【実施例】
【0051】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の「%」は、特に断らない限り質量基準である。また、各種物性値の測定方法、及び諸特性の評価方法を以下に示す。
【0052】
[プロトン核磁気共鳴分析(
1H−NMR)]:
日本電子社製の商品名「JNM−ECA−600型(600MHz)」を使用してプロトン核磁気共鳴スペクトル(以下、「
1H−NMRスペクトル」とも記載する。)(600MHz,CDCl
3,TMS)を測定した。
【0053】
[ゲルろ過クロマトグラフィー(GPC)による分析]:
以下に示す条件で、ゲルろ過クロマトグラフィー(以下、「GPC」とも記載する。)による分析を行った。
システム:商品名「HLC−8220」(東ソー社製)
検出器:商品名「HLC−8200」(東ソー社製)(内蔵RI/UV−8200(280nm))
カラムオーブン温度:40℃
サンプルポンプ流速:0.600ml/min
サンプルポンプ圧力:14.5MPa
レファレンスポンプ流速:0.600ml/min
レファレンスポンプ圧力:2.5MPa
カラム:商品名「Shodex Asahipak GF−510 HQ」、及び「Shodex Asahipak GF−310 HQ」×2(昭和電工社製)
ガードカラム:商品名「Shodex Asahipak GF−1G 7B」(昭和電工社製)
【0054】
[エレクトロスプレーイオン化質量分析(ESI−MS)]:
以下に示す条件で、エレクトロスプレーイオン化質量分析(以下、「ESI−MS」とも記載する。)を行った。
システム:商品名「Accu−TOF」(日本電子社製)
イオン化モード:ネガティブモード
サンプル濃度:500ppb
オリフィス1電圧掃引:−60V
リングレンズ電圧:−34V
溶媒:メタノール
【0055】
[赤外吸収分析(IR)]:
Thermo ELECTRON社製の型番「NICOLET 380 FT−IR」を使用して、KBr法にて赤外吸収スペクトル(以下、「IRスペクトル」とも記載する。)を測定した。
【0056】
[マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析(飛行時間型)(MALDI−TOF MS)]:
以下に示す条件で、マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析(飛行時間型)(以下、「MALDI−TOF MS」とも記載する。)を行った。
システム:商品名「AXIMA−CFRplus(shimazu/Kratos)」(島津製作所社製)
マトリックス:2,5−ジヒドロキシ安息香酸
Laser:N
2(337nm)
Accel voltage:20kV
【0057】
[熱重量/示差熱同時分析(TG−DTA)]:
Seiko社製の商品名「EXSTAR6000 TG/DTA 6200」を使用し、窒素気流下で昇温速度:10℃/分、温度:80〜600℃の条件下で測定した。
【0058】
[溶解性]:
2mg/mLの濃度となるように、化合物を各溶媒に添加し、十分に撹拌した後、以下に示す基準に従って溶解性を評価した。
「++(可溶)」:溶液の着色が観察され、室温で化合物が溶解して残存しない状態
「+(可溶)」:溶液の着色が観察され、加熱状況下で化合物が全て溶解して残存していない状態
「+−(一部可溶)」:溶液の着色が観察されるとともに、化合物が溶解せずに一部残存した状態
「−(不溶)」:溶液の着色が観察されず、化合物が残存した状態
但し、溶媒「PGMEA」(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)、及び「PGME」(プロピレングリコールモノメチルエーテル)については、濃度が50mg/mLとなるように化合物を各溶媒に添加した。
【0059】
(実施例1)
回転子を入れた50mlナスフラスコに、レゾルシノール2.2g(20mmol)を量り取り、ビス(3−ホルミル−4−ヒドロキシフェニル)メタン(以下、「BISA−F」とも記載する。)1.28g(5mmol)を加え、次いでエタノール4.5mlに懸濁させた。その後、濃塩酸1.5mlを滴下し、80℃で48時間撹拌しながら反応させた。反応終了後、反応溶液をエタノールで希釈した。希釈した反応溶液をジエチルエーテル中に滴下し、沈殿物を生成した。生成した沈殿物を室温で24時間減圧乾燥し、黄色粉末状固体である化合物(i)を得た。収量は2.39gであり、収率は97%であった。得られた化合物(i)の
1H−NMRスペクトルの測定結果を示すチャートを
図1に、GPCによる分析結果を示すクロマトグラム(溶出チャート)を
図2に、ESI−MSスペクトルの測定結果を示すチャートを
図3に、それぞれ示す。
【0060】
1H−NMRスペクトルの測定結果を示すチャート、GPCによる分析結果を示すクロマトグラム(溶出チャート)、及びESI−MSスペクトルの測定結果を示すチャートより、得られた化合物(i)は分子式C
60H
46O
14で表され、また、下記式(i)で表される構造を有していることが推定される。
【0061】
【化7】
【0062】
(実施例2)
回転子を入れた50mlナスフラスコに、前記化合物(i)2.97g(3mmol、水酸基当量で42mmol)を量り取り、60℃で減圧乾燥した。乾燥後、イミダゾール17.16g(252mmol、水酸基に対して3当量、塩化水素トラップとして3当量)を加え、テトラヒドロフラン60mlに溶解させた。得られた溶液中に、トリメチルシリルクロライド(以下、テトラメチルシリル基のことを「TMS」とも記載する。)15.9ml(126mmol、水酸基に対して3当量)を滴下し、還流条件下48時間撹拌し、反応させた。反応終了後、反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:酢酸エチルとn−ヘキサンの1:4混合溶液)を用いて単離した。展開溶媒を減圧留去後、貧溶媒としてメタノールを用いて再沈殿し、乾燥することにより、化合物(ii)を得た。収量は2.082g、収率は47%であり、TMS導入率は100%であった。また、構造確認をIR及び
1H−NMRにより行い、IRによる赤外吸収スペクトルの測定結果を示すチャートを
図4に、
1H−NMRスペクトルの測定結果を示すチャートを
図5に、それぞれ示す。
【0063】
化合物(ii)の
1H−NMRより、レゾルシノールの芳香環に由来する芳香族プロトンを示すピークの積分値及び縮合反応により生成したメチンプロトンを示すピークの積分値と、BISA−Fに由来するメチレン基のプロトンを示すピークの積分値との比が7:1となっており、これは実施例1で推定した化合物(i)の構造を支持するものである。
【0064】
(実施例3)
回転子を入れた50mlナスフラスコに、化合物(i)2.97g(3mmol、水酸基当量42mmol)を量り取り、相間移動触媒としてテトラブチルアンモニウムブロマイド0.677g(2.1mmol、水酸基に対して0.05当量)、塩基として炭酸カリウム(K
2CO
3)8.715g(63mmol、水酸基に対して1.5当量)を加え、18mlのN−メチルピロリドン(NMP)に懸濁させた。その後、2−メチル−2−アダマンチルブロモアセテート(AdBAc)17.95g(63mmol、水酸基に対して1.5当量)を加え、80℃で24時間撹拌して、反応させた。反応終了後、反応溶液を酢酸エチルで希釈し、3質量%シュウ酸水溶液で2回洗浄し、水道水で1回洗浄し、有機層を、無水硫酸マグネシウムを乾燥剤として用いて、乾燥させた。乾燥剤(無水硫酸マグネシウム)をろ別後、濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:酢酸エチル)により、目的化合物画分を単離した。この目的化合物画分の展開溶媒を減圧留去した後、良溶媒として酢酸エチル、貧溶媒としてメタノールを用いて、沈殿物を得た。この沈殿物を回収し、室温で24時間減圧乾燥することにより、化合物(iii)を得た。収量は7.39gであり、収率は64%であった。
【0065】
得られた化合物(iii)の構造確認をIR及び
1H−NMRにより行い、IRによる赤外吸収スペクトルの測定結果を示すチャートを
図6に、
1H−NMRスペクトルの測定結果を示すチャートを
図7に、それぞれ示す。IR及び
1H−NMRの測定結果より、化合物(iii)は、下記式(iii)で表される化合物であり、R
2置換基の導入率は100%であった。
【0066】
なお、以下に、
図7の
1H−NMRスペクトルの帰属結果を示す。
1H−NMR(600MHz,CDCl
3,TMS):δ(ppm)
7.14−5.34(m,28.0H,aromaticH)
4.73−3.08(m,32.0H,−CH
2−)
2.54−0.73(m,238.0H,adamantylH)
【0067】
【化8】
【0068】
上記式(iii)中、R
2は、下記式(R
2)で表される基を示す。
【0069】
【化9】
【0070】
(実施例4)
回転子を入れた50mlナスフラスコに、3−メトキシフェノール2.48g(20mmol、官能基当量で40mmol)、及びBISA−F1.28g(5mmol、官能基当量で20mmol)を量り取り、クロロホルム4.5mlを加え、白色の懸濁液を得た。得られた懸濁液に、触媒としてトリフルオロ酢酸(TFA)を1.5ml滴下した。その後、還流条件下、24時間撹拌して反応させた。反応終了後、反応溶液を酢酸エチルで希釈し、貧溶媒としてn−ヘキサンを用いて沈殿させた。次いで、この沈殿物を酢酸エチルに再溶解させ、貧溶媒としてn−ヘキサンを用いて再沈殿させた。再沈殿により、得られた固体を、室温で24時間減圧乾燥し、更に80℃で30分間減圧乾燥することにより、化合物(iv)を得た。収量は2.37gであり、収率は90%であった。
【0071】
得られた化合物(iv)のIRによる赤外吸収スペクトルの測定結果を示すチャートを
図8に、
1H−NMRスペクトルの測定結果を示すチャートを
図9に、GPCによる分析結果を示すクロマトグラム(溶出チャート)を
図10に、ESI−MSスペクトルの測定結果を示すチャートを
図11に、それぞれ示す。
【0072】
なお、以下に、
図9の
1H−NMRスペクトルの帰属結果を示す。
1H−NMR(600MHz,DMSO−d
6):δ(ppm)
9.20−7.71(m,9H,−OH)
7.07−5.39(m,28H,aromaticH,>CH)
3.94−3.01(m,19H,−OCH
3,−CH
2−)
【0073】
また、
図11のESI−MSスペクトルにおいて、[M−H
+]の計算値が1059.37であったのに対して、[M−H
+]=1059.34のシグナルが検出された。
【0074】
これらの測定結果より、化合物(iv)は、下記式(iv)で表される化合物であった。
【0075】
【化10】
【0076】
(実施例5)
回転子を入れた50mlナスフラスコに、1,3−ジメトキシベンゼン2.76g(20mmol、官能基当量で40mmol)、及びBISA−F1.28g(5mmol、官能基当量で20mmol)を量り取り、クロロホルム4.5mlを加え、白色の懸濁液を得た。得られた懸濁液に、触媒としてトリフルオロ酢酸(TFA)を1.5ml滴下した。その後、還流条件下、24時間撹拌して反応させた。反応終了後、反応溶液を酢酸エチルで希釈し、飽和重曹水で2回、水道水で1回、1N塩酸で1回、水道水で1回洗浄し、有機層を、無水硫酸マグネシウムを乾燥剤として用いて乾燥させた。乾燥剤(無水硫酸マグネシウム)をろ別後、濃縮し、良溶媒として酢酸エチル、貧溶媒としてn−ヘキサンを用いて、沈殿させた。次いで、この沈殿物を酢酸エチルに再溶解させ、貧溶媒としてn−ヘキサンを用いて再沈殿させた。再沈殿により、得られた固体を、室温で24時間減圧乾燥し、褐色固体を得た。この褐色固体を化合物(v)とした。収量は2.41gであり、収率は81%であった。
【0077】
得られた化合物(v)のIRによる赤外吸収スペクトルの測定結果を示すチャートを
図12に、
1H−NMRスペクトルの測定結果を示すチャートを
図13に、GPCによる分析結果を示すクロマトグラム(溶出チャート)を
図14に、ESI−MSスペクトルの測定結果を示すチャートを
図15に、それぞれ示す。
【0078】
なお、以下に、
図13の
1H−NMRスペクトルの帰属結果を示す。
1H−NMR(600MHz,DMSO−d
6):δ(ppm)
8.84−8.24(m,4H,−OH)
7.28−5.19(m,28H,aromaticH,>CH)
3.89−3.07(m,34H,−OCH
3,−CH
2−)
【0079】
また、
図15のESI−MSスペクトルにおいて、[M−H
+]の計算値が1129.45であったのに対して、[M−H
+]=1129.40のシグナルが検出された。
【0080】
これらの測定結果より、化合物(v)は、下記式(v)で表される化合物であった。
【0081】
【化11】
【0082】
(実施例6)
回転子を入れた100mlナスフラスコに、BISA−F5.12g(20mmol、官能基当量で40mmol)、塩基として炭酸カリウム6.63g(48mmol、官能基当量で48mmol)、相関移動触媒としてテトラ−n−ブチルアンモニウムブロマイド(TBAB)0.66g(2mmol、官能基当量で2mmol)を量り取り、NMP10mlに添加し、懸濁させた。その後、t−ブチルブロモアセテート(t−BBAc)7.0ml(48mmol、官能基当量で48mmol)を滴下し、次いで80℃で24時間撹拌した。反応終了後、反応溶液をクロロホルムで希釈し、1N塩酸で1回、水道水で2回洗浄した。有機層を、無水硫酸マグネシウムを乾燥剤として用いて乾燥させた。乾燥剤(無水硫酸マグネシウム)をろ別後、濃縮した。室温で静置し、結晶を析出させた。得られた結晶を回収し、室温で24時間減圧乾燥した。減圧乾燥して得られた化合物を化合物(B−1)とした。化合物(B−1)の収量は8.11gであり、収率は84%であった。
【0083】
化合物(B−1)のIRによる赤外吸収スペクトルの測定結果を示すチャートを
図16に、
1H−NMRスペクトルの測定結果を示すチャートを
図17に、それぞれ示す。
【0084】
なお、以下に、
図17の
1H−NMRスペクトルの帰属結果を示す。
1H−NMR(600MHz,DMSO−d
6):δ(ppm)
10.394(s,2H,CH
aO)
7.553and7.548(d,2H,J
bd=3Hz,aromaticH
b)
7.518−7.500(dd,2H,J
db=3Hz,J
de=8.4Hz,aromaticH
d)
7.09−7.08(d,2H,J
ed=8.4Hz,aromaticH
e)
4.83(s,4H,−CH
f2−)
3.94(s,2H,−CH
c2−)
1.41(s,18H,C(CH
g3)
3)
【0085】
これらの測定結果より、化合物(B−1)は、下記式(B−1)で表される化合物であった。
【0086】
【化12】
【0087】
次に、回転子を入れた50mlナスフラスコに、レゾルシノール2.2g(20mmol、官能基当量で40mmol)、上記化合物(B−1)2.42g(5mmol、官能基当量で10mmol)を量り取り、エタノール4.5mlに溶解させた。その後、触媒として、濃塩酸1.5mlを滴下し、次いで80℃で60時間撹拌した。反応終了後、反応溶液を酢酸エチルで希釈し、ジエチルエーテルを加えて沈殿物を得た。得られた沈殿物を回収し、良溶媒としてTHF、貧溶媒としてn−ヘキサンを用いて沈殿物を精製した。沈殿物を回収し、室温で24時間減圧乾燥し化合物を得た。得られた化合物を化合物(vi)とした。収量は1.81gであり、収量は56%であった。
【0088】
化合物(vi)のIRによる赤外吸収スペクトルの測定結果を示すチャートを
図18に、
1H−NMRスペクトルの測定結果を示すチャートを
図19に、GPCによる分析結果を示すクロマトグラム(溶出チャート)を
図20に、MALDI−TOF MSスペクトルの測定結果を示すチャートを
図21に、それぞれ示す。
【0089】
なお、以下に、
図19の
1H−NMRスペクトルの帰属結果を示す。
1H−NMR(600MHz,DMSO−d
6):δ(ppm)
9.07−7.77(m,10H,−OH)
7.24−5.15(m,28H,aromaticH,>CH)
4.61−3.21(m,12H,−CH
2−)
1.36−0.98(m,12H,−C(CH
3)
3)
【0090】
上記
1H−NMRスペクトルの帰属から、t−ブチル基(−C(CH
3)
3)の残存率(カルボキシル基の総数に対する保護基の数の百分率)は33%であった。
【0091】
図20の溶出チャートから、溶出時間34分付近に化合物(vi)のピークが確認できた。GPCによる分析から測定される、ポリスチレンを基準とした数平均分子量(Mn)は1579であり、ポリスチレンを基準とした重量平均分子量(Mw)との比(Mw/Mn)の値は1.02であった。なお、
図20中、溶出時間39分付近のピークと、溶出時間41分付近のピークは、それぞれ、未反応の化合物(B−1)と、未反応のレゾルシノールのピークである。
【0092】
図21のMALDI−TOF MSスペクトルにおいて、化合物(vi)の分子式をC
84H
86O
22と推定した場合(推定分子量1447.57)、m/zが1259.11の位置に現れるピークは、例えば下記式(vi−1)で表される化合物であり、m/zが1288.16の位置に現れるピークは、例えば下記式(vi−2)で表される化合物であり、m/zが1315.15の位置に現れるピークは、例えば下記式(vi−3)で表される化合物であり、m/zが1344.20の位置に現れるピークは、例えば下記式(vi−4)で表される化合物であり、m/zが1371.22の位置に現れるピークは、例えば下記式(vi−5)で表される化合物であると同定することができた。従って、化合物(vi)は、下記式(vi)で表される化合物(分子式C
84H
86O
22)であることが確認できた。
【0093】
【化13】
【0094】
【化14】
【0095】
【化15】
【0096】
【化16】
【0097】
【化17】
【0098】
【化18】
【0099】
また、化合物(vi)について、熱重量/示差熱同時分析により熱安定性を測定した。
図22に、化合物(vi)の熱安定性測定結果を示す。
図22の結果から、化合物(vi)の分解開始温度は129.6℃であり、5%重量減少温度は191.9℃であった。
【0100】
更に、化合物(vi)について、各種溶媒に対する溶解度を測定した。評価結果を表1に示す。なお、塗布溶媒としてPGMEを用いた、化合物(vi)を含む組成物は、シリコン基板上で厚さ60nmの被膜(レジスト層)を形成することが可能であった。即ち、化合物(vi)と塗布溶媒としてのPGMEとを含む組成物は、レジスト被膜形成用の組成物(レジスト組成物)として用いることが可能なものであった。
【0101】
【表1】