【文献】
Ohta N et al,Journal of Pharmaceutical Sciences,1983年,Vol.72, No.4,p.385-388
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
従って、本発明の目的は、医薬、農薬、高分子材料、機能材料やこれらの中間体等のファインケミカルとして有用な、高純度の不飽和カルボン酸アミド化合物の結晶を提供することにある。
本発明の他の目的は、環境に悪影響を及ぼす恐れのある芳香族炭化水素系溶媒を使用することなく高純度の不飽和カルボン酸アミド化合物の結晶を効率よく製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者等は上記課題を解決するため鋭意検討した結果、下記事項を見いだした。
1.不飽和カルボン酸を塩化チオニルで塩素化して得られた不飽和カルボン酸クロライドにイミダゾール化合物を反応させる不飽和カルボン酸アミド化合物の製造方法において、塩化チオニルの使用量を特定の範囲に調整、若しくは反応後に吸着剤を用いて含塩素化合物を除去すると、含塩素化合物含有量の極めて低い不飽和カルボン酸アミド化合物が得られること
2.反応生成物を水で洗浄した後に晶析に付すことにより、高純度の不飽和カルボン酸アミド化合物の結晶が得られること
3.トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒に代えて環境負荷の小さいエステル系溶媒を使用した場合、上記水で洗浄した後に脱水することなく晶析して得られる結晶は含水率が高く、その後、長い時間をかけて乾燥処理を施すと加水分解し易いため、工業的に製造する場合は品質の劣化を防ぐことが困難であること、その上、飛散性が高く、缶壁へ付着し易いためロスを生じ易いこと
4.上記水で洗浄した後に脱水し、晶析して得られる結晶は、その後長時間の乾燥処理を施しても加水分解することがなく、飛散性が低く且つ缶壁へ付着しにくい特性を有すること
本発明はこれらの知見に基づいて完成させたものである。
【0010】
すなわち、本発明は、下記式(1)
【化1】
(式中、R
1〜R
5は同一又は異なって、水素原子、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、及びニトロ基から選択される基を示す。R
1〜R
5のうち少なくとも2つが互いに結合して芳香環を構成する炭素原子と共に環を形成していてもよい。R
6、R
7、R
8は同一又は異なって、水素原子、アルキル基、及びアリール基から選択される基を示す。R
7、R
8は互いに結合して、イミダゾール環を構成する炭素原子と共に環を形成していてもよい)
で表される不飽和カルボン酸アミド化合物を95面積%以上(高速液体クロマトグラフィーを使用し、下記分析条件により測定)含み、X線回折において、2θが6.0〜8.0、12.0〜13.5、及び16.5〜17.5から選択される少なくとも1つの範囲、及び29.0〜30.0の範囲にピークがあり、且つ2θが14.0〜15.0の範囲にピークがないことを特徴とする結晶を提供する。
高速液体クロマトグラフィーの分析条件
カラム :Inertsil ODS3
移動相 :A液 50mM KH
2PO
4/K
2HPO
4(pH=7)水溶液
B液 アセトニトリル
ポンプモード:アイソクラティック(A液/B液=50%/50%(v/v))
UV波長 :220nm
注入量 :5μm
カラム温度 :40℃
流量 :1.0mL/min.
【0011】
本発明は、また、不飽和カルボン酸アミド化合物が、下記式(1-1)〜(1-6)で表される化合物から選択される少なくとも1種の化合物である前記の結晶を提供する。
【化2】
【0012】
本発明は、また、下記式(2)
【化3】
(式中、R
1〜R
5は同一又は異なって、水素原子、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、及びニトロ基から選択される基を示す。R
1〜R
5のうち少なくとも2つが互いに結合して芳香環を構成する炭素原子と共に環を形成していてもよい)
で表される不飽和カルボン酸を、塩化チオニルにより塩素化して、下記式(3)
【化4】
(式中、R
1〜R
5は前記に同じ)
で表される化合物を得る反応工程1、得られた上記式(3)で表される化合物と下記式(4)
【化5】
(式中、R
6、R
7、R
8は同一又は異なって、水素原子、アルキル基、及びアリール基から選択される基を示す。R
7、R
8は互いに結合して、イミダゾール環を構成する炭素原子と共に環を形成していてもよい)
で表されるイミダゾール化合物を反応させることにより、下記式(1)
【化6】
(式中、R
1〜R
8は前記に同じ)
で表される不飽和カルボン酸アミド化合物を得る反応工程2、及び精製工程を経て前記の結晶を得る結晶の製造方法であって、下記3要件を具備する結晶の製造方法を提供する。
1.反応工程1をエステル系溶媒の存在下で行う。
2.反応工程1において塩化チオニルの使用量を上記式(2)で表される不飽和カルボン酸の0.5〜3.0モル倍とする、及び/又は精製工程において吸着剤を用いて含塩素化合物を分離・除去する。
3.精製工程において反応系内に水を加えて洗浄し、水含有量が2.0重量%以下となるまで脱水した後に晶析する。
【発明の効果】
【0013】
本発明の結晶は、上記式(1)で表される不飽和カルボン酸アミド化合物を95面積%以上含むため純度が高く、X線回折において2θが特定の範囲にピークを有し、且つ特定の範囲にはピークを有さない結晶であるため飛散性が低く且つ缶壁へ付着しにくい特性を有する。また、本発明の製造方法では、工業的に製造する場合(すなわち、大量に製造する場合)であっても安定的に上記特性を有する結晶を製造することができる。そのため、本発明の結晶は工業製品の原料として特に有用であり、医薬、農薬、高分子材料、高機能材料[例えば、電気・電子部品の製造に利用される感光性高機能材料(レジスト材料)、とりわけ高信頼性が要求される半導体封止材料、半導体やMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等のパッケージ材料、及び半導体、液晶ディスプレイやMEMS用感光性材料]等やこれらの中間体として好適に使用することができる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
[結晶]
本発明の結晶は、下記式(1)
【化7】
(式中、R
1〜R
5は同一又は異なって、水素原子、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、及びニトロ基から選択される基を示す。R
1〜R
5のうち少なくとも2つが互いに結合して芳香環を構成する炭素原子と共に環を形成していてもよい。R
6、R
7、R
8は同一又は異なって、水素原子、アルキル基、及びアリール基から選択される基を示す。R
7、R
8は互いに結合して、イミダゾール環を構成する炭素原子と共に環を形成していてもよい)
で表される不飽和カルボン酸アミド化合物を含有する。
【0016】
前記R
1〜R
5におけるアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル基等の炭素数1〜4程度のアルキル基等を挙げることができる。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、ペントキシ基等の炭素数1〜6程度のアルコキシ基等を挙げることができる。R
1〜R
5のうち少なくとも2つが互いに結合して芳香環を構成する炭素原子と共に形成する環としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン環等の炭素数6〜20程度(好ましくは6〜14)の芳香環;シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、シクロオクタン、シクロドデカン、アダマンタン、ノルボルナン、ノルボルネン環等の3〜20員程度(好ましくは3〜15員、特に好ましくは5〜12員)の炭化水素環(シクロアルカン環、シクロアルケン環、又は橋かけ炭素環)等を挙げることができる。本発明においては、なかでも、上記式(1)中のR
1、R
2、R
4、R
5が水素原子であり、R
3がC
1-6アルコキシ基(特に、メトキシ基)である化合物が、吸光感度に優れる点、及び原料の入手が容易な点で好ましい。
【0017】
前記R
6、R
7、R
8におけるアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、デシル、ドデシル基等の炭素数1〜20程度(好ましくは1〜10)のアルキル基等を挙げることができる。アリール基としては、例えば、フェニル、ナフチル基等の炭素数6〜20程度(好ましくは6〜14)のアリール基等を挙げることができる。
【0018】
前記R
7、R
8が互いに結合して、イミダゾール環を構成する炭素原子と共に形成する環としては、例えば、ベンゼン環等の芳香環等を挙げることができる。前記環は、置換基として、メチル、エチル、プロピル基等の炭素数1〜3程度のアルキル基や、フェニル、ナフチル基等の炭素数6〜20程度(好ましくは6〜14)のアリール基等を有していてもよい。
【0019】
式(1)で表される不飽和カルボン酸アミド化合物の具体例としては、下記式(1-1)〜(1-6)で表される化合物等を挙げることができる。本発明の結晶は、なかでも下記式(1-1)で表される化合物を含むことが好ましい。
【0021】
本発明の結晶は、下記式(2)
【化9】
(式中、R
1〜R
5は同一又は異なって、水素原子、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、及びニトロ基から選択される基を示す。R
1〜R
5のうち少なくとも2つが互いに結合して芳香環を構成する炭素原子と共に環を形成していてもよい)
で表される不飽和カルボン酸を、塩化チオニルにより塩素化して、下記式(3)
【化10】
(式中、R
1〜R
5は前記に同じ)
で表される化合物を得る反応工程1、得られた上記式(3)で表される化合物と下記式(4)
【化11】
(式中、R
6、R
7、R
8は同一又は異なって、水素原子、アルキル基、及びアリール基から選択される基を示す。R
7、R
8は互いに結合して、イミダゾール環を構成する炭素原子と共に環を形成していてもよい)
で表されるイミダゾール化合物を反応させることにより、下記式(1)
【化12】
(式中、R
1〜R
8は前記に同じ)
で表される不飽和カルボン酸アミド化合物を得る反応工程2、及び精製工程を含み、下記3要件を具備する方法により製造することができる。
1.反応工程1をエステル系溶媒の存在下で行う。
2.反応工程1において塩化チオニルの使用量を上記式(2)で表される不飽和カルボン酸の0.5〜3.0モル倍とする、及び/又は精製工程において吸着剤を用いて含塩素化合物を分離・除去する。
3.精製工程において反応系内に水を加えて洗浄し、水含有量が2.0重量%以下となるまで脱水した後に晶析する。
【0022】
式(2)で表される不飽和カルボン酸としては、式(2)中のR
1〜R
5が上記例示された基である対応する化合物を挙げることができる。
【0023】
式(4)で表されるイミダゾール化合物としては、例えば、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、ベンゾイミダゾール、2−フェニルベンゾイミダゾール等を挙げることができる。
【0024】
[反応工程1]
反応工程1は、上記式(2)で表される不飽和カルボン酸を塩化チオニルにより塩素化して上記式(3)で表される化合物を得る工程である。
【0025】
塩化チオニルの使用量は、式(2)で表される不飽和カルボン酸の0.5〜3.0モル倍程度(好ましくは0.8〜2.5モル倍、より好ましくは0.9〜1.8モル倍、特に好ましくは1.0〜1.5モル倍、最も好ましくは1.0〜1.3モル倍)である。塩化チオニルの使用量が上記範囲を上回ると、副生物である含塩素化合物の生成量が増加して、感光性高機能材料として使用することが困難となる傾向がある。一方、塩化チオニルの使用量が上記範囲を下回ると、目的化合物の収率が低下する傾向がある。尚、本発明において含塩素化合物とは、本発明の不飽和カルボン酸アミド化合物の製造方法により副生する全ての塩素原子含有化合物を意味する。主な含塩素化合物としては、上記式(1)で表される不飽和カルボン酸アミド化合物の塩素化物、及びその類縁体等を挙げることができる。
【0026】
本発明においては、エステル系溶媒を使用して上記塩素化反応を行う(すなわち、上記塩素化反応をエステル系溶媒の存在下で行う)ことを特徴とする。エステル系溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル等を挙げることができる。これらは1種を単独で又は2種以上を混合して使用することができる。本発明においては、トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒を使用しないことが、環境に与える影響を軽減することができる点で好ましく、上記塩素化反応に使用する全溶媒(100重量%)に占めるトルエン等の芳香族炭化水素系溶媒の割合は、例えば100重量%未満(好ましくは50重量%以下、より好ましくは10重量%以下、更に好ましくは5重量%以下、更に好ましくは1重量%以下、特に好ましくは0.1重量%以下、最も好ましくはゼロ)である。
【0027】
溶媒の使用量は、反応基質を溶解又は分散することが可能であり、且つ、経済性等を損なわない範囲であれば特に制限されることがなく、例えば、式(2)で表される不飽和カルボン酸1重量部に対して、例えば1〜100000重量部程度、好ましくは1〜10000重量部、特に好ましくは1〜10重量倍、最も好ましくは2〜6重量倍である。
【0028】
上記塩素化反応は、例えば、式(2)で表される不飽和カルボン酸を仕込んだ系内に、塩化チオニルを滴下することにより行うことができる。反応時間は、例えば0.5〜48時間程度、好ましくは1〜36時間、特に好ましくは2〜24時間である。塩化チオニルの滴下時温度としては、例えば40℃以上、反応系内に存在する物質の沸点以下、好ましくは55〜120℃、特に好ましくは60〜75℃である。また、塩化チオニル滴下終了後の反応温度としては、例えば55℃以上、反応系内に存在する物質の沸点以下、好ましくは55〜120℃、特に好ましくは60〜75℃である。塩化チオニルの滴下時温度と滴下終了後の反応温度は同一であってもよく、異なっていてもよい。塩化チオニルの滴下時温度、及び滴下終了後の反応温度が上記範囲を下回ると、式(3)で表される化合物の収率が低下する傾向がある。一方、塩化チオニルの滴下時温度、及び滴下終了後の反応温度が上記範囲を上回ると、副生物である含塩素化合物の生成量が増加して、感光性高機能材料として使用することが困難となる場合がある。
【0029】
上記塩素化反応は、加圧下、常圧下又は減圧下(例えば0.0001〜0.1MPa程度、好ましくは0.001〜0.1MPa)の何れで行ってもよいが、常圧下又は減圧下で行うことが多い。
【0030】
本発明においては、反応工程1中若しくは反応工程1終了後に、過剰の塩化チオニルの除去操作を行うことが、結晶中の含塩素化合物含有量を低減することができる点で好ましい。過剰の塩化チオニルの除去手段としては、慣用の方法(例えば、脱気、抽出、蒸留、精留、分子蒸留、吸着を用いた分離等)を用いることができる。これらは、連続的に行ってもよく、非連続的(回分式)に行ってもよい。また、操作時圧力は、減圧又は常圧の何れであってもよい。
【0031】
更に、反応工程1では、副生する酸性ガス(例えば、塩化水素、二酸化硫黄等)を反応系から連続的に分離しつつ反応を行うことが、結晶中の含塩素化合物含有量を低減することができる点で好ましい。副生する酸性ガスの分離手段としては、慣用の方法(例えば脱気、抽出、蒸留、精留、分子蒸留、吸着を用いた分離等)を用いることができる。これらは、連続的に行ってもよく、非連続的(回分式)に行ってもよい。また、操作時圧力としては、減圧又は常圧の何れであってもよい。
【0032】
[反応工程2]
反応工程2は、反応工程1で得られた式(3)で表される化合物と式(4)で表されるイミダゾール化合物を反応させて、式(1)で表される不飽和カルボン酸アミド化合物を得る工程である。
【0033】
式(4)で表されるイミダゾール化合物の使用量としては、式(3)で表される化合物の、例えば0.5〜20.0モル倍程度、好ましくは0.8〜8.0モル倍、特に好ましくは1.0〜3.0モル倍である。式(4)で表されるイミダゾール化合物の使用量が上記範囲を上回ると、反応の操作性及び経済性を損ねる傾向がある。一方、式(4)で表されるイミダゾール化合物の使用量が上記範囲を下回ると、式(1)で表される不飽和カルボン酸アミド化合物の収率が低下する傾向がある。
【0034】
上記反応は、溶媒の存在下又は非存在下で行うことができる。前記溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル等のエステル系溶媒;ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、石油エーテル等の飽和又は不飽和炭化水素系溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;塩化メチレン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル系溶媒;アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒;スルホラン等のスルホラン系溶媒;ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒;シリコーンオイル等の高沸点溶媒等を挙げることができる。これらは1種を単独で又は2種以上を混合して使用することができる。本発明においては、なかでも、反応工程1と同じ溶媒を使用することが(すなわち、反応工程1と反応工程2をエステル系溶媒の存在下で行うことが)、精製工程の晶析(特に、貧溶媒晶析)において溶媒の濃度操作を容易に行うことができ、高純度の結晶を得ることができる点で好ましい。
【0035】
溶媒の使用量は、反応基質を溶解又は分散することが可能であり、且つ、経済性等を損なわない範囲内であれば特に制限されることがなく、式(3)で表される化合物1重量部に対して、例えば1〜100000重量部程度、好ましくは1〜10000重量部である。反応工程2の溶媒は、反応工程1の溶媒を共通して使用することができ、反応工程1で使用した溶媒をそのまま使用してもよく、反応工程1終了後、濃縮又は希釈することにより濃度を調整して使用してもよい。
【0036】
反応工程2の反応温度としては、例えば−50〜150℃、好ましくは−10〜80℃、特に好ましくは10〜50℃である。また、反応は、加圧下、常圧下又は減圧下(例えば0.0001〜0.1MPa程度、好ましくは0.001〜0.1MPa)の何れで行ってもよいが、常圧下又は減圧下で行うことが多い。更に、反応は、バッチ式、セミバッチ式、及び連続式のいずれの方法で行ってもよい。
【0037】
反応工程2では、反応の進行により酸性ガス(塩化水素)及び/又はアミン塩酸塩のガスが副生する。本発明においては、これらを除去することが、反応の進行を促進することができ、且つ、含塩素化合物等の副生物の生成を抑制することができる点で好ましい。除去方法としては、反応に不活性又は目的物の取得に影響を与えない塩基を添加してこれらを捕捉する方法や、脱気、抽出、蒸留、精留、分子蒸留、又は吸着等の分離手段により、これらを反応系から連続的若しくは非連続的(回分式)に分離しつつ反応を行う方法等を挙げることができる。前記分離操作時の圧力としては、減圧又は常圧の何れであってもよい。
【0038】
前記反応に不活性又は目的物の取得に影響を与えない塩基としては、例えば、無機塩基(例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等)、芳香族アミン(例えば、ピリジン等)、第1級アミン(例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、アリルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、ベンジルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、アニリン、トルイジン、キシリジン、ナフチルアミン、2−アミノチアゾール等)、第2級アミン(例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジアリルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジオクチルアミン、ジ(2−エチルヘキシル)アミン、エチレンイミン、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、N−メチルアニリン、ジフェニルアミン、フェノチアジン、ピラゾール等)、第3級アミン(例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン等)等を挙げることができる。これらは1種を単独で、又は2種以上を混合して使用することができる。前記塩基の使用量としては、例えば、式(3)で表される化合物の0.5〜10.0モル倍程度、好ましくは0.8〜3.0モル倍である。
【0039】
[精製工程]
反応工程2を経て得られた反応生成物は、続いて精製工程に付される。精製工程においては、例えば、濾過、濃縮、蒸留、抽出、晶析、吸着、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の分離手段や、これらを組み合わせた分離手段を採用することができる。
【0040】
本発明においては、吸着剤を用いて含塩素化合物を分離・除去することが好ましい。前記吸着剤としては、例えば、シリカゲル、アルミナ、活性炭、マグネシア、ハイドロタルサイト等を使用することができる。本発明においては、特に、分離及び/又は除去効率に優れる点でシリカゲルが好ましく、シリカゲルカラムクロマトグラフィーを使用して含塩素化合物を分離・除去することが最も好ましい。
【0041】
そして、本発明においては、反応系内に水を加えて洗浄し、その後、水含有量が2.0重量%以下(好ましくは1.8重量%以下、より好ましくは1.6重量%以下、更に好ましくは1.5重量%以下、特に好ましくは1.0重量%以下、最も好ましくは0.5重量%以下)となるまで脱水した後に晶析することを特徴とする。尚、水含有量の下限は0重量%である。本発明では上記操作を行うため、飛散性が低く、缶壁へ付着し難く、且つ、乾燥工程に付しても加水分解し難い特性を併せて有する結晶を得ることができる。晶析前の脱水が不十分であると、得られる結晶は飛散性が高く、缶壁へ付着し易いためロスを生じ易い。その上、含水率が高いため長時間の乾燥処理を施した場合に加水分解しやすく、工業的に製造する場合に品質の劣化を防止することが困難となる。
【0042】
晶析は、反応工程2終了後、反応溶媒を蒸留により分離回収し、その後、晶析溶媒を新たに加えて行ってもよく、反応溶媒を晶析溶媒として使用して行ってもよい。
【0043】
晶析溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、石油エーテル等の飽和又は不飽和炭化水素系溶媒;メチルエチルケトン等のケトン;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル系溶媒等を挙げることができる。尚、アルコール類や水は式(1)で表される不飽和カルボン酸アミド化合物が分解されるため好ましくない。本発明においては、反応溶媒をそのまま晶析溶媒として使用することが、操作が簡便で、且つ経済的である点で好ましい。
【0044】
晶析溶媒の使用量としては、式(2)で表される不飽和カルボン酸に対して、例えば1〜20重量倍程度、好ましくは1〜15重量倍である。
【0045】
晶析方法は、濃縮晶析、貧溶媒晶析、冷却晶析等の何れであってもよく、またこれらを2種以上組み合わせて行ってもよい。
【0046】
貧溶媒晶析を行う場合は、反応溶媒(例えば、エステル系溶媒)をそのまま良溶媒として使用し、貧溶媒としては、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の炭化水素系溶媒を使用することが好ましい。良溶媒と貧溶媒の使用割合(前者:後者(重量%))としては、例えば1:0.5〜1:5程度、好ましくは1:1〜1:3である。
【0047】
晶析温度は例えば−5〜70℃程度であり、特に濃縮晶析の場合は10〜50℃が好ましく、冷却晶析の場合は0〜10℃が好ましい。
【0048】
晶析時間は反応器のスケールに応じて適宜調整することができ、例えば3〜24時間程度である。
【0049】
上記晶析操作で析出した結晶は、晶析溶媒を濾過することにより分離、回収することができる。回収された結晶に含まれる溶媒は、加熱乾燥して除くことができる。
【0050】
上記製造方法により得られる結晶は、式(1)で表される不飽和カルボン酸アミド化合物を95面積%以上(好ましくは98面積%以上、特に好ましくは99面積%以上、最も好ましくは99.5面積%以上)含有する。式(1)で表される不飽和カルボン酸アミド化合物の含有量が上記範囲を下回ると、高機能材料として使用することが困難となる。尚、結晶中の式(1)で表される不飽和カルボン酸アミド化合物含有量は、高速液体クロマトグラフィーを使用し、下記分析条件により測定することができる。
高速液体クロマトグラフィーの分析条件
カラム :Inertsil ODS3
移動相 :A液 50mM KH
2PO
4/K
2HPO
4(pH=7)水溶液
B液 アセトニトリル
ポンプモード:アイソクラティック(A液/B液=50%/50%(v/v))
UV波長 :220nm
注入量 :5μm
カラム温度 :40℃
流量 :1.0mL/min.
【0051】
また、含塩素化合物の含有量は、結晶全量の1000ppm以下程度(好ましくは800ppm以下、より好ましくは500ppm以下、特に好ましくは100ppm以下、最も好ましくは50ppm以下)であることが好ましい。含塩素化合物の含有量は、燃焼イオンクロマトグラフィー等を使用することにより測定することができる。
【0052】
また、上記製造方法により得られる結晶の嵩密度は、例えば0.05〜0.30g/mLであり、好ましくは0.10〜0.20g/mLである。
【0053】
尚、本明細書において「嵩密度」とは、タップしない状態(=ゆるみ状態)での粉体試料の質量と粒子間空隙容積の因子を含んだ粉体試料の体積の比である。嵩密度は粉体試料の粒子密度と粉体層内での粒子の空間的配列に依存する。本発明の「嵩密度」は、0.1%の精度で秤量した約100gの試料(W
0:g)を、圧密せずに乾いた250mLメスシリンダー(最小目盛単位:2mL)に静かに入れ、体積(V
0:mL)を最小目盛単位まで読み取り、下記式から算出される。
嵩密度(g/mL)=W
0/V
0
【0054】
上記方法で得られる本発明の結晶は、X線回折において、2θが6.0〜8.0、12.0〜13.5、及び16.5〜17.5から選択される少なくとも1つの範囲、及び29.0〜30.0の範囲にピークがあり(好ましくは、2θが6.0〜8.0、12.0〜13.5、16.5〜17.5、及び29.0〜30.0の範囲にそれぞれ少なくとも1つのピークがあり)、且つ2θが14.0〜15.0の範囲にピークがないことを特徴とする。
【0055】
本発明の結晶は式(1)で表される不飽和カルボン酸アミド化合物を高純度に含み、且つX線回折において上記特徴的なピークを有するため、飛散性が低く取り扱いが容易である。その上、缶壁へ付着しにくく、缶壁に付着することにより生じるロスを低減することができる。そのため、本発明の結晶は、高機能材料、例えば、電気・電子部品の製造に利用される感光性高機能材料(レジスト材料)、とりわけ高信頼性が要求される半導体封止材料、半導体やMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等のパッケージ材料、及び半導体、液晶ディスプレイやMEMS用感光性材料に好適に使用することができる。
【実施例】
【0056】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【0057】
実施例1
1.5m
3反応缶に、4−メトキシ桂皮酸105kg、酢酸エチル462kgを入れ、懸濁状態にした。そこに塩化チオニル73.6kg(4−メトキシ桂皮酸の1.05モル倍)を反応缶内の温度を65〜70℃を保ちながら滴下し、滴下後、4−メトキシ桂皮酸の転化率が99%以上になるまで反応を実施した。反応終了後、60℃、減圧下で、未反応の塩化チオニルと酸性ガスと共に、約200kgの酢酸エチルを留去した。濃縮後、留去した量と同量の酢酸エチルを添加し、4−メトキシ桂皮酸クロライド/酢酸エチル溶液(1)を579.6kg得た。
次に、3m
3反応缶にイミダゾール52.2kg(4−メトキシ桂皮酸クロライドの1.3モル倍)、トリエチルアミン59.6kg(4−メトキシ桂皮酸クロライドの1.0モル倍)、酢酸エチル824.2kgを仕込み、混合した。イミダゾールの溶解を確認後、4−メトキシ桂皮酸クロライド/酢酸エチル溶液(1)を、反応缶内の温度を10〜30℃に保ちながら滴下した。
滴下終了後、更に1時間撹拌を行った後、イオン交換水525kgを加え、洗浄、分液して有機層を得た。得られた有機層を、引き続き8%炭酸水素ナトリウム水溶液525kgで洗浄し、更にイオン交換水525kgで2回洗浄を行った。得られた有機層を上層還流によって脱水して系内水分量を1.2重量%にした後、減圧濃縮により、酢酸エチルを約650kg留去した。得られた有機層を40℃にした後、ヘプタンを約650kg(酢酸エチル1重量部に対してヘプタン1重量部に相当する量)仕込み、引き続き、5℃以下まで冷却して、遠心分離機で分離することで約110kgの湿結晶を得た。得られた湿結晶はコニカル乾燥機を用いて、30℃で減圧乾燥を行い、1−(3−(4−メトキシフェニル)アクリロイル)−イミダゾールを含む結晶103.4kg(純度:99.7面積%、含塩素化合物の含有量:10ppm未満)を取得した。
得られた結晶は黄白色の粉末であり、嵩密度は0.15g/mLであった。また、得られた結晶は粉立ちが少なく、コニカル乾燥機への付着によるロスは、ほとんどなかった。
更に、得られた結晶のX線回折構造解析(XRD)の結果を
図1に示す。2θが6.3、12.6、17.1、29.4に代表的なX線回折ピークを検出した。また、2θが14.0〜15.0の間にはピークは検出されなかった。
【0058】
実施例2
55L反応缶に、4−メトキシ桂皮酸2.5kg、酢酸エチル11kgを入れ、懸濁状態にした。そこに塩化チオニル1.75kg(4−メトキシ桂皮酸の1.05モル倍)を反応缶内の温度を65〜70℃を保ちながら滴下し、滴下後、4−メトキシ桂皮酸の転化率が99%以上になるまで反応を実施した。反応終了後、60℃、減圧下で、未反応の塩化チオニルと酸性ガスと共に、約5kgの酢酸エチルを留去した。濃縮後、留去した量と同量の酢酸エチルを添加し、4−メトキシ桂皮酸クロライド/酢酸エチル溶液(2)を15.2kg得た。
次に洗浄を終えた55L反応缶に、イミダゾール1.24kg(4−メトキシ桂皮酸クロライドの1.3モル倍)、トリエチルアミン1.42kg(4−メトキシ桂皮酸クロライドの1.0モル倍)、酢酸エチル19.6kgを仕込み、混合した。イミダゾールの溶解を確認後、4−メトキシ桂皮酸クロライド/酢酸エチル溶液(2)を、反応缶内の温度を10〜30℃に保ちながら滴下した。
滴下終了後、更に1時間撹拌を行った後、イオン交換水12.5kgを加え、洗浄、分液して有機層を得た。得られた有機層を、引き続き8%炭酸水素ナトリウム水溶液12.5kgで洗浄し、更にイオン交換水12.5kgで2回洗浄を行った。得られた有機層を濃縮することで脱水し、更に留出した分の酢酸エチルを追加して系内水分量を1.4重量%にした後、減圧濃縮により、酢酸エチルを15.5kg留去した。得られた有機層を40℃にした後、ヘプタンを15.5kg(酢酸エチル1重量部に対してヘプタン1重量部に相当する量)仕込み、引き続き、5℃以下まで冷却してから濾過を行うことで、3.5kgの湿結晶を得た。得られた湿結晶はエバポレーターを用いて、30℃で減圧乾燥を行い、1−(3−(4−メトキシフェニル)アクリロイル)−イミダゾールを含む結晶2.7kg(純度:99.9面積%、含塩素化合物の含有量:10ppm未満)を取得した。
得られた結晶は黄白色の粉末であり、嵩密度は0.18g/mLであった。また、得られた結晶は粉立ちが少なく、フラスコへの付着によるロスは、ほとんどなかった。
更に、得られた結晶のX線回折構造解析(XRD)の結果は
図1と同様であった。
【0059】
実施例3
100mL三口フラスコに、4−メトキシ桂皮酸3.1g、酢酸エチル14.0gを入れ、懸濁状態にした。そこに塩化チオニル2.2g(4−メトキシ桂皮酸の1.05モル倍)を反応缶内の温度を65〜70℃を保ちながら滴下し、滴下後、4−メトキシ桂皮酸の転化率が99%以上になるまで反応を実施した。反応終了後、60℃、減圧下で、未反応の塩化チオニルと酸性ガスと共に、6.1gの酢酸エチルを留去した。濃縮後、留去した量と同量の酢酸エチルを添加し、4−メトキシ桂皮酸クロライド/酢酸エチル溶液(3)を19.2g得た。
次に200mL三口フラスコに、イミダゾール1.3g(4−メトキシ桂皮酸クロライドの1.3モル倍)、トリエチルアミン1.8g(4−メトキシ桂皮酸クロライドの1.0モル倍)、酢酸エチル25.1gを仕込み、混合した。イミダゾールの溶解を確認後、4−メトキシ桂皮酸クロライド/酢酸エチル溶液(3)を、反応缶内の温度を10〜30℃に保ちながら滴下した。滴下終了後、更に1時間撹拌を行った後、イオン交換水15.5gを加え、洗浄、分液して有機層を得た。得られた有機層を、引き続き8%炭酸水素ナトリウム水溶液15.5gで洗浄し、更にイオン交換水15.5gで2回洗浄を行った。得られた有機層を濃縮することで脱水し、更に留出した分の酢酸エチルを追加して系内水分量を0.3重量%にした後、減圧濃縮により、酢酸エチルを18.5g留去した。得られた有機層を40℃にした後、ヘプタンを18.5g(酢酸エチル1重量部に対してヘプタン1重量部に相当する量)仕込み、引き続き、5℃以下まで冷却してから濾過を行うことで、4.1gの湿結晶を得た。得られた湿結晶はエバポレーターを用いて、30℃で減圧乾燥を行い、1−(3−(4−メトキシフェニル)アクリロイル)−イミダゾールを含む結晶3.0g(純度:99.2面積%、含塩素化合物の含有量:10ppm未満)を取得した。
得られた結晶は黄白色の粉末であり、嵩密度は0.30g/mLであった。
また、得られた結晶のX線回折構造解析(XRD)の結果は
図1と同様であった。
【0060】
比較例1
洗浄、分液して得られた有機層(水分量:3.5重量%)に脱水処理を行うことなく晶析を行った以外は実施例3と同様に行って、1−(3−(4−メトキシフェニル)アクリロイル)−イミダゾールを含む結晶(純度:99.1面積%、含塩素化合物の含有量:10ppm未満)を取得した。
得られた結晶の嵩密度は0.29g/mLであった。
得られた結晶のX線回折構造解析(XRD)の結果を
図2に示す。
図2より、得られた結晶は実施例1〜3で得られた結晶とは異なることがわかった。
【0061】
尚、上記実施例及び比較例で得られた結晶の純度は、結晶を0.04〜0.05g秤量し、アセトニトリル(高速液体クロマトグラフ用、和光純薬工業(株)製)で25mLにメスアップしたものをサンプルとして高速液体クロマトグラフィーを使用して測定し、クロマトグラム上に観察されるすべての成分のピーク面積の総和に対する対象化合物のピーク面積(%)から算出した。
【0062】
高速液体クロマトグラフィーの分析条件は下記の通りである。
<分析条件>
カラム :Inertsil ODS3
移動相 :A液 50mM KH
2PO
4/K
2HPO
4(pH=7)水溶液
B液 アセトニトリル
ポンプモード:アイソクラティック(A液/B液=50%/50%(v/v))
UV波長 :220nm
注入量 :5μm
カラム温度 :40℃
流量 :1.0mL/min.
【0063】
また、上記実施例及び比較例で得られた結晶のX線回折(XRD)は、下記装置を使用し、下記条件で測定した。
X線回折装置:(株)リガク製、商品名「MiniFlex II」
線源 :Cu Kα線、30kV、15mA
走査速度 :4.00/分
発散スリット:0.625
散乱スリット:1.25