接者,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(4'-溴聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮(50)(5.97公克)(52.3%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.88(3H,s),2.45(2H,s),7.72-7.78(4H,m),8.01(2H,d),8.26(2H,d)
MS(m/e):317
反應2
1-(4'-溴聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮(50)(5.0公克,0.016莫耳)分散於乙醇(100毫升)中,將羥胺鹽酸鹽(3.34公克,0.048莫耳)及乙酸鈉(3.94公克,0.048莫耳)加入其中,緩慢加熱反應溶液並回流1個小時。冷卻反應混合物至室溫,將蒸餾水(100毫升)及乙酸乙酯(200毫升)加入其中並攪拌約30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經分離的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(4'-溴聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮二肟(51)(4.72公克)(84.9%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.90(3H,s),2.46(2H,s),7.72-7.76(4H,m),8.02(2H,d),8.25(2H,d)
MS(m/e):347
反應3
氮氣氣氛下將1-(4'-溴聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮二肟(51)
(5.0公克,0.014莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升)中,反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(3.14公克,0.031莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入乙醯氯(2.43公克,0.031莫耳),小心攪拌反應混合物30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(4'-溴聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(52)(5.43公克)(89.9%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.95(6H,s),1.89(3H,s),2.45(2H,s),7.72-7.76(4H,m),8.02(2H,d),8.25(2H,d)
MS(m/e):431
[實施例22]1-(4'-氰基聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(56)的製備
反應1
將4-乙醯基-4'-溴聯苯(49)(20.0公克,0.073莫耳)溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidinone,NMP)(200毫升)中,並加入氰化銅(9.85公克,0.110莫耳),緩慢加熱反應溶液並回流3個小時。將蒸餾水(300毫升)及乙酸乙酯(300毫升)加入反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,並依順序以飽和的氯化銨水溶液(200毫升)及蒸餾水(100
毫升)清洗該經分離的有機層3次,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:5)以獲得4-乙醯基-4'-氰基聯苯(53)(8.23公克)(51.3%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):2.31(3H,s),7.72-7.76(4H,m),7.95(2H,d),8.05(2H,d)
MS(m/e):221
反應2
在氮氣氣氛下保持無水乙酸乙酯(50毫升)在5℃,將氫化鈉(2.72公克,在礦物油中佔60%,0.068莫耳)加入其中並攪拌30分鐘。加入溶於乙酸乙酯(50mL)的4-乙醯基-4'-氰基聯苯(53)(10.0公克,0.036莫耳)並攪拌1個小時,緩慢加熱反應溶液並在60℃攪拌5個小時以完成反應。冷卻反應溶液至室溫,加入H2O(30毫升)並攪拌約30分鐘。接者,緩慢滴加1% HCl水溶液(50毫升)以中和反應混合物至pH值為6至7。加入乙酸乙酯(100毫升)至反應溶液中並攪拌30分鐘以分離有機層,並以H2O充分清洗該經分離的有機層。接者,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;
乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(4'-氰基聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮(54)(6.18公克)(52.2%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.90(3H,s),2.45(2H,s),7.72-7.78(4H,m),8.01(2H,d),8.26(2H,d)
MS(m/e):263
反應3
1-(4'-氰基聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮(54)(5.0公克,0.019莫耳)分散於乙醇(100毫升)中,將羥胺鹽酸鹽(3.97公克,0.057莫耳)及乙酸鈉(4.68公克,0.057莫耳)加入其中,緩慢加熱反應溶液並回流1個小時。冷卻反應混合物至室溫,將蒸餾水(100毫升)及乙酸乙酯(200毫升)加入其中並攪拌約30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經分離的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(4'-氰基聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮二肟(55)(4.79公克)(85.9%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.88(3H,s),2.46(2H,s),7.71-7.74(4H,m),8.01(2H,d),8.23(2H,d)
MS(m/e):293
反應4
氮氣氣氛下將1-(4'-氰基聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮二肟(55)(5.0公克,0.017莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升)中,反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(3.74公克,0.037莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入乙醯氯(2.90公克,0.037莫耳),小心攪拌反應混合物30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(4'-氰基聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(56)(5.58公克)(86.9%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.92(6H,s),1.88(3H,s),2.40(2H,s),7.72-7.75(4H,m),7.99(2H,d),8.20(2H,d)
MS(m/e):377
[實施例23]1-(4'-第三丁基聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(60)的製備
反應1
在氮氣氣氛下保持無水乙酸乙酯(50毫升)在5℃,將氫化鈉(2.40公克,在礦物油中佔60%,0.060莫耳)加入其中並攪拌30分鐘。加入溶於乙酸乙酯(50mL)的4-乙醯基-4'-第三丁基聯苯(4-acetyl-4’-tert-butylbiphenyl)(57)(10.0公克,0.040莫耳)並攪拌1個小時,緩慢加熱反應溶液並在60℃攪拌5個小時以完成反應。冷卻反應溶液至室溫,加入H2O(30毫升)並攪拌約30分鐘。接者,緩慢滴加1% HCl水溶液(40毫升)以中和反應混合物至pH值為6至7。加入乙酸乙酯(100毫升)至反應溶液中並攪拌30分鐘以分離有機層,並以H2O充分清洗該經分離的有機層。接者,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(4'-第三丁基聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮(58)(6.16公克)(52.3%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.32(9H,s),2.01(3H,s),3.65(2H,s),7.72-7.78(4H,m),8.01(2H,d),8.26(2H,d)
MS(m/e):294
反應2
1-(4'-第三丁基聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮(58)(5.0公克,0.017莫耳)分散於乙醇(100毫升)中,將羥胺鹽酸鹽(3.55公克,0.051莫耳)及乙酸鈉(4.18公克,0.051莫耳)加入其中,緩慢加熱反應溶液並回流1個小時。冷卻反應混合物至室溫,將蒸餾水(100毫升)及乙酸乙酯(200毫升)加入其中並攪拌約30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經分離的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(4'-第三丁基聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮二肟(59)(4.57公克)(82.9%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):1.32(9H,s),1.95(3H,s),3.45(2H,s),7.72-7.76(4H,m),8.01(2H,d),8.26(2H,d)
MS(m/e):324
反應3
氮氣氣氛下將1-(4'-第三丁基聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮二肟(59)(5.0公克,0.015莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升)中,反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(3.34公克,0.033莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入乙醯氯(2.59公克,0.033莫耳),小心攪拌反應溶液30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的
有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(4'-第三丁基聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(60)(5.44公克)(88.8%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.92(6H,s),1.34(9H,s),1.92(3H,s),3.47(2H,s),7.72-7.75(4H,m),8.00(2H,d),8.24(2H,d)
MS(m/e):408
[實施例24]1-(對三聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(61)的製備
在反應器中加入苯硼酸(3.37公克,0.028莫耳)、1-(4'-溴聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(52)(10.0公克,0.023莫耳)、四(三苯膦)鈀(0)(tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0))(2.31公克,0.002莫耳)、以及四氫呋喃(100毫升)。將2M-碳酸鉀水溶液(100毫升)滴入反應混合物中。加熱該反應混合物至60℃並攪拌。當反應完成,將該反應混合物冷卻至室溫並加入乙酸乙酯(100毫升)。以蒸餾水(50毫升)清洗有機層,分離該經清洗的有機層並以無水硫酸鎂乾燥經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(對三聯苯-4-基)丁烷-1,3-二酮O,O-二乙醯基二肟(61)(5.11公克)(51.9%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.95(6H,s),1.89(3H,s),2.45(2H,s),7.27(4H,m),7.72-7.76(5H,m),8.02(2H,d),8.25(2H,d)
MS(m/e):428
[實施例25]1-(1,1'-聯苯基-4-基)-丙烷-1,2-二酮O,O-二乙醯基二肟(64)的製備
反應1
將4-丙醯基聯苯(8)(19.2公克)(0.091毫莫耳)溶解在四氫呋喃(THF)(300毫升)中,並在混合物中依序加入溶解在1,4-二惡烷(1,4-dioxane)的4N HCl(48毫升)及亞硝酸異戊酯(31毫升,0.233毫莫耳),在25℃攪拌所獲得之混合物6個小時。接者,將乙酸乙酯(100毫升)加入至反應混合物中,並以蒸餾水(200毫升)清洗該反應混合物。以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑以獲得一固體產物。以乙酸乙酯及己烷(1:1,v/v)的混合溶劑再結晶該所獲得之固體產物並乾燥以獲得淺灰色的1-(1,1'-聯苯-4-基)-1,2-丙二酮-2-肟(62)(13.9公克)(63.8%)。
1H-NMR(δ ppm;CDCl3):2.19(3H,s),7.36(1H,t),
7.43(2H,t),7.59(2H,d),7.63(2H,d),7.78(1H,s),7.98(2H,d)
MS(m/e):239
反應2
1-(1,1'-聯苯-4-基)-1,2-丙二酮-2-肟(62)(10.06公克,0.042莫耳)分散於乙醇(100毫升)中,將羥胺鹽酸鹽(5.83公克,0.084莫耳)及乙酸鈉(6.90公克,0.084莫耳)加入其中,緩慢加熱反應溶液並回流3小時。冷卻反應混合物至室溫,將蒸餾水(100毫升)及乙酸乙酯(200毫升)加入其中並攪拌約30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經分離的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(聯苯-4-基)-2-丙二酮-1,2-二酮二肟(63)(9.02公克)(84.3%)。
1H NMR(δ ppm;DMSOd6):2.21(3H,s),7.34-7.43(3H,m),7,58-7.62(4H,m),7.79(1H,s),8.00(2H,d),11.45(1H,s),11.60(1H,s)
MS(m/e):254
反應3
氮氣氣氛下將1-(聯苯-4-基)-2-丙二酮-1,2-二酮二肟(63)(3.81公克,0.015莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升)中,反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(3.34公克,0.033莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入乙醯氯(2.59公克,0.033莫耳),小心攪拌反應混合物30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(1,1'-聯苯基-4-基)-丙烷-1,2-二酮O,O-二乙醯基二肟(64)(4.32公克)(85.2%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.92(6H,s),2.05(3H,s),2.21(3H,s),7.36-7.42(3H,m),7.57-7.62(4H,m),7.78(1H,s),7.98(2H,d)
MS(m/e):338
[實施例26]1-(4'-硝基聯苯-4-基)-庚烷-1,2-二酮-O,O二乙醯基二肟(67)的製備
反應1
將1-(4'-硝基-聯苯-4-基)庚烷-1-酮(41)(6.4公克)(0.030毫莫耳)溶解在四氫呋喃(THF)(100毫升)中,並在混合物中依序加入溶解在1,4-二惡烷(1,4-dioxane)的4N HCl(48毫升)及亞硝酸異戊酯(12毫升,0.078毫莫耳),並在25℃攪拌所獲得之混合物6個小時。接者,將乙酸乙酯(50毫升)加入至反應混合物中,並以蒸餾水(100毫升)清洗該反應混合物。以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑以獲得一固體產物。以乙酸乙酯及己烷(1:1,v/v)的混合溶劑再結晶該所獲得之固體產物並乾燥以獲得淺灰色的1-(4'-硝基聯苯-4-基)-1,2-庚烷二酮-2-肟(65)(6.41公克)(62.8%)。
1H-NMR(δ ppm;CDCl3):0.94(3H,t),1.35(2H,m),1.52(2H,m),1.78(2H,m),2.00(2H,t),7.36(2H,d),7.75(2H,d),7.98(2H,d),8.29(2H,d)
MS(m/e):340
反應2
1-(4'-硝基聯苯-4-基)-1,2-庚烷二酮-2-肟(65)(10.00公克,
0.029莫耳)分散於乙醇(100毫升)中,將羥胺鹽酸鹽(4.05公克,0.058莫耳)及乙酸鈉(4.75公克,0.058莫耳)加入其中,緩慢加熱反應溶液並回流3小時。冷卻反應混合物至室溫,將蒸餾水(100毫升)及乙酸乙酯(200毫升)加入其中並攪拌約30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經分離的有機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(4'-硝基聯苯-4-基)庚烷-1,2-二酮二肟(66)(7.66公克)(74.3%)。
1H NMR(δ ppm;DMSOd6):0.92(3H,t),1.35(2H,m),1.52(2H,m),1.80(2H,m),1.99(2H,t),7.30(2H,d),7.75(2H,d),8.01(2H,d),8.30(2H,d)11.49(1H,s),11.60(1H,s)
MS(m/e):355
反應3
氮氣氣氛下將1-(4'-硝基聯苯-4-基)庚烷-1,2-二酮二肟(66)(5.00公克,0.014莫耳)溶於乙酸乙酯(50毫升)中,反應混合物係維持在-5℃,並將三乙胺(3.14公克,0.031莫耳)加入其中。攪拌所獲得的反應溶液30分鐘,並緩慢加入乙醯氯(2.43公克,0.031莫耳),小心攪拌反應混合物30分鐘使得其溫度不會上升。接者,緩慢加入蒸餾水(50毫升)至反應混合物中並攪拌30分鐘以分離有機層,以無水硫酸鎂乾燥該經收集的有
機層,並在減壓下蒸餾溶劑。藉由矽膠管柱層析法純化所獲得的產物(沖提液;乙酸乙酯:正己烷=1:4)以獲得1-(4'-硝基聯苯-4-基)-庚烷-1,2-二酮O,O-二乙醯基二肟(67)(4.32公克)(85.2%)。
1H NMR(δ ppm;CDCl3):0.91(3H,t),1.35(2H,m),1.50(2H,m),1.80(2H,m),1.99(2H,t),2.05(3H,s),2.21(3H,s),7.33(2H,d),7.80(2H,d),8.01(2H,d),8.30(2H,d)
MS(m/e):439
<黏合劑樹脂的製備>
a)黏合劑樹脂1的製備
將丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)(200毫升)及偶氮雙異丁腈(azobisisobutyronitrile,AIBN)(1.5公克)加入500毫升的聚合反應器中,並將甲基丙烯酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、及二環戊烯丙烯酸酯(dicyclopentanyl acrylate)以20:20:40:20的莫耳比率加入,其中,丙烯酸單體具有40重量%的固體含量。在70℃的氮氣氣氛下攪拌反應混合物5個小時以聚合該反應混合物,從而製備為丙烯酸聚合物的黏合劑樹脂1。藉由使用PS標準品的GPC量測並確認前述製備的共聚物具有25000的重量平均分子量以及1.9的分散度。
b)黏合劑樹脂2的製備
將丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)(200毫升)及偶氮雙異丁腈(AIBN)(1.0公克)加入500毫升的聚合反應器中,並將甲基丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、及環己基甲基丙烯酸甲酯(cyclohexyl methacrylate)以40:20:20:20的莫耳比率加入,其中,丙烯酸單體具有
40重量%的固體含量。在70℃的氮氣氣氛下攪拌反應混合物5個小時以聚合該反應混合物,從而製備一共聚物。在此反應器中加入N,N-二甲基苯胺(0.3公克),以及以全部單體之固體量的100莫耳計之20莫耳比率的甲基丙烯酸縮水甘油酯,在100℃下攪拌10個小時,從而製備在側鏈具有一丙烯酸不飽和鍵之丙烯酸聚合物的黏合劑樹脂2。藉由使用PS標準品的GPC量測並確認前述製備的共聚物具有20000的重量平均分子量以及2.0的分散度。
c)黏合劑樹脂3的製備
將丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)(200毫升)及偶氮雙異丁腈(AIBN)(1.0公克)加入500毫升的聚合反應器中,並將甲基丙烯酸縮水甘油酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、及環己基甲基丙烯酸甲酯以40:20:20:20的莫耳比率加入,其中,丙烯酸單體具有40重量%的固體含量。在70℃的氮氣氣氛下攪拌反應混合物5個小時以聚合該反應混合物,從而製備一共聚物。在此反應器中加入N,N-二甲基苯胺(0.3公克)以及以全部單體之固體量的100莫耳計之20莫耳比率的丙烯酸,在100℃下攪拌10個小時,從而製備在側鏈具有一丙烯酸不飽和鍵之丙烯酸聚合物的黏合劑樹脂3。藉由使用PS標準品的GPC量測並確認前述製備的共聚物具有18000的重量平均分子量以及1.8的分散度。
[實施例27至43]光阻組合物的製備
依序將黏合劑樹脂1至3、光反應化合物、本發明的光聚合初始劑、以及FC-430(3M公司的均染劑)加入至裝有紫外光保護膜以及根據以下表1所示組分及成分之攪拌器的反應混合管中,並在室溫下攪拌。接者,加入作為溶劑的PGMEA使得所製備的組合物具有100重量%的總量,從
而製備一光阻組合物。
[實施例44]黑矩陣光阻組合物的製備
如以下表1所示,依序將20重量%的黏合劑1、10重量%的二新戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritol hexaacrylate)、0.5重量%的化合物43、分散在具有25重量%固體量之PGMEA之50重量%的碳黑、0.1重量%的FC-430(3M公司的均染劑)加入至裝有紫外光保護膜以及攪拌器的反應混合管中,並在室溫下攪拌。接者,加入作為溶劑的PGMEA使得所製備的組合物具有100重量%的總量,從而製備一黑矩陣光阻組合物。
[實施例45]紅色光阻組合物的製備
如以下表1所示,除了使用50重量%之具有25重量%固體量的顏料紅色177(P.R.177)分散液而非使用實施例44使用的碳黑外,藉由與實施例44的相同方法製備一紅色光阻組合物。
[比較性實施例1]光阻組合物的製備
除了使用由以下化學式B所表示的光聚合初始劑而非使用化合物4作為光聚合初始劑外,藉由實施例27的相同方法製備光阻組合物。
[比較性實施例2]光阻組合物的製備
除了使用3-(乙醯氧基亞胺基)-1-(6-硝基-9H-芴-3-基)丙烷-1-酮(3-(acetoxyimino)-1-(6-nitro-9H-fluorene-3-yl)propane-1-one)而非使用化合物4作為光聚合初始劑外,藉由實施例27的相同方法製備光阻組合物。
[測試性實施例]光阻組合物的評測
在一玻璃基材上進行根據實施例27至45及比較性實施例1及2之光阻組合物的評測,量測光阻組合物的性能,例如敏感度、膜保留率、圖案穩定性、耐化學性、延展性等,並將評測結果示於以下表2。
1)敏感度
將光阻組合物旋轉塗佈在玻璃基材上並在加熱板上以100℃乾燥1分鐘,使用步驟光罩(step mask)曝光經乾燥的光阻並接者以0.04%KOH水溶液顯影。其中步驟光罩圖案的厚度維持在初始厚度的80%的
曝光量係被評測為敏感度。
2)膜保留率
使用旋轉塗佈機將光組組合物塗佈在基材上,並在100℃預燒固1分鐘,以365奈米曝光該經預燒固的光阻然後在230℃後燒固20分鐘。然後,量測光阻膜在後燒固前後的厚度比率(%)。
3)圖案穩定性
以整個圖案的垂直方向切割具光阻圖案的矽晶圓,藉由顯微鏡觀察圖案的橫截面(cross-sectional)方向。當圖案的側壁以對基材55度或更多度站立且沒有觀察到膜厚度的減少時,光阻組合物的圖案穩定度係被判定為「佳」,而當觀察到膜厚度的減少時,圖案穩定度係被判定為「膜厚度減少」。
4)耐化學性
使用旋轉塗佈機將光阻組合物塗佈在基材上,接者進行例如預燒固處理、後燒固處理等以形成光阻膜。在形成光阻膜後,在40℃浸入反提取溶液(stripper solution)中10分鐘,觀察光阻膜的透光度(transmittance)及厚度是否有改變。當透光度及厚度的改變係2%或更少時,耐化學性係被判定為「佳」,當透光度及厚度的改變大於2%時,耐化學性係被判定為「不良」。
5)延展性
使用旋轉塗佈機將光阻組合物塗佈在基材上並在100℃預燒固1分鐘後,經預燒固的光阻係在光阻之敏感度方面經曝光並以KOH水溶液顯影以形成圖案(20微米×20微米)。在230℃後燒固所形成的圖案20分鐘從
而產生交聯,並藉由奈米壓痕器(indentor)量測圖案的延展性。根據奈米壓痕器所量測的結果,當5公克力(g.f)負載時的總改變量為500奈米或更多時,延展性係被判定為「佳」,當總改變量小於500奈米時,延展性係被判定為「不良」。
經前述表2確認,當本發明的二肟酯化合物係被用作為光阻組合物的光聚合初始劑時,儘管少量,敏感度可為顯著優異的,例如膜保留率、圖案穩定性、耐化學性、延展性等物理特性可為優異的,從而在薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)製造方法之曝光及後燒固過程中使自光聚合初始劑發生的排氣最小化,因此可減少汙染以及所發生的缺陷最小化。
Claims (9)
- 一種二肟酯(di-oxime ester)化合物,其係由如下化學式1表示:
- 一種光聚合初始劑,其係包含如請求項1的二肟酯化合物。
- 一種光阻組合物,其係包含如請求項1的二肟酯化合物、一黏合劑、以及一具有乙烯系未飽和鍵的化合物。
- 如請求項3的光阻組合物,更包含選自以下所組成群組的至少一光聚合初始劑:噻噸酮系(thioxanthone-based)化合物、苯乙酮系化合物、聯咪唑系(biimidazole-based)化合物、三嗪系化合物、硫醇系化合物、以及O-醯基肟系(O-acyloxime-based)化合物。
- 如請求項3的光阻組合物,其中以該光阻組合物為100重量%計,該二肟酯化合物的含量為0.01重量%至10重量%。
- 如請求項3或4的光阻組合物,更包含一著色劑。
- 一種模製品,其係包含如請求項3或4之光阻組合物的一固化產物。
- 一種模製品,其係包含如請求項6之光阻組合物的一固化產物。
- 一種顯示裝置,其係包含如請求項7的模製品。
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