JP2003064073A - 脂環式含酸素化合物及びその製造法 - Google Patents
脂環式含酸素化合物及びその製造法Info
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Abstract
ノマーの中で、その脂環構造にラクトン基やエーテル基
等の極性基を導入し、ドライエッチング耐性に優れ、か
つ基板密着性の良好なモノマー及び新規潤滑油や溶媒の
提供。 【解決手段】式[2]化合物を還元することにより、ま
た式[4]化合物と酸を反応させることにより、更に、
式[6]化合物を接触還元することにより製造される式
[1]で表される脂環式含酸素化合物及びその製造法に
関する。 (式中、Yはカルボニル基又はメチレン基を表し、破線
は単結合又は二重結合を表し、Rは水素原子又は炭素数
1〜10のアルキル基を表す。)
Description
基を表し、破線は単結合又は二重結合を表す。)で表さ
れる脂環式含酸素化合物及びその製造法に関する。
式ラクトン化合物及び脂環式エーテル化合物は、半導体
製造プロセスに用いられるフォトレジストモノマー等の
絶縁性、耐熱性、密着性向上を目指した光学材料分野用
のモノマーとして使用でき、又単結合を有する脂環式ラ
クトン化合物及び脂環式エーテル化合物は、潤滑油や溶
媒等分野に使用できる。
に、そのモノマーの脂環構造に極性基を有する官能基の
導入が検討されている。下記式のハイパーラクトンは、
ドライエッチング耐性に優れ、又密着性の良好なモノマ
ーとして言われている。しかし、製造法の理由から高価
な点が実用上問題視されている。[2000−2光・電
子用材料研究会講演要旨集,9−12頁(2000−1
1−21);化学と工業,53(10)1181−11
86(2000)]
的に経済性上有利な新規フォトレジストモノマーの中
で、その脂環構造にラクトン基やエーテル基等の極性基
を導入し、ドライエッチング耐性に優れ、かつ基板密着
性の良好なモノマーの提供する事にある。又、本発明の
他の目的は、潤滑油や溶媒等分野で用いることが出来る
新規脂環式含酸素化合物の提供することにある。
を解決するため、鋭意研究を行った結果本発明を見出し
た。即ち、本発明は、
基を表し、破線は単結合又は二重結合を表す。)で表さ
れる脂環式含酸素化合物に関する。
す。)で表されるトリシクロ[5.2.1.02,6 ]
デセ−3−エン−8,9−ジカルボン酸無水物(TCD
Aと略記する。)又はトリシクロ[5.2.1.
02,6]デカン−8,9−ジカルボン酸無水物(DH−
TCDAと略記する。)還元することにより、又は式
[4]
で表される8,9−ビス(ヒドロキシメチル)トリシク
ロ[5.2.1.02,6]デセ−3−エン(DOLと略
記する。)及び8,9−ビス(ヒドロキシメチル)トリ
シクロ[5.2.1.02,6 ]デカン(DH−DOLと
略記する。)と酸を反応させることにより、更に、式
[6]
のアルキル基を表す。) 8,9−ビス(アルコキシカルボニル)トリシクロ
[5.2.1.02,6 ]デカン又は、8,9−ジカルボ
キシトリシクロ[5.2.1.02,6 ]デカンを接触還
元することにより製造される前記式[1]で表される脂
環式含酸素化合物の製造法に関する。以下、本発明を詳
細に説明する。
つの反応スキームで表される。
のアルキル基を表し、破線は単結合又は二重結合を表
す。) (1)〜(3)の各原料の製造法は、次の反応スキーム
で表される
基を表す。) 即ち、ジシクロペンタジエン(DCPD)と一酸化炭素
及びアルコール化合物から、塩化第二銅の存在下、パラ
ジウム触媒によって8,9−ビス(アルコキシカルボニ
ル)トリシクロ[5.2.1.02,6 ]デセ−3−エン
(TCDE)が得られる。本反応で三級アルコールを用
いることによりTCDAが得られる。これらを接触還元
法等で還元することによりDH−TCDE及びDH−T
CDAが得られる。
金属水素化錯体等で還元することによってDOL及びD
H−DOLが得られる尚、Rが水素原子の場合は、TC
DE及びDH−TCDEを加水分解することにより得ら
れる。
ついて述べる。カルボニル基をメチレン基に変換する種
々の一般的還元法が適用できる。
元(2)金属水素化物による還元(3)金属水素化錯体
による還元(4)ジボランおよび置換ボランによる還元
(5)ヒドラジンによる還元(6)ジイミド還元(7)
リン化合物による還元(8)電解還元(9)接触還元等
を挙げることができる。
属水素化物及び金属水素化錯体による還元法が簡便であ
る。
金属及び第2族のアルカリ土金属が適応でき、具体的に
は、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム及
びカルシウム等である。更に、金属水素化物及び金属水
素化錯体として、水素化リチウム、水素化ナトリウム、
水素化カリウム、水素化アルミニウムリチウム、水素化
アルミニウムナトリウム、水素化アルミニウムカリウ
ム、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素ナトリウム、
水素化ホウ素カリウム等が挙げられる。
Aに対して、金属、金属水素化物又は金属水素化錯体を
理論当量使用するのが好ましい。
テトラヒドロフラン(THF)、1,4−ジオキサン、
1,2−ジメトキシエタンやジエチレングリコールジメ
チルエーテル等のエーテル等が挙げられる。溶媒の使用
量は、基質に対し1〜20重量倍、より好ましくは1〜
6重量倍である。反応温度は、−20〜100℃、より
好ましくは0〜50℃である。目的物は、蒸留又は、カ
ラムクロマトグラフィー等で精製することができる。
て述べる。この反応は接触還元方法が実用的である。本
発明で採用できる接触還元法は以下の通りである。触媒
金属としては、周期律表第8族のパラジウム、ルテニウ
ム、ロジウム、白金、ニッケル、コバルト及び鉄、又は
第1族の銅等が使用できる。これらの金属は単独で、又
は、他の元素と複合させた多元系で使用される。それら
の使用形態は、各金属単身、ラネー型触媒、ケイソウ
土、アルミナ、ゼオライト、炭素及びその他の担体に担
持させた触媒及び錯体触媒等が挙げられる。
ム/炭素、ロジウム/炭素、白金/炭素、パラジウム/
アルミナ、ルテニウム/アルミナ、ロジウム/アルミ
ナ、白金/アルミナ、還元ニッケル、還元コバルト、ラ
ネーニッケル、ラネーコバルト、ラネー銅、酸化銅、銅
クロマト、クロロトリス(トリフェニルホスフィン)ロ
ジウム、クロロヒドリドトリス(トリフェニルホスフィ
ン)ルテニウム、ジクロロトリス(トリフェニルホスフ
ィン)ルテニウム及びヒドリドカルボニルトリス(トリ
フェニルホスフィン)イリジウム等が挙げられる。これ
らの中で特に好ましいものはラネー銅、酸化銅及び銅ク
ロマイト等である。
%が、特には、5〜20重量%が好ましい。溶媒は、な
しでも可能であるが、使用する場合は、メタノール、エ
タノール及びプロパノール等に代表されるアルコール
類、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン及び1,
2−ジメトキシエタン等に代表されるエーテル類、シク
ロヘキサン及びメチルシクロヘキサン等に代表される炭
化水素類及び酢酸エチル及び酢酸プロピル等に代表され
るエステル類等が使用できる。
の範囲が、特には3〜10重量倍の範囲が好ましい。水
素圧は常圧から30MPa(300kg/cm2)の範
囲が、特には2MPa(20kg/cm2)から25M
Pa(250kg/cm2)の範囲が好ましい。反応温
度は、0〜300℃の範囲が、特には100〜250℃
の範囲が好ましい。
ができ、理論水素量の吸収後サンプリングしガスクロマ
トグラフィーで分析し確認することができる。本反応
は、回分式でも連続反応でも可能である。反応後は、濾
過により触媒を除いた後、濃縮し、更に再結晶又は、カ
ラムクロマトグラフィー法で精製することができる。
て述べる。本反応は、酸触媒により反応が進行する。酸
触媒としては、硫酸、塩酸及び硝酸等の鉱酸が使用で
き、特には、硫酸が好ましい。また、ギ酸、酢酸及びプ
ロピオン酸等の脂肪酸類、ベンゼンスルホン酸、p−ト
ルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン
酸及びトリフルオロ酢酸等の有機スルホン酸も使用で
き、特にはベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン
酸が好ましい。
はこれらのヘテロポリ酸が挙げられる。ヘテロポリ酸の
具体例としては、H3PW12O40、H4SiW12O40、H
4TiW12O40、H5CoW12O40、H5FeW12O40、
H6P2W18O62、H7PW11O33、 H4TiMo
12O40、H3PMo12O40、H7PMo11O39、H6P2M
o18O62、H4PMoW11O40、H4PVMo11O40、H
4SiMo12O40、H5PV2Mo10O40、H3PMo6W6
O40、H0.5Cs2.5PW12O40及びそれらの水和物等が
代表的なものとして挙げられる。また、これらを炭素や
シリカに担持させた触媒等が挙げられる。これらのヘテ
ロポリ酸の中では、H3PW13O40、H3PMo12O40及
びそれらの水和物等が特に好ましい。
陽イオン交換樹脂、H−ZSM−5等のH型ゼオライト
等も使用することができる。これらの触媒の使用量は、
反応基質に対し0.001〜1重量%が使用でき、経済
的には、0.01〜0.1重量%が好ましい。
通常は、溶媒を使用することが好ましい。溶媒の種類と
しては、1,2−ジクロロエタン(EDC)や1,1,
1−トリクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、ベン
ゼン、トルエンやキシレン等の芳香族炭化水素類、1,
2−ジメトキシエタン、1,4−ジオキサンやジエチレ
ングリコールジメチルエーテル等のエーテル類等が挙げ
られる。
重量倍、より好ましくは1〜6重量倍である。反応温度
は、0〜200℃、より好ましくは10〜150℃であ
る。反応は常圧でも加圧でも行うことができる。反応時
間は、1〜50時間で行うことができ、通常2〜12時
間で行うのが実用的である。
し、蒸留又はカラムクロマトグラフィーで精製し、目的
物を得ることができる。以上の本発明の反応及び精製
は、回分式でも連続式でも可能である。
ドロフラン(THF)45mlを仕込み、氷冷下に水素
化ホウ素ナトリウム(NaBH4)4.54g(120
mmol)を加える。続いて氷冷攪拌下にトリシクロ
[5.2.1.02,6]デセ−3−エン−8,9−ジカ
ルボン酸無水物(TCDA)20.4g(100mmo
l)をTHF60gに溶解した溶液を1時間で滴下し
た。しだいに室温に(25℃)戻して1時間攪拌すると
ゲル状になりTHF40gを加えた。再び2時間攪拌し
た。続いて氷冷攪拌下に3N−塩酸48gを滴下し酸性
にした。濃縮によりTHFを留去後、1,2−ジクロロ
エタンを加えて水層と分液した後、有機層を濃縮すると
油状物19.0g(100%)が得られた。この物質の
構造は、下記の分析結果から4−オキサ−3−オキソテ
トラシクロ[5.5.1.02,6.08, 12]トリデセ−9
−エン及び4−オキサ−3−オキソテトラシクロ[5.
5.1.02,6.08,12]トリデセ−10−エン(OOT
E)の混合物であることを確認した。異性体の比はガス
クロマトグラフィー(GC)から62対38であった。
145(13), 105(9),91(13). 主成分:1H-NMR(CDCl3,δppm) : 1.47-1.50(m, 3H), 2.
17-2.24(m, 3H), 2.43-2.52(m, 3H), 3.15-3.19(m, 1
H), 3.83(dd, J1=3.66Hz, J2=9.16Hz, 1H), 4.44(t, J=
9.16Hz, 1H), 5.57(dd, J1=2.44Hz, J2=5.51Hz, 1H),
5.71(dd, J1=1.83Hz,J2=5.49Hz, 1H). 副成分:1H-NMR(CDCl3,δppm) : 1.43-1.46(m, 3H), 2.
26-2.37(m, 3H), 2.54-2.59(m, 3H), 3.09-3.14(m, 1
H), 3.86(dd, J1=2.66Hz, J2=10.61Hz, 1H), 4.37(dd,
J1=2.05H, J2=8.16H, 1H), 5.53(dd, J1=2.44Hz, J2=4.
49Hz, 1H), 5.68 (dd, J1=3.66Hz, J2=5.39Hz, 1H). 主成分:13C-NMR(CDCl3,δppm) : 31.88, 34.32, 36.0
3, 40.79, 43.74, 44.35,47.18,51.98, 73.05, 131.4,
(2), 180.84. (2)は2本分を表す。 副成分:13C-NMR(CDCl3,δppm) : 32.21, 35.96, 37.2
6, 41.42, 41.64, 45.38,45.44,51.74, 72.39 131.8,
(2), 180.54. (2)は2本分を表す。
ドロフラン(THF)20mlを仕込み、氷冷下に水素
化ホウ素ナトリウム(NaBH4)1.25g(33mmo
l)を加える。続いて氷冷攪拌下にトリシクロ[5.
2.1.02,6]デカン−8,9−ジカルボン酸無水物
(DH−TCDA)6.18g(30mmol)をTH
F20mlに溶解した溶液を30分で滴下した。しだい
に室温に(25℃)戻して3時間攪拌した。再び氷冷攪
拌下に4N−塩酸10gを滴下し酸性にした。濃縮によ
りTHFを留去後、1,2−ジクロロエタンを加えて水
層と分液した後、有機層を濃縮すると油状物(固化)
5.1g(89.2%)が得られた。この物質の構造
は、下記の分析結果から4−オキサ−3−オキソテトラ
シクロ[5.5.1.02,6.08,12]トリデカン(OO
TA)であることを確認した。
47(73), 105(70),91(100), 79(83),66(65).1 H-NMR(CDCl3,δppm) : 1.18(d, J=10.0Hz, 1H), 1.33-
1.42(m, 2H), 1.46-1.58(m, 4H), 1.69(d, J=10.0Hz, 1
H), 1.90(dd, J1=1.20Hz, J2=3.2Hz, 2H), 2.25-2.27
(m, 4H), 3.30-3.33(m, 2H), 3.74-3.78(m, 2H).13 C-NMR(CDCl3,δppm) : 27.11(2), 29.36, 37.93, 41.
88(2), 45.58(2), 46.20(2), 74.43(2). (2)は2本分を表す。 mp.(℃):20−22.
ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.0
2,6]デセ−8−エン(DOL)0.97g(5mmo
l)、トルエン10ml及び95%硫酸50mgを仕込
み、95℃で3時間攪拌した。続いて室温に冷却してか
ら、水洗3回してから有機層を濃縮すると油状物0.8
0g(収率90.9%)が得られた。この油状物質は下
記の分析結果から、4−オキサテトラシクロ[5.5.
1.02,6.08,12]トリデセ−9−エン(DTTE)で
あることを確認した。
75(100), 109(45),105(55), 95(68). 1H-NMR(CDCl3,δp
pm) : 1.18(d, J=10.0Hz, 1H), 1.69(d, J=10.0Hz, 1
H), 1.92(d, J=4.58Hz, 1H), 2.07-2.18(m, 5H), 2.41-
2.45(m, 1H), 2.93-2.98(m, 1H),3.33-3.38(m, 2H), 3.
68(t, J=8.25Hz, 1H), 3.74(t, J=8.24Hz, 1H), 5.44-
5.47(m, 1H), 5.57-5.59(m, 1H).13 C-NMR(CDCl3,δppm) : 31.85, 35.99, 40.13, 41.54,
43.30, 43.60, 45.30,52.53, 73.33, 74.03,76.75, 1
30.89, 131.77.
ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.0
2,6]デカン(DH−DOL)15.0g(76.5mm
ol)、トルエン150ml及び95%硫酸0.5ml
を仕込み、還流下で1時間半攪拌した。続いて室温に冷
却してから、水洗3回してから有機層を濃縮すると油状
物が得られた。この残渣を蒸留で精製すると、留分11
3−115℃/1.33kPaの無色透明な油状物質の
4−オキサテトラシクロ[5.5.1.02,6.08,12]
トリデカン(OTTA)9.05g(収率66.5%)
が得られた。OTTAの構造は、下記の分析結果から確
認した。
61(59), 147(49),131(54), 117(58),105(61), 91(10
0).1 H-NMR(CDCl3,δppm) : 1.18(d, J=10.0Hz, 1H), 1.33-
1.42(m, 2H), 1.46-1.58(m, 4H), 1.69(d, J=10.0Hz, 1
H), 1.90(dd, J1=1.20Hz, J2=3.2Hz, 2H), 2.25-2.27
(m, 4H), 3.30-3.33(m, 2H), 3.74-3.78(m, 2H).13 C-NMR(CDCl3,δppm) : 27.11(2), 29.36, 37.93, 41.
88(2), 45.58(2), 46.20(2), 74.43(2). (2)は2本分を表す。
−ビス(メトキシカルボニル)トリシクロ[5.2.
1.02,6]デカン(DH−TCDME)100g
(0.397mol)、エタノール50g及び銅クロマ
イト20gを仕込み、水素圧25MPa、250℃で5時
間攪拌した。反応終了後冷却してから、反応液をガスク
ロマトグラフィーで分析した結果、OOTA59.8
%、OTTE27.9%が得られ、DH−TCDME1
0.2%が回収された。
サンに代えた他は実施例5と同様に反応させた。反応終
了後冷却してから、反応液をガスクロマトグラフィーで
分析した結果、OTTE99.7%が得られた。
Claims (6)
- 【請求項1】 式[1] 【化1】 (式中、Y はカルボニル基又はメチレン基を表し、破
線は単結合又は二重結合を表す。)で表される脂環式含
酸素化合物。 - 【請求項2】 式[2] 【化2】 (式中、破線は二重結合又は単結合を表す。)で表され
るトリシクロ[5.2.1.02,6]デセ−3−エン−
8,9−ジカルボン酸無水物又はトリシクロ[5.2.
1.02,6]デカン−8,9−ジカルボン酸無水物を還
元して、式[1] 【化3】 (式中、Y はカルボニル基又はメチレン基を表し、破
線は単結合又は二重結合を表す。)で表される脂環式含
酸素化合物の製造法。 - 【請求項3】 還元反応を、金属水素化錯体を用いて行
うことを特徴とする請求項2記載の脂環式含酸素化合物
の製造法。 - 【請求項4】 式[4] 【化4】 (式中、破線は単結合又は二重結合を表す。)で表され
る8,9−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.
2.1.02,6]デセ−3−エン及び8,9−ビス(ヒ
ドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6 ]デ
カンと酸を反応させることを特徴とする式[5] 【化5】 (式中、破線は前記と同じ意味を表す。)で表される脂
環式含酸素化合物の製造法。 - 【請求項5】 式[6] 【化6】 (式中、Rは水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基
を表す。)で表される8,9−ビス(アルコキシカルボ
ニル)トリシクロ[5.2.1.0 2,6 ]デカン又は、
8,9−ジカルボキシトリシクロ[5.2.1.
02,6 ]デカンを接触還元法で還元することを特徴とす
る式[7] 【化7】 で表される脂環式含酸素化合物の製造法。 - 【請求項6】 接触還元触媒が銅クロマイトであること
を特徴とする請求項5記載の脂環式含酸素化合物の製造
法。
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|---|---|---|---|
| JP2001255673A JP4862979B2 (ja) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | 脂環式含酸素化合物及びその製造法 |
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| JP2001255673A JP4862979B2 (ja) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | 脂環式含酸素化合物及びその製造法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003064073A true JP2003064073A (ja) | 2003-03-05 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10111569A (ja) * | 1996-02-09 | 1998-04-28 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 感放射線性樹脂組成物 |
| WO2001079324A1 (fr) * | 2000-04-13 | 2001-10-25 | Mitsui Chemicals, Inc. | Copolymere de metathese a ouverture de cycle hydrogene et procede de production de ce dernier |
-
2001
- 2001-08-27 JP JP2001255673A patent/JP4862979B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10111569A (ja) * | 1996-02-09 | 1998-04-28 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 感放射線性樹脂組成物 |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JPN6010067986, 化学と工業, 2000, 53(10), 1181−1186 * |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4862979B2 (ja) | 2012-01-25 |
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