WO2007088749A1

WO2007088749A1 - 重合性ジアマンチルエステル化合物の製造方法

Info

Publication number: WO2007088749A1
Application number: PCT/JP2007/050943
Authority: WO
Inventors: Takayuki Maehara
Original assignee: Tokuyama Corporation
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2007-01-23
Publication date: 2007-08-09

Abstract

　本発明により、１－ジアマンタノール化合物と、メタクリル酸無水物等の重合性不飽和カルボン酸無水物とを、重合禁止剤及び濃硫酸等の酸触媒の存在下で反応させることにより、１－ジアマンチルメタクリレート等の重合性ジアマンチルエステル化合物を製造する方法が開示される。この重合性ジアマンチルエステル化合物は、耐熱性高分子等の高機能性材料や半導体用レジスト等の電子材料の製造用モノマーとして有用である。

Description

明細書

重合性ジアマンチルエステル化合物の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、機能性材料や電子材料製造用の原料モノマーとして有用な重合性ジァマンチルエステルイ匕合物の製造方法に関する。背景技術

[0002] ジアマンタン誘導体は、耐熱性に優れ、透明性が高、とヽぅ特徴を有するァダマンタン誘導体と、類似の炭素骨格を有している。ジアマンタン骨格はァダマンタン骨格と比較して縮環数が多、ので、ジアマンタン誘導体はァダマンタン誘導体以上に耐熱性等の物性が優れていると考えられる。この理由で、ジアマンタン誘導体は、耐熱性高分子等の高機能性材料や半導体用レジスト等の電子材料の原料に利用することが期待されている。ジアマンタン誘導体の中でも、重合性ジアマンチルエステルイ匕合物は、単独であるいは他のモノマーと共重合させて高分子材料やレジスト材料を製造する際の原料モノマーとして、極めて有用な化合物となることが期待される。

[0003] 一般に、工業的又は試薬として入手可能なジアマンタン骨格を有する化合物 (ジァマンタン化合物）の種類は限られている。重合性ジアマンチルエステル化合物を合成する際には、これら限られた種類のジアマンタンィ匕合物を出発原料とする必要がある

[0004] 一方、重合性ジアマンチルエステル化合物と重合性ァダマンチルエステル化合物とは化学構造上の類似性がある。しかし、これらの化合物を合成する際に使用する原料の反応性や有機溶媒に対する溶解性、目的とする重合性ジアマンチルエステル化合物と重合性ジァダマンチルエステルイ匕合物との融点等には大きな違いがある。従って、ァダマンタン化合物に対して有効な反応や精製方法が、そのままジァマンタン化合物に適用できるか否かは不明である。一般的傾向としては、ジアマンタン誘導体は、ァダマンタン誘導体と比較して有機溶媒に対する溶解性が低い。その結果、ジアマンタン誘導体を原料として用いてこれを反応をさせる場合は、ァダマンタン誘導体を原料とする場合よりも長ヽ反応時間を必要とする場合が多ヽ。 [0005] たとえば、重合性ジアマンチルエステルイ匕合物の製造方法としては、ジアマンタノールを塩化メチレン中、トリェチルァミンの存在下で、メタクリル酸クロライドと反応させる方法 (特許文献 1参照）が知られている。一方、この反応と類似の反応によりァダマンタン誘導体を製造する例として、 1—ァダマンタノールを塩化メチレン中、ピリジンの存在下、アクリル酸クロライドと反応させる例 (非特許文献 1参照）が知られている。これらの反応を比較すると、ジァマンタノールの有機溶媒に対する溶解性は、ァダマンタノールの有機溶媒に対する溶解性よりも低、ため、ジァマンタノールを用、る反応は反応時間が著しく長い。具体的には、ァダマンタノールを用いる反応の反応時間はー晚程度である。これに対し、ジアマンタンノールを用いる反応の反応時間は 3日以上である。

[0006] なお、上記重合性ジアマンチルエステルイ匕合物の製造方法が記載されている特許文献 1には、原料ィ匕合物や生成化合物に結合している置換基の結合位置が明示されていない。従って、具体的にどのような化合物を製造したかの詳細は不明である。更に、精製方法に関する記載もない。

特許文献 1：国際公開第 WO2005Z036265号パンフレット

非特許文献 l :The Journal of Organic Chemistry、 2001年、第 66卷、 4468 頁

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 上述のように、従来知られて!/ヽる重合性ジアマンチルエステルイ匕合物の製造方法は、反応時間に長時間を要するという問題や、大量生産に適した精製方法がない問題があり、これらの問題を解決する工業的に優位な製造方法が望まれている。

[0008] このような状況のもと、本発明は、重合性ジアマンチルエステルイ匕合物を効率良く製造する方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明者は、上記課題を解決するべく鋭意検討を行った。その結果、 1—ジアマンタノール化合物と重合性不飽和カルボン酸無水物とを、重合禁止剤及び酸触媒の存在下で反応させると、重合性ジアマンチルエステルイ匕合物を効率良く製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った

[0010] 即ち、本発明は、下記式（1)

[0011] [化 1]

[0012] (式中、 R¹は置換基を有していてもよい重合性不飽和炭化水素基であり、 R²、 R³及び R⁴は、各々独立に、水素原子又は炭素数 1〜5のアルキル基である。 ) で示される重合性ジアマンチルエステルイ匕合物を製造する方法であって、下記式（2 )

[0013] [化 2]

{式中、 R²、 R³及び R⁴は、各々前記式（1)における、 R³及び R⁴と同義である。で示される 1ージアマンタノ一ルイ匕合物と下記式（3) [0015] [化 3]

[0016] {式中、 R¹は前記式（1)における R¹と同義である。 }

で示される重合性不飽和カルボン酸無水物を、重合禁止剤及び酸触媒の存在下で反応させることにより、前記式（1)で示される重合性ジアマンチルエステル化合物の粗体を得る工程を含むことを特徴とする方法である。

発明の効果

[0017] 本発明の製造方法によれば、短時間で効率よく目的物である重合性ジアマンチルエステルイ匕合物を製造することができる。

[0018] 更に詳述すれば、本発明の製造方法は、従来法と比べて次のような利点を有する。即ち、第一の利点として、比較的高温でエステルイ匕反応を行う場合は、反応時間が大幅に短縮される。その理由は、従来法は、塩基性条件下では比較的反応性が高 V、ものの、室温以上の高温領域で分解しやす、酸クロライドをエステル化剤として使用しているので、高温領域で反応させることができない。その結果、収率を上げるためには反応時間を長くする必要がある。これに対し、本発明においては、エステル化剤として酸無水物を採用している。酸無水物は酸性条件下で安定に存在し得る。本発明方法に於いては、反応を酸性条件下で行うことにより、高温領域で反応させることを可能にしている。その結果、反応時間が短縮できる。

[0019] 第二の利点として、酸クロライドを使用する製造方法の場合、ジアマンタンィ匕合物が塩素化された化合物が副生し、これを分離することは困難を伴う。しかし、酸無水物を使用する本製造方法の場合はそのような問題がない。従って、精製方法は簡便になる。

[0020] 従来の技術においては、重合性ジアマンチルエステルイ匕合物の具体的な精製方法は確立されていない。本発明においては、本製造方法で得られる重合性ジアマンチルエステルイ匕合物の粗体を、少なくともアルコール類を含む溶媒で晶析しても良い。この晶析方法を採用することにより、分子量が 300〜5000程度の不純物成分 (以下、該不純物成分を「オリゴマー不純物」ともいう）の含有量が極めて低ぐ高純度な重合性ジアマンチルエステルイ匕合物を得ることができる。なお、オリゴマー不純物は、ガスクロマトグラフィー（以下単に、 GCとする）で確認することは困難であり、ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフィー（以下単に、 GPCとする）により確認することができる。図面の簡単な説明

[0021] [図 1]図 1は、実施例 1で得られた 1ージアマンチルメタタリレートのプロトン核磁気共鳴 H— NMR)スペクトルである。

[図 2]図 2は、実施例 1で得られた 1—ジアマンチルメタタリレートの¹³ C核磁気共鳴 (¹³ C NMR)スペクトルである。

発明を実施するための最良の形態

[0022] 本発明の製造方法においては、前記式（2)で示される 1ージアマンタノ一ルイ匕合物と、前記式（3)で示される重合性不飽和カルボン酸無水物を、重合禁止剤及び酸触媒の存在下で反応させることにより、前記式（1)で示される重合性ジアマンチルエステル化合物を製造する。

[0023] 以下、本発明の製造方法において使用する反応原料や触媒等、反応条件、反応手順、生成物等について詳しく説明する。

[0024] 〔 1 ジァマンタノール化合物〕

本発明にお、ては、反応原料として下記式（2)で示される 1ージアマンタノ一ルイ匕合物を使用する。

[0025] [化 4]

[0026] 前記式（2)において、 R²、 R³及び R⁴は、各々独立に、水素原子又は炭素数 1〜5 のアルキル基である。上記炭素数 1〜5のアルキル基のうち好適な基を具体的に例示すれば、メチル基、ェチル基、 n—プロピル基、イソプロピル基、 n ブチル基、 sec ブチル基、 t ブチル基、 n—ペンチル基、 sec ペンチル基、イソペンチル基等が挙げられる。原料入手の容易さから、 R²、 R³及び R⁴は水素原子又はメチル基が好ましい。

[0027] 本発明において、好適に使用できる 1ージアマンタノ一ルイ匕合物を具体的に例示すれば、 1ージァマンタノール、 4ーメチルー 1ージァマンタノール、 6—メチルー 1 ジァマンタノール、 9ーメチルー 1ージァマンタノール、 4ーェチルー 1ージアマンタノール、 6 ェチルー 1ージァマンタノール、 9ーェチルー 1ージァマンタノール、 4, 6 ジメチルー 1ージァマンタノール、 4, 6 ジェチルー 1ージァマンタノール、 4, 9 ジメチルー 1ージァマンタノール、 4, 9 ジェチルー 1ージァマンタノール等を挙げることができる。これらの化合物の中でも生成物の有用性の観点から、 1—ジアマンタノール、 4, 9 ジメチルー 1ージァマンタノールが好ましぐ特に、 1ージァマンタノールが好ましい。

[0028] ジアマンタンはァダマンタンと比較して、分子内に 3級炭素部位を多く有し、且つ異なる環境の 3級部位を有する。従って、一般論としては、特定の 3級炭素部位に水酸基が導入されたジアマンタノ一ルイ匕合物を選択的に製造することは非常に困難である。し力しながら、次の方法により 1—ジァマンタノールを選択的に得ることが出来る。即ち、まず、 The Journal of Organic Chemistry、 1974年、第 39卷、 2995頁に記載の方法に従って、ジアマンタンと臭素とを室温で反応させ、選択的に 1 プロモジアマンタンを得る。続いて、 The Journal of Organic Chemistry, 1983年、第 48卷、 2975頁に記載の方法により、 N, N ジメチルホルムアミド及び 0. 7N塩酸の混合溶媒中で、 1—プロモジアマンタンを加水分解する。この方法により、 1ージアマンタノールを選択的に得ることが出来る。

[0029] しかし、前記文献に記載の 1ーブロモジアマンタンを得る方法においては、臭素化剤である臭素が反応溶媒も兼ねており、使用する臭素の量が相対的に多くなる。その結果釜収量が低下し、且つ後処理が煩雑になるため、大量製産用には不適な方法である。

[0030] 本発明者は、ジクロロメタン、クロ口ホルム、四塩ィ匕炭素等のハロゲンィ匕脂肪族炭化水素類を反応溶媒として使用し、臭素の使用量を減らすことが、大量生産の観点から好ましいと考えた。この方法を採用することにより、固体のジアマンタン化合物に臭素を滴下するといつた、大量製造に不適切な方法を回避することができる。

[0031] 通常、ハロゲンィ匕脂肪族炭化水素類はラジカル反応により、ハロゲン原子を放出し又はハロゲン原子と結合を形成すると考えられている。従って、反応溶媒を使用する臭素化方法を開発する初期段階に於!、ては、ハロゲン化脂肪族炭化水素類が臭素と反応し、目的とする 1—プロモジアマンタンィ匕合物の収率を大きく低下させる可能性力 Sあると本発明者は考えた。しかし、ジアマンタン化合物を原料とする場合は、実際にはそのような収率の低下は起きず、高選択率且つ高収率で 1-ブロモジアマンタン化合物を得ることができ、このハロゲンィ匕脂肪族炭化水素類を用いる臭素化方法は非常に有用な臭素化反応であることが判明した。

[0032] 以下、本発明に於いて採用できる 1ージアマンタノ一ルイ匕合物の製造方法について説明する。

[0033] 1ージァマンタノール化合物の合成原料のジアマンタン化合物としては、下記式（4

)で示されるジアマンタンィ匕合物が使用できる。

[0034] [化 5]

[0035] {式中、 R²、 R³及び R⁴は、各々前記式（2)における、 R³及び R⁴と同義である。 } 好適に使用できるジアマンタン化合物を具体的に例示すれば、ジアマンタン、 2- メチルジアマンタン、 4ーメチルジアマンタン、 2 ェチルジアマンタン、 4ーェチルジアマンタン、 2, 4ージメチルジアマンタン、 2, 4 ジェチルジアマンタン、 4, 9ージメチルジアマンタン、 4, 9ージェチルジアマンタン等を挙げることができる。これらの化合物の中でも生成物の有用性の観点から、ジアマンタン、 4, 9 ジメチルジァマンタンが好ましぐジアマンタンがより好ましい。

[0036] 臭素の使用量は、後処理の容易さと収率の高さの観点から、ジアマンタン化合物 1 モルに対し臭素分子（Br )を 0. 5〜20モル使用することが好ましぐ 1〜15モルを使

2

用することがより好ましい。

[0037] 溶媒として使用するハロゲンィ匕脂肪族炭化水素類としては、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩ィ匕炭素が挙げられる。ハロゲン化脂肪族炭化水素類の使用量は、後処理の容易さと収率の高さの観点から、ジアマンタンィ匕合物の質量を基準として、 0. 1〜 15質量倍が好ましぐ 0. 5〜10質量倍がより好ましい。

[0038] 臭素の添加方法としては、操作の容易さの観点より、ジアマンタンィ匕合物とハロゲン化脂肪族炭化水素類との混合物に、臭素を滴下する方法が好ましい。反応時間は特に制限はされないが、通常 1〜30時間反応させることにより十分の転化率が得られる。

[0039] 反応温度は、—30〜60°Cが好ましぐ—10〜40°Cがより好ましい。

[0040] 上記方法で製造した 1ーブロモジアマンタンィ匕合物の反応液から 1-ブロモジアマンタンィ匕合物を単離する方法は特に制限されないが、例えば次の方法がある。

[0041] 先ず、反応終了後の反応液を、室温以下まで冷却する。次、で、冷却した反応液に二亜硫酸ナトリウム水溶液を滴下して、過剰の臭素を還元処理する。その後、還元処理した反応液に必要によりハロゲン化脂肪族炭化水素類を加える。有機相を水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し、続いて pHが中性になるまで水洗浄を行う。最後に、有機相の有機溶媒を濃縮し、 1—プロモジアマンタンィ匕合物の粗体得る (通常、粗体中に目的物である 1—ブロモジアマンタンィ匕合物が GC純度で 90%以上含まれている。 )。得られる粗体は、必要により減圧乾燥を行い、そのまま次の加水分解反応の原料として使用することが出来る。

[0042] 得られる 1ーブロモジアマンタン化合物は下記式（5)で示される。

[0043] [化 6]

[0044] {式中、 R²、 R³及び R⁴は、各々前記式（2)における、 R³及び R⁴と同義である。 } 本発明において、好適に使用できる 1 プロモジアマンタンィ匕合物を具体的に例示すれば、 1ーブロモジアマンタン、 4ーメチルー 1ーブロモジアマンタン、 6—メチルー 1ーブロモジアマンタン、 9ーメチルー 1ーブロモジアマンタン、 4ーェチルー 1ーブロモジアマンタン、 6 ェチノレー 1ーブロモジアマンタン、 9ーェチノレー 1ーブロモジァマンタン、 4, 6 ジメチルー 1ーブロモジアマンタン、 4, 6 ジェチルー 1ーブロモジアマンタン、 4, 9 ジメチルー 1ーブロモジアマンタン、 4, 9 ジェチルー 1 ブロモジアマンタン等が挙げられる。これらの化合物の中でも最終製品の有用性の観点から、 1ーブロモジアマンタン、 4, 9 ジメチルー 1ーブロモジアマンタンが好ましぐ 1 ーブロモジアマンタンがより好ましい。

[0045] このようにして得られる 1ーブロモジアマンタンィ匕合物を前記文献に開示されている方法に準じて加水分解することにより、 1ージアマンタノ一ルイ匕合物を得ることができる。

[0046] 〔重合性不飽和カルボン酸無水物〕

本発明で原料として使用する重合性不飽和カルボン酸無水物は下記式 (3)で示される。

[0047] [化 7]

[0048] R¹は、置換基を有して!/、てもよ、重合性不飽和炭化水素基である。 R¹としては、直鎖状、分岐状、環状の重合性不飽和炭化水素基の何れでもよい。 R¹の好ましい具体例を示せれば、ビュル基、イソプロべ-ル基、ァリル基、 1 プロべ-ル基、 3 ブテ -ル基、 3—メチルー 3 ブテュル基、 4 ペンテ-ル基、 1, 3 ブタジェ-ル基等を挙げることができる。

[0049] R¹が有する置換基としては、シァノ基；フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基等の炭素数 1〜5のアルコキシ基等が挙げられる。

[0050] 本発明の製造方法で、好適に使用できる重合性不飽和カルボン酸無水物の具体例としては、アクリル酸無水物、メタクリル酸無水物、ビニル酢酸無水物、クロトン酸無水物、 4 ペンテン酸無水物、 4ーメチルー 4 ペンテン酸無水物、 5—へキセン酸無水物、 2, 4 ペンタジェン酸無水物等を挙げることができる。これら化合物の中でも、最終製品の有用性の観点から、アクリル酸無水物またはメタクリル酸無水物が特に好ましい。

[0051] 重合性不飽和カルボン酸無水物の使用量は特に制限はされないが、収率の高さと後処理の容易さの観点から、原料である 1—ジアマンタノ一ルイ匕合物 1モルに対し、 1

〜10モルが好ましぐ 1〜5モルがより好ましい。 [0052] 〔酸触媒〕

本発明の製造方法にぉ、て、 1ージアマンタノ一ルイ匕合物と重合性不飽和カルボン酸無水物とは、酸触媒の存在下で反応させる。酸触媒としては、酸触媒として機能することが知られている公知の酸が使用できる。酸触媒の具体例としては、硫酸;メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、 p トルエンスルホン酸等のスルホン酸類；トリフルォロ酢酸、トリクロ口酢酸、トリブロモ酢酸等の酢酸類；シリカゲル等の固体酸が挙げられる。これらの中でも副生成物の生成を抑制する効果が高ぐ価格も安価であるという理由力ら、硫酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸及び p トルエンスルホン酸カもなる群より選ばれる少なくとも 1種の酸が好ましい。

[0053] 酸触媒の使用量は、特に制限されるものではないが、使用する 1ージアマンタノ一ル化合物の質量を基準として 0. 01〜10質量％が好ましぐ 0. 1〜5質量％がより好ましい。酸触媒の使用量が少なすぎると反応速度が極端に遅くなり、多すぎると副反応により収率が低下する。

[0054] 〔重合禁止剤〕

通常、酸触媒の存在下における重合性不飽和カルボン酸のエステル化反応においては、オリゴマー不純物の生成が激しくなる。この問題を解決するため、本発明の製造方法では、重合禁止剤の存在下で反応を行う。

[0055] 重合禁止剤としては、公知の重合禁止剤を適宜選択できる。本発明におヽて好適に使用できる重合禁止剤を例示すれば、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、 2, 6 ジ tーブチルー 4 メチルフエノール等のフエノール系化合物；ベンゾキノン、ナフトキノン等のキノン系化合物；フエノチアジン、ァ-リン等のアミン系化合物； 2, 2 , 6, 6—テトラメチルピペリジン—N—ォキシル等の-トロキシラジカル系化合物；ジチォカルバミン酸銅等の銅化合物；ィォゥ化合物；リン化合物；酸素；住友化学 (株）製商品名「スミライザ一 GM」、「スミライザ一 TP— D」、「スミライザ一 WX— R」等が挙げられる。これら重合禁止剤は 2種以上組み合わせて使用してもよ、。

[0056] 重合禁止剤の使用量は、重合の抑制効果と過剰使用防止との観点から、 1ージァマンタノール化合物の質量を基準として 0. 01〜10質量％が好ましぐ 0. 01〜2質量％がより好ましい。 [0057] 〔反応条件および反応手順〕

本発明にお、ては、 1ージアマンタノ一ルイ匕合物と重合性不飽和カルボン酸無水物とを、重合禁止剤及び酸触媒の存在下でエステル化反応をさせる工程を含む製造方法により、前記式（1)で示される重合性ジアマンチルエステル化合物を製造する

[0058] 反応条件の制御のし易さ及び収率向上の観点から、上記反応は、有機溶媒中で行なうことが好ましい。有機溶媒としては、反応に支障のない公知のものが制限なく使用できる。入手の容易さと目的物の取得量の多さの点から、ジェチルエーテル、ジ n—プロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジ n—ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジォキサン等のエーテル類；へキサン、ヘプタン、オクタン、シクロへキサン等の脂肪族炭化水素類;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等が好適である。これらの中でも、ヘプタン、ベンゼン、トルェン、キシレンよりなる群力も選ばれる少なくとも一種類が特に好ましい。

[0059] 有機溶媒は、 2種類以上混合して使用しても良い。有機溶媒の使用量は、特に制限されないが、後処理の容易さ等から 1ージアマンタノ一ルイ匕合物の質量を基準にして、 0. 5〜： LOO質量倍が好ましぐ 1〜50質量倍がより好ましい。

[0060] 上記エステルイ匕反応は、例えば、温度を制御しながら反応容器内に所定量の各反応原料や溶媒を導入し、攪拌することにより進行する。各反応原料の導入順序は特に限定されない。しかし、 1—ジアマンタノ一ルイ匕合物と酸触媒とが高濃度で長時間接触すると、 1—ジァマンタノールが分解する場合がある。従って、 1—ジアマンタノール化合物と重合性不飽和カルボン酸無水物と重合禁止剤とを含む溶液に、酸触媒を添加することが好まし、。

[0061] 反応は、加圧下、減圧下、常圧下の何れの条件でも行なうことができるが、常圧下で反応を行なうのが簡便である。なお、該反応においては、反応液中に水が混在すると反応が停止する問題を生じるため、反応系内を窒素、アルゴン等の不活性ガスで十分に置換して乾燥させた後、更に該不活性ガスを通気しながら反応を行なうことが好ましい。 [0062] 反応温度は 0°C〜150°Cである力副生成物の生成を抑制することと、より短時間で反応を完結させることとのバランスの観点より、 20〜130°Cがより好ましぐ 40-10 0°Cが特に好ましい。

[0063] ジアマンタノ一ルイ匕合物と酸クロライドとを使用してエステルイ匕する従来の製造方法においては、室温以上の高温領域で反応させると酸クロライドが分解しやすい。この分解を避けるため、反応は低温で行われ、その結果反応に 3日以上の長時間を必要としている。

[0064] 本製造方法は酸性条件下で反応を行って!/ヽる。酸無水物は、酸性領域で比較的安定であるので、室温以上の高温領域で反応させることができる。本製造方法に於いては、室温以上の、特に好ましくは 60°C以上の高温領域で反応を行うことにより、従来の方法より大幅に反応時間を短縮できる。

[0065] 反応時間は、反応条件に応じて適宜決定すればよ！ヽ。反応進行程度を確認して、所望の転ィ匕率になったところで反応を終了することが好ましい。通常 0. 5時間〜 24 時間で十分な転ィ匕率を得ることができる。

[0066] 〔重合性ジアマンチルエステル化合物〕

上記エステルィヒ反応を行うことにより、反応生成物として下記式（1)で示される重合性ジアマンチルエステル化合物が得られる。

[0067] [化 8]

(式中、 R¹は置換基を有していてもよい重合性不飽和炭化水素基であり、 R²、 R³及び R⁴は、各々独立に、水素原子又は炭素数 1〜5のアルキル基である。 ) 前記式（1)で示される重合性ジアマンチルエステルイ匕合物の内、好適な化合物を具体的に例示すれば、 1ージアマンチルアタリレート、 1ージアマンチルメタタリレート、 4ーメチルー 1ージアマンチルアタリレート、 4ーメチルー 1ージアマンチルメタクリレート、 6—メチルー 1ージアマンチルアタリレート、 6—メチルー 1ージアマンチルメタクリレート、 9ーメチルー 1ージアマンチルアタリレート、 9ーメチルー 1ージアマンチルメタクリレート、 4ーェチルー 1ージアマンチルアタリレート、 4ーェチルー 1ージアマンチルメタタリレート、 6 ェチルー 1ージアマンチルアタリレート、 6 ェチルー 1ージアマンチルメタタリレート、 9ーェチルー 1ージアマンチルアタリレート、 9ーェチルー 1ージアマンチルメタタリレート、 4, 6 ジメチルー 1ージアマンチルアタリレート、 4, 6 ジメチルー 1ージアマンチルメタタリレート、 4, 6 ジェチルー 1ージアマンチルアタリレート、 4, 6 ジェチルー 1ージアマンチルメタタリレート、 4, 9 ジメチルー 1ージアマンチルアタリレート、 4, 9 ジメチルー 1—ジアマンチルメタタリレート、 4, 9 ジェチル 1ージアマンチルアタリレート、 4, 9 ジェチルー 1ージアマンチルメタタリレート等を挙げることができる。これらの化合物の中でも生成物の有用性の観点から、 1ージアマンチルアタリレート、 1ージアマンチルメタタリレート、 4, 9 ジメチルー 1ージアマンチルアタリレート、 4, 9 ジメチルー 1ージアマンチルメタタリレートが好ましぐ特に 1ージアマンチルアタリレート、 1ージアマンチルメタタリレートが好ましい。

[0069] 〔単離精製方法〕

前記工程で得られる反応液から目的物の重合性ジアマンチルエステルイ匕合物を単離する方法は特に限定されないが、例えば次のような方法により好適に単離することができる。

[0070] 先ず、アルカリ水溶液を反応液に加えて反応液中に残存する重合性不飽和カルボン酸無水物を不飽和カルボン酸に加水分解すると共に中和する。その後、水相が中性になるまで反応液を複数回水洗浄する。次いで必要に応じて活性炭処理、シリカ処理、アルミナ処理等の吸着処理を行なった後、溶媒を留去し、更に乾燥することにより粗体 (通常、目的物である重合性ジアマンチルエステルイ匕合物が GC純度で 90 %以上含まれて、る。）を得る。

[0071] なお、吸着処理においては、反応液中の溶媒を他の溶媒に交換した後、吸着処理を行っても良い。溶媒を交換して吸着処理を行う場合は、交換前の溶媒で吸着処理を行っても十分な精製が行えな、場合である。通常は交換前の溶媒のままで吸着処理を行った方が、製造工程が煩雑にならないので好ましい。交換する溶媒は、比較的低極性のヘプタン等の脂肪族炭化水素系の溶媒から、比較的高極性のメタノール、ァセトニトリル、水等の溶媒まで、公知の溶媒が制限なく使用できる。

[0072] 吸着処理を行なうことにより、極微量含まれる着色成分を効率よく除去することができる。

[0073] 得られる粗体は、晶析 (再結晶）、減圧蒸留、水蒸気蒸留、昇華精製等の公知の方法で、さらに精製を行なうことにより、高純度の目的物を得ることができる。

[0074] 目的物が常温で固体である場合、吸着剤で処理する吸着処理工程の後、溶媒を除去して得られた粗体を、有機溶媒を用いる晶析法により、さらに精製するのが好ましい。

[0075] 本発明で使用する晶析溶媒は、少なくともアルコール類を含む溶媒を使用する。該溶媒を晶析溶媒として使用することで、目的物である重合性ジアマンチルエステルイ匕合物と、未反応の 1ージァマンタノール及び副生成するオリゴマー不純物とを効率よく分離することがでさる。

[0076] 本発明で晶析溶媒として使用するアルコール類としては、重合性ジアマンチルエステルィ匕合物を室温又は加熱することにより溶解するものであれば特に制限がないが、入手の容易さを考慮すれば、メタノール、エタノール、 n—プロパノール、イソプロピルアルコール、 _n—ブタノール、 n—ォクタノール、シクロへキサノール等が好ましい。これらのうち、特に目的とする重合性ジアマンチルエステルイ匕合物の精製度が高くなる溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールが挙げられる。これらアルコ一ル類は 2種類以上組み合わせて使用しても良ヽ。

[0077] 更に、前記アルコール類と他の有機溶媒とを混合して使用しても良い。アルコール類と混合して使用する有機溶媒としては、前記アルコール類と有機溶媒との混合溶媒に重合性ジアマンチルエステルイ匕合物を添加して室温又は加熱することにより該化合物が溶解するものであれば何れの溶媒でも良い。入手の容易さより、ジクロロメタン、クロ口ホルム、四塩化炭素等のハロゲン化脂肪族炭化水素類;へキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素類;ジェチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジ n ブチルエーテル、ジ t ブチルエーテル等のエーテル類；アセトン、メチルェチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類；酢酸メチル、酢酸ェチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル等のエステル類、ベンゼン、トルェン、キシレン等の芳香族炭化水素類等が好適に使用できる。

[0078] アルコール類とそれ以外の有機溶媒を組み合わせて晶析を行う際の溶媒比は特に制限されないが、精製物の純度の高さの観点から、アルコール類以外の有機溶媒の比率は少な、方が好まし!/、。アルコール類 (質量)：アルコール類以外の有機溶媒 (質量) = 1 : 1以下が好ましぐ 1 : 0. 75以下がより好ましぐ 1 : 0. 5以下が最も好ましい。

[0079] 晶析溶媒として使用するアルコール類の使用量は、特に制限はされないが、重合性ジアマンチルエステルイ匕合物の粗体の質量に対し、 0. 1〜50質量倍が好ましぐ 0. 5〜20質量倍がより好ましぐ 1〜15質量倍が特に好ましい。また、アルコール類以外の有機溶媒を更に組み合わせて晶析を行う場合のアルコール類以外の有機溶媒の使用量は、特に制限はされないが、重合性ジアマンチルエステルイ匕合物の質量に対し、 0. 01〜30質量倍力 S好ましく、 0. 05〜20質量倍力 Sより好ましく、 0. 1〜15 質量倍が特に好ましい。

実施例

[0080] 以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する力本発明はこれらの実施例によって何ら制限されるものではない。

[0081] 実施例 1

1 プロモジアマンタンの製造 (製造例 1 )

1000mlの四つ口フラスコ内部に窒素気流を供給しながら、ジアマンタンを 55. 76 g (0. 299mol)、反応溶媒としてクロ口ホルムを原料であるジアマンタンと同質量（55 . 76g)加え、フラスコ内部を 5°Cに冷却した。フラスコ内の反応原料はスラリー状態であった。そこへ、臭素 143. 36g (0. 897mol、原料であるジアマンタンの 3モル倍）を注意深く滴下した。

[0082] 滴下終了後、反応液を室温に戻して 5時間攪拌した。反応液は茶色の均一な溶液となっていた。クロ口ホルムを 55. 76gカ卩え、反応液を 5°Cまで冷却した後、 30%二亜硫酸ナトリウム水溶液を 628g滴下して静置し、その後分液を行った。有機層を 10% 水酸化ナトリウム水溶液 55. 8gで 2回、イオン交換水 55. 8gで 3回洗浄し、洗浄水の pHが中性になって、ることを確認した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を減圧濃縮し、更に減圧乾燥した。 74. lg (l—プロモジアマンタンを 97%含有 )の白色固体を得た（ジアマンタン換算の収率 92%)。

[0083] 1ージァマンタノールの製造（製造例 2)

500mlの四つ口フラスコ内部に窒素気流を供給しながら、製造例 1で得た 1—プロモジアマンタンを 40g (0. 150mol)、0. 7N塩酸を 60ml、 N, N ジメチルホルムァミドを 52mlカ卩え、 80°Cで 5時間加熱攪拌を行った。反応液を室温まで冷却後、ろ過し、固体を得た。この固体をイオン交換水 240mlで 2回洗浄後、減圧乾燥を行い 21 . 82g (l ジァマンタノールを 95%含有）の白色固体を得た。この固体にトルエンを 65. 5g混合し、 100°Cで 1時間加熱攪拌を行った。トルエンの混合液はスラリー状態を呈していた。トルエンの混合液を 5°Cまで冷却後、 1時間攪拌を行った。トルエンの混合液をろ過し、濾別した固体を減圧乾燥を行い、 20. 65g (l ジァマンタノールを 99 %含有）の白色固体を得た（ 1 ブロモジアマンタン換算の収率 68%)。

[0084] 1ージアマンチルメタクリレートの製诰

200mlの四つ口フラスコ内部に窒素気流を供給しながら、製造例 2で得た 1—ジァマンタノールを 10g (0. 0489mol)、フエノチアジンを 0. 05g (重合禁止剤、原料である 1—ジァマンタノールの 0. 5質量⁰ /₀)、トルエンを 30g (溶媒、原料である 1—ジァマンタノールの 3質量倍）、重合性不飽和カルボン酸無水物としてメタクリル酸無水物を 9. 42g (0. 0587mol、原料である 1—ジアマンタノ一ノレの 1. 2モノレ倍)カロえ、 80 °Cに加熱した。そこへ、酸触媒として濃硫酸を 0. lg (原料である 1ージアマンタノ一ルの 1質量％)加え、 80°Cで 6時間攪拌した。

[0085] 攪拌後、反応液を GCで分析した結果、原料である 1 ジァマンタノールが 1 %、目的物である 1ージアマンチルメタタリレートが 98%、構造不明の副生成物が 1%生成していた。

[0086] 反応液を室温まで冷却し、 10%水酸ィ匕ナトリウム水溶液 20gで 2回、イオン交換水で 6回洗浄した。洗浄した反応液に活性炭を加え、室温で 1時間攪拌した。活性炭を濾別し、ほぼ透明の溶液を得た。ヒドロキノンモノメチルエーテルを 0. lg加えた後、溶媒を減圧留去し、 10.69gの白色固体状の粗体（1—ジアマンチルメタクリレートを 98%含有)を得た。

[0087] 皿

得られた粗体にメタノールを 32.07g (粗体の 3質量倍）、イソプロピルアルコールを 21.38g (得られた粗体の 2質量倍)をカ卩えた。即ち、得られた粗体に対し、アルコール類として合計 5質量倍を使用した。これを 40°Cで 30分加熱攪拌したところ、均一な溶液となった。該溶液を 5°Cまで冷却し、 1時間熟成した。析出した固体を該溶液から濾別し、これを減圧乾燥し、 7.37gの白色固体（1—ジァマンタノール換算の収率 55 %)を得た。この固体を GC及び GPCにより分析した。固体の 1ージアマンチルメタタリレートの含有量は 99% (GC純度）であり、オリゴマー不純物の含有量は 0.1% (ポリスチレン換算；)であった。

[0088] 得られた 1ージアマンチルメタタリレートのプロトン核磁気共鳴 H—NMR)スぺタトルを図 1に、 ¹³C核磁気共鳴（¹³C—NMR)スペクトルを図 2に示す。

[0089] マススペクトル（EI法）：分子量 272 (M+)

— NMR(TMS基準、 CDC1中）： δ 1.46〜： L 49、 2.01〜2.04(Η、 Η、 d

3 g h

、4H)、 δ 1.60〜： L 62、 1.69〜： L 76(H、H 、d、4H)、 δ 1.69〜： L 76(H、

1 m f

H、 H、 m、 4H)、 δ 1.92 (H、 s、 3H)、 δ 2.00〜2.04 (H、 m、 2H)、 δ 2.07 i j c e

〜2. 10 (H、 m、 1H)、 δ 2.19〜2.20 (H、 d、 2H)、 δ 2.39 (H、 s、 2H) δ 5.

n k d

48、 6.04(H、 H、 m、 2H)

a b

¹³C-NMR(CDC1中）： δ 18.5(C )、 δ 25.1(C ), δ 30.2(C), δ 32.8(C

3 b h η

)、 δ 36.8(C), δ 37.3、 38.0(C、 C )、 δ 40.2、40.3(C、C )、 δ 40.6(C i j k m f g 1

)、 δ 83.9(C), δ 124.2(C), δ 138.2(C), δ 166.3(C )

e a c d

実施例 2〜4

実施例 1におヽて、酸触媒を表 1に示すものに変更した以外は同様に操作を行つた。結果を表 1に示す。

[0090] [表 1] 表 1

[0091] 実施例 5〜7

実施例 1において、晶析溶媒を表 2に示すものに変更した以外は同様に操作を行つた。結果を表 2に示す。

[0092] [表 2]

表 2

[0093] 実施例 8

200mlの四つ口フラスコ内部に窒素気流を供給しながら、製造例 2で得た 1—ジァマンタノールを 10g (0. 0489mol)、重合禁止剤としてフエノチアジンを 0. 05g (原料である 1ージァマンタノールの 0. 5質量⁰ /₀)、溶媒としてトルエンを 30g (原料である 1 ージァマンタノールの 3質量倍）、重合性不飽和カルボン酸無水物としてアクリル酸無水物を 7. 71g (0. 0587mol、原料である 1—ジァマンタノールの 1. 2モル倍)カロえ、 70°Cに加熱した。フラスコ内に、酸触媒として濃硫酸を 0. lg (原料である 1—ジアマンタノールの 1質量⁰ /₀)加え、 70°Cで 6時間攪拌した。

[0094] 攪拌後、反応液を GCにより分析した。原料である 1—ジァマンタノールが 1%、目的物である 1ージアマンチルアタリレートが 98%、構造不明の副生成物が 1%生成していた。反応液を室温まで冷却した後、反応液を 10%水酸化ナトリウム水溶液 20g で 2回、イオン交換水で 6回洗浄した。洗浄した反応液に活性炭を lg加え、室温で 1 時間攪拌した。活性炭を濾別し、ほぼ透明の溶液を得た。この溶液にヒドロキノンモノメチルエーテルを 0. 2gカ卩えた後、溶媒を減圧留去し、 10. 40gの白色固体状の粗体（1—ジアマンチルアタリレートを 98%含有)を得た。

[0095] 得られた粗体にメタノールを 31. 2g (粗体の 3質量倍）、イソプロピルアルコールを 1 0. 40g (得られた粗体と同質量)を加えた。即ち、得られた粗体に対し、アルコール類として合計 4質量倍を加えた。この混合物を 40°Cで 30分間加熱攪拌したところ、均一な溶液となった。この均一な溶液を 5°Cまで冷却し、その温度で 1時間熟成した。析出した固体をろ過した。固体を減圧乾燥し、 7. 09gの白色固体（1—ジアマンタノール換算の収率 56%)を得た。この固体を GC及び GPCにより分析した。固体の 1 ジアマンチルアタリレートの含有量は 99% (GC純度）であり、オリゴマー不純物の含有量は 0. 2% (ポリスチレン換算）であった。

[0096] 比較例 1

200mlの四つ口フラスコ内を十分に窒素ガスで置換し、窒素ガスを通気し続けた。製造例 2で得た 1ージァマンタノールを 10g (0. 0489mol)、重合禁止剤としてフエノチアジンを 0. 05g (原料である 1ージァマンタノールの 0. 5質量⁰ /₀)、溶媒としてトルェンを 30g (原料である 1—ジァマンタノールの 3質量倍）、トリェチルァミンを 5. 93g ( 0. 0587mol、原料である 1—ジァマンタノールの 1. 2モル倍）をフラスコに加え、 80 °Cに加熱した。

[0097] フラスコに、メタクリル酸クロライドを 6. 33g (0. 0587mol、原料である 1—ジアマンタノールの 1. 2モル倍）を加え、 80°Cで 6時間攪拌した。

[0098] その後、 GCによる分析を行ったところ、原料である 1ージァマンタノールが 20%、目的物である 1ージアマンチルメタタリレートが 70%、構造不明の副生成物が 10% 生成して、た。メタクリル酸クロライドがトリェチルァミンの存在下の高温雰囲気で分解したためと思われるが、反応は完結していな力つた。更に、晶析を行なっても、 GC 純度 97%以上、オリゴマー量が 1%以下の高純度品として目的物を得ることはできず、 1ージアマンチルメタタリレートの単離には至らなかった。この原因は、粗体の GC純度が低力つたこと、及び GCでは検出されないオリゴマー等が多数生成したためと思われる。

[0099] 比較例 2

実施例 1にお、て、重合禁止剤であるフエノチアジンを添加しな、以外は同様に反応を行った。 80°Cで 6時間攪拌後、オリゴマー不純物やポリマー不純物と思われる不溶物が見られ、目的物である 1ージアマンチルメタタリレートの単離には至らなかつた。

[0100] 参考例 1

1—ジアマンチルメタタリレートの粗体を得るまでの操作は、実施例 1と同様に行つた。得られた粗体に、ヘプタンを粗体の 2質量倍加え、 40°Cで 30分加熱攪拌したところ、均一な溶液となっていた。 5°Cまで冷却し、 1時間熟成後、ろ過、減圧乾燥を行い、 1. 2gの白色固体（1ージァマンタノール換算の収率 9%)で得た。この固体を GC 及び GPCにより分析した結果、 1ージアマンチルメタタリレートの含有量は GC純度 9 8%であり、オリゴマー不純物のポリスチレン換算の含有量は、 0. 2%であった。 1 ジアマンチルメタタリレートのヘプタンに対する溶解性が高すぎたために、低収率になったものと思われる。

Claims

請求の範囲下記式（1)

[化 1]

(式中、 R¹は置換基を有していてもよい重合性不飽和炭化水素基であり、 R²、 R³及び R⁴は、各々独立に、水素原子又は炭素数 1〜5のアルキル基である。 ) で示される重合性ジアマンチルエステルィヒ合物の製造方法であって、下記式（2) [化 2]

{式中、 R²、 R³及び R⁴は、各々前記式（1)における、 R³及び R⁴と同義である。で示される 1ージアマンタノ一ルイ匕合物と下記式（3)

[化 3]

{式中、 R¹は前記式（1)における R¹と同義である。 }

で示される重合性不飽和カルボン酸無水物を、重合禁止剤及び酸触媒の存在下で反応させることにより、前記式（1)で示される重合性ジアマンチルエステル化合物の粗体を得る工程を含むことを特徴とする重合性ジアマンチルエステル化合物の製造方法。

[2] 式（2)で示される 1—ジァマンタノール化合物力 1—ジァマンタノール又は 4, 9-ジメチルー 1ージァマンタノールである請求の範囲第 1項に記載の重合性ジアマンチルエステル化合物の製造方法。

[3] 重合性不飽和カルボン酸無水物力アクリル酸無水物又はメタクリル酸無水物である請求の範囲第 1項に記載の重合性ジアマンチルエステルイ匕合物の製造方法。

[4] 反応温度が、 40〜100°Cである請求の範囲第 1項に記載の重合性ジアマンチルェステル化合物の製造方法。

[5] 前記式（1)で示される重合性ジアマンチルエステルイ匕合物を含む粗体を、少なくともアルコール類を含む溶媒を使用して晶析する晶析工程を更に含む請求の範囲第ェ項に記載の製造方法。

[6] 下記式 (2)

[化 4]

{式中、 R²、 R³及び R⁴は、各々前記式（1)における、 R³及び R⁴と同義である。で示される 1ージアマンタノ一ルイ匕合物力下記式 (4)

[化 5]

{式中、 R²、 R³及び R⁴は、各々前記式（1)における、 R³及び R⁴と同義である。 } で示されるジアマンタンィ匕合物と臭素とを、ハロゲン化脂肪族炭化水素溶媒の存在下で反応させて下記式 (5)

[化 6]

{式中、 R²、 R³及び R⁴は、各々前記式（1)における、 R³及び R⁴と同義である。 } で示される 1 プロモジアマンタンィ匕合物を得、次、でこれを加水分解して製造したものである請求の範囲第 1項に記載の重合性ジアマンチルエステルイ匕合物の製造方法。