特許第6876711号(P6876711)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6876711(メタ)アクリルモノマーおよびその製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6876711
(24)【登録日】2021年4月28日
(45)【発行日】2021年5月26日
(54)【発明の名称】(メタ)アクリルモノマーおよびその製造方法
(51)【国際特許分類】
   C08F 20/28 20060101AFI20210517BHJP
   C07C 69/54 20060101ALI20210517BHJP
   C07C 67/14 20060101ALI20210517BHJP
【FI】
   C08F20/28
   C07C69/54 BCSP
   C07C67/14
【請求項の数】5
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2018-543936(P2018-543936)
(86)(22)【出願日】2017年10月4日
(86)【国際出願番号】JP2017036109
(87)【国際公開番号】WO2018066594
(87)【国際公開日】20180412
【審査請求日】2020年9月16日
(31)【優先権主張番号】特願2016-197289(P2016-197289)
(32)【優先日】2016年10月5日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000205638
【氏名又は名称】大阪有機化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】谷川 尚子
(72)【発明者】
【氏名】杉上 徹
(72)【発明者】
【氏名】島 直輝
【審査官】 堀 洋樹
(56)【参考文献】
【文献】 特開2018−60066(JP,A)
【文献】 特開2015−169843(JP,A)
【文献】 特開2016−108553(JP,A)
【文献】 国際公開第2013/042694(WO,A1)
【文献】 国際公開第2016/035585(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08F 6/00−246/00
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一般式(1):
【化1】
(式中、Rは水素またはメチル基であり、R〜Rは独立して−CHまたは−CH−O−Rであり、かつR〜Rのうち少なくとも一つが−CH−O−Rであり、Rは炭素数1〜4のアルキル基であり、Zは炭素原子とともに炭素数3〜10個の脂環式炭化水素基を形成するのに必要な複数個の原子を表す)で表される(メタ)アクリルモノマー。
【請求項2】
前記脂環式炭化水素基が、単環の脂環式炭化水素基もしくは置換基を有する単環の脂環式炭化水素基、縮合環の脂環式炭化水素基もしくは置換基を有する縮合環の脂環式炭化水素基、アダマンチル基もしくは置換基を有するアダマンチル基、ジシクロペンタニル基もしくは置換基を有するジシクロペンタニル基、またはイソボルニル基もしくは置換基を有するイソボルニル基である請求項1記載の(メタ)アクリルモノマー。
【請求項3】
前記単環の脂環式炭化水素基が、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、またはシクロオクタンである請求項2記載の(メタ)アクリルモノマー。
【請求項4】
一般式(2):
【化2】
(式中、R〜Rは独立して−CHまたは−CH−O−Rであり、かつR〜Rのうち少なくとも一つが−CH−O−Rであり、Rは炭素数1〜4のアルキル基であり、Zは炭素原子とともに炭素数3〜10個の脂環式炭化水素基を形成するのに必要な複数個の原子を表す)で表される化合物。
【請求項5】
(メタ)アクリル酸クロリドと一般式(2):
【化3】
(式中、R〜Rは独立して−CHまたは−CH−O−Rであり、かつR〜Rのうち少なくとも一つが−CH−O−Rであり、Rは炭素数1〜4のアルキル基であり、Zは炭素原子とともに炭素数3〜10個の脂環式炭化水素基を形成するのに必要な複数個の原子を表す)で表される化合物を反応させる工程を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の(メタ)アクリルモノマーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、(メタ)アクリルモノマーおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、レジスト材料における化学増幅型レジスト材料には、アルカリ現像液への易溶解性を有する樹脂、所謂、アルカリ可溶性樹脂が用いられる。
アルカリ可溶性樹脂は、アルカリ現像液への溶解性を高めるため、当該樹脂中の構成単位として、酸による脱離性(酸分解性)を有する、3級シクロアルキル基を含有する(メタ)アクリルモノマーが使用されている(特許文献1〜6)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平9−73173号公報
【特許文献2】特開平9−90637号公報
【特許文献3】特開平10−161313号公報
【特許文献4】特開2009−175757号公報
【特許文献5】特開2009−244395号公報
【特許文献6】国際公開第2016/035585号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一方、市場では、レジスト材料を用いたレジストパターニングが、微細化する傾向があるため、アルカリ可溶性樹脂を含むレジスト材料には、更なる高解像性、高感度性が要求されている。したがって、当該樹脂の構成単位のモノマーには、上記の特許文献1〜6で開示された3級シクロアルキル基を含有する(メタ)アクリルモノマーよりも、酸による高い脱離性(高酸分解性)を有する(メタ)アクリルモノマーが求められている。
【0005】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、酸による高い脱離性(高酸分解性)を有する(メタ)アクリルモノマーおよびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、一般式(1):
【化1】
(式中、Rは水素またはメチル基であり、R〜Rは独立して−CHまたは−CH−O−Rであり、かつR〜Rのうち少なくとも一つが−CH−O−Rであり、Rは炭素数1〜4のアルキル基であり、Zは炭素原子とともに炭素数3〜10個の脂環式炭化水素基を形成するのに必要な複数個の原子を表す)で表される(メタ)アクリルモノマーに関する。
【0007】
また、本発明は、一般式(2):
【化2】
(式中、R〜Rは独立して−CHまたは−CH−O−Rであり、かつR〜Rのうち少なくとも一つが−CH−O−Rであり、Rは炭素数1〜4のアルキル基であり、Zは炭素原子とともに炭素数3〜10個の脂環式炭化水素基を形成するのに必要な複数個の原子を表す)で表される化合物に関する。
【0008】
さらに、本発明は、(メタ)アクリル酸クロリドと前記一般式(2)で表される化合物を反応させる工程を含む、前記(メタ)アクリルモノマーの製造方法に関する。
【発明の効果】
【0009】
本発明の(メタ)アクリルモノマーは、3級シクロアルキル基と、炭素数1〜4のアルコキシ基末端のt−ブチル基を有するため、メタクリル基脱離後のカチオンがより安定化することによって、酸による高い脱離性(高酸分解性)を有するものと推定される。また、上記の3級シクロアルキルの炭素数は3〜10個なので、電子が非局在化しカチオンがより安定化されるため、酸による高い脱離性(高酸分解性)を有するものと推定される。
【0010】
したがって、本発明の(メタ)アクリルモノマーは、レジスト材料に含まれるアルカリ可溶性樹脂や、刺激応答性樹脂等の高機能性高分子の構成単位のモノマーとして有用である。
【0011】
また、本発明の(メタ)アクリルモノマーの製造方法によれば、前記(メタ)アクリルモノマーを簡便に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】実施例1で得られた一般式(6)で表される1−(2−メトキシ−1,1−ジメチル−エチル)−シクロペンタノールのNMRスペクトルである。
図2】実施例1で得られた一般式(7)で表される1−(2−メトキシ−1,1−ジメチル−エチル)−シクロペンチルメタクリレートの構造のNMRスペクトルである。
図3】実施例2で得られた一般式(8)で表される1−(2−メトキシ−1−メトキシメチル−1−メチル−エチル)−シクロペンタノールのNMRスペクトルである。
図4】実施例2で得られた一般式(9)で表される1−(2−メトキシ−1−メトキシメチル−1−メチル−エチル)−シクロペンチルメタクリレートの構造のNMRスペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
<(メタ)アクリルモノマー>
本発明の(メタ)アクリルモノマーは、一般式(1):
【化3】
(式中、Rは水素またはメチル基であり、R〜Rは独立して−CHまたは−CH−O−Rであり、かつR〜Rのうち少なくとも一つが−CH−O−Rであり、Rは炭素数1〜4のアルキル基であり、Zは炭素原子とともに炭素数3〜10個の脂環式炭化水素基を形成するのに必要な複数個の原子を表す)で表される。
【0014】
前記一般式(1)中のR〜Rは−CHまたは−CH−O−Rであり、かつR〜Rのうち少なくとも一つが−CH−O−Rである。前記R〜Rは、3級シクロエステル基に酸による高い脱離性(高酸分解性)を付与する観点から、R〜Rの1または2つが−CH−O−Rであることが好ましい。
【0015】
前記一般式(1)中のRは、炭素数1〜4のアルキル基であり、当該アルキル基は、直鎖でも分岐鎖であってよい。また、前記Rは、3級シクロエステル基に酸による高い脱離性(高酸分解性)を付与する観点から、メチル基、エチル基、ブチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
【0016】
前記一般式(1)中のZは、炭素原子とともに炭素数3〜10個の脂環式炭化水素基を形成するのに必要な複数個の原子を表す。尚、前記炭素原子とは、一般式(1)中に表記された「C」を意味し、前記一般式(2)、後述する一般式(5)中の炭素原子も同様の意味である。
【0017】
前記脂環式炭化水素基としては、例えば、単環の脂環式炭化水素基もしくは置換基を有する単環の脂環式炭化水素基、縮合環の脂環式炭化水素基もしくは置換基を有する縮合環の脂環式炭化水素基、アダマンチル基もしくは置換基を有するアダマンチル基、ジシクロペンタニル基もしくは置換基を有するジシクロペンタニル基、イソボルニル基もしくは置換基を有するイソボルニル基等が挙げられる。前記脂環式炭化水素基は、酸による高い脱離性(高酸分解性)を有する観点から、単環の脂環式炭化水素基もしくは置換基を有する単環の脂環式炭化水素基、アダマンチル基もしくは置換基を有するアダマンチル基が好ましい。
【0018】
前記置換基を有する単環の脂環式炭化水素基とは、単環の脂環式炭化水素基の水素原子をメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t−ブチル基、水酸基、カルボキシル基、ニトリル基、ハロゲン等の置換基を有するものをいう。尚、前記置換基を有する縮合環の脂環式炭化水素基、置換基を有するアダマンチル基、置換基を有するジシクロペンタニル基、置換基を有するイソボルニル基も同様である。
【0019】
前記単環の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカンが挙げられる。これらの中でも、酸による高い脱離性(高酸分解性)を有する観点から、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタンが好ましい。
【0020】
前記縮合環の脂環式炭化水素基としては、例えば、デカヒドロナフタレン等のビシクロアルカン、スピロ[4,4]ノナン等のスピロ環が挙げられる。
【0021】
<(メタ)アクリルモノマーの製造方法>
本発明の一般式(1)で表される(メタ)アクリルモノマーの製造方法は、その製造方法が特に限定されるものではないが、例えば、(メタ)アクリル酸クロリドと一般式(2):
【化4】
(式中、R〜Rは独立して−CHまたは−CH−O−Rであり、かつR〜Rのうち少なくとも一つが−CH−O−Rであり、Rは炭素数1〜4のアルキル基であり、Zは炭素原子とともに炭素数3〜10個の脂環式炭化水素基を形成するのに必要な複数個の原子を表す)で表される化合物を反応させる工程を含む製造方法(製造方法1)が挙げられる。
【0022】
前記製造方法1は、常圧下で、窒素気流下又は窒素雰囲気下で行うことが好ましい。
【0023】
前記製造方法1において、(メタ)アクリル酸クロリドは、一般式(2)で表される化合物1モルに対して、目的物の収率性を高める観点から、0.9モル以上反応させることが好ましく、1モル以上反応させることがより好ましく、そして、10モル以下反応させることが好ましく、9モル以下反応させることが好ましく、8モル以下で反応させることがより好ましい。
【0024】
前記製造方法1の反応温度は、目的物の収率性を高める観点から、0℃以上であることが好ましく、10℃以上であることがより好ましく、そして、60℃以下であることが好ましく、50℃以下であることがより好ましい。
【0025】
前記製造方法1の反応時間は、原料や反応温度などによって異なるので一概には決定できないが、通常、目的物の収率性を高める観点から、2時間以上であることが好ましく、4時間以上であることがより好ましく、そして、48時間以下であることが好ましく、24時間以下であることがより好ましい。
【0026】
前記製造方法1は、有機溶媒を用いることが好ましい。有機溶媒は特に制限されないが、反応系内で不活性な有機溶媒であることが好ましい。有機溶媒としては、ヘキサン、トルエン等の非極性化合物;アセトン、アセトニトリル等の極性化合物が挙げられる。有機溶媒は、単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
【0027】
前記製造方法1において、前記有機溶媒の使用量は特に制限されないが、通常、原料の合計量100重量部に対して1〜100重量部程度である。
【0028】
前記製造方法1において、副生する塩化水素を中和し、目的物の収率性を高める観点から、塩基性化合物を用いることが好ましい。塩基性化合物としては、トリエチルアミン、ピリジン、N,N−ジメチル−4−アミノピリジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、ジアザビシクロウンデセン等が挙げられる。塩基性化合物は、単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
【0029】
前記塩基性化合物は、(メタ)アクリル酸クロリド1モルに対して、3モル以下を用いることが好ましく、そして、2モル以下を用いることが好ましく、1.4モル以下を用いることがより好ましい。
【0030】
前記製造方法1は、(メタ)アクリル酸クロリドや、(メタ)アクリルモノマーが重合することを抑制する観点から、重合禁止剤(重合防止剤)の存在下で行うことが好ましい。
【0031】
前記重合禁止剤としては、例えば、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、4−アセトアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、4−オキソ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシルなどのN−オキシラジカル系化合物;4−メトキシフェノール、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−N,N−ジメチルアミノ−p−クレゾール、2,4−ジメチル−6−tert−ブチルフェノール、4−tert−ブチルカテコール、4,4’−チオ−ビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデン−ビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)などのフェノール系化合物;メトキノン、ハイドロキノン、2,5−ジ−tert−ブチルハイドロキノン、2,6−ジ−tert−ブチルハイドロキノン、ベンゾキノンなどのキノン系化合物;塩化第一銅;ジメチルジチオカルバミン酸銅などのジアルキルジチオカルバミン酸銅;フェノチアジン、N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、フェニル−β−ナフチルアミン,N,N’−ジ−β−ナフチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミンなどのアミノ化合物;1,4−ジヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンなどのヒドロキシアミン系化合物などが挙げられる。これらの中でも、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、4−アセトアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、4−オキソ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシルなどのN−オキシラジカル系化合物が好ましい。重合禁止剤は、単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
【0032】
前記重合禁止剤の使用量は特に制限されないが、(メタ)アクリル酸クロリド100重量部に対して0.001重量部以上であることが好ましく、0.002重量部以上であることがより好ましく、そして、5重量部以下であることが好ましく、0.1重量部以下であることがより好ましい。
【0033】
前記製造方法1によって得られた一般式(1)で表される(メタ)アクリルモノマーを含む粗生成物は、(メタ)アクリルポリマーを得る(重合する)際の原料としてそのまま用いることができるが、余剰の原料や副生した塩酸塩等を除去するために、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等の塩基性水溶液、あるいは酢酸等の酸性水溶液と、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒や、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素溶媒との、混合溶媒(水溶液と有機溶媒)を用いて洗浄し、目的物を精製してもよい。
【0034】
さらに、目的物を高純度で精製分離するために、純水洗浄、ガラスチューブオーブン、蒸留、晶析、ゲルカラムクロマトグラフィー等を用いてもよい。
【0035】
得られた目的物の同定は、ガスクロマトグラフィー(GC)、液体クロマトグラフィー(LC)、ガスクロマトグラフィー質量分析(GC−MS)、核磁気共鳴分光法(NMR)、赤外分光法(IR)、融点測定装置等を用いて行うことができる。
【0036】
前記一般式(2)で表される化合物は、その製造方法が特に限定されるものではないが、例えば、金属リチウムと、一般式(3):
【化5】
(式中、R〜Rは独立して−CHまたは−CH−O−Rであり、かつR〜Rのうち少なくとも一つが−CH−O−Rであり、Rは炭素数1〜4のアルキル基であり、Xはハロゲン原子を表す)で表される化合物を反応させて、一般式(4):
【化6】
(式中、R〜Rは独立して−CHまたは−CH−O−Rであり、かつR〜Rのうち少なくとも一つが−CH−O−Rであり、Rは炭素数1〜4のアルキル基である。)で表される化合物を得た後、さらに、得られた一般式(4)で表される化合物に、一般式(5):
【化7】
(式中、Zは炭素原子とともに炭素数3〜10個の脂環式炭化水素基を形成するのに必要な複数個の原子を表す)で表される化合物を反応させる工程を含む製造方法(製造方法2)により得ることができる。
【0037】
前記一般式(3)で表される化合物としては、例えば、2−ブロモ−1−メトキシ−2−メチルプロパン、2−ブロモ−1−エトキシ−2−メチルプロパン、2−ブロモ−1,3−ジメトキシ−2メチルプロパン等が挙げられる。
【0038】
前記一般式(5)で表される化合物としては、例えば、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン等が挙げられる。
【0039】
前記製造方法2は、常圧下で、アルゴン等の不活性ガス気流下又はアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【0040】
前記製造方法2において、一般式(3)で表される化合物は、金属リチウム1モルに対して、目的物の収率性を高める観点から、0.2モル以上反応させることが好ましく、0.4モル以上反応させることがより好ましく、そして、1モル以下反応させることが好ましく、0.8モル以下反応させることがより好ましい。
【0041】
前記製造方法2において、一般式(5)で表される化合物は、一般式(3)で表される化合物1モルに対して、目的物の収率性を高める観点から、0.4モル以上反応させることが好ましく、0.5モル以上反応させることがより好ましく、そして、1.4モル以下反応させることが好ましく、1.2モル以下反応させることがより好ましい。
【0042】
前記製造方法2において、反応温度は、目的物の収率性を高める観点から、−20℃以上であることが好ましく、0℃以上であることがより好ましく、そして、50℃以下であることが好ましく、40℃以下であることがより好ましい。
【0043】
前記製造方法2において、反応時間は、目的物の収率性を高める観点から、30分以上であることが好ましく、1時間以上であることがより好ましく、そして、12時間以下であることが好ましく、10時間以下であることがより好ましい。
【0044】
前記製造方法2は、有機溶媒を用いることが好ましい。有機溶媒は特に制限されないが、反応系内で不活性な有機溶媒であることが好ましい。有機溶媒としては、例えば、テトラヒドロフランやジエチルエーテル等のエーテル化合物が挙げられる。有機溶媒は、単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
【0045】
前記製造方法2において、前記有機溶媒の使用量は特に制限されないが、通常、原料の合計量100重量部に対して1〜100重量部程度である。
【0046】
前記製造方法2によって得られた一般式(2)で表される化合物を含む粗生成物は、一般式(1)で表される(メタ)アクリルモノマーを製造する際の原料としてそのまま用いることができるが、余剰の原料や副生物等を除去するために、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等の塩基性水溶液、あるいは酢酸等の酸性水溶液と、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒や、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素溶媒との、混合溶媒(水溶液と有機溶媒)を用いて洗浄し、目的物を精製してもよい。
【0047】
さらに、目的物を高純度で精製分離するために、純水洗浄、ガラスチューブオーブン、蒸留、晶析、ゲルカラムクロマトグラフィー等を用いてもよい。
【0048】
得られた目的物の同定は、ガスクロマトグラフィー(GC)、液体クロマトグラフィー(LC)、ガスクロマトグラフィー質量分析(GC−MS)、核磁気共鳴分光法(NMR)、赤外分光法(IR)、融点測定装置等を用いて行うことができる。
【実施例】
【0049】
以下に実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例によりなんら限定されるものではない。
【0050】
<実施例1>
<前記一般式(2)で表される化合物の製造>
攪拌機、温度計、冷却器が配置された反応釜をアルゴン雰囲気化にて、金属リチウム0.4g(58mmol)とテトラヒドロフラン(THF)8.0gを仕込み、10℃まで冷却行い、2−ブロモ−1−メトキシ−2−メチル−プロパン6.55g(39mmol)およびシクロペンタノン2g(24mmol)をTHF8.0gに混合し滴下し、反応させた。滴下終了後、15℃以下で1時間撹拌し、20〜25℃に昇温し、さらに、8時間反応させた。反応液を10〜30℃に冷却し、20%酢酸23.6gとn−ヘキサン45gを加え、有機層と水層を分離した。その後、有機層を、5%炭酸水素ナトリウム水溶液、次いで純水で洗浄した後、濃縮し、得られた残留物をガラスチューブオーブンで精製し、下記一般式(6)で表される1−(2−メトキシ−1,1−ジメチル−エチル)−シクロペンタノール 0.41g(2.4mmol)を得た。
【化8】
【0051】
尚、上記の一般式(6)で表される1−(2−メトキシ−1,1−ジメチル−エチル)−シクロペンタノールの構造は、JEOL−JNM−ECA500−FTNMRスペクトルメーター(日本電子(株)製)を用いたH−NMR測定(500MHz、CDCl)により同定した。得られたNMRスペクトルを図1に示す。
[ピークの帰属]
1)3.28ppm:メチル基(メトキシ基のメチル基)
2)3.25ppm:メチレン基、プロトン(エチル酸素の隣のメチレン基とアルコールのプロトン)
3)1.78〜1.42ppm:メチレン基(5員環のメチレン基)
4)0.89ppm:メチル基(t−Bu基のメチル2つ)
【0052】
<前記一般式(1)で表される(メタ)アクリルモノマーの製造>
攪拌機、温度計、冷却器が配置された反応釜を窒素雰囲気化にて、上記で得られた1−(2−メトキシ−1,1−ジメチル−エチル)−シクロペンタノールを2.87g(17mmol)とトリエチルアミン2.36g(23mmol)、トルエン5.74gを仕込み、20〜40℃でメタクリル酸クロリド2.09g(20mmol)を滴下し、反応させた。滴下後、5時間撹拌し、5%炭酸水素ナトリウム水溶液4.72gを加え、有機層と水層を分離した。その後、有機層を、純水で洗浄した後、濃縮し、得られた残留物をガラスチューブオーブンで精製し、下記一般式(7)で表される1−(2−メトキシ−1,1−ジメチル−エチル)−シクロペンチルメタクリレートを2.40g(10mmol)を得た。
【化9】
【0053】
尚、上記の一般式(7)で表される1−(2−メトキシ−1,1−ジメチル−エチル)−シクロペンチルメタクリレートの構造は、JEOL−JNM−ECA500−FTNMRスペクトルメーター(日本電子(株)製)を用いたH−NMR測定(500MHz、CDCl)により同定した。得られたNMRスペクトルを図2に示す。
[ピークの帰属]
1)5.93ppm、5.40ppm:メチレン基(メタクリル基オレフィンの末端プロトン部分)
2)3.24ppm:メチル基、メチレン基(メトキシ酸素の両隣のメチルとメチレン)
3)2.08ppm、1.92ppm、1.48ppm:メチレン基(5員環のメチレン基)
4)1.84ppm:メチル基(メタクリル基のメチル)
5)0.94ppm:メチル基(t−Bu基のメチル2つ)
【0054】
<酸による脱離性(酸分解性)の評価>
10mLサンプル瓶に、上記で得られた一般式(7)で表される1−(2−メトキシ−1,1−ジメチル−エチル)−シクロペンチルメタクリレート(MEO−TBCPMAと略す)0.2g、n−ブチルベンゼン0.2g、1重量%メタンスルホン酸/MEK溶液4gを仕込み、回転子にて室温で撹拌を行った。30分後、サンプリングを行い、液体クロマトグラフィーにてMEO−TBCPMAの残存率を求めた。その結果を表1に示す。
[残存率の算出方法]
残存率(%)=(30分後のMEO−TBCPMA面積/30分後のn−ブチルベンゼン面積)/(初期(0分後)のMEO−TBCPMA面積/初期(0分後)のn−ブチルベンゼン面積)×100
[LC測定条件]
カラム:CAPCELL PAC C18 ACR S−5μm
溶出液:アセトニトリル/水=80/20(体積比)
流速:1.0ml/min
検出:220nmの吸収
【0055】
<実施例2>
<前記一般式(2)で表される化合物の製造>
攪拌機、温度計、冷却器が配置された反応釜をアルゴン雰囲気化にて、金属リチウム0.4g(58mmol)とテトラヒドロフラン(THF)8.0gを仕込み、10℃まで冷却行い、2−ブロモ−1、3−ジメトキシ−2−メチル−プロパン7.73g(39mmol)およびシクロペンタノン2g(24mmol)をTHF8.0gに混合し滴下し、反応させた。滴下終了後、15℃以下で1時間撹拌し、20〜25℃に昇温し、さらに、8時間反応させた。反応液を10〜30℃に冷却し、20%酢酸23.6gとn−ヘキサン45gを加え、有機層と水層を分離した。その後、有機層を、5%炭酸水素ナトリウム水溶液、次いで純水で洗浄した後、濃縮し、得られた残留物をガラスチューブオーブンで精製し、下記一般式(8)で表される1−(2−メトキシ−1−メトキシメチル−1−メチル−エチル)−シクロペンタノール 0.24g(1.2mmol)を得た。
【化10】
【0056】
尚、上記の一般式(8)で表される1−(2−メトキシ−1−メトキシメチル−1−メチル−エチル)−シクロペンタノールの構造は、H−NMR測定(500MHz、CDCl)により同定した。得られたNMRスペクトルを図3に示す。
[ピークの帰属]
a)3.45ppm、3.35ppm:メチレン基(酸素の隣のメチレン基二つ)
b)3.28ppm:メチル基(メトキシ基のメチル基)
c)1.75−1.47ppm:メチレン基(5員環のメチレン基)
d)0.75ppm:メチル基(t−Bu基のメチル)
e)N.D.:アルコールのプロトン
【0057】
<前記一般式(1)で表される(メタ)アクリルモノマーの製造>
攪拌機、温度計、冷却器が配置された反応釜を窒素雰囲気化にて、上記で得られた1−(2−メトキシ−1−メトキシメチル−1−メチル−エチル)−シクロペンタノールを1.21g(6.0mmol)とトリエチルアミン4.67g(46mmol)、トルエン2.41gを仕込み、30〜50℃でメタクリル酸クロリド3.76g(36mmol)を滴下し、反応させた。滴下後、24時間撹拌し、5%炭酸水素ナトリウム水溶液12.4gを加え、有機層と水層を分離した。その後、有機層を、純水で洗浄した後、濃縮し、得られた残留物をガラスチューブオーブンで精製し、下記一般式(9)で表される1−(2−メトキシ−1−メトキシメチル−1−メチル−エチル)−シクロペンチルメタクリレート 0.36g(1.3mmol)を得た。
【化11】
【0058】
尚、上記の一般式(9)で表される1−(2−メトキシ−1−メトキシメチル−1−メチル−エチル)−シクロペンチルメタクリレートの構造は、H−NMR測定(500MHz、CDCOCD)により同定した。得られたNMRスペクトルを図4に示す。
[ピークの帰属]
a)b)5.96、5.51ppm:オレフィン末端
c)d)3.41、3.36ppmメチレン基(酸素の隣のメチレン基二つ)
e)3.25ppm:メチル基(メトキシ基のメチル基)
f)g)i)j)2.19、2.07、1.86、1.56ppm:メチレン基(5員環のメチレン基)
h)1.86ppm:メチル基(メタクリル基のメチル)
k)0.99ppm:メチル基(t−Bu基のメチル)
【0059】
<酸による脱離性(酸分解性)の評価>
10mLサンプル瓶に、上記で得られた一般式(9)で表される1−(2−メトキシ−1−メトキシメチル−1−メチル−エチル)−シクロペンチルメタクリレート(MEO2−TBCPMAと略す)0.2g、n−ブチルベンゼン0.2g、1重量%メタンスルホン酸/MEK溶液4gを仕込み、回転子にて室温で撹拌を行った。30分後、サンプリングを行い、液体クロマトグラフィーにてMEO2−TBCPMAの残存率を求めた。その結果を表1に示す。
[残存率の算出方法]
残存率(%)=(30分後のMEO2−TBCPMA面積/30分後のn−ブチルベンゼン面積)/(初期(0分後)のMEO2−TBCPMA面積/初期(0分後)のn−ブチルベンゼン面積)×100
[LC測定条件]
カラム:CAPCELL PAC C18 ACR S−5μm
溶出液:アセトニトリル/水=65/35(体積比)
流速:1.0ml/min
検出:220nmの吸収
【0060】
<比較例1、2>
<比較例1のメタクリルモノマーの製造>
攪拌機、温度計、冷却器が配置された反応釜をアルゴン雰囲気化にて、金属リチウム0.4g(58mmol)とテトラヒドロフラン(THF)8.0gを仕込み、10℃まで冷却行い、2−ブロモ−2−メトキシ−プロパン5.97g(39mmol)およびシクロペンタノン2g(24mmol)をTHF8.0gに混合し滴下し、反応させた。滴下終了後、15℃以下で1時間撹拌し、20〜25℃に昇温し、さらに、8時間反応させた。反応液を10〜30℃に冷却し、20%酢酸23.6gとn−ヘキサン45gを加え、有機層と水層を分離した。その後、有機層を、5%炭酸水素ナトリウム水溶液、次いで純水で洗浄した後、濃縮し、得られた残留物をガラスチューブオーブンで精製し、1−(1−メトキシ−1−メチルエチル)−シクロペンタノール 0.38g(2.4mmol)を得た。
【0061】
攪拌機、温度計、冷却器が配置された反応釜を窒素雰囲気化にて、上記で得られた1−(1−メトキシ−1−メチルエチル)−シクロペンタノール2.35g(15mmol)とトリエチルアミン2.10g(21mmol)、トルエン5.74gを仕込み、20〜40℃でメタクリル酸クロリド1.86g(18mmol)を滴下し、反応させた。滴下後、5時間撹拌し、5%炭酸水素ナトリウム水溶液4.72gを加え、有機層と水層を分離した。その後、有機層を、純水で洗浄した後、濃縮し、得られた残留物をガラスチューブオーブンで精製し、下記一般式(10)で表される1−(1−メトキシ−1−メチルエチル)−シクロペンチルメタクリレート(MEO−IPCPMAと略す)を2.02g(8.9mmol)を得た。
【化12】
【0062】
<比較例2のメタクリルモノマーの製造>
比較例1のメタクリルモノマーの製造において、2−ブロモ−2−メトキシ−プロパンを2−ブロモ−2−メチルプロパンに変更した以外は、比較例1のメタクリルモノマーの製造と同様の操作を行い、下記一般式(11)で表される1−t−ブチル−シクロペンチルメタクリレート(TBCPMAと略す)1.87g(8.9mmol)を得た。
【化13】
【0063】
<酸による脱離性(酸分解性)の評価>
酸による脱離性(酸分解性)の評価において、実施例1のMEO−TBCPMAを、表1の構造を有するメタクリルモノマーに替えた以外は、同様に評価を行った。
【0064】
【表1】
【0065】
表1の結果から、実施例1で得られたMEO−TBCPMAおよび実施例2で得られたMEO2−TBCPMAは、比較例1、2で用いた3級シクロアルキル基を含有するメタクリルモノマーよりも、酸による高い脱離性(高酸分解性)を有することが分かった。
図1
図2
図3
図4